DE2300454B2 - Entzerrer fuer teilinformationssignale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Entzerrer für Teilinformationssignale mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen eines Schieberegisters, deren Ausgänge über Amplitudenregelstufen an Eingänge eines ersten Summierers angeschlossen sind, mit einem Fehlerdiskriminator, dessen Fehlersignal die Abweichungen der Teilinformationssignale von vorgegebenen Signalamplituden signalisiert, mit Korrelatoren, von denen je einer den Amplitudenstufen zugeordnet ist, denen einerseits das Fehlersignal und andererseits ein vom Teilinformationssignal abhängiges Signal zugeführt ist und die Regelsignale an die zugeordneten Amplitudenregelstufen abgeben. Als Teilinformationssignale werden Signale verstanden, die in der angelsächsischen Literatur als Partial-Response-Signale bezeichnet werden.

Bekannte adaptive Entzerrer für Teilinformationssignale haben den Machteil, daß sie wegen der fehlenden Orthogonalität aufeinanderfolgender Teilinformationssignale nuir langsam gegen ihre optimale Einstellung konvergieren oder aber komplizierte Orthogonalisierungsnetzwerke erfordern.

Die US-Patentschrift 3 5Ü8153 offenbart einen bekannten Entzerrer, bei dem die Teilinformationssienale über ein regelbares Dämpfungsglied einem Schieberegister zugeführt werden. Die Ausgange der einzelnen Stufen dieses Schieberegisters sind teilweise direkt und teilweise über weitere regelbare Dampfungsglieder an einen Summierer und Analog-Digital-Wandler angeschlossen, dessen Ausgang mit einer Fehlerstufe verbunden ist. Mit der Fehlerstufe werden die Phasenfelder der Teilinformationssignale ermittelt gespeichert, und mit entsprechenden Fehlersigna'len werden die Dämpfungsglieder geregelt. Bei diesem bekannten adaptiven Entzerrer werden bei der Eliminierung der Vorschwinger und der Nachschwinger des Teilinformationssignals nur die Phasenfelder, nicht aber die Amplitudenfehler berücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen adaptiven Entzerrer zur Entzerrung der Nachschwinger von Teilinformationssignalen anzugeben, der sich schnell auf seine optimale Stellung einstellt und eine einfache Realisierung ermöglicht.

Die Erfindung ist bei einem Entzerrer der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Schieberegister vorgesehen ist, daß im Übertragungsweg zwischen dem Ausgang des ersten Summierers und der ersten Stufe des zweiten Schieberegisters ein zweiter Summierer angeordnet ist, daß der Ausgang des ersten Summierers mit einem Eingang des zweiten Summierers verbunden ist, daß der Ausgang einer d;r Stufen des zweiten Schieberegisters unmittelbar mit einem zweiten Eingang des zweiten Summierers verbunden ist und daß der Ausgang des zweiten Summierers mittelbar oder unmittelbar an die erste Stufe des zweiten Schieberegisters angeschlossen ist.

Der erfindungsgemäße adaptive Entzerrer zeichnet sich dadurch aus, daß er einen geringen technischen Aufwand erfordert und eine schnelle Entzerrung der Nachschwinger bewirkt. Falls der Entzerrer besonders gut für die Entzerrung von Teilinformationssignalen der Klasse IV geeignet sein soll, ist es zweckmäßig, wenn der Ausgang der zweiten Stufe des zweiten Schieberegisters mit dem zweiten Eingang des zweiten Summierers verbunden ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 3 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems unter Verwendung von Partial-Responscn,

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 bestehi aus der Datenquelle 10, dem Codierer 11, dem Sender 12 mit dem Modulator 13, ferner der Übertragungsstrecke 14, dem Demodulator 15, dem Entzerrer 16, dem Decodierer 17 und der Datensenke 18.

Von der Datenquelle 10 werden digitale Signale

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' 3

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

Unter Verwendung des Senders 12 mit dem Modulator 13 wird ein Träger mit dem vom Codierer 11 ¹S 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 modulierte Signal wird über die Übertragungsstrecke 14 übertragen, wobei als Ubertragungsstrecke beispielsweise eine Telefonleitung vorgesehen sein kann.

Im Demodulator IS wird das übertragene Signal demoduliert, so daß von dessen Ausgang ein Signal abgegeben wird, das dem Signal ähnlich ist, das sendeseitig dem Sender 12 zugeführt wurde. Dieses vom Ausgang des Demodulators 15 abgegebene Signal ,st jedoch im Vergleich zu dem dem Sender 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 Decodierers 17 bewirkte Decodierung macht die unter Verwendung des Codierers 11 bewirkte Codierung rückgängig, so daß über den Ausgang des Decodierers 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.

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, 33, den Korrelator η 35, 36, dem Sollwertgeber 37, dem Gleichrichter 38, dem Amplitudendiskriminator 39 und aus den Verstärkern 45, 46. 47, 48, 49, SO.

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 α 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. ^fi5

Die Ausgänge 27c sind an die Verstärker 47 bzw. 48 angeschlossen. Über die Eingänge b werden diesen Verstärkern 47, 48 Regelsignale zugeführt und die 454

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 gibt über den Ausgang 24c ein Analogsignal ab, das die jeweilige Differenz angibt zwischen der Amplitude des entzerrten Signals und dem Sollwert der Amplitudenstufe. Überden Ausgang24cwird 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 muliiplikative Signale, die dem Produkt der über die Ausgänge 21 < und 24c bzw. 22c und 24c zugefuhrten Signale entsprechen. Diese multiplikativen Signale sind Analogsignale, die mehrere Amplitudenstufen annehmen. In den Integratoren 43 bzw. 44 weiden diese Analogsignale geglättet und den Eingängen b der Verstärker 47 bzw. 48 als Regelsignale zugeführt. Auf diese Weise wird eine Minimierung der mittleren quadratischen Verzerrung bewirkt.

Unter Verwendung der Korrelatoren 35. 36. der Summierer 21 bis 24. der Stufen 26, 27, 28 und der Verstärker 47, 48 wird eine Entzerrung der Vorschwingcrdes über den Eingang α zugeführten Signals durchgeführt.

Zur Entzerrung der Nachschwinger dienen der Summierer 25, der Gleichrichter 38, der Amplitudendiskriminator 39, ferner die Stufen 29, 30. 31. 32. 33 und die Verstärker 49, 50. Dem Amplitudendiskriminator 39 wird ein Signal zugeführt, das mehrere Amplitudenstufen annehmen kann. In Abhängigkeit von diesen Amplitudenstufen gibt der Amplituden diskriminator 39 ein Signal ab, das den Sollwerten dieser Amplitudenstufen entspricht.

Die Stufen 29, 30, 31, 32, 33 bilden ein Schieberegister, dessen Betrieb ebenfalls als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Zwecks einfacherer Darstellung sind nur fünf Stufen dargestellt, wogegen in der Praxis eine größere Anzahl derartiger Stufen vorgesehen sein kann. Die Verstärker 49, 50 ermöglichen eine Verstärkung oder eine Dämpfung des zugeführten Signals in Abhängigkeit von einem Regelsignal, das über den Eingang b zugeführt wird.

Die Fig. 3 zeigt einige Signale, an Hand 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 mit dem Bezugszeichen 26c bezeichnet. In Abszissenrichtung sind Einheiten der Zeit 1 und in Ordinatenrichtung sind die Impulsamplituden aufgetragen.

Das Signal 16« stellt ein verzerrtes Partial-Response-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 Haupt-

wert, der Impuls 54 den negativen Hauptwert und die Impulse 55 und 56 bilden die Nachschwinger. Unter Verwendung der Stufe 26 wird das Signal 16a 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 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 eingestellt:

C48(0= C48(/- I)- d- e(S28c+S26) Dabei bedeuten:

C48( t) den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 48 zum Zeitpunkt ι

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

</ eine Proportionalitätsfaktor

e die Amplitudendifferenz zwischen dem als

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

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

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

Hinsichtlich der Wirkungsweise des in Fig. 2 dargestellten Entzerrers 16 wird zunächst angenommen, daß der Verstärkungsfaktor 47 des Verstärkers 47 gleich 0 ist und daß über den Ausgang 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 α des Summierers 24 und andererseits an den Sollwertgeber 37 weitcrgeleitet.

Zur Zeit ι = 6 wird unter Verwendung des Sollwertgebers 37 und des Summierers 24 das Fehlersignal über den Ausgang 24c an die Korrelatoren 35 und 36 abgegeben. Dieses Fehlersignal e kennzeichnet die Abweichung des Impulses 53/6 vom Soll-Wert.

In Abhängigkeit vom Fehlersignal werden unter Verwendung der Korrelatoren 35 bzw. 36 jeweils Regelsignale abgeleitet und den Verstärkern 47 bzw. 48 zugeführt, so daß deren 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 / = 5 wird der Vorschwinger 52/5 unterdrückt, weil der Verstärkungsfaktor C47 deiart eingestellt ist, daß sich die Impulse 52/5, 53/5 kompensieren.

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

Zur Zeit / = 3 wird der Vorschwinger 51/3 unterdrückt, weil der Verstärkungsfaktor CAS 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 Impuls 52/3 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, ίο Nach erfolgter Entzerrung, der Vorschwinger wird vom Ausgang 23c das Signal 23c/l abgegeben, das im Gegensatz zum eingangs zugeführten Signal 16a keine Vorschwinger 51 und 52 aufweist.

Zur Entzerrung der Nachschwinger wird das Signal 23c 1 über den Eingang α 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.

Im Amplitudendiskriminator 39 wird überprüft, ob das Signal 38c einen Impuls erhält, dessen Amplitude angenähert gleich dem Sollwert 58 ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Amplitude des Impulses 53 6 angenähert gleich dem Soll-Wert 58, so daß über dem 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 α und b des Summierers 25 liegen somit zur Zeit / = 8 die Signale 23c 1 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 31 c ergibt, das dem Verstärker 49 zugeführt wird. Über den Eingang 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 Summieren 23 schließlich das Signal 23c/2 abgeben, das ein unverzerrtes Partial-Response-Signal darstellt. Dei Gleichrichter 38 eliminiert negative Impulse aucr dann, falls dies durch das über den Eingang 25 b züge führte Signal nicht bewirkt wird. Bei der Erzeugung des Signals 23c/2 ist es wesent Hch, daß zwischen dem Ausgang 30c und dem Ein gang b des Summierers kein Verstärker zwischenge schaltet ist, dessen Verstärkungsfaktor geregelt wird Grundsätzlich wäre es denkbar, zwischen dem Aus gang 30 c und dem Eingang 255 einen Verstärker mi fest eingestellte Verstärkungsfaktor zwischenzuschal ten, der jedoch nur bewirkt, daß der Pegel des übe den Ausgang 30c abgegebenen Signals an den Pegt des über Eingang 256 zugeführten Signals angepaC ist. Diese Pegelanpassung ist somit von der jeweil verwendeten Stufe 30 abhängig und bewirkt kein Regelung des Signalpegels, wie sie beispielsweise ur ter Verwendung des Verstärkers 34 bewirkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Entzerrer für Teilinformationssignale mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen eines Schieberegisters, deren Ausgänge über Amplitudenregelstufen an Eingänge eines ersten Summierers angeschlossen sind, mit einem Fehlerdiskriminator, dessen Fehlersignal die Abweichungen der Teilinformationssignale von vorgegebenen Signalamplituden signalisiert, mit Korrelatoren, von denen je einer den Amplitudenstufen zugeordnet ist, denen einerseits das Fehlersignal und andererseits ein vom Teilinformationssignal abhängiges Signal zugeführt ist und die Regelsignale an die zugeordneten Amplitudenregelstufen abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Schieberegister (29 bis 33) vorgesehen ist, daß im Übertragungsweg zwischen dem Ausgang des ersten Summierers (23) und der ersten Stufe (29) des zweiten Schieberegisters (29 bis 33) ein zweiter Summierer (25) angeordnet ist, daß der Ausgang des ersten Summierers (23) mit einem Eingang (α) des zweiten Summierers (25) verbunden ist, daß der Ausgang einer der Stufen (30) des zweiten Schieberegisters (29 bis 33) 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 zweiten Schieberegisters (29 bis 33) angeschlossen ist (Fig. 2).

2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der zweiten Stufe

(30) des zweiten Schieberegisters (29 bis 33) mit dem zweiten Eingang (b) des zweiten Summierers (25) verbunden ist (Fig. 2).

3. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang einer der Stufen

(31) des zweiten Schieberegisters (29 bis 33) über einen regelbaren Verstärker (49) an einen weiteren Eingang des ersten Summierers (23) angeschlossen ist (Fig. 2).

4. 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 zweiten Schieberegisters (29 bis 33) verbunden ist (Fig. 2).