DE2036557B2 - Taktgeber-synchronisierungsanordnung fuer den empfang von isochron binaer modulierten signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Taktgeber-Synchronisieranordnung für den Empfang von isochron binär modulierten Signal mit Einrichtungen, weiche aus jeder Zustandsänderung der Modulation einen Steuerimpuls kurzer Dauer ableiten, einem empfangsseitigen Generator, der periodische Impulse mit einer Folgefrequenz erzeugt, die ein ganzzahliges Vielfaches des Nennwertes der Modulationsgeschwindigkeit ist, einer Synchronisierschaltung, die an einem ersten Eingang die periodischen Impulse des Generators und an einem zweiten Eingang wenigstens einen Teil der Steuerimpulse empfängt und an einem Ausgang Fortschalteimpulse zum Eingang eines Binärzählers liefert, wobei die Synchronisierschaltung einen dritten Eingang aufweist, der an einen Ausgang der letzten Stufe des Binärzählers angeschlossen ist, und mit einer Anordnung, über welche der Ausgang der letzten Stufe des Binärzählers mit einer Verbraucherkiemrne verbunden ist.

Derartige Synchronisieranordnungen werden in den Empfangsanordnungen von Ubertragungssystemen für die Übertragung von Informationen in Form isochroner binärer Signale dazu verwendet, einen empfangsseitigen Taktimpulsgenerator durch Ausnutzung der Zustandsänderungen der Modulation der empfangenen Modulation nachzuregeln.

Die Nachregelung eines Taktimpulsgenerators in Abhängigkeit von einer mit Verzerrungen behafteten ankommenden isochronen binären Modulation kann durch analoge oder durch digitale Synchronisierverfahren erfolgen, wobei im allgemeinen die digitalen Synchronisierverfahren bevorzugt werden, wenn der Generator Impulse liefern soll, welche bestimmte Funktionen im Takt der Modulationsgeschwindigkeit steuern sollen, beispielsweise die Abtastung der ankommenden modulierten Signale, die in Zeitpunkten

erfolgen muß, die ausreichend nahe bei der Mitte der und J. R. D a ν e y, Verlag McGraw Hill Book Coro-

Patier jedes der EinheitszettintervaUe der empfangenen pany, New York, 1965, Kapitel »Methods of Synchroni-

Modulation liegen müssen, damit kein Zweifel über den zation«, S. 261 und F i g. 14-1;

gültigen Binärzustand der abgetasteten Informations- Aufsatz »Synchronous Internal Clock«, von R. ö e-

elemente besteht. 5 ters und A. W. M ahoi ο ck, in der ZeUschrift

Ein bekanntes digitales Synchronisierverfahren be- »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Band 10, Nr. o,

steht darin, daß die Zeitpunkte verglichen werden, in November 1967, S. 716/717.

denen »Bezugsimpulse« erscheinen, die vom Generator Die dort beschriebenen Taktgeber unterscheiden

in einem vorbestimmten Augenblick jedes Betriebs- sich voneinander nur durch den inneren Aufbau der

zyklus abgegeben werden, und daß der Generator um io Synchronisierschaltung sowie durch den Wert des Ko-

einen vorbestimmten Bruchteil des Einheitsintervalls effiziente k (32 bzw. 64 in den beiden zuerst genannten

der Modulation vorgestellt oder verzögert wird, je Beispielen), wobei dieser Wert die Zahl der Stufen des

nachdem, ob die Zustandsänderung vor oder nach dem Binärzählers bestimmt.

Bezugsimpuls in dem Zyklus auftritt. Bei allen diesen bekannten Ausführungsformen

Ein Taktimpulsgenerator (in der nachfolgenden Be- 15 hängt die für die Ausbildung der Synchronlage erfor-

schreibung kurz »Taktgeber« genannt), bei dem ein derliche Zeit sowohl von der Form der von der Sende-

solches Synchronisierverfahren angewendet wird, ar- seile des Übertragungskanals kommenden Modulation

beitet nach folgendem Prinzip: tin frequenzkonstanter, (d. h. von der Zahl der wägend einer gegebenen An-

beispielsweise quarzstabilisierter Gene ator, hefen Im- zahl von übertragenen Einheitsmtervallen auftretenden

pulse mit einer Frequenz /. die gleich dem λ-fachen der 20 Zustandsänderungen) als auch von der Art und dem

Nenngeschwindigkeit F der von der Sendeseite des Grad der in der am Eingang der Empfangsschaltungen

Übertragungskanals kommenden Modulation ist, wo- empfangenen Modulation vorhandenen Verzerrungen

bei der Faktor k eine ganze Zahl ist, die im allgemeinen und schließlich auch von der Phasenverschiebung der

die Form 2" oder auch die Form 2" ' hat. Diese Im- ersten auftretenden Zustandsänderung gegenüber dem

pulse werden über eine komplexe logische Schaltungs- 25 Beginn des betreffenden Bezugszyklus ab. wobei im

anordnung. »Synchronisierschaltung« genannt, zum ungünstigsten Fall die Zustandsänderung in der Nähe

Eingang eines η-stufigen Binärzählers übertragen. des Anfangszeitpunkts eines Taktgeberzyklus erscheint.

Dieser Zähler gibt bei jedem Übergang aus dem Zähler- der dann um nahezu die Hälfte eines Einheitsintervalls

stand 2" ' einen Bezugaimpuls ab, der zu der Synchro- gegen die empfangene Modulation phasenverschoben

nisierschaltung übertragen wird, die andererseits 30 ist.

Steuerimpulse empfängt, die auf Grund der Zustands- Im folgenden werden mit T(O), T(\).. .T(2" ')...

änderungen der empfangenen Modulation erzeugt 7"(2") die Zeitpunkte in jedem Zählerzyklus bezeichnet,

werden. in denen der Zähler die Zustände 0, 1.. .2"'.. .2"

Die Synchronisierschaltong enthält Einrichtungen, erreicht. Der Zeitpunkt Γ(0) ist der Anfangszeitpunkt

die feststellen, ob in einem Taktgeberzyklus einer der 35 des Zyklus, und T(2^nl) ist der zuvor erwähnte Bezugs-

Steueriuipulse vor oder nach dem Bezugsimpuls auf- Zeitpunkt.

tritt, sowie Einrichtungen, weiche den Taktgeber um Wenn die empfangene Modulation keine Verzerrung ein Zeitintervall der Dauer 1// vorstellen oder ver.'.ö- aufweist, entspricht die zur Ausbildung der Synchrongern, je nachdem, ob der Steuerimpuls vor oder nach lage erforderliche Zeit höchstens dem Durchgang von dem Bezugsimpuls erschienen ist. 40 2" ' Zustandsänderungen, der Modulation (also beiWenn keine Zustandsänderung vorhanden ist, be- spielsweise 16 Zustandsände» ungen, wenn λ- — 32). trägt die Dauer eines Taktgeberzyklus k/f, d. h. das Wenn nämlich die erste Zustandsänderung kurz nach Einheitszeitintervall der empfangenen Modulation. dem Anfangszeitpunkt T(O) eines Taktgeberzyklus aufWenn 2ine Zustandsänderung vor dem ßezugsirr.puls getreten ist, wird die Dauer des Zyklus auf (A- — X)If auftritt, wird die Dauer des Taktgeberzyklus, in dem 45 gebracht, so daß die zweite Zustandsänderung etwas sie erscheint, auf (k — X)If verringert. Wenn eine nach dem Zeitpunkt T(I) eines späteren Zyklus er-Zustandsänderung i.ach dem Bezugsimpuls erscheint, scheint, die dritte Zustandsänderung etwas nach einem wird die Dauer des Zyklus, in dem sie erscheint, auf Zeitpunkt T(2) usw., wobei alle Zustandsänderungen den Wert (k r 1)//erhöht. Die Synchronlage zwischen den Taktgeber um 1// vorstellen, bis die Zustandsder empfangenen Modulation und dem Taktgeber ist 50 änderung (2^nl -r I) die kurz nach einem Bezugszeiterreicht, wenn die Zustandsänderungen der Modula- punkt T(2ⁿ'¹) erscheint, den Taktgeber um 1// zution sich im wesentlichen gleichmäßig zu beiden Seiten rückstellt.

der Zeitpunkte verteilen, in denen die Bezugsimpulse Die folgenden Zustandsänderungen lägen dann in erscheinen, die dann »Bezugszeitpunkte« für die Zu- der Näh. der Bezugszeitpunkte späterer Zyklen, und Standsänderung der empfangenen Modulation dar- 55 zwar abwechselnd davor und dahinter,
stellen. Der Binärzähler steuert bei jeder Rückkehr auf Das Auftreten einer systematischen und/oder zuNull die Abgabe eines Abtastimpulses, der dann in der fälligen Verzerrung kann die Ausbildung der Synchron-Nähe der Mitte jedes der Einheitsintervalle der Modu- lage verzögern. Wenn beispielsweise die erste Zustandslation erscheint. änderung etwas nach einem Zeitpunkt 7"(O) erschienen Es gibt verschiedene bekannte Ausführungsformen 60 ist und die zweite Zustandsänderung dann mit einet solcher Generatoren, von denen die nachstehenden voreilenden Verzerrung auftritt, die größer als diejenige angeführt werden können: der ersten Zustandsänderung ist, besteht die Möglich-Aufsatz von W. W i d 1, »An Experimental Data keit, daß sie vor dem Zeitpunkt T(O) des Taktgeber-Transmission Syrern«, in der schwedischen Zeitschrift zyklus zur Wirkung kommt, in dem sie hätte erscheiner »Ericsson Review«, 1962, Band 39, Nr. 3, S. 62 bis 71, 65 sollen, d.h. also nach dem Zeitpunkt. Γ(2"-') de; insbesondere S. 65 und 66 unter Bezugnahme auf vorhergehenden Zyklus, so daß sie eine Phasenkorrek Fi g. 5; tür (Rückstellung um 1//) verursacht, die entgegen Buch »Data Transmission«, von W. R. B e η η e t gesetzt zu der Phasenkorrektur (Vorstellung um 1//

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ist, die von der ersten Zustandsänderung ausgelöst Schaltung enthält, welche in der Gatteranordnung die

wurde. Verbindung zwischen ihrem ersten Eingang und ihrem

Es kann somit eine Folge von abwechselnd entgegen- Ausgang in Abhängigkeit von dem augenblicklichen

gesetzter. Korrekturen entstehen, wodurch die Aus- Binärzustand der an diesen Ausgängen der letzten

bildung der Synchronlage verzögert, wenn nicht gar 5 Stufen des Binärzählers abgegebenen Signale und von

verhindert wird. dem Binärzustand einer von der Gesamtheit dieser

Ein besonders ungünstiger Fall besteht dann, wenn Signale und der Steuerimpulse gesteuerten bistabilen die Modulation nur mit einer unsymmetrischen Ver- Kippschaltung sperrt oder öffnet,
zerrung behaftet ist und eine erste Zustandsänderung Die Wirkung der Anordnung nach der Erfindung kurz nach einem Zeitpunkt 7(0) mit einer Nacheilung io beruht darauf, daß die Gatteranordnung die Eingabe erscheint. Die nächste Zustandsänderung, die mit einer der auf Grund der Zustandsänderung der Modulation Voreilung erscheint, tritt dann vor einem Zeitpunkt erzeugten Steuerimpulse in den Taktgeber steuert und 7^0) auf, und sie verursacht eine Phasenkorrektur, die die übertragung der im letzten Abschnitt des Zyklus entgegengesetzt zu der Phasenkorrektur ist, welche die erscheinenden Steuerimpulse zu dem Taktgeber vererste Zustandsänderung ausgelöst hatte. Alle ungerad- 15 hindert, wenn der vorhergehende Steuerimpuls in dem zahligen Zustandsänderungen erscheinen dann nach entsprechenden ersten Abschnitt des gleichen Zyklus einem Zeitpunkt 7(0), und alle geradzahligen Zustands- oder eine vorhergehenden Zyklus erschienen ist.
änderungen erscheinen vor einem Zeitpunkt 7(0). so Die Anzahl der verwendeten aufeinanderfolgenden daß der Synchronisationsvorgang nicht eingeleitet letzten Stufen des Binärzählers hängt von der gewerden kann, und zwar sogar bei verhältnismäßig 20 wünschten Synchronisierurgsgenauigkeit ab. Wenn kleinen Graden unsymmetrischer Verzerrung. Wenn beispielsweise die beiden letzten Stufen verwendet beispielsweise die erste Zustandsänderung in einem werden, wird die Übertragung der im letzten Viertel Zeitpunkt eines Taktgeberzyklus erschienen ist, der eines Zyklus erscheinenden Steuerimpulse zu dem von einem Zeitpunkt 7(0) durch ein Zeitintervall ge- Taktgeber verhindert, wenn der vorhergehende Steuertrennt ist. das kleiner als der Bruchteil l/A- des Einheits- 25 impuls im ersten Viertel des gleichen oder eines vorherintervalls der Modulation ist, genügt es. daß der Grad gehenden Zyklus erschienen ist.
der unsymmetrischen Verzerrung größer als l/A ist Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der (beispielsweise in der Größenordnung von 4 ⁰Z₀, wenn Zeichnung dargesicHi. Darin zeigt
A- den Wert 32 hat), um die Einleitung des Synchronisa- F i g. 1 das Prinzipschema einer Synchronisieranordtionsvorgangs zu verhindern, so daß der Taktgeber 30 nung nach der Erfindung,

dann im wesentlichen gegenphasig zu der empfangenen F i g. 2 das Blockschaltbild eines Teils der Anord-

Modulation bleibt. nung von F i g. 1 gemäß dem Stand der Technik.

Die Synchronlage zwischen dem Taktgeber und der F i g. 3 das Blockschaltbild eines einen wesentlichen empfangenen Modulation kann sich also nur dann Bestandteil der Erfindung darstellenden Teils der Anausbilden, wenn der unsymmetrischen Verzerrung eine 35 Ordnung von F i g. I und

ausreichende systematische oder zufällige Verzerrung F i g. 4 eine Reihe von Diagrammen zur Erläuterung

überlagert ist. Es kann dann vorkommen, daß mehrere der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung,

aufeinanderfolgende, geradzahlige und ungeradzahlige Bei der nachfolgenden Beschreibung sind die folgen-

Zustandsänderungen alle entweder vor oder hinter den Voraussetzungen getroffen:

dem Zeitpunkt 7(2"-') der betreffenden Zyklen zu 40 Mit Zustand Z und Zustand t' sind die beiden (die

liegen kommen und aufeinanderfolgende Phasen- Binärwerte 0 and 1 darstellenden) stabilen Zustände

korrekturen in gleicher Richtung verursachen, so daß bezeichnet, welche die an verschiedenen Punkten der

dann die Zustandsänderungen nicht mehr in den kri- Schaltungen von Fig. 1. 2 und 3 erscheinenden

tischen Zonen erscheinen, die in unmittelbarer Nähe Signale annehmen können, wobei der Zustand Z einem

zu beiden Seiten der Zeitpunkte 7(0) liegen. ₄₅ niedrigen Potential entspricht, und der Zustand 0

Es ist also ersichtlich, daß die Ausbildung der Syn- einem Potential, das hi her als das Potential des Zu-

chronlage zwischen dem Taktgeber und der empfange- stands Z ist.

nen Moduation sehr lang dauern und manchmal un- Die Steuerimpulse, die durch die Zustandsänderun-

möglu-h sein kann, wenn ein Vorgang der zuvor be- gen erzeugt werden, welche dem übergang der Signale

schnebenen Art stattfindet. 50 vom Zustand Z in den Zustand 0 entsprechen, werden

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer als positive Impulse sehr kurzer Dauer angesehen

Taktgeber-Synchronisieranordnung, welche die Aus- Die logischen Und-Gatter und Oder-Gatter sowie

bildung der Synchronlage zwischen einem Taktgeber die bistabilen Kippschaltungen (.Flip-Flops) arbeiten

der zuvor beschriebenen Art und einer mit Verzerrung nach den Regeln der positiven Logik,

behafteten ankommenden isochronen Modulation im 55 Die Einstelleingänge der bistabilen Kippschaltungen

allgemeinen Fall erleichtert und in gewissen ungünsti- werden mit .4 und ihre Rückstelleingänge mit B "be-

gen Fällen ermöglicht. zeichnet, während ihre Ausgänge mit Q bzw. Q be-

Nach der Erfindung wird dies bei einer Taktgeber- zeichnet werden. Eine Kippschaltung befindet sich in

Synchronisieranordnung der eingangs angegebenen der Ruhestellung._wenn ihr Ausgang"Q im Zustand Z

Art dadurch erreicht, daß eine elektronische Gatter- 60 und ihr Ausgang Q im Zustand I" ist; sie befindet sich

anordnung vorgesehen ist. die an einem ersten Eingang in der Arbeitsstellung, wenn ihr Ausgang Q im Zu-

die Steuerimpulse empfängt und einen Ausgang auf- stand I' und ihr Ausgang Q im Zustand 7 ist.

weist, der mit dem zweiten Eingang der Synchronisier- Die Ansprechzeit der verschiedenen Kippschaltun-

schaltung verbunden ist, daß die Gatteranordnung gen ist klein gegen die Folgeperiode der uxn Generator

mehrere'weitere Eingänge aufweist, die an die Aus- 65 abgegebenen Impulse mit der Frequeni /. beispiels-

gänge einer entsprechenden Anzahl der aufeinander- weise kleiner als * j der Dauer I /dieser Periode,

foleenden leuten Stufen des Binärzählers angeschlossen In F i g. 1 wird die empfangene Modulation dem

sind, und daß die Gatteranordnung eine logische Eingang 21 einer Begrenzer» und ^differentiations-

schaltung 1 zugeführt, die an ihrer Ausgangsverbin- tung 10 abgegebenen Impulse Ir empfängt, wobei dung 131 für jede (positive oder negative) Zustands- dieses Und-Gatter für einen Impuls Ir geöffnet ist, änderung der Modulation einen positiven Steuer- wenn ein in der ersten Hälfte des betreffenden impi'i· (nachfolgend mit (//) bezeichnet) abgibt. Taktgeberzyklus erschienener Impuls // den AusWenn zunächst angenommen wird, daß bei der An- 5 gang Q vom Zustand Z in den Zustand U gebracht Ordnung von F i g. 1 eine direkte Verbindung zwischen hat;

den Punkten 31 und 3fi besteht, und wenn man gleich- ein Und-Gatter 16, dessen erster Eingang an den

zeitig annimmt, daß die Verbindungen 132 und 133 Ausgang Q der Kippschaltung 13 angeschlossen

unterbrochen sind, wird das Schaltungsteil 6 von ist, und dessen zwe'ter Eingang die von der Schal-

F i g. 1 nicht verwendet. Die Gesamtheit der Schal- io tung 12 abgegebenen Impulse Iz empfängt, wobei

tungsteile 2, 3, 4, 5 bildet dann einen synchronisierten das Und-Gatter 16 für einen Impuls Iz geöffnet

Taktgeber bekannter Art, dessen Eingang 102 die von ist, wenn kein Impuls // in der zweiten Hälfte des

der Anordnung 1 abgegebenen Impulse // zugeführt betreffenden Taktgeberzyklus erschienen ist, weil

werden. Dieser Taktgeber gibt am Ausgang 25 synchro- dann der Ausgang Q im Zustand U geblieben ist;

nisierte Impulse Ie ab. 15 ein Oder-Gatter 17. dessen drei Eingänge an den

Dieser Taktgeber enthält: Ausgang des Oszillators 2, an den Ausgang des

Und-Gatters 15 bzw. an den Ausgang des Und-

einen Quarzoszillator 2, der Impulse Iu abgibt, Gatters 16 angeschlossen sind, wobei das Oder-

deren Folgefrequenz / ein ganzzahliges Vielfaches Gatter 17 die von den Schaltungsteilen 1, 10 bzw.

kF der Nennmodulationsgeschwindigkeit F der 20 12 gelieferten Impulse Iu. Ir bzw. Iz über die

empfangenen Modulation ist, wobei der Faktor k Ausgangsklemme 104 derSynchronisierschaltung3

hier die Form 2ⁿ~^l hat; zum Eingang des Zählers 4 liefert,
einen aus t. Stufen gebildeten Binärzähler 4 mit

einem Eingang und Ausgängen, von denen nur die Wenn der zu einem Zyklus mit der Nummer N

mit 120 bzw. 121 bezeichneten Ausgänge der 25 gehörende Impuls It erscheint, geht die Kippschaltung

Stufen ;i — 1 bzw. η dargestellt sind; 13 in die Arbeitsstellung, und ihr Ausgang Q geht vom

eine Synchronisierschaltung 3 mit drei Eingängen Zustand Z in den Zustand U. Ein im Zeitpunkt

und einem Ausgang, die an ihrem ersten Eingang T(2~ ') des Zyklus Λ' erscheinender Imp»W Ir (N)

101 die vom Generator 2 gelieferten Impulse Iu, wird gleichzeitig dem Und-Gatter 15 und dem Ein-

an ihrem zweiten Eingang 102 die von der Anord- 30 gang B der Kippschaltung 13 zugeführt, wobei die

nung 1 abgegebenen Steuerimpulse// und an Kippschaltung 13 in den Ruhezustand geht, jedoch mit

einem dritten Eingang 103 das am Ausgang 121 einer so großen Verzögerung gegenüber dem Zeitpunkt

erscheinende Signal empfängt, während ihr Aus- des Erscheinens des Impulses Ir(N), daß dieser Impuls

gang 104 mit dem Eingang des Zählers 4 verbun- über die Gatter 15 und 17 zum Eingang des Zählers 4

den ist; 35 übertragen wird. Dieser Impuls läßt den Zähler um

eine Zeitdifferentiationsschaltung 5, deren Ein- eine Einheit weitergehen und stellt somit den Taktgeber

gang über die Verbindung 123 an den Ausgang 121 um ein Zeitintervall 1// vor.

des Zählers 4 angeschlossen ist, und die an ihrem Am Ende des Zyklus mit der Nummer N befindet

Ausgang 25 bei jeder Rückkehr des Zählers 4 in sich die Kippschaltung 13 im Ruhezustand, ihr Aus-

den Zählerstand Null einen synchronisierten Im- 40 gang Q ist im Zustand U. und der im Zeitpunkt 7"(2")

puls abgibt. dieses Zyklus erscheinende Impuls Iz(N) wird über die

Gatter 16 und 17 zum Eingang des Zählers 4 über-

Die Synchronisierschaltung3 ist eine Koinzidenz- tragen, wodurch der Taktgeber erneut um 1//vorge-

schaltung, die in Fig. 2 dargestellt ist und folgende stellt wird, so daß die Dauer des Zyklus N auf (2ⁿ — 2)1 f

Bestandteile enthält: 45 verringert wird, d. h. auf (14//), falls η gleich 4 ist.

Wenn im Zyklus mit der Nummer (N + 1) der Im-

eine Differentiationsschaltung 10, die über eine puls Ir (N + 1) im Zeitpunkt T(2"-¹) erscheint, befin-

Polaritätsumkehrstufe 11 an den Eingang 103 der det sich die Kippschaltung 13 im Ruhezustand, und

Anordnung 3 abgeschlossen ist, und einen posi- dieser Impuls wird vom Und-Gatter 15 gesperrt. Wenn

tiven Impuls Ir, »Bezugsimpuls« genannt, abgibt, 50 der Impuls/(/V + 1) erscheint, geht die Kippschaltung

wenn der Ausgang 121 der n-ten Stufe des Zählers4 13 in den Arbeitszustand, und ihr Ausgang Q geht vom

im Zeitpunkt 7X2"-¹) jedes Zyklus des Zählers 4 Zustand U in den Zustand Z, so daß der Impuls

vom Zustand U in den Zustand Z geht; Iz(N + 1), wenn er im Zeitpunkt T(\t) erscheint, vom

eine Zeitdifferentiationsschaltung 12, die einen Und-Gatter 16 blockiert wird und die Dauer des

positiven Impuls Iz abgibt, wenn der Ausgang 121 55 Zyklus mit der Nummer (N -f 1) somit gleich 2"//

der w-ten Stufe des Zählers 4 im Zeitpunkt T(2ⁿ) gemacht wird, d. h. gleich (k + l)//(oder 16//im vor-

jedes Zyklus, d. h. bei jeder Rückkehr des Zählers 4 liegenden Fall).

in den Zählerstand 0, vom Zustand Z in den Zu- Daraus folgt, daß die beiden von den Impulsen It(N) stand U geht; und It(N + I) erzeugten aufeinanderfolgenden Phaeine bistabile Kippschaltung 13, die an ihrem mit 60 senkorrekturen sich gegenseitig aufheben und die der Klemme 102 verbundenen Eingang A die von Phasenverschiebung zwischen dem Taktgeber und der der Schaltung 1 abgegebenen Steuerimpulse It empfangenen Modulation unverändert bleibt. Wenn und an ihrem Eingang B über ein Oder-Gatter 14 sich ein solcher Vorgang wiederholt, kann die Syndie von den Schaltungen 10 und 12 abgegebenen chrcnisation beträchtlich verzögert werden und in Impulse Ir bzw. Iz empfängt; 65 gewissen Fällen besteht die Gefahr, daß sie überhaupt ein Und-Gatter 15, dessen erster Eingang an den nicht eintritt. Wie nachstehend erläutert wird, ergibt Ausgang Q der Kippschaltung 13 angeschlossen die Erfindung eine Verbesserung gegenüber den Taktist, und dessen zweiter Eingang die von der Schal- gebern bekanrter Art, welche die Einleitung des Syn-

chronisationsvorgangs in bestimmten zuvor erwähnten ungünstigen Fällen ermöglicht.

Es soll nun gezeigt werden, wie die Einfügung der elektronischen Gatteranordnung 6 zwischen den Anschlüssen 131 and 135 von F i g. 1 die Vermeidung des soeben erläuterten Nachteils ermöglicht. Die Anordnung 6 hat die Aufgabe, die Übertragung der von der Schaltung 1 abgegebenen Impulse It zu der Synchronisierschaltung 3 zuzulassen oder zu sperrende nachdem, in welchem Teil des Taktgeberzyklus diese Impulse erscheinen.

Aus F i g. 1 ist zu erkennen, daß die elektronische Gatteranordnung 6 zwischen dem Ausgangsanschluß 131 der (die Steuerimpulse // abgebenden) Schaltung 1 und der zum Eingang 102 der Synchronisierschaltung 3 führenden Verbindung 135 eingefügt ist.

Die nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 3 näher beschriebene Anordnung 6 könnte auch in Verbindung mit jedem anderen Taktgeber verwendet werden, bei welchem das zuvor erläuterte digitale Synchronisierverfahren angewendet wird, beispielsweise mit irgendeinem der Taktimpulsgeneratoren, die in den zuvor angeführten Veröffentlichungen beschrieben sind.

Die Anordnung 6 (F i g. 3) enthält ein Und-Gatter 20 und eine Koinzidenzschaltung, die durch die Gesamtheit der übrigen Bestandteile der Anordnung 6 gebildet ist, die den Betrieb des Und-Gatters steuert und drei Eingänge 31. 32, 33 sowie einen Ausgang 34 aufweist.

Das Und-Gatter 20 besitzt einen ersten Eingang, dem die von der Schaltung 1 abgegebenen Steuerimpulse // über die Klemme 31 zugeführt werden, einen zweiten Eingang, der an den Ausgang 34 eines Oder-Gatters 306 angeschlossen ist, und einen Ausgang 35, der mit dem Eingang 102 der Synchronisierschaltung 3 verbunden ist, wobei das Und-Gatter 20 für die von der Schaltung 1 abgegebenen Steuerimpulse // geöffnet oder gesperrt ist, je nachdem, ob sich das am Ausgang 34 erscheinende Signal im Zustand U oder im Zustand Z befindet.

Dem Eingang 31 der Anordnung 6 werden die Steuerimpulse It zugeführt. Die beiden Eingänge 32 und 33 dieser Anordnung sind m.t den Ausgängen 120 bzw. 121 des Zählers 4 verbunden, d. h. mit den Ausgängen der beiden letzten Stufen des Zählers 4, die sich im Zustand U befinden, wenn diese Stufen in der Ruhestellung sind.

Die Anordnung 6 enthält ferner:

ein Und-Gatter 301, dessen beiden Eingängen die an den Ausgängen 120 bzw. 121 des Zählers 4 erscheinenden Signale zugeführt werden, wobei sich der Ausgang des Und-Gatters 301 im Zustand U befindet, wenn diese beiden Stufen gleichzeitig in der Ruhestellung sind, während er sich im Zustand Z befindet, wenn wenigstens eine dieser Stufen in der Arbeitsstellung ist; ein Und-Gatter 302, das für die an seinem ersten Eingang ankommenden Impulse It geöffnet i«t wenn der mit dem Ausgang des Und-Gatters 3Ul verbundene zweite Eingang im Zustand U ist, wenn also die beiden letzten Stufen des Zählers 4 gleichzeitig in der Ruhestellung sind (erstes Viertel der Zyklen des Zählers 4);

ein Und-Gatter 303, das für die an seinem ersten Eingang ankommenden Impulse// geöffnet ist, wenn der über eine Polantätsumkehrstufe 304 mit dem Ausgang des Und-Gatters 301 verbundene zweite Eingang im Zustand U ist, wenn sich also wenigstens eine der beiden letzten Stufen des Zählers 4 in der Arbeitsstellung befindet (zweites, drittes und viertes Viertel der Zyklen des Zählers 4); eine bistabile Kippschaltung 305, die von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung geht, wenn ein über das Und-Gatter 302 übertragener Impuls // zum Eingang A gelangt, wobei der Ausgang Q dann vom Zustand U in den Zustand Z geht, während diese Kippschaltung in die Ruhestellung zurückgeht, wenn ein über das Und-Gatter 303 übertragener Impuls // dem Eingang zugeführt wird, wobei der Ausgang Q dann vom Zustand Z in den Zustand U geht;

ein Oder-Gatter 306 mit drei Eingängen, an welche die an den Ausgängen 120 und 121 des Zählers 4 bzw. die am Ausgang der Kippschaltung 305 erscheinenden Signale angelegt werden, und deren Ausgang 34 mit dem nicht an die Klemme 31 angeschlossenen Eingang des Oder-Gatters 20 verbunden ist, wobei sich der Ausgang 34 im Zustand U befindet, wenn wenigstens eine der Klemmen 32 und 33 oder der Ausgang der Kippschaltung 305 im Ruhezustand ist.

F i g. 4 zeigt eine Reihe von Diagrammen, welche die Wirkungsweise der Anordnung 6 für den Fall erläutern, daß ein erster Impuls It (N) im ersten Viertel eines Taktgeberzykius (,Zykius Nummer N) erschienen ist und daß der folgende Impuls /i(iV 4- 1) im letzten Viertel eines späteren Taktgeberzyklus (hier im Zyklus Nummer [N -f- I]) erschienen ist. Außerdem ist angenommen, daß während des Zyklus Nummer(N — 1) keine Zustandsänderung aufgetreten ist. und daß der Faktor k den Wert 15 hat.

Die Diagramme 4a bis 4j zeigen jeweils als Funktion der Zeit:

4a: Fortschaltezustand des Zählers 4.

4b: Die vom Oszillator 2 abgegebenen Impulse /1/.

4c: Die zuvor erwähnten Impulse //(/V) und /«(Λ' + 1),

4d: Das am Ausgange der Kippschaltung 13 der Synchronisierschaltung 3 (F i g. 2) erscheinende Signal,

4e: die während der Zyklen N — \, N und N 4- 1 erscheinenden Impulse Ir und Iz, wobei diejenigen Impulse, die zum Zähler 4 übertragen werden, in das Diagramm 4b an den Stellen b\, bi, />3 eingetragen sind, während diejenigen Impulse, die von der Synchronisierschaltung 3 im Zusammenwirken mit der Anordnung 6 gesperrt werden, durch einen Schrägstrich durchgestrichen sind,

4f: das am Ausgang β der Kippschaltung 305 erscheinende Signal.

4g: das an der Ausgangsklemme 120 des Zählers 4 erscheinende Signal,

4h: das an der Ausgangskleume 121 des Zählers 4 erscheinende Signal,

4j: das am Ausgang 34 des Oder-Gatters 306 erscheinende Signal, wobei die Zeitintervalle, in denen die Impulse // durch die Anordnung 6 gesperrt sind, schraffiert sind.

Im unteren Teil der Figuren ist die Dauer der Zyklen N — 1, N und N ■+- 1, ausgedrückt als Funktion von k und 1//, angegeben.

Wie die Diagramme 4g und 4h zeigen, befindet sich •während der drei ersten Viertel jedes Zyklus wenigstens eine der beiden letzten Stufen des Zahlers 4 in der Ruhestellung; der Ausgang 34 des Oder-Gatters 306

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(Diagramm 4j) ist dann im Zustand U, so daß das Wenn der Grad d der unsymmetrischen Verzerrung

Und-Gatter 20 für alle Impulse It geöffnet ist, die der Modulation, ausgedrückt in Prozent zwischen den

während der drei ersten Viertel jedes Taktgeberzyklus nachstehend angegebenen Grenzen liegt: erscheinen.

Daraus folgt: Wenn der Impuls It(N) eintrifft (im 5 100 (1 + m) 100(1 + in)

ersten Viertel des Zyklus Λ0, wird er über das Und- < d < f- 25 (1)

Gatter 20 zum Eingang 102 der Synchronisierschal- & ^ tung 3 übertragen, welche den im Zeitpunkt 7(8) erscheiner len Impuls Ir(N) über den Ausgang 104 zum erscheint die nächste Zustandsänderung zwangläufig Eingang des Zählers 4 schickt, wobei dieser Impuls den io im letzten Viertel des gleichen Zyklus oder eines Taktgeber um 1// vorstellt (Diagramme 4e und 4b). späteren Zyklus.

Andererseits befinden sich während des ersten Vier- Aus der Beziehung (1) können, je nach den Werten

tels des Zyklus //die beiden letzten Stufen des Zählers 4 von m und k, die Grenzwerte des Grades der unsym-

gleichzeitig in der Ruhestellung, und der Ausgang des metrischen Verzerrung ermittelt werden, zwischen

Und-Gatters 301 ist im Zustand U. Dies hat zur Folge, 15 denen die beschriebene Anordnung zur Einleitung des

daß das Und-Gatter 302 für den Impuls It(N) geöffnet Synchronisiervorgangs eingreift,

ist, der somit zum Eingang A der Kippschaltung 305 Als erstes Beispiel sei angenommen, daß k den Wert

übertragen wird; diese geht dann in den Arbeitszu- (2⁶ — 1), also 31 hat, und daß m in der Größenordnung

stand, und ihr Ausgang P geht vom Zustand U in den von einigen Einheiten, beispielsweise 2, liegt; in diesem

Zustand Z (Diagramm 4f). 20 Fall ermöglicht die beschriebene Anordnung die Her-

Während des Endes des Zyklus N und des Beginns stellung der Synchronlage für Grade unsymmetrischer

des Zyklus N + 1 bleibt der Ausgang der Kippschal- Verzerrung, die zwischen etwa 10 und 35% enthalten

tung 305 bis zum Eintreffen des Impulses It (N + 1) sind, während beim Fehlen der Anordnung die Aus-

im Zustand Z, so daß beim Beginn des vierten Viertels bildung der Synchronlage für Verzerrungsgrade von

des Zyklus N r 1 der Ausgang der Kippschaltung 305 25 mehr als etwa 10% unmöglich ist.

und die Klemmen 120, 121 (Diagramme 4f, 4g, 4h) Als weiteres Beispiel sei der besonders ungünstige

gleichzeitig im Zustand Z sind und daher das Und- Fall erwähnt, daß m sehr wenig von 0 verschieden ist

Gatter 20 die Impulse It sperrt. (d. h. verhältnismäßig klein gegen die Einheit ist); für

Wenn der Impuls // (N + 1) erscheint, wird er von die zuvor angegebene Beziehung (i) gut dann: dem Und-Gatter 20 gesperrt, doch ist das Und-Gatter 30

303 dann geöffnet, und es überträgt diesen Impuls 100_ , 100 , ,_\

It(N + 1) zum Eingang B der Kippschaltung 305, die ~/~~ ~/7" ^{+ l y} in ihre Ruhestellung zurückgeht. Der Ausgang der

Kippschaltung geht vom Zustand Z in den Zustand U, Wenn, wie zuvor angenommen wird, k den Wert 31

der Ausgang34 (Diagramm 4j) geht in den Zustand U, 35 hat, ermöglicht die beschriebene Anordnung die Aus-

und das Und-Gatter 20 wird erneut für die Impulse It bildung der Synchronlage für Grade unsymmetrischer

geöffnet, jedoch mit einer so großen Verzögerung Verzerrung, die zwischen einer unteren Grenze und

gegenüber dem Zeitpunkt des Erscheinens des Impulses einer oberen Grenze liegen, die im wesentlichen etwa

It(N + 1), daß dieser noch von dem Und-Gatter 20 3,3 bzw. 28,2% betragen, während 'jeim Fehlen der

gesperrt wird und keine Rückstellung des Taktgebers 40 Anordnung der Synchronisiervorgang überhaupt nicht

um 1// verursachen kann. eingeleitet werden kann.

Daraus folgt, daß die vom Impuls It (N) hervor- Wenn der Verzerrungsgrad d im wesentlichen gleich

gerufene Phasenkorrektur nicht durch ein Eingreifen dem einen oder dem anderen dieser Grenzwerte ist,

des Impulses It(N + 1) aufgehoben werden kann, wie läßt sich die Wirkung der beschriebenen Anordnung

es der Fall wäre, wenn die Anordnung 6 nicht vornan- 45 folgendermaßen erläutern:

den wäre. Der Synchronisiervorgang kann daher ein- im Falle des unteren Grenzwerts (3,3%) greift die geleitet werden. Anordnung einmal ein. Die Zustandsänderung Falls ein Impuls It(N + 1) im letzten Viertel eines Nummer 2, die im letzten Viertel eines Taktgeber-Taktgeberzyklus erscheint, ohne daß der vorhergehende zyklus erscheint, kann keine Phasenkorrektur hervor-Impuls It(N + 1) im ersten Viertel eines früheren 50 rufen, die der von der Zustandsänderung Nummer 1 Zyklus erschienen ist, bleibt die Kippschaltung 305 in verursachten Phasenkorrektur entgegengesetzt ist. Die der Ruhestellung, und ihr Ausgang bleibt im Zustand U Zustandsänderung Nummer 4 erscheint etwas nach (strichpunktierte Linie im Diagramm 4f), so daß das einem Zeitpunkt T(O), sowie auch alle folgenden Und-Gatter 20 für den Impuls It (N + 1) geöffnet ist, geradzahligen und ungeradzahligen Zustandsänderunwährend sich die Klemmen 120 und 121 des Zählers 4 55 gen. Die Synchronlage zwischen der Modulation und dann beide im Zustand Z befinden. dem Taktgeber ist nach dem Durchgang von 16 Zu-

Die durch die beschriebene Anordnung erzielte Ver- Standsänderungen hergestellt.

besserung bei Taktgebern der zuvor erwähnten Arten Im Fall des oberen Grenzwerts (28,2%) greift die

wird besonders aus der nachstehenden Erläuterung Anordnung sechzehnmal ein. Die geradzahligen erkennbar, die sich auf den ungünstigen Fall einer 60 Zustandsänderungen 2, 4 bis 16 werden nicht benutzt,

Modulation bezieht, die nur mit einer unsymmetri- und die Synchronlage stellt sich nach dem Durchgang

sehen Verzerrung behaftet ist, wenn eine erste Zu- von 30 Zustandsänderungen ein.

Standsänderung im ersten Viertel eines i aktgeber- Aus den zuvor angegebenen Beispielen ist erkennbar,

zyklus auftritt. daß die erfindungsgemäße Anordnung eine Erweiterung Es wird angenommen, daß diese Zustandsänderung ⁶5 des Bereichs der Grade unsymmetrischer Verzerrung,

in einem Zeitpunkt erscheint, der vom Zeitpunkt 7(0) für welche die Herstellung der Synchronlage zwischen

des Zyklus durch ein Zeitintervall m/f getrennt ist, dem Taktgeber und der empfangenen Modulation

wobei m zwischen 0 und 2"-* liegt. noch möglich ist, um etwa 25% ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

036 Patemaasprüche:

1. Taktgeber-Synchronisierancrdnung für den Empfang von isochron binär modulierten Signalen mit Einrichtungen, welche aus jeder Zustandsänderung der Modulation einen Steuerimpuls kurzer Dauer ableiten, einem empfangsseitigen Generator, der periodische Imnulse mit einer Folgefrequenz erzeugt, die ein ganzzahliges Viel faches des Nennwertes der Modulationsgeschwindigkeit ist, einer Synchronisierschaltung, die an einem ersten Eingang die periodischen Impulse des Generators und an einem zweiten Eingang wenig stens einen Teil der Steuerimpulse empfängt und an einem Ausgang Fortschalteimpulse zum Eingang eines Binänahlers liefert, wobei die Synchronisierschaltung einen dritten Eingang aufweist, der an einen Ausgang der letzten Stufe des Binärzählers angeschlossen ist, und mit einer Anordnung, über welche der Ausgang der letzten Stufe des Binärzählers mit einer Verbraucherklemme verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Gatteranordnung (6) vorgesehen ist, die an einem ersten Eingang (31) die Steuerimpulse empfängt und einen Ausgang (35) aufweist, der mit dem zweiten ^ringang (102) der Synchronisierschaltung (3) verbunden ist, daß die Gatteranordnung (6) m< hrere weitere Eingänge (32, 33) aufweist, die an die Ausgänge (120, 121) einer entsprechenden Anzahl der aufeinanderfolgendtn letzten Stufen des Binärzählers (4) angeschlossen sind, und daß die Gatteranordnung eine logische Schaltung enthält, welche in der Gatteranordnung (6) die Verbindung zwischen ihrem ersten Eingang (31) und ihrem Ausgang (35) in Abhängigkeit von dem augenblicklichen Binärzustand der an diesen Ausgängen (120, 121) der letzten Stufen des Binärzählers abgegebenen Signale und von dem Binärzustand einer von der Gesamtheit dieser Signale und der Steuerimpu'se gesteuerten bistabilen Kippschaltung (305) sperrt oder öffnet.

2. Synchronisieranordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Gatteranordnung (6) ein Und-Gatter (20) enthält, dessen Ausgang (35) mit dem zweiten Eingang (102) der Synchronisierschaltung (3) verbunden ist, dessen erster Eingang mit der Klemme (31) verbunden ist, welche die Steuerimpulse empfängt, und dessen zweiter Eingang an dem Ausgang (34) eines Oder-Gatters (306) angeschlossen ist, daß die ersten Eingänge (32, 33) des Oder-Gatters (306) mit den Ausgängen (120, 121) der letzten Stufen des Binärzählers (4) verbunden sind und daß ein weiterer Eingang des Oder-Gatters (306) mit einem Ausgang der bi· stabilen Kippschaltung (305) verbunden ist, deren Zustand von der Gesamtheit der der Klemme (31) zugeführten Steuerimpulse und der den ersten Eingängen (32, 33) des Oder-Gatters (306) zugeführten Signale gesteuert wird.

3. Synchronisieranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung der bistabilen Kippschaltung (305) drei weitere Und-Gatter (301, 302, 303) vorgesehen sind, von denen das erste Und-Gatter (301) Eingänge aufweist, die jeweils mii einem der ersten Eingänge (32, 33) des Oder-Gatters (306) verbunden sind, daß die beiden anderen Und-Gatter (302, 303) jeweils mit einem Eingang an die die Steuerimpulse empfangende Klemme (31) angeschlossen sind, daß der Ausgang des ersten Und-Gatters (301) einerseits direkt mit dem zweiten Eingang des zweiten Und-Gatters (302) und andererseits über eine Polaritätsumkehrstufe (304) mit dem zweiten Eingang des dritten Und-Gatters (303) verbunden ist, und daß der Ausgang des zweiten Und-Gatters (302) mit dem einen Steuereingang (A) und der Ausgang des dritten Und-Gatters (303) mit dem anderen Steuereingang (B) der bistabilen Kippschaltung (305) verbunden sind.

4. Syncbronisieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Ableitung der Steuerimpulse aus jeder Zustandsänderung der Modulation eine Begrenzer- und Zeitdifferentiierschaltung(l) enthalten, deren Eingang (21) die isochron binär modulierten Signale zugeführt werden, und deren Ausgang mit dem ersten Eingang (31) der Gatteranordnung (6) verbunden sind.

5. Synchronisieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, über welche der Ausgang (121) der letzten Stufe des Binärzählers (4) mit der Verbraucherklemme (25) verbunden ist. eine Zeitdifferentiierschaltung <5) enthält.