DE2333298A1

DE2333298A1 - Schaltungsanordnung zur umsetzung von analog-signalen in pcm-signale und von pcmsignalen in analog-signale

Info

Publication number: DE2333298A1
Application number: DE19732333298
Authority: DE
Inventors: Eduard Zwack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1975-01-23
Also published as: IT1015489B; DE2333298C3; DE2333298B2; US3993992A

Description

Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in Analog-Signale

Bei der Übertragung von Fachrichtensignalen zwischen einer Sendestelle und einer Empfangsstelle sind in Analogforni vorliegende Nachrichtensignale häufig in digitaler Form über die Sendestelle mit der Empfangsstelle verbindende Übertragungsstrecken zu übertragen. Dabei werden die betreffenden Nachrichtensignale über die jeweilige Übertragungsstrecke häufig in pulscodemodulierter Form übertragen. Bevor die Nachrichtensignale in dieser Form vorliegen, also als PCM-Signale auftreten, sind sie auf der Sendeseite häufig zunächst in' pulsamplitudenmodulierter Form vorhanden, also als PAM-Signale. In dieser Modulationsform, also als PAM-Signale, sind die über die betroffende Übertragungsstrecke übertragenen PCM-Signale auf der Empfangsseitß häufig wieder weiterzuleiten.

Im Zusammenhang mit der Umsetzung von' PAIi-Signalen in PCM-Signale ist es bereits bekannt (DT-OS 1 913 132), das jeweilige PAM-Signal mit einer sich gleichförmig ändernden Vergleichsspannung, einer Sägezahnspannung, zu vergleichen und bei Gleichheit ein Kriterium abzugeben, durch das ein bei Beginn des Vergleichs durch Zähltaktsignale gesteuerter Zähler angehalten wird, dessen Zählerstellung das dem betreffenden PAM-Signal betreffende PCM-Signal darstellt. Es ist in dem gerade betrachteten Zusammenhang auch schon bekannt, zur Umsetzung von PCM-Signalen in Analog-Signale das

VPA 9/610/3041b Nt/Stf

409884/1229

jeweilige PCM-Signal dazu heranzuziehen, die Abgabe eines in der Amplitude seiner Bit-Kombination entsprechenden Signals von einem Sägezahngenerator zu bewirken. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe des betreffenden PCM-Signals nach dessen Einspeicherung in einem Schieberegister ein Zähler entsprechend eingestellt, der dann in der Weise betrieben wird, daß seine Zählerstellung sich zu Null verringert. Ist die Zählerstellung Null erreicht, so wird ein Auelösesignal an einen Abtast- und Speicherkreis abgegeben, der die zu dem betreffenden Zeitpunkt vorhandene Amplitude einer von dem erwähnten Sägezahngenerator abgegebenen Sägezahnspannung speichert. Der betreffende Sägezahngenerator beginnt mit der Abgabe der Sägezahnspannung zum Zeitpunkt des Beginns des Rückzählbetriebs des Zählers. Obwohl durch die gerade betrachteten bekannten Anordnungen Analog-Signale in PCM-Signale und PCM-Signale in Analog-Signale umgesetzt werden können, ist der schaltungstechnische Aufwand jedoch relativ hoch. Überdies vermögen die betreffenden bekannten Anordnungen jeweils nur eine lineare Umsetzung von Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in Analog-Signale vorzunehmen, was häufig jedoch nicht erwünscht ist.

Es ist ferner ein Digital-Analog-Wardler bekannt (.OT-OS 1938690), der zur Umsetzung eines digital codierten Signals in ein Analog-Signal ebenfalls einen Sägezahngenerator verwendet. Dieser Sägezahngenerator beginnt mit der'Abgabe einer Sägezahnspannung zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Zähler veranlaßt wird, aufeinanderfolgend verschiedene Zählerstellungen einzunehmen, denen entsprechende Signale dann mit dem umzusetzenden digital codierten Signal in einem Vergleicher verglichen werden. Stellt dieser Vergleicher eine Übereinstimmung zwischen dem umzusetzenden digital codierten Signal und dem einer Zählerstellung des erwähnten Zählers entsprechenden Signal fest, so betätigt er eine Schaltvorrichtung, die den Ausgang des Sägezahngenerators mit einem Speicherkondensator verbindet, auf dem somit die zu dem betreffenden Schließungs-

VPA 9/610/3041b

409884/1229

Zeitpunkt der Schaltvorrichtung vorhandene Augenblicksamplitude der Sägezahnspannung gespeichert wird. Auch dieser bekannte Y/andler "bewirkt nur eine lineare Umsetzung des jeweiligen digital codierten Signals in ein Analog-Signal; irgendwelche Maßnahmen zur Umsetzung eines digital codierten Signals in ein Analog-Signal unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Kennlinie sind hierbei ebenfalls nicht getroffen.

Wie bereits angedeutet, ist häufig eine Umsetzung von Analog-Signalen in PCM-Signale sowie eine Umsetzung von PCM-Signalen in Analog-Signale unter jeweiliger Berücksichtigung einer nichtlinearen Kennlinie bzw. Knickkennlinie erwünscht. Zur Vornahme einer solchen Umsetzung ist es bereits bekannt (DT-AS 1 537 970), eine für PCM-Übertragungssysteme dienende, nach dem Rückkopplungsprinzip arbeitende Codiereinrichtung mit einer nichtlinearen, mehrfach geknickten Kompandierungskennlinie und eine Decodiereinrichtung mit einer nichtlinearen, mehrfach geknickten Kompandierungskennlinie zu verwenden. Die Codiereinrichtung ist dabei so ausgebildet, daß ein in ein PCM-Signal umzusetzendes Analog-Signal dem einen Eingang eines Vergleichers zugeführt wird, dem an einem anderen Eingang eine von einer Spannungsquelle abgegebene, sich ändernde Bezugsspannung zugeführt wird. Diese Spannungsquelle wird über einen Codeumsetzer von einer taktgesteuerten Verknüpfungsschaltung her angesteuert, um eine Spannung abzugeben, die sich entsprechend einem gewünschten Verlauf - das ist der Verlauf einer nichtlinearen, mehrfach geknickten Kompandierungskennlinie ~ ändert. Stellt der Vergleicher eine Übereinstimmung zwischen dem ihm zugeführten Analog-Signal und der von der erwähnten Spannungsquelle abgegebenen Spannung fest, so gibt er ein Signal ab, auf das hin eine von der Verknüpfungsschaltung bereitgestellte Codekombination als das dem betreffenden Analog-Signal entsprechende kompandierte PCM-Signal abgegeben wird.

VPA 9/610/3041b

409884/1229

In der Decodiereinrichtung wird dieses PCM-Signal nach Aufnahme durch ein Schieberegister und Weiterleitung durch Übergabe-Torschaltungen sowie einen 7-Bit-Speicher einem Codeumsetzer zugeführt, der ausgangsseitig eine der oben erwähnten Sparmungsquelle entsprechende Spannungsquelle ansteuert, von der ausgangsseitig dann das dem betreffenden PCM-Signal entsprechende (jedoch nunmehr wieder expandierte) Analog-Signal abgegeben wird. Die erwähnten Spannungsquellen sind dabei insbesondere durch V/iderstands-Kettenleiternetzwerke gebildet, welche durch Konstantströme angesteuert werden.

Obwohl die zuletzt betrachtete bekannte Codiereinrichtung eine Umsetzung von Analog-Signalen in PCM-Signale unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie und die ebenfalls zuletzt betrachtete Decodiereinrichtung eine Umsetzung von PCM-Signalen in Analog-Signale unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie vorzunehmen gestatten, ist der erforderliche schaltungstechnische Aufwand jedoch relativ hoch. Dies gilt insbesondere für die in der Codiereinrichtung und in der Decodiereinrichtung jeweils gesondert vorzusehenden Spannungsquellen und Codeumsetzer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der den vorstehend betrachteten bekannten Anordnungen anhaftenden Nachteile eine Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in Analog-Signale mit geringerem schaltungstechnischen Aufwand zu realisieren ist und wie gleichzeitig dabei die jeweilige Umsetzung unter Berücksichtigung ) einer nichtlinearen Knickkennlinie erfolgen kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ausgehend von einer Schaltungsanordnung zur Umsetzung von von einer Sendestellung abgegebenen, insbesondere durch PAM-Signale gebildeten Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in

VPA 9/610/3041b

409884/1229

einer Empfangsstelle zuzuführende Analog-Signale, insbesondere ?AM-Signale, wobei zur Umsetzung eines von der Sendestelle abgegebenen Analog-Signal in ein PCM-Signal eine Sägezahnspannung mit dein Analog-Signal verglichen und gleichzeitig während des Auftretens der Sägezahnspannung abgegebene, der jeweiligen Augenblicksamplitude der Sägezahnspannung entsprechende Codefolgen gespeichert werden, von denen die bei Auftreten einer Übereinstimmung zwischen der Augenblicksamplitude des Analog-Signals und der Sägezahnspannung vorliegende Godefolge als dem Analog-Signal entsprechendes PCM-Signal verwendbar ist, und wobei zur Umsetzung von PCM-Signal en in der Empfangsstelle zuzuführende Analog-Signale das jeweilige PCM-Signal dazu herangezogen wird, die Abgabe eines seiner Bit-Kombination hinsichtlich der Amplitude entsprechenden, von einer Sägezahnspannung gewonnenen Signals zu bewirken, erfindungsgemäß dadurch, daß die Sägezahnspannungen von einem einzigen Sägezahngenerator geliefert v/erden, der an einem Steuereingang durch mit einem dom zeitlichen Abstand von für die Empfangastelle "bestimmten aufeinajiderfolgend auftretenden PCM-Signalen entsprechenden zeitlichen Abstand aufeinanderfolgende, von einem Ausgang eines mehrstufigen Registers abgegebene Impulse gesteuert jeweils zwischen zwei derartigen Impulsen eine Sägezahnspannung abgibt, deren jeweiliger Amplitude eine von den einzelnen Stufen des Registers jeweils abgegebene Codefolge entspricht, daß an dem -Ausgang des Sägezahngenerator^ der eine Eingang eines Analog-Vergleichers und über eine Schalteinrichtung der Eingang der Empfangsstelle angeschlossen sind, daß der Analog-Vergleicher mit einem weiteren Eingang über eine weitere Schalteinrichtung mit der Sendestelle verbunden ist, da2 die einzelnen Stufen des Registers ausgangsseitig über einen eine nichtlineare Kompandierungskennliriie besitzenden Kompander mit einer Eingangsseite eines Digital-Vergleichers verbunden sind, der auf einer weiteren Eingangsseite die jeweils in der Empfangsstelle zuzuführende Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale aufnimmt, daß der Digital-Vergleicher ausgangs-

VPA 9/610/3041b

409884/1229

seitig mit einem Betätigungseingang der genannten weiteren Schalteinrichtung verbunden ist und daß an der Ausgangsseite des Kompanders eine die von diesem jeweils abgegebenen Codefolgen zwischenspeichernde Speichereinrichtung angeschlossen ist. Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Anordnungen den Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands mit sich; gemäß der Erfindung wird nämlich in der Sendestelle und in der Empfangsstelle mit nur einem einzigen Sägezahngenerator sowie mit einem einzigen Register, dessen Registerstellungen bzw. die dabei abgegebenen Codefolgen der jeweiligen Augenblicksamplitude der von dem Sägezahngenerator abgegebenen Sägezahnspannung entsprechen, und mit nur einem einzigen Kompander ausgekommen, um die von der Sendestelle abgegebenen, insbesondere durch PAM-Signale gebildeten Analog-Signale in PCH-Signale und um PCM-Signale in der Empfangsstelle zuzuführende Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, unter jeweiliger Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie umsetzen zu können. Von Vorteil dabei ist ferner, daß die betreffenden Umsetzungen jeweils gleichzeitig ausgeführt werden können. Ferner ist von Vorteil, daß der Sägezahngenerator, das Register und der Kompander gleichzeitig für eine Vielzahl von Sendestellen und Empfangsstellen bezüglich der Umsetzung von insbesondere durch PAM-Signale gebildeten Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, ausgenutzt werden können, was insgesamt einen besonders geringen schaltungstechnischen Aufwand bedeutet.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindimg speichert die Speichereinrichtung auf ein von dem Analog-Vergleicher abgegebenes Ausgangssignal hin die zu dem betreffenden Zeitpunkt von dem Kompander ihr zugeführte Codefolge bis zu einem Y/eitergabezeitpunkt als das dem umzusetzenden Analog-Signal entsprechende PCM-Signal. Hierdurch wird der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Auf-

VPA 9/610/3041b

409884/1229

wands hinsichtlich der Bereitstellung des einem Analog-Signal entsprechenden PCM-Signals erreicht.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung besteht die genannte eine Schalteinrichtung aus zwei mit ihren einen Anschlüssen direkt miteinander verbundenen Schaltern, an deren miteinander verbundenen Anschlüssen ein Kondensator angeschlossen ist, wobei der mit seinem anderen Anschluß mit dem Ausgang des Sägezahngenerators verbundene Schalter mit seinem Betätigungseingang an dem Ausgang des Digital-Vergleichers angeschlossen ist und wobei der andere Schalter mit seinem anderen Anschluß an der Empfangsstelle und mit seinem Betatigungseingang an demjenigen Ausgang des Registers angeschlossen ist, an dem der Sägezahngenerator mit seinem Steuereingang angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein besonders einfacher und aufwandspareiider Aufbau für die genannte eine Schalteinrichtung.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die genannte andere Schalteinrichtung durch einen Schalter gebildet, der mit seinem einen Anschluß an der Sendestelle angeschlossen ist und der mit seinem anderen Anschluß an dem weiteren Eingang des Analog-Vergleichers angeschlossen ist, wobei an dem genannten anderen Anschluß dieses Schalters ein Kondensator angeschlossen ist und wobei der Betätigungseingang dieses Schalters an demjenigen Ausgang des Registers angeschlossen ist, an dem der Sägezahngenerator mit seinem Steuereingang angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein besonders einfacher und aufwandsparender Aufbau für die genannte andere Schalteinrichtung.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Speichereinrichtung durch einen dynamischen Speicher gebildet, der eingangsseitig über eine Einspeichersteuerschaltung mit den Ausgängen des Kompanders verbunden

VTA 9/610/3041b

409884/1229

ist und der ausgangsseitig über eine Ausspeichersteuerschaltung mit einer PCM-Übertragungsstrecke verbunden ist, wobei die Einspeichersteuerschaltung eine Halteschaltung aufweist, die auf die Abgabe eines Ausgangssignals von dem Analog-Vergleicher hin ein eine weitere Einspeicherung von Signalen des Kompanders in den dynamischen Speicher bis zum Auftreten des nächsten von dem Register abgegebenen Impulses derjenigen Impulse, die mit dem gleichen zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen, mit dem die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale auftreten, verhindert, und wobei die Ausspeichersteuerschaltung jeweils mit Auftreten eines der zuletzt genannten Impulse die Ausgangsseite des dynamischen Speichers zu der abgehenden PCM-Übertragungsstrecke durchschaltet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands hinsichtlich des Festhaltens des dem jeweiligen Analog-Signal entsprechenden PCM-Signals vor seiner Abgabe an die PCM-Übertragungsstrecke.

Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung werden die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale in einem ausgangsseitig mit der genannten weiteren Eingangsseite des Digital-Vergleichers verbundenen weiteren dynamischen Speicher über eine Einspeichersteuerschaltung eingespeichert, die auf die Aufnahme von Impulsen, die mit dem gleichen zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen, mit dem die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale auftreten, in den übertragungsfähigen Zustand steuerbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen schaltungstechnischen Aufwands für die Zwischenspeicherung der jeweils in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung dient dazu, die von Teilnehmerstellen, wie der Teilnehmerstelle 5.¹In, abgegebenen Analog-Signale in PCM-Signale umzusetzen und für

VPA 9/610/3041b

409884/1229

die betreffenden Teilnehmerstellen abgegebene PCM-Signale in Analog-Signale umzusetzen, die dann den betreffenden Teilnehmerstellen zugeführt werden. Die Umsetzung der Analog-Signale in PCM-Signale und die Umsetzung der PCM-Signale in Analog-Signale soll dabei jeweils unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie, und zwar im vorliegenden Fall einer Kompandierungskennlinie, erfolgen.

Um die zuvor erwähnte Umsetzfunktion zu erfüllen, v/eist die in der Zeichnung dare gestellte Schaltungsanordnung ein von einem Taktgenerator TG gesteuertes mehrstufiges Register Reg auf, welches als rein binär betriebener Frequenzuntersetzer arbeitet und welchem ein nachstehend noch näher zu betrachtender Kompander CC nachgeschaltet ist. Der Kompander CC gibt ausgangsseitig eine der Anzahl der jeweils ein PCM-Signal bzw. ein PCM-Wort bildenden Bits entsprechende Anzahl von Bits ab, das sind im vorliegenden Fall 8 Bits. Die Ansteuerung des Kompanders CC erfolgt durch eine demgegenüber grössere Anzahl von Bits, das sind im vorliegenden Fall 12 Bits. Um dabei die einer gewünschten nichtlinearen Kompandierungskennlinie entsprechende Abhängigkeit zwischen den dem Kompander CC eingangsseitig zugeführten Bitfolgen und den von diesem ausgangsseitig abgegebenen Bitfolgen zu erzielen, ist der Kompander zur Realisierung der folgenden Umsetzung entsprechend ausgelegt:

v10

v9

Eingangs-Bits
(linear)

v7

v6

v5

v4

v3

v2

v1

Ausgangs-Bits
(kompandiert)

n2

n3

n4

n5

116

n7

V11

d

C

v8

a

O

n1

L

d

C

b

a

L

d

b

a

O

L

O

d

C

b

a

O

L

C

b

a

O

L

O

L

d

C

b

a

O

d

C

b

a

O

L

O

d

C

b

a

O

L

d

C

b

a

O

L

d

C

b

a

O

L

d

C

b

a

„0

O

L

O

d

C

b

a

O

L

d

C

b

a

O

L

d

C

b

a

O

d

C

b

a

O

d

C

b

a

O

VPA 9/610/3041 b 409884/1229

nachträglich' geändert

2ur Realisierung der der vorstehend angegebenen Tabelle entiiehmbaren Verknüpfungen kann der Kompander CC so aufgebaut sein, daß er die jeweils bestimmten, durch eine "0" gebildeten Eingangs-Bits einem NOR-Glied zuführt, dessen Ausgangssignal zur Betätigung von Schaltern verwendet wird, die bestimmte, mit a, b, c bzw. d bezeichnete Eingangs-Bits durchschalten, wenn das betreffende NOR-Glied ein die erwähnten Schalter übertragungsfähig machendes Signal abgibt. Dabei ist das ■ Ausgangssignal des erwähnten NOR-Gliedes gegebenenfalls noch über ein UND-Glied mit einem zwischen der jeweils durch die bestimmten "O"-Bits gebildeten Bitgruppe und der Bitgruppe a, b, c und d liegenden "L"-Bit verknüpft. Ein derartiger Fall ist in der Zeichnung angedeutet. Im Hinblick auf die oben angegebene Tabelle bedeutet der in der Zeichnung bezüglich des Kompanders CC dargestellte Fall, da£5 die an den Eingängen v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8, v9, v10, v11 liegende Eingangs-Bitfolge OabcdLOOOOO umgesetzt wird. Demgemäß v/erden die "O"-Bits der Bitgruppe 00000 und das vor dem a-Bit liegende "O"-Bit einem NOR-Glied zugeführt, welches ausgangsseitig an dem einen Eingang eines UND-Gliedes angeschlossen ist, das mit seinem v/eiteren Eingang das zwischen der genannten Bitgruppe 00000 und der Bitgruppe abcd liegende "L"-Bit vom Eingang v6 aufnimmt. Durch das vom Ausgang dieses UND-Gliedes dabei abgegebene "L"-Bit werden dann die im rechten Teil des in der Zeichnung dargestellten Kompanders CC gezeigten vier Schalter geschlossen, wodurch die gerade erwähnten Bits a, b, c und d direkt an Ausgängen ntf, τψ, nß und n/ des Kompanders CC abgegeben werden. Das Ausgangssignal des betreffenden UND-Gliedes wird ferner dazu herangezogen, drei weitere Schalter zu betätigen, an deren einen Anschlüssen jeweils einem Bit "0" bzw. "L" bzw. "0" entsprechende Signale liegen. Durch diese an Ausgängen n1, n2 und n3 des Kompanders CC auftretende Bitgruppe OLO wird eine die Lage der Bitgruppe dcba innerhalb eines Einganga-Bit/Ausgangs-Bit-Diagramms festlegende Adresse bereitgestellt (siehe hierzu z.B. die DT-AS 1 537 970, Fig. 1)

VPA 9/610/304 1 b

409884/1229

In der zuvor anhand der Zeichnung beschriebenen Weise werden die Eingangs-Βχΐfolgen in Ausgangs-Bitfolgen umgesetzt. Bezüglich der Eingangs-Bitfolge abcdOOOOOOO , die in der obigen Tabelle in der untersten Zeile angegeben ist, sei bemerkt, daß in diesem Fall ohne ein UND-Glied, wie es zuvor betrachtet worden ist, ausgekommen wird; in diesem Fall wird das Ausgangssxgnal des NOR-Gliedes, dem sämtliche der gerade angegebenen "O^H-Bits zugeführt v/erden, unmittelbar zur Betätigung der vorgesehenen Schalter herangezogen.

Wie der obigen Tabelle entnehmbar ist, werden also jeweils viex- aufeinanderfolgende Bits - das sind die Bits a, b, c und d - von dem Kompander CC unverändert ausgangsseitig abgegeben; die Lage der betreffenden vier Bits und damit diese vier Bits selbst innerhalb der Eingangs-Bitfolge werden dabei von den ihnen zu höherwertigen Bits der Eingangs-Bitfolge hin nachfolgenden Bits bestimmt, wie sie in der linken Hälfte der obigen Tabelle angegeben sind.

In der obigen Tabelle und bei der vorstehenden Betrachtung sind jeweils nur elf Eingangs-Bits und sieben Ausgangs-rBits betrachtet wordenj das zwölfte Eingangs-Bit und das achte Ausgangs-Bit dienen jeweils für die Anzeige des Vorzeichens der jeweiligen Bitfolge. Dies bedeutet, daß der das zwölfte Bit der Eingangs-Bitfolge aufnehmende Eingang v12 des Kompanders CC direkt mit dem achten Ausgang n8 des Kompanders CC verbunden sein kann. Es ist im übrigen auch möglich, das am Eingang v12 des Kompanders CC auftretende Bit direkt einem dem Ausgang n1 vorangehenden Ausgang des Kompanders zuzuführen.

An den .Ausgängen n1 bis n8 des Kompanders CC ist zum einen ein - digitale Signale vergleichender - Bigital-Vergleicher Vgl2 mit zu seiner einen Eingangsseite gehörenden Eingängen angeschlossen. Die zu der anderen Eingangsseite gehörenden Eingänge des Digital-Vergleichers Vgl2 sind mit den Ausgängen eines im vorliegenden Fall

VPA 9/610/3041b

409884/1229

durch einen dynamischen Speicher gebildeten Speichers Span verbunden, "bei dem es sich z.B. um einen ladungsträger speicher in Form eines MOSFET-^Speichers handeln kann. Bezüglich des Hgital-Vergleichers Vgl2 ist angedeutet, daß dieser aus Exklusiv-Oder-Gliedern besteht, die jeweils entsprechende Bits der von dem Kompander CC her zugeführten Bitfolgen und der von dem Speicher Span her zugeführten Bitfolgen vergleichen und die nur dann am Ausgang des betreffenden Vergleichers ein "L"-Signal abgeben, wenn sämtliche durch sie miteinander verglichene Bits übereinstimmen.

Der Speicher Span ist eingangsseitig an den Ausgängen einer Einspeichersteuerschaltung angeschlossen, die aus den UND-Gliedern Gel, Ge2, Ge3, Ge4, Ge5, Ge6, Ge7, Ge8 besteht, welche mit ihren einen Eingängen an Eingangsklemmen el, e2, e3, e4, e5, eö, e7 bzw. e8 angeschlossen sind, an denen im vorliegenden Fall acht Übertragungsleitungen einer ankommenden PCM-Überiragungsstrecke angeschlossen sein mögen. Auf dieser PCM-Übertragungsstrecke ankommende PCM-Signale, die jeweils acht Bits umfassen, werden· in den Speicher Span eingespeichert, wenn die zuvor erwähnten UND-Glieder Gel bis Ge8 in dem übertragungsfähigen Zustand sind. Zu diesem Zweck sind die betreffenden UND-Glieder Gel bis Ge8 mit ihren anderen Eingängen gemeinsam an dem Ausgang einer-dem bereits erwähnten Register Reg nachgeschalteten Impulsformerschaltung Is angeschlossen. Diese Impulsformerschaltung ist ggfs. entbehrlich, und zwar insbesondere dann, wenn anstelle der von ihr abgegebenen Impulse entsprechende externe Steuerbzw. Synchronisierimpulse verwendet werden. Von dieser Impulsformerschaltung Is, die im wesentlichen aus einem einen Längskondensator und einen Ableitwiderstand enthaltenden Differenzierglied besteht, zu dessen Widerstand eine Diode parallel geschaltet ist, werden im vorliegenden Fall mit dem gleichen zeitlichen Abstand aufeinanderfolgende Impulse abgegeben, mit denen die auf der ankommenden PCM-Übertragungsstrecke übertragenen PCM-Signale auftreten. Zum Ausgleich von zeitlichen Unterschieden im Auftreten der betreffenden PCM-Signale und der genannten Impulse kann in die den Ausgang der Impulsformerschaltung Is mit den genannten anderen Eingängen

VPA 9/610/3041b

409884/1229

der TJHD-Glieder Gel bis Ge8 verbindende leitung ein einstellbares Verzögerungsglied eingefügt sein. Im vorliegenden Fall sei angenommen, daß der zeitliche Abstand, mit dem die genannten Impulse und PCM-Signale auftreten, 125/usec beträgt. Da das Register Reg aus zwölf Registerstufen besteht, die eine rein binäre Frequenzuntersetzung bewirken, bedeutet dies, daß der Taktgenerator TG mit einer Taktimpulsfrequenz von 32,768 MHz arbeiten muß.

Am Ausgang der Impulsformerschaltung Is ist ferner ein Sägezahngenerator SG mit seinem Eingang angeschlossen. Dieser· Sägezahngenerator SG gibt auf jeden ihm von der Impulsformerschaltung Is zugeführten Impuls hin eine z.B. von einem negativen Spannungswert zu einem positiven Spannungswert ansteigende Sägezahnspannung ab. Der Sägezahngenerator SG ist dabei so ausgelegt, daß er mit Auftreten jedes derartigen Impulses stets erneut mit der Abgabe einer Sägezahnspannung beginnt. Der Ausgang des Sägezahngenerator-s SG ist mit dem einen Eingang eines Analog-Vergleichers VgH verbunden, der im vorliegenden Fall durch einen Differenzverstärker gebildet ist. Außerdem ist der Ausgang des Sägezahngenerators SG über eine Schalteinrichtung, umfassend zwei mit ihren einen Anschlüssen direkt miteinander verbundene Schalter Sani, San2, an deren gemeinsamen Anschlußpunkt ein Kondensator G2 mit seiner einen Belegung angeschlossen ist, der mit seiner anderen Belegung geerdet ist, und eine Tiefpaßschaltxing TS mit der Empfangsseite einer Gabelschaltung GS verbunden, an der die Teilnehmerstelle TIn über eine Verbindungsleitung Anab angeschlossen ist. Der Schalter Sani der gerade betrachteten Schalteinrichtung ist mit seinem Betätigung se ingang am Ausgang des Digital-Vergleichers Vgl2 angeschlossen. Der Betätigungseingang des Schalters San2 der gerade betrachteten Schalteinrichtung ist an dem Ausgang der Impulsformerschaltung Is angeschlossen.

VPA 9/610/3041b

409884/1229

Der andere Eingang des - analoge Signale vergleichenden Analog-Vergleichers VgH ist über eine Verbindungsleitung PAMab und eine weitere Schalteinrichtung, bestehend aus einem Schalter Sab und einem an dem mit dem Analog-Vergleicher VgH verbundenen Anschluss dieses Schalters mit seiner einen Belegung angeschlossenen Kondensator C1, sowie die Tiefpaßschaltung TS mit der Sendeseite der Gabelschaltung GS verbunden. Der Kondensator C1 ist mit seiner anderen Belegung geerdet. Der gerade erwähnte Schalter kann wie sämtliche im vorliegenden Zusammenhang erwähnten Schalter ein elektronischer Schalter sein, und^zwar insbesondere ein MOSFET-Schalter.

Der Ausgang des Analog-Vergleichers VgH ist mit dem Eingang einer Halteschaltung HS verbunden, die zu einer Einspeichersteuerschaltung gehört. Diese Einspeichersteuerschaltumg umfasst neben der Halteschaltung HS noch eine Reihe von Sperrgliedern, nämlich die Sperrglieder GS1, GS2, GS3, GS4, GS5, GS6, GS? und GS8. Diese Sperrglieder GS1 bis GS8 sind mit ihren Sperreingängen gemeinsam an dem Ausgang der Halteschaltung HS angeschlossen; die Signaleingänge, d.h. die nicht invertierenden Eingänge dieser Sperrglieder GS1 bis GS8 sind an den Ausgängen des Kompanders CC -.angeschlossen. Die Halteschaltung HS kann im einfachsten (Fall durch eine bistabile Kippschaltung FF gebildet sein, die mit ihrem Setzeingang S an dem Ausgang des Analog-Vergleichers VgH angeschlossen ist und die mit ihrem Rückstelleingang R an dem Ausgang der Iir.pulsformerschalttrag Is angeschlossen ist. Derjenige Ausgang der bistabilen Kippschaltung FF, der bei Zuführung eines ^HL"-Bits z;i dem Setzeingang S ein "L"-Bit führt, ist mit den Sperreingängen der erwähnten Sperrglieder GS1 bis GS8 verbunden.

An den Ausgängen der Sperrglieder GS1 bis GS8 ist ein weiterer, im vorliegenden Fall ebenfalls durch einen dynamischen Speicher gebildeter Speicher Spab mit den Eingängen der ihn bildenden Speicherstufen angeschlossen. Unter einem dynamischen Speicher wird hier ein Speicher verstanden, der seinen Speicherzustand für eine gewisse Zeitspanne, wie 125 /us, beizubehalten gestattet. An den Ausgängen VPA 9/610/3041 b· 409884/1229

- ip -

der "betreffenden Speicherstufen ist eine Ausspeichersteuerschaltung angeschlossen. Diese AusspeieherSteuerschaltung "besteht aus UND-Gliedern Ga1, Ga2, Ga3, Ga4, Ga5, Ga6, Ga7, Ga8, die mit ihren jeweils einen Eingängen an den Ausgängen der erwähnten Speicherstufen des Speichers Spab angeschlossen sind und die mit ihren anderen Eingängen gemeinsam an dem Ausgang der Impulsformerschaltung Is angeschlossen sind. Die Ausgänge der erwähnten UND-Glieder Ga1 "bis Ga8 sind an Anschlußklemmen al, a2, a3, a4, a5, a6, a7 bzw. a8 angeschlossen, an denen zu einer abgehenden PCM-Übertragungsstrecke gehörende PCM-Übertragungsleitungen angeschlossen sein mögen.

Nachdem zuvor dcir Aufbau der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung erläutert worden ist, sei nunmehr die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung erläutert.

Zunächst sei angenommen, daß ein von der Teilnehmerstelle TIn als der Sendestelle abgegebenes Analog-Signal in ein PCM-Signal unter Berücksichtigimg einer nichtlinearen Kompandierungskennlinie umzusetzen ist. Das von der Teilnehmerstelle TIn über die Verbindungsleitung Anab sowie die Gabelschaltung GS und die Tiefpaßschaltung TS abgegebene Analog-Signal gelangt zu dem einen Anschluß des Schalters Sab hin. Dieser Schalter wird alle 125/us vom Ausgang der Impulsformerschaltung Is her für die Dauer eines Bits der ein PCM-Signal bildenden Bits geschlossen«, Die Schließungsdauer des Schalters Sab kann im vorliegenden Fall ca. 0,5/us betragen. Auf die Schließung des Schalters Sab hin gelangt auf den Kondensator C1 eine Abtastprobe von dem zuvor erwähnten Analog-Signal.

Auf die Abgabe eines den Schalter Sab schließenden Impulses von der Impulsformerschaltung Is beginnt das Register Reg einen erneuten Durchlauf, innerhalb dessen sämtliche mögliche Registerstufeneinstellungen auftreten. Die auf jeden

VPA 9/610/3041b

409884/1229

derartigen Durchlauf hin erfolgende Ansteuerung des Sägesahngenerators SG- bewirkt, daß dieser von seinem Ausgang eine Sägezahnspannung abgibt, die einen linearen Verlauf besitzen mag. Diese Sägezahnspannung wird mit der oben erwähnten Abta3tprobe in dem Analog-Vergleicher TgH verglichen. Stellt dieser Vergleicher VgH eine Übereinstimmung der miteinander verglichenen Signale fest, so gibt er ein "L"-Signal an die Halteschaltung HS ab, wodurch die in dieser Halteschaltung HS befindliche bistabile Kippschaltung PF gesetzt wird; die bistabile Kippschaltung PP ist durch den zuvor vom Ausgang der IiEpulsformerschaltung Is abgegebenen Impuls zurückgestellt worden. Das Setzen der bistabilen Kippschaltung PP hat zur Polge, daß die den Eingängen der Speicherstufen des dynamischen Speichers Spab vorgeschalteten Sperrglieder GS1 bis G-S8 jeweils ein Sperrsignal erhalten. Dies bewirkt, daß die in diese Speicherstufen jeweils eingespeicherte, dem Zustand des Registers .Reg bzw. der Ausgangs-Bitfolge des Kompanders CG entsprechende Bitfolge - das ist die Bitfolge, die am Ausgang des Kompanders CC zum Zeitpunkt der Abgabe des "!"-Signals von dem Analog-Vergleicher VgH vorhanden war - in dem dynmischen Speicher Spab erhalten bleibt, und sv.'ar zumindest bis zu dem Zsitpurkfc, zn dem dieser Speicher über die Ausspeicherschaltung, umfassend die UND-Glieder Ga1 bis GaS, über die Ausgangsklemmen al bis a8 mit der abgehenden PCM-Übertragungsstrecke verbunden ist. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß auf den Speicher Spab sowie auf die mit diesem verbundene Einspeichersteuerschaltung und auf die mit diesem ebenfalls verbundene Ausspeichersteuerschaltung verzichtet werden kann, wenn eine durch das Ausgangssignal des Analog-Vergleichers VgH gesteuerte Abtastung der Ausgänge des Kompanders CC bewirkt wird.

Nunmehr sei angenommen, daß ein über die ankommende PCM-"Übertragungsstrecke an den Eingangsklemmen el bis e8 auftretendes. PCH-Signal in ein der Teilnehmerstelle TIn als der

VPA 9/610/3041b

409884/ 1229

Empfangsstelle zuzuführendes Analog-Signal unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie "bzw. Kompandierungskennlinie umzusetzen ist. Das an den Eingangsklemmen el "bis e8 auftretende PCM-Signal gelangt zum Zeitpunkt des Auftretens eines Ausgangsimpulses von der Impulsformerschaltung Is her über die UND-Glieder Gel bis Ge8 in die Speicherstufen des dynamischen Speichers Span hinein. Der mit diesem dynamischen Speicher Span und mit den Ausgängen des Kompanders CG verbundene Digital-Vergleicher Vgl 2 vergleicht nun die bei den verschiedenen Stellungen des Registers Reg vorhandenen, von dem Ausgang des Kompanders CG abgegebenen Bits mit den Bits in dem dynamischen Speicher Span. Stellt der Digital-Vergleicher Vgl 2 eine Übereinstimmung zwischen den miteinander verglichenen Bits fest, so gibt er ein zur Schließung dos Schalters Sani führendes "L"~Signal ab. Die zu diesem Zeitpunkt am Ausgang des Sägezahngenerators SG vorhandene Spannung wird somit auf dem Kondensator C2 gespeichert. Zum Zeitpunkt des Auftretens des nächsten Ausgangsimpulses von der Impulsformerschaltung Is her wird dann der Schalter San2 geschlossen, wodurch der Teilnehmerstelle TIn über die Tiefpaßtschaltung TS und die Gabelschaltung GS ein der Spannung an dem Kondensator C2 entsprechendes Signal zugeführt wird.

Vorstehend ist erläutert worden, wie ein von der Teilnehmerstelle TIn abgegebenes Analog-Signal in ein (kompandiertes) PCM-Signal unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Knickkennlinie bzw. Kompandierungskennlinie umgesetzt wird und wie ein PCM-Signal unter Berücksichtigung einer solchen nichtlinearen Knickkennlinie in ein der Teilnehmerstelle TIn zuzuführendes (expandiertes) Analog-Signal umgesetzt wird. Diese Vorgänge laufen unabhängig voneinander ab; sie können dabei gleichzeitig erfolgen. Bezüglich der bei den erläuterten Umsetzungen benutzten, den Taktgenerator TG, das Register Reg, die Impulsformerschaltung Is, den Sägezahngenerator SG und den Kompander CC umfassenden Schaltungs-

VPA 9/610/3041b

409884/1229

teile sei "bemerkt, daß diese Schaltungsteile nicht nur für die betrachtete eine Teilnehmerstelle TIn, sondern für eine Vielzahl derartiger Teilnehmerstellen ausgenutzt werden
können. Für jede derartige Teilnehmerstelle sind dann lediglich die übrigen, in der Zeichnung dargestellten Schaltungsteile gesondert vorzusehen. Dies ist in der Zeichnung durch an den jeweils in Frage kommenden Stellen eingezeichnete Vielfachzeichen veranschaulicht. Dabei können die betrachteten Umsetzvorgänge dann bei sämtlichen vorgesehenen Teilnehmerstellon gleichzeitig erfolgen.

Abschließend sei noch bemerkt, daß die im Vorstehenden erläuterte Schaltungsanordnung völlig integriert werden kann.

6 Patentansprüche
1 Figur

VPA 9/610/3041b

409884/1229

Claims

Patentansprüche

1. SchaltungsanOrdnung zur Umsetzung von von einer Sende-. stelle abgegebenen, insbesondere durch PAM-Signale gebildeten Analog-Signalen in PCM-Signale und von PCM-Signalen in einer Empfangsstelle zuzuführende Analogsignale, insbesondere PAM-Signale, wobei zur Umsetzung eines von der Sendestelle abgegebenen Analog-Signals in ein PCM-Signal mit dem Analog-Signal eine Sägezahnspannung verglichen und gleichseitig während des Auftretens der Sägezahnspannung abgegebene, der jeweiligen Augenblicksamplitude der Sägezahnspannung entsprechende Codefolgen gespeichert v/erden, von denen die bei Auftreten einer Übereinstimmung zwischen der Augenblicksamplitude des Analog-Signals und der Sägezahnspannung .vorliegende Codefolge als dem Analog-Signal entsprechendes PCM-Signal verwendbar ist, und wobei zur Umsetzung von PCM-Signalen in der Empfangsstelle zuzuführende Analogsignale das jeweilige PCM-Signal dazu herangezogen wird, die Abgabe eines seiner Bit-Kombination hinsichtlich der Amplitude entsprechenden, von einer Sägezahnspannung gewonnenen Signals zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannungen von einem einzigen Sägezahngenerator (SG-) geliefert werden, der an einem Steuereingang durch mit einem dem zeitlichen Abstand von für die Erapfangsstelle (TIn) bestimmten, aufeinanderfolgend auftretenden PCM-Signalen entsprechenden zeitlichen Abstand aufeinanderfolgende, von einem Ausgang eines mehrstufigen Registers (Reg) abgegebene Impulse gesteuert jeweils zwischen zwei derartigen Impulsen eine Sägezahnspannung abgibt, deren jeweiliger Amplitude eine von den einzelnen Stufen des Registers (Reg) jeweils abgegebene Codefolge entspricht, daß an dem Ausgang des Sägezahngenerators (SG) der eine Eingang eines Analog-Vergleichers (VgH) und über eine Schalteinrichtung (Sani,

VPA 9/610/3041b

409884/1229

San2, c2) der Eingang der Einpfangsstelle (Tin) angeschlossen ist, daß der Analog-Vergleicher (YgH) mit einem v/eiteren Eingang über eine weitere Schalteinrichtung (Sab, el) mit der Sendestelle (TIn) verbunden ist, daß die einzelnen Stufen des Registers (Reg) ausgangsseitig über einen eine nichtlineare Kompandierungskennlinie besitzenden Kompander (CC) mit einer Eingangsseite eines Digital-Vergleichers (Vgl 2) verbunden sind, der auf einer weiteren Eingangs'seite die jeweils in der Empfangsstelle (TIn) zuzuführende Analog-Signäle umzusetzenden PCM-Signale aufnimmt und der ausgangsseitig mit einem Betätigungseingang der genannten weiteren Schalteinrichtung (Sani) verbunden ist, und daß an der Ausgangsseite des Kompanders (CC) eine die von diesem jeweils abgegebenen Codefolgen zwischenspeichernde Speichereinrichtung (Spab) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (Spab) auf ein von dem Analog-Vergleicher (VgH) abgegebenes Ausgangssignal hin die zu dem betreffenden Zeitpunkt von dem Kompander (CC) ihr zugeführte Codefolge bis zu einem WeitergabeZeitpunkt· als das dem umzusetzenden Analog-'Signal entsprechende PCM-Signal speichert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet, daß die genannte eine Schalteinrichtung (Sani, San2, £2) aus zwei, mit ihren einen Anschlüssen direkt miteinander verbundenen Schaltern .(Sani, San2) besteht, an deren miteinander verbundenen Anschlüssen ein Kondensator (C2) angeschlossen ist, daß der andere Anschluß des einen Schalters (Sani) mit dem Ausgang des Sägezahngenerators (SG) verbunden ist, daß der Betätigungseingang des betreffenden einen Schalters (Sani) an dem Ausgang des Digital-Vergleichers (Vgl 2) angeschlossen ist und daß der andere Schalter (San2) mit

VPA 9/610/3041b

409884/1229

seinem anderen Anschluß an der Empfangestelie (TIn) angeschlossen und T-iit seinem Betätigungseingang an demjenigen Ausgang des Registers (Heg) angeschlossen ist₅ an dem der Sägezahngenerator (SG) mit seinem Steuereingang angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte andere Schalteinrichtung (Sa"b, el) durch einen Schalter (Sab) gebildet ist, der mit seinem einen Anschluß an der Sendestelle (TIn) angeschlossen ist und dex- mit seinem anderen Anschluß an dem weiteren Eingang des Analog-Vergleichers (VgH) angeschlossen,ist, daß an dem genannten anderen Anschluß dieses Schalters (Sab) ein Kondensator (Ci) angeschlossen ist und daß der Betätigungseingang dieses Schalters (Sab) an demjenigen Ausgang des Registers (Reg) angeschlossen ist, an dem der Sägezahngenerator (SGr) mit seinem Steuereingang angeschlossen ist.

. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (Spab) durch einen dynamischen Speicher gebildet ist, der eingangsseitig über eine Einspeichersteuerschaltung (GS1 bis G-S8, HS) mit den Ausgängen des Kompanders (CC) verbunden ist und der ausgangsseitig über eine Ausgäbest euer schaltung (Ga1 bis Ga8) mit einer PCM-Übertragungsstrecke verbunden ist, daß die Einspeichersteuerschaltung (GS1 bis GS8, HS) eine Halteschaltung (HS) aufweist, die auf die Abgabe eines Ausgangssignals von dem Analog-Vergleicher ("VgH) hin ein eine weitere Einspeicherung von Signalen des Kompanders (CC) in den dynamischen Speicher bis zum Auftreten des nächsten von dem Register (Reg) abgegebenen Impulses derjenigen Impulse, die mit dem gleichen zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen, mit dem die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale auftreten, verhindert, und daß die Ausgabesteuerschaltung (Ga1

YPA 9/610/3041b

409884/1229

bis Ga8) jeweils mit Auftreten eines der zuletzt genannten Impulse die Ausgangsseite des dynamischen Speichers zu der PCM-Übertragungsstrecke durchschaltet.

Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale in einem ausgangsseitig mit der genannten v/eiteren Eingangsseite des Digital--Vergleichers (Vgl 2) verbundenen weiteren dynamischen Speicher (Span) über eine Einspeichersteuerschaltung (Gel bis Ge8) eingespeichert werden, die auf die Aufnahme von Impulsen, die mit dem gleichen zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen, mit dem die in Analog-Signale umzusetzenden PCM-Signale auftreten, in den übertragungsfähigen Zustand steuerbar ist.

VPA 9/610/3041b

409884/1229