DE2112768A1 - System zur genauen Wiedergabe von bei einem unguenstigen Signal-Rausch-Verhaeltnis empfangenen Impulskodemodulationssignalen - Google Patents

Description

Dipl.-lng. ERICH E. WALTHER _{PHN kbl9}

Anmelder: U.V.PHiUPS¹ r.LOtlLAHPEMFABfflEKEI

Akia: pHN- 4679 Anmeldung vom ι "\2.· März 1971

"System zur genauen Wiedergabe von bei einem ungünstigen Signal-Rausch-Vorhältnis empfangenen Impulskodemodulationssignalen",

Die Erfindung bezieht sich auf ein System

zur genauen Wiedergabe von bei einem ungünstigen Signal-Rausch-Verhältnis empfangenen Impulskodemodulationssignalen (PCM-Signalen), das mit einem regelbaren Taktimpulsgenerator und einor Anzahl von Ausgangsimpulsen des erwähnten Taktimpulsgenerators gesteuerter Integratoren versehen ist, denen die empfangenen Signale zugeführt werden, während sich an diese Integratoren eine Detektionsvorrichtung anschiieast, die unter Ver-

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oinos lln/u(;spog(>l.ä das Auftreten von NuLldurcligängen detektiert, wobei die erwähnten Integratoren zusammen mit der Detektionsvorrichtung einen Teil einer Regelschleife zur Phasennachregelung des Taktimpulsgenerators bilden.

Bei Systemen der obenerwähnten Art weisen die eingehenden Impulse nur eine geringe Flankensteilheit und einen variierenden Grundpegel auf, was bekanntlich für Impulssignale kennzeichnend ist, deren Gleichstrom- und Niederfrequenzkomponenten infolge der Hochpasskennlinie der mittels Transformatoren oder Kondensatoren miteinander gekoppelten Senderstufen und/oder infolge der Hochpasskennlinie >des Uebertragungsweges unterdrückt sind. Infolge der variierenden Eigenschaften der eingehenden Impulse und insbesondere infolge der Aenderungen des Grundpegels der Impulse werden an die Detektion und Regeneration besonders strenge Anforderungen gestellt. Die Anwendung der an sich zur Wiederherstellung eines Gleichetrompegels bekannten Klemmschaltungen und der gleichfalls für diesen Zweck bekannten Schaltungen mit Rückkopplungskreisen löst die Probleme nicht, weil diese bekannten Mittel ungenügend effektiv sind, sobald die Eigenschaften der Impulse von den Eigenschaften der Impulse abweichen, für die diese Schaltungen entworfen sind.

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Box einem anderen bekannten Verfahren werden die integrierten Signale nach Doppelweggleichrichtung einem Mittelwertdetektor zugeführt, wobei ein Bezugspegel erhalten wird, der dem variierenden Grundpegel der eingehenden Impulse folgt. Es stellt sich aber heraus, dass dieses Verfahren den grossen Nachteil aufweist, dass das als Bezugspegel verwendete Ausgangssignal des MitteLwertdetektors sich verhältnismässig stark mit dem empfangenen Geräusch ändert, wodurch eine genaue und zuverlässige Detektion und Regeneration bei ungünstigen Signal-Rausch-Verhältnissen nicht erzielbar ist.

Die Erfindung bezweckt, ein System der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die obenerwähnten Schwierigkeiten mit dem Bezugspegel vermieden werden und ausserdem das Phasenkorrektursignal gleichzeitig auf besonders zweckmässige Weise erzeugt wird, so dass auch bei einem ungünstigen Signal-Rausch-Verhältnis eine optimale Detektion und Regeneration erzielt wird.

Nach der Erfindung enthält ein derartiges System weiter eine regelbare Gleichspannungsquelle, mit deren Hilfe der erwähnte Bezugspegel und der varie- ierende Gleichspannungspegel des eingehenden Signals einander gleich gemacht werden, wobei die erwähnten Integratoren und die erwähnte Detektionsvorrichtung,

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die zunammen cinon Teil der Phasenregelschleife bilden, ausserdem einen Teil einer zweiten Regelschleife zur Nachregelung der regelbaren Gleichspannungsquelle bilden.

Bei Anwendung der Massnahmen der Erfindung wird ein besonders günstiger Effekt erhalten, auch infolge der Tatsache, dass die etwa in den Korrektursignalen vorhandenen durch Geräusch herbeigeführten Fehler durch passende Bemessung der Regelschleifen auf einfache Weise beseitigt werden können.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein ausgesandtes und ein empfangenes PCM-Videosignal,

Fig. 2 eine mögloche Ausführungsform des Systems nach der Erfindung,

Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der in dem System verwendeten Detektionsvorrichtung, und

Figuren k, 5 und 6 eine Anzahl von Diagrammen zur Erläuterung der Wirkungsweise des dargestellten Systems.

In Figuren 2und 3 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Ein PCM-Videosignal enthält, wie in Fig. 1a dargestellt, ist, mcshrore Rochteckimpulso, deren An-

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oder Abwesenheit die Anzeige einer binären "1" oder "0" bewirkt. Das empfangeseitig eingehende Signal ist, wie in Fig. 1b dargestellt ist, einer variierenden Menge Geräusch, einschiiesslich weissen Geräusches, und starken Niederfrequenzgeräuschkomponenten ausgesetzt.

Das in Fig. 2 im Blockschaltbild dargestellte System bewirkt, dass auf Grund des eingehenden Signals (Fig. 1b) ein PCM-Signal regeneriert wird, das dem ursprünglichen PCM-Videosignal (Fig. 1a) genau entspricht. Das System nach Fig. 2 ist zu diesem Zweck mit einem regelbaren Taktirapulsgenerator 1 und mit zwei von Ausgangsimpulsen des erwähnten Taktimpulsgenerator β gesteuerten schnellen Integratoren 2 und 3 versehen, denen das bei k eingehende PCM-Videosignal zugeführt wird. Die erwähnten Integratoren werden durch je einen Operationsverstärker 5 bzw. 6 mit einem Integrierungskondensator 7 bzw. 8 gebildet, wobei der betreffende Kondensator zwischen dem Eingang und dem Ausgang des betroffenden Verstärkers eingeschaltet ist. Das eingehende PCM-Videosignal wird dem Eingang eines der respektiven Verstärker 5» 6 über einen Reihenwideretand 9 bzw. 10 zugeführt. Die Integrierungskondensatoren 7 und 8 sind dabei von je einem Schalter S₁ bzw. S- überbrückt. In der Praxis bestehen diese Schalter aus sehr schnell wirkenden elektronischen Schaltern, weil Impulswiederholungsfrequenzen von

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1.000.U(H) Bits pro Sekunde z.H. in den Jetzigen Fernmossystomon nicht tmgobräueJilicli sind. J)io Schalter S₁ und S„ worden von Ausgangsimpulscm des TaktiinpuLsgenerators 1 betätigt, wobei die Integrationszeiten der Integratoren sich überlappen, während die Dauer dieser Integrationszeiten gleich der Dauer einer Bit-Periode ist, wie nachstehend noch näher erläutert wird.

Das dargestellte System enthält weiter eine mit den erwähnten Integratoren 2,3 gekoppelte Detektionsvorrichtung 11, die unter Verwendung eines Bezugspegels Nulldurchgänge detektiert, wenn diese auftreten. Die erwähnten Integratoren 2,3 bilden ausserdem zusammen mit der erwähnten Detektionsvorrichtung 11 einen Teil einer Regelschleife 12 zur Phasennachregelung des Taktimpulsgenerators 1.

Nach der Erfindung wird ein besonders günstig wirkendes und vorteilhaftes System erhalten, wenn das System ferner eine regelbare Gleichspannungsquelle 14 enthält, mit deren Hilfe der erwähnte Bezugspegel und der variierende Gleichspannungspegel der empfangenen Signale einander gleich gemacht werden; und wenn die erwähnten Integratoren 2,3 und die erwähnte Detektionsvorrichtung 11, die zusammen einen Teil des Phasenregelschleife 12 bilden, ausserdem einen Teil einer zweiten Regelschieife 13 zur Nachregelung der regelbaren Gleichspannungsquelle 14 bilden.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird der erwähnte Bezugspegel einer Quelle 15 festen Potentials (z.B. Erde) entnommen und enthält das System, um den variierenden Gleichspannungspegel des eingehenden Signals diesem Bezugspegel gleich machen zu können, eine Zusammonfübungsvorrichtung 16, die den Eingangskreis der erwähnten Integratoren 2,3 bildet und in der das eingehende Signal mit der Ausgangsspannung der erwähnten regelbaren Gleichspannungsquelle 14 zusammengefügt wird.

Bei der in Fig. 3 im Detail dargestellten Ausführungsform der Detektionsvorrichtung 11 enthält diese Vorrichtung zwei Vergleichsvorrichtungen 17 und 18 und einen Fehlerdiskriminator 19, der, wie in der Figur dargestellt ist, aus logischen Elementen aufgebaut ist. So enthält dieser Fehlerdiskriminator bei der in dieser Figur gezeigten Ausführungsform vier Register 23 - 26, drei "exklusive Oder"-Schaltungen 27, 28 und 29 und vier "Und"-Gatter 33 - 36. Jedes der erwähnten Register wird durch ein bistabiles Element mit Eingängen T, J und K und Ausgängen Q^ und Q₂ gebildet. Die Vergleichsvorrichtungen 17 und 18 sind an die respektiven Ausgänge der Integratoren 2 und 3 angeschlossen, während sie ausserdem in der dargestellten Ausfuhrungsforra an die erwähnte Quelle festen Potentials 1^t die den Bezugspegel liefert, angeschlossen sind. In

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diesen Vorgloi<;li'Hvt)i'ri.clituiifjoji wird dor PogeJ dor iiitegrierton Signa*⁰ mit «lom erwähnten Bezugspegel verglichen, wobei über die Leitungen 20 bzw. 30 eine Spannung am Eingang J der Register 23 bzw. 26 auftritt, wenn der Ausgangspegel des betreffenden Integrators 2 bzw» 3 höher als der Bezugspegel ist, während, wenn der Ausgangspegel des betreffenden Integrators 2 bzw. 3 niedriger als der Bezugspegel ist, über die Leitungen 21 bzw. 31 eine Spannung am Eingang K der Register 23 bzw. 26 auftritt. Die beiden Integratoren 2 bzw. 3 und die Register 23 - 26 werden von Taktimpulsen gesteuert, die im Taktimpulsgenerator 1 erzeugt werden. Dieser Taktimpulsgenerator ist zu diesem Zweck derart ausgebildet, dass er die in Figuren 4a, 4b und 4c dargestellten Taktimpulsreihen liefern kann. Wie diese Figuren zeigen, besteht dabei zwischen diesen verschiedenen Taktimpulsreinen eine feste Zeitbeziehung. So sind die Impulswiederholungsfrequenzen dieser Impulsreihen einander gleich und derart gewählt, dass eine Wiederholungsperiode gleich einer Bit-Periode des eingehenden Datensignals Ist«, Der Taktimpulsgenerator wird nun derart in der Frequenz und in der Phase geregelt, dass die Impulse der in Fig. 4a dargestellten Impulsreihe genau mit den etwa auftretenden Nulldurchgängen dee eingehenden Datensignals zusammenfallen, welches Datensignal in Fig. 4d in idealer Form dar-

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gustollt 1st. Dieso impulse wordon über dio Leitung dom Eingang T dos Resistors 23 und zugloicli dem Integrator 2 zur Betätigung des Schalters S₁ zugeführt. Die Impulse der in Fig. hh dargestellten Impulsreihe sind in bezug auf die in Fig. ha dargestellte Impulsreihe über eine halbe Bit-Periode in der Phase verschoben, so dass diese Impulse mit der Mitte aufeinander folgender Bit-Perioden zusammenfallen. Diese Impulse werden über die Leitung 38 dem Eingang T der Register 25 und 26 und zugleich dem Integrator 3 zur Betätigung des Schalters S_ zugeführt. Die Impulse der in Fig. kc dargestellten Impulsreihe sind über einen kleinen Winkel <Δ in bezug auf die in Fig. 4a dargestellte Impulsreihe in der Phase verschoben und werden über die Leitung 39 dem Eingang T des Registers 2k zugeführt.

Die Diagramme nach Fig. k illustrieren den verlangten Zustand, bei dem der Gleichspannungspegel dem festen Bezugspegel genzu gleich ist und bei dem die Taktimpulse nach Fig. ka genau mit den Nulldurchgängen des dem Integrator 2 zugeführten Datensignals nach Fig. kd zusammenfallen. In der Detektionsvorrichtung werden diese Nulldurchgänge auf Grund des am Ausgang des Integrators 2 auftretenden integrierten Signals nach Fig. he detektiert. Dieser Integrator ist jeweils während einer vollständigen Periode

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wirksam. Dor integrierte Wert jeder Bit-Periode wird in der Voi'g L oichs vorrichtung 17 mit dem fosten Bezugspegel 15 verglichen, wobei entweder am Eingang J oder am Eingang K des Registers 23 eine Spannung auftritt, je nachdem d@r integrierte Wert höher oder niedriger als der in der Figur mit R bezeichnete Bezugspegel ist. Der mit dem Ende jeder Periode zusammenfallende Taktimpuls wird über die Leitung 37 dem Eingang T des Registers 23 zugeführt und bewirkt, dass an den Ausgängen Q₁ und Q₂ des Registers 23 Spannungen auftreten, die einem infolge der an seinen Eingängen J und K auftretenden Spannungen aufgezeichneten "1"- bzw« "O"-Wert oder einem "O¹¹- bzw. "1"-Wert entsprechen. Der Taktimpuls, der dieses Einschreiben in das Register 23 bewirkt, wird zugleich dem Integrator 2 zugeführt, wo er bewirkt, dass der Integrierungskondensator 7 sich sofort nach dem Einschreiben über den von diesem Taktimpuls kurzzeitig geschlossenen Schalter S₁ entlädt. Der Integrator 2 ist dann für die Integration der nächsten Bit-Periode bereit. Am Ausgang Q₁ des Registers 23 tritt nun das regenerierende ursprüngliche Datensignal auf. Dieses Signal und das am Ausgang Q₂ das Registers 23 auftretende Signal sind in den Figuren hg bzw. ^h dargestellt. Diese Figuren zeigen deutlich« dass diese Ausgangssignalθ abwechselnd einem aufgezeichneten "1"- bzw. "0^M-Wert entsprechen und

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dass eine solche Zustandsänderung stets erfolgt, wenn das Datensignal durch Null gegangen ist. Diese Nulldurchgänge werden nun von Nulldurchgangsimpulsen angezeigt) die, ausgehend von den Zustandsänderung des Registers 23, mit Hilfe des Registers 2h und der "exklusiven oder"»Schaltung 27 erzeugt werden, welche "oder"-Schaltung einerseits an die Q.-Ausgänge und andererseits an die Q„-Ausgänge der Register 23 und 2h angeschlossen ist. Das Register Zk übernimmt ohne Aenderung die in das Register 23 eingeschriebenen "1"- und "0"-Werte zu dem Zeitpunkt, zu dem Über die Leitung 39 ein Taktimpuls der Taktimpulsreihe nach Fig. h am Eingang T des Registers 2k auftritt. Da diese Taktimpulse über einen Winkel Zk in bezug auf die dem Register 23 zugeführten Taktimpulse nach Fig. ha in der Phase verschoben sind, weisen auch die in Fig. hj und Fig. 4k dargestellten Ausgangesignale an Q₁ und Q_ des Registers 23 eine Phasenverschiebung ^ in bezug auf die Ausgangssignale an Q₁ und Q„ dea Registers auf. Die "exklusive Oder"-Schaltung 27 liefert daher die in Fig. kf dargestellten Ausgangsimpulse, deren Dauer durch die Zeit ^ bestimmt ist, während der nur einer der erwähnten Q₁-Ausgänge oder einer der erwähnten Q₂-Ausgänge eine Ausgangsspannung liefert. Jeder' dieser Ausgangsimpulse entspricht einem NuIldurchgang und wird über die Ausgangsleitung 40 den

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"Und"-Gattorn 33, 3^l*_t 35 und 3β zugeführt.

Diese "Und"-Gatter werden in Abhängigkeit von einem etwa auftretenden Phasenfehler und/oder Gleichspannungspegelfehler gesteuert. Das Auftreten eines solchen Fehlers wird auf Grund des am Ausgang des Integrators 3 erscheinenden integrierten Signals nach Fig. kf detektiert. Dieser Integrator wird von den in Fig. kh dargestellten Taktimpulse gesteuert, die jeweils mit der Mitte einer Bit-Periode zusammenfallen. Der integrierte Wert jeder Integrationsperiode wird in der Vergleichsvorrichtung 18 mit dem festen Bezugspegel 15 verglichen, wobei entweder am Eingang J oder am Eingang K des Registers 26 eine Spannung aufrtitt, je nachdem der integrierte Wert höher oder niedriger als der Bezugspegel ist. Der mit dem Ende jeder Integrationsperiode zusammenfallende Taktimpuls wird über die Leitung 38 dem Eingang T des Registers 26 zugeführt und bewirkt, dass die Spannungen an den Ausgängen Q₁ und Q„ des Registers 26, in Abhängigkeit von den zu diesem Zeitpunkt an seinen Eingängen J und K auftretenden Spannungen, einem aufgezeichneten "1"- bzw. ^1fO"-Wert oder einem "O¹¹- bzw. "1"-Wert entsprechen werden. Der Taktimpuls* der dieses Einschreiben in das Register 26 bewirkt, wird zugleich dem Integrator 3 zugeführt und bewirkt dort, dass sich der Intejgrierungelcondensator 8 sofort nach dem Einschreiben

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über don von diesem Taktimpuls kurzzeitig geschlossenen Schaltor S entlädt. Der Integrator 3 ist dann für die nächste Integrationsporiode bereit. Eine nähere Betrachtung des in Fig. 4f dargestellten integrierten Signals zeigt, dass der integrierte Wert zu den durch die Taktimpulse nach Fig. kh bestimmten Zeitpunkten jeweils gleich dem Bezugspegel R ist und dass daher die Vergleichsvorrichtung zu den Einschreibzeitpunkten koine Ausgangsspannung liefert, was für den in Fig. k dargestellten Zustand richtig ist, weil dabei sowohl der Gleichstrompegel als auch die Phase richtig sind und sich daher die von dem Integrierungskondensator 8 während einer Integrationsperiode aufgenommenen positiven und negativen Ladungen gerade ausgleichen. Daraus ergibt sich, dass die Vergleichsvorrichtung wohl eine Ausgangsspannung liefert, wenn die Einstellung des Gleichspannungspegels und/oder der Phase falsch ist, weil die positive und negativen Ladungen einander dann nicht mehr gleich sind. Zur Illustrierung sei auf die Figuren 5 und 6 verwiesen, in denen die gleichen Diagramme wie in Fig. k dargestellt sind, mit dem Unterschied aber, dass Fig. 5 diese Diagramme bei einer falschen EinstoLlung dos Gleichspannungspegels und Fig. 6 diese Diagramme bei einem auftretenden Phasenfehler zeigt. Wichtig sind dabei namentlich die Figuren 5f und 6f, dio den VerLauf des am Ausgang des

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Integrators 3 auftretenden integrierten Signals darstellen und die deutlich zeigen, dass die integrierton Werte zu den durcJi die Taktimpulso nacli Fig. 5b bzw. 6b bestimmten Eiiischrcibzeitpunkten sowohl beim Auftreten eines Gleichspannungspegelfehlers als auch beim Auftreten eines Phasenfehlers eine bestimmte Abweichung in bezug auf den Bezugspegel R aufweisen. Diese Abweichung wird in der Vergleichsvorrichtung 18 festgestellt und hat zur Folge, dass zu den Einschreibzeitpunkten das Einschreibern in das Register 26 stattfindet, wobei entweder Q₁ oder Q„ des Registers je nach der Polarität der festgestellten Abweichung eine Ausgangsspannung liefert. Jede festgestellte Abweichung kann dabei auf einen Phasenfehler, einen Gleiclispannungspegelfehler oder auf beide zurückzuführen sein und bildet an sich durchaus kein diskriminierendes Kriterium. Trotzdem wird bei dem System nach der Erfindung auf besonders zweckmässige Weise erreicht, dass die beiden Regelkreise unabhängig voneinander gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird als diskriminierendes Kriterium die Tatsache benutzt, dass die Polarität der festgestellten Abweichung beim Auftreten eines Gleichspannungspegelfehlers zu aufeinander folgenden Einschreibzeitpunkten gleich bleibt, während die festgestellte Abweichung beim Auftreten eines Phaaenfehlers zu aufeinander folgenden Ein-

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Schreibzeitpunkten ihre Polarität wechselt. Insbesondere zeigt Fig. 5f» dass bei einem zu hohen Gleichspannungspegel die Abweichung in bezug auf den Bezugspegel R zu den Einschreibzeitpunkten jeweils eine negative Polarität aufweist. Für den nicht dargestellten Fall» dass der Gleichspaiinungspegel zu niedrig ist, weist die Abweichung in bezug auf den Bezugspegel R jeweils eine positive Polarität auf.

Fig. 6f zeigt, dass, falls Taktimpulse gegenüber den Nulldurchgängen in der Phase nacheilen, die Abweichung in bezug auf den Bezugspegel R zu aufeinander folgenden Einschreibzeitpunkten jeweils ihre Polarität wechselt, und zwar derart, dass, wenn das eingehende Signal von positiv zu negativ durch null geht, die Abweichung positiv ist, während diese Abweichung für den folgenden von negativ zu positiv gehenden Nulldurchgang negativ ist. Für den nicht dargestellten Fall, dass die Taktimpulse gegenüber den Nulldurchgängen in der Phase voreilen, gilt dagegen das Umgekehrte, d.h., dass, wenn das eingehende Signal von positiv zu negativ durch null geht, die Abweichung negativ ist, während diese Abweichung für den folgenden von negativ zu positiv gehenden Nulldurchgang positiv ist.

Wenn von dun obenerwähnten Kriterien ausgegangen wird, werden bei der in Fig. 3 gezeigten

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Ausführungsforin clic normalenieiso geschlossenen "Und"- J6 und 35 unmittelbar-von den an den Ausgängen

Q₁ trad Q_ des Registers 26 auftretenden Signalen gesteuert» wobei das am Ausgang Q₁ auftretende Steuersignal für das "Und"-Gatter 36 dieses Gatter öffnet, solange der Gleiclispannungspegel zu niedrig ist, und wobei das am Ausgang Q„ auftretende Steuersignal für das "Und"-»Gatter 35 dieses Gatter öffnet, solange der Gleichspannungspegel zu hoch ist. Wenn der Gleichspanjaungspegel den verlangten Wert hat, aber die Phase noch nicht richtig ist, werden die "Und"-Gatter 35 und 36 abwechselnd geöffnet. Ausgehend von den genannten Kriterien werden weiter zur Steuerung der normaleweise geschlossenen "Und"-Gatter 33 und 3h zwei Steuersignale erzeugt. Zu diesem Zweck werden die in das Register 23 eingeschriebenen "1"- und "O"-Werte vom Register 25 zu dem gleichen Zeitpunkt übernommen, zn dem auch das Einschreiben in das Register 26 stattfindet, während die an den Ausgängen Q₁ und Q„ der Register 25 und 26 auftretenden Signale mit Hilfe "exklusiver Oder"-Schaltungen 28 und 29 derart selektiert w©rd©n₉ dass das am Ausgang der "exklusiven Oder^<"-Schaltung 29 auftretende Steuersignal für das ^5SUnd^!t-Gatter Jh dieses Gatter öffnet, solange die Taktimpulse in bezug auf die Nulldurchgänge in der Phase nacheilen, und dass das am Ausgang der

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Pl* ι h:

"exklusiven Oder"-Schaltung 28 auftretende Steuc-^si;: mil i'ür das "Und"-Gatter 33 dieses Gatter öffnet, solange die Taktimpulse in bezug auf die Nulldurch^ängo in der Phase voreilen. Falls die Phase richtig ist, aber der Gleichspannungspegel den verlangten Wert n-;..h nicht aufweist, sind die Gatter 33 und 3k abwechselnd^ goöffnet.

Die »Und"-Gatter 33, 3¹* und 35, 36 bilden lie ^

Ausgänge des Fehlerdiskriminators und diese Gatter lassen die über die Leitung kO ihnen zugeführten NuIldurchgangsimpulse je nach dem zu korrigierenden Fehler durch oder nicht durch. Jeder der von dem Gatter 33 durchgelassenen Nulldurchgangsimpulse bewirkt dabei, dass die vom Taktimpulsgenerator gelieferten Taktimpulse in der Phase um einen Schritt jrückwärts verschoben werden, während jeder der vom Gatter ^k durchgelassenen Nulidurchgangsxinpulse bewirkt, dass die Taktimpulse um einen Schritt vorwärts in der Phase verschoben werden. Wenn die Gatter 33 und Jk abwechselnd einen NuI durchgangsimpuls durchlassen, bleibt die mittlere Phase konstant. Auf gleiche Weise bewirkt jeder der von den Gattern 35 und 36 durchfiel as senen Nulldurchgangsimpulse, dass dor Pogel der von der regelbaren Gleichapanriungsiiuol Lo 1'| golioferteii Gleichspannung um ulnon Schritt orhöht odor liorabgoHotvs I wird. Dio rotjojburo G1 oiehHpannungsquol 1 ο \h wird zu diesem

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vorzugsweise durch einen zweiseitig gerichtete« Zählos? gebildet, dosson Ausgang aus einem Digitaliijäalog?—Wandler bostolit.

Zur lliustrierung der obenbeschriebenen Wirkungsweise sei weiter auf Fig. 5 verwiesen, die sich £.uf «!©as Fall bezieht „ in dem der Gleichspannungspegel ύ&η -verlangten Wert überschreitet, und aiif Fig. 6₉ dia säsh auf den Fall bezieht, in dem die Taktimpuls© ia h®zng auf die Nulldurchgänge in der Phase nacheilen. So sAsd in Figurm 5m bzw. 5n die an den Ausgängen Q^ ?*nd Q_ des Registers 25 auftretenden Signale und in Fig. 5© bzw. Fig. 5p die an den Ausgängen Q₁ und Q₂ .i'ieS Registers 26 auftretenden Signale dargestellt. Die letzteren Signale werden als- Steuersignale den ^:8Undⁿ-6attem 36 bzv/. 35 zugeführt, was zur Folge last, dass das Gatter J6 geschlossen bleibt, während das Gatter 35 geöffnet wird, so dass es die in Fig« 5u dargestellten Nulldurchgangsimpulse zur Korrektur des Glsiclispannungspegels durchlässt.

Die in den Figuren 5m, 5n_f 5o und 5p dargestellten Signale bewirken ausserdem, dass einerseits an dem Ausgang der "exklusiven Oder"-Schaltung 29 das in Fig. 5q dargestellte Steuersignal für das "Und"-Gatter 3k und andererseits am Ausgang der "exklusiven Oder"-Schaltung 28 das in Fig. 5r dargestellte Steuersignal für das "Und"-Gafeter 33 auftritt, wobei das

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^MUnd"-Gatter 33 dio in Fig. 5t dargestellten Niiild trr?igangsimpulse und das "Und"-Gntter 3^ die in Fig. 5" üargostolLton Nulldurchgangsimpulse durchlässt. Wie in der Figur dargestellt ist, sind die Gatter 33 und 3k dabe.i abwechselnd geöffnet, so dass die Phasenregelung die wichtige Eigenschaft aufweist, dass sia stets gene.igt ist, einen Phasenfehler 0 aufzuweisen« Falls die Taletimpulse in der Phase nacheilen, wie in Fig. 6 dargestellt ist, weisen dio an den Ausgängen Q₁ und Q„ der Register 25 und 26 auftretenden Signale die in den Figuren 6m, 6n, 6o bzw« 6p dargestellte Form auf, wodurch am Ausgang der "exklusiven Oder"-Schaltung 28 das in Fig. 6q dargestellte Steuersignal für das "Und"-Gatter 33 auf, welche Gatter daher die in Fig. 6r dargestellten Nulldurchgangsimpulse zur Korrektur des Phasenfehlers durchlässt. Die "Und"-Gatter 35 und 36 werden von den in den Figuren 60 und 6p dargestellten Ausgangssignalen gesteuert, wobei das "Und"-Gatter 35 die in Fig. 6t dargesteLlten Nulldurchgangsimpulse und das "Und"-Gatter 36 die in Fig. 6s dargestellten Kulidurchgangs impulse durchlässt« Es stellt sich heran», dass die Gatter 35 und 36 dabei abwechselnd geöffnet sind} so dass auch für die Gleichspannungspegelregeluiig gilt, dass ^sie geneigt ist, einen Fehler 0 aufzuweisen.

Neben dieser wichtigen Eigenschaft der beiden Regelkreise und ihrer oben bereits erwähnten gegensei-

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ti gen Unabhängigkeit weist das System nach, der Erfindung noch, den wesentlichen Vorteil auf, dass die foeidon Kugelschleifen jo für sich leicht derart bemessen wordon können, dass dns gegebenenfalls in den Kegel-Signalen vorhandene Geräusch unterdrückt wird, wodurch bei sehr ungünstigen Signal-Rausch-i-Verhältnissen eine erhebliche Verbesserung erzielt wird.

Schliesslich sei noch bemerkt, dass sich die Erfindung nicht auf die in den Figuren 2 und 3 dargestellt· Ausführungsform beschränkt, bei der der den Vergleichsvorrichtungen 17 und 18 zugeführte Bezugspegel einer Quelle festen Potentials 15 entnommen wird, und bei der der Gleichspannungspegel des eingehenden Signals mit Hilfe der regelbaren Gleichspannungsquelle 1^ und der Zusammenfügungsvorrichtung 12 derart nachgeregelt Ttfird, dass der Gleichspannungspegel des eingehenden Signals dem festen Bezugspegel entspricht. Es ist auch möglich, den den Vergleichsvorrichtnngen 17 und 18 zugeführten Bezugspegel der regelbaren Gleichspannungsquelle Ik zu entnehmen, wobei dann dieser Bezugspegel derart nachgeregelt wird, dass er dem variierenden Gleichspannungspegel des eingehenden Signals entspricht. Bei dieser möglichen Äusführungsform sind die Zusammenfügungsvorrichtung 12 und die Quelle festen Potentials 15 überflüssig.

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Claims (1)

1. pun /η>7<>

   Patentansprüche;

   System zur genauen Wiedergabe von bei einen, ungünstigen Signal-Rausch-Verhältnis empfangenen ImpulskodemodulationsSignalen, das mit einem regelbaren

   Taktimpulsgenerator und einer Anzahl von Ausgangsimpulsen des erwähnten Taktimpulsgenerators gesteuerter Integratoren versehen ist, denen die empfangenen Sig- nale zugeführt werden und an die sich eine Detektionsvorrichtung anschliesst, die unter Verwendung eines Bezugspegels das Auftreten von Nulldurchgängen detektiert, wobei die erwähnten Integratoren mit der Detektionsvorrichtung einen Teil einer Regelschleife zur Phasennachregelung des Taktimpulsgenerators bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner mit einer regelbaren Gleichspannungsquelle versehen ist, mit deren Hilfe der erwähnte Bezugspegel und der variierende Gleichspannungspegel des eingehenden Signals einander gleich gemacht werden, und dass die erwähnten Integratoren und die erwähnte Detektionsvorrichtung, die zusammen einen Teil der Phasenregelschleife bilden, zugleich einen Teil einer zweiten Regelschleife zur Nachregelung der regelbaren Gleichspannungsquelle bilden.

   2. System nach Anspruch 1 mit zwei Integratoren, wobei der erste Integrator von vom Taktimpulsgenerator herrührenden TaktimpuLsen derart gesteuert wird, dass

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   scino fsstogrationopcriodo Jowoils nahezu rait eines? JJi t-!*o ri.«d« dos oingHiondon Signal» Kiütammonfäl. Lt, und wabe»! tf«r zwolto Integrator von vom Taktimpulsgouerator ti or rührend on Takt impulsen derart gesteuert wird, dass seine einer Bit-Periode gleiche Integrationsperiode in beatig auf die Integrationsperiode des ersten Integrators über eine halbe Bit-Periode verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangskreis der erwähnten Integratoren- durch eine Zusammenfügungsvorrichtuiig gebildet wird, in der die empfangenen Signale suit des* Ausgangsspasssr&ang der erwähnten regelbaren Gleichspannungsquelle zusammengefügt werden, und dass die erwähnte Detektionsvorrichtung zwei Vergleichsvorrichtungen enthält, in denen die dem ersten und dem zweiten Integrator entnommenen integrierten Signale beide mit dem erwähnten Bezugspegel, der einer Quelle festen Potentials entnommen wird, verglichen werden.

   3· System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Detektionsvorrichtung ein erstes und ei» zweites Register enthält, welche Register an die respektiven Vergleichsvorrichtungen angeschlossen sind und von denen eines von dem ersten Integrator zugeführten Taktimpulsen und das andere von dem zweiten Integrator zugeführten Taktimpulsen gesteuert wird, wobei in diese Register "1"- und "O¹¹- oder "0"- und

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   "1 "-Worte eingeschrieben werden, je nach doi' Polarität des Differenzsignals, das zu den durch dio Taktimpulse bestimmten ICinscliroib/seitpunkton an den Ausgängen der erwähnten Vergleicliav orriclitungeii auftritt. h. System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Detektionsvorrichtung eine erste "exklusive Oder"-Schaltung enthält, der die "1^!ί- und ⁿO"- oder "0"- und "!"-Werte des ersten Registers einerseits über direkte Verbindungsleitungen und andererseits über eine feste Verzögerung Δ einführende Kreise zugeführt werden, wobei am Ausgang dieser "exklusiven Oder"-Schaltung Ausgangsimpulse auftreten, die einem Nulldurchgang entsprechen und deren Dauer gleich der eingeführten Verzögerung Δ ist. 5· System nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte feste Verzögerung mit Hilfe eines dritten Registers eingeführt wird, in das die ⁵¹V- und "O¹¹- oder die ^M0"- und "1 "-Werte des ersten Registers zu dem Auftrittszeitpunkt der dem Taktimpulsgenerator entnommenen Taktimpulse eingeschrieben werden, welche Taktimpulse über einen Winkel Δ in bezug auf die dem ersten Integrator zugeführten Taktimpulse in der Phase verschoben sind,

   6. System nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Detektionsvorricheinen Fehlerdiakriminator enthält, der als Kriterium

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   zum PiHJkrimiiilorori von Pliasonl'eli I ern urul Gleirlispannungspegelfehlern die Tatsache benutzt, dass beim Auftreten eines Gleichspannungspegelfehlers die Polarität des am Ausgang der zweiten Vergleichsvorrichtung auftretenden Differenzsignals zu aufeinander folgenden Einschreibzeitpunkten gleich bleibt, während das Differenzsignal beim Auftreten eines Phasenfehlers zu aufeinander folgenden Einschreibzeitpunkten seine Polarität wechselt.

   7· System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil der erwähnten Detektionsvorrichtung bildende Fehlerdiskriminator vier "Und"-Gatter enthält, jedem von denen die Nulldurchgangsimpulse zugeführt werden und von denen zwei unmittelbar von den Ausgangssignalen des zweiten Registers gesteuert werden, während die beiden übrigen "Und"-Gatter von Steuersignalen gesteuert werden, die im Fehlerdiskriminator mit Hilfe zweier "exklusiver Oder"-Schaltungen erzeugt werden, denen einerseits über direkte Verbindungen die Ausgangsspannungen des zweiten Registers und andererseits über eine feste Verzögerung einer halben Bit-Periode einführende Kreise die Ausgangsspannungen des ersten Registers zugeführt werden, wobei die Steuersignale an der Ausgangsleitung jeder dieser "exklusiven Oder"-Schaltungen auftreten. 8. System nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

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   dass dia orwähnto Verzögerung einer halben Bit-Periode mit Hilfe eines vierten Registers eingeführt wird, in das die "1"- und "0"- oder die "0"- und "1"-Werte des ersten Registers zu dem Auftrittszeitpunkt der dem Taktimpulsgenerator entnommenen Taktimpulse eingeschrieben werden, welche Taktimpulse über eine halbe Bit-Periode in bezug auf die dem ersten Integrator zugeführten Taktimpulse in der Phase verschoben sind.

   9. System nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, dass die an den Ausgängen der beiden ersteren "Und"-Gatter auftretenden Nulldurchgangsimpulse als Korrekturimpulse der regelbaren Gleichspannungsquelle zugeführt werden, während die an den Ausgängen der beiden anderen "Und"-Gatter auftretenden Nulldurchgangsimpulse als Korrekturimpulse dem erwähnten Taktimpulsgenerator zugeführt werden.

   10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die regelbare Gleichspannungsquelle durch einen zweiseitig gerichteten Zähler gebildet wird, dessen. Ausgang aus einem Digital-Analog-Wandler besteht.

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