DE2114733C3

DE2114733C3 - Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals

Info

Publication number: DE2114733C3
Application number: DE2114733A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Arie Van Essen; Arie Slob
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-18
Filing date: 1971-03-26
Publication date: 1978-05-11
Also published as: US3688128A; NL7005644A; DE2114733A1; DK129549C; FR2086174A1; DE2114733B2; GB1289799A; DK129549B; CA933659A; AT318260B; BE765904A; CH524932A; FR2086174B1; SE368494B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals und kann in Empfangsvorrichtungen Anwendung finden, wie sie in Übertraguriigssystemen verwendet werden, bei denen die Sendevorrichtung, um die Informationsgeschwindigkeit im vorgeschriebenen Frequenzband um einen Faktor 2 oder 3 zu steigern, zur Übertragung von durch Umwandlung zweiwertiger Impulsreihen erhaltenen mehrwertigen !iVipu!sr£iu£n, innerhalb deren die !mpu!- se ζ. B. vier oder acht Amplitudunpcgcl annehmen, eingerichtet ist

Da durch die Umwandlung in mehrwertige Impulsreihen die Impulstrennbarkeit herabgesetzt und die Störanfälligkeit vergrößert wird, soll der in der Empfangsvorrichiung verwendeten Dekodiervorrichtung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden; diese Dekodiervorrichtung soil die vier Amplitudenpegel mit großer Genauigkeit unterscheiden können,

ίο damit die ursprüngliche zweiwertige Impulsreihe wiedergewonnen werden kann.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Dekodiervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die mit großer Genauigkeit wirkt und die außerdem derart

is 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 Schaltglicd versehen sind, mittels welcher Schaltgliedcr die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digi talkreis gehörigen Ausgangsimpedanz verbunden wird, während ein gemeinsamer Eingangskreis, über den das zu dekodie rende Vierpegelsignal den beiden Digitalkreisen zuge führt 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.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild einer Dekodiervorrichtung nach der Erfindung, F i g. 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 aufeinan-

derfolgenden Bit-Perioden, innerhalb deren das Signal in Abhängigkeit von dem Pegel den Wert »1« oder »0« annehmen kann. Wenn aufeinanderfolgende 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 des vierwertigen Signals für eine bestimmte der vier möglichen Konbinationen 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 F i g. 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 3 bzw. 4 und mit einem zugehörigen Schaltglied 5 bzw. 6 versehen sind, mittels welcher

(,5 Schaltglieder die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digitalkreis gehörigen Ausgangsimpedanz 7 bzw. 8 verbunden werden kann, während ein insamer Eingangskreis 9 vorgesehen ist. über den

2i 14

1 2 3

das zu dekodierende Vicrpegelsignal den beiden Digitalkreisen I, 2 zugeführt wird, welche beiden Digitalkreise mittels eines Verbindungskreises IO miteinander verbunden werden, wobei cias zu einem Digitalkreis 1 gehörige Schaltglied 5 auf einen vorher S bestimmten ersten Amplitudenwert des Eingangssignals anspricht, während das zu dem anderen Digitalkreis 2 gehörige Schaltglied 6. je nach der Lage des Schaltgliedes S des ersten Digitalkreises 1. auf einen bestimmter zweiten oder dritten Amplitudenwert des Eingangssignals anspricht. Wie in der Figur dargestellt ist, werden die Schaltglieder 5 und 6 dabei je durch ein Transistorenpaar Γι, Tjbzw. Tj, T, gebildet.

Die Transistoren T\ und T₄ sind über die als Kollekiorwiderständc wirkenden Ausgangsimpedanzen 7 bzw. 8 mit Erde verbunden, während die Transistoren Ti und Γ) über die Kollektorwiderslände 11 bzw. 12 gleichfalls mit Erde verbunden sind. Die Stromquellen 3, 4 sind je in einem der gemeinsamen Emiwerkreise der Transistorenpaare 7i, Tj bzw. Γί. T₄ angeordnet.

Die Basis des Transistors Ti liegt an einem festen Bezugspegel, der in Fig. 1 und in Fig.2b mit Vrcyii angedeutet ist. Die Basis des Transistors Tj ist über den erwähnten Verbindungskreis 10 an den Kollektor des Transistors Ti angeschlossen, wobei die Spannung über dem Kollektorwick-rstand Il als Bezugspegel an der Pegel Basis des Transistors Ti auftritt. Der letztere Ek-zugspegel nimmt dabei einen der beiden möglichen in Fig. 1 und Fig.2b mit Vr<vi bzw. VWm angedeuteten Werte an, je nachdem, ob der Transistor Ti stromführend oder 3^C nichtstromführend ist. Über den gemeinsamen Eingangskreis 9 wird das vierwertige Eingangssignal (F i g. 2b) den Basen der Transistoren Tj und T* zugeführt. Die Wirkungsweise der Dekodiervorrichtung ist dabei wie folgt:

Wenn der Pegel des Eingangssignal den in Fig. 2b mit »3« bezeichneten augenblicklichen negativen Wert aufweist, sind die Transistoren Ti und Ti gesperrt und fließt ein Strom lediglich über die Transistoren Ti und Tj, weil einerseits der Pegel an der Basis von Γι negativer als der der Basis von T> zugeführte Bezugspegcl Vr^ii und andererseits der Pegel an der Basis von T₄ negativer als der der Basis von Tj zugeführte Bezugspegel Vr^x ist, wie durch die negative Spannung bestimmt wird, die über dem Kollektorwiderstand 11 auftritt, wenn T: stromführend ist.

Die an den Ausgängen c und d auftretenden Spannungen sind in diesem Falle praktisch gleich Null.

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 VWi und VWu liegt, sind die Transistoren Γι und T\ gesperrt und fließt ein Strom lediglich über die Transistoren Ti und Ta, weil einerseits der Pegel an der Basis von Ti negativer als der der Basis von Ti zugeführte Bezugspegel VWm und andererseits der Pegel an der Basis von Tt weniger negativ als der an der Basis von T₁ auftretende Bezugspegel VWi ist, was der Spannung entspricht, die über dem Kollektorwiderstand 11 auftritt, wenn Ti stromführend ist. Die Spannung am Ausgang c bleibt in diesem Fall gleich Null, während die Spannung am Ausgang d einen negativen Wen annimmt. Wenn der Pegel des Eingangssignals den in Fig. 2b mit »I« angedeuteten augenblicklichen Wert annimmt, bedeutet dies, daB der t>s Pegel des Eingangssignals weniger negativ als der Bezugspegel VKein ist; T\ wird dann stromführend, während Ti gesperrt wird. Die Sperrung von Tj hat zur Folge, daß der der B<s<.is von Tj zugefuhrte Hciugspcgcl sich von Vh,-/1 zu V«,,ni ändert, weil die Spannung am Kollektorwiderstand Il erheblich weniger negativ wird. Da das der Basis von T₄ zuge^führte Eingangssignal negativer als der an der Basis von T, auftretende Bezugspegel V«,/in ist, wird T> stromführend und wild T₄ gesperrt.

Die Spannung am Ausgang c ist i.i diesem Falle negativ, während die Spannung am Ausgang d gleich Null ist.

Wenn der Pegel des Eingangssignals den in F i g. 2b mit »0« angedeuteten Wert annimmt, bedeutet dies, 6M der Pegel des Eingangssignals weniger negativ als die beiden Bezugspegel Vn_c/u und Vk.-πιι ist: dann ergibt sich die Situation, in der Ti und T, stromführend und Γ» und Ti gesperrt sind. Die Spannungen an den Ausgängen c-und c/sind in diesem Falle negativ.

Wenn nun für eine negative Ausgangsspannung eine »0« und für eine Ausgangsspannung mit einem Wert gleich Null eine »1« geschrieben wird, können die für die unterschiedlichen Pegel des Eingangssignals an den Ausgängen c und d auftretenden Spannungen in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt werden:

1 0

Aus dieser Tabelle geht deutlich hervor, daß die Ausgangsspannungen an c 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 oben beschriebenen Vorrichtung mit zwei verschiedenen Bezugspegcln arbeitet, sind zwei statt drei Digitalkreisc genügend, was besonders vorteilhaft ist. insbesondere wenn die Vorrichtung in einem Halbleiterkörper integriert wird.

In der in Fig. 3 gezeigten praktischen Ausfiihrungsform sind die denen der F i g. 1 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die letztere Ausführungsform unterscheidet sich von dem Prinzipschaltbild nach F i g. 1 nur darin, daß die Ausgangsimpedanz 7 einen Teil eines zwischen den Speiseklemmen liegenden Spannungsteilerkreises mit Widerstanden 13 und 14 bildet, wobei der Verbindungspunkt dieser Widerstände an die Basis von Ti angeschlossen ist, während weiter in dem Verbindungskreis 10. der den Kollektor von T₂ mit der Basis von Ts verbindet, ein Widerstand 15 angeordnet ist, der zugleich einen Teil des den Transistoren r₄und Ti gemeinsamen Kollektorkreises bildet.

Dadurch, daß auf diese Weise der Kollektor von Ti über den erwähnten Widerstand 13 mit der Basis von Ti und der Kollektor von T₄ über den erwähnten Widerstand 15 mit der Basis von Tj verbunden ist, haben die Schaltglieder 5 und 6 die Eigenschaft einer »SchrnittK-Kippschaltung und werden die F.mpfindlichkeit 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 F i g. 3 sei weiter noch bemerkt, daß die

Ausgangsimpedanz 8 stall in den Kollcktorkreis von Γ« in den Kollcktorkreis von 7Ί aufgenommen ist. Dies ist jedoch kein wesentlicher Unterschied, weil es nur bedeutet, daß das am Ausgang d auftretende Signal invertiert ist.

Zur weiteren lllustricrung der günstigen Eigenschaften der crfindiingsgeinäßen Dekodicrvorrichlung sind in der Figur außerdem die Mittel gezeigt, mit deren Hilfe aus den an den Ausgängen c und d auftretenden Signalen das ursprüngliche zweiwertige Datensignal to regeneriert werden kann.

Die an den Ausgängen c und d auftretenden Signale werden zu diesem Zweck dem Eingang D eines ersten b?w. eines zweiten Schicberegisterelemcnts 16 bzw. 17^ mit eingängen Dund 7"und je einem Ausgang ζ)und Q zugeführt. Diese Schiebercgisterelemcnie werden von den in F i g. 2c dargestellten Taktimpulsen gesteuert, die mit Hilfe eines auf übliche Weise synchronisierten Taktimpulsgenerators 18 erzeugt werden. Diese Taktimpulse werden einerseits als Einschreibinipulse den Schieberegisterelementen 16, 17 und andererseits dem Gatterimpulsgenerator 19 zugeführt, welcher Generator die in Fig.2f und 2g dargestellten Galterimpulsreihen liefert.

In jedes der Schieberegisterelemente wird nun jeweils zu den Einschreibzeitpunkten eine »I« oder eine »0« eingeschrieben, je nachdem, ob das dem Ausgang D /ugeführlc Signal gleich Null oder negativ ist. Zur Verdeutlichung sind die dabei am Ausgang Q des Schieberegistcrelcments 16 und am Ausgang Q des Schiebcregisterclements 17 auftretenden Signale in Fi g. 2c und 2d dargestellt. Diese Signale werden dann zwei »Und«-Gattern 20, 21 zugeführt, die von den in Fig. 2f bzw. 2g dargestellten Gatteriiiipiilsen 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 F i g. 2a entspricht.

Da im allgemeinen gilt, daß die für die Regeneration benötigte Anzahl von Schieberegisterelemcntcn 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 Ausgangssignale liefert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Dekodieren eines Vierpegelsignals, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Digitalkreise enthalt, die mit je einer Stromciuellc und einem zugehörigen Schaltglied versehen sind, mittels welcher Schaltglieder die betreffende Stromquelle mit einer zu dem betreffenden Digitalkreis gehörigen Ausgangsimpedanz verbunden wird, wahrem! ein gemeinsamer Eingangskreis, über den das zu dekodierende Viernegelsignal den beiden Digitalkreisen zugeführt wird, und ein Verbindungskrcis, der die beiden Digitalkreise miteinander verbindet, vorgesehen sind, wobei das zu einem Digitalkreis gehörige Schaltglied auf einen vorher bestimmten Amplituden wert 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 Eingangssignal anspricht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu jedem der Digitalkreise gehörige Schahglied durch ein in gemeinsamer Emitterkonfiguration geschaltetes Transistorenpaar gebildet wird, wobei die zu dem betreffendem Digitalkireis 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 Bas.s eines Transistors des ersiien 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 ärmeren Transistors des erwähnten zweites Paares an einem Bezugspegel liegt, der sich mit dem stromführenden oder gesperrten Zustand der Transistoren des erwähnten ersten Paares ändert.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen t und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Verbindungskreis, um den erwähnten veränderlichen Bezugspegel zu erhalten, den Kollektor des 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 Kolllektor eines Transistors mit der Basis des anderen Transistors verbindet.