DE2013555C3

DE2013555C3 - Adaptiver Entzerrer zur Entzerrung mehrstufiger PAM-Datensignale

Info

Publication number: DE2013555C3
Application number: DE19702013555
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Moehrmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-20
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2013555A1; DE2013555B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen adaptiven Entzerrer zur Entzerrung mehrstufiger ΡΑΜ-Datensignale, bestehend aus einem Verzweigungsnetzwerk, das Verzögerungsglieder, Summierer und gesteuerte Einstellglieder enthält, und an dessen Ausgang eine Entscheidungsschaltung nachgeschaltet ist, deren Eingang und Ausgang den Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt sind.

Bei der übertragung von digitalen Daten in Form von Mehrstufen-Puls-Amplituden-Modulation (Mehrstufen-PAM) über bandbegrenzte Kanäle treten bekanntlich lineare Verzerrungen auf, welche zu einer gewissen Fehlerrate des empfangenen Signals führen. Es ist deshalb erforderlich, dem verzerrenden Kanal ein entzerrendes Filter nachzuschalten, um die linearen Verzerrungen des Signals zu beseitigen, d. h. das empfangene Signal in eine Form zu bringen, die dem gesendeten Signal möglichst ähnlich ist. Als Antwort auf einen gesendeten Rechteckimpuls tritt am Ausgang (,5 des verzerrenden Kanals eine verzerrte Impulsantwort auf. Die übertragenen Daten am Kanalausgang bestehen aus einer linearen überlagerung zeitlich aufeinanderfolgenderverzerrter Impulsantworten. Bei Mehrstufen-PAM ist jeder gesendete Rechteckimpuls mit einem bestimmten positiven oder negativen Amplitudenwert multipliziert. Dieser Amplitudenwert stellt die zu übertragende Information dar.

Um ein entzerrtes Ausgangssignal des Übertragungskanals zu erzielen, genügt es, die Impulsantwort des Kanals zu entzerren. Da eine übertragung über verschiedenartige Kanäle mit verschiedenartigen Verzerrungseigenschaften möglich sein soll und da sich unter Umständen auch die Eigenschaften eines Übertragungskanals während der übertragung ändern, ist es erforderlich, daß das nachgeschaltete Entzerrerfilter sich automatisch den jeweiligen Eigenschaften des Kanals anpaßt Solche automatischen Entzerrer nennt man bekanntlich adaptive Entzerrer. Es sind bereits eine Reihe unterschiedlicher Schaltungsarten solcher Entzerrer bekanntgeworden, die aber den Nachteil haben, daß sie einen verhältnismäßig großen schaltungstechnischen Aufwand insbesondere dann erfordern, wenn es darauf ankommt, das verzerrte Signal möglichst ideal und möglichst schnell zu entzerren. Für die automatische Funktion einer solchen Entzerrerschaltung ist es wesentlich, daß die Steuerung der einzelnen Einstellglieder mit einem möglichst geringen schaltungstechnischen Aufwand erfolgen kann, um dadurch eine möglichst hohe Betriebssicherheit des gesamten Entzerreis zu erhalten.

In dieser« Zusammenhang ist durch den Aufsatz »Techniques for Adaptive Equalization of Digital Communication Systems« in der Zeitschrift »Bell System Technical Journal«, Bd. 45, Februar 1966, S. 255 bis 286, bereits ein adaptiver Entzerrer bekanntgeworden, bei welchem die automatische Einstellung der Einstellglieder auf Grund einer reinen Vorzeichenkorrelation erfolgt. Dieser Entzerrer weist ein relativ schlechtes Konvergenzverhalten auf, da nur ein Teil der tatsächlich vorhandenen Information, nämlich die Vorzeichen, zur Ableitung der Einstellgrößen, ausgenutzt wird und da diese Vorzeicheninformation unter Benutzung von Schätzwerten für das richtige entzerrte Signal abgeleitet wird. Es sind aber auch Verfahren bekanntgeworden, welche den in der übertragenen Information enthaltenen mittleren quadratischen Fehler minimieren und einen sehr großen Konvergenzbereich aufweisen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der Veröffentlichung »An Automatic Equalizer for General-Purpose Communication Channels« in »Bell System Technical Journal«, Bd. 46, November 1967, S. 2179 bis 2208, beschrieben. Es wird dabei ein Entzerrer verwendet, der ein Verzweigungsnetzwerk, das Verzögerungsglieder, Summierer und gesteuerte Einstellglieder enthält und einen Differenzverstärker besitzt, und bei dem das Verzweigungsnetzwerk eine derartige Struktur hat, daß alle Einstellglieder seinem ausgangsseitigen Summierer unmittelbar vorgeschaltet sind. Dieses Verfahren weist hingegen den Nachteil auf, daß analoge Größen miteinander multipliziert werden müssen, um die automatische Einstellung des Entzerrers zu gewährleisten, was einen verhältnismäßig großen schaltungstechnischen Aufwand erfordert. In einem weiteren bekannten Entzerrer sind die vorgenannten Schwierigkeiten dadurch zumindest teilweise beseitigt, daß zur automatischen Einstellung der im Entzerrer enthaltenen Einstellglieder analoge Größen nur noch mit Vorzeichen multipliziert werden. Ein derartiger Entzerrer ist beispielsweise durch die Literaturstelle

20

!969 WESCON Technical Papers«, Session 11, Pair 1 bekanntgeworden. Dieses Verfahren weist allerr es den Nachteil auf, daß zur Ermittlung des Ein-Sjkriteriums Summen von Produkten gebildet werjfnniüssen, va denen die einzelnen Summenglieder ■-. Yejbesserung der Entzerrereinstellung, alfo bei ^_er Verringerung der auftretenden Fehlerampli- ^en nicht gegen Null gehen, obwohl die Summen, U₀ die Regelgrößen selbst, den Wert Null bzw. JrT_n konstanten Wert annehmen. Deshalb erzeugen !ühon geringe Unsymmetrien und Driftströme in der Schaltung merkliche Abweichungen der Regelgrößen von ihren SoJ'werten. .

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine

Schaltungsanordnung für einen adaptiven Entzerrer

anzugeben, die bei einem möglichst geringen Aufwand

an Schaltelementen eine möglichst hohe Qualität der

ffeichbaren Entzerrung zu erzielen gestattet und bei

welcher jedes zur Ermittlung des Einstellkriteriums

ebi'iete Summenglied mit verbessertem Abgleich

finzeln gegen Null geht

Ausgehend von einem adaptiven Entzerrer zur Entzerrung mehrstufiger PAM-Datensignale, bestehend aus einem Verzweigungsnetzwerk, das Verzö-•erungsglieder, Summierer und gesteuerte Einstell- ; «lieder enthält, und an dessen Ausgang eine Entscheidungsschaltung nachgeschaltet ist, deren Eingang und Ausgang den Eingängen eines Differenzverstärker zugeführt sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Verzweigungsnetzwerk eine derartige Struktur hat, daß alle Einstellglieder seinem ausgangsseitigen Summierer unmittelbar vorgeschaltet sind, daß der Ausgang des Differenzverstärkers mit den ersten Eingängen mehrerer Multiplizierer verbunden ist, daß an den Ausgang eines ieden im Verzweigungsnetzwerk enthaltenen Verzögerungsgliedes sowie an den Eingang des Verzweieungsnetzwerkes je ein Vorzeichenbewerter angeschaltet ist, dab die Ausgänge dieser Vorzeichenbewerter mit den zweiten Eingängen der Multiplizierer verbunden sind, daß jedem Multiplizierer ein Internerer nachgeschaltet ist und daß der Ausgang eines jeden Integrierers derart mit einem ihm zugeordneten Einstellglied des Verzweigungsnetzwerkes verbunden ist daß eine adaptive Einstellung des Entzerrers erfolgt. Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung

F i g. 1 a ein Beispiel für eine verzerrte Rechteckimpulsantwort am Eingang des Entzerrers, :

Fig. Ib ein Beispiel für eine verzerrte Impulsantwort am Entzerrerausgang,

Fig. 1 c ein Beispiel für eine entzerrte Impulsantwort am Entzerrerausgang,

Fig 2 den vollständigen Aufbau eines bekannten Entzerrers ohne die Einrichtung für die automatische

Einstellung, .

F i g 3 eine Schaltung zur automatischen Einstellung des in F i g. 2 dargestellten Entzerrers gemäß der Erfindung.

F i g 1 a zeigt ein Beispiel für eine verzerrte Impulsantwort, wie sie am Ausgang eines bandbegrenzten Ubertragungskanals auftreten kann. Diese Impulsantwort ist mit 1 bezeichnet. Im folgenden soll synchrone Datenübertragung vorausgesetzt werden Das bedeutet, daß die Folgefrequenz der einzelnen nacheinander gesendeten Zeichen bekannt ist und daß die ankommende verzerrte Impulsantwort bzw. das durch die lineare überlagerung vieler zeitlich nacheinander gesendeter Impulsantworten entstandene verzerrie Signal nur zu einzelnen bestimmten Zeitpunkten abgetastet wird. In Fig. 1 sind verschiedene solche/£«- punkte angegeben, nämlich t_₃ bis t₊₃. Der Abstand zweier aufeinanderfolgender betrachteter ZeitpunKte entspricht dem Abstand zweier aufeinanderfolgender gesendeter Zeichen. Dieser Abstand entspreche einer Zeitdauer T. Im folgenden sollen also die auf der Empfangsseite ankommenden Signale nur zu diesen Abtastzeitpunkten betrachtet werden. Es können Beispielsweise die Werte der ankommenden Signale zu diesen Abtastzeitpunkten in einem sogenannten AD-tast-Halte-Kreis gespeichert werden bis zum jeweils nächsten Abtastzeitpunkt, so daß sich am Ausgang,des Abtast-Halte-Kreises die in Fig. la dargestellte

35 nächsten Abtastzeitpunici, su uau a«. ^- -—=> — °,, Abtast-Halte-Kreises die in Fig la dargestellte treppenförmige Kurve 2 ergibt, welche:genau d eselbe Information enthält wie die kontinuierlich verlaufende Impulsantwort 1. Die treppenförmige Impulsantwort gemäß Kurve 2 enthält Vorschwinger, welche in F i g. 1 a beispielsweise mit /_₂ und /_, bezeichnet and und Nachschwinger, welche mit /, und /₂ bezeichnet sind. Bei der übertragung mehrerer, aufeinanderfolgender Impulse können sich die von verschiedenen Impulsen herrührenden Überschwinger derart ungunstig überlagern, daß beispielsweise zum ^itpunkt l„ anstatt des Sollwertes, der mit g₀ ^bem?^^ttJ^\_i^_l anderer Amplitudenwert/₀ erkannt wird. Dadurch wird die übertragene Information also verfälscht und es ist notwendig, zur Beseitigung dieser linearen Verzerrungen dem Übertragungskanal ein bntzerrerfilter nachzuschalten. .

F i g 1 b zeigt die Impulsantwort h(t) am Ausgang eines solchen noch nicht richtig abgeglichenen Entzerrers. Diese Impulsantwort ist ™it ? beze'chnet und wird ebenfalls zu verschiedenen diskreten Zeit punkten abgetastet, welche jeweils im Abstand T au einander folgen. Durch Anwendung eines.Ab tast Halte-Kreises ergibt sich wieder eine, in F ι g. Ib mit Z , bezeichnete Treppenkurve, welche ebenfalls Vorschwinger und Nachschwinger aufweist. Als Beispiel sind, ähnlich wie in F i g. 1 a, auch in Fig. Ib nur die dem Hauptwert Zi₀ unmittelbar benachbarten Vor bzw. Nachschwinger mit h_₂, h_, bzw. Ji₁, h₂ kenntlich ₄s gemacht. Im folgenden soll vorausgesetzt werden daß die Impulsantwort h (O am Entzerrerausgang ^o abgetastet wird, daß der Abtastzeitpunkt t„ auf den Hauptwert, d.h. also auf die Stelle größter Amphiude der Impulsantwort, fällt, da hier von vornherein der großte so Signal-Stör-Abstand auftritt. Der Zeitpunkt t₀ ist ein geeignet gewählter Bezugszeitpunkt.

Die Fiele zeigt eine ideale Impulsantwort g{t), die mit 2" bezeichnet ist und die beispielsweise am Abgang eines richtig eingestellten Entzerrers autreten könnte. Diese Impulsantwort weist die Soll-1-...J- _ ....r da «ntlvjlt keine Vor- Ul

Impulsantworten wird sich gegenseitig nicht mehr störend beeinflussen.

In der F i g. 2 ist ein Beispiel für einen zur Entzerrung von mehrstufigen PAM-Datensignaleti brauchbaren Entzerrer dargestellt, der die Vorrichtung zu seiner automatischen Einstellung zunächst nocl nicht enthält. Dieser Entzerrer besteht aus einei Kettenschaltung von Verzögerungsgliedern 30 bis Jedes Verzögerungsglied weist eine Verzögerungszeit auf. die wiederum der Verzögerung zwischen zwei auf cinanderfolgenden gesendeten Zeichen entspricht. An

Eingang 40 des Entzerrers, an den Abgriffen 41 bis 44 sowie am Ausgang 45 der durch die Verzögerungsglieder 30 bis 34 gebildeten Verzögerungsleitung liegen der genannten Reihenfolge nach die Signale x_{k + i}. X₁₁₊₂, Xi + i, JCfc, χ»-] und x_k-2, wobei k eine laufende Zählvariable darstellt. Die x_k sind die Abtastwerte des am Ausgang des Übertragungskanals auftretenden verzerrten Signals zu den Zeiten t₀ + k T. Jeder der Anschlüsse 40 bis 45 ist mit einem der variablen Einstellglieder 50 bis 55 verbunden. Ein solches Einstellglied, beispielsweise 51, kann das Signal, beispielsweise XiI₊₂, am zugeordneten Abgriff, hier beispielsweise 41, mit einem Faktor, hier beispielsweise c_₂. multiplizieren, welcher positiv oder negativ sein kann. Analog gilt dies auch für die übrigen Einstellglieder. Die Einstellglieder 50 bis 55 werden über die Steuerleitungen 60 bis 65 von der später noch zu erläuternden Vorrichtung für die automatische Einstellung des Entzerrers eingestellt. Die Ausgänge der Einstellglieder 50 bis 55 sind über die Leitungen 70 bis 75 mit dem ausgangsseitigen Summierer 3 verbunden. Der Ausgang 4 des Summierers 3 stellt gleichzeitig den Ausgang des Entzerrers dar. Am Ausgang 4 erscheint die Summe der mit den Faktoren c_} bewerteten Teilspannungen X₁₊₃ bis x_k_₂, ; ist eine ganzzahlige Zählvariable und läuft in dem in F i g. 2 dargestellten Beispiel von - 3 bis + 2. Der Ausgang 4 ist ferner mit dem Eingang einer Entscheidungsschaltung 5 verbunden. Diese Entscheidungsschaltung erzeugt Schätzwerte ä_k für die richtigen übertragenen Signale a_k. Bei übertragung von nur zweistufiger PAM entscheidet diese Schaltung beispielsweise, daß jedem Signal am Punk« 4, welches größer als 0 Volt ist, ein Ausgangssignal am Punkt 6 mit der Amplitude + 1 Volt zugeordnet werde, daß dagegen jedem Signal am Punkt 4. das kleiner als 0 Volt ist, am Punkt 6 ein Signal mit der Amplitude - 1 Volt zugeordnet wird. Am Punkt 6 erscheinen also nur noch Signale mit zwei möglichen Amplitudenstufen und wenn die Verzerrungen des Signals am Entzerrerausgang nicht zu groß sind, dann wird am Punkt 6 die richtige, entzerrte Signalfolge erscheinen. Durch die Verzerrungen werden diese Entscheidungen natürlich gelegentlich verfälscht. Diese Überlegung läßt sich analog auch auf PAM mit mehr als zwei Stufen erweitern. Am Ausgang der Entscheidungsschaltung können dann mehr als zwei verschiedene Amplitudenstufen auftreten. Die Signale am Eingang der Entscheidungsschaltung seien mit y_k bezeichnet, die Signale am Ausgang der Entschei- -dungsschaltung mit ä_k; k ist wiederum eine Zählvariable. Die Werte ά* stellen Schätzwerte für die richtigen idealen Signale zu den Zeitpunkten r = t₀ +· fc T dar. Der Eingang 4 und der Ausgang 6 der Entscheidungsschaltung sind mit den Eingängen 8' und 8" eines Differenzverstärkers 7 verbunden und ergeben am Ausgang 8 des Differenzverstärkers 7 Schätzwerte für die Fehler, die hier e_k genannt werden, und die durch die Differenz zwischen den mehr oder weniger verzerrten Signalen y_k am Entzerrerausgang 4 und den zugeordneten Schätzwerten ä_k für die idealen Signale am Ausgang6 gegeben sind Das in Fig. 2 dargestellte Entzerrerfilter, das unter dem Namen Transversalfilter bekanntgeworden ist, stellt nur ein Beispiel für mögliche Entzerrerstrukturen dar. Es können auch andere geeignete Entzerrerstrukturen verwendet werden, beispielsweise sogenannte orthogonale Filternetzwerke, die bei Erregung mit einem Diracimpuls an ihren Ausgängen orthogonale Impulsantworten liefern, oder sogenannte kanonische Verzweigungsnetzwerke, wie sie beispielsweise in der Veröffentlichung »Zur allgemeinen Theorie der Verzweigungsnetzwerke« in der Zeitschrift »AEU«, 1968. > Heft 8, S. 361 bis 367, beschrieben worden sind.

Die F i g. 3 zeigt eine Schaltung, welche zur automatischen Einstellung des in F i g. 2 dargestellten Entzerrers geeignet ist. Es ist deshalb davon auszugehen, daß zur Realisierung eines adaptiven Entzerrers der

ίο Schaltung nach Fig. 2 die Schaltung nach Fig. 3 zugeordnet wird, weshalb zusammengehörende Verbindungsleitungen in F i g. 3 mit den gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 2 bezeichnet sind.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 wird das Fehlersignal e_k am Ausgang des Differenzverstärkers 7 über die Verbindungsleitung 8 den ersten Eingängen 90 mehrerer in der Schaltung 100 enthaltener Multiplizierer zugeführt. Das in Fig. 2 dargestellte Verzweigungsnetzwerk hat eine derartige Struktur, daß alle Einstellglieder 50 bis 55 seinem ausgangsseitigen Summierer 3 unmittelbar vorgeschaltet sind. An die Abgriffe 40 bis 45 im Verzweigungsnetswerk ist je ein Vorzeichenbewerter 24, 25 angeschaltet. Die Ausgänge 84,85 dieser Vorzeichenbewerter 24,25 sind mit

2.S den zweiten Eingängen 86 bis 88 der Multiplizierer verbunden. Jedem Multiplizierer ist ein Integrierer nachgeschaltet und der Ausgang 63 bis 65 eines jeden Integrierers ist derart mit einem ihm zugeordneten Einstellglied 50 bis 55 des Verzweigungsnetzwerkes verbunden, daß eine adaptive Einstellung des Entzerrers erfolgt. Im Ausfuhrungsbeispiel der F i g. 3 ist eine vorteilhafte Ausführungsform insofern dargestellt, als der Ausgang 8 des Differenzverstärkers 7 einerseits direkt und andererseits über einen Umkehrverstärker 23 mit den ersten Eingängen 90, 90' der Multiplizierer verbunden ist. Darüber hinaus ist in diesem Ausführungsbeispiel der Multiplikations- und Integrationsvorgang zusammengezogen. Hierdurch wird eine besonders einfache Realisierung der Schaltung ermöglicht. Im folgenden soll die Funktion des in der F i g. 3 in Verbindung mit F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Impulsantwort 1 des zu entzerrenden Übertragungskanals allein ist in Fig. la dargestellt und heißt f{t). Die einzelnen Amplitudenwerte sind, bezogen auf den Hauptwert ^₀ = f(t = I₀). mit /(f = t₀ + T) = /,. f(t = ίο + jT) = fj bezeichnet. Wenn z. B. zu einem bestimmten Zeitpunkt t = t₀ der Hauptwert/o der Impulsantwort am Abgriff 43 der Verzögerungsleitung 30 bis 34 des Transversalfilters steht, so erscheinen die einzelnen Amplitudenwerte an den entsprechenden Abgriffen, wenn nur diese eine Impulsantwort in das Transversalfilter eingelaufen ist. Dann steht am Ausgang 4 des Transversalfilters der Hauptwerth₀ der in Fig. Ib dargestellten Impulsantwort h{t) von Kanal und Entzerrer. Der zeitliche Verlauf von h(t) habe z. B. die Form 2, wie in Fig. la dargestellt. Die Datenübertragung sei synchron, d. h., T ist der Abstand zweier aufeinander-

f>o folgender gesendeter Zeichen; ferner seien die Signale durch einen Abtast-Halte-Kreis vorgeformt und j ist eine ganzzahlige Zählvariable.

Im allgemeinen werden nicht einzelne Impulse übertragen, sondern eine große Anzahl zeitlich aufeinanderfolgender, mit Faktoren a_n bewertete Impulse, wobei die a„ entsprechend der Mehrstufen-PAM die Information beinhalten. Die Impulsantworten überlagern sich entsprechend, so daß das Gesamtsignal x(t) am

Bezugsabgriff des Transversalfilters sich zusammen-

setzt aus

x(t) - O₀-Z(O + O₁ -f(t- T) + a₂-/(t- 2T) +■··

Wert +1 normiert. Dann wird mit Gleichung (4)

(9)

ze F; mi

ein ch< un

^fl" -

Solange die durch den Ubertragungskanal bewirkte maximale Verzerrung

_1S

η ist eine ganzzahlige Zählvariable.

Wir betrachten die Signale x(t) nur zu den Abtastzeitpunkten t = t₀ + ■ — ■*·

^t2)

Analog setzt sich das Ausgangssignal.v(t) des tn-

zerrers aus der Summe ^^Äfi;^ Faktoren_fln bewerteter impulsantworten M

men·

_n J_ ι _f \ , , ■ .

^o =y~ l Uji

Ό j=-cc

eilt, daß die maximale Verzerrung

_nn ^{l J}

(12)

y(t) = O₀ · h(t) + O₁ · Ht - T) +

j. η ■ hit + T) + · ■ ·

oder

=> a_m -h{t - m T)

y.

= y(t₀ +jT) =

mist eine ganzzahlige Zählvariable

Ferner ist, wenn für ein Filter^ l t e

(3)

/₄₁

_1S

eine Verzögerungsleitungmit einer^^^ chcndeinerVerzogerungszeit 2Ni angen und der Bezugsabgriff C₀ in der Mitte hegt. am Entzerrerausgang, unter der Voraussetzung h₀ = 1, minimal wird für diejenigen Einstellungen der 2 JV verschiedenen c_}, welche gleichzeitig \Η₃\ = 0 erzwingen für alle \j\ < NJ±0. . .

Dieser Zusammenhang ist beispielsweise in der Veröffentlichung »Automatic Equalization for Digital Communication« in »Bell System Technical Journal«, Bd 44 April 1965, S. 547 bis 588, abgeleitet.

Ferner ist für D₀ < 1 und Ji₀ = 1 die Funktion D eine konvexe Funktion der 2JV Variablen c,, d. h., sie weist nur ein einziges Minimum auf. Die Bedingung L·, = 1 wird durch zusätzliche Regelung von C₀ erfüllt oder es wird c₀ = 1 gewählt und Jt₀ = 1 durch eine Regelung außerhalb des Transversalfilters er-

^ZWEs werden also einfach alle |jfi_j;| auf Null geregelt. Gemäß obiger Aussagen ergibt sich eine eindeutige Endeinstellung der c_y
Gleichung (7) ist

(I₃)

oder

(6)

ίϋ«?£2£=3ε

,I=-N

für j = 0

x(0 = «o Z(O

(Impulsantwort am Entzerrerausgang)· _bweichung Im folgenden wird daher nur nocii _lsantwort

der Impulsantwort von der idealen i-f betrachtet: Für kleine Verzerrungen sind die /j_, klein fü

_{/:jfc0 gegen} y_{o = 1}. Daher ergeben sich nur fü

^J. _ j _wesentliche Werte für den Differentialquotienten

~ ο

für j=/=/

«sgn^ für; =

,-1W =

^ ' . , j„„ / /- _ ι ist als Normierung angenommen),

die Amplitude der idealen Impulsantwort se, auf den (Zo

Es gilt damit Tür D₀ < 1
b\.\h

Der Fehler Ah₃ wird daher im wesentlichen nur durch Cj beeinflußt, c, kann so geregelt werden, daß Δ hj —+ 0 geht. Dies kann gleichzeitig an allen Abgriffen geschehen, so daß alle | ! hj\ —► 0 für -N <j < +N.

Es gilt mit Gleichung (10):

ej · sgn a₀ =]T,1 h₃._m · a_m ■ sgn a₀ . (20) zeitlichen Mittelwert, von χ darstellt. Damit wird E(Cj ■ sgn O₀) = .-Ift; · E(a₀ sgn a₀) = Ah₃ ■ E(Ia₀I) und somit

E(IOoI)
ίο E(IiI₀1) ist der lineare zeitliche Mittelwert von IaJ:

E(Ia₀]) ~-jT

(24)

Unter der Annahme, daß Zufallstext übertragen wird und daß die einzelnen a_m nach Betrag und Vor- _n . ,

zeichen statistisch voneinander unabhängig sind für ^z' ^B·^{lst bei} Vierstufen-PAM m φ Ο, gilt

(- 1 ^l

(21)

£(a_m sgn a₀) = E(aJ · E(sgn O₀) = 0 für in

wobei E(x) den Erwartungswert, d. h. den linearen 1,

= f für Zufallstext.

(25)

Wegen

K=I (26)

ergibt sich ein Schätzwert Ahj für \hj zu

k k

(27)

Hierbei ist e_k ein Schätzwert für e_k: t>_k = y_k — ä_k. ä_k ist ein Schätzwert für a_k und wird aus dem Ausgangssignal y_k des Entzerrers mit Hilfe der Entscheidungsschaltung 5 gebildet.

Für hinreichend geringe Verzerrungen D₀ < 1 ist sgn x_k = sgn a_k. In diesem Falle entspricht das durch Gleichung (26) beschriebene Kriterium der Größe

· sgn**_

(28)

It=I

Die durch die Gleichung (28) beschriebene Größe kann also zur adaptiven Entzerrereinstellung verwendet werden, und es ergibt sich insofern ein wesentlicher Vorteil für die Realisierung der Schaltung, als die Multiplikation mit sgnx_t_j sehr einfach wird. Das jeweilige Eiinstellglied c_} wird so eingestellt, daß die in Gleichung (28) beschriebene Größe, nämlich der unerwünschte Uberschwinger in der Impulsantwort, gegen Null geht. Diese Einstellung erfolgt mit der Anordnung gemäß Fig. 3 derart, daß die Schätzwerte e_k für die Fehlersignale e_k am Ausgang des Differenzverstärkers 7 über die Leitung 8 den ersten Eingängen 90 einer Anzahl von Multiplizierern direkt und über einen Umkehrverstärker 23 weiteren Eingängen 90' dieser Multiplizierer zugeführt werden. Die Abgriffe 40 bis 45 der Verzögerungsleitung im Entzerrer gemäß F i g. 2 sind mit den Eingängen von Vorzeichenbewertern 24, 25 verbunden. Die Ausgänge 84, 85 dieser Vorzeichenbewerter sind mit den zweiten Eingängen 86 bis 88 der Multiplizierer verbunden und steuern dort die Schalter 29', 29". An den zweiten Eingängen der Multiplizierer steht also direkt die gemäß Gleichung (28) erforderliche Vor-

zeicheninfonnation zur Verfügung. Die ersten Eingänge 90 der Multiplizierer sind über Widerstände 25 mit den invertierenden Eingängen der Integrierer verbunden. Entsprechend ist der Ausgang des Umkehrverstärkers 23 über die Leitungen 90' über Wider-

stände 24 und über die Schalter 29', 29" ebenfalls mit den invertierenden Eingängen des Integrierers verbunden, die in der Zeichnung durch ein Minuszeichen kenntlich gemacht sind. Die Integrierer bestehen aus Operationsverstärkern 22, welche mit Hilfe von Kapa-

zitäten 21 gegengekoppelt sind. An den Ausgängen 6C bis 65 dieser Integrierer stehen die durch die Gleichung (28) beschriebenen Größen zur Verfügung und dienen zur Einstellung der zugeordneten Einstellglieder 50 bis 55 in F i g. 2. Es müssen in der umran-

deten Anordnung 100 in F i g. 3 genauso viele Multiplizierer und Integrierer enthalten sein, wie im Entzerrer nach F i g. 2 Einstellglieder vorhanden sind.

Wie Gleichung (28) zeigt, geht mit zunehmenden: Abgleich jedes Glied der Summe in Gleichung (28

einzeln gegen Null, da die Fehleramplituden e_k geger Null gehen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenübei bekannten adaptiven Entzerrern, da dort die zui Mittelwertbildung verwendeten Summenglieder nich einzeln gegen Null gehen und der kleine Mittelwer

betragsmäßig großer Summenglieder gebildet werdei muß, was nicht mit beliebiger Genauigkeit möglich ist Die vorstehend beschriebene Schaltung ermöglich daher trotz einer verhältnismäßm einfachen Instru

mentierung eine genauere Endeinstellung des adaptiven Entzerrers. Die Instrumentierung der zur automatischen Einstellung des Entzerrers erforderlichen Einstelleinrichtung ist relativ einfach, da die Multiplikation lediglich mit Hilfe von Schaltern, Invertern

und Operationsverstärkern ausgeführt werden obwohl es im Prinzip auch möglich ist, die M kation und die Integration in getrennten Scha einheiten nach an sich bekannten Mitteln zufuhren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

*:.'«,. Patentansprüche:

1. Adeptiver Entzerrer zur Entzerrung mehrstufiger ΡΆΜ-Datensignale, bestehend aus einem Verzweigungsnetzwerk, das Verzögerungsglieder, Summierer und gesteuerte Einstellglieder enthält, und an dessen Ausgang eine Entscheidungsschaltung nachgeschaltet ist, deren Eingang und Ausgang den Eingängen eines Differenzverstärkers zugeführt sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Verzweigungsnetzwerk eine derartige Struktur hat, daß alle Einstellglieder (50 bis 55) seinem ausgangsseitigen Summierer (3) unmittelbar vorgeschaltet sind, daß der Ausgang (8) des Differenzverstärkers (7) mit den ersten Eingängen (90) mehrerer Multiplizierer verbunden ist, daß an den Ausgang (41 bis 45) eines jeden im Verzweigungsnetzwerk enthaltenen Verzögerungsgliedes (30 bis 34) sowie an den Eingang (40) des Verzweigungsnetzwerkesjeein Vorzeichenbewerter (24,25) angeschaltet ist, daß die Ausgänge (84, 85) dieser Vorzeichenbewerter (24, 25) mit den zweiten Eingängen (86 bis 88) der Multiplizierer verbunden sind, daß jedem Multiplizierer ein Integrierer nachgeschaltet ist und daß der Ausgang (60 bis 65) eines jeden Integrierers derart mit einem ihm zugeordneten Einstellglied (50 bis 55) des Verzweigungsnetzwerkes verbunden ist, daß eine adaptive Einstellung des Entzerrers erfolgt.

2. Adaptiver Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (8) des Differenzverstärkers (7) einerseits direkt und andererseits über einen Umkehrverstärker (23) mit den ersten Eingängen (90, 90') der Multiplizierer verbunden ist.