DE2263004A1

DE2263004A1 - Zeitmultiplex-demultiplex-system

Info

Publication number: DE2263004A1
Application number: DE2263004A
Authority: DE
Inventors: Ellis Eugene Eves; Gerald Fred Ross; Leon Susman
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1973-06-28
Also published as: JPS4871908A; US3763318A; IT974134B; FR2165639A5; JPS5716542B2; GB1414467A

Description

'-■■Λ. ·,:.-■}. G. Koch
ih, T. Haibach

22* DeseoDer 1972

1% Ο4γ ·

Sperry Rand Corporation, Hew

Zeitmultiplex-Demultiplex-Systera

Die Erfindung besieht sich auf Zeltmiitipless-Systeme zur übertragung paralleler digitaler insbesondere (jedoch nicht ausschließlich) mit frequenzen im Gigahertzbereiofe_e

Es sind Zeitmultlplex^Demultiplex-Systeme bekamt* üle nsit Kilohertz- und Megahertz-Ziffernfolgefrequ@3a2@© Derartige Systeme verwenden normalerweise Serien-Parallel-Umsetzerschaltungaii unter Schieberegistern. Bei derartigen Systemen ist es zur führung der erforderlichen Vorsteuerfunktlanea Fällen erforderlich, einen Impisls «alt einer Xnpulswlederholfrequenz im Kilohertz- oder sogar Slegahertasber^Ich an-eine Vielzahl von Gattern anzulegen, Di®s@ Funktion fc®m geräte« mäßig dadurch ausgeführt weiten, daS alle @at^©r mit @in@? gemeinsamen Leitung verbunden werden« an die u®w Impuls esa« gelegt wird. Bei Impulswiederholfrequensen-la @igah9rte° bereich kann dieses Schema jedoch aufgrund der Ausbreitungs« Verzögerungen entlang der Leitung« die

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hervorrufen, die den richtigen Betrieb des Systems unterbrechen« nicht angewandt werden· Bei derartigen Systemen» die mit Impulswiederholfrequenzen in Qigahertzbereich betrieben werden, werden In vielen Fällen zusammengesetzte Impulsverteilungssysteme verwendet, die gleiche Längen von Übertragungsleitungen oder Übertragungsleitungs-"Tannenbaum"-Netzwerke oder T-Olleder umfassen, die die Impulsquelle mit einer Vielzahl von Gattern zur gleichzeitigen Zuführung des Impulses an diese Oatter verbinden· Derartige Systeme weisen natürlich einen großen Raumbedarf auf und sind aufwendig, weil die Konstruktionsparameter die zulässigen Leitungslangen diktieren uni in vielen Fällen schwierige Impedanzanpaßprobleme entstehen lassen·

Es sind Zeitmultiplex-Demultiplex-Systeme für einen Betrieb bei Ziffernfolgefrequenzen Im Olgahertzbereich bekannt, bei denen die Ze its teuer- und Datenimpulse In entgegengesetzten Richtungen entlang der gleichen Übertragungsleitung wandern, an die Oatter unter gleichen Abständen angeschaltet sind. Bei derartigen Systemen müssen ziemlich lange Verzögerungen zwischen den mit der Leitung verbundenen Gattern verwendet werden, damit eine Impulsttberlappung verhindert wird. Außerdem stören sich die in entgegengesetzten Richtungen auf der Leitung verlaufenden Impulse In vielen Fällen gegenseitig, wodurch sich ein fehlerhafter Betrieb des Systems ergibt.

Ein erflndungsgeraäß ausgebildetes Zeitmultiplex-Demultiplex-System zur übertragung paralleler digitaler Datenworte umfaßt eine Folge erster Gatterelnriohtungen mit jeweils ersten und zweiten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses an dem Ausgang bei einer zeitlichen Koinzidenz eines Impulses an dem ersten Eingang mit einem vorgegebenen Ziffernwert an dem zweiten Eingang, eine Folge von ersten

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Verzögerungseinrichtungen, die die ersten Eingänge benachbarter erster Gattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden» wobei die zweiten Eingänge der ersten Gattereinrichtungen die Ziffern der Datenworte empfangen können, eine Folge von zweiten VerzÖgerungselnriohtungen, die die Ausgänge benachbarter erster Gattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Folge von zweiten Gattereinrichtungen mit jeweils dritten und vierten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses an dem Ausgang bei zeitlicher Koinzidenz von Impulsen an den dritten bzw. vierten Eingängen« eine Folge von dritten Verzögerungseinrichtungen« die die dritten Eingänge benachbarter zweiter Gattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Folge von vierten Verzögerungseinrichtungen, die die vierten Eingänge benachbarter zweiter Gattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Quelle für Koinzidenzimpulse, die mit einem Ende der Folge von ersten Verzögerungseinrichtungen zur Zuführung eines Koinzidenzimpulses in zeitlicher Koinzidenz jeweils mit den Datenworten verbunden ist, erste Übertragungsleltungselemente, die das andere Ende der Folge von ersten Verzögerungseinriehtungen mit der Folge der dritten Verzögerungseinrichtung* verbinden, und zweite Übertragungsleitungselernente, die die Folge von zweiten Verzögerungseinriehtungen mit der Folge von vierten Verzögerungseinrichtungen verbinden, wobei sich der Koinzidehziaipuls aufeinanderfolgend ent^· lang der Folge von ersten Verzögerungseinriehtungen, der ersten Übertragungsleitungseleraente und der Folge von dritten Verzögerungseinriehtungen ausbreitet, wobei ferner die jeweils an die ersten Eingänge angelegten, Ziffern der Datenworte darstellendenXmpulse seriell Über die zweiten übertragungsleitungselemente an die Folge von vierten Verzögerungs· einrichtungen angelegt werden und wobei die zeitliche Koinzidenz mit den Koinzidenzimpulsen die Ziffern der Daten-

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worte Jeweils an den Ausgängen der zweiten Gattereinrichtungen liefert.

Ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ergibt ein Zeitmultiplex-Demultiplex-System zur Umsetzung paralleler digitaler Datenworte» die mit Megahertz-Wiederholfrequenzen auftreten« in einen seriellen Ziffernfluß mit Gigahertz-Wiederholfrequenzen, zur Übertragung des Ziffernflusses entlang einer Übertragungsleitung und zur Umwandlung des übertragenen Ziffernflusses in die ursprünglichen parallelen digitalen Datenworte. Der Multiplex-Teil des bevorzugten Systems umfaßt eine Folge von ersten Gattern mit jeweils ersten und zweiten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses am Ausgang bei einer zeitlichen Koinzidenz eines Impulses an dem ersten Eingang mit einem vorgegebenen Ziffernwert an dem zweiten Eingang. Eine Folge von ersten Verzögerungselementen verbindet die ersten Eingänge benachbarter erster Gatter Jeweils miteinander, wobei die zweiten Eingänge der ersten Gatter die Ziffern der jeweils zu übertragenden Datenworte empfangen können. Eine Folge von zweiten Verzögerungselementen verbindet die Ausgänge benachbarter erster Gatter Jeweils miteinander.

Der Demultiplex-Teil des Systems umfaßt eine Folge von zweiten Gattern mit Jeweils dritten und vierten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses am Ausgang bei einer zeitlichen Koinzidenz von Impulsen an den dritten bzw. vierten Eingängen. Eine Folge von dritten Verzögerungselementen verbindet die dritten Eingänge benachbarter zweiter Gatter jeweils miteinander und eine Folge von vierten Verzöge rungs θ lernen ten verbindet die vierten Eingänge benachbarter zweiter Oatter Jeweils miteinander. Eine mit einem Ende der Folge von ersten Verzögerungselementen verbundene Quelle

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It «It«

für Koinzidenziiapulse führt diese» Ende einen Kcinaidena· impuls in zeitlicher Koin*id«n* jeweils mit den Datenworten au»

Die Multiplex«- und Demultiplex-TelIe des Systems sind miteinander über βine erste Übertragungsleitung* die d&s andere JSnde der Folge von ersten Verzögerungeeleacnten mit der Folge von dritten Verzogerungstieiefnten verfeindet, und über eine s^oite übertragungsleitung verbunden, die dis ?dlse von zweiten Verzögerungselementen mit der Folge von vierten VerzSgsvungselementen verbindet«

Der sich aufeinanderfolgend entlang der Folge von ersten 7er£äg3i*ung3elementen« der ereten Übertragungsleitung und der Folge vcn dritten Vereögerungtelementen ausbreitende Impuls bewirkt das Zuführen von dta jeweils an die ersten Eingänge der ersten Gatter angelegten, Ziffern der Datenviorte entsprechenden.Impulsen in serieller Form über die zweite übortrasungeleitung an die Folge von vierten Versögerunsselemcnten, wobei die zeitlich Koinzidenz mit dem Kolnzidenzimpuls die Ziffern der Detenworte jeweils an den Ausgängen der zweiten Oatter liefert.

Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten AuofUhrungsbeispielen der Erfindung noch näher eriSutert*

In der Zeichnung zeigen: Pig* 1 ein Blockschaltbild einer AusfUhrungefern»

dee

Pig, 2 ein irapulE—Zeitsteuer-Dlagramo, das'die Zeit

steuerung eines typischen S;/nthetislez"£'tters eines Multiplcx-Tcila des Systems nach Fig· I zeigt:

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BAD

Flg. 3 ein Schaltbild eines In den MuI tipi ex-Teil

nach Pig· 1 verwendeten 3ynthetlslerßattersi

Fig. 4 ein Schaltbild eines in den Demultiplex-»

Teil des Systeme naoh Fig. 1 verwendeten Wiederherstellungsgatters·

Das in Fig. 1 dargestellte Multiplex-Demultlplex-System 10 umfaßt einen Multiplex-(oder Synthetisier-)Teil 11 und einen Demultiplex-(oder Wlederherstellung-)Te 11 12, Der Synthetisierteil 11 umfaßt eine Folge von Synthetisiergattern 13, von denen zwei benachbarte typische Gatter mit 14 und 15 bezeichnet sind. Die Gatter 13 sind zueinander identisch, wobei ein typisches Gatter erste und zweite Eingänge und einen Ausgang aufweist. Beispielsweise sind die ersten und zweiten Eingänge und der Ausgang des Oatters 14 mit 16, 17 bzw. 20 bezeichnet, während die ersten und zweiten Eingänge und der Ausgang des Gatters 15 mit 21, 22 bzw. 23 bezeichnet sind. Jedes der Gatter 13 liefert einen Impuls an seinem Ausgang bei einer zeitlichen Koinzidenz eines Impulses an seinem ersten Eingang mit einem vorgegebenen Ziffernwert an seinem zweiten Eingang. Wenn beispielsweise ein Impuls am Eingang 16 erscheint, der zeitlich mit der Zuführung einer binären ⁿ0ⁿ an den Eingang 17 zusammenfällt, erscheint ein Impuls am Ausgang 20. Wenn Jedoch dem Eingang 17 eine binäre "l" zugeführt wird, erscheint unabhängig von dem Vorhandensein eines Impulses am Eingang 16 kein Impuls am Ausgang 20.

Die ersten Eingänge benachbarter Gatter 13 sind Jeweils miteinander durch eine Folge von Verzögerungselementen 24 verbunden. Beispielswelse ist der Eingang 16 des Gatters 14 mit dem Eingang 21 des Gatters 15 über ein Verzögerungselement 25 verbunden. Jedes der Folge von Verzögerungselementen 24 kann durch eine Länge einer streuungsfreien übertragungsleitung

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gebildet sein, die in der TIM-Mode arbeitet, und die in dem beschriebenen Ausführungebeispiel der Irfindung vorzugsweise eine Mikrowellen-StreifenUbertragungsleitung umfaßt«, Die für das bevorzugte Ausführungebeispiel der Erfindung gewählte Länge der übertragungsleitung ist derart, daß sich eine Auebreitungsverzögerung von 0,5 Nanosekunden zwischen den Eingängen 16 und 21 der Gatter 14 bzw. 15 undin gleicher Weise für die Übrigen Gatter 13 ergibt. Jeder der zweiten Singänge der Gatter 13 kann eine entsprechende Ziffer der zu übertragenden Datenworte empfangen. Die Ausgänge benachbarter Gatter 1} sind jeweils miteinander über eine Folge von Verzögerungselementen 26 verbunden. Beispielsweise ist der Ausgang 20 des Gatters 14 mit dem Ausgang 23 des Gatters über ein Verzögerungselement 27 verbunden. Die Folge der Verzögerungs» elemente 26 kann beispielsweise Mikrowellen-StreifenUbertragungsleitungen umfassen, die gleich denen sind, die in bezug auf die Folge von Verzögerungsei eine rJ;c» 25 beschrieben wurden. Jede der Längen der Übertragungsleitung der Folge von Elementen 26 kann beispielsweise so gewähl' werden, daß sich eine Ausbreitungsverzögerung von 1,5 Nanosekunden ergibt. Beispielswelse ist die übertragungsleitung 27 so ausgewählt, daß si« eine Ausbreitungsverzögerung von 1,5 Nanosekunden zwischen den Ausgängen 20 und 23 der Gatter 14 bzw, 15 ergibt» Es ist verständlich, daß die Verzögerungswerte von 0,5 Nanosekunden und 1,5 Nanosekungen, die den Verzögerungselementen 25 und 27 zugeordnet sind, nur Beispiele darstellen sollen und daß andere Werte der Verzögerung bei der Ausführung der Erfindung möglich sind. Es ist jedoch verständlich, daß die für die Abschnitt· der Leitung 24 gewählten VerzOgerungawerte sich von den für die Abschnitte der Leitung 26 gewählten Verzögerungswerten aus noch zu erläuternden Oründen unterscheiden sollten.

Der Multiplexteil 11 des Systeme 1st mit dem Demultlplextell 12 übe]

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eine Koinzidenslmpulaleitung 20 und eine Ziffernflußleitung 21 verbunden. Die Leitungen 30 und 31 sind Streuungefreie Mikrowellen-übertraeungsleltungen, die in der TEM-Mode arbeiten und

die in dem bevorzugten AuefQhrungebeispiel durch flexible Mikrowellen-Übertragungeleitungen gebildet «erden. Ein Ende der übertragungsleitung 30 ist mit einem Ende der Folge von VersOgerungselementen 24 verbunden und ein Ende der übertragungsleitung 31 ist mit einem Ende der Folge von Verzögerungselementen 26 verbunden, um die Koinzidenz-Zeitsteuerimpulse biw. den Fluß der Ziffernimpulee an den Demultiplexteil 12 dea Systems In einer zu erläuternden Weise zu fibertragen.

Der Demultiplexteil 12 des Systems umfaßt eine Folge von Wiederherstellungsgattern 32. Jedes der Gatter 32 schließt zwei Eingänge und einen Ausgang ein, wobei die beiden Eingänge als dritte und vierte Eingänge bezeichnet sind, um sie in zweckmäßigerUeise von den beiden Eingängen der Gatter 13 zu unterscheiden. Beispielswelse sind zwei benachbarte Gatter der Folge von Gattern 32 mit 33 und 34 bezeichnet. Die dritten und vierten Eingänge und der Ausgang des Gatters 33 sind mit 35» 36 bzw. bezeichnet und in gleicher Weise sind die dritten und vierten Eingänge und der Ausgang des Gatters 34 mit 40, 41 bzw. 42 bezeichnet .

Jedes der Gatter 32 liefert ein Signal an seinen Ausgang, das eine binäre "CT darstellt, wenn Impulse mit zeitlicher Koinzidenz an seinen Eingängen auftreten. Wenn die Impulse an seinen Eingängen keine zeitliehe Koinzidenz aufweisen, ist der Ausgang des Gatters ein binäres "1"-Signal.

Die dritten Eingänge benachbarter Gatter 32 sind jeweils miteinander über eine Folge von Verzögerungselementen 43 verbunden. Beispielsweise sind die Eingänge 35 und 40 der Gatter 33 bzw. 34 miteinander über ein VerzOgerungselement 44 ver-

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bunden. Die dritten Eingänge der übrigen Gatter 32 sind in gleicher Weise durch die Veraögerungeelemente der Folge von Elementen 43 miteinander verbunden«

In gleicher Weise sind die vierten Eingänge der Gatter 32 einander über eine Folge von VerzOgerungselementen 45 verbunden. Beispieleweise sind die Eingänge 36 und 41 der Gatter 33 bsw. 34 miteinander über ein Verzögerungselement 46 verbunden. Die Verzögerungselemente 43 und 45 können von der gleichen Art sein, wie sie weiter oben in bezug auf die Verzögerungselemente 24 beschrieben wurden. Beispielsweise können die Elemente durch streuungsfreie Mikrowellen-Streifenübertragungsleitungen gebildet sein, die in der TEM-Betriebsweise arbeiten. Die Längen der übertragungsleitung der Elemente 43 können beispielsweise so gewählt werden, daß sich eine Ausbreitungsverzögerung von 0,5 Nanosekunden zwischen benachbarten dritten Eingängen der Gatter 32 ergibt und die Längen der Übertragungsleitungen 45 können beispielsweise' so gewählt sein, daß sich eine Ausbreitungsverzögerung von 1,5 Nanoeekunden zwischen benachbarten vierten Eingängen der Gatter 32 ergibt. In einer zu der unter Bezugnahme auf dem Multlplexteil 11 beschriebenen Weise ähnlichen Weise sind die Verzögerungswerte willkürlich, sie müssen jedoch selbstverständlich mit denen übereinstimmen, die für die Verzögerungselemente 24 bzw. 26 gewählt wurden. Die Enden der Folgen von Verzögerungselementen 43 und 45 sind mit den Übertragungsleitungen 30 bzw. 31 in Reihe geschaltet.

Das Multiplex-Demultiplex-System IO schließt, sodann weiterhin einen Koinzidenzimpulsgenerator 50 ein. Der Generator 50 umfaßt einen üblichen Lawinendurchbruch-Transistor-Impulsgenerator zur Lieferung schmaler Impulse, beispielsweise mit einer Breite von 1 Nanosekunde, und zwar in Abhängigkeit von einem Taktsteuerimpulssignal an einem Anschluß 51. Das dem Anschluß 51 zugeführte Taktsignal ist derart, daß der Generator

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50 seine impulse mit der Datenfrequens der Eingangsworte und ■jmohron hierzu liefert· Der Ausgang des Koinzidensimpulsgenerators 50 wird einem Ende der Folge von VeraÖgerungselementen 24 zugeführt.

Die in Reihe geschaltete Folge von Verzögerungeelementen 24, die Koinzidenzimpulsleitung 50 und die Folge von Vereögerungselementen 43 bildet eine Obertragungsleitung mit einem Eingang·" ansehluß, der mit dem Koinzidenzimpulsgenerator 50 verbunden ist, wobei eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen mit den Eingängen der Gatter 13 und eine Gruppe von Ausgangsansohlüssen mit den Eingängen der Oatter 32 verbunden ist. Diese übertragungsleitung ist über einen widerstand 52 gegen Erde abgeschlossen. Der Wert (50 Ohm) des Widerstands 52 1st derart gewählt, daß er an die charakteristische Impedanz der Leitung derart angepaßt ist, daß entlang der Leitung verlaufende Impulse nioht von dem Abschluß reflektiert werden.

In ähnlicher Weise bilden die in Reihe geschaltete Folge von VersOgorungselementen 26, die Ziffemflußleitung 31 und die Folge von Verzögerungselementen 45 eine übertragungsleitung mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen, die mit den Ausgängen der Gatter 13 verbunden ist und mit einer Gruppe von Ausgangsanschlössen, die mit den Eingängen der Gatter 32 verbunden sind. Die beiden Enden der Leitung sind über Widerstände 53 biw. gegen Erde abgeschlossen. Die Werte (50 0hm) der Widerstände 53 und 54 sind so gewählt, daß sie an die charakteristische Impedanz der Leitung derart angepaßt sind, daß keine Reflektionen an den Abschlüssen auftreten.

Die Längen der Übertragungsleitungen 30 und 31 müssen so gewählt werden, daß die Ausbreitungszeit für einen Koinzidenzimpuls von dem Eingang eines bestimmten Gatters in dem Multiplexteil 11 zum Eingang des entsprechenden Gatters in dem Demultiplex-

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tell 12 gleich der Ausbreitungezeit for den eioh durch diesen Koinzidenzimpuls ergebenden Auegangelinpuls von diesen speziellen Hultiplexgätter zum Eingang des entsprechenden Demultiplexgatters ist. Ih dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel muß die Koinzidenzimpulsleitung 30 N Nanosekunden !finger sein als die Ziffernflußleitung 31» wobei N die Anzahl der Gatter in den Folgen der Gatter 15 und 32 ist.

Im Betrieb werden die N Ziffern des zu übertragenden Datenwortes parallel an die Eingänge der jeweiligen N Gatter der Folge von Gattern 13 angelegt. Beispielsweise führen die Zifferneingangsleitungen 1 und 2 ihre Bits den Eingingen 17 und 22 der Gatter 14 bzw. 15 zu. Bei einer Datenwortfrequenz von beispielsweise 1 Megahertz verbleiben die Ziffernwerte an den Eingangsleitungen zu den Gattern 13 für ungefähr 1 Kikrosekunde. Synchron mit der Zuführung der Ziffernsignale an die Eingänge der Gatter 13 führt der Koinzidenzimpulsgenerator 50 einen Impuls mit einer Breite von 1 Nanosekunde der Folge τοη Verzögerungeelementen zu. Der Koinzidenzimpuls von dem Generator 5O₉ der sich entlang der Länge der übertragungsleitung 25 ausbreitet, erscheint am Eingang 21 des Gatters 15 0,5 Nanosekunden nach seinem Eintreffen an dem Eingang 16 des Gatters 14. Wenn der Impuls weiter entlang der Leitung 24 wandert, erseheint er an jedem der QeCser 13 0,5 Nanosekunden nachdem er an dem darauffolgenden Gatter auftrat.

Wenn der Koinzidenzimpuls am Eingang eines der Gatter 13 erscheint, wird ein schmaler Impuls dem Gatterausgang zugeführt, wenn die zugehörige Eingangsziffer eine binäre "O*' ist und es wird kein Impuls am Gatterausgang erzeugt, wenn die Eingangsziffer eine binäre "1" ist. Die von den Gattern 13 erzeugten Ausgangsimpulse weisen ungefähr eine Breite von 1 Nanosekunde auf. Diese Ausgangsimpulse werden der Ziffernflußleitung zugeführt und wandern entlang dieser Leitung in beide Richtungen.

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Die in der den Pfeilen entgegengesetzten Richtung wandernden Impulse werden in den Absohlußwiderstand 53 vernichtet. Die Impulse von benachbarten Gattern 13, die sich entlang dar Ziffernflußleitung in der Riehtang der Pfeile auebreiten« sind seitlleh voneinander durch zwei Nanoaekunden getrennt, was das kumulative Ergebnis der die Auegänge der Gatter 13 trennenden Längen der 1,5-Nanosekunden-Übertragungeleitungen und der die Eingänge der Gatter 13 trennenden Längen der 0,5-Nanosekundenübertragungsleitungen ist. Somit ist selbstverständlich, daß der entlang der Folge von Vers5gerungeelementen 24 wandernde Koinzidenzimpuls die parallelen Ziffern der zu übertragenden Datenworte, die mit einer Datenwortfrequenz in der Größenordnung von Megahertz erscheinen, in einen seriellen Ziffernfluß mit einer Ziffernfrequenz in der Größenordnung von Gigahertz umwandelt.

In Pig. 2 sind die einen typischen Gatter der Gatter 13 zugeordneten Impulsformen dargestellt. Die graphische Darstellung (a) zeigt eine typische Folge von Ziffernwerten für eint bestimmte Bit-Position der Datenworte, die dem Multiplexteil 11 zugeführt werden. Die graphische Darstellung (b) zeigt die von dem Impulsgenerator 50 gelieferte Koinzidenzimpulsfolge, wobei ein Impuls fflr jedes zu übertragende Wort geliefert wird. Die graphische Darstellung (0) zeigt die Impulse, die der Ziffernflußleitung 31 von einem typischen der Gatter 13 in Abhängigkeit von der Zuführung der Koinzidenzimpulse und der Ziffern der Datenworte zugeführt werden. Es ist verständlich, daß bei der hier beschriebenen geratemäßigen Ausführung der Erfindung der Ziffernflußleitung 31 ein Impuls bei einer zeitliehen Koinzidenz eines Kolnzidenzimpulaes und einer binären "(T-Zlffer zugeführt wird und daß der Ziffernflußleitung bei einer zeitlichen Koinzidenz eines Koinzidenzimpulses und einer binären "Γ'-Ziffer kein Impuls zugeführt werden, wie diea wlter oben beschrieben wurde.

309826/0953 . 13 .

In Fig· 1 sei angenommen, d&ft die Ziffern eines Datenwortee den jeweiligen Eingängen der Oatter 13 «ugeführt werden und daß ein Koinzidenzimpuls entlang aller Gatter 13 wandert, wodurch ein entsprechender serieller ZiffernfluA an die Ziffernflußleitung

31 angelegt wird. Der sich in der Richtung der Pfeile fortpflanzende Koinzidenzimpuls durchläuft die Koinzidenzimpulsleitung

30 zum Demultiplexteil 12 und dann entlang der Eingänge der Gatter

32 bis zum Abschluß 52. Zur gleichen Zeit wandert der Zifferofluß entlang der Ziffernflußleitung 31 in Richtung der Pfeile entlang der entsprechenden Eingänge an die Gatter 32 und dann an den Abschluß 54. Wie es welter oben beschrieben wurde, sind die Längen der beiden Übertragungsleitungen 30 und 31 so gewählt, daß der Koinzidenzimpuls an einem bestimmten der Gatter 32 zur gleichen Zeit erscheint, wie der Ausgangsimpuls von dem entsprechenden Gatter der Gatter 13 an diesem erscheint. Beispielsweise triggert ein Koiniidenzimpuls das Gatter 14 derart, daß es einen Impuls oder keinen Impuls an die Ziffernflußleitung

31 entsprechend der Eingangeziffer liefert. Der Koinzidenzimpuls und der Ausgangeimpuls von dem Gatter 14 wandern dann in der Richtung der Pfeile entlang der jeweiligen Übertragungeleitungen 30 und 31 und erscheinen in zeitlicher Koinzidenz an den Eingängen des Gatters 33· Wenn die Eingangsziffer an dem Oatter 14 eine binäre "O" war, wird der ZiffernflußleJtung ein Impuls zugeführt und wenn die Eingangsziffer an den Gatter eine binäre "1" war, wird der Ziffernflußleitung kein Impuls zugeführt. Das Auftreten eines Impulses an der Ziffernflußleitung am Gatter 33 mit zeitlicher Koinzidenz mit dem Koinzidenzimpuls an der Leitung 30 bewirkt, daß das Gatter 33 ein Signal an ' seinem Ausgang 37 liefert, das eine binäre "0" darstellt. Wenn jedoch der Koinzidenzimpuls an der Leitung 30 am Gatter 33 mit zeitlicher Koinzidenz mit einem fehlenden Impuls an der Leitung 31 eintrifft, wird dem Ausgang 37 eine binäre "1" zugeführt. Somit ist es verständlich,daß die Gatter 32 parallele Signale an ihren Ausgängen liefern, die den parallelen, den Eingängen der

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Satter 13 augeführten Ziffern entspraehen.

Ea ist verständlich, da* aufgrund des für die Gatter 13 und erforderliehen Höchstgeschwindigkeit»betriebe für die gerätemäftige Ausführung dieser Gatter Lewinendurchbruohtransistor-Torsteuersohaltungen verwendet werden. Beispielsweise muA jedes der Gatter 13 Impulse mit einer Breite von Nanosekunfcn mit einer Megahertz-Iapulsfolge in Abhängigkeit von den Koinzidenainpulsen mit einer Breite von Nanoaekunden erzeugen, die mit Megaherts-Wiederholfrequensen β liefert werden. Jedes der Gatter 32 muft in den beschriebenen Ausführungsbeispiel in zwei Nanosekunden vom empfindlichen Zustand in den unempfindlichen Zustand und zurück in den empfindlichen Zustand schalten können, weil diese Zeit von 2 Nanosekunden die zeitliehe Trennung zwischen den entlang der ZiffernfluAleitung wandernden Ziffernimpulsen 1st. Jedes der Gatter 32 muß die zeitliche Koinzidenz zwischen den Koinzidenzimpulseη und den Ziffernimpulsen mit einer Breite von Nanosekunden stellen können und in Abhängig* keit hiervon einen Ausgang liefern können. Schaltungen, die zur gerätemäßigen Ausführung der Gatter 13 und 32 geeignet sind, kennen allgemein von der Art sein, wie sie in dem deutschen

Patent .( VS - Patentanmeldung 5« 4H »fJ ) der

gleichen Anmelderin beschrieben ist. Es ist verständlich, daß eine große Vielzahl von Schaltungen bei der Ausführung der Oatter der Aueführungeform des Multiplex-Demultiplexerstems verwendet werden kann. Schaltungen, die sich als besondere geeignet für die Ausführung der Synthetisiergatter 13 und der Wiederherstellungsgatter 32 herausgestellt haben, sind in den Pig. 3 bzw. 4 dargestellt.

In Fig. 3 let eine Schaltung 60 dargestellt, die zur Ausführung Jedes der Synthetisiergatter 13 nach Flg. 1 geeignet ist. Die Kolnsidensinpuleleitung 1st Ober Irgendein geeignetes (nloht gezeigtes) Mlkrowellenkopplungzelement über einen Kondensator 6l mit der Basis eines Lawinendurchbruehtransistors 62

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verbunden. Die Basis des Transistors 62 ist über eine Reihenschaltung aus einer Mode 63 und einem Widerstand 64 mit Erde verbunden. Die Diode 63 sollte eine schnell schaltende Diode wie z.B. eine übliche Hot-Carrier-Diode sein. Die Basis des Transistors 62 ist außerdem über einen Widerstand 65 parallel zur Diode 63 und dem Widerstand 64 mit Erde verbunden. Der Widerstand 65 ist so ausgewählt, daß/einen beträcttlich höheren Widerstandswert als der Widerstand 64 aufweist.

Der Emitter des Transistors 62 ist mit der Ziffernflußleitung über eine Diode 66 verbunden, die ebenfalls eine schnell schaltende Diode, wie z.B. eine Hot-Carrier-Diode sein.

Wenn im Betrieb Erdpotential an die Zifferneingangsleitung angelegt ist, was eine binäre ⁿOⁿ darstellt, ist die Diode 63 in Vorwärtsrichtung vorgespannt und verbindet die Basis des Transistors 62 über einen Pfad mit niedrigem Widerstand mit Erde. Dieser niedrige Basiswiderstand bereitet den Transistor 62 für einen Durchbruch bei Vorhandensein von schmalen positiven Koinzidenzimpulsen vor, die seiner Basis zugeführt werden. Wenn somit ein binäres "0"-?otesitial an die Ziffemeingangsleitung angelegt ist, löst ein Koinzidenzimpuls &®n Durchbruch des Transistors 62 aus, wodurch das Kollektorpotential des Transistors auf "O" abfällt. Die Kollektor-Streukapäzität des Transistors 62 reicht aus, um einen Impuls von einigen Volt und einer Breite in der Größenordnung von Nanosekunden an dem Emitter dieses Transistors zu erzeugen, der, wie erforderlich, über eine Diode mit der Ziffernflußleitung verbunden ist.

Wenn jedoch ein positives Potential an die Zifferneingangsleitung angelegt ist, was eine binäre ^1t%ⁿ darstellt, so ist die Diode 63 in Sperr-Richtung vorgespannt, wodurch der Basispfad mit hohen Widerstand über den Widerstand 65 nach Erde wirksam gemacht ist. Mit einem hohen Basiswiderstand ändern sich

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dl· Betriebseigenschaften des Transistors 62 derart, daß die Schaltung nicht für einen Durohbruch bei Vorhandensein von Koinzidenzimpulsen bereit ist. Somit wird bei Zuführung eines binären "!"-Potentials an die Zifferneingangsleitung kein Impuls an die Ziffernflußleitung ausgekoppelt, wenn der Koinzidenz impuls auftritt.

Es ist zu erkennen, daß bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Polaritätsumkehr bei der Umwandlung der parallelen Eingangsziffern in den seriellen Ziffernfluß auftritt. Ein positives binäres "!"-Potential an einer Zifferneingangsleitung wird von der Schaltung 60 in einen fehlenden Impuls an der Ziffernflußleitung umgewandelt, während ein binäres "O^lf-Erdpotential in einen positiven Impuls an der Ziffemflußleitung umgewandelt wird.

In Pig. *t ist eine Schaltung 70 dargestellt, die zur Ausführung jedes der Gatter 32 nach Fig. 1 geeignet ist. Die Koinzidenz-Impulsleitung und die ZIffernflußleitung nach Flg. 1 liefern die Eingänge an die Schaltung 70. Die Koinzidenzimpulsleitung ist mit der Basis einen Lawinendurchbruohtransistors 71 verbunden, während die Ziffernflußleitung mit dem Emitter des Transistors 71 über eine Diode 72 verbunden ist. Die Diode 72 sollte eine schnell schaltende Diode, wie z.B. eine Hot-Carrier-Diode sein. Der Kollektorausgang des Transistors 71 ist über einen Kondensator 73 mit der Basis eines Lawinendurchbruchtransistors 7Ί verbunden. Der Kollektorausgang dee Transistors 71 ergibt den Ziffernleitungsausgang des zugehörigen Gatters 32 (Fig. 1).

Der Transistor 71 ist so vorgespannt, daß wenn sein Emitter sich im wesentlichen auf Erdpotential befindet, der Transistor 71 für einen Durchbruch bei Vorhandensein eines Impulses an der Koinzidenzimpulsleitung vorbereitet ist. Der Transistor 7*1 ist so vorgespannt, daß er bei NichtVorhandensein eines Impulses

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an seiner Basis normalerweise leitend

Im Betrieb sei angenommen, daß kein Impuls an der Ziffernfluß=· leitung vorhanden ist, wenn der Koinzidenzimpuls an der Basis des Transistors 71 eintrifft. Es ist verständlich, daß der Zustand ohne Impuls einem positiven binären *'i^t?-Potential an der entsprechenden Zifferneingangsleitung nach Pig. 3 entspricht₀ wie es weiter oben erläutert wurde« Unter dieser Bedingung bricht der Transistor 71 durch und liefert einen negativ verlaufenden' Impuls an seinen Kollektor in einer Weise_s wie der in d©a deutschen Patent ........ ( iß S — Patentanmeldung SH 4ft 9ff ) der gleichen Anmelderin beschrieben ist. Dsr negativ verlaufend© Impuls wird über den Kondensates⁰ 73 äer Basis des Transistors m zugeführt«, wodurch to normalerweise leitende Translates? f§ abgeschaltet wird. Das" Potential aa eiern Kollektor des Tpssasi¹=' store 74 steigt entsprechend auf ein positives Potential m_D wodurch ein positives binäres "!"-Signal an der Ziff©i?naus gangs-= leitung erzeugt wird, wie dies erforderlich ist»

Wenn jedoch eine binäre "O" üb^s»agsfä wird_s schmaler positiver Impuls an fies⁰ Ziffernfliaßleifeung in seitlicher Koinzidenz mit einem sehmalssa positive» lapwls an der Koinzidenzimpulsleitungo D@r positif© Impuls an der lifferafluS-leitung spannt di© Diode. 72 In Sp©s?p~Riehtiang ·ψ@Έ?_ΰ wodurch das Potential an dem Emitter «ftes Transistors ?i vergrößert wird«, In diesem Zustand ist der K©£ngi^@sigimpiiis an der»-Basis des Translators 71 nieht in der LEig©^ ά@η Transistor ft ©insu©©halten Somit bleibt ■ der T^aßaistos» fH im l©itanö©Ei Zustand unä dei⁸ Kollektor bleibt fast auf EMpotenfeial. Somit wi&l. öae binäre "0"-Erdpotentlal der Ziffernawsgangsleitimg gugefühs dies erforderlieh ist.

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Koinaidenzimpuls und einer Impulelüoke oder einem Impuls an der Ziffernflußleitung mit einer Auflösung von 1 Nanosekunde feststellen kann. Der Transistor 74 der Schaltung 70 verstärkt die Impulsenergie um einen Ziffernleitungs-Ausgangsimpuls zu liefern, der zur Ansteuerung üblicher digitaler Schaltungen geeignet ist. Der Eingangsscheinleitwert der Schaltung 70 ist verglichen mit der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitungen an die sie angeschaltet ist, unbedeutend, so daß die Folge der Gatter 32 (Pig. 1) die Übertragungsleitungen nicht überlastet.

Unter Bezugnahme auf Flg. 1 wurde das in dieser Figur dargestellte Ausführungsbeispiel tto beschrieben, als ob eine Koinzidenzimpulsleitung 30 verwendet wurde, die länger ist als die Datenflußleitung 31» damit eine Synchronisation zwischen den entlang dieser Leitungen wandernden Impulsen erreicht wird. Es ist verständlich, daß eine? Synchronisation auch unter Verwendung von Übertragungsleitungen 30 und 31 mit gleicher Länge daduroh erreicht werden kann, daß die tfbertcagungsleitungen mit 0,5 Nanosekunden-Verzögerung entweder in dem Multiplexteil 11 oder dem Demultiplexteil 12 des Systems ;gegen Übertragimgsleitungen mit einer Verzögerung von 1,5 Nanosekunden ausgetauscht werden. Beispielsweise können die Verzögerungselemente 44 und 46 miteinander vertauscht werden und die übrigen Verzögerungselemente der Folge von Elementen 4 3· und 45 können in gleioher Weise vertauscht werden. In diesem Ausführungsbeispiei muß die Koinzidemsimpulsleitung 30 nicht länger sein, als die Ziffemflußleitung 31.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wurde anhand von Verzögerungselernenten mit 0,5 Nanosekunden und 1,5 Nanosekunden erläutert. Es ist verständlich, daß' diese Verzögerungswerte willkürlich sind und da? andere Verzögerungawarte möglich sind, jedoch innerhalb der Bmir-bränlEung, daß di« Tmp λ.Ieet

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sieh auf der Ziffemflußleitung nicht überlappen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt die konstruktive Addition der Verzögerungseleinente mit 0,5 Nanosekunüen und 1,5 Nanosekunden einen Abstand von 2 Nanosekunden zwischen den Impulsen auf der Ziffernflußleitung. Diese konstruktive Addition der Verssögerungen ermöglicht die Verwendung von kleineren Verzögerungseinriehtungen als bei bekannten Systemen. Es ist verständlich, daß die Verwendung von ungleichen Verzögerungselementen für die Koinzidenzimpulsleitung und die Ziffernflußleitung die Beseitigung von Wechselwirkungen ergibt, die durch Anhäufung der Impulse hervorgerufen werden ₃ die in dem Multiplexteil Ii des Systems in der unerwünschten Richtung fließen« Ohne dieses Merkmal würde die Ansammlung von ©inigen Impulsen ναι den ersten Synthetisiergattern das Schalten der darauffolgenden Satter sperren.

Es ist weiterhin aus der vorstehenden Beschreibung verständlich, daß sieh aufgrund der erfindungsgemäßen tfanvandlung von N parallelen digitalen Datenleitungen in eine einzige serielle Leitung und die Wiederherstellung von N parallelen"Leitungen aus'dem Ziffernfluß an einem entferntem Ingöfaluß eine Verringerung der Anzahl von Digitalsignalkab@la ergibt₉ die zwischen entfernten Plätzen erf order lieh _gind_s. an denen Kaum- und Gewichtserwägungen von Bedeutung sind. Di© Erfindung ist daher in Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen und ünterwasserfahrzeugen anwendbar oder sie ist mit Vorteil anwendbar,'wenn eine große Ansah! von Verbindungskabeln eine unerwünschte Verwirrung hervorrufen kann, wie z.B. in großen Djigitalrechnersystemen. Zm? Verbindung entfernter Anschlugstationen kann ein© Mikrowellen-Streifenübertragungsleitung zur Verbindung der Gatter jedes der beiden Teile 11 und 12 des Systems und eine flexible koaxiale Mikrowellen-öbertragungsleitung gur Verbindung der beiden Teile miteinander verwendet weraen, wobei geeignete übergänge zwischen diesen Übertragungsleitungen vorgesehen sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

Zeitmultiplex-Demultiplex-Syetem zur übertragung paralleler digitaler Datenworte, gekennzeichnet durch eine Folge von ersten Oattereinrichtungen (13) mit jeweils ersten und zweiten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses an dem Ausgang bei einer zeitlichen Koinzidenz eines Impulses an dem ersten Eingang mit einem vorgegebenen Ziffernwert an dem zweiten Eingang, eine Folge von ersten Verzögerungseinrichtungen (2¹O, die die ersten Eingänge benachbarter erster Qatteneinrichtungen jeweils miteinander verbinden, wobei die zweiten Eingänge der ersten Oattereinrichtungen die Ziffern der Datenworte empfangen können, eine Folge von zweiten VerzOgerungseinrichtungen (26), die die Ausgänge benachbarter erster Qatteneinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Folge von zweiten Oattereinrichtungen (32) mit jeweils dritten und vierten Eingängen und einem Ausgang zur Lieferung eines Impulses an den Ausgang bei zeitlicher Koinzidenz von Impulsen an den dritten bzw. vierten Eingängen» eine Folge von dritten Verzögerungseinrichtungen (43), die die dritten Eingänge benachbarter zweiter Oattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Folge von vierten Verzögerungseinrichtungen (45), die die vierten Eingänge benachbarter zweiter Gattereinrichtungen jeweils miteinander verbinden, eine Quelle (50) für Koinzidenzimpulse, die mit einem Ende der Folge von ersten Verzögerungseinrichtungen zur Zuführung eines Koinzidenzimpulses in zeitlicher Koinzidenz mit den Datenworten verbunden ist, erste Übertragungsleitungaäemente (30), die das andere Ende der Folge von ersten Verzögerungseinrichtungen mit der Folge von dritten Verzögerungseinrichtungen verbinden, und zweite übertragungsleitungselemente (3D» die die Folge von zweiten Verzögerungseinrichtungen mit der Folge von vierten Verzögerungseinrichtungen verbinden, wobei der Koinzidenzimpuls aufeinanderfolgend entlang der Folge von ersten Ver-

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zögerungseinrichtungen (2¹I), der ersten übertragungsleitungselemente (30) und der Folge von dritten Verzögerungseinrichtungen (43) wandert, wobei ferner die jeweils an die ersten Eingänge angelegten Ziffern der Datenworte darstellenden Impulse seriell über die zweiten übertragungsleitungselemente (31) an die Folge von vierten Verzögerungseinriohtungen (45) angelegt werden und wobei die zeitliche Koinzidenz mit den Koinzidenzimpulsen die Ziffern der Datenworte jeweils an den Ausgängen der zweiten Gattereinrichtungen (32) liefert.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten (25) und dritten (44) Verzögerungseinrichtungen eine Länge einer übertragungsleitung mit einer vorgegebenen Ausbreitungeverzögerung umfcQten.
3· System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zweiten (27) und vierten (46) Verzögerungseinrichtungen eine Länge einer übertragungsleitung mit einer Ausbreitungeverzögerung umfaßt, die von·der vorgegebenen Ausbreitungsverzögerung der übertragungsleitung für die ersten und zweiten Verzögerungseinrichtungen (25,44) verschieden ist.
4. System nach einem der vjrhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (52) zum Abschluß der Folge von dritten Verzögerungseinrichtungen in Form eines nicht reflektierenden Abschlusses.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (53»54) zum Abschluß der Folge der zweiten und vierten Verzögerungseinrichtungen in Form von nicht reflektierenden Abschlüssen.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der eroten und zweiten Gattereinriohtungen (13,32) ein Lav/lnendurchbruch-Tranaistoi'gatter umfaßt.,

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