DE2300454C3 - Entzerrer für 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 Nachteil, daß sie wegen der fehlenden Orthogonalität aufeinanderfolgender Teilinformationssignale nur langsam gegen ihre optimale Einstellung konvergieren oder aber komplizierte Orthogonalisierungsnetzwerke erfordern.

Die üS-Fatentschrift 3508153 offenbart einen bekannten Entzerrer, bei dem die Teilinformationssignale über ein regelbares Dämpfungsglied einem Schieberegister zugeführt werden. Die Ausgänge der einzelnen Stufen dieses Schieberegisters sind teilweise direkt und teilweise über weitere regelbare Dämpfungsglieder 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 Fehlersignalen 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 der 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-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 dem Modulator 13, ferner<ler Übertragungsstrecke 14, dem Demodulator 15, dem Entzerrer 16, dem Decodierer 17 und der Datensenke 18.

Von der Datenquelle 10 werden digitale Signale

- insbesondere binäre Signale abgegeben. Beispiels- Verstärkungsfaktoren der Verstärker derart geregelt,

weise kann als Datenquelle 10 em Fernschreiber vor- daß die Signale verstärkt oder gedämpft werden In

gesehen sein. ähnlicher Weise werden die Verstärker 45, 46, 49,

Unter Verwendung des Codierers Π werden den 50 geregelt. Mit diesen Verstärkern kann auch eine

von der Datenquelle 10 abgegebenen Signalen Par- 5 negative Verstärkung, d.h. eine Verstärkung mit einer

tial-Response-Impulse zugeordn-n. Insbesondere Phasendrehung von 180" bewirkt werden,

können den Signalen der Partial-Response Impulse Über den Ausgang 23c des Summierers 23 und

der Klasse IV zugeordnet werden. Über den Ausgang über den Ausgang b des Entzerrers 16 wird das ent-

des Codierers 11 wird ein mehrstufiges Signal abgege- zerrte Signal abgegeben. Dieses entzerrte Signal wird

ben. Beispielsweise können unter Verwendung des " außerdem dem Sollwertgeber 37 zugeführt, der über

Codierers 11 die eingangs zugeführten Binärsignale den Ausgang 37c ein Signal abgibt, das den Sollwert

derart verarbeitet werden, daß über den Ausgang des der gerade übertragenen Amplitudenstufe angibt. Der

Codierers 11 ein dreistufiges Singal abgegeben wird. Summierer 24 wirkt wie eine Differenzstufe und gibt

Unter Verwendung des Senders 12 mit dem Modu- über den Ausgang 24c ein Analogsignal ab, das die

lator 13 wird em Trager mit dem vom Codierer I]L »5 jeweilige Differenz angibt zwischen der Amplitude

zugeführten signal moduliert, so daß eine Frequenz- des entzerrten Signals und dem Sollwert der Amplitu-

umsetzung vorgenommen wird und über den Ausgang denstufe. Über den Ausgang 24c wird somit ein Signal

des Senders 12 ein moduliertes Signal abgegeben wird, abgegeben, das den Fehler des entzerrten Signals

das einen Frequenzbereich von etwa 300 Hi bis kennzeichnet.

3400 Hz einnimmt. Dieses moduMerte Signal wird *> Die Korrelatoren 35 bzw. 36 enthalten je einen

über die Ubertragungsstrecke 14 übertragen, wobei Multiplizierer 41 bzw. 42 und je einen Integrator 43

als Ubertragungsstrecke beispielsweise eine Telefon- bzw. 44. Die Multiplizierer 41 bzw. 42 erzeugen mul-

leitung vorgesehen sein kann. tiplikative Signale, die dem Produkt der über die Aus-

Im Demodulator 15 wird das übertragene Signal gänge 21c und 24c bzw. 22c und 24c zugeführten

demoduliert, so daß von dessen Ausgang ein Signal »5 Signale entsprechen. Diese mu'tiplikativen Signale

abgegeben wird, das dem Signal ähnlich ist, das sende- _si_ncj Analogsignale, die mehrere Amplitudenstufen

seitig dem Sender 12 zugeführt wurde. Dieses vom annehmen. In den Integratoren 43 bzw. 44 werden

Ausgang des Demodulators 15 abgegebene Signal ist diese Analogsignale geglättet und den Eingängen b

jedoch im Vergleich zu dem dem Sender 12 zugeführ- der Verstärker 47 bzw. 48 als Regelsignale zugeführt,

ten Signal verzerrt. Derartige Verzerrungen werden 3o Auf diese Weise wird eine Minimierung der mittleren

im wesentlichen durch die Übertragungssfecke 14 quadratischen Verzerrung bewirkt,

bewirkt. Unter Verwendung der Korrelatoren 35, 36, der

Der Entzerrer 16 hat die Aufgabe, die Verzerrun- Summierer 21 bis 24, der Stufen 26, 27, 28 und der gen des zugeführten Signals zu verringern, so daß das Verstärker 47, 48 wird eine Entzerrung der Vorüber den Ausgang des Entzerrers 16 abgegebene Si- 35 schwinger des über den Eingang α zugeführten Signals gnal noch weitgehender jenem Signal ähnlich ist, das durchgeführt,
dem Sender 12 zugeführt wird. Zur Entzerrung der Nachschwinger dienen der

Die unter Verwendung des Decodierers 17 be- Summierer 25, der Gleichrichter 38, der Amplitudenwirkte Decodierung macht die unter Verwendung des diskriminator 39, ferner die Stufen 29, 30, 31, 32, Codierers 11 bewirkte Codierung rückgängig, so daß 4<> 33 und die Verstärker 49,50. Dem Amplitudendiskriüber den Ausgang des Decodierers 17 ein Signal ab- minator 39 wird ein Signal zugeführt, das mehrere gegeben wird, das dem Signal der Datenquelle 10 Amplitudensmfen annehmen kann. In Abhängigkeit weitgehend ähnlich ist. Dieses Signal wird der Daten- von diesen Amplitudenstufen gibt der Amplitudensenke 18 zugeführt. Beispielsweise kann als Daten- diskriminator 39 ein Signal ab, das den Sollwerten senke 18 ein Fernschreiber vorgesehen sein. 45 dieser Amplitudenstufen entspricht.

Die Fig. 2 zeigt ausführlicher den in Fig. 1 sehe- Die Stufen 29,30,31, 32, 33 bilden ein Schiebere-

matisch dargestellten Entzerrer 16. Dieser besteht aus gister, dessen Betrieb ebenfalls als an sich bekannt

den Summierern 21, 22, 23, 24, 25, den Stufen 26, vorausgesetzt wird. Zwecks einfacherer Darstellung

27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, den Korrelatoren 35, 36, sind nur fünf Stufen dargestellt, wogegen in der Praxis

dem Sollwertgeber 37, dem Gleichrichter 38, dem 5° eine größere Anzahl derartiger Stufen vorgesehen sein

Amplitudendiskriminator39und aus den Verstärkern kann. Die Verstärker 49, 50 ermöglichen eine Ver-

45, 46, 47, 48, 49, 50. Stärkung oder eine Dämpfung des zugeführten Signals

Das zu entzerrende Signal wird über den Eingang α in Abhängigkeit von einem Regelsignal, das über den

den Stufen 26 bis 28 zugeführt, die ein Schieberegister Eingang/? zugeführt wird.

bilden. Dieses Schieberegister kann nach Art eines 55 Die Fig. 3 zeigt einige Signale, an Hand derer im

Analogwertschieberegisters oder nach Art eines Digi- folgenden die Wirkungsweise des in Fig. 2 dargestell-

talwertschieberegisters ausgebildet sein. Es wird vor- ten Entzerrers 16 erläutert wird. Die Signale sind mit

ausgesetzt, daß entsprechend der Ausbildung des dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie die

Schieberegisters über den Eingang α ein analoges Schaltungspunkte, über die sie abgegeben werden,

bzw. digitales Signal zugeführt wird. Der Betrieb des 6° Beispielsweise wird das über den in Fig. 2 dargestell-

Schieberegisters wird als an sich bekannt vorausge- ten Ausgang26c abgegebene Signal in Fig. 3 mit dem

setzt und nicht in allen Details beschrieben. Zwecks Bezugszeichen 26c bezeichnet. In Abszissenrichtung

einfacherer Darstellung sind nur die drei Stufen 26 sind Einheiten der Zeit t und in Ordinatenrichtung

bis 28 dargestellt, wogegen in der Praxis eine größere sind die Impulsamplituden aufgetragen.

Anzahl von Stufen vorgesehen sein kann. 65 Das Signal 16a stellt ein verzerrtes Partial-Re-

Die Ausgänge 27c sind an die Verstärker 47 bzw. sponse-Signal dar, bestehend aus den Impulsen 51,

48 angeschlossen. Über die Eingänge b werden diesen 52, 53, 54, 55, 56. Die Impulse 51 und 52 bilden die

Verstärkern 47, 48 Regelsignale zugeführt und 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 27 c bzw. 28 c werden den Verstärkern 47 bzw. 48 zugeführt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 48 wird gemäß der folgenden Gleichung 57 eingestellt:

C48(/)= C48(/- I)- d- c(528c-l-526)
Dabei bedeuten:

C48( r) den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 48 zum Zeitpunkt /

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

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 Signals.

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

526c die Amplitude des Signals am Ausgang 26c zum Zeitpunkt /.

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 24 c 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 28 c 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 weitergeleitet.

Zur Zeit / = 6 wird unter Verwendung des Sollwertgebers 37 und des Summierers 24 das Fehlersignal über den Ausgang 24 c 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 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 r = 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 Vorschwinger 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 Impuls 52/3 bei der Regelsignalgewinnung (im Korrelator 36) nicht berücksichtigt. Der

S 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 23 c 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/l 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

ao 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 abgege-

ben 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 30 c an den Eingang b des Summierers 25 abgegeben wird.

An den beiden Eingängen α und b des Summierers 25 liegen somit zur Zeit t = 8 die Signale 23c/l 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 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.

33cergeben. 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 23 c des Summierers

23 schließlich das Signal 23c/2 abgeben, das ein unverzerrtes Partial-Response-Signal darstellt. Der Gleichrichter 38 eliminiert negative Impulse auch dann, falls dies durch das über den Eingang 25 b zugeführte Signal nicht bewirkt wird.

Bei der Erzeugung des Signals 23 c/2 ist es wesentlich, daß zwischen dem Ausgang 30c und dem Eingang b des Summierers kein Verstärker zwischengeschaltet ist, dessen Verstärkungsfaktor geregelt wird. Grundsätzlich wäre es denkbar, zwischen dem Ausgang 30c und dem Eingang 256 einen Verstärker mit fest eingestellte Verstärkungsfaktor zwischenzuschalten, der jedoch nur bewirkt, daß der Pegel des über den Ausgang 30 c abgegebenen Signals an den Pegel des über Eingang 256 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

.4

Claims (4)

Pate η tanspr üche :

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 Korrektoren, 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 Amplitudenregelsrufen 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) ao 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 as 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).