DE2320306C2 - Automatischer Entzerrer für eine digitale Übertragungsanlage - Google Patents

Description

tung nach F i g. 1 sein kann.

Der automatische Entzerrer ill gemäß Fig. 1 umfaßt einen variablen Entzerrer 112, der von einem Übertragungsmedium, z. B. einer Leitung 113, ankommende Impulse über einen festen Entzerrer 114 aufnimmt. Ein Differentiator 116 ist mit dem Ausgang des variablen Entzerrers 112 verbunden, und ein Spitzenwertdetektor 117 ist an den Ausgang des Differentiators 116 angeschaltet Eine Steuerschaltung 118 steht mit dem Ausgang des Spitzenwertdetektors 117 und mit einer Bezugsspannungsquelle 119 in Verbindung. Schließlich ist ein Regenerator 121 zwischen den Ausgang des variablen Entzerrers 112 und das Übertragungskabel 122 geschaltet Der feste Entzerrer 114 weist ein festgelegtes Übertragungsverhalten auf, welches die Übertragungscharakteristik des Übertragfingskabels 113 derart ändern, daß sie innerhalb des Einstellbereichs des variablen Entzerrers 112 liegt Der Spitzenwertdetektor 117 kann in bekannter Weise eine Gleichrichterschaltung aufweisen. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwar in Verbindung mit einer Verstärkerstation gezeigt kann aber auch an anderer Stelle einer digitalen Übc-rtragungsanlage eingesetzt werden, wenn dort eine Entzerrung gewünscht wird. Die Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 1 wird aus der folgenden Diskussion der einzelnen in F i g. 1 benutzten Schaltungen ersichtlich.

F i g. 2 stellt den variablen Entzerrer 112 schematäsch dar. Der negative und positive Anschluß sind jeweils mit ■negativen und positiven Konstantspannungsquellen verbunden, die nicht dargestellt sind. Das Ausgangssignal des festen Entzerrers 114 nach Fig. 1 wird an den Eingangsanschluß 212 des variablen Entzerrers 112 angelegt Ein Widerstand 213 stellt einen ohmschen Abschluß für das Eingangssignal dar, das parallel an drei Signalwege angelegt wird. Ein Transistor 214 liegt im ersten (oberen) Signalweg, der einen linearen Frequenzgang besitzt Der Transistor 214 arbeitet in Basisschaltung, und sein Kollektor· ist über einen Widerstand 216 mit dem positiven AnscWuß verbunden. Ein Koppelkondensator 217 verbindet den Kollektor des Transistors 214 mit einem Widerstand 218 und leitet das Signal an einen Summierpunkt 219 weiter. Ein Transistor 221 im zweiten (mittleren) Signalweg arbeitet ebenfalls in Basisschaltung und steht unter dem Einfluß eines Steuersignals Vc2- Die Basis 222 des Transistors 221 ist mit Erde über einen Kondensator 223 verbunden. Ein Widerstand 224 verbindet den positiven Anschluß mit dem Kollektor des Transistors 221. Ein Kondensator 226 koppelt das Signal des Kollektors, des Transistors 221 an ein ÄC-Glied 227. Das Signc' gelangt über das /?C-Glied 227 und einen Widerstand 228 zum Summierpunkt 219. Im dritten (Mnteren) Signalv.eg liegt ein weiterer Transistor 231 in Basisschaltung, der durch ein Steuersignal Vc ι gesteuert wird. Die Basis 232 ist mit Erde über einen Kondensator 233 verbunden. Der Kollektor des Transistors 231 wird über einen Widerstand 234 vorgespannt, und das Ausgangssignal des Transistors wird dem Summierpunkt 219 über einen Koppelkondensator 236 und ein /?C-Glied 237 zugeführt. Die flC-Giieder 227 und 237 sind zur Entzerrung von Übertragungskabeln ausgelegt, deren effektive elektrische Länge zu kurz bzw. zu lang ist. Der mittlere Signalweg mit dem RC-G\\ed 227 kompensiert also ein Übertragungskabel, das elektrisch zu kurz ist, und der untere Signalweg mit dem /?C-Glied 237 kompensiert ein Übertragungskabel, das elektrisch zu langest. Das an den Summierpunkt 219 anliegende Signal durchläuft einen Verstärker 239, bevor es an den Ausgangsanschluß 241 gelangt. Ein Widerstand 242 stellt die Verstärkung des Verstärkers 239 ein. Der Ausgangsanschluß 241 ist mit dem Eingang des Differentiators 116 und des Regenerators 12i verbunden.

Die Entzerrung des variablen Entzerrers 112 hängt von den Werten der Steuerspannungen Vc ι und Vc2 ab. Es sind drei Betriebsweisen möglich. Wenn keine Entzerrung benötigt wird, weisen die Steuerspannungen Vc 1 und Vc2 Werte auf, derart, daß nur der Transistor 214 im ersten Signalweg das Eingangssignal verstärkt Die Transistoren 221 und 231 in den anderen Signalwegen sind durch die Steuerspannungen Vc 1 und Vc2 abgeschaltet Wenn das Übertragungskabel eine Entzerrung erforderlich macht, welche die effektive elektrisehe Länge des Kabels vergrößert, arbeitet der variable Entzerrer 211 in der zweiten Betriebsart Hierbei sind die Transistoren 214 und 221 im ersten bzw. zweiten Signalweg aktiv, während der Transistor 231 gesperrt ist Dies wird wiederum durch die Werte der Steuerspannungen Vc 1 und Vc? erreicht Wenn eine Entzerrung gegensätzlicher Art erfordernd' Λ, d. h. wenn die effektive elektrische Länge des Kabels ve-kürzt werden soll, sind in der dritten Betriebsart die Transistoren 214 und 231 aktiv, während der Transistor 221 gesperrt ist Der Grad der Entzerrung in der zweiten und dritten Betriebsart wird durch Einstellung des jeweiligen Signals bestimmt, das über den ersten und zweiten bzw. den ersten und dritten Signalweg geliefert wird. In allen drei Betriebsarten wird das Signal am Summierpunkt 219 über den Verstärker 239 dem Auigangsanschluß 241 zugeführt Das Verhältnis zwischen den Steuerspannungen Vc 1 und Vc2 wird unter Bezugnahme auf F i g. 3 und 4 erläutert

F i g. 3 stellt die Steuerschaltung 118 schematisch dar und umfaßt die Bezugsspannungsquelle 119, die als separates Bauteil dargestellt ist Sie kann jedoch Teil der Steuerschaltung 118 sein und auf vielerlei Weise verwirklicht werden. Ein Eingangsanschluß 312 am invertierenden Eingang eines Verstärkers 313 ist mk dem Ausgang des Spitzenwertdetektors 117 in Fig. 1 verbunden. Der nicht invertierende Eingang 314 des VerstärKers 313 liegt über einen Widerstand 316 an Erde und über eine Diode 318 an der Bezugsspannungsqueüe 119. Der Ausgangspegel der Bezugsspannungsquelle 119 am Eingang 314 kennzeichnet den Wert der Flankensteilheit eines über ein optimal entzerrtes Kabel übertragenen Impulses. Der Verstärker 313 vergleicht das Eingangssignal am Eingang 312 mit der Bezugsspannung am Eingang 314 und liefert ein Ausgangssignal.

Die Diode 318 ist so ausgewählt, daß der Temperaturgang des Gleichrichters im Spitzenwertdetektor 117 in F i g. 1 kompensiert wird- Das Ausgangssignal des Verstärkers 313 durchläuft ei.i Tiefpaßfilter 319, bevor es an ei.:en .inschluß 321 gelangt. Die Spannung am Anschluß 321 wird als Steuerspannung Vn bezeichnet und zur Vorspannung der basiselektrode 232 des Transistors 231 im variablen Entzerrer 112 in Fig.2 benutzt. Die Steuerspannung Vc \ wird außerdem über einen Widerstand 322 an den Invertierenden Eingang 323 eines Verstärkers 324 angelegt, dessen nicht invertierender Eingang 326 über einen Widerstand 327 an Erde liegt, Ein -Widerstand 328 bewirkt eine Gegenkopplung, und die Werte der Widerstände 322 und 328 sind so eingestellt, daß der Verstärker324 eine Verstärkung von 1 aufweist und als Inverter arbritet. Der Eingang 323 des Verstärkers 324 ist ferner mit der Bezugsspannungsquelle 119 über einen Widerstand 329 verbunden. Das Ausgangssignal des Inverters 324 ist am Anschluß 331 verfügbar

und wird als Steuerspannung Vc? bezeichnet. Diese Spannung spannt die Basiselektrode 222 des Transistors 221 im variablen Entzerrer 112 in F i g. 2 vor.

F i g. 4 zeigt das Verhältnis zwischen Vc ι und Vc2 als Funktion der Dämpfung eines Übertragungskabels. Der Schnittpunkt von Vci und V_C2 in Fi g. 4 wird durch die Schaltung erzeugt, welche die Verstärker 313 und 324 mit der Bezugsspannungsquelle 119 verbindet. Da der Verstärker 324 die Verstärkung 1 aufweist, weisen die Steigung von Vcι und Vc2 die gleiche Größe auf, während ihr Vorzeichen entgegengesetzt ist. Das Verhältnis zwischen Vn und Vr 2 ist für den Betrieb des variablen Entzerrers 112 nach Fig. 2 wichtig. Wenn beispielsweise keine Entzerrung des ankommenden Signals erforderlich ist, ist der Betriebspunkt in Fig.4 gleich OdB. welches dem Schnittpunkt von Vn und Vc2 entspricht. An diesem Punkt haben Vn und Vr2 beide denselben negativen Wert. Die Anlage dieser negativen Spannungen an die Transistoren 221 und 231 schaltet diese ab. Daher wird das Eingangssignal des variablen Entzerrers 112 in der ersten Betriebsweise nur dem Transistor 214 im ersten Signalweg zugeführt. Wenn das ankommende Signal eine Entzerrung benötigt, die die effektive elektrische Länge des Übertragungskabels verkür. , liegt der Arbeitspunkt in Fig.4 rechts vom Schnittpunkt zwischen Vn und Vr 2 auf der Abszisse. In diesem Teilstück des Diagramms nach F i g. 4 ist der Wert von Vr 1 positiv mit Bezug auf Vr2· Beispielsweise legt ein Wert der Kabeldämpfung entsprechend dem Punkt A die Werte von Vn unü Vc 2 auf die Punkte B bzw. C fest. Das Anlegen dieser Steuerspannungen an den Entzerrer 112 läßt diesen in der dritten Betriebsart arbeiten. Wenn die entgegengesetzte Art der Entzerrung erforderlich ist, liegt der Arbeitspunkt links vom Schnittpunkt von Vn und Vc₂. Dann ist der Wert von Vr2 positiv mit Bezug auf Vn, und der variable Entzerrer ϊί2 in Fig.2 arbeitet in der zweiten Bciriebsäft Die Lage des Arbeitspunktes wird automatisch so eingestellt, daß die optimale Entzerrung erhalten wird. Da der absolute Wert der Flankensteilheit der entzerrten Impulse durch die Parameter des Übertragungssystems festgelegt ist und nicht von der zu übertragenden Information abhängt, werden diese Parameter als einziges Kriterium für die automatische Entzerrung verwendet.

F i g. 5 zeigt das Blockschaltbild einer linearen Ver-Stärkungssteuerschaltung 511, die Teil der Schaltung nach F i g. 1 sein kann und am Punkt A eingefügt wird. Im einzelnen wird das Ausgangssignal des variablen Entzerrers 112 an den Eingang 512 eines Verstärkers

513 mit automatischer Verstärkungsregelung angelegt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 513 am Ausgang

514 wird einem Spitzenwertdetektor 516 und dem Regenerator 121 sowie dem Differentiator 116 in Fig. 1 zugeführt. Der Spitzenwertdetektor 516 gibt ein Signal ob, d?.s dem Verstärker 5!3 ober eine Leitung 517 zügeführt wird. Dieses Steuersignal verändert den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 513 derart, daß das Ausgangssignal im wesentlichen konstante Amplitude besitzt Eine solche lineare Verstärkungssteuerung kann die Arbeitsweise des automatischen Entzerrers 111 nach F i g. 1 bei Vielpegelsignalanwendungen verbessern.

Obwohl das Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf einen variablen Entzerrer mit drei Signalwegen beschrieben worden ist, kann der Errmdungsgedanke bei zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen angewendet werden. Beispielsweise kann eine größere Anzahl von Signalwegen im variablen Entzerrer verwendet werden. Ferner kann das Steuersignal von Schaltungen verarbeitet werden, die das Steuersignal mit sich selbst multiplizieren und eine Vielzahl von Steuersignalen erzeugen, die zueinander über ganzzahlige Potenzen des ursprünglichen Steuersignals in Beziehung stehen. Jedes Steuersignal kann an einen Signalweg mit einem ßC-Glied angelegt werden, dessen Übertragungsverhalten für einen Ausdruck in einer Potenzreibe kennzeichnend ist. Die Summe der Ausdrücke in der Potenzreihe kann zur Darstellung eines Übertragungsverhaltens verwendet werden, welches die genaue Entzerrung eines Übertragungskabels ermöglicht. Außerdem kann eine Vielzahl von variablen Entzerrern in Serie geschaltet werden, um einen größeren Bereich an variabler Entzerrung zu erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 malien in Folge Aufbauunregelmäßigkeiten, Amplitu- Patentansprüche: denänderung der übertragenen Impulse u. dgl. in beson derem Maße die Form der ankommenden Impulse und

1. Automatischer Entzerrer für eine digitale Ober- die Spitzenampiitude eines zufälligen Impulsstromes. In tragungsanlage mit einem variablen Entzerrer zur 5 solchen Anlagen ist eine Entzerrung schwierig bereitzu-Verringerung der Impulsverzerrung infolge der Ei- stellen und zudem auch kritischen

genschaften des Übertragungsmediums, mit einem Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei

Spitzenwertdetektor, dessen Ausgangssignal eine einem automatischen Entzerrer eine genaue Einteilung

Einrichtung zur Regelung des variablen Entzerrers der Entzerrung auf einfache Weise auch unter kritischen

ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß io Umständen zu ermöglichen.

das impulsförmige Ausgangssignal des variablen Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von

Entzerrers (112) einem Differentiator (116) züge- einem automatischen Entzerrer der eingangs genannten

führt ist, dessen Ausgangssignal an den Spitzenwert- Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß das impulsför-

detektor (117) angelegt ist. ffyge Ausgangssignal des variablen Entzerrers einem

2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Differentiator zugeführt ist, dessen Ausgangssignal an zeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung des va- den Spitzenwertdetektor angelegt ist.

riablen Entzerrers (112) eine Vergleichseinrichtung Die Erfindung nutzt also die Erkenntnis aus, daß der

(118) enthält, die das Ausgangssignal des Spitzen- Spitzenwert für die Flankensteilheit der empfangenen wertdetektcvs (117) mit dem Bezugssignal (aus 119) Impulse im wesentlichen nur durch eine Fehleinstellung vergleicht. 20 der Entzerrung beeinflußt wird und relativ unabhängig

3. Entzerrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- von den anderen, oben erläuterten schädlichen Einflüskennzeichnet, daß der variable Entzerrer (112) drei sen ist. Daher kann eine genaue automatische Einstelparallele Signalwege aufweist, deren Ausgangssi- lung der Entzerrung, abhängig von der Flankensteilheit gnale in einem Summierpunkt (219) zusammenge- der empfangenen Impulse, erfolgen, die durch das Ausführt sind, daß der erste Signalweg linearen Fre- 25 gangssignal des Differentiators dargestellt wird,
quenzgang besitzt, daß der zwerte und dritte Signal- Weiterbildungen arr Erfindung sind Gegenstand der weg je einen Verstärker (221, 231) und je ein RC- Unteransprüche. So kann vorgesehen sein, daß die EinGlied (227, 237) zur Kompensation eines zu kurzen richtung zur Regelung des variablen Entzerrers eine bzw. zu langen Kabels enthalten, und daß die Ver- Vergleichseinrichtung enthält, die das Ausgangssignal stärker von d?r Einrichtung (118) zur Regelung die- 30 des Spitzenwertdetektors mit einem Bezugssignal verses variablen Entzerrers über gegenläufige Steuersi- gleicht. Dieses Bezugssignal stellt dabei den Spitzengnale (Vc ι, Vci) gesteuert sind. wert für die Flankensteilheit nach optimaler Entzerrung

dar.

Außerdem besteht die Möglichkeit, daß bei einem

35 Ausführungsbeispiel der Erfindung der variable Entzerrer drei parallele Signalwege aufv/eist, deren Ausgangs-

Die Erfindung betrifft einen automatischen Entzerrer signale in einem Summierpunkt zusammengeführt sind, für eine digitale Übertragungsanlage mit einem varia- daß der erste Signalweg linearen Frequenzgang besitzt, blen Entzerrer zur Verringerung der Impulsverzerrung daß der zweite und dritte Signalweg je einen Verstärker infolge der Eigenschaften des Übertragungsmediums, 40 und je ein /ZC-Glied zur Kompensation eines zu kurzen mit einem Spitzenwertdetektor, dessen Ausgangssignal bzw. zu langen Kabels enthalten, und daß die Verstärker eine Einrichtung zur Regelung des variablen Entzerrers von der Einrichtung zur Regelung dieses variablen Entansteuert zerrers über gegenläufige Steuersignale gesteuert wer-

Ein solcher Entzerrer ist aus der US-PS 35 78 914 den.

bekannt. Der Spitzenwertdetektor spricht dort auf die 45 Eine solche Schaltungsanordnung ist an sich aus der

Amplitude der übertragenen Impulse an. US-PS 36 52 952 bekannt.

Bekannte Einrichtungen sind zur automatischen Ent- Eine lineare Verstärkungssteuerung kann zusätzlich

zerrung von beispielsweise Übertragungskabel-Dämp- zu der Entzerrerano.dnung nach der Erfindung benutzt

fungsverluster. mit einem unbeschränkten oder zufälli- werden. Die lineare Verstärkungssteuerung wird durch

gen Datenformat wenig geeignet Ein typischer Entzer- 50 einen Spitzenwertdetektor für die Signalamplitude am

rer nach dem Stand der Technik, beispielsweise der Ent- Ausgang eines Verstärkers mit variabler Verstärkung |

zerrer nach der vorgenannten US-PS 35 78 914, arbeitet erreicht, dessen Eingang mit dem Ausgang des variablen |

aufgrund der Spitzenwertfestellung für die Amplitude Entzerrers verbunden ist Der Spitzenwertdetektor

des ankommenden Impulsstroms zwecks Steuerung der steuert den Verstärker so, daß Änderungen in der linea-

Entz.?rrung. Wenn die Daten in einem unbeschränkten 55 ren Verstärkung des Übertragungssystems ausgegli-

Format übertragen werden, verändern die Zwischen- chen werden.

Symbolstörungen zwischen benachbarten Signalimpul- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

sen die Spitzenamplitude in einem solchen Maß, daß der dung anhand der Zeichnungen beschrieben. Fs zeigt

erforderliche Grad der Entzerrung nicht durch Feststel- F i g. 1 das Blockschaltbild eines Ausführungsbei-

lung der Spitzenamplitude bestimmt werden kann. Fer- 60 spiels der Erfindung;

jier ändern die Schwankungen desjVerstärkungswertes ^v Fig.2 das Schaltbild des variablen Entzerrers nach ·■

von Verstärkern in einer Übertragungsanlage die Am- F i g. 1;

plitude der übertragenen Impulse lund erzeugen Ände- F i g. 3 das Schaltbild der Steuerschaltung für den va-

rungen in der Spitzenampiitude des ankommenden Si- riablen Entzerrer nach F i g. 1;

gnals, die zu einer Fehlentzerrung des Übertragungska- 65 F i g. 4 die Ausgangskennlinie der Steuerschaltung für

nals, beispielsweise eines Kabels, führen. den variablen Entzerrer nach F i g. 1;

In Datenübertragüngsanlagcn für hohe Geschwindig- F i g. 5 das Blockschaltbild einer automatischen Steu-

keit verzerren Zwischensymbolstörungen, Kabelano- erschaltüng für lineare Verstärkung, die Teil der Schal-