DE2302725C3 - Adaptiver Entzerrer zur Entzerrung breitbandiger Analogsignale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen adaptiven Entzerrer Weise, daß der Entzerrer entgegengesetzt zum Vorzur Entzerrung breitbandiger Analogsignale, be- zeichen des Fehlers eingestellt wird. Aus diesem stehend aus einem einstellbaren Transversalfilter mit 45 Grund wird die Einstellung der einzelnen Einstellspeichernden Einstellgliedem, deren Einstellung über glieder des Transversalfilter digital vorgenommen, eine Kontrolleinrichtung erfolgt, deren einer Eingang was jedoch die Verwendung von Komparatoren ermit einem Abgriff des Transversalfilters und deren forderlich macht, deren Anzahl mit der Anzahl der anderer Eingang mit dem Ausgang eines Subtra- verwendeten Einstellglieder übereinstimmen muß, hierers verbunden ist, dessen einer Eingang an 50 wodurch wiederum die Gesamtschaltung verhältniseinen Vergleichssignalgenerator und dessen anderer mäßig aufwendig wird. Insbesondere ist dies dann Eingang an dem Ausgang des Transversalfilters an- störend, wenn die zu entzerrenden Laufzeit- und geschlossen ist. Dämpfungsverzerrungen das im vorerwähnten Auf-

Zur Entzerrung von auf Nachrichtenübertragungs- satz angegebene Maß noch erheblich übersteigen,

kanüle auftretenden Laufzeit- und Dämpfungsver- 55 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den

zerrungen lassen sich bekanntlich sogenannte adap- vorerwähnten Schwierigkeiten nach Möglichkeit ab-

tivc Entzerrer verwenden, d. h. also sich selbst ein- zuhelfen und den Aufbau eines adaptiven Entzerrers

stellende Entzerrer, bei denen mit Hilfe von Ver- anzugeben, der durch eine günstige Unterteilung in

gleichs- und Regelschaltungen die empfangsseitig an- einen analogen und einen digitalen Teil eine einfach

kommenden Signale Untersucht, die Qualität des 6ö zu realisierende Systemstruktuf aufweist Und dennoch

Übertragungskanals festgestellt und dementsprechend geeignet ist, verhältnismäßig große Verzerrungen zu

die im Entzerrer vorhandenen Einstellglieder ein- entzerren.

gestellt werden. Es ist in diesem Zusammenhang Ausgehend von einem adaptiven Entzerrer zur

bereits eine Reihe verschiedenartiger Entzerrer be- Entzerrung breitbandiger Analogsignale, bestehend

kanntgeworden, bei denen die Schaltungsstruktur 65 aus einem einstellbaren Transversalfilter mit spel··

und dementsprechend die verwendeten Abgleichkri- chernden Einstellgliedem, deren Einstellung über eine

,terien dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt Kontrolleinrichtung erfolgt, de^en einer Eingang mit

sind. Zur Entzerrung breitbandiger Analogsignale ist einem Abgritt des Tiänsversalfilters und deren an-

Eingang nut dem Ausgang eines Subtrahierers Gnaden ist, dessen einer Eingang an einen Ver- «Wdissienaigenerator und dessen anderer Eingang an £,«rSang des Transversalfilters angeschlossen ist, dieseÄufgabe erfindungsgemäß daAech gelöst, die KontroUeinrichtung aus enssn Korrelator foKteht, dessen beiden Eingängen Analog-Digital- «emitter (A/D-Wandler) vorgeschaltet sind, die Di-„HaJzanleo üb Zweier-Exponenten-Code abgeben, Snddtessen Ausgang ein Signalverteiler nachgeschal- ^i^. dessen Ausgänge mit den Einsteügliedern des SaSSStere wrbunden sind, und daß der Kor- «dator besteht aus zwei Speichern zur Speicherung der von den A/D-Wandlern gelieferten Digitalzahlen, *nc einem Summierer und einem Decodierer, dem Sf Additionsspeicher nachgeschaltet ist

Bei der Erfindung wird von der Überlegung aus-Jäeen daß adaptive Systeme zur Einstellung der 22? Parameter in der Regel Korruatora be-SSn Bei der Nachbildung oder Entzerrung von SSShfenübertragungskanälen mil einer sehr lann Impulsantwort, d.h. also bei solchen Kanälen, ? denen das am Empfangsort ankommende Signal i störende Vor- und Nachschwinger aufweist, S die Anzahl der Einstellelemente und damit der KcSelatoren beträchtlich. Zwar wäre eine Realisie-S ta digitaler Technik vorteilhaft, da die zur Korerforderlichen Multiplikationen mit einem Multiplizierer im Zeitmultiplexbetrieb durchwerdet können. Bei Breitbandanwendungen, Se beispielsweise bei der adaptiven Entzerrung von S dfernsprechsignalen im Weitverkehr, wird jedoch eine rein digitale Realisierung deshalb zu aufwendig, L^l eine sehr eenaue (etwa 8 bit) A/D-Wandlung TtwaTTakt von 2 MHz durchgeführt werden muß undT im gleichen Takt angelieferten Signale eben-S schnell verarbeitet werden müssen. Wenn es dem-

andererseits von einem Vergl«chssignalgenerator 5. im Ausführungsbeispiel ist die Schaltung dabei so vorgenommen, daß der Ausgang 3 des Transversaifilters mit dem mit » +« bezeichneten Emgang und der Vergleichssignalgenerator mit dem nut »-«»?- zeichneten Emgang des Subtrahieren 6 verbunden ist . .

Das Transversalfilter 2 ist air besseren Ubersicü. in F i g. 2 dargestellt und kann nach au sich bekannten

Methoden, wie beispielsweise der von LucJty una Rudin in »Bell System Technical Journal, VoL 40, November 1967, S. 2179 bis 2208 (»An Automatic Equalizer for General-Purpose Communication Channels«), angegebenen Methode, bemessen wer-

den. In F i g. 2 ist wiederum der Eingang 1 erkennbar, auf den eine Reihe von Laufzeitghedern 7 folgen, die im einzelnen mit I₁,7_ä... 7_n bezeichnet sind Von den Abgriffen der Laufzeitkette 7 führen Lotungen auf die Einsteuglieder 8, die wiederum einzeln nut

*> S₁ bis 8„ bezeichnet sind und die als speichernde Em-Stellglieder ausgebildet sind. D»e EmsuUung Jr E J. Stellglieder erfolgt durch ^a^.^.^°^UL tung 4 (vgl. Fig. 1) kommende Signale Steuerleitungen 9 den Emstelghedern » ^g

a₅ werden. Analog zur Laufzei kette 7 undI zu den fcm Stellgliedern 8 sind die «nzelnen Steuerleitungen w^ derum mit Zahlenindjzes versehen so daßt also Ae erste Steuerleitung mit 9, ,die zwei e Steuere ung i % d chheßhch die letzte S ^^f

mit

e Steuerleitung mit 9, ,die % usw und schheßhch die letzte b

mit % usw und schheßhch die mit 9_n bezeichnet ist W.e bereiU erwägt, Zahl der erforderlichen Laufzeit- und *m von der Größe der im ξ^1^ den Verzerrungen ab. Bei der förmiger Signale treten auf Grund der Eigenschaften des übertragungsk^s Störungen deshalb auf, we.l djej Impu werden und außer dem sogenannten

F i g 2 den Aufbau des Transversalfilters, Fig 3 die in Fig. 1 gestrichelte umrahmte Kon-

H3r£rS

liufzeit-Einstellgliedern vorgesehen J^ j Fig. 2 durch die gestrichelten Linien kenntlich ge

tSSli*. von A/D-Wand,*™, die _g«_ig-

belehnet

zerrereingang mit der BeMgaiBer I belehnet »nd S,gna J enthallenen «n'^ · _{iche Tei},_{e mit}

es sei angenommen, daß zm Einstellung ein Test- ss M ?■ ' ™ ²· '" "JJ™_vS_en J₀J, hervorgeht,

signal S verwendet wird, da» beispielsweise inι Verti- gtachen BeiugsaBern «rsenen , _

kalbildanstastlUeken gesendet «erden kann. Der ei- werden d,e über ^d» ««^Γ^ξ,,^, _signalvc„ei-

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signal S verwendet wird, da» beispielsweise inι Verti kalbildanstastlUeken gesendet «erden kann. Der ei gentliche Entzerrer besteht aus einem Transvaal herog,

Γξ,,^, _signalvc„eierforderliche Anzahl von

diese digitalen Signale einem Korrelator 18 zugeführt, Aufsatz von H. Sch mid in »Electronic Design«,

dem ausgangsseitig der Signalverteiler 16 nachge- 26, 19. Dezember 1968, S. 57 bis 76, mit den» Titel

schaltet ist. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel »An Electronic Design practical guide to a/d con·

wandelt der Signalverteiler 16 die einlaufenden digi- version, Part 2«, bekannt und bestehen aus parallel··

taten Signale in entsprechende analoge um und ver- s geschalteten Komparatoren 25, die im einzelnen mit

teilt diese "zur Einstellung der Einstellglieder not- 2S₁, 25₄... 25„ bezeichnet sind. Das am Eingang 26

wendigen Steuergrößen auf die Einstellglieder 8. anliegende Analogsignal wird parallel auf jeweils

Es ist sofort einsichtig, daß der Signalverteiler seine einen Eingang der Komparatoren 25 verteilt; Der an-Funküon auch in der umgekehrten Reihenfolge wie dere Eingang der Komparatoren 25 liegt an Verlier angegebenen ausführen kann, nämlich Multi- ίο gleichsspannungen U₁, U₁ bis U„. und es erscheint plexen der Digitalzahlen und nachfolgende D/A- am Ausgang der Komparatoren jeweils der Zahlen-Wandlung für jedes einzelne Einstellglied in einem wert »0« oder »1«, je nachdem« ob die Eingangseigenen D/A-Wandler. Das ist besonders dann inter- spannungen größer oder kleiner als die Vergleichsessant, wenn multiplizierende D/A-Wandler verwen- spannungen sind. Die von den Komparatoren abgedet werden. *5 gebenea Zahlenwerte werden einem im Takt T ge-

In Fig. 3 ist der Korrelator 18 strichpunktiert steuerten Umcodieren 28 zugeführt, an dessen Ausumrahmt, und es sind wiederum die Anschaltpunkte gang 27 Digitalzahlen im Zweier-Exponentencode der A/D-Wandler 12 und 12' erkennbar. Der Korre- erscheinen, d. h. also, es stehen am Ausgang 27 dem lator selbst besteht aus zwei Speichern 20 und 20', Umcodierer 28 eingangsseitig in digitaler Form eindie jeweils den A/D-Wandlern 12 und 12' nachge- ao gegebene Zahlen 2ⁿ bzw. 2" als Digitalzahlen m schaltet sind. Die Speicher 20 bzw. 20' liefern an bzw. η zur zor Verfügung.

ihrem Ausgang Zahlen m bzw. n, die im nachfolgen- Für die elektrische Wirkungsweise der gesamten

den Summierer 21 addiert werden. Dem Summierer Schaltung gelten im einzelnen noch die folgenden

21 ist ein Decodierer 22 nachgeschaltet, auf den ein Überlegungen

Additionsspeicher 23 folgt Der Korrelator 18 wird as Die beiden für die Korrelation erforderlichen

im Takt T gesteuert, und es wird vom Korrelator 18 Größen werden quantisiert und in Zweierpotenzen

das Korrektursignal digital abgegeben und durch den addiert Die Quantisierung kann ebenfalls in Stufen

nachfolgenden (vgl. Fig. 1) Signalverteiler 16 bei- von 2", aber auch nach einer anderen geeigneten

spielsweise in analoge Größen umgewandelt und ver- Kennlinie erfolgen.

teilt. Der Takt T steuert die Kontrolleinrichtung der- 30 Die Multiplikation wird auf eine Addition von

art, daß der adaptive Entzerrer das Abgleichknte- Potenzen zurückgeführt. Der Multiplizierer läßt sich

rium der Minimierung des quadratischen Fehlers er- also außerordentlich einfach realisieren,

füllt Die beiden A/D-Wandler für die zur Korrelation

In vorteilhafter Weise können die A/D-Wandler verwendeten Größen brauchen nur wenige, relativ

12, 12' als schneite Parallelwandler ausgeführt sein, 35 grob quantisierte Werte liefern und können deshalb

wie dies im einzelnen in F i g. 4 dargestellt ist. Solche sehr einfach, z. B. als schnelle Parallelwandler, ausge-

ParaUelwandler sind for sich beispielsweise aus dem führt sein. Hierzu 2 Bilatt Zeichnungen

Claims (3)

* 2 insbesondere durch den Aufsatz »An Adaptive Patentansprüche: Equalizer for Tetewsion Ghannels« (»IEEE Trans actions on Conununication Technology«, Vol.

1. Adaptiver Entzerrer zur Entzerrung breit- Com-17, No. 6, Dec. 1969, Seiten 726 bis 734) ein bandiger Analogsignale, bestehend aus einem ein- 5 Entzerrer bekanntgeworden, bei dem die vom Nachstellbaren Transversalfilter nut speichernden Eia- richtenübertragungskanal kommenden Signale einem «ellgliedern, deren Einstellung über eine Kon- einstellbaren Entzerrer zugeführt *«fden, der in trolleinrichtung erfolgt, deren einer F-foigifin mit Form emes Transversalfiliers ausgeführt ist Das einem Abgriff des TransversauUters and deren Trans\«rsaffilter selbst besteht aus einer Verzöge- «nderer Eingang mit dem Ausgang eines Subtra- w> rungsleituag mit speichemdea Einstellgliedern, deren hierers verbunden ist, dessen einer Emgang an Einstelhmg über eine KontroUeinrichtung erfolgt «inen Vergleichss^oalgenerator uad dessen an- Die Kontrolleinrichtung selbst ist mit ihrem einen derer Emgang an dem Ausgang des Transversal- Eingang mit einem Abgriff des Transversalfilters verfilters angeschlossen ist, dadurch gekenn- bundea, während ihr anderer Eingang an den Auszeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (4) aus 15 gang eines Subtrahierers angeschaltet ist Die Auseinem Korrelator (18) besteht, dessen beiden Ein- gangssignale des Subtrahierers wiederum werden in gSngea Analog-Digitalwandler (A/D-Wandler 12, der Weise gebildet, daß einer seiner Eingänge un- IZ') vorgeschaltet sind, die Digitalzahlen im mittelbar nut dem Ausgang des Transversalfilters Zweier-Exponenten-Cbde abgeben, und dessen verbunden ist, während sein anderer Emgang an Ausgang ein Signalverteiler (16) nachgeschaltet ist, 20 einen Vergleichssignalgenerator angeschaltet ist, mit dessen Ausgänge (9) mit den Einstellgliedern (8) dessen Hüte ein Vergleichssignal solcher Art hergedes Transversalfilters (2) verbunden sind, und daß stellt werden kann, daß unter Einwirkung der Konder Korrelator (18) besteht aus zwei Speichern trolleinrichtung die am Ausgang des Transversalfilters (20, 20') zur Speicherung der von den A/D-Wand- auftretenden Signale möglichst frei von Störungen lern (12,12') gelieferten Digitalzahlen (m, n), aus 25 sind. Bei dieser bekannten Einrichtung wird zur Eineinem Summierer (21) und einem Decodierer stellung des Entzerrers, beispielsweise in den Verti-(22), dem ein Additionsspeicher (23) nachge- kalbildaustastlücken eines Fernsehbildes, ein Testschaltet ist. signal übertragen und dieses Testsignal mit dem emp-

2. Adaptiver Entzeirer nach Anspruch 1, da- fangsseitig erzeugten Vergleichssignal verglichen und durch gekennzeichnet, daß die A/D-Wandler 30 daraus die nötigen Einstellkriterien gewonnen. Wie (12, 12') aus eingangsseitig parallel geschalteten auch in der genannten Literaturstelle ausgeführt ist, Komparatoren (25) bestehen, deren Ausgänge hängt die Zahl der benötigten Abgriffe an der Verauf einen den Zweier-Exponenten-Code erzeu- zögerungsleitung und damit auch der Einstellglieder genden Umcodierer (28) führen. von der Größe der auftretenden Verzerrungen ab, und

3. Adaptiver Entzerrer nach Anspruch 1 oder 2, 35 es wird deshalb das an sich schneller und präziser gekennzeichnet durch seine Verwendung in Fern- konvergierende, beispielsweise von W. Lucky (»Bell seh-Übertragungssystemen. System Techn. J.«, Vol. 44, Seiten 547 bis 588) angegebene Abgleichkriterium, nämlich die Minimierung des quadratischen Fehlers, nicht angewendet,

40 weil die hierfür erforderliche Verwendung von Kreuz-

korrelatoren als nachteilig angesehen wird. Es wird deshalb der totale Fehler minimiert, und zwar in der