DE2219219A1 - Mehrpegelsignal-Übertragungssystem - Google Patents

Mehrpegelsignal-Übertragungssystem

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DE2219219A1 DE19722219219 DE2219219A DE2219219A1 DE 2219219 A1 DE2219219 A1 DE 2219219A1 DE 19722219219 DE19722219219 DE 19722219219 DE 2219219 A DE2219219 A DE 2219219A DE 2219219 A1 DE2219219 A1 DE 2219219A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DR. CLAUS REINLÄNDER
DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT 2219219
D- 8 MÖNCHEN 60 THEODOR-STORM-STRASSE 18a 6/147
Fujitsu Limited 1015» Kamikodanaka Nakahara-ku, Kawasaki Japan
Nippon Telegraph ft Telephone Public Corporation 1-6, Uchisaiwai-cho 1-chome, Chiyoda-ku Tokyo, Japan
Mehrpegelsignal-Übertragungssystem Prioritätί 30. April 1971 Japan 29081/1971 Kurzfassung äexm Beschreibung
Eine Vorrichtung zum Übertragen eines Signals, in der Form eines Hehrpegelsignals über eine Übertragungsleitung wird beschrieben, bei der ein Bezugspegelsignal mit weniger Pegeln als das Hehrpegelsignal und vorbestimmte Pegelwerte in einen Hehrpegelsignalzug mit einer vorbestimmten Periode eingebracht werden* An der Empfangsseite der Übertragungsleitung wird ein Fehler des Bezugspegelsignals aus den vorher erwähnten vorbestimmten Pegeln bestimmt und Gewinn- und Gleich-8trompegelelnstellvorrichtungen, denen das empfangene Mehrpegelsignal zugeführt wird, werden auf der Basis des festgestellten Fehlers gesteuert, um Änderungen des
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Gleichstrompegels und/oder des Gewinns der Übertragungsleitung zu korrigieren.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Übertragen von Signalen über schmalbandige Übertragungsleitungen und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Einwirken auf übertragene Signale, um Änderungen des Gleichstrompegels und/oder des Gewinns der Übertragungsleitung zu korrigieren.
Für eine wirksame Digitalsignalübertragung unter Verwendung einer Übertragungsleitung relativ hoher Leistungsfähigkeit wird im allgemeinen ein Signal in der Form eines Mehrpegelsignals übertragen, um eine verringerte Bandbreite vorzusehen, die für die Übertragung notwendig ist. In diesem Falle kann ein Übertragungsimpuls einen der vorbestimmten Amplitudenwerte ρ haben und dies bedeutet, daß eine Information von logoP Bits mit einem Impuls übertragen werden kann.
Das Mehrpegelsignal-Übertragungssystem erfordert eine genaue Übertragung der Impulsamplituden auf Kosten der Verringerung der Bandbreite, die für die Signalübertragung notwendig ist, jedoch werden viele technische Schwierigkeiten bei der genauen Übertragung der Amplitudenpegel mit einem Anstieg der Anzahl der Amplitudenwerte ρ eingebracht.
Es ist nämlich für die Identifizierung des Pegels des empfangenen Signals notwendig, daß das "Auge" des
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"AugenM-Husters der empfangenen Wellenform in der Nähe jedes Pegels offen ist. Des weiteren ist es erforderlich, daß jeder Pegel des empfangenen Hehrpegelsignals klar von den anderen Pegeln durch den Schwellwertpegel in der Mitte des sich in der Nachbarschaft jedes Pegels öffnenden "Auges" unterscheidbar ist. In dem Falle, bei dem jeder Pegel des empfangenen Hehrpegelsignals nach oben oder nach unten von dem Schwellwertpegel abweicht, steigt die Rate der Erzeugung eines Fehlers aufgrund von Rauschen oder Zwischenzeicheninterferenz gegenüber anderen Zeichen an. Ss ist zu berücksichtigen, daß eine solche Abweichung hauptsächlich von einer Gewinnfluktuation und einer Gleichstromdrift des Mehrpegelsignal-Übertragungssystems und einer Gleichstromdrift eines Hehrpegel-Dekodierkreises zum Umsetzen des Hehrpegelsignals in ein binäres Signal herrührt. Hit einem Anstieg der Anzahl der Pegel des Hehrpegelsignals werden dessen zulässige Werte sehr gering.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Gewinn und die Gleichstromdrift der Übertragungsleitung und die Gleichstromdrift des Hehrpegel-Dekodierkreises im allgemeinen sehr geringen Änderungen unterliegen, ein neues Hehrpegel«*· signalübertragungssystem zu schaffen, bei dem ein Bezugspegelsignal mit weniger Pegeln als das Hehrpegelsignal und vorbestimmte Pegelwerte in einen Hehrpegelsignalzug mit einer vorbestimmten Periode zum Korrigieren der Änderungen in der Gleichstromdrift und dem Gewinn eingebracht werden.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Mehrpegelsignal-Übertragungssystem zu schaffen, bei dem ein Signal an der Sendeseite ausgesandt wird, nachdem seine Gleichstromkomponente entfernt ist, und die Gleichstromkomponente an der Empfangsseite auf der Basis der Satsache reproduziert wird, daß die Gleichstromkomponente des zu übertragenden Signales korrigiert werden kann, indem ein Bezugspegelsignal in das übertragene Signal eingesetzt wird.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Mehrpegelsignal-Übertragungssystem zu schaffen, das neue Einrichtungen zum periodischen Einsetzen eines
Bezugspegelsignals in ein zu übertragendes Mehr« pegelsignal aufweist.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Mehrpegelsignal-Übertragungssystem zu schaffen, bei dem, wenn ein zu übertragendes Hehrpegelsignal in der Form einer binären Anzahl von η Bits dargestellt ist, vorbestimmte Pegel eines Bezugspegelsignals an den Übergangspunkten der binären Ziffer an einer gewünsch· ten Stelle der binären Zahl ausgewählt werden und «in Fehler des empfangenen Bezugspegelsignals mit einer binären Ziffer der ausgewählten Stelle bestimmt wird.
Um diese und weitere,Zwecke zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß ein Bezugspegelsignal mit weniger Pegeln als das Hehrpegelsignal und vorbestimmte Pegelwerte in dem Mehrpegelsignalzug mit einer vorbestimmten Periode an der Sendeseite eingefügt werden, wodurch
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die Gleichstromdrift der Übertragungsleitung und der Mehrpegel-Dekodierkreis korrigiert werden oder die von dem übertragenen Signal entfernte Gleichstrom« komponente reproduziert wird und die Gewinnfluktuation des Übertragungssystem an der Empfangsseite der Übertragungsleitung korrigiert wird.
Sie Zwecke und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der sind
Fig. 1A eine Darstellung eines Hehrpegelsignals, z«B. eines oktalen Signals, das gemäß der Erfindung übertragen werden soll,
Fig. 1B eine Darstellung eines Hehrpegelsignals, das über eine Übertragungsleitung übertragen wird und durch Bandbreitenverringerung geglättet ist,
Fig. 2A eine Darstellung eines idealen "Augen"-Husters des oktalen Signals, das an der Empfangsseite der Übertragungsleitung empfangen wird,
Fig« 2B eine Darstellung eines "Augen"-Musters in äem Falle, bai dem die nAugenn-öffnungen für die Mehrpegeldekodierung durch Verzerrung, Gleichstromdrift und Änderungen des Gewinns der Übertragungsleitung entfernt worden sind,
Fig. 3 ®ln Blockschaltbild eines Beispiele eines Mehrpegelsignal-Übertragungssystems der Erfindung,
Fig. 4A und 4B Diagramme zum Erläutern des Einsetzens eines Bezugspegelsignals in ein Mehrpegelsignal an der Sendeseite der Übertragungsleitung„
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Fig. 5 ein Detailschaltbild eines BezugBpegelsignal-Einsetzkreises, der bei dem System in Fig. 3 verwendet ist,
Fig. 6 ein Diagramm zum Erläutern der Auswahl der Pegel des Bezugspegelsignals, das bei der Erfindung verwendet wird, und der Einflüsse der Gleichstromdrift und der Änderungen des Gewinne,
Fig. 7 ein Schaltbild einer Schaltung zum Korrigieren der Gleichstromkomponente und der Änderungen in dem Gewinn, die in dem System der Fig. 3 vorgesehen ist,
Fig. 8 eine beispielhafte Schaltung eines Dämpfungskreises, der in der Schaltung in Fig. 7 vorhanden 1st, und
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Hehrpegeldekodierschaltung, die in der Korrekturschaltung in Fig. 7 enthalten ist.
Beschreibung .der r bevorzugten^ Ausführu^sf ormen Das digitale Signal wird üblicherweise über eine Übertragungsleitung in der Form eines Mehrpegelsignals übertragen, um die Bandbreite zu verringern, die für eine wirksame Digitalsignalübertragung notwendig ist. Fig. 1 zeigt ein zu übertragendes Hehrpegelsignal, z.B. ein Oktalsignal, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Amplitudenpegel darstellen. Das Bezugszeichen RLS bezeichnet ein Bezugspegelsignal. Im allgemeinen werden die Pegel des zu übertragenden Mehrpagelsignals zufällig erzeugt. Ein binäres Bezugspegelsignal RLS wird zum Beispiel in das Mehrpegelsignal mit einer vorbestimmten Periode T des Wiederholzyklue des Mehrpegelsignals eingesetzt.
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Wenn eine Wellenform, wie sie in Pig. 1A gezeigt ist, über eine Übertragungsleitung ausgesandt wird, wird sie geglättet, wie dies in Fig. 1B gezeigt ist. Pig. 1B zeigt eine entzerrte Wellenform, die in ihrer Wellenform so geformt ist, daß die durch Punkte angezeigten Pegel an den entsprechenden Abtastzeiten genaue Werte haben können. Die empfangenen Wellenformen werden aber üblicherweise durch Verzerrung, Gleichstromdrift und Gewinnänderungen der übertragungsleitung deformiert und die Pegel selbst werden dadurch auch geändert. Sine Darstellung, die üblicherweise als ein "Augen"-Muster bezeichnet wird, wird verwendet, um die Möglichkeit der Dekodierung jedes Pegels des Mehrpegelsignals trotz einer möglichen Deformation der empfangenen Wellenform zu prüfen.
In Fig. 2A ist ein ideales "Augen"-Muster gezeigtt wenn das binäre Bezugspegelsignal in das oktale Signal gemäß der Erfindung eingesetzt worden 1st, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalamplitudenpegel darstellen. Die Bezugszeichen LO bis L7 geben die Pegel des Mehrpegelsignalss, d.h. eines oktalen Signals, an, während die Bezugszeichen LrefO bis Lrefi z.B. zwei Pegel des Bezugspegelsignale angeben. Mit flAuge" ist die oben erwähnte "Augen"-öffnung bezeichnet. Unter der Annahme, daß das Bezugspegelsignal RLS zur Zeit tO empfangen wird, kann das Mehrpegelsignal einen der acht Pegel zur Zeit t+1 oder t-1 vor oder nach tO haben. In einem Idealfall, bei dem die Pegel der empfangenen Wellenformen nicht deformiert sind, fallen diese immer mit den Pegelpunkten LO bis Ii7 zu den Zeiten t+1 und t-1 und mit LrefO und Lref1 zur Zeit tO zusammen. Demgemäß ist in der Nachbarschaft der Pegelpunkte ein Bereich vorhanden, der als eine "Augen"-öffnung bezeichnet wird, in der keine empfangene Wellenform liegt.
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Die empfangenen Wellenformen können in einem Bereich vorhanden sein, der mit schrägen linien bezeichnet ist. Die Anwesenheit der "Augen"-Öffnung ist für die Identifizierung der Pegel der empfangenen Wellenformen unerläßlich. Sin Schwellwertpegel wird nämlich an dem Zwischenpegelpunkt der wAugen"-Öffnung angeordnet, wodurch identifiziert wird, ob die empfangene Wellenform den Pegel z.B. IO oder 11 hat. Auf der rechten Seite der Fig. 2A ist die Art des Aufbaus der Pegel IO bis 17 und IrefO und Iref1 der Bezugspegelsignale gezeigt. Wo die Pegel des oktalen Signals in binären Zahlen dargestellt sind, sind diese im einzelnen (000), (001), (010), (011), (100), (101), (110) und (111) und die Pegel IrefO und Irefi des Bezugspegelsignals werden an den Übergangapunkten der binären Ziffer einer gewünschten Stelle der binären Zahl ausgewählt. Bei eiern dargestellten Beispiel wird, wie durch H*M an der zentralen Stelle markiert ist, der Pegel IrefO an einem Punkt ausgewählt, wo die binäre Ziffer von "0" nach "1" wechselt, und der Pegel Irefi wird an einem Punkt ausgewählt, wo die binäre Ziffer in gleicher Weise von "0" nach "1" wechselt. Die Gründe.dafür werden später beschrieben.
Fig. 2B zeigt den Fall, bei dem die Pegel der empfangenen Signale durch die Übertragungsleitung geändert werden und die in Fig. 2A dargestellten "Augen"-Öffnungen weitgehend entfernt worden sind. Bei Abwesenheit der "Augen"-Öffnung, wie in Fig. 2B gezeigt, ist eine Mehrpegelidentifizierung unmöglich. Wenn ein empfangenes Signal z.B. zwischen den Pegeln IO und 11 in Fig. 2B vorhanden ist, ist es nämlich unmöglich zu beurteilen, ob das empfangene Signal das Signal des Pegels IO oder 11 ist oder ob das empfangene Signal davon in positiver oder negativer Richtung abweicht.
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Pig» 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, bei der, um eine Verschlechterung des nAugenw-Husters,. wie dies in Pig· 2B dargestellt ist, zu verhindern, die Gleichstromdrift und die Gewinnveränderungen der Übertragungsleitung durch Einsetzen des Bezugspegelsignals der vorbestimmten Pegel in dem zu übertragenden Hehrpegelsignal korrigiert werden. Wenn das Hehrpegelsignal ohne darin enthaltene Gleichstromkomponente ausgesandt wird, wird die Gleichstromkomponente an der Empfangsseite reproduziert· In Fig. 3 bezeichnen 1 eine Sendestation, 2 einen binären Hehrpegelumsetzkreis zum Umsetzen eines digitalen Signals in ein Mehrpegelsignal, 3 ein Pufferregister zum Einsetzen eines Bezugspegelsignals in das Hehrpegelsignal in einer vorbestimmten Periode, 4 einen Taktgeberkreis, 5 einen Bezugspegelsignal-Einsetzungssteuerkreis zum Steuern des Pufferregisters 3, 6 eine Signalübertragungsleitung, 7 eine Empfangsstation, 8 einen festen oder automatischen Entzerrer, 9 einen Mehrpegeldekodierlcreis, 10 einen Kreis zum Steuern der Korrektur der Gleichstromdrift und der Gewinnänderungen, 11 ein Dämpfungsglied, 12 eineaDIfferentiälverstärker und to bis bn-1 empfangene und dekodierte Ausgangssignale der η Bits in binärer Zahl*
In der Sendestation 1 wird ein auszusendendes digitales Signal durch den binären Mehrpegelumsetzkreis in ein Hehrpegelsignal unter Steuerung des Taktgeberkreises 4 umgesetzt. Der binäre Hehrpegelumsetzkreis arbeitet derart, daß eine Hehrzahl von Bits, die mehrere Pegel darstellen, in den Kreis parallel
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zueinander geschrieben werden, um davon einen analogen Impuls mit entsprechenden Pegeln abzuleiten. Dann wird das Mehrpegelimpulssignal in das Pufferregister 3 geschrieben, das durch den Einsetzungssteuerkreis 5 gesteuert wird, um das Bezugspegelsignal in das Mehrpegelimpulssignal mit einer vorbestimmten Perlode einzusetzen, wie dies später beschrieben wird, und von dem das Impulssignal der Übertragungsleitung 6 in der Weise zugeführt wird, wie dies in Fig. 1A gezeigt ist.
Es ist sehr schwierig, die Übertragungsleitung 6 für eine genaue Übertragung eines solchen Signals auszuwählen, wie dies in Pig. 1A gezeigt ist, das eine Gleichstromkomponente enthält· In dem falle der Basisbandübertragung ist es zum Beispiel schwierig, eine Einrichtung, wie einen Transformator u.dgl., zu verwenden, die den Durchlaß der Gleichstromkomponente hemmt, und auch in dem falle der Verwendung eines Modulationssystems muß die Gleichstromkomponente genau durch einen Verstärker u.dgl. verstärkt werden. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es möglich, das Signal mit der davon entfernten Gleichstromkomponente auszusenden und die Gleichstromkomponente an der Empfangsseite der Übertragungsleitung zu reproduzieren. Nach der Lehre der Erfindung kann eine Gleichstromdrift, die sich aus dem Entfernen der Gleichstromkomponente ergibt, mit Bezug auf das Bezugspegelsignal bestimmt werden und die Gleichstromkomponente kann auf der Basis der bestimmten Gleichstromdrift reproduziert werden.
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Für eine wirksame Übertragung des Hehrpegelsignals über die Übertragungsleitung 6 wird eine geeignete Modulation» wie z.B. eine Resteeitenband-Amplitudenmodulation o.dgl. auch manchmal gemäß der Charakteristik der Übertragungsleitung ausgeführt. Des weiteren wird für die Verbesserung der Kodeübertragungscharakteristik eine geeignete Kodeumsetzung, wie z.B. eine Fehlerkorrekturkodierung, eine Teilansprechumsetzung o.dgl. zuweilen in der Sendestation 1 ausgeführt. Zum Verringern der in der Übertragungsleitung 6 erforderlichen Bandbreite und zum Vermeiden des Einflusses der Rauschkomponente in dem überflüssigen Band wird darüber hinaus das Mehrpegelsignal' üblicherweise einer sogenannten Nyquist-Formung unterworfen, so daß die Wellenformen einander in rechten Winkeln an Punkten von ganzzahligen Vielfachen der Grundwiederholfrequenz des Mehrpegelsignals schneiden.
Die durch die Empfangsstation 7 empfangenen Wellenformen werden üblicherweise Pegeländerungen unterworfen, um ein solches verschlechtertes nAugenM-Muster zu schaffen, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist. Die empfangenen Wellenformen werden zu den Zeiten to, t+1 und t-1 abgetastet, die in Fig. 2Ä und Fig. 2B veranschaulicht sind und bei denen deren Pegel identifiziert werden, um Signale bO bis bn-1 zu erzeugen.
Nach Fig« 3 wird das empfangene Signal mit dem festen oder automatischen Entzerrer θ entzerrt, um eine Zwischenzeicheninterferenz zu eliminieren, die sich aus einer linearen Verzerrung der Übertragungsleitung ergibt. Der Entzerrer 8 kann ein automatischer Entzerrer
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sein, wie er in BSTJ, Februar 1966, Seiten 255 bis 286 beschrieben ist. Der automatische Entzerrer ist in der Lage, eine Kompensation der linearen Verzerrung der Übertragungsleitung in einer Richtung auszuführen, um eine Zwischenzeicheninterferenz mit aufeinanderfolgend empfangenen Signalen auf der Basis der Polarität des empfangenen Signals, der Polaritäten der benachbarten empfangenen Signale und der Polarität eines fehlere des empfangenen Signale relativ zu seinem vorbestimmten Pegel auszuführen, wodurch automatisch eine Zwischenzeicheninterferenz korrigiert wird.
Das Signal, das durch den Entzerrer 8 korrigiert wird, um davon eine Zwischenzeicheninterferenz zu entfernen, wird des weiteren durch das Dämpfungsglied 11 und den Differentialverstärker 12 korrigiert, um Verstärkungsänderungen und eine Gleichstromdrift davon in einer Weise zu entfernen, die in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben werden wird. Das Signal wird dem Mehrpegeldekodierkreis 9 zugeführt, um davon Ausgangssignale bO bis, bn-1 zu entfernen. Von den Ausgangssignalen werden die binären Ziffern des Signals bO mit der wichtigsten Ziffer und des Signals b1 mit der am wenigsten bedeutsamen Ziffer zum Einstellen dee Dämpfungsgliedes 11 und des Differentialverstärkers durch den Steuerkreis 10 nach der Lehre der Erfindung verwendet.
Fig. 4 und 5 zeigen im einzelnen das Arbeltsprinzip des Pufferregisters 3 und des Steuerkreises 5, die in Fig. 3 dargestellt sind. In den Figuren bezeichnen HLS ein auszusendendes Mehrpegelsignal, RLS zum Beispiel
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ein binäres Bezugspegelsignal, das in das Mehrpegelsignal HLS eingesetzt werden soll, CLE ein Taktsignal,. T eine gewünschte Zeitperiode, m eine gewünschte ganze Zahl, 14 einen (m+1)-Ringzähler, 16 und 18 UND-Torkreise und 20 einen UND-Torkreis mit einem NICHT-Eingang.
Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, wird das Mehrpegelsignal MLS mit z.B. acht Pegeln, das von dem binären Mehrpegel-Umsetzkreis 2 abgeleitet ist, der in Fig. 3 gezeigt ist, in das Pufferregister 3 Über den UND-Torkreis 16 geschrieben, da das UND-Tor 16 durch ein Taktsignal CLK(T/m) mit einem Wiederholzyklus T/m eingeschaltet wird· Es werden nämlich m Mehrpegelsignale MLS in das Pufferregister in der Zeit T geschrieben. Mit Ausnahme der Zeit des Übertrags des Ringzählers 14 werden die m Mehrpegelsignale MLS, die in das Pufferregister 3 geschrieben sind, über einen ODER-Torkreis 22 durch ein Taktsignal GLK(T/m+1) eines Wiederholzyklus T/m+1 gelesen, das durch den UJJD-Torkreis 20 erhalten wird« Demgemäß wird das Lesen des Mehrpegelsignals für eine Zeitperiode T/m+1 einmal zur Zeit des Übertrags des Ringzählers 3 in der Zeit T unterbrochen. Zur Zeit der Unterbrechung des Lesens der Mehrpegelsignale wird das binäre Bezugspegelsignal RLS der Übertragungsleitung 6 über den UND-Torkreis 18 und den ODER-Torkreia 22 zugeführt.
Flg. 6 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Pegelauswahl nach der Erfindung und von Pegeländerungen, die durch eine Gleichstromdrift und Gewinnänderungen verursacht werden. Die Korrekturprinzipien nach der Erfindung werden unter Bezugnahme auf diese Figur erläutert.
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Gemäß der Erfindung hat z.B. das auszusendende Mehrpegelsignal NLS acht Pegel LO bis L7 und das Bezugspegelsignal RLS hat die beiden Pegel LrefO und Lref 1. Wenn nämlich jeder Pegel des auszusendenden Hehr» pegelsignals in einer binären Zahl von η Bits dargestellt wird, wobei eine binäre Zahl von drei Bits in dem dargestellten Beispiel gezeigt ist, werden die Pegel LrefO und Lref1 des Bezugspegelsignals RLS an den Übergangspunkten der binären Ziffer in einer gewünschten Stelle der binären Zahl ausgewählt. Bei dem dargestellten Beispiel werden sie an den Obergangspunkten ausgewählt, wo die binäre Ziffer der Mittelstellung von "0" nach 1M" wecheelt.
Folglich sind in einem normalen Zustand, bei dem keine Änderung der Pegel des Bezugspegelsignals RLS verursacht wird, die binären Ziffern der Hittelstellungen, welche die Pegel des Bezugspegelsignals RLS darstellen, entweder n1n oder "On zu einer bestimmten Zeit und die Frequenzen des Auftretens von "1" und "O" sind für eine bestimmte Zeitdauer gleich. Wenn das Bezugspegelsignal RLS in negativer Richtung unter dem Einfluß der Gleichstromdrift abweicht, steigt die Frequenz an, bei der die Pegel LrefO und Lref1 des empfangenen Bezugspegelsignale beide "0" sind. Wenn währenddessen das Bezugspegelsignal RLS in einer positiven Richtung abweicht, steigt die Frequenz an, bei der die Pegel des Bezugspegelsignals beide "1" sind.
In dem Falle, in dem der Gewinn der Übertragungsleitung angestiegen ist, wird die ausgesendete Signalwellenform in ihrer Gesamtheit in vertikaler Richtung
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vergrößert und neigt sich die binäre Ziffer der ausgewählten Stellung des Pegels LrefO nach "0", wodurch "00" zusammen mit der Ziffer mit größerer Wertigkeit (in dem dargestellten Beispiel der Ziffer mit der größten Wertigkeit) erzeugt wirdο Der Pegel Lrefi ist "11". Wenn der Gewinn der Übertragungsleitung abgefallen ist, ist der Bezugspegel LrefO "01n und ist der Bezugspegel Lrefi "10".
Folglich ist ersichtlich, daß der Einfluß der Gleichstromdrift vermieden werden kann, indem die binären Ziffern der Hittelstellungen der Pegel LrefO und Lref1 bestimmt werden und der Differentialverstärker 12 in Abhängigkeit davon gesteuert wird, ob die Hittelwerte der binären Ziffern sich nach "1" oder "0" neigen. Des weiteren ist verständlich, daß der Einfluß der Gewinnänderung vermieden werden kann, indem die binären Ziffern der Stellung mit der größten Wertigkeit und der Hittelpegel von den Pegeln LrefO und Lref1 extrahiert werden, um die Zustände für diese zu bestimmen, um "11" oder "00" zu werden, und indem das Dämpfungsglied 11 in Übereinstimmung mit deren Hittelwerten gesteuert wird»
Pig. 7 veranschaulicht ein Beispiel des Schaltungsaufbaus der Erfindung unter Verwendung der oben beschriebenen Prinzipien in Verbindung mit Fig« 6. Zn Fig. 7 sind gleiche Elemente zu denen in Fig· 3 mit denselben Bezugszeichen versehen· 24 und 26 sind Flip-Flop-Kreise, die als Speicherelemente dienen, 34 und 36 bezeichnen Tiefpaßfilter zum Glätten eines Eingangesignals, 28 und 30 stellen UHD-Torkreise dar,
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32 ist ein Koinzidenzkreie zum Berechnen eineβ exklusiven 1ODSR* und CLK(S) bezeichnet ein Taktsignal des Zyklus T des Bezugspegelsignals·
In der Empfangsstation 7 wird das Signal, das durch den in Fig· 3 dargestellten Entzerrer 8 entzerrt worden ist, um davon die Zwischenzeicheninterferenz zu entfernen, wie voranstellend beschrieben worden ist, in binäre Ziffern von η Bits (bO bis bn-1) durch das Dämpfungsglied 11, den Differentialverstärker 12 und den Mehrpegeldekodierkreis 9 dekodiert· In diesen falle ist, wie oben im Zusammenhang mit Pig. 6 beschrieben worden ist, wenn die Pegel LrefO und Lrefi des Bezugspegel·- signals RLS nicht durch die Gleichstromdrift und Gewinnänderungen beeinflußt werden, die Frequenz, bei welcher der UND-Torkreis 28 einen Ausgang "EIV" erzeugt, die Hälfte der Gesamtsumme während des Empfange des Bezugepegelsignals RLS und die Frequenz, bei welcher der UHD-Torkreis 30 einen Ausgang "EIH" erzeugt, 1st auch die Hälfte der Gesamtsumme. Demgemäß ist die Frequenz, bei der die Flip-Flop-Kreise 24 und 26 jeweils einen Ausgang "1" erzeugen, die Hälfte der Gesamtsumme und die Ausgangssignale davon werden durch die Tiefpaßfilter 34 und 36 integriert, um Signale zu erzeugen, die Vorspannwerte jeweils für das Dämpfungeglied 11 und den Differentialverstärker 12 sind·
Unter der Annahme, daß das Bezugspegelsignal RLS durch die Gleichstromdrift beeinflußt wird, erzeugt der Flip-Flop-Kreis 26, der durch den Ausgang von dem UHD-Torkreis 30 eingestellt worden ist, den Ausgang **1" oder "0" bei einer Frequenz, die höher als die Hälfte
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der Frequenz während des Empfanges des Bezugspegelsignals RLS ist, woraus resultiert, daß eine negative oder positive Komponente durch den Differentialverstärker zu aufeinanderfolgend empfangenen Signalen hinzugefügt wird, wodurch der Einfluß der Gleichstromdrift eliminiert wird«
Auch in dem Falle des Aussendens eines Signals nach Entfernen der Gleichstromkomponente auf der Sendeseite der Übertragungsleitung kann die Gleichstromkomponente, in einer Weise reproduziert werden, daß die Gleich«· stromdrift bestimmt wird, die von der Entfernung der Gleichstromkomponente herrührt, und daß diese korrigiert wird.
Wenn der Gewinn der Übertragungsleitung fluktuiert, wechselt die Frequenz der Einstellung des Flip~Flop-Kreises 24 nach einer höheren oder einer niederen Frequenz als die Hälfte der Frequenz, die während des Empfangs des Bezugspegelsignals erzeugt wird, und dieses Ergebnis wird durch das Tiefpaßfilter 34 ge~ mittelt, um das Dämpfungsglied 11 zu steuern, wodurch die aufeinanderfolgend empfangenen Signale komprimiert oder expandiert werden· Das Taktsignal CLK(T) zum Steuern der UND-Torkreise 28 und 30 kann auf folgende Welse erzeugt werden. Auf der Grundlage einer geringen Wechselbeziehung zwischen dem Bezugspegelsignal und anderen Mehrpegelsignalen, die anzeigt, daß die Pegel der Mehrpegelsignale vollständig willkürlich sind, wird das Signal bO, das mit dem Bezugspegelsignal RLS zusammenfällt, aufgesucht, verfolgt und bestimmt durch Einrichtungen, die einem Rabmensynebronieierkreis eines PCK-Systems gleichartig sind, und die bestimmte Phase kann als Taktsignal verwendet werden»
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Pig. 8 zeigt ein Beispiel des Dämpfungsgliedes 11, das in Pig. 7 veranschaulicht ist· 38 bezeichnet einen Differentialverstärker, R1 stellt einen festen Widerstand dar, 40 bezeichnet einen indirekt geheizten Thermistor, 42 bezieht sich auf eine Heizeinrichtung und R2 bezeichnet einen Thermistorwiderstand.
Die Heizeinrichtung 42 ist mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters 34 der Pig. 7 verbunden, um den Widerstandewert des Thermistorwiderstandes R2 zu ändern. Wenn das Tiefpaßfilter 34 einen vorbestimmten Torspannungeausgang erzeugt, erzeugt der Differentialverstärker 38 einen Ausgang mit einem konstanten Pegel. Wenn der Ausgang von dem Tiefpaßfilter 34 ansteigt oder abfällt, wird das an das Dämpfungsglied 11 angelegte Signal an dessen» Ausgang abgeleitet, nachdem ea komprimiert oder expandiert ist.
Pig* 9 erläutert ©la Beispiel des Mehrpegeldekodierkreises 9$ der in Sen Pig. 3 und 7 gezeigt 1st. 44 bsseichnet einen Eomparatorkrels zum Vergleichen des Pegels ^ises !ifigangsignals mit einem vorbestimmten Pegel. 46 bezeichnet einen Irois zum Umsetzen eines binären R@lhexislgna.l8 in ein Parallelsignal· 48 stellt einen Speicherkrais, wie einen Plip-Flep-Kreis, zum Speichern der Signale bO bis bn-1 dar« 50 ist ein Schalteraatri@bElD?eis zubs Steuern d&inee Schaltkreises 52 in ÜteereinstiBämung alt ä&m Ausgang vor dem Speicherkreis 48. 52 stell* *i&«R Sehmltk^sie «ata Zuführen eines konstanten StTOseii fes ©iaea Bewestungswlder«« etaadsk^sis F4 um-^ 54 Ist eia Bsnsrer durch des. Ssfealtteeie 52. gesteuert
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56 ist ein Taktkreis. Der Mehrpegeldekodierkreis 9, der in Pig. 9 erläutert ist, ist ein Rückkopplungskodierer, dessen Wirkungsweise nachfolgend kurz beschrieben wird.
Der Spannungskomparatorkreis 44 hat einen Spannungsbezugspunkt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist* Zuerst wird der Vergleichsbezugspunkt an dem Übergangspunkt der binären Ziffer der Ziffer mit der größten Wertigkeit ausgewählt, wie dies durch "*i" in Pig. 6 angezeigt ist. Wenn dem Komparatorkreis 44 ein Eingangssignal zugeführt wird, erzeugt dieser Kreis einen Ausgang "1" oder n0n in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Eingangssignals oberhalb oder unterhalb des vorstehend erwähnten VergleichspegelpunkteB *1 ist. Wenn nun der Eingangssignalpegel bei 15 liegt, leitet der Komparatorkreis 44 den Ausgang "1" ab. Der Ausgang "1" der Ziffer mit der größten Wertigkeit wird an den Umsetzkreis 46 angelegt, um ein Signal bO in der Form eines Ausgangs "1" zu erzeugen. Dann wird der Ausgang "1" in dem Speicherkreis 48 gespeichert. Der Speicherkreis 48 steuert wiederum den Bewertungswiderstandskreis 54 über den Schalterantriebskreis 50 und einen Schaltkreis 52. Als Ergebnis davon wird der Vergleichsbezugspunkt des Spannungskomparatorkreises um die Hälfte des Pegels angehoben und an dem Übergangspunkt der zweiten Stellung eingestellt, wie dies durch n*2n in Fig. 6 angezeigt ist. Dann wird das vorher erwähnte Eingangssignal des Pegels L5 mit dem Vergleichsbezugspunkt verglichen, der wie oben beschrieben eingestellt ist, um einen Ausgang "0" als ein Signal b1 zu erzeugen. Der somit erhaltene Ausgang "0" wird auch in dem Speicherkreis 48 wie in dem Falle des vorher
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erwähnten Ausganges Μ1η gespeichert und der Vergleicbsbezugspunkt des Komparatorkreises 44 wird um die Hälfte des Pegels der zweiten Stellung verringert und an dem Punkt "*3" in Fig. 6 eingestellt* Das Eingangssignal des Pegels L5 wird dann mit dem Vergleichsbezugspunkt verglichen, um einen Ausgang "1" wie ein Signal b2 zu erzeugen. Saraufhin werden Bits der Ziffer mit geringerer Wertigkeit aufeinanderfolgend durch gleichartige Vorgänge bestimmt.
Da die Pegel LrefO und Lrefi des Bezugspegelsignals RLS ausgewählt werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann die Pegelfluktuation des empfangenen Bezugspegelsignals direkt mit der binären Ziffer des Signals b1 bestimmt werden. Jedoch ist diese Pegelauswahl nicht speziell auf die zweite Stellung beschränkt, sondern die Pegel des Bezugspegelsignale können im allgemeinen an den Übergangspunkten der binären Ziffer irgendeiner gewünschten Stellung ausgewählt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß der Erfindung ein reguläres Bezugspegelsignal in einen Zug von Signalen von zufälligen Pegeln eingesetzt und eine Pegelfluktuation des Bezugepegelsignals wird an der Empfangsseite der Übertragungsleitung bestimmt und eine gleichartige Pegelfluktuation, die in Signalen vorhanden ist, die aufeinanderfolgend empfangen werden, wird auf der Basis der vorangehend bestimmten Pegelfluktuation korrigiert. Dies basiert auf den folgenden Erkenntnissen : 1) die Gleichstromdrift und die Gewinnfluktuation sind Änderungen, die eine lange Zeit dauern; 2) die bestimmte Pegelfluktuation des Bezugspegelsignals kann, wie oben erwähnt worder ist, so .
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betrachtet werden, daß sie die Anwesenheit einer gleichartigen Pegelfluktuation in den aufeinanderfolgsod empfangenen Signalen anzeigt; und 3} die Gleichstrom"» drift und die Gewinnfluktuation der gesamten Übertragungsleitung können durch ein Steuersystem korrigiert werden, um die bestimmte Pegelfluktuatiom zu entfernen«
Die Zahl der Pegel des Bezugspegelsignals, das ia Sen Hehrpegelsignal zug eingesetzt werden soll, kasn. meta als eins für eine Gleichstromdriftsteiieraag und mehr als zwei für eine Gewinnsteuerung sein» Es ist jedoeh bevorzugt, daß, auch wenn das "Awgen^-Muster wesentlich verschlechtert wird, die "Augenrt-Öffnung offen bleibt, wie dies in fig. 2B veranschaulicht ist, uaä in diesem Sinne ist as erwünscht, daß die Zahl der Pegel des Bezugspegelsignals gering ist, so lang die Gleichetromdrift und die Gewinnfluktuation bestimmt werden können. Die Zahl der Pegel des Bezugspegelsignals muß jedoch nicht speziell auf zwei wie in dem vorangehenden Beispiel beschränkt sein« Im diesem Falle kann der Aufbau der Detektorkreise für die Gleichstromdrift und die Gewianflmktuation vereinfacht werden, indem die Pegelpunkte in zwei Gruppen aufgeteilt werden, demgemäß sie z.B. oberhalb und unterhalb des Übergangspunktes der binären Ziffer des Bits bO mit der größten Wertigkeit liegen, und indem sie von den beiden Gruppen gemäß den Prinzipien der Erfindung zusammengepaßt werden. Wenn die Pegelpunkte jedes Paares in derselben Richtung abweichen, wird eine Gleichstromkorrektur ausgeführt, und wenn die Pegelpunkte in verschiedenen Richtungen abweichen, wird eine Gewinnkorrektur ausgeführt.
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Wie oben beschrieben worden ist, wird bei der Erfindung und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Gleichstromdrift und die Gewinnfluktuation Änderungen sind, die eine lange Zeit dauern, ein reguläres Bezugspegelsignal in einen Zug von Signalen von zufälligen Pegeln eingesetzt und eine Pegelfluktuation des Bezugspegelsignals wird für die Korrektur der Pegelfluktuation bestimmt, Sie in aufeinanderfolgend empfangenen Signalen vorhanden ist, so daß die Pegelfluktuation, die durch die vorher erwähnte Gleichstromdrift und die Gewinnfluktuation der Übertragungsleitung vtuarsacht worden ist, korrigiert warden kann, wodurch eine genaue Mehrpegeldekoöiermsg sichergestellt wird. Durch eine positive Verwendung &®s Korrektur der Gleichstromdrift kann des weiteren ein Signal ausgesandt werden, nachdem die in dem Signal enthaltene (rleichstrontkoaiponente an der Sendeseite entfernt worden let. Um das Bezugspegelsignal HLS in das Mehrpegelsignal MIS sißEusetzen, wird darüberhinaus das lesen des letzteren Signals für eine konstante Zeitperiode niit der vorbestimmten Periode f unterbrochen, indem die Differenz zwischen der Schreibgeschwindigkeit und der Lesegeschwindigkeit des Mehrpegelsignals ausgenutzt wirdf so daß der gewünschte 2Sweck mit relativ einfachen Mittelia erhalten werden kann. Da die Pegel des Bezugspegel signals RI»S so ausgewählt werden, daß die Pegelfluktuatiea mit der binärer Ziffer einer gewünschten Stellung dos empfangenen Signale bestimmt wird, kann zusätzlich die Pegelfluktuation sehr leicht bestimmt werden.
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Claims (1)

  1. Vorrichtung zum Übertragen eines Hehrpegelsignals mit einer gegebenen Zahl von Pegeln über eine Übertragungsleitung mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen, gekennzeichnet durch Sendeeinrichtungen, die mit dem Eingangsanschluß der Übertragungsleitung gekoppelt sind, wobei die Sendeeinrichtungen Bezugseinrichtungen zum Erzeugen eines Bezugspegelsignals mit einer niedrigeren Zahl von Pegeln als die gegebene Zahl und zum Einsetzen des Bezugspegelsignals in einen Zug von Mehrpegelsignalen in vorbestimmten Zeitintervallen enthält und wobei die Pegel des Bezugspegelsignals vorbestimmte Pegelwerte sind, und durch Empfangseinrichtungen, die mit dem Ausgangsanschluß der Übertragungsleitung gekoppelt sind, wobei die Empfangseinrichtungen Einrichtungen zum Bestimmen einer Fehlerdifferenz zwischen den Pegeln des ausgesendeten Bezugspegelsignals,, das an vorbestimmten zeitlichen Stellen abgetastet ist, und den vorbestimmten Pegelwerten und Einstelleinrichtungen enthalten, die auf die bestimmte Fehlerdifferenz ansprechen, um den Gleichstrompegel des ausgesandten Signals zu ändern·
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung auf die bestimmte Fehlerdifferenz anspricht, um die Amplitude des ausgesandten Hehrpegelsignals einzustellen, um Änderungen in dem Gewinn der übertragungsleitung zu kompensieren.
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    3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung Einrichtungen zum Entfernen der Gleichstromkomponente von dem Mehrpegelsignal und dem eingesetzten, zu übertragenden Bezugspegelsignal enthält, wobei die Empfangseinrichtung Einrichtungen, die auf die bestimmte Fehlerdifferenz ansprechen, zum Wiedereinbringen der entfernten Gleichstromkomponente in das ausgesandte Hehrpegelsignal enthalten*
    4. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtung enthält: Speichereinrichtungen, Takteinrichtungen zum Erzeugen eines ersten, sich wiederholenden Taktsignals bei Intervallen von T/m, wobei T ein vorbestimmtes Zeitintervall und m eine vorbestimmte ganze Zahl sind, und zum Erzeugen eines zweiten, sich wiederholenden Taktsignalee bei einem Intervall T/(m+1), Einrichtungen, die auf das erste Taktsignal ansprechen, um in der Speichereinrichtung einen Zug von Mehrpegelsignalen zu speichern, Einrichtungen, die auf das zweite Taktsignal ansprechen, um aus der Speichereinrichtung einen Zug des Mehrpegelsignals wieder zu erhalten, und Einrichtungen zum Einsetzen, des Bezugspegelsignals in den Zug der Mehrpegelsignale, die aus den Speichereinrichtungen wieder erhalten worden sind, bei Zeitintervallen T.
    5· Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pegel der zu übertragenden Mehrpegelsignale für eine binäre Zahl von η Bits kennzeichnend ist, wobei η eine vorbestimmte ganze Zahl ist, und daß die Sendeeinrichtungen Einrichtungen zum Erzeugen der Pegel des Bezugspegelsignals einer ausgewählten Größe an den übergangspunkten einer binären Ziffer einer ausgewählten Stellung enthalten.
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    6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekeimzeichnet, daß die Beetitnmungseinrichtung die Fehlerclifferenz zwischen den Pegeln des ausgesandten Bezugspegelsignals und den vorbestimmten Pegelwerten, wie diese durch die binäre Ziffer der ausgewählten Stellung bestinüt sind, auffindet.
    7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch daß die Bestimmungseinrlchtung die Fehlerclifferenz zwischen den Pegeln des empfangenen Bezugspegels ignals· und den vorbestimmten Pegelwerten für wenigstens zwei Pegelwerte bestimmt und daß die Einstelleinrichtung wenigstens zwei binäre Ziffern der ausgewählten Stellung kombiniert, um eine Änderung in dem Gleichstrompegel der Übertragungsleitung zu korrigieren·
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung die Fehleröifferenz zwischen den Pegeln des ausgesandten Bezugspegelsignals und den vorbestimmten Pegelwerten durch Extrahieren bei wenigstens zwei Pegeln bestimmt und daß die Einstelleinrichtung eine Korrektur des Gewinnes der Übertragungsleitung ausführt, indem wenigstens -wien binäre Ziffern der ausgewählten Stellung und einer Stellung mit höherer Wertigkeit kombiniert werden·
    9« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung die Fehlerdifferent zwischen den Pegeln des ausgesandten Bezugspegelsignals und den vorbestimmten Pegelwerten unter Bezugnahme auf die binäre Ziffer der ausgewählten Stellung bestimmt, um Signale 1M" und "0" der binären Ziffer zu erzeugen» daß die Feststelleinrichtung Filtereinrichtungem zvm
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    Integrieren der binären Signale enthält und daß die Empfangseinrichtung des weiteren Differentialverstärkereinrichtungen enthält, die auf das integrierte Ausgangesignal der PiItereinrichtungen ansprechen, um den Gleichstrompegel des ausgesandten Hehrpegelsignals zu ändern, um Änderungen in dem Gleichstrompegel der Übertragungsleitung zu kompensieren.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung die Differenz zwischen den Pegeln des empfangenen Bezugspegeieignals und dezi vorbestimmten Pegelwerten unter Bezugnahme auf die binäre Ziffer der ausgewählten Stellung und die Ziffer einer Ziffer mit höherer Wertigkeit bestimmt, um Auegangssignale zu erzeugenj die für die Differenz in der Fora» von "1" und w0n kennzeichnend sind, wobei die binären Ausgangesignale den beiden binaren Ziffern entsprechen, daß die Empfangseinrichtung des weiteren Eoinzidenzeinrichtungen enthält, die auf die beiden Ausgangssignale ansprechen, um ein Ausgangssignal abzuleiten, daß für die Koinzidenz der beiden Ausgangssignale kennzeichnend ist, ia3 Integriereinrichtungen zum Mitteln des Ausgaisgsslgnals vorgesehen sind, das von dem Eoinssideiigelsriehtungeii, abgeleitet ist, und daß Mmpfuagaeinriiibtiangan rar-gesehen sind, um den Pegel des ausgesaugten Mehrpegeleignala in Übereinstimmung mit des gemittelten Ausganges .tgnal, das von den Integrlereimriehteigen abgeleitet ist» zu ändern.
    11. Vorrichtung nach ÄmmpriuÄl· 1 f i&diirch gekesmseichnet daB die Sendeeiürletrtimg ^
    die gekoppelt eia§? sii ü&m
    zu öiepfangOTj
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    gekoppelt sind, tun das ausgesandte Mehrpegelsignal zu empfangen, einen Hehrpegeldekodierkreis zum Empfangen und Bestimmen der Pegel des empfangenen Hehrpegelsignale und zum umsetzen der bestimmten Pegel in binare Ziffersignale von η Bits, erste logische Einrichtungen, die mit dem Hehrpegeldekodierkreis gekoppelt sind, um Signale zu erzeugen, die für die ZuständeM1M und n0" der binären Ziffern der ausgewählten Stellung des Bezugspegelsignale kennzeichnend sind, erste Integriereinrichtungen, die mit den ersten logischen Einrichtungen gekoppelt sind, um ein erstes gemitteltes Signal für den Differentialverstärker zu erzeugen, zweite logische Einrichtungen, die mit dem Mehrpegeldekodierkreis gekoppelt sind, um Auagangssignale zu erzeugen, die für die Zustände "1" und "0" der binären Ziffer der ausgewählten Stellung des Bezugspegelsignals und der binären Ziffer einer Stellung mit größerer Wertigkeit kennzeichnend sind, und zweite Integriereinrichtungen, die alt den zweiten logischen Einrichtungen gekoppelt sind, um ein zweites gemitteltes Signal für die Dämpfungseinrichtungen zu erzeugen, um dadurch die Amplitude des ausgesandten Pegelsignals In Abhängigkeit von dem zweiten geeittelten Auegangssignal einzustellen.
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