DE2257590A1

DE2257590A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE REGENERATION OF PULSES

Info

Publication number: DE2257590A1
Application number: DE19722257590
Authority: DE
Inventors: Roland Moeckel; Lothar Dipl Ing Steinke
Original assignee: INST fur NACHRICHTENTECHNIK
Current assignee: INST fur NACHRICHTENTECHNIK
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1972-11-24
Publication date: 1973-07-26
Also published as: CS176311B1; DD97984A1; HU169339B; SU528694A1

Description

Schaltungsanordnung zur Regenerierung von Impulsen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regenerie rung von Impulsen, die eine optimale Erkennung der zu regenerierenden Impulse sicherstellt, auch wenn deren Amplituden schwanken und ihnen Störimpulse überlagert sind. Sie ist für alle Verfahren mit Impulsübertragung anwendbar, die ohne Amplitudenmodulation arbeiten und vorzugsweise für die Regenerierung von PCM-Signalen geeignet. Circuit arrangement for the regeneration of pulses The invention relates to a circuit arrangement for the regeneration of pulses, which is optimal Detection of the pulses to be regenerated ensures, even if their amplitudes fluctuate and interference pulses are superimposed on them. She is with all procedures Impulse transmission applicable that work without amplitude modulation and preferably suitable for the regeneration of PCM signals.

Für den letzteren Fall sind eine Anzahl von Anordnungen bekannt die die Formung Verstärkung und anschließende. vollständige Rege nerierung von Impulsen zum Inhalt haben die durch die umgebung und zeitabhängigen Übertragung eigenschaften des Übertragungsmediums, z.B. durch frequenzabhängigen Temperaturgang der Dämpfung Von Kabelleitungen, zeitabhängig verformt und in ihrer Amplitude storend beeinflußt werden, So ist es z.B. bekannt, die durch das Übertragungsmedium verzerr ten und geschwächten Impulse mit Hilfe eines Entzerrers und eines Vorverstärkers so vorzuformen, daß sie am Erkennungspunkt der Regenerierschaltung einwandfrei erkannt und in der Regel durch eine bistabile kippstufe vollständig regeneriert werden können. Bei der Regenerierung von Impulsen, denen ein Ranschspektrtun überlagert ist, wie es z.B0 durch das Nahnebensprechen beim Parallelbetrieb von mehreren PCM-Systemen in einem mehradrigen Kabel entstehen kann, ist neben der Art der Entzerrung des Kabels die Lage der Erkennungsschwelle in bezug au9 die Amplitude der am Erkennungspunkt anliegenden vorgeformten Impulse ausschlaggebend.A number of arrangements are known for the latter case the shaping reinforcement and subsequent. complete regeneration of pulses the content is based on the transmission properties that are dependent on the environment and time of the transmission medium, e.g. through frequency-dependent temperature response of the damping From cable lines, deformed as a function of time and disruptively influenced in their amplitude For example, it is known that the transmission medium distorted and to pre-shape weakened pulses with the help of an equalizer and a preamplifier, that they are properly recognized at the detection point of the regeneration circuit and in the Can usually be fully regenerated by a bistable flip-flop. at the regeneration of impulses on which a Ranschspektrtun is superimposed, such as e.g. due to the near-end crosstalk when operating several PCM systems in parallel in a multi-core Cable can arise is next to the type of equalization of the cable, the position of the detection threshold in relation to the amplitude of the at the detection point applied preformed impulses are decisive.

Bei einer optimalen Dimensionierung der Regenerierschaltung sollte die Erkennungsschwelle, d.h. die Spannungsschwelle am Erkennungspunkt, der halben anliegenden Impulsamplitude entsprechen, d.h, also: =A/2, (1) Hierin bedeuten: US = Schwellwertspannung, A = Impulsamplitude.With an optimal dimensioning of the regeneration circuit should the detection threshold, i.e. the voltage threshold at the detection point, half of that applied pulse amplitude, i.e., i.e.: = A / 2, (1) Herein mean: US = Threshold voltage, A = pulse amplitude.

Es ist ferner ein Verfahren bekannt, das von einer konstanten Erkennungsschwelle abgeht und diese durch eine Schwellwertsteuerung in Abhängigkeit von der anliegenden Impulsamplitude ersetzt, derart, daß die Bedingung nach Gleichung (1) erfüllt ist. Hierbei wird die Erkennungsschwelle durch eine Gleichspannung gesteuert und gehalten, die wegen der erforderlichen Glättung durch Spitzengleichrichtung der vorgeformten und zu regenerierenden Impulse gewonnen wird.Furthermore, a method is known which is based on a constant detection threshold goes off and this by a threshold control depending on the pending Replaced pulse amplitude in such a way that the condition of equation (1) is met. The detection threshold is controlled and maintained by a direct voltage, those because of the necessary smoothing through tip rectification of the preformed and impulses to be regenerated are obtained.

Ferner ist es bekannt, mit konstanter Erkennungsschwelle zu arbeiten und dafür den Vorverstärker geregelt auszuführen, so daß am Erkennungspunkt immer die gleiche konstante vorgeformte Impuls amplitude unabhängig g von den Dämpfungsschwankungen des Ubertragungsmedium gewährleistet ist.It is also known to work with a constant detection threshold and for this to run the preamplifier regulated, so that always at the detection point the same constant preformed pulse amplitude independent of the attenuation fluctuations of the transmission medium is guaranteed.

Auch in diesem Falle wird die Spannung zur Regelung des Vorverstärkers durch Spitzengleichrichtung der vorgeformten Impulse am Ausgang des Vorverstärkers gewonnen.In this case, too, the voltage is used to regulate the preamplifier by Peak rectification of the preformed pulses obtained at the output of the preamplifier.

Beide Verfahren verfüllen mit ihren großen Zeitkonstanten zur Gewinnung der Steuer- bzw. Regelspannung die Forderung, nach Gleit chung (1), um z. 3. die relativ langsamen, temperaturabhängigen Änderungen der übertragenen Impulse nachzuführen, nur dann, wenn keine impulsmäßigen Störsignale den zu regenerierenden Impulssignalen überlagert sind, bzw. wenn Störungen als weißes oder rosa Rauschen mit Gauß'scher Amplitudenverteilung anliegen.Both methods fill with their large time constants for extraction the control or regulating voltage the requirement, after sliding chung (1) to z. 3. the track relatively slow, temperature-dependent changes in the transmitted pulses, only if there are no impulsive interfering signals in the impulse signals to be regenerated are superimposed, or if disturbances as white or pink noise with Gaussian Apply amplitude distribution.

Bei vorliegenden impulsförmigen Stbrslgnalen mit genügend hohem Energieinhalt oder bei periodischem Auftreten der Störimpulse haftet beiden Verfahren der prinzipielle Nachteil an, daß die Erkennungsschwelle bzw. die geregelte Impulsamplitude am Vorverstärkerausgang nicht mehr durch die Amplitude des Nutzsignals, sondern durch die Spitzenwerte der überlagerten Nutz- und Sitörimpulse bestimmt wird. Dies hat zur Folge, daß die Bedingung nach Gleichung (1) nicht mehr erfüllt wird und verstärkt Fehlerkennungen von Impulsen auftreten, auch dann, wenn die auf getretenen Störimpulse abgeklungen sind, da infolge der großen Entladezeitkonstante bei der Spitzengleichrichtung die Steuer-bzw. Regelspannung sich langsam über mehrere Nutzimpulsschritte hinweg dem durch-die Nutzimpul samplitude vorgegebenen Nennwert nähert.In the case of pulsed safety signals with a sufficiently high energy content or if the interference pulses occur periodically, the principle applies to both methods Disadvantage is that the detection threshold or the regulated pulse amplitude at the preamplifier output no longer through the amplitude of the useful signal, but through the peak values of the superimposed useful and noise pulses is determined. As a result, the condition according to equation (1) is no longer fulfilled and amplifies incorrect detection of pulses occur, even if the interfering pulses that have occurred have subsided, as a result the large discharge time constant in the peak rectification, the control or. Control voltage slowly over several useful pulse steps away from the useful pulse amplitude approaching the specified nominal value.

Die Folge hiervon sind sogenannte Fehler-"bursts", d.h. eine Anhäufung von hintereinander auftretenden Fehl-Erkennungen, die durch eine oder mehrere Störimpulse, die den übertragenen Signal-Impulsen überlagert sind, ausgelöst werden.The result of this is so-called error "bursts", i.e. an accumulation successive false detections caused by one or more interference pulses, which are superimposed on the transmitted signal pulses are triggered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die bei sporadisch auftretenden, sprungartigen Störimpulsen, die einer Signalimpuisfolge überlagert sind, deren Amplituden sich im Verhältnis zu den Amplituden der Störimpulse wesentlich langsamer ändern, dafür sorgt, daß das Verhältnis zwischen den Amplituden der Signalimpulsfolge und der Höhe der Erkennungsschwelle am Erkennungspunkt entsprechend der optimalen Bedingung nach Gleichung (1) erhalten bleibt, und ferner die Entstehung von Fehler-burstsn vermieden wird.The invention is based on the object of a circuit arrangement to create the sporadic, sudden interfering impulses that one Signal pulse sequence are superimposed, the amplitudes of which are in relation to the amplitudes the glitches change much more slowly, which ensures that the ratio between the amplitudes of the signal pulse train and the height of the detection threshold at the detection point is maintained according to the optimal condition according to equation (1), and further the occurrence of error burstsn is avoided.

Dabei macht die Erfindung von einen Vorverstärker und einer von ihm gesteuerten, mit einer Erkennungsschwelle ausgestatteten Koinzidenzschaltung Gebrauch, wobei dem Vorverstärker eine Begrenzerschaltung nachgeschaltet ist, Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Begrenzerschaltung eine Vorspannung aufweist, deren Wert so bemessen ist, daß der Einsatzpunkt der Begrenzung beim doppelten Wert oder geringfügig über dem doppelten Wert der Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung liegt, Die Vorspannung der Begrenzerschaltung läßt sich beispielsweise aus der Steuerspannung der Koinzidenzschaltung ableiten.In doing so, the invention of a preamplifier and one of it makes controlled coincidence circuit equipped with a detection threshold use, wherein the preamplifier is followed by a limiter circuit, the said The object is achieved according to the invention in that the limiter circuit has a bias voltage has, the value of which is such that the starting point of the limitation at double Value or slightly above twice the value of the detection threshold of the coincidence circuit The bias of the limiter circuit can be derived, for example, from the control voltage derive the coincidence circuit.

Die Begrenzerschaltung kann auch so ausgelegt sein, daß ihrs zur Begrenzung dienenden Schaltmittel eine innere Vorspannung aufweisen, z.B. Zenerdioden. Als Vorspannung kann auch eine der Begrenzerochaltung von außen zugeführte Fremdspannung dienen.The limiter circuit can also be designed so that yours to limit used switching means have an internal bias, e.g. Zener diodes. as Bias voltage can also be an external voltage supplied to the limiter circuit from the outside to serve.

Ferner ist es möglich, die Vorspannung aus der Schaltung des Vorverstärkers abzuleiten.It is also possible to get the bias from the circuit of the preamplifier derive.

Anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispie len soll die Erfindung näher erläutert werden.Based on the examples shown in the drawing the invention is to be explained in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung stellt die Fig. 1: ein Blockschaltbild einer-Regenerierscha'ltung für PCM-Übertragungs.zwe.cke dar, bei der für die Koinzidenzschaltung eine Schwellwertsteuerung-vorgesehen ist. Die Fig. 2 bis 3 zeigen Blockschaltbilder mit einem-geregelten Vorverstärker und fester Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung.In the accompanying drawing, FIG. 1 shows a block diagram a regeneration circuit for PCM transmission purposes, in the case of the coincidence circuit a threshold control is provided. FIGS. 2 to 3 show block diagrams with a regulated preamplifier and a fixed detection threshold of the coincidence circuit.

Ein Leitungsentzerrer 1 dient zum Ausgleich des Frequenzganges der Leitungsdämpfung, ein Vorverstärker 2 gleicht die Grunddämpfung aus. Darüber hinaus begrenzen der Leitungsentzerrer 1 und der Vorverstärker 2 das übertragene Frequenzband oberhalb einer vorgegebenen Grenzfrequenz, die sich nach-der übertragenen Bitrate der Signalimpulse richtet.A line equalizer 1 is used to compensate for the frequency response Line attenuation, a preamplifier 2 compensates for the basic attenuation. Furthermore the line equalizer 1 and the preamplifier 2 limit the transmitted frequency band above a predetermined cut-off frequency, which depends on the transmitted bit rate directs the signal impulses.

Dem Vorverstärker 2 in Fig, 1 ist eine Begrenzerschaltung 3 nachgeschaltet, der eine Gleichrichterschaltung 4 und eine Siebschaltung 5 folgen, deren Ausgang mit einer Koinzidenzschaltung 6 verbunden ist. Der Koinzidenzschaltung 6 werden iiber den Vorverstärker 2 auch die eingetroffenen Signalimpulse zugeführt. Zu bestimmten, von einer Taktimpulsfolge T abhängigen Zeitpunkten wird in der Koinzidenzschaltung 6 überprüft, ob ein eingetroffener Signalimpuls die Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung 6 überschritten hat oder nicht.The preamplifier 2 in Fig. 1 is followed by a limiter circuit 3, followed by a rectifier circuit 4 and a filter circuit 5, the output of which is connected to a coincidence circuit 6. The coincidence circuit 6 will be The received signal pulses are also supplied via the preamplifier 2. To determine, of a clock pulse sequence T dependent times is in the coincidence circuit 6 checks whether an incoming signal pulse exceeds the detection threshold of the coincidence circuit Exceeded 6 or not.

Im ersteren Palle wird eine bistabile Kippstufe 7 vom Ruhezustand in den Arbeitszustand versetzt und anschlieDend durch den nächsten Taktimpuls wieder zurückgestellt.In the first case, a bistable flip-flop 7 is switched from the idle state put into the working state and then again by the next clock pulse deferred.

Die Erkennungsschwelle der Koinzidenz schaltung 6 wird über die Gleichrichterschaltung 4 und die Siebschaltung 5, die eine Spitzengleichrichtung bewirken, von den am Ausgang des Vorverstärkers 2 auftretenden Amplituden der Signalimpulse gesteuert, Von der am Ausgang der Siebschaltung 5 auftretenden Steuerspannung für die Koinzidenzschaltung 6 wird eine Spannung abgeleitet, die als Vorspannung der Begrenzerschaltung 3 zugeführt wird. Die Vorspannung ist so bemessen, daß der Einsatzpunkt der Begrenzung beim doppelten Wert oder geringfügig über dem doppelten Wert der Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung 6 liegt. Damit liegt der Begrenzereinsatz stets etwas über der jeweiligen Amplitude eintreffender Signalimpulse. Gleichzeitig wird erreicht, daß bei geringen Amplitudenerhöhungen, z.B, aufgrund von Temperaturänderungen des Übertragungsmediums, die Spitzengleichrichtung wirksam bleibt und die Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung 6 entsprechend nachgeführt werden kann.The detection threshold of the coincidence circuit 6 is via the rectifier circuit 4 and the filter circuit 5, which effect peak rectification, of those at the output of the preamplifier 2 occurring amplitudes of the signal pulses controlled by the at the output of the filter circuit 5 occurring control voltage for the coincidence circuit 6, a voltage is derived which is fed to the limiter circuit 3 as a bias voltage will. The preload is dimensioned so that the starting point of the limitation at twice the value or slightly above twice the value of the detection threshold of the Coincidence circuit 6 is. This means that the use of the limiter is always slightly above the respective amplitude of incoming signal pulses. At the same time it is achieved that with small increases in amplitude, e.g. due to temperature changes in the transmission medium, the peak rectification remains effective and the detection threshold of the coincidence circuit 6 can be adjusted accordingly.

Auftretende Störimpulse werden jedoch derartig stark beschnitten, daß sie nicht wirksam werden können. Hierbei wird die am Ausgang der Siebschaltung 5 auftretende Steuerspannung nur wn die geringe Differenz zwischen der Amplitude der eintreffenden Signalimpulse und den Punkt des Begrenzungseinsatzes erhöht, so daß die Erkennungsschwelle der Koinzidenzschaltung 6 nur unwesentlich verschoben wird.Occurring glitches are cut to such an extent, however, that that they cannot take effect. This is the output of the filter circuit 5 occurring control voltage only wn the small difference between the amplitude the incoming signal impulses and the point of the limit use increased, so that the detection threshold of the coincidence circuit 6 shifted only insignificantly will.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Blockschalbilder mit voneinander abweichenden Anordnungen der Begrenzerschaltung 3, die sowohl mit einem geregelten Vorverstärker 8 als auch mit der Gleichrichterschaltung 4 vereinigt werden kann. Hierbei ist die Erkennungsschwelle der Koinizidenzschaltung 6 fest vorgegeben. Die hinter der Siebschaltung 5 auftretende Gleichspannung zur Regelung-des Vorverstärkers 8 wird. gegebenenfalls von einem Gleichspannungsverstärker 9 verstärkt, Durch ausreichen.de -Verstärkung im Regelkreis kann die Proportionalitätsabweichung der Regelspannung hinreichend klein gehalten werden, so daß die Amplituden der Signalimpulse am Ausgang des geregelten Vorverstärkers 8 unabhängig von den Amplituden der eintreffenden Signalimpulse gleich bleiben. Im Gegensatz zu Fig. 1 benötigt die Begrenzungsschaltung in den Fig. 2 bis 4 keine besondere von der Steuerspannung der Koinzidenzschaltung 6 abgeleitete Vorspannung. Diese wird entweder aus einer nicht dargestellten Fremdspannungsquelle entnommen oder ist den Bauelementen ianent .- -Hierbei braucht nur der Spielraum für die Proportionalitätsabweichung berücksichtigt zu werden. Bei allen Ausführungsbeispiel.en ergibt sich.- eine reduzierende Wirkung der Begrenzerschaltung 3 auf Störimpulse, so daß damit keine nennenswerte Veränderung des Verhältnisses nach Gleichung (l.) eintritt.Figs. 2 to 4 show block diagrams with differing from one another Arrangements of the limiter circuit 3, both with a regulated preamplifier 8 as well as with the rectifier circuit 4 can be combined. Here is the The detection threshold of the coincidence circuit 6 is fixedly predetermined. The one behind the filter circuit 5 occurring DC voltage for regulating the preamplifier 8 is. possibly amplified by a DC voltage amplifier 9, through sufficient.de amplification In the control loop, the proportionality deviation of the control voltage can be sufficient are kept small so that the amplitudes of the signal pulses at the output of the regulated Preamplifier 8 is the same regardless of the amplitudes of the incoming signal pulses stay. In contrast to FIG. 1, the limiting circuit in FIG. 2 requires to 4 no particular derived from the control voltage of the coincidence circuit 6 Preload. This is either from an external voltage source (not shown) taken or is ianent from the components to be taken into account for the proportionality deviation. In all exemplary embodiments - a reducing effect of the limiter circuit 3 on interference pulses, so that there is no significant change in the ratio according to equation (l.) entry.

Selbstverständlich können zur Erzielung eines besonders scharfen Einsatzpunktes der Begrenzung der Störimpulse Beispiele der angeführten Schaltungsanordnungen untereinander kombiniert weren, z.B. die Schaltung nach Fig. 3,mit der Schaltung nach Fig. 4.Of course, to achieve a particularly sharp point of use the limitation of the interference pulses Examples of the circuit arrangements listed with one another combined, e.g., the circuit of Fig. 3, with the circuit of Fig. 4.

Aufstellung der Bezugszeichen 1 = Leitungsentzerrer 2 = Vorverstärker 3 = Begrenzerschaltung 4 = Gleichrichterschaltung 5 = Siebschaltung 6 = Koinzidenzschaltung 7 = bistabile Kippstufe 8 = geregelter Vorverstärker 9 = Gleichspannungsverstärker T = Taktimpulsfolge, TaktList of reference symbols 1 = line equalizer 2 = preamplifier 3 = limiter circuit 4 = rectifier circuit 5 = filter circuit 6 = coincidence circuit 7 = bistable multivibrator 8 = regulated preamplifier 9 = DC voltage amplifier T = clock pulse train, clock

Claims

Claims: G circuit arrangement for the regeneration of pulses, preferably of PCM pulses, in which a preamplifier is one with a detection threshold equipped coincidence circuit controls and the preamplifier a limiter circuit is connected downstream, characterized in that the limiter circuit (3) has a Has bias, the value of which is such that the starting point of the limitation at twice the value or slightly above twice the value of the detection threshold the coincidence circuit (6) is located.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the bias of the limiter circuit (3) from the control voltage of the coincidence circuit (6) is derived

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the switching elements of the limiter circuit (3) have an internal bias.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that an external voltage source as the voltage source for biasing the limiter circuit (3) is provided, 5, circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the bias for the limiter circuit (3) from the circuit of the preamplifier (8, Fig, 3) is obtained, L e r s e i t e