DE2417644B2 - Pcm-regenerator - Google Patents

Description

. _zu führen, daß bei langen Übertragungsstrecken, die flerartige Regeneratoren enthalten, am Ausgang der flbertragungsstrecke vorzugsweise Impulse einer Polarität erscheinen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen PCM-Regenerator der eingangs erwähnten An entwickeln, an dessen Ausgang unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse immer unterschiedliche Polarität aufweisen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Eingangsübertrager mit sekundärseitiger Mittelanzapfung vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den Eingangsanschlüssen des Regenerators und dessen äußere Sekundärwicklungsanschlüsse jeweils mit einer Basis zweier, eine Gegentaktschaltung bildender pnp-Transistoren verbunden sind und an dessen sekundärseitiger Mittelanzapfung ein durch einen Kondensator überbrückter Abgriff eines Pasisspannungsteilers für die Gegentaktschaltung angeschlossen ist, daß ein weiterer pnp-Transistor vorgesehen ist, dessen Basisanschluß mit einem aus zwei Widerständen und einem, zu einem der Widerstände parallel geschalteten Kondensator gebildeten Spannungsteiler verbunden ist, dessen Emitteranschluß direkt mit den Emitteranschlüssen der Gegentakttransistoren und über einen Widerstand mit der positiven Betriebsspannung verbunden ist und an dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand der Basisanschluß eines ersten npn-Transistors angeschlossen ist, daß der Emitteranschluß dieses ersten npn-Transistors direkt und der Basisanschluß über einen Widerstand mit Masse verbunden sind und der Kollektoranschluß dieses Transistors über einen Widerstand mit der Betriebsspannung verbunden ist, daß jeweils der Kollektor eines der beiden Gegentakttransistoren direkt mit der Basis eines zweiten bzw. dritten npn-Transistors verbunden ist, daß die Emitter des zweiten und des dritten npn-Transistors direkt und deren Basen jeweils über einen Widerstand mit Masse verbunden sind, daß der Kollektor des zweiten npn-Transistors mit dem ersten Anschluß eines ersten NAND-Gatters und der Kollektor des dritten npn-Transistors mit dem ersten Anschluß eines zweiten NAND-Gatters verbunden sind, daß der Ausgang des ersten NAND-Gatters mit dem Rücksetzeingang eines ersten J-K-Flipflops und der Ausgang des zweiten NAND-Gatters mit dem Rücksetzeingang eines zweiten J-K-Flipflops verbunden ist, daß der invertierende Ausgang des ersten J-K-Flipflops mit dem zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters und der invertierende Ausgang des zweiten J-K-Flipflops mit dem zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters verbunden sind, daß die K-Eingänge der beiden J-K-Flipflops miteinander und über einen Widerstand mit der Betriebsspannung verbunden sind, daß die Takteingänge der beiden J-K-Flipflops miteinander und mit der Taktzuführung verbunden sind, daß die J-Eingänge der beiden J-K-Flipflops miteinander mit dem Kollektor des ersten npn-Transistors und mit einem Anschluß für die Taktsynchronisation verbunden sind und daß der Ausgang des ersten J-K-Flipflops mit dem ersten Ausgangsanschluß und der Ausgang des (m zweiten J-K-Flipflops mit dem zweiten Ausgangsanschluß des Regenerators verbunden ist.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen PCM-Regenerators lieg! darin, daß trotz des relativ einfachen Aufbaus für die meisten Störungsfälle eine Fehlerkor- <\s rektur bewirkt wird, da von zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen gleicher Polarität nur der erste Impuls regeneriert wird. Für zahlreiche Anwendungsfälle und insbesondere im Hinblick auf eine integrierung der PCM-Regeneratorschaltung ist es zweckmäßig, daß der Eingangsübertrager durch eine elektronische Gegentaktschaltung ersetzt ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des PCM-Regenerators nach der Erfindung wird aus den ■mipolaren Impulsen am gemeinsamen Emitterpunkt eine der Spitzenspannung der Eingangsimpulse proportionale Regelspannung zum Nachregeln eines automatischen Leitungsentzerrers oder der Schwellspannung des Amplitudenentscheiders dadurch gewonnen, daß ein aus drei hintereinander geschalteten und durch einen Kondensator überbrückten an der Betriebsspannung in Durchlaßrichtung betriebenen Dioden auf der einen Seite und einen Widerstand auf der anderen Seite gebildeter Basisspannungsteiler vorgesehen ist, daß in die Verbindung zwischen die beiden parallelgeschalteten Emitter der Gegentakttransistoren und dem Emitter des dritten pnp-Transistors eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode eingeschaltet ist, daß eine weitere Diode und ein weiterer Kondensator vorgesehen sind, die eine Reihenschaltung bilden und zwischen dem gemeinsamen Emitterpunkt und Masse geschaltet sind und daß am Verbindungspunkt zwischen die weitere Diode und den weiteren Kondensator eine Leitung angeschlossen ist, über die eine Regelspannung entnelimLar ist. Zur Temperaturstabilisierung der Gegentaktstufe ist in diesem Falle ein besonders aufgebauter Basisspannungsteiler vorgesehen, der in vorteilhafter Weise auch bei anderen Varianten angewendet werden kann.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel eines PCM-Regenerators nach der Erfindung,

Fig. 2 den PCM-Regenerator nach Fig. 1 mit einer Schaltung zur Erzeugung einer entnehmbaren Regelspannung und

Fig. 3 den PCM-Regenerator nach Fig. 1 mit einer zusätzlichen Regelspannungserzeugung zum Nachregeln der Schwellspannung des Amplitudenentscheiders. Der in der Fig. 1 dargestellte PCM-Regenerator nach der Erfindung hat einen Eingang 1 für die amplituden- und zeitmäßig gestörten Eingangsimpulse und einen Ausgang 11 für die regenerierten Impulse. Dem Ausgang 1 ist in der Regel ein Entzerrer vorgeschaltet, der einen, dem Frequenzgang des Übertragungskabels entgegenwirkenden Frequenzgang aufweist. An den Eingang 1 ist ein Eingangsübertrager EU angeschlossen, der als Gegentaktübertrager mit mittelangezapfter Sekundärwicklung ausgeführt ist. An die beiden äußeren Anschlüsse der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers £Üist jeweils eine der Basen der Transistoren 71 und 73 angeschlossen, während die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers EU mit den aus den drei Dioden Di, D 2, D 3 und dem Kondensator Ct auf der einen Seite und dem Widerstand R1 auf der anderen Seite gebildeten Basisspannungsteiler verbunden ist. Der Basisspannungsteiler ist zwischen die Betriebsspannung und Masse geschaltet und durch die Dioden D1...3 temperaturstabilisiert. Die Emitter der beiden pnp-Gegentakttransistoren 71 und 73 sind miteinander und mit dem Emitter eines weiteren pnp-Transistors unmittelbar verbunden und über den Widerstand R 6 an die Betriebsspannung angeschlossen. Der Arbeitspunkt des Transistors 75 ist durch den aus den Widerständen

RA und R 5 gebildeten Basisspannungsteiler eingestellt, gleichzeitig ist die Basis dieses Transistors über den Kondensator C2 wechselstrommäßig mit Masse verbunden. Die Transistoren 7*1, 73 und 75 wirken als Amplitudenentscheider, wobei an den Basen der Transistoren Π und 7*3 das Eingangssignal anliegt, während am Basisanschluß des Transistors 75 eine Vergleichsspannung wirkt. Die Höhe der Vergleichsspannung ist dabei so gewählt, daß bei Eingangsamplituden unter einem bestimmten Wert der Transistor 75 leitend ist, während die Transistoren 71 und 7"3 gesperrt bleiben. Überschreitet die Amplitude eines Eingangssignalimpulses den vorgegebenen Wert, so wird je nach Polarität des Impulses einer der beiden Transistoren 7*1 oder 7"3 leitend, während der Transistor 7"5 gesperrt wird. Die Kollektoren der Gegentakttransistoren 7Ί und 73 sind mit den Basisanschlüssen der npn-Transistoren 72 und 74 verbunden, wobei der Transistor 7*1 mit dem Transistor 72 und der Transistor 7*3 mit dem Transistor 74 unmittelbar verbunden ist und die Kollektoren der Transistoren Π bzw. 73 über die Widerstände Rl bzw. /?3 mit Masse verbunden sind. Außerdem ist der Kollektor des Transistors 7"5 über den Widerstand R 7 mit der Basis eines weiteren npn-Transistors 7*6 und von diesem Punkt aus über den Widerstand RS mit Masse verbunden.

Bei Zuführung von Eingangsimpulsen zu den Transistoren 7"! und 7"3 mit einer Amplitude, die kleiner als die Vergleichsspannung ist, erscheint dadurch an den Kollektoren der Transistoren 7*2 und 74 eine logische »1« während am Kollektor des Transistors 76 gleichzeitig eine logische »0« erscheint. Überschreitet die Amplitude eines Eingangsimpulses den Wert der Vergleichsspannung, so erscheint unabhängig von der Polarität dieses Eingangsimpulses eine logische »1« am Kollektor des Transistors 76, während am Kollektor eines der beiden Transistoren T2 oder 74 in Abhängigkeit von der Polarität des Eingangsimpulses eine logische »0« erscheint Am Kollektor des Transistors 76 erscheint also eine amplitudenmäßig regenerierte unipolare Impulsfolge, während gleichzeitig an den Kollektoren dieser Transistoren 72, 74 amplitudenmäßig regenerierte Impulse jeweils einer bestimmten Polarität entnehmbar sind.

Der PCM-Regenerator nach der Erfindung enthält weiterhin zwei NAND-Gatter Gl und G 2, zwei J-K-Flipflops F1 und F2 und zwei Widers'ände R 9 und R10, wobei /?9 auf der einen Seite mit der Betriebsspannung und auf der anderen Seite mit den beiden J-Eingängen der J-K-Flipflops Fl und F2 sowie mit einem Anschluß für Taktsynchronisation und R10 auf der einen Seite ebenfalls mit der Betriebsspannung und auf der anderen Seite mit den beiden K-Eingängen der J-K-Flipflops Fl und F2 verbunden ist. Jeweils einer der beiden Eingänge des ersten NAND-Gatters G1 ist mit dem Kollektor des Transistors 7~2 und entsprechend einer der Eingänge des Gatters G 2 mit dem Kollektor des Transistors 7*4 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters G1 ist mit dem Rücksetzeingang des zugeordneten ersten J-K-Flipflops Fl und der Ausgang des NAND-Gatters G 2 ist mit dem Rücksetzeingang des zugeordneten zweiten J-K-Flipflops F2 verbunden. Die zweiten Eingänge der beiden NAND-Gatter sind jeweils mit dem inversen Ausgang Q des zugeordneten J-K-FIipflops verbunden. Die auslösenden Eingänge der beiden J-K-Flipflops sind miteinander und mit dem Regeneratoreingang für den Taktpuls verbunden. Die beiden Ausgänge Q der J-K-Flipflops Fl und F2 bilden zusammen mit dem Massenanschluß den Ausgang II für die regenerierten Impulse.

S Der Kollektor des Transistors 76 ist mit dem Ausgang 111 für die Taktsynchronisation und gleichzeitig mit den J-Eingängen der beiden J-K-Flipflops verbunden und führt diesen die amplitudenmäßig regenerierte unipolare Impulsfolge zur Zeitentscheidung zu. Durch

ίο den etwa in der Mitte des Eingangsimpulses am Takteingang der beiden J-K-Flipflops anliegenden Taktimpulse wird das eine J-K-Flipflop gesetzt, während das andere, vorher gesetzte J-K-Flipflop durch diesen Taktimpuls zurückgesetzt wird. An den Q-Ausgangen der beiden J-K-Flipflops entstehen somit vollbilbreite Rechteckimpulse. Da ein unmittelbar darauffolgender Eingangsimpuls gleicher Polarität das bereits gesetzte J-K-Flipflop nicht neu setzen kann, wird dieser Impuls unterdrückt und damit bei zwei unmittclbar aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen gleicher Polarität nur der erste Impuls regeneriert. Damit wird für die meisten Störungsfälle eine Fehlerkorrektur bewirkt.

Der vorstehend geschilderte PCM-Regenerator nach der Erfindung enthält bis auf den Eingangsübertrager und die beiden Kondensatoren nur Widerstände und Halbleiterbauelemente und ist damit leicht in integrierter Form herstellbar. Im Falle einer Integrierung dieser Schaltung ist es zweckmäßig, statt des Eingangsübertragers eine bekannte elektronische Gegenlaktschaltung zu verwenden, die mit integriert werden kann.

Die Fig. 2 zeigt den PCM-Regenerator nach der Fig. 1 mit einem zusätzlichen gestrichelt umrandeten Netzwerk, das aus den beiden Dioden DA und D5 und dem Kondensator C3 besteht. Die in Durchlaßrichtung betriebene Diode DA ist in die Verbindung zwischen die beiden parallel geschalteten Emitter der Gegentakttransistoren 7*1 und 73 und dem Emitter des dritten pnp-Transistors 75 eingeschaltet. Die weitere Diode D 5 bildet mit dem Kondensator C3 eine Reihenschaltung, die zwischen dem gemeinsamen Emitterpunkt und Masse liegt. In Analogie zur Schaltung nach der F i g. 3 wird auch hier aus den am gemeinsamen Emitterpunkt der Transistoren 7"1 und 73 unipolar auftretenden

Eingangsimpulsen eine Regelspannung gebildet, die am Verbindungspunkt zwischen der Diode D 5 und dem Kondensator C3 entnehmbar ist und durch eine Leitung zu einem äußeren Anschluß RS geführt wird. Diese der Spitzenspannung der Eingangsimpulse proportionale

Regelspannung kann beispielsweise zur Regelung eines automatischen Leitungsentzerrers ausgenutzt werden.

Die F i g. 3 zeigt den Regenerator nach der F ä g. 1 mil einem gestrichelt umrandeten zusätzlich eingefügter Netzwerk aus den beiden Dioden DA und D5, dem

Kondensator C3 und dem Widerstand All. Die ir Durchlaßrichtung geschaltete Diode DA ist in die Verbindung zwischen die beiden zusammengeschalteten Emitter der Gegentakttransistoren 7*1 und 73 unc dem Emitter des dritten pnp-Transistors 75 eingeschal

<*> tet. Eine weitere Diode D 5, die in Sperrichtun£ betrieben wird, ist mit den Emittern der beider Gegentakttransistoren einerseits und dem Verbin dungspunkt zwischen dem Widerstand All und den Kondensator C3 andererseits verbunden. Der Konden sator C3 ist außerdem an die Betriebsspannunj angeschlossen, während der Widerstand All an di< Basis des dritten pnp-Transistors 75 geführt ist. Durcl diese Schaltung wird aus den am gemeinsame!

Emitterpunkt der Transistoren Ti und Γ3 unipolar Die in den Fig. 2 und 3 enthaltenen Schaltungen zur

auftretenden Eingangsimpulsen eine Regelspannung Regelspannungserzeugung können trotz ihres relativ

erzeugt, die der Basis des dritten pnp-Transistors T5 einfachen Aufbaus eine erhebliche Verbesserung der

zugeführt wird und dort die Höhe der Vergleichsspan- Funktion der Gesamtanordnung bewirken, sie können

nung verändert. < auch miteinander kombiniert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. PCM-Regenerator für pseudoternär codierte Signalimpulse mit Amplitudenentscheider, Zeitentscheider, Eingangsanschlüssen für die hinsichtlich der Kabeldämpfung entzerrten Eingangsimpulse und Ausgangsanschlüssen, an denen die amplituden- und zeitmäßig regenerierten Impulse entnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsübertrager (EU) mit sekundärseitiger Mittelanzapfung vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den Eingangsanschlüssen des Regenerators und dessen äußere Sekundärwicklungsanschlüsse jeweils mit einer Basis zweier, eine Gegentaktschaltung bildender pnp-Transistoren (Ti, T3) verbunden iind und an dessen sekundärseitiger Mitxelanzapfung ein durch einen Kondensator überbrückter Abgriff eines ßasisspannungsteifers für die Gegentaktschaltung angeschlossen ist, daß ein weiterer pnp-Transistor *o (T5) vorgesehen ist, dessen Basisanschluß mit einem aus zwei Widerständen (R 4, R 5) und einem, zu einem der Widerstände parallel geschalteten Kondensator (C2) gebildeten Spannungsteiler verbunden ist, dessen Emitteranschiuß direkt mit den Emitteranschlüssen der Gegentakttransistoren und über einen Widerstand (R 6) mit der positiven Betriebsspannung verbunden ist und an dessen Kollektoranschluß über einen Widerstand (R 7) der Basisanschluß eines ersten npn-Transistors (T6) angeschlossen ist, daß der Emitteranschluß dieses ersten npn-Transistors (Tb) direkt und der Basisanschluß über einen Widerstand (R 8) mit Masse verbunden sind und der Kollektoranschluß dieses Transistors (Td) über einen Widerstand (R 9) mit der Betriebsspannung verbunden ist, daß jeweils der Kollektor eines der beiden Gegentakttransistoren (Ti, 73) direkt mit der Basis eines zweiten bzw. dritten npn-Transistors (T2, TA) verbunden ist, daß die Emitter des zweiten und des dritten npn-Transistors (T2, Γ4) direkt und deren Basen jeweils über einen Widerstand (R 2, R3) mit Masse verbunden sind, daß der Kollektor des zweiten npn-Transistors (T2) mit dem ersten Anschluß eines ersten NAND-Gatters (Gi) und der Kollektor des dritten npn-Transistors (TA) mit dem ersten Anschluß eines zweiten NAND-Gatters (G2) verbunden sind, daß der Ausgang des ersten NAND-Gatters (Gi) mit dem Rücksetzeingang (RS) eines ersten J-K-FIipflops CFl) und der Ausgang des zweiten NAND-Gatters (G 2) mit dem Rücksetzeingang (RS) eines zweiten ]-K-Flipflops (F2) verbunden ist, daß der invertierende Ausgang (Q) des ersten J-K-Flipflopf (Fi) mit dem zweiten Eingang des ersten NAND-Gatters und der invertierende Ausgang (Q) des zweiten J-K-Flipflops (F2) mit dem zweiten Eingang des zweiten NAND-Gatters verbunden sind, daß die K-Eingänge der beiden J-K-Flipflops miteinander und über einen Widerstand (R 10) mit der Betriebsspannung verbunden sind, daß die Taklcingänge der ^⁰ beiden J-K-Flipflops miteinander und mit der Taktzuführung verbunden sind, daß die J-Eingängc der beiden J-K-Flipflops (Fi, F2) miteinander, mit dem Kollektor des ersten npn-Transistors (T6) und mit einem Anschluß für die Taktsynchronisation ^6ς verbunden sind und daß der Ausgang (Q) des ersten J-K-Flipflops (TI) mit dem J-K-Flipflops CF2) mit dem zweiten Ausgangsanschluß des Regenerators

verbunden ist.

2 PCM-Regenerator nach Anspruch 1, dadurch «kennzeichnet, daß der Eingangsübertrager (EO) durch eine elektronische Gegentaktschaltung ersetzt ist. ,j-,

3 PCM-Regenerator nach Ansprüchen 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ein aus drei hintereinander geschalteten und durch einen Kondensator CCl) überbrückten an der Betriebsspannung in Durchlaßrichtung betriebenen Dioden (Di, D 2, D3) auf der einen Seite und einem Widerstand (R 1) auf der anderen Seite gebildeten Basisspannungsteiler vorgesehen ist, daß in die Verbindung zwischen die beiden parallelgeschalteten Emitter der Gegentakttransistoren (Ti, T3) und dem Emitter des dritten pnp-Transistors (T5) eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode (D4) eingeschaltet ist, daß eine weitere Diode (D 5) und ein weiterer Kondensator (C3) vorgesehen sind, die eine Reihenschaltung bilden und zwischen den gemeinsamen Emitterpunkt und Masse geschaltet sind und daß am Verbindungspunkt zwischen die weitere Diode CD 5) und den weiteren Kondensator (C3) eine Leitung angeschlossen ist, über die eine Regelspannung entnehmbar ist.

4 PCM-Regenerator nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung für die Regelspannung über einen zusätzlichen Widerstand (R 11) an die Basis des dritten pnp-Transistors ₍T5) angeschlossen ist.

Die Erfindung betrifft einen PCM-Regenerator für pseudoternär codierte Signalimpulse mit Amplitudenentscheider, Zeitentscheider, Eingangsanschlüssen für die hinsichtlich der Kabeldämpfung entzerrten Eingangsimpulse und Ausgangsanschlüssen, an denen die amplituden und zeitmäßig regenerierten Impulse entnehmbar sind. In einem solchen PCM-Regenerator müssen positive und negative Impulse getrennt regeneriert werden.

Aus »Bell System Technical Journal« Jen. 62, Seiten 25 bis 97, insbesondere F i g. 1 auf Seite 29 und zugehöriger Beschreibung auf Seite 28 ist ein derartiger PCM-Regenerator bekannt, der zwei getrennte Amplituden- und Zeitenscheider enthält. Dabei wird der für die Zeitregenerierung notwendige Taktpuls aus den bipolaren Eingangsimpulsen mittels einer Doppelweggleichrichtung mit nachfolgender Amplitudenbegrenzung oder aber auch mit einer dritten Entscheiderstufe gewonnen. Bei diesem bekannten Regenerator können durch Fehlentscheidungen am Ausgang aufeinanderfolgende Impulse gleicher Polarität auftreten.

Um den Einfluß des Nahnebensprechens möglichst klein zu halten, wird die Summendämpfung aus Leitungsdämpfung und Entzerrung so dimensioniert daß am Entscheidereingang ein einzelner Sendeimpul« als Impuls mit einem etwa cos²-formigen Verlauf unc einer Fußpunktbreite gleich der doppelten Bitlänge erscheint. Unmittelbar aufeinanderfolgende Sendeini· pulse ergeben bei dieser Dimensionierung somit an Eingang des folgenden Regenerators einen in den Amplitude und der Fußpunktbreite wesentlich vergrö ßcrten Impuls. Das darauf folgende Bit wird also gestör und es besteht die erhöhte Gefahr, daß auch dieses Bi falsch regeneriert wird. Diese Fehlerfortpfliin/ung kam