DE2300454A1

DE2300454A1 - Entzerrer fuer teilinformationssignale

Info

Publication number: DE2300454A1
Application number: DE19732300454
Authority: DE
Inventors: Helmut Koeth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-01-05
Filing date: 1973-01-05
Publication date: 1974-07-11
Also published as: IT1000746B; SE385072B; FR2213628B1; LU69102A1; NL7400119A; CH574693A5; JPS49103555A; FR2213628A1; GB1444822A; DE2300454B2; BE809414A

Description

1 P FEH 1973 SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den ^1O-^M-^U1JIU

Berlin und München Wittelsbacherplatz

VPA 73/2002

eingegangen am ik>i'~* ^{p 23 00 A54}·⁸

Entzerrer für Teilinformationssignale

Die Erfindung betrifft einen Entzerrer für Teilinformationssignale, bestehend aus mehreren Stufen eines Schieberegisters und einem Summierer, von dessen Ausgang das entzerrte Signal abgegeben wird. Als Teilinformationssignale werden Signale verstanden, die in der angelsächsischen Literatur als Partial-Response Signale bezeichnet werden.

Bekannte adaptive Entzerrer für Partial-Response Signale haben den Nachteil, daß sie wegen der fehlenden Orthogonalität aufeinanderfolgender Partial-Response Signale nur langsam gegen ihre optimale Einstellung konvergieren oder aber komplizierte Orthogonal!sierungsnetzwerke erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen adaptiven Entzerrer für Partial-Response Signale anzugeben, der sich schnell auf seine optimale Stellung einstellt und eine einfache Realisierung ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist bei einem Entzerrer der eingangs genannten Art im Übertragungsweg zwischen dem Ausgang des Summierers und der ersten Stufe des Schieberegisters ein zweiter Summierer angeordnet, ferner ist der Ausgang des Summierers mit einem Eingang des zweiten Summierers verbunden und der Ausgang einer der Stufen des Schieberegisters ist unmittelbar mit einem zweiten Eingang des zweiten Summierers verbunden und der Ausgang des zweiten Summierers ist mittelbar oder unmittelbar an die erste Stufe des Schieberegisters angeschlossen.

Der erfindungsgemäße adaptive Entzerrer zeichnet sich dadurch aus, daß er einen geringen technischen Aufwand erfordert und eine schnelle Entzerrung der Nachschwinger bewirkt .

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Falls auch eine schnelle Entzerrung der Vorschwinger erwünscht ist, dann ist es zweckmäßig, ein weiteres Schieberegister mit weiteren Stufen vorzusehen, deren Ausgänge über je einen regelbaren Verstärker an Eingänge des Summierers angeschlossen sind. Dabei sind die Ausgänge zweier weiterer Stufen an Eingänge eines weiteren Summierers angeschlossen und der Ausgang dieses weiteren Summierers ist •an einen Korrelator angeschlossen, dessen Ausgangssignal zur Regelung einer der regelbaren Verstärker dient.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 3 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems

unter Vervrendung von Partial-Responsen Fig. 2 eine ausführlichere Darstellung eines in Fig. 1

schematisch dargestellten Entzerrers und Fig. 3 Signale, die im Entzerrer auftreten.

Das in Fig. 1 dargestellte Datenübertragungssystem besteht aus der Datenquelle 10, dem Codierer 11, dem Sender 12 mit dein Modulator 13> ferner der Übertragungsstrecke 14, dem Demodulator 15_S dem Entzerrer 16, dem Decodierer 17 und der Datensenke 18.

Von der Datenquelle 10 v/erden digitale Signale - insbesondere binäre Signale abgegeben. Beispielsweise kann als Datenquelle 10 ein Fernschreiber vorgesehen sein.

Unter Verwendung des Codierers 11 werden den von der Datenquelle 10 abgegebenen Signalen Partial-Response Impulse zugeordnet. Insbesondere können den Signalen der Partial-Response Impulse der Klasse IV zugeordnet v/erden. Übsr den Ausgang des Codierers 11 wird ein mehrstufiges Signal abgegeben.

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Beispielsweise können unter Verwendung des Codierers 11 die eingangs zugeführten .Binärsignale derart verarbeitet werden, daß über den Ausgang des Codierers 11 ein dreistufiges Signal abgegeben wird.

Unter Verwendung des Senders 12 mit dem Modulator 13 wird ein Träger mit dem vom Codierer 11 zugeführten Signal moduliert, so daß eine Frequenzumsetzung vorgenommen wird und über den Ausgang des Senders 12 ein moduliertes Signal abgegeben wird, das einen Frequenzbereich von etwa 300 Hz bis 3400 Hz einnimmt. Dieses moduli err te Signal wird über die Übertragung strecke 14 übertragen, v/obei als Übertragungsstrecke beispielsweise eine Telefonleitung vorgesehen sein kann.

Im Demodulator 15 wird das übertragene Signal demoduliert, so daß von dessen Ausgang ein Signal abgegeben wird, das dein Signal ähnlich ist, das sendeseitig dem Sender 12 zugeführt wurde. Dieses vom Ausgang dos Demodulators 15 abgegebene Signal ist jedoch im Vergleich zu dem dem S'ender 12 zugeführten Signal verzerrt. Derartige Verzerrungen werden im wesentlichen durch die Übertragungsstrecke 14 bewirkt,

Der Entzerrer 16 hat die Aufgabe, die Verzerrungen des zugeführten Signals zu verringern, so daß das über den Ausgang des Entzerrers 16 abgegebene Signal noch weitgehender jenem Signal ähnlich ist, das dem Sender 12 zugeführt wird.

Die unter Verwendung des Decodiererε 17 bewirkte Decodierung macht die unter Verwendung des Codierers 11 bewirkte Codierung rückgängig, so daß über den Ausgang des Decodierer« 17 ein Signal abgegeben wird, das dem Signal der Datenquelle 10 weitgehend ähnlich ist. Dieses Signal wird der Datensenke 18 zugeführt. Beispielsweise kann als Datensenke 18 ein Fernschreiber vorgesehen sein.

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Die Fig. 2 zeigt ausführlicher den in Fig. 1 schematisch dargestellten Entzerrer 16. Dieser besteht aus den Summierern 21, 22, 23, 24, 25, den Stufen 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33t den Korrelatoren 35, 36, dem Sollwertgeber 37, dem Gleichrichter 38, dem Amplitudendiskriminator 39 und aus den Verstärkern 45, 46, 47, 48, 49, 50.

Das zu entzerrende Signal wird über den Eingang a den Stufen 26 bis 28 zugeführt, die ein Schieberegister bilden. Dieses Schieberegister kann nach Art eines Analogwertschieberegisters oder nach Art eines DigitalwertSchieberegisters ausgebildet sein. Es wird vorausgesetzt, daß entsprechend der Ausbildung des Schieberegisters über den Eingang a ein analoges bzw, digitales Signal zugeführt wird. Der Betrieb des Schieberegisters wird als an sich bekannt vorausgesetzt und nicht in allen Details beschrieben. Zwecks einfacherer Darstellung sind nur die drei Stufen 26 bis 28 dargestellt, wogegen in der Praxis eine größere Anzahl von Stufen vorgesehen sein kann.

Die Ausgänge 27c bzw. 28c sind an die Verstärker 47 bzw. 48 angeschlossen. Über die Eingänge b v/erden diesen Verstärkern 47, 48 Regelsignale zugeführt und die Verstärkungsfaktoren der Verstärker derart geregelt, daß die Signale verstärkt oder gedämpft werden. In ähnlicher Weise werden die Verstärker 45, 46, 49, 50 geregelt. Mit diesen Verstärkern kann auch eine negative Verstärkung, d.h. eine Verstärkung mit einer Phasendrehung von 180° bewirkt werden.

Über den Ausgang 23c des Summierers 23 und über den Ausgang b des Entzerrers 16 wird das entzerrte Signal abgegeben. Dieses entzerrte Signal wird außerdem dem Sollwertgeber 37 zugeführt, der über den Ausgang 37c ein Signal abgibt, das den Sollwert der gerade übertragenen Amplitudenstufe angibt. Der Summierer 24 wirkt wie eine Differenzstufe und

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gibt über den Ausgang 24c ein Analogsignal ab, das die jeweilige Differenz angibt, zwischen der Amplitude des entzerrten Signals und dem Sollwert der Amplitudenstufe. Über den Ausgang 24c wird somit ein Signal abgegeben, das den Fehler des entzerrten Signals kennzeichnet.

Die Korrelatoren 35 bzw. 36 enthalten je einen Multiplizierer 41-bzw, 42 und je einen Integrator 43 bzw. 44- Die Multiplizierer 41 bzw. 42 erzeugen inultiplikätivo'Signale, die dem Produkt der über die Ausgänge 21c und 24c bzw. 22c und 24c zugeführten Signale entsprechen. Diese multiplikativen Signale sind Analogsignale, die mehrere Amplitudenstufen annehmen. In den Integratoren 43"bzw. 44 werden dlest. Analogsignale geglättet und den Eingängen b der Verstärker 47 bzw. 48 als Regelsjgnale zugeführt. Auf diese V/eise wird eine Minimierung der mittleren quadratischen Verzerrung bewirkt.

Unter Verwendung der Korrelatoren 3i3, 36, der Summierer 21 bis 24, der Stufen 26, 27, 28 und der Verstärker 47, 4ü v/ird eine Entzerrung der Vorsehwinger des über den Eingang a zugeführfcen Signals durchgeführt.

Zur Entzerrung der tiachschwingor dienen der Suir.Diorcr 25, der Gleichrichter 33, der Amplitudendiski'iminutor .-59, ferner die Stufen 29, 30, 31, 32, 33 und die Verstärker h⁽j, Dom Amplitudendiskriminator 39 wird ein Signal zugeführt, das mehrere Ampli tuden stuf en annehmen kann. In Abhang ig-koit von diesen Ampli tudenstufen gibt df r Arnpl i tudondinkriminator 39 ein Signal ab, das den SoLiwerton dieser Amplitudenatufen entspricht.

Die Stufen 29, 30, 31, 32, 3 3 blldem ein Schieberegister, dessen Betrieb ebenfalls als an sich bekannt vorimiigtisetzt v/ird. Zweck« einfacherer Darstellung sind nur füiif Stufen

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dargestellt, wogegen in der Praxis eine größere Anzahl der-,... artiger Stufen vorgesehen sein kann. Die Verstärker. 49, ermöglichen eine Verstärkung oder eine Dämpfung des zugeführten Signals in Abhängigkeit von einein Regelsignal, das über den Eingang b zugeführt wird.

Die Fig. 3 zeigt einige Signale, anhand derer im folgenden ■ die Wirkungsweise.des in Fig, 2 dargestellten Entzerrers 16 erläutert wird. Die Signale sind mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie die Schaltungspunkte, über die sie abgegeben werden. Beispielsweise wird das über den in Fig. 2 dargestellten Ausgang 26c abgegebene Signal in Fig. 3 αit dem Bozugszeichen 26c bezeichnet. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit t und in Ordinatenrichtung sind die .Impulsamplituden aufgetragen.

Das Signal i6a stellt ein verzerrtes Partial-Responsß Signal dar, bestehend aus den Impulsen 51» 52, 53» 54, 55, 56. Die Impulse 51 und 52 bilden die Vorschwinger, der Impuls 53 den positiven Hauptwert, der Impuls 54 den negativen Hauptwert und die Impulse 55 und 56 bilden die iiachschwinger. Unter Verwendung der Stufe 26 wird das Signal I6a um eine Taktperiode T verzögert, so daß sich das Signal 26c ergibt. . Die Stufen 27 bzw. 28 bewirken Verzögerungen um jeweils eine Taktperiode, so daß sich die entsprechenden Signale _o 27c bzw. 28c ergeben. Diese Signale 27c bzw. 28c werden den Verstärkern 47 bzw. 48 zugeführt. Der Verstärkungsfaktor, des Verstärkers 48 wird gemäß der folgenden Gleichung 57 eiligen teilt:

C48(t) ~ C48(t-i)-d-e(S28c+S26c) 57

Dabei bedeuten: . ,-

C48(t) den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 48 zum

Zeitpunkt t .-..,...

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A0Ü828/U&5.1 .

C48(t-1) den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 48 zum Zeitpunkt t-1

d eine Proportionalitätsfaktor

e die Amplitudendifferenz zwischen dem als Ist-Wert vorliegenden entzerrten Signal am Ausgang 23c und dem Soll-Wert dieses Signals. Das Bezugszeichen e bedeutet somit auch den Fehler des über den Ausgang 23c abgegebenen Signsls.·

S28c die Amplitude des Signals am Ausgang 28c zum Zeitpunkt t

S26c die Amplitude des Signals am Ausgang 26c zum Zeitpunkt t.

Hinsichtlich der Wirkungsweise des in Fig. 2 dargestellten Entzerrers 16 wird zunächst angencnmen, daß der Verstärkungsfaktor 47 des Verstärkers 47 gleich 0 ist und daß über den Alisgang des Verstärkers 47 kein Signal dem Summierer 23 zugeführt wird. Außerdem wird vorausgesetzt, daß über den Ausgang 24c kein Fehlersignal abgegeben wird und daß der Verstärkungsfaktor C48 gleich 1 ist. Der Verstärker 48 bewirkt somit weder eine Verstärkung noch eine Dämpfung des über den Ausgang 28c zugeführten Signals. Dieses Signal wird dem Summierer 23 zugeführt und dessen Ausgangssignal wird einerseits an den Eingang a des Summierers 24 und andererseits an den Sollwertgeber 37 weitergeleitct.

Zur Zeit t=6 wird unter Verv/endung des Sollwertgebers und des Summierers 24 das Fehlersignal über den Ausgang 24c an die Korrelatoren 35 und 36 abgegeben. Dieses Fehlers! gnal e kennzeichnet die Abweichung des Impulses 53/6 vom Soll-Wert.

In Abhängigkeit vom Fehlersignal v/erden unter -Verwendung der Korrelatoren 35 bzw. 36 jeweils Regelsignale abgeleitet und den Verstärkern 47 bzw. 48 zugeführt, so daß deren

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Verstärkungsfaktoren gemäß Gleichung 57 eingestellt werden. In weiterer Folge werden über die Ausgänge beider Verstärker 47 und 48 Signale an den Summierer 23 weitergeleitet und dort summiert.

Zur Zeit t-5 wird der Vorschwinger 52/5 unterdrückt, weil der Verstärkungsfaktor C47 derart eingestellt ist, daß sich die Impulse 52/5, 53/5 kompensieren.

Zur Zeit t=4 ist der Verstärkungsfaktor C46 des Verstärkers 46 derart eingestellt, daß sich die Impulse 52/4 und 53/4 kompensieren.

Zur Zeit t-3 wird der Vor schwinger 51/3 unterdrückt, weil der Verstärkungsfaktor C45 des Verstärkers 45 derart eingestellt ist, daß sich die Impulse 51/3 .und 52/3 kompensieren* Wenn der Summierer 22 nicht vorgesehen wäre und das Signal vom Ausgang 28c direkt dem Multiplikator 42 zugeleitet würde, dann würde der Impuls52/3 bei der Regelsignalgewinnung (im Korrelator 36) nicht berücksichtigt. Der Impuls 52/3 würde daher auch dann einen Vorschwinger des Signals 28c bewirken, wenn der Impuls 51/3 auf andere Weise eliminiert würde. Mit dem Summierer 22 wird somit erreicht, daß die Impulse 51/3 und 52/3 gleichzeitig eliminiert werden.

Nach erfolgter Entzerrung der Vorschwinger wird vom Ausgang 23c das Signal 23c/i abgegeben, das im Gegensatz zum eingangs zugeführten Signal I6a keine Vorschwinger 51 und 52 aufweist.

Zur Entzerrung der Nachschwinger wird das Signal 23c/1 über den Eingang a des Summierers 25 an den Gleichrichter 38 abgegeben. Dieser Gleichrichter 38 unterdrückt die negativen Impulse 54/8 und 56/11, so daß sich das Signal 38c ergibt.

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Im Amplitudendiskriminator 39 wird überprüft, ob das Signal 38c einen Impuls erhält, dessen Amplitude angen'ähert gleich dem Sollwert 58 ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Amplitude des Impulses 53/6 angenähert gleich dem Soll-Wert 58, so daß über den Amplitudendiskriminator 39 das Signal 39c abgegeben wird.

Die Stufen 29 und 30 verzögern das Signal 39c um zwei Taktperioden, so daß über den Ausgang 30c ein um zwei Taktperioden verzögertes Signal 30c an den Eingang b des Summierers 25 abgegeben wird.

An den beiden Eingängen a und b des Summierers 25 liegen somit zur Zeit t=8 die Signale Ζ~5οΐΛ und 30c. Im Zuge der Addition wird unter Verwendung des Summierers 25 und des Signals 30c der Impuls 54/8 eliminiert.

Unter Verwendung der Stufe 31 wird das Signal um eine Taktzeit verzögert, so daß sich das Signal 31c ergibt, das dem Verstärker 49 zugeführt wird. Über den Einga'ng b wird der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 49 derart eingestellt, daß unter Verwendung des Summierers 23 die Impulse 55/9 und 31c eliminiert werden. Damit ist der erste Nachschwinger 55/9 beseitigt.

Das Signal 31c wird unter Verwendung der Stufen 32 bzw. 33 verzögert, so daß sich die Signale 32c bzw. 33c ergeben. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 50 wird derart eingestellt, daß auch der zweite Nachschwinger, nämlich der Impuls 56/11 eliminiert wird. Nach Beseitigung der beiden Nachschwinger 55/9 und 56/11 wird über den Ausgang 23c des Summierers 23 schließlich das Signal 23c/2 abgegeben, das ein unverzerrtes Partial-Response Signal darstellt. Der Gleichrichter 38 eliminiert negative Impulse auch dann, falls dies durch das über den Eingang 25b zugeführte Signal nicht bewirkt wird.

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Bei der Erzeugung des Signals 23c/2 ist es wesentlich,
daß zwischen den Ausgang 30c und dem Eingang b des Summierers kein Verstärker dazwischengeschaltet ist, dessen Verstärkungsfaktor geregelt wird. Grundsätzlich wäre , es denkbar, zwischen dem Ausgang 30c und dem Eingang 25b
einen Verstärker mit fest eingestelltem Verstärkungsfaktor dazwischenzuschalten, der jedoch nur bewirkt, daß der Pegel des über den Ausgang 30c abgegebenen Signals an den Pegel des über den Eingang 25b zugeführten Signals angepaßt ist. Diese Pegelanpassung ist somit von der jeweils verwendeten Stufe 30 abhängig und bewirkt keine Regelung des Signalpegels, wie sie beispielsweise unter Verwendung des Verstärkers 34 bewirkt wird.

6"Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

eingegangen om λ. 2.-12 2 3 ο ο 4 5 4

Patentansprüche

1y Entzerrer für Teilinformationssignale (Partial-Response Signale), bestehend aus mehreren Stufen eines Schieberegisters und einem Summierer, von dessen Ausgang das entzerrte Signal abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Übertragungsweg zwischen dem Ausgang des Summierers (23) und der ersten Stufe (29) des Schieberegisters ein zweiter Summierer (25) angeordnet ist, daß der Ausgang des Summierers (23) mit einem Eingang (a) des zweiten Summierers (25) verbunden ist, daß der Ausgang einer der Stufen (30) des Schieberegisters unmittelbar mit einem zweiten Eingang (b) des zweiten Summierers (25) verbunden ist und daß der Ausgang des zweiten Summierers (25) mittelbar oder unmittelbar an die erste Stufe (29) des Schieberegisters angeschlossen ist.
2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Schieberegister mit weiteren Stufen (26, 27, 28) vorgesehen ist, daß zwei dieser beiden weiteren Stufen (26, 28) über ihre Ausgänge an Eingänge eines weiteren Summierers (22) angeschlossen sind und einer dieser Ausgänge außerdem über einen regelbaren Verstärker (33) ^an den Summierer (23) angeschlossen ist und daß der Ausgang des weiteren Summierers (22) an einen Korrelator (36) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal zur Änderung des Verstärkungsfaktors des regelbaren Verstärkers (33) dient.
3. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Summierer (24) vorgesehen ist, daß der Ausgang des Summierers (23) an einen Eingang (a) dieses dritten Summierers (24) angeschlossen ist, daß ein Sollwertgeber (37) vorgesehen ist, der die dem entzerrten Signal (23c/2) entsprechenden Sollwerte an einen

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zweiten Eingang (b) des dritten Summierers (24) abgibt und daß über den Ausgang (c) des dritten Summierers (24) ein Fehlersignal (e) an den Korrelator (36) abgegeben wird.
4. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang einer der Stufen (54) des Schieberegisters über einen regelbaren Verstärker (55) an einen weiteren Eingang des Summierers (23) angeschlossen ist.
5. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des zweiten Summierers (25) an einen Amplitudendiskriminator (39) angeschlossen ist und daß dessen Ausgang mit dem Eingang der ersten Stufe (29) des Schieberegisters verbunden ist.
6. Entzerrer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Stufe (29) und der Stufe (30), die mit dem zweiten Eingang (b) des zweiten Summierers (25) verbunden ist, ebenso viele Stufen angeordnet sind, wio zwischen den weiteren Stufen (26, 28), deren Ausgänge an die Eingänge des weiteren Summierers (22) angeschlossen sind.

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