DE2165706A1

DE2165706A1 - Schaltungsanordnung für die Demodulation impulszahlmodulierter Binärsignale

Info

Publication number: DE2165706A1
Application number: DE19712165706
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Yokohama Kanagawa Kawa (Japan). P
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1970-12-31
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1972-07-13
Also published as: DE2165706C3; GB1372107A; US3786360A; DE2165706B2; JPS5133395B1

Description

Anwaltsakte 22 ooo

Kabushiki Kaisha Ricoh Tokyo / Japan

Anordnung für die Demodulation impulssahlmodulierter Binärsignale

Die Erfindung betrifft allgemein eine Anordnung zur Demodulation impulszahlmodulierter Signale, insbesondere eine solche, bei der Binarsignale, die durch das Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer bestimmten Zahl aufeinanderfolgender Impulse wiedergegeben werden, in Binärsignale demoduliert werden.

Es ist ein übertragungssystem mit binarkodierter Digitalinformation bekannt, bei dem ein Binärsignal, s.B. "1" durch

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das Vorhandensein einer bestimmten Zahl aufeinanderfolgender Impulse dargestellt wird, während das andere Binärsignal, z.B. ⁿO^R» durch das NichtVorhandensein dieser Impulse dargestellt wird. Bei den bekannten Anordnungen zur Demodulation impulszahlmodulierter Signale wird die ankommende Impulsreihe an eine Aufladeschaltung bzw. über einen Inverter an eine Entladeschaltung gelegt. Ein sowohl mit der Auflade- wie der Entladeschaltung verbundener Kondensator wird aber die Aufladeschaltung beim Anliegen des ersten Impulses auf einen bestimmten Wert aufgeladen.Der Kondensator wird über die Entladeschaltung auf einen bestimmten Wert entladen» wenn der erste Impuls verschwindet. Das Aufladen und Entladen wird jeweils mit dem Anliegen und dem Verschwinden eines Impulses abwechselnd wiederholt. Wenn nacheinander eine bestimmte Zahl von aufeinanderfolgenden Impulsen empfangen wurde, erreicht die an dem Kondensator anliegende Spannung einen bestimmten Sehwellenpegel, bei der ein W bistabiler Multivibrator, im folgenden kurz Flip-Flop ge nannt, auf "1" gesetzt wird. Auf diese Weise wird ein Signal, das durch eine bestimmte Anzahl von Impulsen dargestellt wird, in das Binärsignal "1" demoduliert· Kommen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, nachdem das Signal "1" anliegt, keine weiteren Impulse an, wird der Kondensator allmählich entladen, so daß die an ihn anliegende Spannung auf einen zweiten Schwellenpegel fällt, bei der das Flip-Flop auf "O" zurückgesetzt wird. Auf diese Weise wird ein Signal, das

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durch das NichtVorhandensein von Eingangsimpulsen während einer bestimmten Zeitspanne dargestellt wird, in ⁿO" c^emoduliert«

Ein Vorteil der gebräuchlichen ₉ beschriebenen Anordnung zur Demodulation ist der einfache Aufbau der Schaltung. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil« daß sie dazu neigt _s Binärsignale fehlerhaft su demodulieren, wenn einige Impulse in der vorgegebenen Zahl der Impulse fehlen, bzw. nonsi SfeSrungsirapulse empfangen werden« Dels. ₉ fehlt eine bestimmte Zahl der Impulse, die eine "1" darstellen, erreicht die an dem Kondensator anliegende Spannung nicht einen vorgegebenen Schwellenpegel, so daß das Flip-Flop nicht gesetzt wird. Folglich liegt am Ausgang das Signal "O" anstelle des Signals ^wl" an. Wird während einer bestimmten Zeitspanne, während der eine bestimmte Anzahl von Impuls©» nicht vorhanden sein dürfte, ein Störsignal empfangen, wird die Spannung an dem Kondensator nicht auf einen ten Schwellenpcel gesenkt, so daß das Flip-Flop auf ^W1^M gesetzt bleibt. Hierdurch wird fehlerhaft ein« ^M1^B ^ während das richtige Ausgangssignal ⁿO^N iet»

Durch die Erfindung soll deshalb eine verbesserte Anordnung zur Demodulation von ispulssahlaiodulierteii Signalen geschaffen werden, mittels der die richtigen Ausgangssignale er°-

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seugt werden, selbst wenn einige Impulse der festgelegten Zahl von Impulsen fehlen, bsw. wenn ein Störimpuls wShrend einer Zeitspanne, in der kein Impuls empfangen werden sollte, anliegt.

Gemäft Erfindung wird ein Kondensator durch eine Aufladeschaltung aufgeladen, wenn ein Eingangsiispuls anliegt. Der Kondensator wird über eine Entladeschaltung entladen, wenn der Impuls verschwindet, wie es auch bei der bekannten Anordnung der Fall war. Hierbei werden die impulSEahlmodulierten Signale in der beschriebenen Weise demoduliert. Die Erfindung weist darüberhinaus eine zweite Entladeschaltung auf. Somit kann der Kondensator über nur eine der beiden Entladeschaltungen entladen werden, um die Entladung des Kondensators Eu verlangsamen, wenn ein impulssahlmedullertes Signal, s.B. ^Rl^w anliegt. Andererseits werden beide Entladesehaltungen sum sehr schnellen Entladen des Kondensators betrieben, wenn das impulssahlmodulierte Signal, das der "O" entspricht, anliegt. Aus diesem Grund wird die an dem Kondensator anliegende Spannung mit Sicherheit eine bestimmte Schwellenhöhe, bei der das Flip-Flop auf ⁿl^N gesetzt wird, erreichen, selbst wenn einige der Impuls® des Signals, das die "1" darstellt, fehlen. Auf diese Weise wird das impulsxahlmodulierte Signal demoduliert. Selbst wenn während eines bestimmten ZeitIntervalls, in dem keine Im-

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pulse vorhanden sein bzw. empfangen werden sollten, ein Störimpuls anliegt, werden die beiden Entladeschaltungen gleichzeitig erregt, um den Kondensator mit hoher Geschwindigkeit auf eine bestimmte Schwellenhöhe zu entladen, bei der das Flip-Flop auf "0" zurückgesetz wird. Hierdurch wird das impulsζah!modulierte Signal, das die ^WO^M darstellt, demoduliert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aueführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt ein Blocksehaltbild einer üblichen Anordnung zur Demodulation.

Fig. 2 und 3 zeigen grafische Darstellungen der Eingangsimpulse und der Schwinpungsfoiönen der Ausgangsaignale zur Erläuterung der üblichen Arbeitsweise und des Fehlverhaltens dieser Anordnung.

Fig. Ί zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Deraodlulation impulszahlmodulierter Signale gemäß der Erfindung.

Fig. 5 und 6 zeigen grafische Darstellungen ähnlieh den Darstellungen nach Fig. 2 und 3» zur Erläuterung

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der Arbeitsweise, wenn die normalen Signale empfangen werden, und zur Erläuterung der Arbeitsweise, wenn einige der Eingangsimpulse fehlen, bzw. ein StSrsignal anliegt.

Vor einer Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird unter bezug auf Fig.l bis 3 ein Ausführungsbeispiel einer üblichen Anordnung zur Demodulation erläutert, um etwas genauer auf die damit verbundenen Schwierigkeiten einzugehen, !fach Fig* 2(a) wird das Signal "1" durch vier aufeinanderfolgende Impulse gebildet, während das Signal "O" durch das Fehlen von Impulsen gebildet wird, d.h., der Nullpegel wird beibehalten. Liegt nun nach Fig. 1 am Eingang 1 eine Impulsreihe an, wird sie direkt an die Aufladeschaltung 3 und ebenso an den Inverter 2, in dem der Spannungspegel der Impulsreihe invertiert wird, gelegt. Der Ausgang des Inverters 2 liegt an einer Entladesehaltung 4 an. Die Auflade- und Entlade» schaltung 3 bzw. H arbeitet nur, wenn Signale mit positiven Vorzeichen oder mit hohem Spannungspegel anliegen. Die Ladezeitkonstante der Schaltung 3 ist kürzer als die der Schaltung 4.

Venn der erste Impuls P₁ der vier Impulse, die die *lⁿ darstellen, anliegt, wie in Fig. 2(a) gezeigt, wird die Aufladesohaltung 3 erregt, um den Kondensator 5 aufzuladen.

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Poglich wird die an dem Kondensator 5 anliegende Spannung auf den Pegel /3 angehoben, wie in Fig. 2(b) gezeigt. Nach dem Ende des ersten Impulses p^ wird die Entladeschaltung H erregt, die nun bis zum Anliegen de» folgenden Impulses P₂ den Kondensator 5 entlädt. Polglich wird dia Spannung am Punkt 6 auf einen Pegel <* herabgesetzt, wie in Fig. 2(b) gezeigt. Auf diese Weise werden die Aufladesehaltung 3 und die Entladeschaltung k abwechselnd erregt und entregt. Wenn der dritte Impuls p, anliegt, erreicht die Sporting am Punkt 6 einen Pegel, der höher ist als der Pegel f , bei dem die Schwellenhöhe eines Spannungedetektors 7 erreicht wird. Wird die Spannung am Punkt 6 über den Pegel<^ hinaus erhöht, liegt am Ausgang des Detektors ? ein Signal an, wie in Fig. 2(e) geneigt. Das Signal liQgfe am Setzeingang eines Flip-Flops 9 an, so das dieses ge» setEt wird, wodurch an seinem Ausgang Io ein Signal anli©gfe, wie in Fig. 2(e) gezeigt. Erreicht die Spannung am Punkt 6 den Pegel ί , wird das Aufladen des Kondensators beendet, so daß selbst bei Anliegen des vierten Impulses p* am EIagang i die Spannung am Punkt 6 nicht verändert wird.

Liegt am Eingang i keine Impulsreihe an_s wird äer sator'über die Entladeschaltung *? entladen. Die an ihm anliegende Spannung fällt auf Null ab, wie in Fig. 2(b) gezeigt. Bei diesem Pegel wird ein zweiter Sehwellenspannwngadetektor 8 erregt. Hierdurch li«& em Detektor 8 ein Signal mn, wie in Fig. 2(d) gezeigt, das an den Setzeing&ng

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dee Flip-Flops 9 gelegt wird, wodurch dieses zurückgesetzt wird. Folglieh wird das am Ausgang Io anliegende Signal "0" (siehe Fig. 2(e).

Die Xnpulsreihen werden In der erläuterten Weise erfaßt, wodurch am Ausgang io die entsprechenden Signale "0ⁿ bzw. ^W1^M anliegen. Fehlen jedoch in den Impulsreihen einige der Impulse, so liegt am Ausgang Io anstelle des richtigen Signals "1" das Ausgangssignal "0" an. Andererseits liegt am Ausgang io dann das Ausgangssignal "1* anstelle des richtigen Signals ⁿ0^w an, wenn am Eingang 1 ein Störimpuls anliegt, selbst ween keine Impulsreihe anliegt. Diese Fehler werden in bezug auf Fig. 3 näher erläutert. Fehlt in einer Impulsreihe von vier Impulsen p-, wie in Fig. 3(A) gezeigt, erreicht die Spannung am Kondensator 5 nicht den Schwellenwertpegel -Γ , so daß das Flip-Flop zurückgesetzt bleibt (siehe Fi. 3(A) - (d)). Folglich liegt am Ausgang io das Signal "0" an, wie In Fig. 3(A) - (e) gezeigt. Liegt andererseits am Eingang 1 der Storimpuls ρ_χ an, wie in Fig. 3(B) gezeigt, während keine Impulsreihe anliegt, steigt die Spannung am Kondensator 5, so daß sie nicht vollständig auf den Nullpegel zurückfällt, wie in Fig. 3 (B) - (b) gezeigt. FolgUch wird das Flip-Flop 9 nicht zurückgesetzt, und das am Ausgang Io anliegende Signal bleibt "1" (siehe Fig. 3(B) - (d). Die Erfindung dient zur Oberwindung der erläuterten Fehler einer üblichen

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Anordnung sur Demodübbion.

In Pig. H werden sur Bezeichnung der gleichen Teile wie in Fig. 1 die selben Besugsseichen verwendet. Die Anordnung zur Demodulation gemäß Erfindung weist nach Fig. 4 zusätslich ein UND-Gatter 11 und eine Entladeschaltung 12 auf. Am Ausgang des UND-Gatters 11 liegt dann ein ÜND-Signal an, wenn gleichseitig das Signal ⁿl^M von» Ausgang Io und das einem hohen Spannungspegel entsprechende Signal vom Inverter 2 an seinem Eingang anliegen. Die Entladeschaltung 12 wird entsprechend dem Ausgangssignal des UND-Gatters 11 erregt. Der Ladestrom der Aufladeschaltung 3 wird in einer Größenordnung festgelegt, die um ein Geringes niedriger als die der Aufladesehaltung nach Fig. 1 ist. Ebenso wird der Entladestrom der Entladeschaltung k auf einen niedrigen Wert festgesetst, s.B. auf ein Fünftel dessen der Entladeschaltung H nach Flg. 1. Es ist jedoch festsuhalten, daß der Gesaratentladungsstrom der Schaltungen Ί und 12 so ausgewählt wird, daß er höher als der der bisher üblichen Entladeschaltung 4 nach Flg. 1 ist.

Di· Arbeitsweise der Anordnung der Demodulation gemäß Erfindung 1st im wesentlichen der Arbeitsweise der bisher üblichen Anordnungen ähnlich, wie sie in besug auf Fig. 1 bis 3 erläutert wurden, solange in den Impulsreihen kein

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Impuls fehlt bzw. ein Störimpuls anliegt, wenn kein Impuls anliegen sollte. Die Arbeitsweise der Anordnung gemäß Erfindung ist in Flg. 5 dargestellt. Die Signale, die den Informationen "1" entsprechen, liegen dann an, wenn Impulsreihen, die jeweils aus vier positiven Impulsen besähen, ast Eingang 1 anliegen, während das Signal "0" dann erhalten wird, wenn keine Impulsreihe anliegt. D.h., liegt am Eingang 1 eine Impulsreihe bestehend aus den vier Impulsen Pj-Pjj an, wie in Fig. 5(a) gezeigt, wird die Aufladeschaltung 5 erregt, um den Kondensator 5 solange aufzuladen, solange der erste Impuls P₁ anliegt. Wie in Fig. 5(b) steigt die Spannung am Kondensator 5» das 1st auch die Spannung aat Punkt 6, bis zu einem Pegel, der geringfügig niedriger als der Pegel β ist, und zwar abweichend von der bisher gebräuchlichen Anordnung, wie in Fig. 2(b) gezeigt. Verschwindet *r erste Impuls P₁, wird die Entladeschaltung 4 erregt, um den Kondensator 5 zu entladen, so daß die an ihm anliegende Spannung auf einen Pegel sinkt, der geringfügig höher als der in Fig. 5(b) gezeigte Pegel« ist. Ih ähnlicher Weise werden die Lade- und Entladeschaltung 3 und h abwechselnd erregt, bis die Spannung am Punkt 6 den Pegel JT erreicht, so daß, wie in Fig. 5(c) gezeigt, von Schwellenspannungsdetektor 7 «in Signal ausgegeben wird, das am Flip-Flop 9 anliegt. Folglich wird das Flip-Flop gesetzt, und am Ausgang Io liegt das Signal ⁿlⁿ an, wie in

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Pig. 5(e) gezeigt.

Liegt am Eingang 1 keine Impulsreihe an, wird die Entladeschaltung H erregt, Ähnlich wie in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, und die "1"-Signale von Inverter 2 und vom Auegang Io liegen am UND-Gatter 11 an, so daß die Entladeschaltung 12 ebenfalls erregt wird. Folglieh wird der Kondensator 5 mit hoher Geschwindigkeit entladen, d.h. verglichen mit der bisher üblichen Anordnung, die nur eine Entladeschaltung Π aufweist, in kurser Zeit.

Die Spannung am Punkt 6 f811t auf den Nullpegel ab, wie in Fig. 5(b) gegeigt, und vom Detektor 8 wird ein Signal ausgegeben, das am RQcksetseingang des Flip-Flops 9-anliegt₀ wie in Fig. 5(d) geseigt. Folglich wird das Flip-Flop zurückgesetzt und aa Ausgang Io liegt das Signal "0" an.

Gemäß den vorgehenden Erläuterungen wird gemäß Erfindung der Entladestrom des Kondensators 5 verringert, so daß das Signal "1^M, bsw. die Impulsreihe der vier Impulse mit Sicherheit erkannt werden kann, selbst wenn einer der Impulse fehlt. Andererseits wird der Entladestrom des Kondensators 5 erhöht, um Fehler, die von einem Störimpuls herrühren, su vermeiden. Dieser neuartige Vorteil der Erfindung wird in besug auf Fig. β im einseinen erlfiutert. In Fig. 6(A) wird eine Impulsreihe geseigt, bei der der dritte Im-

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pule p_ fehlt. Andererseits wird in Fig.6(B) der StOrimpuls ρ an einer Stelle gezeigt, an der keine Impulsreihe am Eingang anliegen sollte. Wie bereits erläutert» ist die vom Kondensator 5 über die Entladeschaltung ^ abgeführte Ladung geringer als die Ladung, die bei der bisher üblichen Anorndung nach Fig. i vom Kondensator 5 abgeführte Ladung, so daß die Spannung am Punkt 6 mit Sicherheit auf den Pegel Γ angehoben wird, wenn der vierte Impuls pj. anliegt, selbst wenn der dritte Impuls p, fehlt. Folglich wird ein das Signal entsprechend Fig. 6(A) - (c) vom Detektor 7 erhalten, und liegt am Flip-Flop 9 an. Also wird das Flip-Flop 9 gesetzt und am Ausgang Io liegt das Signal "1" an, wie in Fig. 6(Ä) - (e) gezeigt. Liegt am Ausgang keine Impulsreihe an, wird der Kondensator 5 über die Entladeschaltung^ H und 12 schnelle entladen, so daß, selbst wenn ein Störimpuls auftritt, wie in Fig.6 (P) gezeigt, die Spannung am Kondensator 5 rit Sicherheit auf den NuIlpegel abfällt. Vom Detektor 8 wird ein Signal entsprechend Fig. 6(B) - (d) erhalten und liegt am Rücksetzeingang des Flip-Flops 9 an. Folglich wird das Flip-Flop 9 zurückgesetzt, und das Signal ^H0^M li^-t an, wie in Fig. 6(B) - (e) gezeigt.

Die Erfindung schafft also eine Anordnung zur Demodulation in der impulszahliuodulierte BinSrsignale, z.B. "1" und ^w0^w die durch das Vorhandensein od*r Nicht Vorhandensein einer

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bestimmten Zahl aufeinanderfolgender Impulse wiedergegeben werden, mittels des Aufladens und Entladens eines Kondensators demoduliert werden. Wird eines der impulssahlmodulierten Binärsignale, z.B. die ⁿl^H, demoduliert, erfolgt das Entladen des Kondensators langsamer als bei den bisher gebräuchlichen Anordnungen, während das Entladen des Kondensators mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, wenn das andere irapulssahlmodulierte Signal, s.B. die ⁿOⁿ, demoduliert wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Demodulation inpulssahlnodullerter Binärsignale, die durch das Vorhandensein oder Nicht Vorhandensein einer bestimmten Zahl aufeinanderfolgender Inpulse bestinmt sind, gekennzeichnet durch einen Kondensator (5), durch eine Einrichtung (3) zun Aufladen des Kondensators,

w wenn diese Inpulse vorhanden oder nicht vorhanden sind, durch erste (4) und zweite (12) Entladeeinrichtungen zun Entladen des Kondensators (5), wenn die Inpulse nicht vorhanden oder vorhanden sind, durch Einrichtungen (7, 8) zun Feststellen eines Spannungspegels, die zur Feststellung des Anstiegs der Spannung an Kondensator auf einen ersten Pegel dienen, um dann ein erstes Ausgangssignal abzugeben, die ferner zur Feststellung des Abfalls der Spannung an Kondensator von ersten Pegel auf einen zweiten Pegel

|t dienen, un dann ein zweites Ausgangssignal abzugeben, durch eine Ausgabeeinrichtung (9) zur Abgabe eines, das eine der Binlrsignale darstellenden Signals in Abhängigkeit von dem ersten Signal der Feetstelleinrichtung (7) und zur Abgabe eines das andere Binärsignal darstellenden Signals in Abhängigkeit von den zweiten Signal, wobei der Kondensator nur durch die erste Entladeeinrichtung (4) entladen wird, wenn Eingangssignale anliegen, die einen

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der Binärsignale entsprechen, während der Kondensator über die zweite Entladeeinrichtung (12) entladen wird, wenn die anliegenden Eingangssignale dem anderen Binärsignal entsprechen.

2. Anordnung zur Demodulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Empfangs eines Signals, das dem Zustand des anderen Binärsignals entspricht, der Kondensator (5) über die erste und zweite Entladeeinrichtung C^, 12) entladen wird.

3· Anordnung zur Demodulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ein UND-Gatter (11) aufweist, um ein UND-Signal auezugeben, wenn am UND-Gatter gleichzeitig das Ausgangssignal, das dem einen Binärsignal entspricht und das Eingangssignal, das dem anderen Binär« signal entspricht, anliegen, wodurch entsprechend dem UND-Signal vom UND-Gatter (11) die zweite Entladeeinriehtung <12) erregt wird.

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