DE2300480B2 - 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. Diese Korrelatoren enthalten je einen Multiplizierer und je einen Integrator. Den Korrelatoren ist über einen ersten Eingang des Multiplizierers das Fehlersignal zugeführt, über einen zweiten Eingang des Multiplizierers ist ein von den Teilinformationssignalen abhängiges Signal zugeführt, und über die Ausgänge der Integratoren werden Regelsignale an die zugeordneten Amplitudenregelstufen abgegeben. Als Teilinformationssignale werden Signale verstanden, die in der angelsächsischen Literatur als Partial-Response-Signale bezeichnet werden. Als Amplitudenregelstufen können entweder regelbare Verstärker oder regelbare Dämpfungsglieder vorgesehen sein.

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 US-Patentschrift 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 Phasenfehler 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 Phasenfehler, nicht aber die Amplitudenfehler berücksichtigt. ¹S Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen adaptiven Entzerrer zur Entzerrung der Vorschwinger von Teilinformationssignalen anzugeben, der sich schnell auf seine optimale Stellung einstellt und seine einfache Realisierung ermöglicht.

Erfindungsgemäß sind bei einem Entzerrer der eingangs genannten Art die Ausgänge zweier Stufen des Schieberegisters an Eingänge eines zweiten Summierers angeschlossen, und der Ausgang dieses zweiten Summierers ist an den zweiten Eingang des Multiplizierers angeschlossen. Der erfindungsgemäße adaptive Entzerrer zeichnet sich dadurch aus, daß er einen geringen technischen Aufwand erfordert und eine schnelle Entzerrung der Vorschwinger bewirkt.

Falls dem Entzerrer Teilinformationssignale der Klasse IV zugeführt werden, dann ist es zweckmäßig, wenn zwischen den beiden Stufen des Schieberegisters, deren Eingänge an den zweiten Summierer angeschlossen sind, genau eine Stufe des Schieberegisters angeordnet ist. Auf diese Weise wird berücksichtigt, daß bei den Teilinformationssignalen der Klasse IV zwei Hauptwerte (ein positiver Hauptwert und ein negativer Hauptwert) auftreten, die um zwei Abtast-Intervalle zeitlich versetzt sind.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Datenübertragungssystems unter Verwendung von Teilinformationssignalen,

Fig. 2 eine ausführliche Darstellung eines in Fig. 1 schematisch dargestellten Entzerrers und Fig. 3 Signale, die beim Betrieb des in Fig. 2 dargestellten Entzerrers auftreten.

Das in Fig. 1 dargestellte Datenübertragungssystem besteht 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 — 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 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

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

rers 11 ein dreistufiges Signal 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 ein Träger mit dem vom Codierer 11 jeweilige Differenz angibt, zwischen der Amplitude

zugeführten Signal moduliert, so daß eine Frequenz- 5 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 Hz bis 3400 kennzeichnet.

Hz einnimmt. Dieses modulierte Signal wird über die Die Korrektoren 35 bzw. 36 enthalten je einen Übertragungsstrecke 14 übertragen, wobei als Über- 10 Multiplizierer 41 bzw. 42 und je einen Integrator 43 tragungsstrecke beispielsweise eine Telefonleitung bzw. 44. Die Multiplizierer 41 bzw. 42 erzeugen mulvorgesehen 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 Signale entsprechen. Diese multiplikativen Signale

abgegeben wird, das dem Signal ähnlich ist, das sende- 15 sind 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 Auf diese Weise wird eine Minimierung der mittleren

im wesentlichen durch die Übertragungsstrecke 14 20 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- schwinger des über den Eingang α zugeführten Signals gnal noch weitgehender jenem Signal ähnlich ist, das 25 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 33 und die Verstärker 49,50. Dem Amplitudendiskriüber den Ausgang des Decodierers 17 ein Signal ab- 30 minator 39 wird ein Signal zugeführt, das mehrere gegeben wird, das dem Signal der Datenquelle 10 Amplitudenstufen 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. dieser Amplitudenstufep entspricht.

Die Fig. 2 zeigt ausführlicher den in Fig. 1 sehe- ₃₅ 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 eine größere Anzahl derartiger Stufen vorgesehen sein

Amplitudendiskriminator 39 und aus den Verstärkern 40 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 b zugeführt wird.

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

Analogschieberegisters oder nach Art eines Digital- 45 folgenden die Wirkungsweise des in Fig. 2dargestell-

wertschieberegisters ausgebildet sein. Es wird voraus- ten Entzerrers 16 erläutert wird. Die Signale sind mit

gesetzt, daß entsprechend der Ausbildung des Schie- dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie die

beregisters über den Eingang α ein analoges bzw. ein Schaltungspunkte, über die sie abgegeben werden,

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

beregisters wird als an sich bekannt vorausgesetzt und 50 ten Ausgang 26c abgegebene Signal in Fig. 3 mit dem

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

Darstellung sind nur die drei Stufen 26 bis 28 darge- sind Einheiten der Zeit t und in Ordinatenrichtung

stellt, wogegen in der Praxis eine größere Anzahl von sind die Impulsamplituden aufgetragen.

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

Die Ausgänge 27 c bzw. 28 c sind an die Verstärker 55 sponse-Signal dar, bestehend aus den Impulsen 51,

47 bzw. 48 angeschlossen. Über die Eingänge b wer- 52, 53, 54, 55, 56. Die Impulse 51 und 52 bilden die

den diesen Verstärkern 47,48 Regelsignale zugeführt Vorschwinger, der Impuls 53 den positiven Haupt-

und die Verstärkungsfaktoren der Verstärker derart wert, der Impuls 54 den negativen Hauptwert und die

geregelt, daß die Signale verstärkt oder gedämpft wer- Impulse 55 und 56 bilden die Nachwinger. Unter Ver-

den. In ähnlicher Weise werden die Verstärker 45, 60 wendung der Stufe 26 wird das Signal 16a um eine

46,49,50 geregelt. Mit diesen Verstärkern kann auch Taktperiode T verzögert, so daß sich das Signal 26 c

eine negative Verstärkung, d. h. eine Verstärkung mit ergibt. Die Stufen 27 bzw. 28 bewirken Verzögerun-

einer Phasendrehung von 180° bewirkt werden. gen um jeweils eine Taktperiode, so daß sich die ent-

Uber den Ausgang 23c des Summierers 23 und sprechenden Signale 27c bzw. 28c ergeben. Diese Si-

über den Ausgang b des Entzerrers 16 wird das ent- 65 gnale 27 c bzw. 28 c werden den Verstärkern 47 bzw.

zerrte Signal abgegeben. Dieses entzerrte Signal wird 48 zugeführt. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers

außerdem dem Sollwertgeber 37 zugeführt, der über 48 wird gemäß der folgenden Gleichung 57 einge-

den Ausgang 37c ein Signal abgibt, das den Sollwert stellt:

23 OO 480

C48(i- I)- d- e(S2»c+ S26c)

Dabei bedeuten:

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

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

d einen Proportionalitätsfaktor

e die Amplitudendifferenz zwischen dem

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

528 c die Amplitude des Signals am Ausgang

28 c zum Zeitpunkt t

S26c die Amplitude des Signals am Ausgang

26 c zum Zeitpunkt t.

Hinsichtlich der Wirkungsweise des in Fig. 2 dargestellten Entzerrers 16 wird zunächst angenommen, daß der Verstärkungsfaktor 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 weitergeleitet.

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

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 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 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 28 c direkt dem Multiplikator 42 zugeleitet würde, dann würde der Impuls 52/3 bei der Regelsignalgewinnung (im Korrelator 36) nicht berücksichtigt. Der Impulse 52/3 würde daher auch dann einen Vorschwinger des Signals 28 c bewirken, wenn der Impuls 51/3 auf andere Weise eliminiert würde. Mit dem Summierer 22 wird somit erreicht, daß die Impulse

ίο 51/3 und 52/3 gleichzeitig eliminiert werden.

Nach erfolgter Entzerrung der Vorschwinger wird vom Ausgang 23 c das Signal 23c/l abgegeben, das im Gegensatz zum eingangs zugeführten Signal 16« 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 überprügt, ob das Signal 38 c einen Impuls enthält, dessen Amplitude angenähert gleich dem Sollwert 58 ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Amplitude des Impulses 53/6 angenähert gleich dem Sollwert 58, so daß über den Amplitudendiskriminator 39 das Signal 39 c abgegeben wird.

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

An den beiden Eingängen α und b des Summierers 25 liegen somit zur Zeit i= 8 die Signale 23c/l und 30c. Im Zuge der Addition wird unter Verwendung des Summierers 25 und des Signals 30 c 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 32 c bzw. 33 c 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 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 25 b zugeführte Signal nicht bewirkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

23 OO 480 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, die je einen Multiplizierer und je einen Integrator enthalten, denen über einen ersten Eingang des Multiplizierers das Fehlersignal zugeführt ist, denen über einen zweiten Eingang des Multiplizierers ein von den Teilinformationssignalen abhängiges Signal zugeführt ist und die über die Ausgänge der Integratoren Regelsignale an die zugeordneten Amplitudenregelstufen abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge zweier Stufen (26, 28) des Schieberegisters (26, 27, 28) an Eingänge eines zweiten Summierers (22) angeschlossen sind und daß der Ausgang dieses zweiten Summierers (22) an den zweiten Eingang des Multiplizierers (42) angeschlossen ist (Fig- 2).

2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Stufen (26, 28) des Schieberegisters, deren Eingänge an den zweiten Summierer (22) angeschlossen sind, genau eine Stufe (27) des Schieberegisters angeordnet ist (Fig. 2).