DE2355533B2 - Empfänger für synchrone Datensignale mit einem Übertragungsgeschwindigkeitsänderungsdetektor - Google Patents

Description

5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (z. B. Ci') zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen von einem Vorwärts-Rückwärtszähler (30) mit einem Vorwärtseingang (UP)und einem Rückwärtseingang (DO) gebildet wird, wobei einer (DO) der beiden Eingänge an einen Impulsgenerator (35) zum Erzeugen von Impulsen mit einer Periode, die viel größer ist als das Zeitintervall zwischen den Impulsen, die am Eingang (£!') des Kreises (Ci') auftreten und die dem anderen Eingang (UP) des Vorwärts-Rückwärtszählers (30) zugeführt werden, angeschlossen ist, und von einem an den Vorwärts-Rückwärtszähler (30) angeschlossenen äußersten Lagendekoder (36) dessen Ausgang den Ausgang des Kreises (Ci') bildet, gebildet ist (F i g. 6).

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger in einem System für synchrone Datenübertragung, in dem die Datensignale mit mindestens zwei Übertragungsgeschwindigkeiten übertragen werden können, die um einen Faktor N voneinander abweichen, wobei N eine ganze Zahl ist, welcher Empfänger mit einem Übertragungsdetektor zum Erzeugen von Impulsen bei Übergängen im empfangenen Datensignal, einem Taktimpulsgenerator, der in eine Phasenregelschleife aufgenommen ist, der die Impulse des Übergangsdetektors zur Regelung der Phase der Taktimpulse mit den Übergängen des empfangenen Datensignals zugeführt werden, sowie mit einem Detektor zum Detektieren von Änderungen in der Übertragungsgeschwindigkeit des empfangenen Datensignals versehen ist.

Es ist denkbar, daß die genannte Phasenregelung die örtliche Taktimpulsfrequenz in Abhängigkeit vom Takt, in dem die Symbole in den empfagenen Datensignalen auftreten, korrigieren könnte, wodurch ein Detektor zum Detektieren von Änderungen in der Übertragungsgeschwindigkeit in der Praxis nicht nötig wäre. Wenn jedoch im Anfang der Übertragung der Unterschied zwischen der örtlichen Taktimpulsfrequenz und diesem Takt zu groß ist oder wenn während der Übertragung ein derartiger Unterschied plötzlich auftritt, ist die genannte Phasenregelung nicht imstande, die Taktimpuisfrequenz auf die richtige Art und Weise zu

korrigieren. Die Phasenregelung bewerkstelligt nur ein Zusammenfallen eines charakteristischen Zeitpunktes (beispielsweise eine ansteigende Flanke) des Taktimpulssignals mit den Obergängen des Datensignals.

Die Verwendung derartiger Geschwindigkeitsänderungsdetektoren kann wichtig sein. So ermöglichen sie es beispielsweise, daß die Endgeräte (»terminals«) in einem Datenübertragungssystem ihre Übertragungsgeschwindigkeiten aneinander anpassen können, während diese Endgeräte vor dem Anfang der Übertragung auf unterschiedliche Geschwindigkeiten eingestellt waren.

Außerdem vergrößern diese Geschwindigkeitsänderungsdetektoren die Flexibilität von Zeitmultiplex-Übertragangssystemen namentlich im Verkehr zwischen Flugzeugen und Bodenstationen, der gegebenenfalls über Satelliten erfolgen kann; man kann dann beispielsweise die Übertragungsgeschwindigkeit als Funktion der Anforderungen an die Beherrschung und die Dichte des Luftverkehrs variieren lassen. Es kann passieren, daß die Übertragung durch Rauschen gestört wird: Dann ist es aus Sicherheitsgründen von höchster Wichtigkeit, eine minimale Verbindung mit einer nicht zu großen Fehlerrate zu gewährleisten. Damit dem beeinträchtigenden Einfluß des Rauschwertes begegnet wird, wird das Durchlaßband des Empfängers dann verringert, was eine kleinere Übertragungsgeschwindigkeit mit sich bringt; wenn die Übertragung nicht mehr gestört ist, wird wieder mit einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit gearbeitet Durch diese Detektoren zum Detektieren einer Änderung der Übertragungsgeschwindigkeit können alle Umschaltvorgänge, die diese Geschwindigkeitsänderungen mit sich bringen, automatisch erfolgen.

Eine auf der Hand liegende Lösung, in einem Multiplexsystem eine Änderung der Übertragungsgeschwindigkeit zu detektieren, besteht in der Verwendung eines Sondcrkanals zum Übertragen von Information betreffend die Änderung der Übertragungsgeschwindigkeit

Diese Lösung weist Nachteile auf: Nicht nur wird das Multiplexsystem zusätzlich belastet, aber auch muß insbesondere für diese zusätzlichen Kanäle teure Sende- und Empfangsapparatur verwendet werden, da gerade diese Kanäle zuverlässig sein müssen, weil sie eine Sicherheitsaufgabe erfüllen müssen. Außerdem wird an Bord eines Flugzeuges das zusätzliche Gewicht dieser Apparatur als besonders nachteilig betrachtet

Die Erfindung bezweckt nun, einen Empfänger der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der die obengenannten Nachteile nicht aufweist und namentlich keine so zusätzlichen Kanäle in einem Multiplexsystem zur Übertragung von Information über die Übertragungsgeschwindigkeit erfordert und in dem mit Vorteil die Bauelemente, die in den üblichen Übertragungssystemen bereits vorhanden sind, benutzt werden. ss

Der erfindungsgemäße Empfänger weist dazu das Kennzeichen auf, daß der Geschwindigkeiisänderungsdetektor mit einem Kreis zum Detektieren einer Herabsetzung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N versehen ist, welcher Kreis einen vom Taktimpulsgenerator gesteuerten Impulsverteiler enthält um im Takte der Taktimpulse die Impulse des Übergangsdetektors über N Ausgänge zu verteilen, wobei jeder dieser Ausgänge über einen Kreis zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen mit einem logischen Selektionstor verbunden ist, das beim Fehlen von Impulsen an mindestens einem der N Ausgänge des Impulsverteilers ein Ausgangssignal erzeugt

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgende näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Empfänger, der für Änderungen der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N= 3 eingerichtet ist,

F i g. 2 eine Anzahl Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers nach F i g. 1 für eine »normale« Übertragungsgeschwindigkeit,

Fig.3 eine Anzahl Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers nach F i g. 1 für eine um einen Faktor 3 herabgesetzte Übertragungsgeschwindigkeit

Fig.4 und Fig.5 eine Anzahl Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers nach F i g. 1 für eine um einen Faktor 3 erhöhte Übertragungsgeschwindigkeit,

F i g. 6 einen Teil einer Abwandlung des Empfängers nach Fig. 1, der für Änderungen der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N= 2 eingerichtet ist

Fig.7 und Fig.8 eine Anzahl Zeitdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers nach Fig.6 für eine um einen Faktor 2 erhöhte Übertragungsgeschwindigkeit,

Fig.9 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines im Empfänger nach F i g. 6 verwendeten Datendetektors.

In F i g. 1 ist das Bezugszeichen 1 ein Nachrichtenempfänger, der sich beispielsweise an Bord eines Flugzeuges befindet Am Ausgang dieses Empfängers 1, der mit der Leitung A verbunden ist wird ein detektiertes Signal erhalten, das für das Datensignal repräsentativ ist Dieses Datensignal hat beispielsweise die in Fig.2 bei A dargestellte Form und ist vom »non-return-to-zeroÄ-Typ, d. h. daß die Ausgangsspannung des Empfängers 1 entweder positiv ( + ) oder negativ ( —) ist, was zwei mögliche Werte des empfangenen Datensignals bedeutet, wobei von diesen Werten vorausgesetzt wird, daß sie mit derselben Wahrscheinlichkeit auftreten.

Die Übergänge zwischen den beiden möglichen Werten des Datensignals werden von einem Nulldurchgangsdetektor 2 detektiert, dessen Eingang mit der Leitung A und dessen Ausgang mit einer Leitung B verbunden ist; F i g. 2 zeigt bei B die vom Detektor 2 gelieferten Impulse bei Übergängen im empfangenen Datensignal. Der Nulldurchgangsdetektor kann beispielsweise von einem Typ sein, wie dieser in der französischen Patentschrift 20 98 925 beschrieben worden ist Diese Impulse dienen zum Synchronisieren eines örtlichen Taktimpulsgenerators 3, der auf diese Weise Taktimpulse liefert, die mit Übergängen des Datensignals koinzidieren.

Der Taktimpulsgenerator 3 kann durch einen Phasendetektor 4 mit zwei Eingängen gebildet werden, von denen der eine mit der Leitung ßund der andere mit dem Ausgang eines spannungsgesteuerten Oszillators S verbunden ist Der Oszillator 5 liefert durch die vom Phasendetektor 4 erzeugten Regelspannungen Taktsignale an der Leitung C, die mit dem Datensignal synchronisiert sind, d. h, daß die Datensignalübergänge beispielsweise mit ansteigenden Flanken des örtlichen Taktimpulssignals (abgesehen von einem geringfügigen Zeitunterschied) koinzidieren. Das Taktimpulssignal ist in Fig.2 bei C dargestellt, die Periode T dieser Taktimpulse entspricht der Dauer T jedes Signalelementes des empfangenen Datensignals, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit »normal« ist.

Die Bauelemente 1 bis 5 befinden sich praktisch in allen Datenübertragungssystemen empfängerseitig; in der Figur sind die anderen Bauelemente des Empfängers des Übertragungssystems, welche die auf den Leitungen A und C vorhandenen Signale verarbeiten, nicht dargestellt.

Der Empfänger nach F i g. 1 enthält weiter einen Detektor zum Detektieren von Änderungen in der Übertragungsgeschwindigkeit des empfangenen Datensignals. Nach der Erfindung ist dieser Detektor mit einem ersten Kreis 6 und einem zweiten Kreis 7 zum Detektieren einer Herabsetzung bzw. Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N versehen (Wist eine ganze Zahl, und in F i g. 1 ist N= 3). Dieser erste Detektionskreis 6 enthält einen vom Taktimpulsgenerator 3 gesteuerten Impulsverteiler 8, um im Takte der über die Leitung C zugeführten Taktimpulse die Impulse des Übertragungsdetektors 2 über seine N Ausgänge zu verteilen. Jeder der Ausgänge des Impulsverteilers 8 ist über eine Leitung E\, E₂, Ez mit einem Kreis Q, C₂, C₃ zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen verbunden. Die Ausgänge dieser Kreise Ci, C₂, Cj sind an die Eingänge eines logischen Selektionstores 9 angeschlossen, das beim Fehlen von Impulsen an mindestens einem der Ausgänge des Impulsverteilers 8 ein Ausgangssignal erzeugt. In F i g. 1 besteht das Selektionstor 9 aus einem NAN D-Tor.

Das Erscheinen eines Signals am Ausgang des NAND-Tores 9 kann beispielsweise dazu benutzt werden, über einen Umschaltkreis 10 die Einstellung des Übertragungssystems auf die auf diese Weise detektierte Übertragungsgeschwindigkeit herzustellen.

Der Impulsverteiler 8 wird in F i g. 1 durch einen Modulo-3-ZähIer 11 gebildet, dessen Eingang mit der Leitung C verbunden ist und der an seinen drei Ausgängen Si, Si und S3 bei jeder ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals ein Observationssignal liefert, das in Fig.2 durch Si, S₂ bzw. S₃ dargestellt ist. Dieser Impulsverteiler 8 ist mit drei UND-Toren Pi, P₂ und P₃ mit je zwei Eingängen, von denen der eine mit der Leitung B und der andere mit einem der Ausgänge Si (Tor /Ι), S₂ (Tor P₂) bzw. S₃ (Tor P₃) verbunden ist, versehen; die Ausgänge dieser Tore Pi, P₂ und P₃ bilden die Ausgänge des Impulsverteilers 8.

Nur die Struktur des Kreises Ci ist in F i g. 1 dargestellt; es dürfte einleuchten, daß die Struktur der Kreise C₂ und C₃ identisch sein kann.

In diesem Beispiel ist der Kreis Ci vom analogen Typ und enthält einen Operationsverstärker 12, dessen Eingang über einen Widerstand 13 mit dem Ausgang des Tores Pi verbunden ist, während der Eingang und der Ausgang des Verstärkers 12 mittels einer Parallelschaltung eines Kondensators 14 und eines Widerstandes 13 miteinander verbunden sind. Der Ausgang des Verstärkers 12 ist mit dem Eingang eines Schwellwertkreises 16 verbunden, der nur eine Spannung liefert, wenn die Spannung an seinem Eingang höher ist als ein bestimmter Schwellwert.

Die Bauelemente 12, 13 und 14 bilden einen Integrator; der Widerstand 15 dient dazu, die Ausgangsspannung des Verstärkers 12 mit einer Zeitkonstante, die viel· größer ist als das Zeitintervall zwischen den Impulsen, die am Eingang des Kreises Ci vorhanden sein können, abfallen zu lassen.

Die Wirkungsweise dieses ersten Detektionskreises 6 ist wie folgt.

Zunächst wird der Fall betrachtet, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit normal ist, d. h., daß die Dauer der Signalelemente des Datensignals der Periode T des örtlichen Taktimpulssignals entspricht. Da die beiden Werte des Datensignals dieselbe Wahrscheinlichkeit aufweisen, treten die Übergänge des Datensi-

s gnals an beliebigen ansteigenden Flanken des Taktimpulssignals auf und koninzidieren dadurch mit beliebigen, an den Ausgängen Si-S₃ vorhandenen Observationssignalen. In F i g. 2 sind bei E\, E₂ und E₃ die Impulse dargestellt, die an den Leitungen E\, E₂ und £3 entsprechend dem in Fig.2 bei A dargestellten Datensignal erscheinen.

Ein Impuls erscheint an der Leitung E\, wenn es zwischen einem Impuls an der Leitung B und an dem Ausgang Si vorhandenen Observationssignal eine Koinzidenz gibt, und dies gilt ebenfalls für alle Impulse an den Leitungen E₂ und £3 in bezug auf die Observationssignale an den Ausgängen S₂ bzw. S₃. Statistisch werden die Kreise Ci-C₃ während einer bestimmten Zeit eine gleiche Anzahl Impulse an ihren Eingängen erhalten, wobei die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 12 im Takte der empfangenen Impulse ansteigt und den vorbestimmten Schwellwert des Schwellwertkreises 16 überschreitet, wodurch an den Ausgängen aller Kreise Ci — C₃ eine vom Schwellkreis 16 gelieferte Spannung erscheint. In diesem Fall liefert das NAND-Tor 9 kein Ausgangssignal.

Nun wird der Fall betrachtet, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit dreimal kleiner geworden ist, mit anderen Worten, wenn die Dauer der Signalelemente des Datensignals dem Wert 3 Tentspricht. In F i g. 3 ist bei A ein derartiges Datensignal dargestellt; die in Fig.3 bei C dargestellten Taktimpulse und die Ausgangssignale des Zählers 11, in F i g. 3 bei Si, S₂ und S₃ dargestellt, sind dieselben wie die in F i g. 2 bei Si, S₂ bzw. S₃ dargestellt sind. Aus F i g. 3 geht hervor, daß die an der Leitung B vorhandenen Impulse des Nulldurchgangsdetektors 2 nur einem am Ausgang S₂ des Zählers U vorhandenen Observationssignal entsprechen, was bedeutet, daß nur am Eingang des Kreises C₂ Impulse erscheinen. Da nun keine Impulse mehr an den Eingängen der Kreise Ci und C₃ vorhanden sind, sinkt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers in den Kreisen Ci und C₃ durch das Vorhandensein des Widerstandes, der den Kondensator überbrückt In einem gewissen Augenblick wird diese Ausgangsspannung kleiner sein als der vorbestimmte Schwellwert, wodurch dann am Ausgang der Kreise Ci und C₃ keine Spannung erscheint.
In dieser Situation liefert das NAND-Tor 9 ein Ausgangssignal. Dieses dem Umschaltkreis 10 zugeführ-. te Signal kann mehrere Schaltvorgänge bewerkstelligen. Namentlich wird ein Frequenzumschalter 17 des Oszillators 5 bedient, so daß die Taktimpulsfrequenz dreimal kleiner wird. Weiter kann ein Umschalter 18 betätigt werden um den Nulldurchgangsdetektor 2 an diesen neuen Takt anzupassen und auch ein Umschaltei 19, dessen Stellung für das Durchlaßband des Nachrichtenempfängers 1 bestimmend ist, um diesen zu verringern, um beispielsweise dem Rauscheinfluß zt begegnen.

Der Taktimpulsgenerator 3 kann dann auch beirr Senden von Datensignalen, deren Übertragungsgeschwindigkeit der des empfangenen Datensignal: entspricht, benutzt werden, welche Geschwindigkeit aul diese Weise durch die neue Periode des Taktimpulssi· gnals bestimmt ist.

In dem Falle, wo der Rauschabstand hoch ist und da: Ausgangssignal des Nachrichtenempfängers 1 was die

Form anbelangt wiederhergestellt wird durch einen nicht dargestellten Schwellkreis, ist es möglich, die Datensignale mit einer dreimal höheren Übertragungsgeschwindigkeit zu übertragen. Nach der Erfindung enthält der Geschwindigkeitsänderungsdetektor nun zugleich einen zweiten Kreis 7 zum Detektieren einer Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N (wieder ist Λ/=3 in Fig. 1). Dieser zweite Detektionskreis 7 enthält einen Abtastkreis 21 für das empfangene Datensignal, der von einem an den Taktimpulsgenerator 3 angeschlossenen Impulsgenerator 20 zum Erzeugen eines Abtastimpulses in mindestens einem der Zeitpunkte T/N, 2T/N,..., (N-I)TZN nach dem Auftrittszeitpunkt jedes Taktimpulses gesteuert wird, wobei Γ die Periode der Taktimpulse ist. Weiter enthält dieser zweite Detektionskreis 7 einen an den Abtastkreis 21 angeschlossenen Abtastwertanalysator 22, der nur Impulse erzeugt bei Abtastwerten, die im wesentlichen den Durchgängen des empfangenen Datensignals durch einen gegebenen Bezugswert entsprechen, und einen Kreis Ci, der über eine Leitung Et an den Abtastwertanalysator 22 zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen und zum Erzeugen eines Ausgangssignals beim Vorhandensein dieser Impulse angeschlossen ist.

In F i g. 1 wird der Impulsgenerator 20 beispielsweise durch zwei kaskadengeschaltete monostabile Triggerschaltungen gebildet, die der Leitung D einen Abtastimpuls liefern, und zwar in einem Zeitpunkt 773 (und/oder 2773) nach einer ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals des Taktimpulsgenerators 3. Weiter gibt der Abtastwertanalysator 22 in F i g. 1 nur einen Impuls ab, wenn der Abtastwert an seinem Eingang den Wert Null aufweist oder nur wenig davon abweicht. Der Kreis C₂ zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen kann dieselbe Struktur aufweisen wie der des bereits beschriebenen Kreises C im ersten Detektionskreis 6.

Die Wirkungsweise dieses zweiten Detektionskreises 7 ist wie folgt Der Impulsgenerator 20 liefert Abtastimpulse, die in F i g. 4 bei Ddargestellt sind; diese Abtastimpulse sind also in einem Zeitpunkt 773 nach jeder ansteigenden Flanke in dem in Fig.4 bei C dargestellten Taktimpulssignal vorhanden. Für ein Datensignal, dessen Signalelemente die normale Dauer T aufweisen (siehe A in F i g. 4) hat das Datensignal in den Zeitpunkten, in denen die Abtastimpulse erscheinen, immer einen der zwei möglichen Werte (+) oder (-), so daß der Abtastwertanalysator 22 keinen Nulldurchgang detektieren kann und an der Leitung E_L kein Impuls erscheint (siehe El in F i g. 4).

Für ein Datensignal, dessen Signalelemente eine dreimal kleinere Dauer aufweisen, also eine Dauer T/3 (siehe A in Fig.5), kann das Datensignal einen Nulldurchgang aufweisen, und zwar in den Zeitpunkten, in denen die in F i g. 5 bei D dargestellten Abtastimpulse erscheinen. In diesem Fall werden dann der Leitung E_L Impulse geliefert, was in Fig.5 bei El dargestellt ist. Diese Impulse verursachen auf dieselbe Weise wie beim Kreis Q ein Ausgangssignal des Kreises Cu Dieses Ausgangssignal, das den Gebrauch einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit als die normale angibt, wird einem Umschaltkreis 10 zugeführt, damit das Übertragungssystem in den Stand gesetzt wird, sich an diese neue Geschwindigkeit anzupassen.

Bs kann dabei passieren, daß die Übertragungsgeschwindigkeit für das eingestellte Durchlaßband des Nachrichtenempfängers 1 zu hoch ist. In diesem Fall ist an der Leitung A kein Signal vorhanden, d. h., daß die Abtastwerte am Ausgang des Abtastkreises 21 immer den Wert Null aufweinen und folglich in jedem Abtastzeitpunkt ein Impuls an der Leitung El erscheint, wodurch auch in diesem Falle die Benutzung einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit angegeben wird.

Die jeweiligen Kreise Cy-Ci und Cl haben eine Integrationsfunktion und; bewerkstelligen auf diese Weise, daß der Geschwimdiglceitsänderungsdetektor 6, 7 besonders unempfindlich gegen Rauschen ist und vermeiden dadurch fehlerhafte Umschaltvorgänge im Empfänger nach Fig. 1. Durch diesen Detektor 6, 7 kann das Übertragungssystem auf unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten umschalten, und zwar durch eine jeweilige Detektion von auftretenden Geschwindigkeitsänderungen.

Nach der obenstehend gegebenen Erläuterung für den Fall N= 3 bedarf der Aufbau eines Detektors, der imstande ist, Änderungen in Übertragungsgeschwindigkeiten mit einem beliebigen ganzen Faktor N zu detektieren, kaum noch näherer Erläuterung. Denn der erste Detektionskreis 6 muß dann mit einem Impulsverteiler mit N Ausgängen versehen werden, die mit je einem Kreis verbunden sind, der das Vorhandensein von Impulsen detektiert und dessen Ausgang mit nur einem der N Eingänge eines NAND-Tores 9 verbunden ist. Was den zweiten Detektionskreis 7 anbelangt, ist der einzige Unterschied die Ausbildung des Impulsgenerators 20, der Abtastimpulse liefern muß an mindestens einem der Zeitpunkte T/N, 2T/N,.., (N-I)T/N nach einer ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals.

In F i g. 6 ist ein Teil einer Abwandlung des Nachrichtenempfängers nach F i g. 1 dargestellt, der für Änderungen der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N= 2 eingerichtet ist. Entsprechende Elemente in F i g. 1 und F i g. 6 sind mit denselben Bezugszeichen angegeben, aber in Fig.6 mit einem Akzent versehen.

Der erste Detektionskreis 6' enthält einen Impulsverteiler 8', dessen Eingang mit der Leitung B' verbunden ist An den zwei Ausgängen Si' und SJ des Modulo-2-Zählers 11' erscheinen die Observationssignale. Die Tore P\ und /Y dienen zur Bestimmung der Koinzidenz der an der Leitung B' erscheinenden Impulse bei Datensignalübergängen mit den Observationssignalen. In dieser bevorzugten Ausführungsform werden die Kreise C\ und Q', die das Vorhandensein von Impulsen detektieren, durch einen Vorwärts-Rückwärtszähler 30 bzw. 31 gebildet. Diese beiden Zähler enthalten je einen Vorwärtseingang UP und einen Rückwärtseingang DO sowie einen Rückstelleingang R. Der Vorwärtseingang UP'des Vorwärts-Rückwärtszählers 30 ist mit dem Ausgang eines UND-Tores 32 verbunden, von dem ein Eingang mittels einer Leitung E\' mit dem Ausgang des Tores P'\ verbunden ist. Auf gleiche Weise ist der Vorwärtseingang UP des Vorwärts-Rückwärtszählers 31 mit dem Ausgang eines UND-Tores 33 verbunden, von dem ein Eingang mittels einer Leitung E'2 mit dem Ausgang des UND-Tores P'j verbunden ist. Der Rückwärtseingang DO des Vorwärts-Rückwärtszählers 30 ist mittels eines UND-Tores 34 mit dem Ausgang eines Frequenzteilers 35 mit einem Teilungsfaktor 8 verbunden, dessen Eingang mit der Leitung C" verbunden ist. Der Rückwärtseingang DO des Vorwärts-Rückwärtszählers 31 ist mit diesem Frequenzteiler 35 mittels eines UND-Tores 34' verbunden.

Mit jedem der Vorwärts-Rückwärtszähler 30 und 31 sind zwei Dekoder verbunden: ein Minimallagendekoder 36 und 37 für die Vorwärts-Rückwärtszähler 30 bzw. 31 und ein Maximallagendekoder 38 und 39 für die Vorwärts-Rückwärtszähler 30 bzw. 31. Die Ausgänge der Lagendekoder 36 und 37 sind mit den Eingängen eines ODER-Tores 40 verbunden; die Ausgänge der Dekoder 38 und 39 sind mit Eingängen eines UND-Tores 41 verbunden; die Eingänge eines dritten ODER-Tores 42 sind mit den Ausgängen der Tore 40 und 41 verbunden, während sein Ausgang mit den zwei Rückstelleingängen R der Vorwärts-Rückwärtszähler 30 und 31 verbunden sind. Der Ausgang des Dekoders 38 ist mit dem Eingang eines UND-Tores 32 mittels eines Inverters 43 verbunden, der Ausgang des Dekoders 39 ist mittels eines Inverters 44 mit dem Eingang des UND-Tores 33 verbunden. Am Ausgang des ODER-Tores 40 erscheint das Signal, das eine Herabsetzung der Übertragungsgeschwindigkeit angibt und dem Umschaltkreis 10' zugeführt wird.

Die Wirkungsweise des ersten Detektionskreises 6' ist wie folgt. Für die normale Geschwindigkeit ist die Auftrittswahrscheinlichkeit der Impulse an den beiden Leitungen E\ und £"₂ dieselbe. Der Inhalt der zwei Aufwärts-Rückwärtszähler 30 und 31 nimmt zu, obschon ihrem Eingang DO Rückwärtsimpulse zugeführt werden. Die Wiederholungsperiode dieser Rückwärtsimpulse ist jedoch achtmal niedriger als die der Taktimpulse, so daß trotzdem bei normaler Übertragungsgeschwindigkeit der Inhalt der Vorwärts-Rückwärtszähler 30 und 31 zunimmt. Sobald einer der beiden Zähler 30, 31 seine maximale Lage erreicht hat, erscheint am Ausgang des betreffenden Maximallagendekoders ein Impuls, wodurch der betreffende Zähler gesperrt wird, da die mit den Eingängen UP und DO verbundenen Tore geschlossen sind. Der andere Zähler wird danach ebenfalls seine maximale Lage erreichen, wonach durch das UND-Tor 41 dem Rückwärtseingang R der Zähler 30 und 31 ein Signal geliefert wird, wodurch diese Zähler 30 und 31 dann ihre Ausgangslage einnehmen, die dem mittleren Inhalt dieser Zähler entspricht.

Wenn dagegen die Geschwindigkeit zweimal niedriger ist, treten nur noch Impulse am Eingang UP eines der Zähler 30, 31 auf, und dieser Zähler wird eine maximale Lage erreichen und diese beibehalten, während der Inhalt des anderen Zählers sich auf seine minimale Lage verringert. Der betreffende Minimallagendekoder liefert dann einen Impuls, der dem Umschaltkreis 10' zugeführt wird, und auch dem ODER-Tor 42 um die Zähler 30 und 31 in ihre Ausgangslage zurückzustellen.

In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers wird die Tatsache ausgenutzt, daß der Empfänger mit einem Datendetektor 45 in Form eines Integrier- und Entladekreises versehen ist, dessen mit der Leitung Λ'verbundener Eingang die Datensignale erhält. Dieser Datendetektor 45 gibt seine Ausgangssignale einer Leitung F ab. Durch dieses Detektionsverfahren ist es für die nicht dargestellte Endapparatur des Übertragungssystems möglich, den augenblicklichen Wert des Datensignals mit mehr Sicherheit zu bestimmen, wenn dieses Datensignal mehr oder weniger im Rauschen versunken ist.

In Fig.6 enthält dieser Datendetektor 45 beispielsweise einen Operationsverstärker 46, dessen Eingang mit der Leitung A' mittels eines Widerstandes 47 verbunden ist, während der Eingang und der Ausgang dieses Verstärkers 46 mittels eines Kondensators 48 miteinander verbunden sind. Die Elemente 46,47 und 48 bilden einen Integrator. Weiter ist der Schalter 49 dem Kondensator 48 parallel geschaltet, welcher Schalter von einem Impulserzeuger 50 gesteuert wird. Dieser Impulserzeuger 50 liefert an einem seiner Ausgänge kurze Impulse bei jeder ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals der Leitung C", wodurch die Ausgangsspannung des Verstärkers 46 bei jeder steigenden

ίο Flanke des Taktimpulssignals Null wird.

Der Eingang des zweiten Detektionskreises 7' ist in Fig.6 mit der Leitung Fverbunden. Dieser Kreis T ist mit einem Abtastkreis 51 versehen, der über den Impulserzeuger 50 vom Taktimpulssignal gesteuert wird, weiter mit einem Abtastwertanalysator 53, der nur Impulse erzeugt, wenn der analysierte Abtastwert einen Wert aufweist, der kleiner ist als ein bestimmter Teil des maximalen Ausgangswertes des Datendetektors 45 und mit einem Kreis C'u der dieselbe Struktur hat wie die der Kreise C\ und C₂. Dieser Kreis C'i enthält also einen Vorwärts-Rückwärtszähler 53, der mit einem Minimallagendekoder 55 verbunden ist. Der Vorwärtseingang UP dieses Zählers 53 ist mit dem Ausgang des Abtastwertanalysators 52 verbunden, der Rückwärts eingang DO ist mit dem Ausgang des Frequenzteilers 35 verbunden, der Rückstelleingang R ist mit dem Ausgang eines ODER-Tores 56 verbunden, dessen zwei Eingänge mit den Ausgängen der Dekoder 54 bzw. 55 verbunden sind. Am Ausgang des Dekoders 55 erscheint das Signal,

das eine Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit angibt.

Die Wirkungsweise dieses zweiten Detektionskreises 7' ist wie folgt In Fig.7 ist der Fall dargestellt, in dem die

Übertragungsgeschwindigkeit normal ist, d. h. die Dauer Γ der Datensignalelemente (siehe A' in Fig.7) der Periode des Taktimpulssignals entspricht (siehe C" in F i g. 7). In F i g. 7 ist bei F das vom Datendetektor 45 gelieferte Datensignal dargestellt. Aus F i g. 7 geht hervor, daß jeder Schluß des Schalters 49 einen großen Übergang im Signal F herbeiführt. In diesem Fall wird durch den Abtastwertanalysator 52 kein Impuls erzeugt, und der Vorwärts-Rückwärtszähler 53 kehrt immer in die minimale Lage zurück und von dort in die Ausgangslage durch das Auftreten eines Signals an dem Rückstelleingang 7.

Wenn die Übertragungsgeschwindigkeit zweimal größer ist als normal, was in F i g. 8 dargestellt ist, kann das an der Leitung F vorhandene Signal praktisch Null

so sein in dem Augenblick, in dem eine ansteigende Flanke des Taktsignals erscheint (siehe C'und Fin F i g. 8). Dies erfolgt jedesmal, wenn das Datensignal (siehe A' in F i g. 8) einen Übergang zwischen den beiden entgegengesetzten Werten aufweist, der zwischen zwei steigen- den Flanken des Taktimpulssignals liegt.

In diesem Fall verursacht das Schließen des Schalters 49 keine Diskontinuität in dem vom Verstärker 46 gelieferten Signal. Am Ausgang des Abtastwertanalysators 52 treten Impulse auf, die den Inhalt des Vorwärts-Rückwärtszählers 53 bis zur maximalen Lage zunehmen lassen, wodurch am Ausgang des Dekoders 55 das Signal auftritt, das eine Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit angibt und das dem Umschaltkreis 10' zugeführt wird. Das ODER-Tor 56 ermöglicht ein Zurückstellen des Vorwärts-Rückwärtszählers 52 jedesmal, nachdem eine äußerste Lage erreicht wurde. Für die richtige Wirkung des Abtastkreises 51 liefert

der Impulserzeuger 50 jeweils einen Abtastimpuls, der etwas früher auftritt als der Impuls, der bei einer ansteigenden Flanke des Taktimpulssignals den Schalter 49 im Datendetektor 45 schließt. Der Abtastwertanalysator 52 kann dann auf einfache Weise als Schwellwertdetektor ausgebildet werden, wenn es sich um Datensignale handelt, die entweder einen positiven oder einen negativen Wert annehmen. Dieser Schwellwertdetektor liefert dann einen Impuls für einen Abtastwert mit einem Wert, der kleiner ist als der bestimmte Absolutwert.

Dieser zweite Detektionskreis 7', der obenstehend beschrieben wurde, kann auch zum Detektieren einer Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor, der von Zwei abweicht, verwendet werden.

In Fig.9 ist die Spannung V am Ausgang eines Datendetektors, wie in Fig.6, dargestellt zwischen einem Zeitpunkt f=0 und einem Zeitpunkt t—T. Deutlichkeitshalber ist der Verlauf der Spannung als Funktion der Zeit durch die Segmente einer geraden Linie dargestellt.

Für eine normale Geschwindigkeit (die Dauer der Datensignalelemente entspricht dann T) kann die Spannung nicht anders verlaufen als nach den geraden LinienQA und OB. Im Zeitpunkt t= T, kurz vor dem Schließen des Schalters 49, kann die Spannung am Ausgang des Datendetektors durch +1 oder -1 angegeben werden.

Für eine größere Geschwindigkeit (die Dauer der Datensignalelemente entspricht 773) kann im Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten i=0 und t= T der Wert des Datensignals am Ausgang des Daterdetektors wenigstens einmal ändern. In diesem Fall kann im Zeitpunkt f = T, kurz vor dem Schließen des Schalters 49, die Ausgangsspannung nur durch die Ordinate der Punkte C und D dargestellt werden; diese letztere Spannung entspricht in ihrem Absolutwert einem Drittel der zu den Punkten A und B gehörenden

ίο Spannung.

Beispielsweise für eine Reihe aus zwei aufeinanderfolgenden Datensignalelementen mit positivem Wert, der ein Datensignalelement mit negativem Wert folgt, wird die Form der Datendektektorspannung durch die Segmente OF, FEund FCdargestellt. Für eine Reihe, die mit einem Datensignalelement mit positivem Wert anfängt, dem ein Datensignalelement mit negativem Wert folgt und zum Schluß wieder ein Datensignalelement mit positivem Wert aufweist, wird die Form der Datendetektorspannung durch die Segmente OF, FC und GCdargestellt.

Die Schwellen des Abtastanalysators 52 können in diesem Fall derart eingestellt werden, daß ihr Absolutwert ²Ii des maximalen Absolutwertes, der vom Datendetektor geliefert werden kann, entspricht. Im allgemeinen Fall kann dieser Absolutwert für die Schwellen als (N- 1)/Nmal dem maximalen Absolutwert ausgedrückt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Empfänger in einem System für synchrone Datenübertragung, in dem die Datensignale mit mindestens zwei Übertragungsgeschwindigkeiten übertragen werden können, die um einen Paktor N voneinander abweichen, wobei N eine ganze Zahl ist, welcher Empfänger mit einem Übergangsdetektor zum Erzeugen von Impulsen bei Übergängen im empfangenen Datensignal, einem Taktimpulsgenerator, der in eine Phasenregelschleife aufgenommen ist, der die Impulse des Übergangsdetektors zur Regelung der Phase der Taktimpulse mit den Übergängen des empfangenen Datensignals zügeführt werden, sowie mit einem Detektor zum Detektieren von Änderungen in der Übertragungsgeschwindigkeit des empfangenen Datensignals versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsänderungsdetektor mit einem Kreis (6) zum Detektieren einer Herabsetzung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N versehen ist, welcher Kreis einen vom Taktimpulsgenerator (3) gesteuerten Impulsverteiler (8) enthält um im Takte der Taktimpulse die Impulse des Übergangsdetektors (2) über N Ausgänge (E\ — £3) zu verteilen, wobei jeder dieser Ausgänge übrer einen Kreis (Q-Q) zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen mit einem logischen Selektionstor (9) verbunden ist, das beim Fehlen von Impulsen an mindestens einem der N Ausgänge (£1 — £3) des Impulsverteilers (8) ein Ausgangssignal erzeugt (F ig. 1).

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsänderungsdetektor zugleich mit einem Kreis (7) zum Detektieren einer Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N verseher, ist, welcher Kreis einen Abtastkreis (21) für das empfangene Datensignal enthält, der von einem an den Taktimpulsgenerator (3) angeschlossenen Impulsgenerator (20) zum Erzeugen eines Abtastimpulses in mindestens einem der Zeitpunkte T/N, 2T/N, .., (N-\)T/N nach dem Auftrittszeitpunkt jedes Taktimpulses gesteuert wird, wobei T"die Periode der Taktimpulse ist, weiter mit einem an den Abtastkreis (21) angeschlossenen Abtastwertanalysator (22) der nur Impulse erzeugt bei Abtastwerten, die im wesentlichen Übergängen des empfangenen Datensignals durch einen gegebenen Bezugswert entsprechen, und mit einem Kreis so (Cl) zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen am Ausgang (El) des Abtastwertanalysators (22) und zum Erzeugen eines Ausgangssignals beim Fehlen dieser Impulse versehen ist (F i g. 1).

3. Empfänger nach Anspruch 1 mit einem Datendetektor in Form eines Integrier- und Entladekreises, der vom Taktimpulsgenerator gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsänderungsdetektor zugleich mit einem Kreis (7') zum Detektieren einer Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit um einen Faktor N versehen ist, welcher Kreis einen vom Taktimpulsgenerator (3, 50) gesteuerten Abtastkreis (51) zum Abtasten des Ausgangssignals des Datendetektors (45), weiter einen an den Abtastkreis (51) angeschlossenen Abtastwertanalysator (52) der nur Impulse erzeugt bei Abtastwerten mit einem Absolutwert, der kleiner ist als (N-\)/N mal dem maximalen Absolutwert des Datendetektorausgangssignals, und einen Kreis (Q,') zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen am Ausgang des Abtastwertanalysators (52) und zum Erzeugen eines Ausgangssignals beim Vorhandensein dieser Impulse enthält (F ig. 6).

4. Empfänger nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (z. B. Ci) zum Detektieren des Vorhandenseins von Impulsen von einem als Integrator geschalteten Operationsverstärker (12) mit einem durch einen Widerstand (15) überbrückten Integrationskondensator (14) zur Erhaltung einer Zeitkonstanten für das Abfallen des Integrationssignals gebildet wird, welche Zeitkonstante viel größer ist als das Zeitintervall zwischen den Impulsen, die am Eingang (£Ί) dieses Kreises (Ci) auftreten, und von einem an den Verstärker (12) angeschlossenen Schwellwertkreis (16) gebildet wird, der beim Überschreiten seines Schwellwertes vom Integrationssignal ein Ausgangssignal erzeugt