DE2063581A1

DE2063581A1 - Alarmschaltung fur ein Datenubertra gungssystem

Info

Publication number: DE2063581A1
Application number: DE19702063581
Authority: DE
Inventors: Fabio Fornasiero Paolo Mailand Balugani (Italien)
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1970-01-27
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1971-08-05
Also published as: GB1278877A; AT312689B; DE2063581C3; DE2063581B2; CH530136A; FR2077343B1; FR2077343A1

Description

8330-70/H

Ital.Nr- 19 830 A/70
Vom 27.I.7O
■DB 204

Societä Italiana Telecomunicazioni Siemens s.p.a., Mailand, Italien

Alarmschaltung für ein Datenübertragungssystem

Die Erfindung betrifft eine Alarmschaltung für ein Datenübertragungssystem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Alarmschaltung, die sich in einem Fernmeldesystem als Detektor für das Datenträgersignal im Falle einer Winkelmodulation (PM» FM) gemäß der C.C.I.T.T.-Vorschriften eignet.

Datenübertragungssysteme enthalten normalerweise Alarmschaltungen, die ein Signal erzeugen, wenn der Spitzenwert des Datenträgers unter den erlaubten Mindestwert bzw. unter einen ersten Schwellwert fällt und ihn für eine Zeitdauer unterschreitet, die länger ist als eine festgesetzte Mindestzeit. Wenn der Datenträger dann für eine Zeitdauer, die länger ist als eine vorgegebene Mindestzeit, einen zweiten Schwellwert übersteigt, gibt die gleiche Schaltung auch die Beendigung des Alarmzustandes an· Die Vorschriften verlangen, daß der zweite Schwellwert um mindestens 2 dB höher ist als der erste Schwellwert. Die Zeitintervalle, in denen der Datenträger in einem Zustand verbleiben muß, damit der Alarm oder die Beendigung des Alarmes erkannt werden, werden so gewählt, daß das System

109832/1515

für Rauschsignale unempfindlich wird.■

Es sind Alarmschaltungen bekannt, die mit RC-Kreisen arbeiten, denen Schwellwertschaltungen nachgeschaltet sind. Diese Schaltkreise haben Jedoch den Nachteil, daß, sie sehr empfindlich sind für die Größe der Änderungen des Trägerpegels, die zum Alarm und/oder zur Beendigung des Alarmes führen. Je nachdem, ob es sich um eine Abweichung um einige dB oder um einige zehn dB handelt, unterscheiden sich die Ansprechzeiten. Ebenso empfindlich sind sie für die Intervalle, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Änderungen liegen. Wenn die Zustände Alarm - Alarmende zeitlich sehr kurz aufeinander folgen, haben die Kondensatoren nicht genügend Zeit, sich vollständig zu entladen (der Schaltkreis "erinnert sich" an den vorhergehenden Zustand),wodurch u.U. in starkem Maße die Interventionszeit (Vermittlungszeit) des Systems geändert wird«, Außerdem erfordern die bekannten Schaltungen eine sorgfältige und kostspielige Eichung und erlauben keine leichte Anpassung ihrer Interventionszeiten an die speziellen Erfordernisse der Teilnehmer.»

Die Erfindung vermeidet? die oben angegebenen Nachteile insofern, als eine Alarmeinrichtung verwendet wird, die vollkommen unempfindlich für die Größe der Änderungen des Trägerpegels ist. Es genügt, wenn der Trägerpegel für eine bestimmte Zeitspanne unter den ersten Schwellwert sinkt, wobei es unwichtig ist, ob dies um einige dB oder um mehrere zehn dB geschieht, damit das Alarmzeichen erzeugt wird. Ebenso genügt es, daß der Trägerpegel für eine vorbestimmte Zeit den zweiten Schwellwert überschreitet, wobei das Ausmaß der "Überschreitung unwesentlich ist, damit das Alarmzeichen beendet wird. Ferner ist keine Eichung notwendig.

10 9 8 3 2/1515 ^feAD ORIGINAL

Die Interventionszeiten können sehr leicht und genau geändert werden, und zwar so, daß ausschließlich integrierte Schaltungen verwendet werden können, wodurch die Gesamtanordnung offensichtlich zuverlässiger wird.

Eine Schaltung gemäß der Erfindung erhält den Träger von einem Empfangsfilter des Systems und setzt sich zusammen aus zwei Schwellwertschaltungen, drei Zählern und einer bistabilen Kippschaltung, dsren Umschaltung vom einen Zustand in den anderen Zustand den Beginn oder das Ende der Erzeugung des Alarmsignales bestimmt. Der eine Schwellwert (A) entspricht der zulässigen Mindestamplitude des Trägers, und das Ausgangssignal dieser Schwellwertschaltung, das als impulsförmiges Steuersignal wirkt, wenn der Träger eine ausreichende Amplitude hat, verursacht eine periodische Nullstellung des ersten Zählers. Die drei Zähler zählen die Impulse, die von einem Zeitgeber des Systems, oder, wenn kein Zeitgeber vorhanden ist, an Ort und Stelle erzeugt werden. Wenn der Zähler nicht auf Null gestellt wird, d.h. wenn die Amplitude des Trägers den Schwellwert nicht überschreitet, erzeugt der Zähler nach einem vorbestimmten Zeitintervall, das einer bestimmten Anzahl von in ihm gespeicherten Impulsen entspricht, ein Signal, welches die bistabile Kippschaltung setzt, die ihrerseits das Alarmsignal erzeugt. Die Auffüllzeit T. des ersten Zählers kann beliebig festgelegt werden, wenn die Bedingung T^ > ^T _max wird, wobei T die maximal zulässige Periode für den Träger ist, und sie ist gleichbedeutend mit der Verzögerung in Bezug auf das Absinken des Trägers unteren Schwellwert, mit der der Alarm ausgelöst wird.

Der andere Schwellwert (B) entspricht dem Spitzenwert, den der Träger ständig überschreiten muß, damit der Alarm

109 Π 32/1515

beendet wird«. Das Ausgangssignal dieser anderen Schwellwert schaltung, das ebenfalls impulsförmig ist, stellt den zweiten Zähler periodisch auf Null zurück. Das Ausgangssignal dieses zweiten Zählers stellt seinerseits den dritten Zähler auf Null zurück, dessen Ausgangssignla wiederum die bistabile Kippschaltung rücksetzt <,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich jeder der drei Zähler aus einem Zähler mit fester Kapazität, der durch eine bestimmte Anzahl von in Kaskade geschalteten, nicht rückgekoppelten bistabilen Kippschaltungen· realisiert ist, und einem Decoder zusammen· Durch Verändern der Verbindungen zwischen dem festen Zähler und dem Decoder, was sich sehr einfach durch Versetzen einiger Schaltbrücken erreichen läßt, ist es möglich, die Kapazität der Gesamtanordnung aus festem Zähler und Decoder auf einen gewünschten Wert festzulegen·

Die Arbeiteweise einer Schaltung gemäß der Erfindung erfährt keine nennenswerte Veränderungen, wenn die Zähler in anderer Weise realisiert werden,z.B. durch in Kaskade geschaltete rückgekoppelte bistabile Kippschaltungen, do/ch wird die Verwendung einer Pestzähler-Decoder-Anordnung wegen der größeren Flexibilität vorgezogen.

Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt·

Figo 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Alarmschaltung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 stellt einige Schwingungsformen dar, die in dieser Alarmschaltung auftreten.

10 9 0 3 2/1515

Wie in Figo 1 dargestellt ist, wird das Ausgangssignal eines Empfangsfilters fr, das dem Datenkanal entspricht, direkt an zwei Schwellwertschaltungen A und B mit Spitzenwerten S. und S-n (wobei S. ^- St,) angelegt. Bs sei angenommen, daß Empfangszustand herrscht, und daß das Signal plötzlich unter den Schwellwert der Schaltung A fällt, wie in Pig. 2 a gezeigt ist. Am Ausgang der Schaltung A erscheint also eine Polarität, die das Weiterschalten des Zählers 1 erlaubt, wie aus Pig. 2 b zu erkennen ist. Dieser Zähler, der zuvor von den Ausgangsimpulsen der Schaltung A periodisch auf Null gestellt wurde, beginnt nun, sich "aufzufüllen". Nach einer bestimmten Zeitdauer, die an die Frequenz der Impulse gebunden ist, die von einem Zeitgeber (in Fig. 1 durch Temp angedeutet) erzeugt werden,und in Abhängigkeit von der Kapazität des Zählers tritt ein Impuls auf, der die bistabile Kippschaltung FF setzt, die das Alarmkriterium erzeugt.

Bs sei nun angenommen, daß kein Signal vorhanden ist, oder daß es vorher unter S. abgefallen ist, und daß es zu einem bestimmten Augenblick erneut S_B überschreitet. Es werden nun von der Schwellwertschaltung B Impulse erzeugt, die eine dauernde Nullstellung des Zählers 2 hervorrufen (vgl· Fig. 2c). Dieser Zähler 2 kann sich nicht mehr "auffüllen" und infolgedessen mit seinem Ausgangssignal nicht mehr einen dritten Zähler 3 in die Nullstellung bringen. Der Zähler 3 begint zu zählen,und nach einer bestimmten Zeitdauer T,, de von der Frequenz der vom Zeitgeber erzeugten Impulse und von der für den Zähler festgelegten Kapazität abhängig ist, gibt er einen Impuls ab, der dafür sorgt, daß die bistabile Kippschaltung rückgesetzt und folglich das Alarmkriterium aufgehoben wird. Im Blockschaltbild der

109B32/1515

Fig. Λ ist gestrichelt eine Verbindung gezeigt, welche die vom'Zeitgeber erzeugten Signale der bistabilen Kippschaltung zuführt. Diese Verbindung ist an sich nicht notwendig, wird aber dann verwendet, wenn eine bistabile Kippschaltung vorgesehen ist, die zusätzlich noch ein Taktsignal benötigt.

Der Zähler 2 hat die Aufgabe, das System vor nicht kontrollierbaren Rauschsignalen zu schützen. Wenn nämlich zwei aufeinanderfolgende Ausgangsimpulse der Schwellwertschaltung B um mehr als die "Auffüllzeit" T- des zweiten Zählers, die ihrerseits größer ist als die der niedrigsten Frequenz des Trägers entsprechende Periode T _r , auseinander liegen, werden sie auiser Acht gelassen. In diesem Fall hat der Zähler 2 Zeit zum "Auffüllen", und obwohl T^ > Tp, bewirkt tdie Nullstellung des Zählers 3· Daher wird die Sendung des Rücksetzsignals zur bistabilen Kippschaltung verhindert. Es ist zu bemerken, daß die richtige Arbeits- · weise der Erfindung nur an zwei Voraussetzungen geknüpft ist, soweit es die Beendigung des Alarmzustandes und den Schutz vor Rauschsignalen betrifft:

^Tmax

Die erste Voraussetzung bewirkt, daß der Zähler 2 sich nie auffüllen und den Zähler 3 auf Null stellen kann, wenn der Träger dauernd den_ Schwellwert der Schaltung B überschreitet. Der Zähler 3 setzt nach der Zeitdauer Tz nach der letzten Nullstellung die bistabile Kippschaltung FF zurück.

109832/151 5

Die zweite Voraussetzung bietet Schutz vor Rauschsignalen und verhindert allgemein die Beendigung des AlarmzuStandes, wenn, das Intervall zwischen den Ausgangsimpulsen der Schwellwertschaltung B größer ist als Tp, also ein Rausch- oder Fehlersignal vorliegt, da es von zu niedriger Frequenz ist. In diesem Fall kann sich der Zähler 2 auffüllen, wobei er sich Selbst und den Zähler 3 auf Null zurückstellt. Die beiden Zähler beginnen dann wieder geminsam zu zählen, doch kann sich der Zähler 3 nie auffüllen, weil er nach der Zeitdauer To vom Zähler 2 immer auf Null gestellt wird. Offensichtlich bietet das System gemäß der Erfindung in seiner bevorzugten Ausfüirungsform gegenüber den bekannten Alarmschaltungen mit einem RC-Kreis folgende ■Vorteile:

a) Es ist keine Eichung notwendig. Die Interventionszeiten sind bestimmt durch die Frequenz des Zeitgebers und durch die gewählten Zählerkapazitäten. Sie können mit einer vorbestimmbaren Präzision festgelegt werden, denn die maximale Toleranz der Interventionszeiten ist gleich der Periode der Zeitgebersignale.

b) Das System ist besonders flexibel. Man kann nämlich die Interventionszeiten durch einfaches Ersetzen einiger Anschlmßleitungen in einer oder mehreren Decoderschaltungen abändern, wodurch man den Decodierpunkt ändert. Es müssen nur die Voraussetzungen

^X1 ' max

T₃ > T₂

^T2 > ^Tmax
eingehalten werden.

9^32/1515

c) Das System ist trägheitslos, so daß die Interventionszeiten praktisch konstant bleiben. Die Funktionsweise basiert nämlich ausschließlich auf der Tatsache, daß der Träger einen Schwellwerk überschreitet, wobei es bedeutungslos ist, um wieviel, dieser Wert überschritten wird. Außerdem ist das System unempfindlich für die Frequenz, mit der der Alarmzustand und seine Beendigung: aufeinanderfolgen* Im Gegensatz, zu den bekannten Schaltungen kann sich eine Schaltung gemäß der Erfindung; an den vorher ge gangenen Zus?feand|pic:ht "erinnern™.

d!)i las System kann ein Fulrzsägnal ~wan Rauschsignalen rant er. se he i &i e;n»,

10 9 6 3 2/1515

Claims

"'i ■■-■'■!■■ -:^:-i Ι»=!!μμ::Ι!Ι| PI? ■''■.■■

Patentansprüche

Mo) Alarmschaltung für ein Datenübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmschaltung sich aus zwei Schwellwertschaltungen (A, B), drei Zählern (i, 2,3), einer den Alarm auslösenden bistabilen Kippschaltung (FF) und einem Zeitgeber, dessen Ausgangsimpulse die Zähler speisen, zusammensetzt, daß das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung (A) mit dem niedrigeren Schwellwert (S.), der dem zulässigen Mindestwert eines Datenträgersignales entspricht, den ersten Zähler (1), dessen Ausgangssignal die bistabile Kippschaltung setzt,auf Null stellt, daß das Ausgangssignal der anderen Schwellwertschaltung (B), deren Schwellwert (S-n) dem Wert entspricht, den das Trägersignal ständig überschreiben muß, damit der Alarm beendet wird, den zweiten Zähler (2) auf Null stellt, dessen Ausgangssignal den dritten Zähler (3) auf Null stellt, und daß das Ausgangssignal des dritten Zählers die bistabile Kippschaltung rücksetzt.

2o Alarmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffüllzeitdauer T^, des ersten Zählers (1) unter Einhaltung der Bedingung T,, > T,,,^ beliebig gestlegbar ist, wobei T die höchste zulässige Periode für das Trägersignal ist, und daß die Auffüllzeiten T₂ und T₂ des zweiten bzw. dritten Zählers (2,3) den Bedingungen T_x ■> T₂ und T₂ > T_max genügen.

109832/1515

ι '

Leerseife