DE2354748A1

DE2354748A1 - Rahmensynchronisieranordnung

Info

Publication number: DE2354748A1
Application number: DE19732354748
Authority: DE
Inventors: Takao Dipl Ing Hara; Yukio Dipl Ing Murayama
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1972-11-06
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1974-05-16
Also published as: IT999097B; FR2205790B1; DE2354748C3; JPS4968606A; GB1450022A; FR2205790A1; US3896265A; DE2354748B2

Description

PATENTANWÄLTE ;

DR. CLAUS REINLÄNDER /

D1PL.-ING. KLAUS BERNHARDi 6/188

D - 8 MÖNCHEN 60

ORTHSTRASSE12 .

• Fujitsu Limited. o*iK I Ί I ü

Uo. 1015, Kamikodanaka / O O *f / *\ ifakahara-ku, Kawasaki Japan ' .

Rabmensynchr onis ieranordnting

Priorität: 6.· November 1972 Japan 47-110961 Kurzfassung ·

Es wird eine Anordnung zum Mitziehen in die Synchronisierung beschrieben, indem eine Korrelation zwischen falschen Randomsignalen, die aus den Ausgangstaktsignalen eines Spannungssteueroszillators und den durch Verschieben der Ausgangstaktsignale um ΤΓ/2 erhaltenen Taktsignale erzeugt werden, und Eingangesignalen erhalten wird und indem die Spannung entsprechend der Phasendifferenz dem Eingang des Spannungssteueroszillators zugeführt wird. Dabei sind Korrelatoren vorgesehen, um eine Korrelation zwischen den Ausgangstaktsignalen des Spannungssteueroszillators und eines Pegelerkennungskreises zum Erkennen eines bestimmten Pegels mit positiver Polarität des Ausgangs der Korrelatoren zu schaffen, wobei das Mitziehen an einem wirklich stabilen Punkt möglich gemacht wird, indem dem Eingang des Spannungssteueroszillators die Spannung entsprechend der Phasendifferenz zugeführt wird, die aus der Korrelation zwischen den um ΤΓ/2 verschobenen Taktsignalen und den EingangsSignalen erhalten wird, wenn ein bestimmter Pegel in dem Pegelerkennungskreis erkannt wird. _;

Bei einem in der Satellitenübertragung od.dgl. verwendeten. PCM-Zeitmultiplexzugriff wird eine reguläre Übertragung nach dem Mitziehen in die Synchronisierung durch die Empfangsstation gestartet. Aufgrund dieses Vorganges sendet

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die Sendestation gegen Rauschen widerstandsfähige falsche Randomsignale (PN) vor einer Übertragung, um die Empfangsstation in die Synchronisierung mitzuziehen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Rahmensynchronisieranordnung zum Mitziehen in die Synchronisierung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die in J¹Ig. 1 innerhalb gestrichelter Linien dargestellte Schaltung als eine solche Rahmensynchronisieranordnung zu verwenden. Als gegen Rauschen widerstandsfähige falsche Randomsignale PF werden z.B. Signale des in Pig. 4(a) gezeigten Aufbaus eines Rahmens mit 7 Bits verwendet und die Modulo—2—Addition der Signale und der Taktsignale (Eig.4(b)) wird ausgeführt, um die in Pig. 4(c) gezeigten, auszusendenden Signale zu erzeugen. Deshalb werden die Signale PF φ CL, wie in Pig. 4(c) gezeigt ist, zum Eingang der Rahmensynchronisieranordnung der Empfangsstation gegeben.

I¹Ig. 1 zeigt einen Aufbau, um Taktsignale CL und falsche Randomsignale PN auf der Basis des Ausgangs des Spannungssteueroszillators 5 zu erzeugen, um eine Korrelation; mit den Eingangs Signalen zu erhalten und um die analoge Spannung entsprechend der Phasendifferenz dem Spannungssteueroszillator zuzuführen. Der Spannungssteuersozillator 5 erzeugt den Signalausgang der Frequenz entsprechend der analogen Eingangsspannung. Wenn die Eingangsspannung, null wird, wird die Schwingungsfrequenz festgehalten, um das Mitziehen auszuführen.

Die in Pig. 1 innerhalb gestrichelter Linien dargestellte Schaltung hat aber einen Nachteil darin, daß ein normales Mitziehen nicht ausgeführt werden kann, da viele falsche stabile Punkte neben einem wirklichen stabilen Punkt für das Mitziehen vorhanden sind, wie später beschrieben werden wird. Des weiteren besteht ein Fachteil darin, daß eine Zeit von maximal 2 Rahmen erforderlich ist.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der vorstehend beschriebenen bekannten Anordnung zu vermeiden. Im einzelnen soll durch die Erfindung eine Rahmensynchro·- nisieranordnung geschaffen werden, die das Mitziehen an einem wirklich stabilen Punkt ausführt, ohne durch viele falsche stabile Punkte beeinflußt zu werden*

Des weiteren bezweckt- die Erfindung, eine Rahmehsynchronisieränordnung zu schaffen, die das prompte Mitziehen vereinfacht, indem ein inverser stabiler Punkt erkannt wird, um eine Rahmensynchronisierschleife zu vervollständigen..

Des weiteren soll eine Rahmensyrichronisieranordnung geschaffen werden, die einen Phasendetektor enthält, um einen einfacheren Aufbau der Anordnung zu schaffen. '

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der

Aiiordnung nach der Erfindung, . Pig. 2 ein Schaltbild eines Beispiels eines in Pig. 1.

enthaltenen !Correlators,

Pig. 3 ein Schaltbild eines Beispiels des in Pig. 1 enthaltenen PlT-S ignalgenerätors, Pig. 4 eine Darstellung eines Beispiels eines falschen

Randomsignals PN,
Pig. 5 eine zeitliche Darstellung zur Erläuterung der

" Wirkungsweise des !Correlators in Pig. 1, Fig. 6 eine Darstellung des Ausgangs des Korrelators 2

in Pig. 1, . ;

Pig. 7 ein Schaltbild eines Beispiels des in Pig. 1

enthaltenen Schaltkreises und Pig. 8 eine Darstellung des Ausgangs des Korrelators 8

inJFig. 1. ....■: · . ..'.'-'

Pig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, deren Wirkungsweise nachfolgend unter Bezugnahme auf den Pail beschrieben wird, bei dem die falschen

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Randomsignale PN ζ. Β* ^aus dem oben erwähnten, in I¹Ig. 4 gezeigten Aufbau eines Rahmens mit 7 Bits bestehen*

Gemäß Pig» 1 sind 1, 2, 8 und 12 jeweils Korrelatoren, die den Ausgang "1" nur dann erzeugen, wenn zwei Eingangs-' pegel gegenseitig unvereinbar sind. Dies kann als eine Art .einer Ringmodulation mit Transformatoren T1, T2, Dioden D1 bis D4 betrachtet werden, wie in Pig. 2 gezeigt ist. Wenn gemäß Fig. 2 zwei in den Pegeln unvereinbare Eingänge von A und B zugeführt werden, wird der Ausgang "1" bei C erzeugt. An dem Kreis 2 bzw* 8 ist ein Integrator INT zum Integrieren des Ausgangs C vorgesehen, wie in Pig, 2 ge*- zeigt ist, der bei D den Ausgang des integrierten Ausgangs C erzeugt. Des weiteren bilden die Korrelatoren 1 und 2 den ersten Phasendetektor I und aie Korrelatoren 1 und 8 bilden einen Phasendetektor II. Der mit 6 bezeichnete rf/2*Phasenschieber verschiebt die Taktsignale von dem Spannungs— steueroszillator 5 um T/2 und kann in einfacher Weise durch einen Verzögerungskreis od.dgl. realisiert werden. Der mit 7 bezeichnete PN-Signalgenerator ist ein Kreis zum Erzeugen falscher Randomsignale PN auf der Grundlage der Taktsignale von dem Spannungs.steuereszillator 5 und dessen Einzelheiten sind in Pig. 3 gezeigt. Der mit 31 bezeichnete Prequenzdopplerkreis mit dem Eingang der Taktsignale Cl von dem Spannungssteueroszillator 5 erzeugt Taktsignale mit doppelter Frequenz. 32 ist ein Schieberegister, das aus Flip-Flop-Kreisen mit drei Stufen FF1 bis FF3 besteht, um die Taktsignale von dem Prequenzdopplerkreis 31 zu den Taktsignalen für die Verschiebung zu machen. 33 und 34 sind logische NOR-Torkreise und 35 ist ein logischer NOR-TOrkreis mit einem ODER-Tor. Der Ausgang des Torkreises 35 wird zu dem Plip-Plop PP1 rückgekoppelt und PN-Signale werden von dem Ausgangsanschluß 36 abgenommen. Durch, eine Änderung der Zahl der Stufen der Plip-Plop-Kreise des Schieberegisters und des Eingangs des in die Rückkopplungsschleife eingesetzten Torkreises kann ein PN-Signalgenerator auch für die anderen PN-Signale leicht realisiert werden.

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Pur ein besseres Verständnis der Erfindung wird die Wirkungsweise der bekannten Anordnung, also der innerhalb gestrichelter Linien in Pig* 1 dargestellten Schaltung, beschrieben. Bei dem hier herausgestellten Palle handelt es sich z.B. um eine Synchronisierung durch Verwendung von kombinierten Signalen aus falschen Randomsignalen (PK") und laktsignal'en (CL), wobei durch

• . W = PH" £) OL - ■

die Eingangssignale W bzw. die in Pig. 4(c) gezeigten Wellenformsignale W ausgedrückt werden, die durch Kombinieren von PIT-Signalen mit 7' Bits aus 1,1, 1, O, 1, 0, 0, erhalten werden» die in einen in Pig» 4 (a) gezeigten Rahmen mit in Pig. 4(b) gezeigten CL-Signalen eingebracht werden, wobei ein exklusives ODER genommen wird. Die Eingangssignale W werden jeweils durch die Korrelatoren 1 und in Korrelation zu den PN-Signalen, die durch den PF-Signalgenerator 7 erzeugt werden, und zu den TaktSignalen ge-' bracht, die jeweils um 7Γ/2 durch den ΤΓ/2-Phasenschieber von dem Spännungssteueroszillator 5 verschoben sind. Pig. zeigt diese Situation an den Phasenversetzungszuständen von 1/5,' 2/5, 1/2, 3/5 und 1 Bit, beginnend vom Synchronisierzustand bei der Numerierung von 1 bis 6. In den jeweiligen Zuständen steht PIT für den Ausgang von dem PlT-Signalgenerator 7; CL für den Ausgang des ΤΓ/2-Phasenschiebers 6; W für die Eingangssignale; C für den Ausgang des Korrelators 1; und C für den Ausgang des Korrelators 2 am Punkt C, wie in Pig. 2 gezeigt. Der in Pig. 5 gezeigte Ausgang C^r wird durch den Integrierkreis I des in Pig. 2 gezeigten Korrelators 2 integriert und wird ein analoger Ausgang. Die Beziehung zwischen der Phasendifferenz mit den EingangsSignalen W und dem auf diese Weise erhaltenen analogen Ausgang von dem Korrelator 2 ist in Pig.. 6 gezeigt. Pig. 6 zeigt die Phasenversetzung aus dem Synchronisierzustand auf der horizontalen Achse und den analogen Spannungsausgang von dem Korrelator 2 auf der Längsachse. Der Kreis 4 ist ein Schaltkreis in einer Anordnung, die einen Spännungssteueroszillator

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aufweist, der mit der Seite Q> zum Ausführen des Mitziehens verbunden ist. Des weiteren erzeugt der Spannungssteueroszillator 5 einen Signalausgang mit einer Frequenz, entsprechend der Eingangsspannung. Wenn deshalb Signale mit einer höheren Frequenz als die Wiederholfrequenz der Eingangssignale von dem Ausgang des Spannungssteueroszillators 5 zur Seite (T) des Schaltkreises 4 mit einer bestimmten, vom Kreis 41 ■ abgegebenen Spannung zugeführt werden, ändert sich die Phasendifferenz zwischen den Eingangssignalen und den AusgangsSignalen des Spannungssteueroszillators 5 periodisch. Dieser Zustand wird als Rahmensynchronisierablenkung bezeichnet und der Mitziehzustand ist vorhanden, wenn die Phasendifferenz null ist. Pig. 6 zeigt eine Kennlinie mit aufeinanderfolgenden niedrigen Wellen mit einer Spitzenhöhe 1 zwischen hohen Wellen mit einer Spitzenhöhe' h, die sich bei null mit einer Periode eines Rahmens schneidet.»Die Kullachneidung der positiven Neigung 11 ist ein stabiler Synchronisationspunkt 14 und ist Jeweils nach zwei Rahmen vorhanden, wie in Fig. 6 gezeigt ist. An diesem Punkt ist eine Kennlinie vorhanden, die beim Nullschnitt 14 stabil ist, auch wenn eine geringe Versetzung zwischen der Eingangsphase und der Rückkopplungsphase vorhanden ist. Die Mitte der stabilen Punkte 14 oder der um einen Rahmen von dem stabilen Punkt entfernte Punkt hat eine Neigung 12, die so groß wie die Neigung 11 ist. Die Nullschneidung ist ein inverser stabiler Punkt 15. An diesem Punkt zerstört eine geringe Versetzung der Synchronisierung die Stabilität, indem diese sich in einer anderen Richtung bewegt. Wenn ein positiver Ausgang des Korrelators 2 betrachtet wird, um die Ausgangsfrequenz des Spannungssteueroszillators 5 entsprechend der Ausgangsleistung des Korrelators zu verringern, erhöht ein negativer Ausgang die Ausgangsfrequenz und deshalb wird, wenn der Punkt 14 der Fig. 6 ein stabiler Punkt ist, der Punkt 15 in der invers geneigten Kennlinie in der Richtung des Ausgangs des SpannungssteuerOszillators gesteuert, um die

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Phasendifferenz zu erhöhen, .wodurch selbst ein unstabiler Punkt oder ein inverser stabiler Punkt erzeugt wird. Zwischen dem stabilen Punkt .14 und dein inversen' stabilen Punkt 15 sind des weiteren falsche stabile Punkte 16 vorhanden, d.h. Mullsehneidungen der Neigung 13 in positivem Sinne wie bei der ITeIgung 11.

Wenn deshalb eine Eahmenphasenablenkung in einer solchen Rahmensynehronisierschleife ausgeführt wird, ist eine Möglichkeit vorhanden, daß die Synchronisierung an einem der falschen Punkte anstelle des gewünschten stabilen Punktes ausgeführt wird und eine Signalsyncb.ronisie.rung nicht erreicht werden kann. Des weiteren muß für maximal zwei Rahmen die Phasenablenkung ausgeführt werden, um einen stabilen Punkt zu finden, was viel Zeit für die Synchronisierung erfordert.

Durch die Erfindung werden die vorstehenden Nachteile vermieden. Bei der Erfindung ist, wie in S¹Ig. 1 gezeigt ist, der Korrelator 8 mit demselben Aufbau wie der Korrelator.-2 vorgesehen, um die Korrelation zwischen dem Ausgang des !Correlators 1 und den Taktsignalen des Ausgangs des Spannungssteueroszillators 5, die nicht über den ΤΓ/2-Phasen--. schieber 6 laufen, vorzunehmen. Der analoge Spannungsausgang von dem Korrelator .8 zu dieser Zeit ist deshalb in Beziehung zur Phasendifferenz mit den Eingangssignalen wie in Pig» 8 gezeigt-. In Pig. 8 ist wie im Falle der Eig. 6 die Phasen-, differenz auf der horizontalen Achse und die analoge Ausgangsspannung auf der Längsachse aufgetragen. PN-Signale mit 7 Bits der Pig. 4 werden verwendet. Es erscheinen jedoch Pegel "1" an einem stabilen Punkt und "-1" an einem unstabilen Punkt. ."Falsche stabile Punkte haben auch Pegel und sind nicht null. Im Vergleich mit Pig. 6 ist die logik des stabilen Synchronisierpunktes invers, da der Korrelator 8 die Über-' einstimmung des Taktes, der dem Eingang vom Ausgang des Spannungssteueroszillators 5 ohne Ye'rschiebung zugeführt wird, mit dem Ausgang des Korrelatorsi herstellt. Der

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Ausgang des Korrelat ©rs 8 wird - äsa lisgäa,g©a ä®r beiden Pegelerkeiuniagekreisfl 10 uaA 11 über ©la Tiefpaßfilter 9 ■ BOgefÜbrt· Di© Pegelerkeimungskreiae 10 und 1-1 können in einfädler ¥eise jeweils elurefe. Sohmitt-Sriggerkreise mit unterschiedlichen Schwellvextpegeln gebildet werden. Da gemäß Pig«, 8 eine Wellenform" 31 positi¥er Polarität alle zwei Rahmen erscheint«, indem ein geeigneter Schwellwertpegel 34 in'den Pegelerkeairangskreis 10'eingesetzt wird, um eine Phasenablenkung für swei Rahmen auszuführen, kann nur äie Wellenform 31 ohne Rücksicht auf falsche stabile Punkte 33 erkannt werden und eine Synchronisierung wird in der Nachbarschaft des stabilen Punktes 3β und des weiteren an dem stabilen Punkt 36 durch Mitziehen ausgeführt, wie vorstehend erwähnt wurde. Wenn der Pegelerkennungskreis 10 einen Anstieg oberhalb des Schwellwertpegels 34 erkennt, wird ein Impulsausgang erzeugt, um einen Flip-Flop 14 einzustellen. Die Einstellung des Flip-Slops 14 schaltet den Schaltkreis 4 derart, daß er bei (D verbunden ist, um ein Tiefpaßfilter 3 mit dem Spannungssteueroszillator .5 zu verbinden, wodurch eine Synchronisierschleife gebildet wird. Der Schaltkreis 4 besteht z.B. aus Relaiskreisen A und B und einem Torkreis G-, wie in Fig. 7 gezeigt ist. In Abhängigkeit davon, ob der Plip-Flop 14 eingestellt ist oder nicht, ändert eich das Eingangspotential am Tor G-. Wenn er eingestellt ist, wird der Relaiskreis A erregt, was den Kontakt SA schließt, während kein Strom in dem Relaiskreis B mit dem geöffneten Schalter SB fließt.

Die Erkennung des Schwellwertpegels 34 nur durch den Pegel-.erkennungßkreis 10 erfordert, daß die Phasenablenkung während zweier Rahmen ausgeführt wird, was viel Zeit für die Synchronisierung erfordert. Um dies zu vermeiden, ist ein Pegelerkennungskreis 11 bei der Ausführungsform nach der Erfindung vorgesehen. Der Pegelerkennungekreis 11 dient dazu, den Schwellwertpegel 35 gemäß Pig. & su erkennen. Wenn der Schwellwertpegel 35 erkannt let, werden Impulse an den Ausgang des Pegelerkennungskreises 11 gegeben^ um den Flip-Flop 13

elnzust®ll©H._o Andererseits ist der Korrelator 12 mit derselbes: Vfirkusgeweis©" v/i® der- in Hg₀ 2 gegeigte Korrelator zwiBQhBn den Spannia,ngsgt©ue.r oscillator 5 und dos Korrelator 8 eingesetzt und dieTafcteign©!© ton dem Spannungs-Steueroszillator 5 wurden u® 180° im d©r Phase- umgekehrt _9r um sum Eingang 'des SorrslatOrs 8 gaftltot %n wssden_o Aus-' der obigen Erläuterung ©rgibt^vsieb.₉ dal. äi@ Bmteate d©r Eingangstäktsignal© ' su® Korrelat« .8 qi 180° sxaak di©

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Claims

P a tent a nap rück®

WBi WB ^i im ^^ m i^>wn>wtwtif[^»flinii twp iwi— g—μιτϊγτιγ*—ιτηττϋπιπτ rannrrnt πιγγιγίϊπγττϊϊϊμιγπτιππιτι

einen ersten Phasendetektor nit Eingangseignalen,, die dureia. Kombinieren von falschen RanSoxnsigxialsn mit- Iaktaignalen erhalten werden, und einen Spannungssteueroszillatorkreis enthält, mit einem ersten RucklcopplttHgskreiSj der jeweils Rüokkepplungsschleifen mit &®m Hauptkseis. bildet xmd einen Phasenverschiebungskr@is enthält, um Sea Ausgang fies Spannungssteueroszillators um W/2 en ¥e2scb.ieben₉ unä mit einem zweiten Rückkopplungskseis;, i©r ©iaen G-enarator f'ür falsche Randomsignal© enthält ₉ - vaa äie Signale in deraselben, Muster wie die sorter erwälintsn fal@e^@s Banäoosignale m erzeugen, gekennzeichnet Siirch sin@a si-y©iten Phasendete1rfeos_e um Eingangssignale mit des Ausgang des Spannungssteller» Oszillators in Korrelation gu bringen',,, durch einen Pegel-» erkennungsfcreis, der mit dem-Ausgang des zweiten Phaseudetektors verbunden ist, um einen bestimmten Pegel positiver Polarität des Ausgangs des zweiten Phasendetektors zu erkennen, durch einen Kreis zum Zuführen einer konstanten Spannung an den Spannungssteueroszillatorkreis des Hauptkreises und durch einen Schaltkreis, der mit der Eingangsseite des Spannungssteueroszillatorkreises des Hauptkreises zum Schalten verbunden ist, um sowohl die konstante Spannung des . ireises zur Zuführung der konstanten Spannung als auch den Ausgang des ersten Phasendetektors mit dem Spannungssteueroszillator zu verbinden*. wenn ein bestimmter Pegel positiver Polarität durch den Pegelerkennungskreis erkannt worden ist«
2. Kahmensynetoronlsieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichiiet, daß der erste Phasendetektor einen ersten Korrelator, um Eingangssignale mit dent,Ausgang des Generators für die falschen Rsndoittsignale in Korrelation zu bringen, und einen zweiten Korrelator enthält« um den Ausgang des

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ersten EosfseX'atoxe nit eiern in. öesa ersten RüekkoppXungs-

.3e EabaeaajnetoöaiaieraaosÄaung nach Ansprach 2„ Ssäuröh -gekennzeichnet,-' iaß der Zweite "Phasenäetektor öen ersten'korrelator und einen iritten Korrelator enthält ₉- nm äen Ausgang des ersten Korrelators mit aem Ausgang jäes-, Spannungs s teuer oscillator s in Korrelation zu

4ο Hahmensyncteonisieranoranung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch'einen.Pegelerkennungskreis zum Erkennen eines bestimmten Pegels negativer Polarität des Ausganges des zweiten Phasendetektors und durch einen Kreis zwischen dem Ausgang des .Sp'annung-s.steueros-zillatorkreisee und dem., dritten Korrelator»..; um den Ausgang des Spannungssteueroszillatorkreises umzukehren^ wenn der bestimmte Pegel negativer Polarität dureh den Pegelerkennungskreis erkannt wird.

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