DE2417644C3 - PCM-Regenerator - Google Patents

Description

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« Jan. 62, Seiten 25 bis 97, insbesondere Fig. 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 Enlscheiderstufe gewonnen. Bei diesem bekannten Regenerator können durch Fehlentscheidungen am Ausgang aufeinanderfolgende Impulse gleicher Polarität auftreten.

Um den Zinfluß des Nahnebensprechens möglichst klein zu halten, wird die Summendämpfung aus Leitungsdämpfung und Entzerrung so dimensioniert, daß am Entscheidereingang ein einzelner Sendeimpuls als Impuls mit einem etwa cos²-förmigen Verlauf und einer Fußpunktbreite gleich der doppelten Bitlänge erscheint. Unmittelbar aufeinanderfolgende Sendeimpulse ergeben bei dieser Dimensionierung somit am Eingang des folgenden Regenerators einen in dem Amplitude und der Fußpunktbreite wesentlich vergrößerten Impuls. Das darauf folgende Bit wird also gestört und es besteht die erhöhte Gefahr, daß auch «ijeses Bit falsch regeneriert wird Diese Fehlerfortpflanzung kann

dazu führen, daß bei langen Übertragungsstrecken, die derartige Regeneratoren enthalten, am Ausgang der Übertragungsstrecke vorzugsweise Impulse einer Polarität erscheinen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen PCM-Regenerator der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, an dessen Ausgang unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse immer unterschiedliche Polarität aufweisen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Eingangsübertrager mit sekundärseitiger Mittelanzspfung 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 Basisspannungsteilers 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 )-K-Flipflops verbunden ist, daß der invertierende Ausgang des ersten J-K-Fhpflops 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 zweiten J-K-Flipflops mit dem zweiten Ausgangsanschluß des Regenerators verbunden ist.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen PCM-Regenerators liegt darin, daß trotz des relativ einfachen Aufbaus für die meisten Störungsfälle eine Fehlerkorrektur 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 FCM-Regenerators nach der Erfindung wird aus den unipolaren Impulsen am gemeinsamen Emitterpunkt eine der Spitzenspannung der Eing.=?ngsimpulse 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 entnehmbar 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 F i g. 1 dargestellte PCM-Regenerator nach der Erfindung hat einen Eingang I für die amplituden- und zeitmäßig gestörten Eingangsimpulse und einen Ausgang II für die regenerierten Impulse. Dem Ausgang I ist in der Regel ein Entzerrer vorgeschaltet, der einen, dem Frequenzgang des Übertragungskabels entgegenwirkenden Frequenzgang aufweist. An den Eingang I ist ein Eingangsübertrager EL) angeschlossen, der als Gegentaktübertrager mit mittelangezapfter Sekundärwicklung ausgeführt ist. An die beiden äußeren Anschlüsse der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers EU ist jeweils eine der Basen der Transistoren Π und Γ 3 angeschlossen, während die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers EU mn den aus den drei Dioden Dl, D 2, D 3 und dem Kondensator Cl 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 Dl..3 temperaturstabilisiert. Die Emitter der beiden pnp-Gegentakttransistoren Ti und Γ3 sind miteinander und mit dem Emitter eines weiteren pnp-Transistors 75 unmittelbar verbunden und über den Widerstand /?6 an die Betriebsspannung angeschlossen. Der Arbeitspunki des Transistors T5 ist durch den aus den Widerständen

/74 und R 5 gebildeten Basisspannungsteiler eingestellt, gleichzeitig ist die Basis dieses Transistors über den Kondensator Cl wechselstrommäßig mit Masse verbunden. Die Transistoren 7"I, 73 und 75 wirken als Amplitudenentscheider, wobei an den Basen der Transistoren 71 und 73 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 TX und 73 gesperrt bleiben. Überschreitet die Amplitude eines Eingangssignalimpulses den vorgegebenen Wert, so wird je nach Polarität des Impulses einer der beiden Transistoren Ti oder 73 leitend, während der Transistor 75 gesperrt wird. Die Kollektoren der Gegentakttransistoren Ti und Γ3 sind mit den Basisanschlüssen der npn-Transistoren Tl und Γ4 verbunden, wobei der Transistor Ti mit dem Transistor Tl und der Transistor 73 mit dem Transistor 74 unmittelbar verbunden ist und die Kollektoren der Transistoren 71 bzw. 73 über die Widerstände Rl bzw. R 3 mit Masse verbunden sind. Außerdem ist der Kollektor des Transistors 75 über den Widerstand R 7 mit der Basis eines weiteren npn-Transistors 76 und von diesem Punkt aus über den Widerstand RS mit Masse verbunden.

Bei Zuführung von Eingangsimpulsen zu den Transistoren 71 und 73 mit einer Amplitude, die kleiner als die Vergleichsspannung ist, erscheint dadurch an den Kollektoren der Transistoren 72 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 72 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 entnehimbar sind.

Der PCM-Regenerator nach der Erfindung enthält weiterhin zwei NAND-Gatter Gi und Gl, zwei J-K-Flipflops F1 und Fl und zwei Widerstände R 9 und R10, wobei R9 auf der einen Seite mit der Betriebsspannung und auf der anderen Seite mit den beiden !-Eingängen der J-K-Flipflops Fl und Fl 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 FI und F2 verbunden ist Jeweils einer der beiden Eingänge des ersten NAN D-Gatters Gl ist mit dem Kollektor des Transistors 72 und entsprechend einer der Eingänge des Gatters G 2 mit dem Kollektor des Transistors 74 verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters G1 ist mit dem Rücksetzeingang des zugeordneten ersten J-K-Flipflops Fl und der Ausgang des NAND-Gatters Gl 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-Flipflops 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.

Der Kollektor des Transistors 76 ist mit dem Ausgang III für die Taktsynchronisation und gleichzeitig mit den J-Einjjängen 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 vollbitbreite 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 unmittelbar 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 Gegentaktschaltung 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 D4 ist in die Verbindung zwischen die beiden parallel geschalteten Emitter der Gegentakttransistoren 71 und 73 und dem Emitter des dritten pnp-Transistors 75 eingeschaltet. Die weitere Diode D5 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 71 und 73 unipolar auftretenden

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

so Regelspannung kann beispielsweise zur Regelung eines automatischen Leitungsentzerrers ausgenutzt werden.

Die F i g. 3 2:eigt den Regenerator nach der F i g. 1 mit einem gestrichelt umrandeten zusätzlich eingefügten Netzwerk aus den beiden Dioden D4 und D5, dem

Kondensator C3 und dem Widerstand All. Die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D 4 ist in die Verbindung zwischen die beiden zusammengeschalteten Emitter der Gegentakttransistoren Ti und 73 und dem Emitter des dritten pnp-Transistors 75 eingeschal-

tet Eine weitere Diode D 5, die in Sperrichtung betrieben wird, ist mit den Emittern der beiden Gegentakttransistoren einerseits und dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand All und dem Kondensator C3 andererseits verbunden. Der Konden-

^ft5 sator C 3 ist außerdem an die Betriebsspannung angeschlossen, während der Widerstand All an die Basis des dritten pnp-Transistors 75 geführt ist Durch diese Schaltung wird aus den am gemeinsamen

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Emitterpunkt der Transistoren Ti und T3 unipolar auftretenden Eingangsimpulsen eine Regelspannung erzeugt, die der Basis des dritten pnp-Transistors Γ5 zugeführt wird und dort die Höhe der Vergleichsspannung verändert.

Die in den F i g. 2 und 3 enthaltenen Schaltungen zur Regelspannungserzeugung können trotz ihres relativ einfachen Aufbaus eine erhebliche Verbesserung der Funktion der Gesamtanordnung bewirken, sie können auch miteinander kombiniert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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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, Ti) verbunden sind und an dessen sekundärseitiger Mittelanzapfung ein durch einen Kondensator überbrückter Abgriff eines Basisspannungsteilers für die Gegentaktschaltung angeschlossen ist, daß ein weiterer pnp-Transistor *> (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 Emitteranschluß direkt mit den Emitteranschlüssen der Gegentakttransistoren und über einen Widerstand (R 6) mit der positiven Betriebsspannung verbunden ist und an dessen Kcllektoranschluß über einen Widerstand (R 7) der Basisanschluß eines ersten npn-Transistors (Γ6) 3" angeschlossen ist, daß der Emitteranschluß dieses ersten npn-Transistors (76) direkt und der Basisanschluß über einen Widerstand (RS) mit Masse verbunden sind und der Kollektoranschluß dieses Transistors (7"6) über einen Widerstand (R 9) mit der Betriebsspannung verbunden ist, daß jeweils der Kollektor eines der beiden Gegentakttransistoren (Ti, T3) direkt mit der Basis eines zweiten bzw. dritten npn-Transistors (T2, T4) verbunden ist, daß die Emitter des zweiten und des dritten npn-Transistors (T2, T4) direkt und deren Basen jeweils über einen Widerstand (R 2, R 3) mit Masse verbunden sind, daß der Kollektor des zweiten npn-Transistors (Tl) mit dem ersten Anschluß eines ersten NAND-Gatters (Gl) und der Kollektor des dritten npn-Transistors (T4) mit dem ersten Anschluß eines zweiten NAND-Gatters (G2) verbunden sind, daß der Ausgang des ersten NAND-Gatters (G 1) mit dem Rücksetzeingang (RS) eines ersten J-K-FIipflops (Fl) und der Ausgang des zweiten NAND-Gatters (G 2) mit dem Rücksetzeingang (RS) eines zweiten J-K-Flipflops (F2) verbunden ist, da3 der invertierende Ausgang (©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 Takteingänge der beiden J-K-Flipflops miteinander und mit der Taktzuführung verbunden sind, daß die J-Eingänge der beiden J-K-Flipflops (Fi, F2) miteinander, mit dem Kollektor des ersten npn-Transistors (7'6) und mit einem Anschluß für die Taktsynchronisation verbunden sind und daß der Ausgang (Q) des ersten J-K-Flipflops (Fl) mit dem J-K-Flipflops (F2) mit dem zweiten Ausgangsanschluß des Regenerators

verbunden ist.

2. PCM-Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsübertrager (EU durch eine elektronische Gegentaktschaltung ersetzt ist

3. PCM-Regenerator nach Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein aus drei hintereinander geschalteten und durch einen Kondensator (Ci) überbrückten an der Betriebsspannung in Durchlaßrichtung betriebenen Dioden (Di, O2, DZ) auf der einen Seite und einem Widerstand (R i) auf der anderen Seite gebildeten Basisspannungsteiler vorgesehen ist, daß in die Verbindung zwischen die beiden parallelgeschalteten Emitter der Gegentakttransistoren (Ti, TI) und dem Emitter des dritten pnp-Transistors (TS) eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode (D 4) eingeschaltet ist, daß eine weitere Diode (D 5) und ein weiterer Kondensator (Cs) vorgesehen sind, die eine Reihenschaltung bilden und zwischen den gemeinsamen Emitterpunkt und Masse geschaltet sind und daß am Verbindungspunkt zwischen die weitere Diode (D5) 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 (All) an die Basis des dritten pnp-Transistors (Γ5) angeschlossen ist.