DE2156003A1 - Entzerrer und Verfahren zur Einstellung eines solchen - Google Patents
Entzerrer und Verfahren zur Einstellung eines solchenInfo
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Description
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket YO 9 70 050
Entzerrer und Verfahren zur Einstellung eines solchen
Die Erfindung betrifft einen Entzerrer für von einem Sender über einen Übertragungskanal unter Hinzufügung von Folgen verzerrender
Echos übermittelte Signale. Insbesondere befaßt sich die Erfindung
mit einem automatisch einstellbaren Entzerrer und dessen Einstellverfahren >
mit deren Hilfe gegebene echoartige Verzerrungen bei sehr kurzer Einstellzeit ausgeglichen werden können. Die gewählte
Ausfuhrungsform besteht aus einer Vielzahl von in Kaskade
hintereinandergeschalteten Entζerrerstufen, deren jede einzelne
in je einem separaten Schritt eingestellt wird, wobei sämtliche Einstellschritte nacheinander nach dem gleichen Algorithmus durchgeführt
werden. Die Zahl der einzelnen Stufen bestimmt die Zahl der maximal erforderlichen Einstellschritte.
Wenn Signale über einen Übertragungskanal übermittelt werden, ergibt
sich auch unter rauscharmen Betriebsverhältnissen ein gewisser Grad von Verzerrungen. Diese kommen zu den vorhandenen unerwünschten
Eigenschaften des Übertragungskanals noch hinzu. Grundsätzlich werden bei der digitalen Datenübertragung Symbole eines
definierten Alphabets mit vorgegebener Geschwindigkeit in Form
209829/0849
von Impulsen variierter Amplitude oder in anderer modulierter Signalwellenform
übertragen. Im Empfänger wird das aufgenommene Signal periodisch im Gleichtakt abgetastet und dabei die sendeseitig
eingegebenen Signale wiedergewonnen. Verzerrungen der aufgenommenen
Wellenform bewirken Überschneidungan zwischen nebeneinanderliegenden
Abtastwerten. Üblicherweise läuft ein übertragener Impuls im Empfänger als Hauptimpuls begleitet von einer Anzahl
von Echos vor und nach dem Hauptimpuls ein. Bei der Einärctatenübertragung
ist aie Summe der Amplituden dieser Echos als Verzerrungen anzusprechen, wobei die Amplitude des Hauptimoulses als
Bezugsmaß betrachtet werden kann.
Um unerwünschte Überschneidungen zwischen den einzelnen SynLbolen
aufgrund solcher Verzerrungen zu vermeiden, werden Filter mit ausgleichendem übertragungsgang, sogenannte Entzerrer, verwendet.
Eine spezielle Art auf der Laufzeit von Signalen begründeten Filtern ist besonders für die digitale übertragung geeignet. Grundsätzlich
besteht ein Laufzeitfilter aus einer Anzahl von hintereinander geschalteten Verzögerungsabschnitten mit untereinander
im wesentlichen gleichen»Verzögerungsmaß, einer anzahl von Abgriffen
zwischen den einzelnen Verzögerungsabschnitten mit einstellbarem
Dämpfungsmaß und einer Summierschaltung. Zwei Ausführungsarten
solcher Laufzeitfilter sind gegeben: Nicht-rekursive, transversale
Filter und rekursive Ausführungen. Da die auftretenden
Kanalcharakteristika nicht immer von vornherein bekannt sind und im übrigen auch zeitlichen Veränderungen unterliegen, ist die automatische
Einstellung eines Entzerrers an jeden beliebigen Kanal sehr erwünscht. Dies erfordert den Aufbau einer Anordnung zur Einstellung
der Dämpfung an verschiedenen Abgriffen, so daß die sich insgesamt ergebende Verzerrung minimal wird.
Eine allgemein bekannte Methode zur automatischen Entzerrereinstellung
besteht in der Übertragung einzelnstehender Impulse während einer Einstellperiode vor der eigentlichen Datenübertragung.
Die Einstellung der Dämpfungen an den einzelnen Abgriffen erfolgt unmittelbar nach jedem einzelnen übertragenen Einstellimpuls.
Docket YO 970 050 2 0 9 8 2 9/0849 BAD omQmAL
I I b 6 Ü 0 3
Dieses vorgenannte Einstellprinzip wird bei Entzerrern nach dem Stande der Technik zugrunde gelegt. Damit ist es möglich, den
Ubertragungsgang von Kanälen erheblich zu verbessern. Mehrpegelübertragungen
mit bis zu 16 Pegeln erscheinen nun auf Kanälen für hörbare Frequenzen möglich. Bei den schrittweisen Einstellverfahren
entsprechend dem Stande der Technik wird jeweils immer mit groben vorgegebenen Schaltschritten gearbeitet. Mehr vorgegebene
kleinere Schaltschritte könnten bessere Entzerrungen ermöglichen, benötigten aber einen größeren Einstellzeitaufwand.
Der Trend in der Datenübertragungstechnik ist auf schnellere Ein- \
Stellungen automatischer Entzerrer gerichtet, weil die Wirtschaftlichkeit
eines Übertragungssystems sehr stark von der Verringerung der Einstell zeiten abhängig ist. Insofern sind auch bei jeder Art
von Computerverbindungen kurze Einstellzeiten sehr erwünscht. Solche Systeme sind sowchl bei Linienverbindungen mit mehreren an eine
Leitung angeschlossenen Lndstellen, als auch bei Zeitmultiplex-
und anderen Systemen interessant. Insofern sind automatische Entzerrer mit verbesserten Eigenschaften, die über den Stand der
Technik insbesondere bezüglich verringerter Einstellzeiten hinausgehen, sehr gefragt. Das Hauptunterscheidungsmerkmal zwischen Entzerrern
nach dem Stande der Technik und solchen entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, daß bei bekannten Entzerrern einzelne Λ
Einstellwerte zueinander addiert werden, daß jedoch bei Entzerrern nach der vorliegenden Erfindung multiplikative Wege beschritten
werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung
zur I ntr.errung elektrischer Signale mit kurzer Einstellzeit; dabei soll eine automatische Einstellung sowohl für digitale,
als auch für analoge Signale möglich sein; der Gesamtaufbau eines entsprechenden Entzerrers soll einfach und wirtschaftlich
sein.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete
Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung so-
YO 370 050 ßAD 0R|GWA|_
wie entsprechende Einstellverfahren sind in den Unteransprüchen genannt.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit der Entzerrung
elektrischer Signale, die der Verzerrung durch Übertragungskanäle unterliegen. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung
umfaßt die Eingabe einer durch die Funktion I - A darstellbaren
elektrischen Signalfolge in einen Entzerrer mit einer Vielzahl einstellbarer Abgriffe und die Entzerrung des Signals,
wobei nach n= 1, 2, 3, ... Schritten ein durch die Funktion 1 &2
darstellbares Ausgangs signal gewonnen wird. Insbesondere gibt die Erfindung eine Möglichkeit an zur Entzerrung eines durch die
Funktion 1 - A gegebenen elektrischen Signals durch die Eingabe dieses elektrischen Signals in eine Vielzahl von η Entzerrerstufen
, deren jede einzelne einstellbare Abgriffe aufweist. Es erfolgt darauf dann die Modifizierung des elektrischen Signals in
den einzelnen Entzerrerstufen mit dem Ziel der Ausgabe eines durch die Funktion 1 - A^ gegebenen Signals aus der η-ten Entzerrerstufe
mit η = 1, 2, 3, ... Das abzugleichende elektrische Signal wird
durch η Entzerrerstufen gesandt und mittels einer Summierschaltung ein Signal gemäß der Funktion 1 + A2 gewonnen. Die Entzerrung
basiert auf der Zuleitung der Modifierungsfunktion 1 + A2
zu Einstellvorrichtungen und der Abänderung der Einstellung der (n + l)-ten Entzerrerstufe entsprechend der Funktion 1 + A^ mit
η = 0/ 1, 2, 3 f ...
Eine Summierschaltung wird erläutert zur Umwandlung der Funktionen
1 - A^ in 1 + A^ . Eine Schaltung zur Signaldurchschnittswertbildung
aus einer Folge von Signalen ist erwähnt. Die einzelnen Entzerrerstufen können entweder in Form angezapfter Verzögerungsleitungen
oder in Form von Schieberegistern aufgebaut werden.
Mit einem solchen beschriebenen Entzerrer können sowohl verzerrte Digitalsignale, als auch verzerrte Analogsignale mit hoher
Einstellgeschwindigkeit entzerrt werden. Dies ist insbesondere
Docket YO 970 050 209829/08A9
von großer Bedeutung, wenn zentrale Datenverarbeitungseinheiten mit einer großen Zahl von außenliegenden Endstellen über übliche
Übertragungskanäle, wie z. B. Telephonleitungen, verbunden werden sollen. Bei solchen übertragungsmitteln sollte eine optimale
Entzerrung des verzerrten Signals mit einem Minimum an Zeit ermöglicht werden, um die Datenübertragung selbst und ebenso die
Arbeitsweise der jeweiligen Zentraleinheit möglichst wirtschaftlich zu gestalten. Den genannten Forderungen genügt ein Gerät
nach der vorliegenden Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
Fig. IA ist das Blockschaltbild eines Entzerrers nach
der vorliegenden Erfindung, mit dessen Hilfe es möglich ist, eine durch die Funktion 1 - A darstellbare
Eingabesignalfolge nach η Schritten als durch die Funktion 1 - ΚΔ darstellbare Signalfolge
abzugeben.
Fig. IB stellt einen kaskadenförmigen Entzerrer gemäß
der vorliegenden Erfindung dar und zeigt eine Vielzahl von Entzerrerstufen, deren zugehörige
einstellbare Abgriffe, Summierschaltungen zur Zusammenfassung der Ausgangssignale der η Stufen
und Schaltmittel in jeder einzelnen Stufe, mit deren Hilfe die entsprechende Abgriffseinstellung
erfolgt.
Fig. IC zeigt eine der AbgriffSeinstelleinrichtungen
gemäß Fig. IB und die Umwandlung der Ausgabesignalfolge
der Kaskade in Signale, mit deren Hilfe die Abgriffe der einzelnen Stufen eingestellt
werden.
Fig. 2 ist ein Schaubild der möglichen Erkennbarkeit Docket YO 970 050 209829/0849 ORIGiHAL INSPECTED
2 ISÜÜ03
in Abhängigkeit von den vorgesehenen Entzerrungsschritten bei verschiedenen Eingabeverzerrungen.
In diesem Schaubild entspricht die Zahl der durchgeführten Schritte der Zahl der vorgesehenen
Entzerrerstufen.
Fig. IA zeigt das Blockschaltbild eines nicht-rekursiven Entzerrers
als verallgemeinerte Version der speziellen Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung.
ES mögen {«»>} - .»>
«»». α™ , α«°>
c^°> die ab-
tastbaren Werte am Ausgang eines Übertragungskanals für einen einzigen eingegeben Impuls sein. Dieses {ct.* } wird als Eingabesignalfolge
des betrachteten Entzerrers verwendet und besteht aus ei-nem als 1 gesetzten Hauptimpuls und Echos A . Dieses Ausgangssignal
des Übertragungskanals läßt sich in ζ - Transformationsdarstellung
wie folgt ausdrücken:
(0) . \ „ k=-N
Die Eingabever zerr ungs folge kann dann wie folgt angegeben werden:
- 1 - Λ(Ο) =1-1 α,Γ" ζ~Λ (2)
k=-R
Die Amplitude einer Verzerrungsfolge A ' ist definiert als die
Betragssumme der Amplituden der einzelnen Elemente der Folge.
1 lc«1» I+U-O* ?■ ^1' C3)
k=-N K U k=l K
Docket YO 970 050 209829/0849
ORIGINAL INSPECTED
Die normierte Verzerrung, auch als Verzerrungsgrad, zu bezeichnen,
kann angegeben werden als:
Es ist allgemein bekannt, daß ein lineares Digitalfilter oder
auch ein Entzerrer gekennzeichnet ist durch seinen Übertragungsgang , der wiederum als Verhältnis der Ausgabesignalfolge zur
Eingabesignalfolge, beide in z-Transfonuationsdarsteilung, angegeben
werden kann. Ebenso ist bekannt, daß die Einstellung der einzelnen Anzapfungen bei einem nichtrekursiven Laufzeitfilter
direkt den Koeffizienten des Übertragungsganges entsprechen muß. Der Übertragungsgang der ersten Stufe des Entzerrers gemäß Fig.
IB is tr
(1) (1) -1 ß(l) -2 ß(l) -2N
-N (1) N
(1) N-I (1) -N
Z + +ß Z
In der nun folgenden Analyse sollen nur die Glieder in eckigen Klammern zur Darstellung des übertragungsganges betrachtet wer-
den. Die durch N Abtastperioden gegebene, durch Z darstellbare Verzögerung läßt sich automatisch dadurch kompensieren, daß
die Ausgabesignalfolge mit derselben Verzögerung betrachtet wird. Bei einer in einen Entzerrer eingegebenen Eingabefolge
wird die z-Transformationsdarstellung der Ausgabefolge einfach
das Produkt aus z-Transformation der Eingabefolge und übertragungsgang
des Entzerrers. Die Polynom-Multiplikation erfolgt nach den üblichen Polynom-Rechenregeln.
Docket YO 97O O5O 209829/0849
Eine Eingangssignalfolge gemäß Gleichung (1) kann auch als Funktion
1-A dargestellt und so modifiziert werden, daß sich ein durch die Funktion 1-A2 darstellbares Ausgangssignal ergibt.
Dies wird durch Modifizierung des Eingangssignals 1-A mit dem
übertragungsgang 1+A erreicht; dabei ergibt sich nach einem
2 solchen Schritt das Ausgangssignal 1 - A . Wenn n, die Anzahl
Ο11 2
der Schritte, gleich 1 ist, dann ist 1 - Az = 1 - A erfüllt.
Bei Betrachtung der Modi fikat ions funktion in ähnlicher Weise
gilt mit der Schrittmodi fikat ions funktion 1+A eine Gesamtmo-
n-1
difikationsfunktion 1+A* . Wenn ebenfalls die Eingabefunk-
difikationsfunktion 1+A* . Wenn ebenfalls die Eingabefunk-
^n-1 tion in ähnlicher Weise betrachtet wird, gilt 1 - A^
Somit lassen sich die Eingabefunktion, die Modifikationsfunktion und die Ausgabefunktion für jede beliebige Zahl von Modifikationsschritten angeben. Die nachstehende Tabelle I gibt dafür eine Zus
ammensteilung.
TABELLE I
Schritte Eingabefunktion Modifikationsfunktion Ausgabefunktion
1-A2 | |
0 | 1-A |
1 | 1-A |
2 | 1-A2 |
3 | 1-A4 |
4 | 1-A8 , 2n-l |
η | 1-A |
1 1-A
1+A 1-A2
1+A2 1-A4
1+A4 1-A8
1+A8 , 1-A16 211"1 2n
Docket YO 970 050 2 0 9 8 2 9/0849 - ORIGINAL INSPECTED
Somit ist bei O Schritten die Ausgabefunktion die gleiche wie die
Eingabefunktion, wobei die einzelnen AbgriffSeinstellungen des
betrachteten Entzerrers sämtlich auf O gesetzt sind, außer der des mittelsten Abgriffes, der auf 1 gestellt zu betrachten ist.
Für jeden einzelnen Schritt gibt die Tabelle I den jeweiligen Eingabewert, die Modifikationsfunktion und den durch einen Entzerrer
gemäß Fig. IA erreichbaren Ausgabewert an. Die Eingabe-, Ausgabe- und Modifikationswerte lassen sich gemäß Tabelle I durch
Einsetzen der Schrittzahl η in die allgemeinen Ausdrücke sehr einfach angeben.
Auf dem Vorgenannten aufbauend läßt sich das allgemeine Arbeitsverfahren
eines nichtrekursiven Entzerrers betrachten als Eingabe eines Signals 1 - A in einen solchen Entzerrer und
Entzerrung des eingegebenen Signals in η Schritten, um dann am
on
Ausgang ein Signal 1 - A^ mit n= 1, 2, 3, ... zu erzielen. Während
dieses Arbeitsverfahren noch nicht die Modifikationsfunktion
spezifiziert, kann eine Eingabefunktion 1 - A natürlich auf verschiedene Weisen modifiziert werden, um die verlangte Ausgabefunktion
1 - Az zu erreichen. Eine Anordnung zur Erzielung einer
gewünschten Ausgabefunktion bei gegebener Eingabefunktion und darauf angewandter Modifikationsfunktion gemäß Tabelle I ist in
Fig. IB dargestellt.
In Fig. IB ist ein Ausführungsbeispiel eines Entzerrers dargestellt,
der aus einzelnen, kaskadenförmig hintereinandergeschalteten Laufzeitfiltern besteht. Bei dieser Anordnung dient das
Ausgangssignal eines Übertragungskanals als durch die Funktion
1 - A darstellbare Eingabefolge in die erste der Kaskadenstufen. Das korrigierte Signal am Ausgang einer Stufe wird jeweils der
nächstfolgenden Stufe zugeleitet. Ein einfaches Einstellverfahren für die aufeinanderfolgende Abgriffseinstellung in den einzelnen
Stufen mit einem schnellen Abgleich soll nun beschrieben werden.
Gemäß Fig. IB wird eine Eingabefolge 1 - A einer Schaltung zur
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2 Ί b 6 U O 3
Signaldurchschnittswertbildung 2 zugeführt. Die Aufgabe dieser Schaltung 2 ist die Einschränkung der Einwirkung sporadisch auftretender
Störungen innerhalb der Eingabefolge auf die Einstellungen der hintereinandergeschalteten Entzerrerstufen. Solche
Schaltungen zur Signaldurchschnittswertbildung sind nach dem Stande der Technik bekannt. Mit einer Pegelvoreinsteilung 3, die
aus einem einstellbaren Dämpfungsglied oder Verstärker besteht, wird die Amplitude des Hauptimpulses der Eingabefolge auf eine
zweckmäßige Größe eingestellt. Dann wird die Funktion 1 - A den einzelnen Entzerrerstufen 10 zugeführt, die alle im wesentlichen
gleichartig aufgebaut sind. Die nun folgende Beschreibung gilt für jede der einzelnen Stufen 10. Der Ausgang einer vorangehenden
Stufe ist jeweils mit dem Eingang der nächstfolgenden Stufe verbunden.
In Fig. IB enthält die Stufe IO eine homogene Verzögerungsleitung
11 mit Abgriffen 12, die alle gleichgroße Verzögerungsintervalle aufweisen. Anstelle einer solchen Verzögerungsleitung 11 könnte
auch ein Schieberegister mit einer Vielzahl von einzelnen Stellen verwendet werden, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Die Abgriffe 12 führen über einen Summierverstärker 13 oder eine andere Schaltung zur Signalsummierung zu einem gemeinsamen
Ausgang. Dämpfungsglieder 14 sind zwischen die Abgriffe
12 an der Verzögerungsleitung und den Summierverstärker eingefügt.
Solche Dämpfungsglieder sind in vielfältiger Form der Fachwelt von der Entzerrertechnik her bereits bekannt. Sie können entweder
elektrisch oder mechanisch zur Erzielung benötigter Einstellungen bezüglich Amplitude und Polarität verstellbar sein. Bei
der vorliegenden Anordnung wird die Einstellung der Dämpfungsglieder
14 auf solche Werte durchgeführt, die nach einem der betrachteten Gesamtanordnung zugrunde liegenden Algorithmus bestimmt
werden. Die gestrichelten Linien 15 stellen mechanische Stellglieder zu AbgriffSeinstelleinrichtungen 16 dar, die in Fig.
IB als Block und in näheren Einzelheiten in Fig. IC dargestellt
sind. Wenn jeweils die Abgriffseinstellungen mittels der Dämpfungsglieder 14 einer Stufe erfolgt sind, wird eine Eingabefolge über
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21S6Ü03
den Summierverstärker 13 van Ausgang dieser Stufe zum Eingang der
nächsten Stufe weitergegeben. Die Ausgabefolge der ersten Entzerrerstufe geht durch alle nachfolgenden Stufen hindurch, bis sie
den Ausgang der η-ten Stufe 10 erreicht. Hiernach wird die Eingabefunktion 1 - A in einer Summierschaltung 17 in die Funktion
1 + A umgewandelt. Dies erfolgt durch eine Addition von 2 zum inversen Wert der Eingabefunktion. Dabei wird die Mitte der Eingabefolge
mittels eines Pegeldetektors festgestellt. Bei Feststellung des mittelsten Impulses wird eine Torschaltung geöffnet und der
Wert 2 zur Amplitude >■ ■■pa» hinzuaddiert. Mathematisch
ist dies wie folgt auszudrücken:
2-(1-A) = 1+A
Analog oder digital arbeitende Ausfuhrungsformen solcher Summierschaltungen
sind ebenfalls aus der Rechner- und Entzerrertechnik allgemein bekannt.
Der Ausgang der Summierschaltung 17 ist mit einem Schalter 18
verbunden, der in Fig. IB schematisch dargestellt ist. Dieser Schalter 18 kann ein mechanisch oder elektrisch betätigter Schalter
sein, mit dessen Hilfe sich ein Eingang zu jeweils einem von mehreren Ausgängen durchschalten läßt. Gemäß Fig. IB sind alle
Ausgänge des Schalters 18 mit Ausnahme von einem mit den Abgriffseinstellrichtungen
16 verbunden. Jede dieser Einstelleinrichtungen 16 weist Ausgänge auf, die zur Einstellung der Abgriffe mit
Hilfe der Dämpfungsglieder 14 dienen.
Nach diesem Prinzip werden die Ausgänge der einzelnen Entzerrerstufen
gemäß Fig. IB selektiv zu ihren zugehörigen Einstelleinrichtungen 16 durchgeschaltet. Die Einstelleinrichtungen 16 werden
durch den Ausgang vom Summierer 17 gespeist, wobei dieser nach der jeweiligen Ausgabefunktion bemessene Ausgangswerte abgibt.
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ORIGINAL
2Ϊ66003
Eine Schaltungsanordnung, die als AbgriffSeinstelleinrichtung 16
verwendbar ist, ist als Blockschaltbild in Fig. IC dargestellt. Das Ausgangssignal der hintereinandergeschalteten Stufen 10
wird über eine Leitung 19 einer Anordnung von UND-Schaltungen 20 zugeführt. Die Zahl dieser UND-Schaltungen ist gleich der Zahl
von Dämpfungsgliedern 14 der zugehörigen Entzerrerstufe 10. Ein Zeitgeber 21 öffnet mmMmmh^c die einzelnen UND-Schaltungen
20. Von den UND-Schaltungen 20 geht bei Koinzidenz zwischen Zeitgebersignal vom Zeitgeber 21 und abgetastetem Ausgangssignal von
der Kaskade jeweils ein Ausgangssignal weiter. Der Ausgang der
UND-Schaltungen 20 ist mit je einem Einstellantrieb 22 gemäß Fig. IC verbunden. Diese Einstellantriebe 22 können einen Servomotor
enthalten. Solche Servomotoren mit entsprechenden Einstellverfahren sind nach dem Stande der Technik ebenfalls gut bekannt.
Die Einstellantriebe 22 ergeben eine mechanische Stellgröße, die der Stärke des jeweiligen Ausgangssignals der betreffenden UND-Schaltung
20 proportional ist; über durch die gestrichelten Linien 15 dargestellte mechanische Stellglieder werden die Dämpfungsglieder
14 der zugehörigen Entzerrstufe 10 eingestellt. Aus den vorbeschriebenen Ausführungen ist zu erkennen, daß die Ausgänge
der einzelnen Kaskadenentzerrerstufen 10 für die einzelnen
Einstellschritte Signale zu ihren Einstelleinrichtungen 16 durchgeben, wobei jeder nachfolgende Einstellschritt jeweils die durch
die vorhergehenden Einstellschritte bewirkten Entzerrungen noch weiter verbessert.
Im Betrieb werden die Einstellungen der Dämpfungsglieder 14 zuerst
sämtlich auf 0 gestellt, ausgenommen allerdings das Dämpfungsglied am mittelsten Abgriff der einzelnen Entzerrstufen,
das auf Amplitude 1 zu stellen ist. Eine durch die Funktion 1 - A gegebene Eingabefolge wird dann dem Eingang der ersten Entzerrerstufe
zugeführt. Weil alle AbgriffSeinstellungen wie vorbeschrieben
auf 0 stehen, mit Ausnahme der Dämpfungsglieder 14 an den mittelsten Abgriffen der einzelnen Stufen, passiert die Eingabefolge
1 - A alle Entzerrerstufen 10 und erscheint am Ausgang der n-
Docket YO 970 050 209829/0849
°»GINAL I
2 I b 6 O O 3
ten Stufe ohne wesentliche Veränderungen als Folge 1 - A. Durch die Summierschaltung 17 wird, wie bereits beschrieben, eine Ausgabefolge
1 + A erzeugt. Dieses Signal gelangt über einen Kontakt des Schalters 18 zur Abgriffseinsteileinrichtung 16 der ersten
Stufe 10. Deren Dämpfungsglieder 14 werden nun entsprechend
der Funktion 1 + A eingestellt. Dies ergibt eine Einstellung der einzelnen Dämpfungen auf die benötigten Werte. Dabei wird für
jedes einzelne Dämpfungsglied ein Wert eingestellt, der die Echos innerhalb der eingegebenen Folge auf ein Minimum reduziert. Wegen
gegenseitiger Beeinflussung zwischen den einzelnen Gliedern der Eingabefolge ist die erforderliche Einstellpräzision jedoch nicht
mit einem Schritt zu erreichen; weitere Schritte zur Bereinigung der eingegebenen Signalfolge sind erforderlich. Die vorbeschriebene
Operation kann als 0-ter Schritt bezeichnet werden.
Eine weitere Eingabefolge 1 - A wird während des eigentlichen ersten
Schrittes dem Eingang der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Diese Eingabefolge wird durch die funktion 1 + A modifiziert
und ergibt am Ausgang des Summierverstärkers 13 der ersten
2 Entzerrerstufe 10 ein der Funktion 1 - A entsprechendes Signal.
Dieses Ausgangssignal gelangt nun im wesentlichen unverändert durch die übrigen Entzerrerstufen 10 hindurch und erscheint am
Ausgang des SummiersVerstärkers 13 der η-ten Entzerrerstufe 10
als durch die Funktion 1 - A darstellbares Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal wird der Summierschaltung 17 zugeführt und
2 ergibt aus dieser heraus ein Ausgangssignal der Funktion 1 + A .
Diese Funktion wird über einen entsprechenden Kontakt des Schalters
18 der Einstelleinrichtung 16 der zweiten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Die Einstelleinrichtung 16 stellt nun die zur zweiten
Entzerrerstufe 10 gehörigen Dämpfungsglieder 14 entsprechend der
2 Funktion 1 + A ein.
Eine weitere Eingabefolge 1 - A für den zweiten Schritt wird nun dem Eingang der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt und wird bereits
durch die Einstellung dieser Stufe modifiziert um am Aus-
Docket YO 970 050 2 0 9 8 2 9/0849 ORIGINAL U!3PIO
2 lbbU03
gang des entsprechenden Summierverstärkers 13 der ersten Stufe
2
die Funktion 1 - A zu ergeben. Dieses Ausgangssignal speist den Eingang der zweiten Entzerrerstufe IO und wird in dieser durch ihre zugehörigen Dämpfungsglieder 14 entsprechend der
die Funktion 1 - A zu ergeben. Dieses Ausgangssignal speist den Eingang der zweiten Entzerrerstufe IO und wird in dieser durch ihre zugehörigen Dämpfungsglieder 14 entsprechend der
2
Funktion 1 + A modifiziert, so daß sich am Summiervestärker
Funktion 1 + A modifiziert, so daß sich am Summiervestärker
4 13 der zweiten Entzerrerstufe 10 eine durch die Funktion 1 - A darstellbare Folge ergibt. Da die Einstellungen aller weiteren
Stufen immer noch auf 0 sind, mit der einen vorbeschriebenen Aus-
nähme, erscheint eine Folge 1 - A am Ausgang der η-ten Entzerrerstufe
und gelangt von dort weiter zur Summierschaltung 17.
»4 4 Diese modifiziert die Funktion 1-A zul+A; diese Funktion
wird dann wiederum über einen Kontakt des Schalters 18 der Einstelleinrichtung
16 der dritten Entzererstufe IO zugeführt. Diese ist in Fig. IB nicht mehr bildlich dargestellt. Die Anzapfungseinstellungen
der Dämpfungsglieder der dritten Entzerrer-
4 stufe 10 werden nun entsprechend der Funktion 1 + A modifizier
Nun soll der dritte Entzerrungsschritt durchgeführt werden.
In den vorgenannten Erläuterungen ist beschrieben worden, daß die
Eingabefunktion 1-A nunmehr vor dem Erreichen des Ausgangs des Summier verstärker s 13 der η-ten Stufe bereits zwei Modifikationen
unterzogen worden ist. In der ersten Entzerrerstufe ist die Ein-
» gabefunk tion mit der Funktion 1 + A modifiziert worden und dann
2 in der zweiten Stufe mit der Funktion 1 + A . Somit ist die Eingabefunktion 1-A durch das Produkt zweier Abgriffseinstellungen
2 modifiziert worden. Das Produkt von (1 + A) (1 + A ) ist 1 + A +
2 3
A + A . Durch Multiplikation dieser zusammengesetzten Modifikationsfunktion
mit der Eingabefunktion 1-A ergibt sich am Aus-
4 gang der zweiten Entzerrerstufe die Funktion l - A .
Eine weitere Eingabefolge 1-A wird zur Durchführung des dritten Schrittes der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt und in dieser
mit der Funktion 1 + A modifiziert. Damit ergibt sich 1-A2, das
in der zweiten Stufe mit 1 + A modifiziert wird und an deren Ausgang
die Funktion 1-A ergibt. Diese wiederum wird in der dritten Entzerrerstufe mit der Funktion 1 + A modifiziert und ergibt
Docket YO 970 050 209829/0849 ORIGINAL \1&ΐ-ΐΟΤΖϊ
2 i b 6 O O 3
nunmehr am Ausgang der η-ten Stufe die Ausgabefunktion 1 - A .
Diese Funktion wird wiederum in der Summierschaltung 17 modifi-
ziert und ergibt die Modifikationsfunktion 1 + A , die über den
Schalter 18 der Einstelleinrichtung 16 der vierten Entzerrerstufe 10 zugeführt wird. Die Einstellungen der Dämpfungsglieder 14
in der vierten Entzerrerstufe werden nunmehr entsprechend der Funktion 1 + A eingestellt und zum nächsten, dem vierten Schritt,
übergegangen. Die Eingabefolge 1 - A ist nunmehr durch das Produkt dreier Modifikationsfunktionen (1 + A) ( 1 + A2) ( 1 + A4)
2 7
modifiziert worden, das der Funktion 1+A+A +...+A entspricht.
Diese ausmultiplizierte Funktion mit der Eingabefunktion
1 - A multipliziert ergibt eine Ausgabefunktion 1 - A .
Alle nun noch weiter nachfolgenden Einstellschritte werden auf ähnliche Weise, wie bisher beschrieben, durchgeführt. Dabei ergibt
sich mit dem η-ten Exestellschritt eine mit der Produktfunktion
aller betrachteten η Entzerrerstufen multiplizierte Eingabefunktion 1 - A, d. h. hinter der Summierschaltung 17 eine
Modifikationsfunktion 1+A+A +...+A2 . Diese zuletzt
genannte Funktion ergibt mit der Eingabefunktion 1 - A eine Ausgabefunktion 1 - A^ . Ein Signal gemäß dieser Ausgabefunktion
wird normalerweise nun einem Datenempfänger zugeführt. In einem typischen Falle mit einem Verzerrungsgrad von nicht mehr als
0,8 sind fünf Verfahrensschritte ausreichend, um die eingegebenen Verzerrungen nahezu gänzlich zu eliminieren.
Die Details der ersten vier Entzerrungsschritte mit einer Anordnung
gemäß Fig. IB sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.
Docket YO 97Ο 050 ,nQO?Q/np/q
209^29/0849 ORIGINAL INSPECTED
O Ui O
TABELLE II
1 - A angewandte am Ende der Summier- Entzerrerfunktion
O CO 00 Ni
CO -v. O OO
TT
j-0
1 (1+A)
2j (1+A2 )
1-A
1-A
JL+A
j-o
j-O
3 j-O
1-A
1-A
16
3 j-0
4 j-0
(1+A
Fig. 2 zeigt die mindest erreichbare Signalerkennbarkeit für verschiedene
Eingabeverzerrungen D1 über der Schrittzahl n, die
der Zahl der verwendeten Entzerrerstufen gleich ist.
Fig. IB illustriert den allgemeinen Aufbau eines kaskadenförmigen
automatischen Entzerrers nach dem vorbeschriebenen Prinzip. Zum beschriebenen Entzerrer gehört die Schaltung 2 zur Signaldurchschnittswertbildung,
eine Pegelvoreinstellung 3 und η Entzerrerstufen 10. Mit der Schaltung 2 zur Signaldurchschnittswertbildung
wird ein Impulspegel gewährleistet, der jeweils dem Mittel einer Reihe von Impulsen entspricht. Da die zur Einstellung vor einer
eigentlichen Übertragung übermittelten Impulse in Abständen einlaufen,
die größer sind als die Abstände der Hauptimpulse von Nutzsignalen, wird die Schaltung 2 während der Einstellung der
einzelnen η Stufen 10 des Entzerrers überbrückt.
Die in den Entzerrer eingegebene Signalfolge J01(O), m ,10) (0) (0) (0),
ist eine Folge von eingegebenen Werten, die zu den Zeiten -N ... N abtastbar sind. Die Einstellung der Pegelvoreinstellung 3 und
der einzelnen Entzerrerstufen geschieht wie folgt:
1. Voreinstellung 3 und Dämpfungsglieder ßi , ßi , ..., 0Q für den Hauptimpuls in den einzelnen Entzerrerstufen
10 so, daß sich für den Hauptimpuls ein als 1 gesetztes Normpegelmaß ergibt, und alle anderen Dämpfungsglieder
für die Echopegel auf O.
2. Am Ende des ersten Einstellimpulses sind die Einstellungen der ersten Entzerrerstufe so, daß deren Dämpfungsglieder
für die Echos der Größe nach den einzelnen Echos gleich, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen
Docket YO 970 050 209829/0849
sind, d. h. β ^ = -α (£} für t φ O.
3. Nachstellung der Pegelvoreinstellung 3, so daß nach
Ende des nächsten, zweiten Einstellimpulses der Pegel für den Hauptimpuls cti genau normalisiert ist. Diese
zusätzliche Maßnahme könnte jedoch übergangen werden,
wenn der Hauptimpuls bereits mit dem vorgegebenen Normwert hinreichend übereinstimmt.
4. In den sich nun anschließenden Schritten wird jeweils die Dämpfung in der p-ten Stufe mit dem (2p - l)-ten
Impuls durchgeführt. Die Voreinstellung 3 wird jeweils mit dem (2p)-ten Impuls wenn erforderlich so nachgestellt,
daß sich jeweils für den Hauptimpuls a^ am Ausgang der gerade eingestellten Stufe der Normpegel 1
ergibt. Wenn, wie unter 3. beschrieben, keine Nachstellung der Voreinstellung 3 erforderlich ist, läßt
sich die Einstellung der p-ten Stufe bereits mit dem p-ten Einstellimpuls durchführen.
5. Die Einstellroutine wird beendet, wenn entweder in sämtlichen η Stufen alle Einstellungen bewirkt worden sind
oder wenn bereits vorher die gewünschte Signalerkennbarkeit erzielt wurde. In diesem letzten Falle ist keine
weitere Stufeneinstellung mehr erforderlich.
Theoretisch muß entsprechend dem vorgegebenen Einstellalgorithmus die erste Stufe des Entzerrers mindestens 2N + 1 Dämpfungsglieder
aufweisen. Die Anzahl der Dämpfungsglieder in der p-ten Stufe bei
ρ £ η müßte mindestens eines weniger als die doppelte Anzahl von
Dämpfungsgliedern in der (p - l)-ten Stufe sein. Praktisch kann jedoch die Zahl der Glieder in den einzelnen Stufen auf eine vernünftige
Zahl begrenzt werden, wenn die sich ergebende Restverzerrung eine tolerierbare Größe aufweist.
Es ist noch zu bemerken, daß die Pegelvoreinstellung 3 gemäß Fig. Docket YO 970 050 209829/0849
21b6003
IB unter gewissen Bedingungen entfallen kann:
(A) Wenn keine Normiereinstellung für den Hauptimpuls und
auch keine Nachstellung, wie unter den Punkten 3. und 4. beschrieben, erforderlich ist.
(B) Wenn keine Pegelnachstellung nach den einzelnen Stufeneinstellschritten
vorgesehen wird und die Normiereinstellung entsprechend den Punkten 3. und 4. durch Anpassung der Anzapfungseinstellungen von ß.
auf β: /α* erfolgt. Dazu wäre jedoch eine Multiplikation
der Dämpfungen und weitere Komplexitäten erforderlich, die sonst nicht benötigt wurden.
Eine weitere Variante des Einstellverfahrens wäre die Einführung
einer Proportionalitätskonstante c als Einstellfaktor für die Einstellung der einzelnen Abgriffe, ausgenommen jedoch der Mittelabgriffe.
D. h., daß die einzelnen Abgriffsdämpfungen β. ,
die wie vorbeschrieben ermittelt werden, auf c3? verändert würden,
ausgenommen jedoch für j = O. Ein solches Verfahren könnte in manchen Fällen eine schnellere Gesarateinstellung ergeben.
Die durch den beschriebenen kaskadenförmigen Entzerrer gegebenen Vorteile sind die folgenden:
Schnelle Einstellung der Dämpfungsglieder, was insbesondere
bei der Datenübertragung sehr wesentlich ist.
Relative Unempfindlichkeit gegenüber Rauschen auch nach Feineinstellung mittels der letzten Stufen aufgrund der
vorgesehenen Schaltung zur Signaldurchschnittswertbildung.
Unter besonders ungünstigen Bedingungen könnten auch zusätzliche weitere Einstellimpulse übertragen und ausgenützt
werden.
Docket YO 970 050
209829/0849 original inspected
2166003
Günstige Bauweise bei Verwendung moderner Schaltkreistechnologien
wegen der möglichen Modularstruktur der einzelnen Entzerrerstufen.
Wenn der Entzerrer mit digital einstellbaren Bauelementen aufgebaut
wird, wird das Einstellverfahren insofern erleichtert, als
nur jeweils die Ermittlung der Ausgangssignalwerte und die Eingabe der entsprechenden ins Negative umgekehrten Werte in die Entzerrerkaskadenregister erforderlich ist; dabei kann ß*1 = 2 -
nur jeweils die Ermittlung der Ausgangssignalwerte und die Eingabe der entsprechenden ins Negative umgekehrten Werte in die Entzerrerkaskadenregister erforderlich ist; dabei kann ß*1 = 2 -
(i)
OLq ausgenutzt werden. Dies könnte einfach durch hintereinander wirkende Schaltkreise ausgeführt werden. Ein wesentlicher weiterer Vorteil einer solchen digitalen Ausführungsform ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber Störungseinflussen.
OLq ausgenutzt werden. Dies könnte einfach durch hintereinander wirkende Schaltkreise ausgeführt werden. Ein wesentlicher weiterer Vorteil einer solchen digitalen Ausführungsform ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber Störungseinflussen.
ORIGINAL INSPECTED
Docket YO 970 050 : 2 0 9 8 2 9/0849
Claims (14)
1. Entzerrer für von einem Sender über einen Übertragungskanal unter Hinzufügung von Folgen verzerrender Echos
übermittelte Signale, deren jedes einzelne durch die Funktion
1-A- ia(i)l - a(i) d(i) ia(i)-l) J^ J1*
darstellbar ist, worin A der Summenbetrag der hinzugefügten Echofolgeanteile {oJ1'} ohne ex* = 1 ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entzerrer aus η = 1, 2, 3, ... kaskadenförmig
hintereinandergeschalteten einstellbaren Entzerrerstufen (1. bis n. Stufe 10) besteht und an seinem Ausgang durch
die Funktion 1-A2 darstellbare Signalfolgen abnehmbar sind, die im wesentlichen nur die vom Sender ausgegebenen
Signale cXq in echofreier Form enthalten.
2. Entzerrer nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Summierschaltung (17) hinter
der letzten Entzerrerstufe (n. Stufe 10) zur umkehrung
2n
der nach der Funktion 1-A ausgegebenen Signalfolgen in solche nach der Funktion 1 + A2 , wobei dem ersten Eingang der Summierschaltung (17) der Wert 2 und deren
der nach der Funktion 1-A ausgegebenen Signalfolgen in solche nach der Funktion 1 + A2 , wobei dem ersten Eingang der Summierschaltung (17) der Wert 2 und deren
9n zweitem Eingang die nach der Funktion 1 - Az gegebenen
Signalfolgen mit negativem Vorzeichen als A2 - 1 zuge-
on führt werden und die Summierung 2 - (1 - A-2 ) durch die
Funktion 1 + A^darstellbare Signalfolgen ergibt, welche
zur schrittweisen Einstellung der einzelnen Entzerrerstufen (1. bis n. Stufe 10) verwendbar sind.
YO 1JVO 050 ΠΡΙΠΜΛΙ ΙΜΟΟΓΛΤΕΡι
-) Q Cj >
- -j / (j ^j /v c) ÜHlGINAL INSPECTED
2 Ί b b ü 0
3. Entzerrer nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch den vorgesehenen Entzerrerstufen (10) zugeordnete Einstelleinrichtungen (16), aenen Signalfolgen
nach der Funktion 1 + A" als Stellgrößen zugeführt v/erden,
4. Entzerrer nach Anspruch 3.
gekennzeichnet durch einen Schalter (18) zur selektiven Zuführung von Entzerrer-Ausgangssignalfolgen als Stellgrößen
in der Form 1 + a2 zu den Einstelleinrichtungen (16) der einzelnen Entzerrerstufen (10) bei der schritt-A
weisen Einstellung.
5. Entzerrer nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede vorgesehene Entzerrerstufe
(10) mehrere separat einstellbare Dämpfungsglieaer
(14) aufweist.
6 . Entzerrer nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch motorische Antriebsmittel zur Einstellung der Dämpfungsglieder (14).
7. Entzerrer nach einem der vorgenannten Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine angezapfte Verzögerungsleitung
™ (11) in jeder der vorgesehenen Entzerrerstufen (10), an
deren Abgriffen (12) die einzelnen zeitlich aufeinanderfolgenden Glieder der zugeführten Signalfolgen abnehmbar
sind.
8. Entzerrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ,
gekennzeichnet durch ein Scnieboregister in jeder der
vorgesehenen Entzerrerstufen (10), an dessen fia-risterstellen
über Abgriffe (12) die einzeLnen aoLtiich aufeinanderfolgenden
Glieder aer zuqcführten Sicjnalfolgen
abnehmbar sinu.
'■ η η ο -» / η P / Ρ BAD ORIGINAL
2 i b B O O
9. Entzerrer nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
gekennzeichnet durch eine Summierschaltung (Summierverstärker 13) zur Zusammenfassung der Ausgänge der einzelnen
Dämpfungsglieder (14) pro Entzerrerstufe (10).
10. Entzerrer nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vorgeschaltete variierbare Pegelvoreinstellung
(3) .
11. Entzerrer nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vorgeschaltete Schaltung (2)
zur Bildung des Durchschnittswertes aus einer Folge von mehreren Einzelsignalen.
12. Verfahren zur Einstellung eines Entzerrers nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn jeder Einstellung für eine Übertragung in allen vorgesehenen Entzerrerstufen (10) die Dämpfung am
mittelsten Abgriff (12) für einen vom Sender übertragenen Einstellsignal-Hauptimpuls (aQ) so eingestellt wird, daß
sich, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme der vorgeschalteten Pegelvoreinstellung (3), ein für den Entzerrer normierter
Hauptimpuls-Pegelwert 1 am Entzerrer-Ausgang ergibt, und sämtliche anderen Abgriffe (12) aller vorgesehenen
Entzerrerstufen (10) auf 0 gestellt werden, wobei sich für den übertragenen Hauptimpuls (a_) und seine
begleitenden Echos am Ausgang der letzten (n.) Entzerrer-
_n stufe (10) eine durch die Funktion 1 - A^ = 1 - A für
η = 0 darstellbare Signalfolge ergibt, welche in die Form 1 + A umgekehrt als Stellgrößen der Abgriffseinstelleinrichtung
(16) der ersten Entzerrerstufe (10) zugeführt wird,
daß daraufhin nach erfolgter Einstellung der Dämpfungsglieder
(14) der ersten Entzerrerstufe (10) ein weiterer Einstellsignal-Hauptimpuls (a^) durch den Sender übertragen
wird, welcher Impuls am Ausgang der letzten (n.)
Docket YO 970 050 209829/0849
2156ÜG3
Entzerrerstufe (10) bereits eine grob entzerrte Signalfolge der Form 1 - A2 = 1 - A für η = 1 ergibt, welche in die
Form 1 + A umgekehrt der AbgriffSeinstelleinrichtung (16)
der zweiten Entzerrerstufe (10) zugeführt wird, daß nunmehr nach erfolgter Einstellung der Dämpfungsglieder
(14) der zweiten Entzerrerstufe (10) abermals ein Einstellsignal-Hauptimpuls (ou) durch den Sender übertragen
wird, welcher Impuls am Ausgang der letzten (n.) Entzerrerstufe (10) eine weiter entzerrte Signalfolge
1 - A^ = 1 - A für η = 2 ergibt, welche in die Form
4
A 1 + A umgekehrt der AbgriffSeinstelleinrichtung (16) der
A 1 + A umgekehrt der AbgriffSeinstelleinrichtung (16) der
dritten Entzerrerstufe (10) zugeführt wird, und schrittweise so fort bis zur Einstellung der letzten
(n.) Entzerrerstufe (10) einschließlich.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das schrittweise Einstellverfahren bereits vor der
Einstellung der letzten (n.) Entzerrerstufe (10) abgebrochen wird, wenn eine ausreichende Erkennbarkeit des
zuletzt empfangenen Einstellsignal-Hauptimpulses bei hinreichend unterdrückten Echos gegeben ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nach einer erfolgten Einstellung der Dämpfungsglieder (14) einer Entzerrerstufe (10) und vor Beginn der
Einstellung der nächstfolgenden Entzerrerstufe (10) eine Pegelnachstellung auf den normierten Hauptimpuls-Pegelwert
1 vermittels der Dämpfungsglieder (14) an den mittelsten
Abgriffen (12) der einzelnen Entzerrerstufen (10) und/oder mit Hilfe der Pegelvoreinstellung (3) durchgeführt wird. .
Docket YO 970 050 209829/0849
ir
L e e r s e i t e
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (3)
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