DE2114733A1

DE2114733A1 - Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals

Info

Publication number: DE2114733A1
Application number: DE19712114733
Authority: DE
Inventors: Hendrik Arie van; Slob Arie; Eindhoven Essen (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1971-03-26
Publication date: 1971-11-04
Also published as: CH524932A; FR2086174B1; AT318260B; DE2114733B2; DE2114733C3; GB1289799A; NL7005644A; BE765904A; CA933659A; FR2086174A1; DK129549C; SE368494B; DK129549B; US3688128A

Description

N. Y. Philips' GIcellampenfabriekeo
MfH*. PHH- 4796

Anmeldung vomi 24. März 1971

Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zua Dekodieren eines Vierpegelsignals und kann in Empfangsvorrichtungen Anwendung findenι wie sie in Uebertragungssystemen verwendet werden, bei denen die Sendevorrichtung, um die Informationsgeschwindigkeit im vorgeschriebenen Frequenzband um einen Faktor 2 oder 3 zu steigern, zur Uebertragung von durch Umwandlung zweiwertiger Impulsreihen erhaltenen mehrwertigen Impulsreihen, innerhalb deren die Impulse z.B. vier oder acht Amplitudenpegel annehmen, eingerichtet ist.

Da duroh die Umwandlung in mehrwertige Impulsreihen die

Impulstrennbarkeit herabgesetzt und die Störanfälligkeit vergrössert wird, soll der in der Empfangsvorrichtung verwendeten Dekodiervorrichtung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden; diese Dekodiervorrichtung soll die vier Amplitudenpegel mit grosser Genauigkeit unterscheiden können, damit die ursprüngliche zweiwertige Impulsreihe wiedergewonnen werden kann.

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Die Erfindung hat den Zweck, eine Dekodiervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit grosser Genauigkeit wirkt und die ausserdem derart einfach aufgebaut ist, dass sie in einem Halbleiterkörper integriert werden kann.

Nach der Erfindung ist eine solche Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals aus zwei Digitalkreisen aufgebaut, die mit je einer Stromquelle und mit einem zugehörigen Schaltglied versehen sind, welche Schaltglieder die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digitalkreis gehörigen Ausgangsimpedanz verbinden können, während weiter ein gemeinsamer Eingangskreis, über den das zu dekodierende Vierpegelsignal den beiden Digitalkreisen zugeführt wird, und ein Verbindungskreis der die beiden Digitalkreise miteinander verbindet vorgesehen sind, wobei das zu einem Digitalkreis gehörige Schaltglied auf einen vorher bestimmten Amplitudenwert des Eingangssignals anspricht, während das zu dem anderen Digitalkreis gehörige Schaltglied auf einen bestimmten ersten oder zweiten Amplitudenwert des Eingangssignals, je nach der Lage des Schaltgliedes des ersten Digitalkreises, anspricht.

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

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Dekodiervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Anzahl von Diagrammen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 3 eine praktische Ausführungsform einer solchen Vorrichtung·

Ein zweiwertiges Datensignal besteht aus aufeinander folgenden Bit-Perioden, innerhalb deren das Signal in Abhängigkeit von dem Pegel

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den Wert ^Μ1^Μ oder '¹O" annehmen kann. Wenn aufeinander folgende Gruppen von zwei Bit-Perioden betrachtet werden, sind dabei die nachstehenden Kombinationen möglich» 0,0; 0,1; 1,0. und 1,1. Wenn nun ein zweiwertiges Datensignal als ein vierwertiges Signal übertragen wird, bedeutet dies, dass jeder der vier Pegel dejs vierwertigen Signals für eine bestimmte der vier möglichen Kombinationen kennzeichnend ist. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2b ein vierwertiges Signal in idealisierter Form dargestellt. Dieses vierwertige Signal entspricht dem auf der Empfangsseite mit Hilfe einer Dekodiervorrichtung wiederzugewinnenden ursprünglichen zweiwertigen Datensignal nach Fig. 2a.

Nach der Erfindung enthält eine für diesen Zweck besonders geeignete und vorteilhafte Dekodiervorrichtung nach Fig. 1 zwei Digitalkreise 1,2, die mit je einer Stromquelle J bzw. 4 und mit einem zugehörigen Schaltglied 5 bzw. 6 versehen sind, mittels welcher Schaltglieder die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digitalkreis gehörigen Auegangsimpedanz 7 bzw. 8 verbunden werden kann, während ein gemeinsamer Eingangskreis 9 vorgesehen ist, über den das zu dekodierende Vierpegelsignal den beiden Digitalkreisen 1,2 zugeführt wird, welche beiden Bigitalkreise mittels eines Verbindungskreises 10 miteinander verbunden werden, wobei das zu einem Digxtalkreis 1 gehörige Schaltglied 3 auf einen vorher bestimmten ersten Amplitudenvert des Singangesignals anspricht, wahrend das zu deia anderen Bigitalkrsie 2 gehörige Schaltglied fc je nach der Lage des Schaltgliadee 5 des ersten Digitalkreises 1, auf einen bestimmten zweiten oder dritten Amplitudenwert des Eingangssignale anspricht. Wie in der Figur dargestellt ist, wfcvden die Sch&ltglieder 5 und 6 dabei je durch ein Transistor»npa&r ι.₉T„ baw. T_,T. gebildet.

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Me Traneiasoreß S, und T sind t?.b@3r die ale Kollektorwider«·

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stände wirkenden Ausgangsimpedanzen 7 bzw. θ rait Erde verbunden« während die Transistoren T_g und T, über die Kollektorwiderstände 11 bzw. 12 gleichfalls mit Erde,verbunden sind. Die Stromquellen 3>4 sind je in einen der gemeinsamen Emitterkreisen der Transistorenpaare T^,T- bzw, Τ,ίΤ. angeordnet.

Me Basis des Transistors T₂ liegt an einem festen Bezugspegel, der in Fig. 1 und in Fig. 2b mit V_ _-.-. angedeutet ist. Die Basis des Transietors T_ ist über den erwähnten Terbindungskreis 10 an den || Kollektor des Transistors T„ angeschlossen^ wobei die Spannung über dem Kollektorwiderstand 11 als Bezugepegel an der Basis des Transietore T-auftritt. Der letztere Bezugspegel nimmt dabei einen der beiden möglichen in Fig. 1 und Fig. 2b mit V« -_. bzw· Τ« «,γτ angedeuteten Werte an₉ je nachdem der Transistor T. stromführend oder nicht-stromführend ist. Heber den gemeinsamen Eingangskreis 9 wird das vierwertige Eingang·signal (Fig. 2b) den Basen der Transistoren T. und T zugeführt. Di® Wirkungsweise der Bekodiervorrichtung ist dabei wie folgt ι

Wenn der Pegel des Eingangssignale den in Fig. 2b alt ^e'3^M bezeichneten augenblicklichen negativen Wert aufweist« sind die Traneisterea T. und, T_A ggeperrt und flieset ©in Strom lediglieh übe? di© sistoren T„ und T,_e weil einerseits der Pegel an der Basis von T.

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Wenn der Pegel des Eingangssignals den in Fig. 2b mit "2" bezeichneten augenblicklichen negativen Wert aufweist, d.h. wenn der Pegel des Eingangssignals zwischen den Bezugspegeln V_n „_T und V_n „_TT liegt,

iteii. iteiii.

sind die Transistoren T₁ und T, gesperrt und flieset ein Strom lediglich über die Transistoren T₂ und T , weil einerseits der Pegel an der Basis von T₄ negativer als der der Basis von T₀ zugeführte Bezugspegel V_n .__

1 ei. Itei-LX

und andererseits der Pegel an der Basis von T weniger negativ als der an der Basis von T, auftretende Bezugspegel Vp._fτ ist, was der Spannung entspricht, die über dem Kollektorwiderstand 11 auftritt, wenn T₂ strom» führend ist. Die Spannung am Ausgang c, bleibt in diesem Falle gleich null, während die Spannung am Ausgang d_ einen negativen Wert annimmt. Wenn der Pegel des Eingangssignals den in Fig· 2b mit "1" angedeuteten augenblicklichen Wert annimmt, bedeutet dies, dass der Pegel des Eingangssignals weniger negativ als der Bezugspegel V- »-- ist; T. wird dann stromführend, während T. gesperrt wird. Die Sperrung von T„ hat zur Folge, dass der der Basis von T- zugeführte Bezugspegel sioh von V_RefI zu ^v _Rei.jjj ändert, weil die Spannung am Kollektorwiderstand 11 erheblich weniger negativ wird. Da das der Basis von T. zugeführte Eingangssignal negativer als der

an der Basis von T, auftretende Bezugspegel T- „« ist, wird T₅ stromführend und wird T. gesperrt«

Die Spannung am Ausgang <s ist in diesem Falle negativ, während die Spannung am Ausgang d. gleich null ist*

Wenn der Pegel des Eingangssignals den in Fig. 2b mit "0" angedeuteten Wert annimmt, bedeutet dies, dass der Pegel des Eingangssignals weniger negativ als die beiden Bezugspegel ^νη_β*>ττ und ^VD_efjjj ist; dann ergibt sioh die Situation, in der T und T. stromführend und T- und T, gesperrt sind. Die Spannungen an den Ausgängen o, und d sind in diesem

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* ⁴⁷⁹⁶·

Falle negativ.

Venn nun für eine negative Ausgangsspannung eine "O" und für eine Auegangespannung mit einem Wert gleich null eine "1" geschrieben wird, können die für die unterschiedlichen Pegel des Eingangssignals an den Ausgängen £ und d auftretenden Spannungen in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst werdent

Pegel	C	d
0	0	0
1	0	1
2	1	0
3	1	1

Aus dieser Tabelle geht deutlich hervor» dass die Ausgangsspannungen an £ und d_ den vier möglichen Kombinationen entsprechen! wie sie in je zwei Bit-Perioden des ursprünglichen zweiwertigen Signals vorkommen können·

Dadurch, dass einer der Digitalkreise in der obenbeschriebenen Vorrichtung mit zwei verschiedenen Bezugspegeln arbeitet, sind zwei statt drei Digitalkreise genügend, was besondere vorteilhaft ist, insbesondere wenn die Vorrichtung in einem Halbleiterkörper integriert wird.

In der in Fig. 3 gezeigten praktischen Ausführungsform sind die denen der Fig. 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die letztere Ausführungsform unterscheidet sich von dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1 nur darin, dass die Auegangsimpedanz 7 einen Teil eines zwischen den Speiseklemaen liegenden Spannungsteilerkreises mit Widerstanden 13 und Η bildet, wobei dar Verbindungepunkt dieser Widerstände an die Basis von T₂ angeschlossen ist, während weiter in dem Ver-

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bindungskreis 10, der den Kollektor von T₂ mit der Basis von T^ -verbindet, ein Widerstand 15 angeordnet ist, der zugleich einen Teil des den Transistoren T. und T₂ gemeinsamen Kollektorkreises bildet.

Dadurch, dass auf diese Weise der Kollektor von T. über den erwähnten Widerstand 13 mit der Basis von T_? und der Kollektor von T. über den erwähnten Widerstand 15 mit der Basis von T, verbunden ist, haben die Schaltglieder 5 und 6 die Eigenschaft einer "Schmitf-Kippschaltung und werden die Empfindlichkeit und die genaue Wirkung gesichert, weil das Umschalten dabei sehr schnell erfolgt und der Bezugspegel für den Digitalkreis 2 praktisch sofort vorhanden ist.

In bezug auf Fig* 3 sei weiter noch bemerkt, dass die Auegangsimpedanz θ statt in den Kollektorkreis von T. in den Kollektorkreis von T₃, aufgenommen ist. Dies ist jedoch kein wesentlicher unterschied, weil es nur bedeutet, dass das an Ausgang d auftretende Signal Invertiert ist.

Zur weiteren Illustrierung der günstigen Eigenschaften der erfindungsgemSssen Dekodiervorrichtung sind in der Figur ausserdem die Mittel gezeigt, mit deren Hilfe aus den an den Ausgangen c, und d auftretenden Signalen das ursprüngliche zweiwertige Datensignal regeneriert werden kann.

Di· an den Ausgängen c. und ei auftretenden Signale werden au dies·* Zweck dem Eingang D eines ersten bsw. eines zweiten Schieberegisterelements 16 bzw. 17 mit Eingingen D und T und je einem Ausgang Q und % sugeführt. Diese Schieberegistereleaente werden von den in Fig. 2c dargestellten Taktimpulsen gesteuert, die ait Hilfe eines auf übliche Weise synchronisierten Taktimpulsgenerator« 18 erzeugt werden. Diese Taktimpulse werden einerseits als Bineohreilsiapulg« den SoMeberegietereleisenten I6_ft7

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und andererseits dem Gatterimpulsgenerator 19 zugeführt, welcher Generator die in Figuren 2f und 2g dargestellten Gatterimpulsreihen liefert.

In jedes der Schieberegisterelemente wird nun jeweils zu den Einschreibzeitpunkten eine "1" oder eine "0" eingeschrieben« je nachdem das dem Ausgang D zugeführte Signal gleich null oder negativ ist. Zur Verdeutlichung sind die dabei am Ausgang Q des Schieberegisterelements 16 und am Ausgang Q des Schieberegisterelements 17 auftretenden Signale in Fig. 2c und 2d dargestellt. Diese Signale werden dann zwei "Und"-Gattern 20,21 zugeführt, die von den in Fig. 2f bzw. 2g dargestellten Gatterimpulsen abwechselnd geöffnet werden, wobei am Ausgang des an die beiden Gatter 20 und 21 angeschlossenen "Oder"-Gatters 22 das in Fig. 2h dargestellte Signal auftritt, das dem ursprünglichen zweiwertigen Signal nach Fig. 2a entspricht.

Da im allgemeinen gilt, dass die für die Regeneration benotigte Anzahl von Schieberegisterelementen und Gattern direkt mit der Anzahl von der Dekodiervorrichtung gelieferter Ausgangssignale zusammenhängt, weist die Dekodiervorrichtung nach der Erfindung neben der bereits erwähnten besonders einfachen Bauart und der grossen Genauigkeit ausserdem noch den Vorteil auf, dass die für die Regeneration des ursprünglichen Signals benötigten Mittel, wie dargestellt ist, besonders einfach sein können, weil diese Dekodiervorrichtung, im Gegensatz zu den bekannten Dekodiervorrichtungen, nur zwei Auegangssignale liefert.

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Claims

PATENIANSPHÜCHE »

1.y Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Digitalkreise enthält, die mit je einer Stromquelle und einem zugehörigen Schaltglied versehen sind, mittels welcher Schaltglieder die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digitalkreis gehörigen Ausgangsimpedanz verbunden wird, während ein gemeinsamer Eingangskreis über den das zu dekodierende Vierpegelsignal den beiden Digitalkreisen zugeführt wird, und ein Verbindungskreis der die beiden Digitalkreise miteinander verbindet vorgesehen sind, wobei das zu einem Digitalkreis gehörige Schaltglied auf einen vorher bestimmten Amplitudenwert des Eingangssignals anspricht, während das zu dem anderen Digitalkreis gehörige Schaltglied, je nach der Lage des Schaltgliedes des ersten Digitalkreises, auf einen bestimmten ersten oder zweiten Amplitudenwert des Eingangssignals, anspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu jedem der Digitalkreise gehörige Schaltglied durch ein in gemeinsamer Emitterkonfiguration geschaltetes Transistorenpaar gebildet wird, wobei die zu dem betreffenden Digitalkreis gehörige Ausgangsimpedanz mit dem Kollektor eines der Transistoren in Reihe geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte gemeinsame Eingangskreis sowohl an die Basis eines Transistors des ersten Paares als auch an die Basis eines Transistors des zweiten Paares angeschlossen ist, während die Basis des anderen Transistors des erwähnten ersten Paares an einem festen Bezugspegel liegt und die Basis des anderen Transistors des erwähnten zweiten Paares an einen Bezugspegel liegt, der sich mit dem stromführenden oder gesperrten Zustand der Transistoren des erwähnten ersten Paares ändert.

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4· Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Verbindungskreis, um den erwähnten veränderlichen Bezugspegel zu erhalten, den Kollekte?;- dee Transistors, dessen Basis an einem festen Bezugspegel liegt, mit der Basis des erwähnten anderen Transistors des erwähnten zweiten Paares verbindet.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Transistorenpaar mit einem Kreis versehen ist, der den Kollektor eines Transistors mit der Basis des anderen Transistors ™ verbindet.

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