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Verfahren zur Ueberwachung einer Codierer- und Decodierer-Anordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ueberwachung der Arbeitsweise
einer Codierer- und Decodierer-Anordnung einer PCM-Zeitmultiplex-Uebertragungsanlage.
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In bekannten Verfahren werden jeweils Abtastproben eines speziellen
Prüfsignales in den Codierer eingegeben, codiert und in bestimmten Zeitschlitzen
entweder über den Uebertragungskanal zum Decodierer im entfernten Endamt oder über
einen Zwischenspeicher an einen Decodierer im eigenen Endamt eingegeben und decodiert.
Der Spannungsverlauf des Prüfsignales wird dabei derart festgelegt, dass der gesamte
von Codierer und Decodierer zu verarbeitende Dynamikbereich
überstrichen
wird. Jede einzelne Abtastprobe des Prüfsignales gelangt vom Decodierer in einen
Vergleicher, der feststellt, ob die Amplitude der Abtastprobe gegenüber dem Momentanwert
des ursprünglichen Prüfsignales oder eines Referenzsignales Abweichungen aufweist.
Die einen bestimmten, einstellbaren Betrag übersteigenden Abweichungen erzeugen
eine Fehleranzeige.
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Bei diesem Vergleich ist zu berücksichtigen, dass jede Abtastprobe
des Prüfsignales auf dem Wege über Codierer, Zwischenspeicher und Decodierer eine
zeitliche Verzögerung von max.
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l25,us bei einer Abtastfrequenz von 8 KHz sowie eine Aenderung der
Amplitude erfahren kann. Dies wirkt sich in dem Sinne nachteilig aus, dass selbst
bei einwandfrei arbeitendem Codierer und Decodierer mit einer Fehleranzeige durch
den Vergleicher gerechnet werden muss.
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Der vorliegenden Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Verbesserung
gegenüber den bekannten Verfahren zu erreichen, indem sowohl eine zeitliche Verzögerung
als auch eine generelle Dämpfung des aus den Abtastproben wiedergewonnenen Prüfsignales
beim Vergleich mit dem ursprünglichen Prüfsignal keine Fehleranzeige bewirkt.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein Prüfsignal mit
wenigstens angenähert exponentiell abklingendem Spannungsverlauf einerseits einem
ersten Eingang einer Vergleichsschaltung
direkt und andererseits
in Form von Abtastproben über den Codierer und den Decodierer sowie über einen nachfolgenden
Amplitudenregler einem zweiten zinyang der Vergleichsschaltung zugeführt wird, und
dass mit der Vergleichsschaltung durch Vergleichen jeder einzelnen Abtastprobe mit
dem jeweiligen Momentanwert des Prüfsignales Vergleichswerte gebildet werden, von
denen wenigstens der erste Vcrglcichswert dem Amplitudenregler zu dessen Einstellung
und die nachfolgenden über eine Schwellwertschaltung mit durch Referenzspannungen
mit angenähert gleichem Verlauf wie das Prüfsignal gesteuerten positiven und negativen
Schwellwerten bei Ueberschreiten des positiven bzw. bei Unterschreiten des negativen
Schwellwertes, einer Alarmstufe zugeführt werden.
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An Hand der Zeichnungen wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel
da; oben beschriebene Verfahren näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 die Kurvenform
des Prüfsignales Up, Fig. lb die Kurvenform der Referenzspannungen - UR und Fig.
2 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Erläuterung des Verfahren.
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Wie Fig. 2 zeigt, gelangt das Prüfsignal Up einerseits direkt an den
ersten Eingang der Vergleichsschaltung V und andererseits gelangt eine durch einen
Kanalschalter KS entnommene Abtastprobe des Prüfsignales Up an den Codierer C. Die
vom Codierer C codierte Abtastprobe gelangt dann in digitaler Form über einen weiteren
Kanalschalter KS in einen Zwischenspeicher
Z und von diesem anschliessend
über einen Kanalschalter KE in den Decodierer D. Der Zwischenspeicher Z wird nur
bei nichtsynchronem Betrieb von Codierer und Decodierer derselben Endstelle benötigt.
Bei synchronem Betrieb gelangt die jeweilige codierte Abtastprobe direkt vom Codierer
C über einen Kanal schalter in den Decodierer D. Selbstverständlich können die Abtastproben
des Prüfsignales Up vom Codierer C aus auch via Uebertragungskanal, Decodierer und
Codierer im entfernten Endamt und zurück über einen weiteren Uebertragungskanal
in den Decodierer D des eigenen Endamtes geschlauft übertragen werden. In diesem
Falle können gleichzeitig zwei Codierer und zwei Decodierer überwacht werden. Beim
Auftreten eines Fehlers ist aber nicht ohne weiteres klar, ob der Fehler in der
Ausrüstung des eigenen Endamtes oder in jener des entfernten Endamtes liegt.
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Jede einzelne der vom Decodierer D aufbereiteten analogen Abtastproben
des Prüfsignales Up gelangt über einen Amplitudenregler AR an den zweiten Eingang
der Vergleichschaltung V, um mit dem jeweiligen Momentanwert des ursprünglichen
Prüfsignales Up verglichen zu werden. Der ausdder ersten Abtastprobe jeder Prüfsignalamplitude
gewonnene Vergleichswert stellt jeweils den Amplitudenregler AR ein, um eine entsprechende
Anhebung oder Abschwächung der nachfolgenden Abtastproben der abklingenden Prüfsignalamplitude
zu bewirken.
Damit wird erreicht, dass die Vergleichsschaltung V
nur noch bei fehlerhaftem Arbeiten eines Codierers C oder eines Decodierers D einen
entsprechenden Vergleichswert abgeben kann. Eine Schwellwertschaltung Sl, S2 mit
durch eine' negative Referenzspannung -UR gesteuerten negativen Schwellwert und
durch eine positive Referenzspannung UR gesteuerten positiven Schwellwert übernimmt
den von der Vergleichsschaltung V abgegebenen Vergleichswert. Bei Ueberschreiten
bzw.
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Unterschreiten des vorgegebenen momentanen positiven bzw. negativen
Schwellwertes durch ein Vergleichssignal wird von der Schwellwertschaltung S1, S2
über ein ODER-Gatter'G eine Alarmstufe A zur Auslösung eines Alarmes angesteuert.
Die positive Referenzspannung +UR bzw. die negative -UR hat einen angenähert gleichen
Verlauf wie die positive bzw. negative Amplitude des Prüfsignales Up. Die Quantisierungsstufen
des im Codierer bzw.
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Decodierer enthaltenen Analag-Digital-bzw. Digital-Analog-Wandlers
weisen, um Verzerrungen bei kleinen Analogsignalen zu -vermeiden, üblicherweise
mit abnehmender Amplitude feiner gestufte Werte auf. Ein Prüfsignal, dessen positive
und negative Amplitude einen wenigstens angenähert exponentiell abSlingenden Spannungsverlauf
aufweist, hat somit eine ähnliche Charakteristik wie der Verlauf der Quantisierungskennlinie
im Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Wandler und hat deshalb den Vorteil, für
kleiner werdende Momentanwerte des Prüfsignales ebenfalls eine steigende Zahl von
Abtastproben zu liefern. Dadurch können sämtliche Quantisierungsstufen des Dynamikbereiches
durch
ein einzelnes, aperiodisches, aus einer positiven und einer
negativen Amplitude mit wenigstens angenähert exponentiell abklingendem Spannungsverlauf
bestehendes Prüfsignal überprüft werden, sofern die zeitliche Dauer tp der beiden
aufeinanderfolgenden Amplituden dem Produkt aus der Anzahl K Ouantisierungsstufen
und der zeitlichen Dauer tA zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen entspricht,
also tp = K * tA ist.
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Eine dauernde Ueberwachung lässt sich indessen nur durch ein periodisches
Prüfsignal erreichen, dessen Frequenz durch die Anzahl K Quantisierungsstufen des
Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Wandlers sowie durch die Abtastfrequenz fA bestimmt
ist. Damit während einer Periode des Prüfsignales jede einzelne Quantisierungsstufe
wenigstens einmal geprüft werden kann, f ergibt sich als Frequenz für das Prüfsignal
fp L K In PCM-Uebertragungsanlagen, die mit einer Abtastfrequenz von 8 KHz arbeiten
und Codierer bzw. Decodierer mit 256 Quantisierungsstufen aufweisen, wird für das
Prüfsignal zweckmässig eine Frequenz fp von 30 Hz gewählt. Den exponentiell abklingenden
Spannungsverlauf des Prüfsignales Up erhält man beispielsweise durch Differentiation
einer rechteckförmigen Wechselspannung mit der Frequenz fp.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass
der positive und der negative Schwellwert der Schwellwertschaltung durch eine positive
und eine negative Referenzspannung mit wenigstens angenähert exponentiell abklingendem
Spannungsverlauf im Takte des Prüfsignales eingestellt werden. Dadurch ergibt sich
eine variable, dem Momentanwert des Prüfsignales angeglichene Fehlergrenze.