DE2013880C3

DE2013880C3 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Taktimpulsen

Info

Publication number: DE2013880C3
Application number: DE2013880A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr.-Ing. Haass; Dieter Dipl.-Ing. Reinhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1970-03-23
Publication date: 1974-02-21
Also published as: BE764683A; NL163398B; DE2013880A1; FR2084966A5; LU62820A1; GB1301598A; NL7103740A; US3671873A; DE2013880B2; NL163398C

Description

hergehenden

_kleinen

^Glät-

kennze

Div.dierer

(SP) angee
Endwenberecnner

phzierer <*//>■ ¹ Λ1 M- ·;

Ausgang

b.ngang
dessen «

_deSsen Ausgang zu dem _MuUJ_

*_{A des Div},

T ,' _{ist aus} einem Subtra-ίtr'E^ngswert von de. \, _1|ip,_izierers (MZ) abgezogen -·■ _r _{AD) _{dessen einor}

™Au^ng des Zählers _{yA),

"■ ^ _{mjt dem} Ausgang d«

L....,... ^ _{Ut und de&sen}

4hi ^{strecke des Schalters}

nach einem der vor-

rreqgen/ .1.' DalenimpuM

anordnung

auf eine Schallungs-

Taktimpulsen mittels _{diesem nachge}.

Takt des
_Se„ders »y
blem auf.

den Sendetakt veränderlichen

oder

53ÄTS

Weiterhin den Da,en_impu,_se„ de»

Als ^bei^P'^e'' _benen Probleme auftreten, kann in tattband%⁸it angegebenen Probleme auN fiten kann rin Magnetbandgerät angesehen werden, 2d" iformationen in Richtungstaktschnft

Sef o⁸n t Snⁿdanten Hilfsflußwechseln zu Trennen Dazu wird zu den Zeiten, bei denen e,n dem Hauptflußwechsel entsprechendes Lesesignal auftiitt, ^n Tnktimouls erzeugt. Um ein Auseinanderfalten von T m^Pp und L sesigna. zu verhindern, müssen

3 4

die Taktsignale ständig mit den Lesesignalen synchro- Im folgenden wird der Zählerstand, auf den der

nisiert werden. Ein solches Auseinanderfallen ist mög- Zähler bei Abgabe des Taktimpulses zurückgesetzt

lieh, wenn die Lesesignale Frequenzsprünge infolge wird, Anfangswert des Zählers genannt, der in der

einer Änderung der aufgezeichneten Information Einrichtung errechnete, dem Sollauftritts/eitpunkt d^s

machen, wenn Phasensprünge als Folge einer infor- 5 Taktimpulses entsprechende Zählerstand mit fndwert

mationsabhängigen Spitzenverschiebung der Lese- des Zählers bezeichnet.

signale (peakshift) sowie die durch Bandgeschwindig- Die Frequenz der Zähltakte, die dem Zähler zu-

keitsschwankungen verursachten Frequenzmodula- geführt wurden, muß größer sein als die Frequenz der

tionen auftreten. Weiterhin müssen die Taktimpulse . Datenimpulse. Besonders günstig ist es, wenn die

nach einer Übertragungspause schnell auf die block- io Frequenz der Zähltakte um eine ganzzahlige Potenz

weise ankommenden Lesesignale synchronisiert werden von 2 größer ist als der Sollwert der Datenfrequenz,

(Einphasen), und bei kurzzeitigen Lesesignalausfällen denn dann lassen sich die Endwerte des Zählers mit

(drop outs) müssen die Taktimpulse weiter erzeugt Hilfe der .Digitalbausteine besonders einfach be-

werden, damit nach Ende des Ausfallens wieder rechnen.

zeichenrichtig synchronisiert wird. 15 Der Anfangswert des Zählers kann konstant gewählt

Die Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Takt- werden. Das hat aber den Nachteil, daß bei ständiger

impulse im Datenempfänger muß somit verschiedene Frequenzablage der Datenimpulse gegenüber der

Anforderungen erfüllen: Frequenz der Zähltakte die Phasenlage zwischen den

1. Bei Frequenzschwankungen i_m Datensender muß „ £atenimpulse«und den"™™P^n im IJjcnemp-

_iMjf · . . , χ - Frequenzen der Zahltakte und der Datenimpulse in

ί ien nditenj. dem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen, liegen

2. Bei Ausfall eines oder mehrerer Datenimpulse die Datenimpulse immer in der Mitte /wischen zwei muß die Schaltungsanordnung ihre zuletzt ge- 25 Empfängertaktimpulsen. Um diesen Nachteil zu verhabte Frequenz beibehalten (Halteverhalten). meiden, kann der Anfangswert des /ahlers ebenfalls

3. Kleine Schwankungen der Datenimpulse um ihre entsprechend der Abweichung des Augenblickswertes zeitliche Sollage sollen für die Erzeugung der von einem vorgegebenen Wert in einem Anfangswert-Taktimpulse unberücksichtigt bleiben. berechner berechnet werden. Entsprechend dieser Ab-

..,,., .. 30 weichung ändert sich dann also der Anfangs-und der

4. Nach einer Unterbrechung der Übertragung soll Endwert des Zählers.

die Schaltungsanordnung möglichst schnell wieder _Dj_e erfindungsgemäße Schaltungsanordnung reagiert

auf die Datenimpulse einsynchronisiert werden _{sofort auf} j_ede Frequenz- und Phasenänderung der

(Einphasenverhalten). Datenimpulse. Dieses Verhalten kann unter Um-

Es sind Schaltungen bekanntgeworden, die diese 35 ständen nicht erwünscht sein, weil die Schaltungsan-

Anforderungen weitgehend erfüllen. Diese Schaltungen Ordnung dann auf jede kurze Schwankung der Daten-

sind gewöhnlich aus einem Phasendetektor und aus impulse um die Sollage antwortet. Durch Einführung

einem spannungsgesteuerten Oszillator aufgebaut (s. eines Glättungsgliedes kann erreicht werden, daß die

Electronic Design 8, April U, 1968, S. 76 bis 80, und Schaltungsanordnung nur auf Phasenlagen antwortet.

Electronic Design 10, Mai 9, 1968, S. 90 bis 93). Es 40 die mindestens über die Glättungszeit hinweg anliegen

handelt sich hier um analoge Schaltungen. Der Nach- und die im allgemeinen von Frequenzabweichungen

teil dieser analogen Schaltungen besteht in der Ab- herrühren.

hängigkeit von Bauelementetoleranzen, Umweltbe- Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich

dingungen und den Versorgungsspannungen. Weiter- aus den Unteransprüchen.

hin enthalten diese Schaltungen häufig Abgleich- 45 Im weiteren soll die erfindungsgemäße Schaltungselemente, die eingestellt werden müssen, und sie sind anordnung an Hand von Ausführungsbeispielen weiter oft sehr schwer auf andere Sendefiequenzen umzu- erläutert werden. Es zeigt
stellen. F i g. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsan-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die ge- Ordnung,

nannten Nachteile dieser analogen Schaltungen zu 50 F i g. 2 ein Signalbild der Schaltungsanordnung der

vermeiden und eine Schaltungsanordnung in Digital- Fig. 1,

technik anzugeben, die die obengenannten Anforde- F i g. 3 ein anderes Ausführuiigsbeispiel der Schalrungen erfüllt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß tungsanordnung,

dem Zähler eine beim Auftreten jedes Datenimpulses F i g. 4 ein Signalbild der Schaltungsanordnung

wirksam werdende Einrichtung nachgeschaltet ist, die 55 nach F i g. 3,

aus dem in diesem Augenblick erreichten Zählerstand F i g. 5 ein Blockbild des Glättungsgliedes,

im Zähler und einem Sollwert dieses Zählerstandes F i g. 6 ein Signalbild des Glättungsgliedes,

denjenigen Zählerstand errechnet, der dem Sollauf- F i g. 7 ein Schaltbild der Ausführungsform nach

tritts2eitpunkt des Taktimpulses entspricht, und daß F i g. 3,

eine dieser Einrichtung und dem Zähler nachgeschal- öo Y 1 g. 8 ein Schaltbild des Glättungsgliedes.

tete Vergleichseinrichtung bei Erreichen dieses er- Im folgenden werden die Datenimpulse auch Sende-

rechneten Zählerstandes im Zähler den Taktimpuls impulse genannt. In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel

abgibt und gleichzeitig den Zähler auf seinen Anfangs- der Schaltungsanordnung dargestellt. Einem Zähler ZA

wert zurückstellt. werden von einem Impulsgenerator ZT Zähltakte zu-

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsan- 65 geführt. Der Zähler ZA ist über einen Schalter 5CW,

Ordnung ist, daß sie ausschließlich aus handeis- der von Sendeimpulsen auf- und zugesteuert wird, mit

üblichen integrierten Digitalbausteinen aufgebaut einem Speicher SP verbunden. Dem Speicher SP wird

werden kann. außerdem ein vorgegebener Wert Z₀ (der Sollwert) von

5 6

einer Schaltung P zugeleitet. Der Ausgang des Spei- Die Sendeimpulse SI ergeben sich aus der zweiten chers VP ist mit einem Endwertberechner EB ver- Zeile der F i g. 2.

bundcn, in dem in Abhängigkeit von der Abweichung Treten Sendeimpulse SI auf, dann beginnt das Ein-

des über den Schalter SCH in den Speicher SP ge- phasen der Empfängertaktimpulse ET auf die Scndelieferten Zählergebnisses von dem vorgegebenen 5 impulse S/(Bereich Il der Fig. 2). Der erste Sendc-Wcrt Z₈ der Lndwert berechnet wird, zu dem der impuls Sl_x trifft den Zähler ZA bei einem beliebigen Zähler ZA zählen ,soll. Die Inhalte des Endwert- Stand Z₁ zwischen A₀ und £„. Dieser Wert Z₁ wird berechners EB und des Zählers ΖΛ werden in einer jetzt in den Speicher SP eingeschrieben. Aus der Ab-Vergleiehssehaltung \'<J verglichen. Bei Gleichheit gibt weichung Z_x-Z₀ (Regelabweichung) wird im Enddie Schaltung einen Impuls ab, der die: Zurücksetzung ίο wcrtberechncr EB der neue Zählercndwert E₁ bedes Zählers Zl auf seinen Anfangswert A₀ veranlaßt rechnet. In F i g. 2 ist der Endwert Z₁ größer als der und außerdem als Lmpfängertaktimpuls für den Daten- vorgegebene Wert Z₀. Der Regelkreis muß darauf empfänger gill. mit einer Vergrößerung der Periodendauer der Säge-

Der Anfangswert A₀ kann dem Zähler ZA am L-in- zahnschwingung antworten, damit die Sendeimpulse .SV gang K zugeführt werden. Lr ist ein fester Wert. 15 möglichst in die Mitte zwischen den Empfängenakt-

Dcr Zähler ZA. der Schalter Si//, der Speicher .VP, impulsen ET zu liegen kommen. Entsprechendes gilt der I ndwcrtberechner LB und die Vergleichsschaltung für den Fall, daß Z₁ kleiner als Z₀ ist. I (j bilden einen Regelkreis. Der Regelkreis nach F i g. 1 ist so ausgebildet, dall

Der Regelkreis arbeitet im Prtnzip folgendermaßen: er Proportionalverhalten hat. Die Stellgröße /:, /.„ Der Zähler ZA wird mit den Ziihltakten des Impuls- 20 ist dann proportional der Regelabweichung Z₁ Z₀ generators ZT von dem bestimmten Anfangswert A„ Der neue Lndwert, den der Zähler erreichen darf, hocligczalill. Beim I mtreffcn des Sendeimpulscs .S/ wird damit nach der Vorschrift wird der Schalter .V(7/ geschlossen und der Augen- y ^ \ (Z - / ) (3)

blickswert des Zählers ZA als Zv (Zählersland beim " ' ~ °

L111treffen des \ -ten Scndeimpuhes) in den Speicher 25 im t ndwcrtberechner EB gebildet. \ ist ein Propor-.S7' eingeschrieben. Aus dem Speicherinhalt wird im lioiialitätsfaktor, der die Verstärkung des Regelkreises L ndwcrtberechner LB an Zählcrcndwcrl E\ berechnet darstellt Ir muß so gewählt werden, daß der Regeluiul 111 der Vergleichsschaltung I (1 mit dem jeweiligen kreis hinreichend stabil ist und schnell eingephast Zählerstand verglichen I rreicht der Zähler ZA, der werden kann. Außerdem wird er bevorzugt bin.:: weiterhin von den Zähllakten ZT angesteuert *:rd, 30 quantisiert, damit er durch die Verdrahtung festgelegt diesen Lndwert /\. so wird von der Vergleichs- werden kann, denn eine binäre Multiplikation odci schaltung I O ein Impuls abgegeben, der den Zähler Z I Division kann durch eine Verschiebung der Binärzahl wieder auf seinen Anfangswert I₀ zurücksetzt und nach links h/w nach rechts dargestellt werden. Im gleichzeitig den I mpfängerlaklimpuls darstellt. Die Ausfiihrungshcispicl I 1 g 2 ist \ ' , gewählt. Zahltaktfrequenz ist dabei hinreichend groß gegenüber 35 Wenn der Zähler ZA den 1 ndwert E₁ erreicht hat. der Sendeimpulsfrequenz gewählt und wird konstant dann wird er wieder auf den Anfangswert A₀ zurückgehalten gesetzt und erneut hochgezählt. Mit dem nächsten

Die Wirkungsweise des Regelkreises läßt sich an Sendeimpuls V/ wird der Zählersland Z₂ in den Speill.iud von I 1 g. 2 verdeutlichen. Hier ist der Zähler- eher übernommen und nach der gleichen Rechensland Z. über der Zeit 1 aufgetragen, dargestellt Die 40 Vorschrift der neue I ndwcri 1₁ berechnet usw. Nach sich ergebende Kurve der Zählerslände kann ah eine wenigen Sendeimpulsen S/ ist der Linphasvorgang digitalisierte SägezahnschwinBiing aufgefaßt werden. beendet, und bei Sollfrcquenz der Sendeimpulse S/ deren IViiode durch den berechneten 1 ndwert und liegen diese dann genau in der Mitte zwischen den damit durch den Zählersland bei [.unreifen eines Lmpfängeilaktimpukeii LT. Signalimpuhes S/ festgelegt wird. 45 Im Ausführungsbmpiel I t g. 2 ist die Regclab-

Waluend der i'beriiatHingspauNC (Bereich! der weichung Z, Z₀, außerdem die verstärkte Regelab-1 ι μ 2) wird in den Speicher V/' ein vorgegebener weichung ν (Z₁ Z₀) und die t.ndwerte /.,, / , ein Wert Z₁₁ eingeschrieben, der bewirkt, daß die Frequenz gezeichnet Man sieht, daß die Regelabweichung des Sägezahnes gleich der Semlesollfrequen/ ist. Wenn Z\ Z₀ immer kleiner wird, entsprechend auch die die Zjhltaktfrequen/ das \„-fache der Sendesoll- 50 I ndwerte /.,. / . und sich allmählich dem Wert /.„ frequenz beträgt, so wird während der ί'bertragungs- nähern

pause der Zähler ständig vom Anfangswert A₀ bis zu Der Bereich 111 der F 1 g. 2 zeigt die Verhältnisse

einem Endwert /;„ hochgezählt und dann wieder auf bei Signalausfall. Beim Fehlen eines oder mehrerer .-!„zurückgesetzt. Der Anfangsvvert .-1I₀ und der End- Sendeimpulse VV wird der Inhalt des Speichers SF wert E₀ werden so bestimmt, daß sie symmetrisch zu 55 nicht verändert. Die Sägezahnschwingung sehwingl dem ^% orgegebenen Wert Z₀ liegen. Sie ergeben sich damit so lange mit seiner zuletzt gehabten Frequenz aus den Gleichungen weiter, bis wieder ein Sendeimpuls .V/ kommt und der

Speicherinhalt verändert. _A γ ^v« ο) Der Bereich IV der F i g. 2 zeigt einen Phasen-

" ° 2 ^6o sprung der Sendeimpulse SI. Da die Phaseiiabweichun§

positiv ist, ist auch die Regelabweichung Z.v Z,

\„ positiv, und der berechnete Endwert ist größer als dei

£° ^o τ · ⁽-' Lndwert £„. Da dann aber der nächste Sendeimpuls St

im Verhältnis zu dem vorhergehenden Sendeimpul« 65 früher kommt, wird die Regelabweichung negativ

Die Lmplangertaktimpulse /7 sind in der dritten und der Fndvverl liegt unterhalb E₉. Solche einmaliger Zeile dargestellt, sie treten immer dann auf. wenn der Phasensprünge der Sendeimpulse sind ebenfalls mil Zähler ZA auf seinen \nfangswert zurückgesetzt wird wenigen Schritten ausperccclt

7 8.

Im Bereich V der F i g. 2 sind die Verhältnisse ge- F i g. 4 zeigt den der F i g. 2 entsprechenden Kur-

reigt, die vorliegen, wenn sich die Frequenz der Sende- venzug für das Ausführungsbeispiel der F i r 3 Das

impulse ändert. Eine solche Frequenzablage verursacht Einphas- und Halteverhalten ist vergleichbar mit dem

eine verbleibende Regelabweichung. Die Empfänger- des Ausführüngsbeispieles der Fig 1 Der Bereich I

Uktimpulse ET liegen dann nach dem Einschwing- 5 ist wieder der Bereich der Übertragungspause Hier Vorgang um einen der Frequenzablage proportionalen schwingt die Sägezahnschwingung immer zwischen Betrag neben der Mitte zwischen den Sende.mpulsen dem Anfangswert A₀ und dem Endwert E₀ symmetrisch SI. Dieser Betrag wird Restphascnfchler genannt. Im um den vorgegebenen Wert Z₀. Im Bereich Il treten Ausführungsbe.sp.el der F. g. 2 wird die Periode der Sendeimpulse SI auf. Dann wird durch den Endwert- Sendeimpulse SI größer, dann steigen die Endwerte E io berechner EB der neue Endwert E, in Abhäncißkeit

an, bis d.e einen stabilen Wert erreicht haben. Die von der Regelabweichung Z₁ - Z₀ berechnet. Dasselbe

Empfängertaktimpulse LT verschieben sich in Rieh- gilt für den Aniangswert A₁. Der Endwert E und der

tungauf die zugehörigen Sendeimpulse SI. Anfangswerl A. liegen symmetrisch zu dem Augen-

Dieser Restphasenrehler kann verkleinert werden, blickswert des Zählers Z₁. Die SäRc/ahnschwinßuns

wenn nicht nur der End wert E_K, sondern auch der 15 wird also als Ganzes nach oben oder nach uS

. Anfangswert des Zählers ZA abhängig von Z_n mit verschoben

einer Hilfsstellgröße verändert wird. Die Hilfsstell- Bei Signalausfall (Bereich III) schwingt die Silue-

größewird dem Regelkreis selbst entnommen und aus zahnschwingung mit den vorhergehenden Anfanns-

der Regelabweichung Z_n-Z₀ durch Multiplikation und Endwerten weiter. Wenn wiederum Se

mit einem zweiten Verstärkungsfaktor erzeugt. Der ao impulse SI erscheinen, w.rd die Sägezahnschwinßuiiü

Restphasenfehler verschwindet völlig, wem, erneut mit den Sendeimpulsen .SV synchroni^, (ent

_Λ sprechend Bereich II).

P ^] ~ ₂ ⁽⁴> ^Bci l'hasensprung (Bereich IV) entsprechen die

Verhältnisse dem Einphasbereich II. Tritt eine I regewählt wird. Dann lauten die Vorschriften für die ^as <]^uen*ab!age auf (Bereich V), dann nähern sich sowohl Berechnung des End- und Anfangswertes tür den ^{dcr Anf}angs- als auch der Endwert neuen konstanten Zähler: Werten, d. h., die Sägezahnschwingung wird entweder

Av / · ^(7^ 7) , β(7κ· 7) (S) pn °^1 ^{nach Unten vcrst}-h<>hen. Auf jeden

_linH ^A ° ^U" '■*) ' PV* Zo) (5) Fall ist gewährleistet, daß nach dem I.mschwmgvor-

^d 3° gang bei beliebiger zuläs_S1ger Frequcn/ablage die

A\._t A_n (i{7s Z₀). (6) Sendeimpulse S/ immer penau in der Milk- /wischen

.... . , den Empfängertaktimpulsen IT lieuen d h ιΐιτ

Wird das Verhältnis der /all!taktfrequenz zu der Restphasenfehlcr verschwindet ' Sendeimpulsfrequenz Der Regelkreis reagiert sofort auf jede I icquen/

/V₀ ^ Z₀ (7) ³⁵ °d,^er Phasenänderung der Sendeimpulse. IJicscs Vcr-

.... . haUen kann unter Umständen nich. erwünscht sein

gewählt, dann erg,bl eine Umrechnung unter Ver- weil d.e Regelung dann auf jede kurze Schwiiißunu der

Wendung der Gleichungen 1, 2. 4, 5, 6 und 7: Sende.mpulse um die Sollage antwortet ",3 _d"

,. / M χ Einführung ein« CiJäuungsßliedcs kann erreicht

^ M- 1-Z.v ■ /x Zs (5b) 4° werden, daß d.e Regelung nur auf Phasenahlaj.cn ant-

^{V 2} ' ^{2 wortcl}' ^dlc mindestens über die Glätlungs/e.t hinwc«

und anliegen und die im allgemeinen von Frequenzabweichungen herrühren.

A_S ., (l M · z_s Zv - Ζ_Λ · ^λ . (6b) ,^{line Glä}««ns kann beispielsweise durch eine Mit-

\ 2 / 2 45 telung über die Zählerstände bei w Sendeimpulsen

γλ _r· . _J . , vorgenommen werden. Als besonders günst.i. sowohl

Die End- und Anfangswerte liegen also mit dem was den Aufwand als auch die Wirkung hci'rilTt er- Ahstand Zv · Ί symmetrisch um den Zählerstand Z_K ^{weist SIch e},^{inc (il8ttu}"8' die darin besteht, daß' ein

ocre"⁵errechneter oder vorgegebener Mittelwert mit m

Die Sendeimpulse SI liegen damit nach dem Ein- so multipliziert wird, von dem Produkt ein Mittelwpn Phasvorgang immer in der Mitte zwischen den Emp- subtrahiert und dazu der neue ZühlcrM-ind iH_fli,.r fängertakten. Außerdem lassen sich die Werte mit wird. Das Ergebnis wird dann noch durch ,„ «ctcil binar quaniisiertem λ nach obiger Vorschrift sehr ein- als neuer Mittelwert in den Speicher SP cinecwrhriehrn

S-^⁶U*¹"⁶"- , ^{Und fÜr die Bercc}hn«nß der Anfangs- und Fndwe_rtc Die Arbeitsweise des neuen Regelkreise* ist ähnlich 55 und des nächsten Mittelwertes heransezoccn Der

der des Regelkreises nach Fig. 1. Der Unterschied Mittelwert wird also nach der Gleicht besteht darin, daß der Endwert £_A- nach einer anderen

Rechenvorschrift erzeugt wird und zusätzlich auch _M ^ «Λ/.ν-i M_x-, ■ Z._v (m~\)-Ms i-Z ■

der Anfangswert Λαμι verändert wird. Das ent- ^Λ _m ^ · 1 λ

iprechende Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 3. Hier 60 ^m (gj

wird zusätzlich zu der Ausführungsform der F i g. 1 erzeugt. Auch hier wird Her A„th_a„

.in Anfangswertberechner AB eingefügt, und zwar Digitalbausteine^ ÄtS e.nS

twischen dem Ausgang des Speichers SP und dem Binärzahl ist. ⁰^⁰"⁰"^{5 einracn}' Ein K d Zähl ZA D Af i

twischen dem Ausgang des Speichers SP und dem Binärzahl ist.

Eingang K des Zählers ZA. Der Anfangswert wird Eine Anordnune durch Hii» Air. „ι,™ #-11.

•Iso in Abhängigkeit des Speicherinhaltes des Speichers 65 realisiert S ist in Fi ₀ S H ,f. "^Ieichunf

SP berechnet und er slchl i d Edt E SÄnSd^ J"^"¹- "'^{er wrd}

gg Speicherinhaltes des Speichers

SP berechnet, und er slchl - wie der Endwert E_x -

ϊΓνϊΐκ,,τ^{Eimrcfren cincs sendcimpuises} ^si *2^&Ά;*^ίτπ

für Verfugung. verwendet werden, sind mit gleichen Bc/ugsaichen

9 10

benannt worden. Am Ausgang des Speichers SP ist wählt. Das Verhältnis der Frequenzen der Zähltakte ein Dividierer DD angeordnet, der das aus dem zu der Frequenz der Signalimpulse ./V₀ = 16. Speicher SP kommende Zeichen durch m dividiert. Damit die Gleichung 7 erfüllt ist, muß der Zähler-Das Ergebnis zeigt ?.. B. M\-_t. Dieses Ergebnis wird stand Z₀ = 32 festgelegt werden. Aus den Gleichungen 1 einerseits dem Endwertberechner EB zugeführt, an- 5 und 2 ergibt sich dann ein Zählersollstand E₀ = 40 dererseits in einer Rücki.opplungsschleife zum Aus- und ein Zähleranfangswert A₀ = 24. Während der gang des Zählers ZA geführt und dort mit dem Übertragungspause wird mit dem Signal P in dem Zählergebnis addiert. In der Rückkopplungsschleife Speicher SP Z₀ = 32 durch Setzen der bistabilen ist ein Multiplizierer MZ eingefügt, der das Ergeb- Kippschaltung SP 32 und Rücksetzen aller übrigen binis Ai.v ] mit m multipliziert, also das Produkt io stabilen Kippschaltungen SP eingeschrieben. m · Ms ι bildet. Der Multiplizierer AfZ ist durch eine Nach den Gleichungen 5b und 6b können mit den Leitung überbrückt. An seinem Ausgang ist em Sub- obengenannten Werten für \ und /f die End- und trahierer SUB angeordnet, in dem von dem Ausgangs- Anfangswerte ermittelt werden. Es sind wert des Multiplizierers MZ das Ergebnis des Dividierers DD abgezogen wird. Am Ausgang des Sub- 15 ^ Zv , ⁷~^s Irahierers Sl'B erscheint also der Wert ' ' ' 4

(nt I)-Af₁V₁. ^Und

Λ -7 ^7s

Dieses Ergebnis wird zusammen mit dem Zählergebnis 20 4 des Zählers ZA in einem Addierer AD aufaddiert.

Am Ausgang des ^A'dieTers AD erscheint dann als Der Fndwert E₀ wird dadurch berechnet, daß man

Ergebnis die Ausgänge der bislabilen Kippschaltungen SP mit

(„, I)-Af.vi 1 Z\ . den Addendeingängendes6-Bit-Volladdierers£fldirekt

»5 und den um zwei Binärstellen nach rechts verscho-

Dieser Wert wird bei Auftreten des nächsten Sende- benen (damit durch 4 geteilten) Inhalt mit den Augendimpulses .SV dem Speicher .ST zugeleitet und von dort eingängen verbindet. Damit steht am Ausgang des dem Dividierer DD zugeführt. E r gibt ein Ergebnis ab, Addierers EB der Endwert zur Verfügung, auf den ik r das der Gleichung 8 entspricht. Dem Speicher SP Zähler ZA hochgezählt wird.

wird ein vorgegebener Anfangswert Z₀ M₀ vor 3° Zur Berechnung des Anfangswertes Ax_n wird der

Beginn dieses Berechnunpsganges eingegeben. Speicher SP mit den Addendeingängen eines weiteren

In F i g. 6 ist als Beispiel die Wirkung einer Glättung Addierers, des Anfangswertberechners AB, verbunden

über m 4 Sendeimpulsperioden nach dem oben- Der durch 4 geteilte Inhalt wird zur Subtraktion den

genannten Verfahren dargestellt. In F i g. 6a ist das Augendeingängen als Einerkomplement (invertiert)

Zählergebnis Zs über der Anzahl N der Sendeimpu'ae 35 zugeführt. Außerdem muH an den Addierer AB als

gezeichnet. Der Abszissenwert ist Z₀. Zwischen den einlaufender übertrag eine 1 fest angelegt werden.

Sendeimpulsen 1 und 2 besteht z. B. eine Phasenab- um eine richtige Subtraktion zu erreichen. Damit stehi

weichung, das bedeutet, daß das Zählergcbnis Zv auch der Anfangswert zur Verfügung, auf den der

stark von Z₀ abweicht. Die folgenden Impulse kommen Zähler nach Erreichen des Endwertes zurückgesetzt

dann wieder in der richtigen Zeitfolge. Wäre kein 40 wird.

Glättungsglied in den Regelkreis eingefügt, dann Die Ausgänge des Addierers EB werden in der

würde der Regelkreis auf diese Phasenablage sofort Vergleichsschaltung YG, die aus 6 Wired-Or-Nand-

sehr stark reagieren. F i g. 6b zeigt die Verhältnisse, Gattern besteht, mit dem Zählerstand laufend vcr-

wenn ein Glättungsglied eingefügt ist, wobei m 4 Pe- glichen. Stimmen beide überein, w ird mit dem nächsten

rioden ist. Hier ist Ms über den Sendeimpulsen N auf- 45 Zähltakt die bistabile Kippschaltung GL gesetzt, der

getragen. Der Abzsissenwert ist Af₀. Hier ist die Ab- Empfängertaktimpuls ET abgegeben und der Zähler Z Λ

weichung zwischen dem Augenblickswert M.\ und über die Setz- und Rücksetzeingänge der bistabilen

dem vorgegebenen Wert Af₀, die dem Endwert berech- Kippschaltungen des Zählers auf den berechneten

ner EB zugeführt wird, sehr viel kleiner als bei dem Anfangswert eingestellt. Der Zähler ZA wird wieder

Fall der F i g. 6a. 5° bis zum Endwert hochgezählt, erneut eingestellt usw

In F i g. 7 ist ein Schallbild der Anordnung der Der erste Sendeimpuls SI nach der Übertragungs-F i g. 3 gezeichnet. Die Kennzeichnung der Schaltungs- pause setzt mit einem Zähltakt ZT die bistabile Kippelemente, die verwendet werden, entspricht der des schaltung IMP. Mit dem nächsten Zähltakt ZT wird Blockbildes der F i g. 3. Um nicht alle Verbindungen der augenblickliche Zählerstand Z, in den Speicher SF zwischen den einzelnen Schaltungselementen ein- 55 eingeschrieben. Gleichzeitig wird für den Moment dei zeichnen zu müssen, stehen an den Ausgängen und Übernahme der Zähler nicht weitergezählt, damit ein an den Eingängen, die miteinander verbunden werden eindeutiger Zählerstand übernommen wird. Außerdem sollen, gleiche Benennungen. wird die bistabile Kippschaltung SPERR gesetzt, die

Mit S sind die Setzeingänge von bistabilen Kipp- den Sendeimpuls nach einer Taktperiode abschneidet schaltungen, mit R die Rücksetzeingänge der bistabilen 60 Damit wird die Regelung von der Länge des Sende

Kippschaltungen bezeichnet. Der Zähler ZA und der impulses 5/ unabhängig, mit der Einschränkung, daC

Speicher SP bestehen aus bistabilen Kippschaltungen, der mindestens eine Zählertaktperiode lang ist.

der Anfangswertberechner AB und der Endwert- Mit dem Empfängertaktimpuls wird die bistabil«

berechner EB aus Volladdierer, die Vergleichsschal- Kippschaltung SPERR wieder zurückgesetzt, und dei lung VG aus NAND-Schaltungen, deren Ausgänge 65 nächste Sendeimpuls wird für die End- und Anfangs

miteinander verbunden sind. berechnung freigegeben. Die neuen Werte Ey unc

Im Ausführungsbeispiel wird der Verstärkungs- Λ.γ_Μ werden unmittelbar nach dem Einspeichern dei

faktor λ = '/«. tier Verstärkungsfaktor β ■= ³U ge- Zählerstandes auf die gleiche Weise wie die End- unc

Anfangssollwerte im Endwertberechner EB und Anfangsberechner AB erzeugt und der Vergleichsschaltung VG bzw. den Setz- und Rücksetzeingängen des Zählers angeboten. Erreicht der Zähler ZA den neuen Endwert, wird er auf den neuen Anfangswert zurückgesetzt und erneut hochgezählt usw.

Ein Schaltbild des Glättungsgliedes zeigt F i g. 8. Die Mittelung »ι erfolgt über 4 Sendeimpulsperioden. Während der Ubertragungspause wird in, den Speicher SP der Wert 4 · M₀ = 4 ■ Λ/_ο --- 128 ein-Ίο geschrieben. Der Speicherinhalt wird durch Verschieben um zwei Binärstellen durch 4 geteilt und dem Endwertberechner EB als M₀ — Z₀ zugeführt. Weiterhin wird im 8-Bit-Subtrahierer SUB von dem Speicherinhalt 4 · M₀ einmal M₀ abgezogen. Der Ausgang des Subtrahierers SUB wird mit den Addendeingängen eines 8-Bit-Addierers verbunden. Die Augendeingänge des Addierers dagegen werden mit den Ausgängen des Zählers ZA verbunden. Damit steht am Ausgang des Addierers AD laufend die Summe 3 M₀ f Z, zur Verfugung. Mit dem eisten eintreffenden Sendeimpuls SI wird die augenblickliche Summe in den Speicher SP als 4 · M₁ eingeschrieben. Der Wert wird durch 4 geteilt und dem Endwertberechner EB als M₁ entsprechend Z, bei der Ausführung ohne Glättung zur Verfugung gestellt. Nach den gleichen Rechenschritten wie oben werden jetzt dem Addierer AD der Wert 3 Af₁ und der Zählerstand Z₂ angeboten. Mit dem nächsten Sendeimpuls Si wird die Summe 3 M₁ · Z₁ im Speicher eingeschrieben, und der Vorgang beginnt erneut.

Die Schaltungsrealisierung der F i g. 7 und 8 sind nur Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat folgende Vorteile:

1. Sie ist von Spannungsschwankungen und Umwelteinflüssen unabhängig, sofern nur die in den Bausteinspezifikationen angegebenen Bedingungen eingehalten werden.

2. Sie kann ohne Änderung der Schaltung für beliebige Sendeimpulsfrequenzen verwendet werden, indem man nur die Zähltaktfrequenz entsprechend umschaltet.

3. Sie ist wartungsfrei, weil sie keine Potentiometer oder Abglcichelemente enthält.

4. Bei der Ausführung nach F i g. 3 wird außerdem gewährleistet, daß die Empfängertaktimpulse auch bei größerer Ablage der Sendefrequenz genau in der Mitte zwischen den Sendeimpulsen Si kommen, d. h., der Restphasenfehler verschwindet.

5. Der Mitziehbereich des Regelkreises wird beliebig groß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Taktimpulsen mittels eines Impulsgenerators und eines diesem nachgeschalteten Zählers in Datenübertragungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähler (ZA) eine beim Auftreten jedes Datenimpulses wirksam werdende Einrichtung (SCH, SP, EB) nachgeschaltet ist, »o die aus dem in diesem Augenblick erreichten Zählerstand (Z.v) im Zähler (ZA) und einem Sollwert (Z₀) dieses Zählerstandes denjenigen Zählerstand (£".v) errechnet, der dem Sollauftrittszeitpunkt des Taktimpulses entspricht, und daß eine dieser Einrichtung (SCH, SP, EB) und dem Zähler (ZA) nachgeschaltete Vergleichseinrichtung (KC) bei Erreichen dieses errechneten Zählerstandes (£λ) im Zähler (ZA) den Taktimpuls abgibt und gleichzeitig den Zähler (ZA) auf seinen Anfangswert (A) *° zurückstellt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem mit dem Zähler (ZA) verbundenen Schalter (SCH), einem an den Schalter (SCH) angeschlossenen Speicher (SP) und einem mit dem Speicher (SP) verbundenen Endwertberechner (EB) besteht, daß der Schalter (SCH) bei Anliegen von Datenimpulsen geschlossen ist und daß dadurch der augenblickliche Zählerstand (Z.v) in den Speicher (SP) übertragen wird, daß der Speicher (SP) den Sollwert (Z₀) enthält und daÜ der Endwertberechner (EB) aus dem augenblicklichen Zählerstand (Z.v) und dem Sollwert (Z₀) den dem SoIlauftrittszeitpunkt des Taktimpulses entsprechenden Zählerstand (£.\) berechnet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endwertberechner (EB) nach der Formel E.\ - E₀ '■ \ (Z.v — Z₀) den dem Sollauftrittszeitpunkt des Taktimpulses entsprechenden Zählerstand errechnet, wobei £₀ der dem Soltauftrittszeitpunkt des Taktimpulses entsprechender Zählerstand zu Beginn des Einphasens und \ ein Proportionalitätsfaktor ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- *5 durch gekennzeichnet, daß in den Übertragungspausen der Datenimpulse der Anfangs- und der Endwert des Zählers (ZA) symmetrisch zum Sollwert (Z₀) liegt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der An-Sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswert (As), auf den der Zähler (ZA) nach Abgabe des Taktimpulses zurückgesetzt wird, in einem Anfangswertberechner (AB) in Abhängigkeit \on der Abweichung des bei Auftreten eines Datenimpulses erreichten Zählerstandes (Z.\) vom Sollwert (Z₀) berechnet wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswertberechner (AB) zwischen dem Ausgang des Speichers (SP) und dem Eingang des Zählers (ZA) für den Anfangswert (A) angeordnet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Anfangswertes des Zählers (ZA) in dem Anfangswertberechner (AB) nach der Gleichung <4λ+ι

= A₀ +- β (Z.v — Z₀) erfolgt, wobei β ein Pro-Dortionalitätsfaktor ist.

₈. SchaUungsanordnung ^gg^

durch f ^ken;^zeiCS jfrittStpunlct des Takt- (EB) den dem ™'z_äh,_ers_tand nach der impulses entsprechende Δ4 _ ^^

Gleichung Ey - t₀ -. ^ /
^ne9 Schaltungsanordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß /* = 1 - , ***** *■