DE2439246A1

DE2439246A1 - Phasensynchronisierschaltung

Info

Publication number: DE2439246A1
Application number: DE2439246A
Authority: DE
Inventors: Kenji Tanimoto
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1973-08-17
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2439246C3; JPS5040216A; DE2439246B2; JPS5430246B2; US3937883A; GB1474053A; FR2246105B1; FR2246105A1

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN " HAMBURG

113.

KDNIGSTRASSE 28

felex;212979>arpd

TELEFON: 395314 2000 HAMB U RG 50,

TELEGRAMME: KARPATENT J_e, _No> 381233 KDNIGSTRASSE 28

W. 26415/74 2o/se

Fuji Xerox Co., Ltd. Tokyo (Japan)

Phasensynchronisierschaltung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum schnellen und genauen Synchronisieren der Phase 'eines Empfängers mit der eines Senders in einem Informationsübertragung ssystem, beispielsweise in einem Faksimilesystem.

In Informationsübertragungssystemen, beispielsweise in Faksimilesystemen oder dgl., ist es immer dann schwierig, am Empfänger ein scharf umrissenes und deutliches Bild zu reproduzieren, wenn die Phase des Empfängersignals nicht mit der des Sendersignals übereinstimmt. Aus diesem Grunde ist bisher ein Nachführ- bzw. Nachlaufsynchronisierstromkreis zum Synchronisieren der Empfängerphase mit der Senderphase vorgeschlagen worden. Ein Nachlaufsynchronisierstromkreis verringert für eine frei wählbare Periode bzw. Zeitdauer die Geschwindigkeit eines Antriebsmotors am Empfänger, um dadurch Synchronisation der Empfängerphase mi£ der Senderphase während des Verlaufs dieser Zeitdauer herbeizuführen.

•509809/0877

In Fig. 1 sind Wellenformen dargestellt, welche zur Erläuterung der Arbeitsweise bekannter Synchronisierschaltungen dienen. Ein Phasensignal B wird am Empfänger, jedesmal wenn eine Empfangstrommel (nicht gezeigt) eine Umdrehung ausführt, erzeugt, und ein Phasensignal A wird am Sender für jede Umdrehung einer Übertragungstrommel erzeugt. A und B werden an einen Nachlaufphasensynchronisierstromkreis angelegt, der an der Empfängerseite vorgesehen ist, und die Zeitspanne T. zwischen den vorderen Kanten oder Flanken der Signale A und B wird festgestellt. Je größer die Phasenabweichung zwischen dem Empfänger und dem Sender ist, desto langer ist der Zeitraum T , und im Ansprechen auf diesen Zeitraum verringert der Nachlaufphasensynchronisierstromkreis die Antriebsfrequenz der Empfangstrommel auf eine Frequenz, die tiefer als die vorgesehene bzw. die Nennfrequenz der Empfangstroimnel für die Zeitdauer T. ist. Demgemäß wird die der Zahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit entsprechende Geschwindigkeit der Empfangstrommel für eine Zeitlänge T auf eine Geschwindigkeit verringert, die niedriger ist, als die der Übertragungstrommel. Wenn beispielsweise eine Phasenabweichung T festgestellt wird, wird die Antriebsfrequenz des die Empfangstrommel antreibenden Motors, welche anfänglich 6k Hz betrug, auf 63 Hz für die Zeitdauer T verändert. Nachdem die Zeit T. vergangen ist, wird der Motor wiederum mit 84 Hz angetrieben. Entsprechend wird, wenn die Phasensignale A„ und B am Sender bzw. Empfänger erzeugt werden, eine Zeitspanne T , wobei T kleiner oder gleich T ist, zwischen den vorderen Kanten der Signale A„ und B festgestellt, und die Empfangetrommel wird für die Zeitspanne T₂ in der oben beschriebenen Art und Weise langsamer werdend angetrieben.

Der oben geschilderte Vorgang wird mehrfach wiederholt bis die Synchronisation zwischen der Phase des

■509809/0877

Senders und der des Empfängers vervollständigt worden iet.

Jedoch weist die vorgeschilderte, bekannte Synchronisierschaltung insofern einen systembedingten Fehler auf, als eine Grenze für die Genauigkeit der Übereinstimmung der Phasen besteht. D. h., falls die Zeitspanne

T- zwischen den vorderen Kanten der Signale A_n und 8 um Λ 2 2

ungefähr Io ms beträgt oder kleiner ist, kann die Geschwindigkeit des die Empfangstrommel antreibenden Motors unverändert bleiben, obwohl die Eingangsfrequenz des Motors von 8k Hz (C) auf 63 Hz (D) verändert wird.

Durch die Erfindung wird bezweckt, einen verbesserten PhasensynchronisierStromkreis zu schaffen, der in der Lage ist, die Phasensynchronisierung in genauer Weise und auf schnellstem Wege durch Beseitigen des in bekannten Phasensynchronisierschaltungen vorhandenen Fehlers herbeizuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt die Wellenformen eines bekannten Nachlaufsynchronisierstromkreises.

Fig. 2 zeigt die Wellenformen einer Phasensynchronisierschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist ein der Erläuterung dienendes Stromkreisdiagramm der Schaltung gemäß der Erfindung.

Fig. k ist ein Diagramm der Spannungswellenformen, die in der Schaltung gemäß Fig. 3 auftreten.

Ein in Fig. 3 gezeigter Empfangstroramel-Antriebsmotor Ug eines Faksimileempfangers wird mit einer Nennfrequenz von 126 Hz angetrieben, wobei die Leitungen 0. und 0 mit den Hauptspulen des Motors verbunden' sind, an welche 126 Hz-Signale angelegt werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird angenommen, daß zwischen einem von einem Sender erzeugten Phasensignal und einem Empfangssignal -(A und B) eine Phasenabweichung vorhanden ist, wobei der

•509809/0877

Sender nicht dargestellt ist. Ein Bremsstromkreis wird für eine vorherbestimmte Zeitspanne T_ betätigt» welche an der vorderen Kante des Empfangssignals beginnt« so daß eine Gleichspannung während der Zeit T„ an beide Enden der Hauptspulen des Empfangetrommel-Antriebsmotors Ό» angelegt wird* Sobald wie die Zeitspanne T« endet, wird eine Frequenz, die niedriger als die Nennfrequenz ist, beispielsweise 9^,5 Hz, an dem Empfangstrommel-Antriebsmotor Uq bis zum Zeitpunkt t angelegt, wobei dieser Zeitpunkt mit der vorderen Kante des Senderphasen eignals zusammenfällt. Zum Zeitpunkt t kehrt die Fre-

quenz der an den Antriebsmotor U« angelegten Spannung wieder auf 126 Hz zurück.

Wenn die Empfangstrommel zeitweilig mit niedriger werdender Geschwindigkeit angetrieben oder in der oben beschriebenen Art und Weise abgebremst wird, kann die Phasenbeziehung zwischen der Empfangstrommel und der Übertragungs- bzw. Sendertrommel schnellstens und genaues tens korrigiert werden. Demgemäß wird das Intervall zwischen den Zeitpunkten t und t. zwischen der vorderen Kante des nächstfolgenden Senderphasensignals und des nächsten Empfängerphasensignals unmittelbar nach dem die Empfangstrommel eine Umdrehung durchgeführt hat, kurzer als das Intervall t - t . Falls das Intervall t

ca e

- t_d langer ist als die Bremsperiode T_Q wird an die Hauptspulen des Empfangstrommel-Antriebsmotors U« eine Gleichstrombremsung während der Zeitspanne T„ angelegt, und darauffolgend wird die Frequenz von 9*1,5 Hz bis zum Auftreten der vorderen Kante des Senderphasensignals angelegt. Die Frequenz kehrt dann nochmals auf den Standard· wert von 126 Hz zurück. Falls jedoch die Zeitspanne t t. kürzer als die Bremsperiode T_n ist, wird an die Hauptapulen des Empfangstrommel-Antriebsmotors U« für die Zeitspanne T„ eine Gleichspannung angelegt. Die Frequenz kehrt dann wiederum auf den Wert von 126 Hz zurück. An

•509809/0877

den Empfangstrommel-Antriebsmotor U« -wird jedesmal, wenn die Empfangstrommel eine Umdrehung durchführt, für eine bestimmte Zeitperiode T. eine Gleichspannung angelegt, bis das Empfangssignal und das Sendesignal synchronisiert sind. Wenn das Sendesignal und das Empfangssignal auf diese Art und Weise synchronisiert sind, wird die Eingangsfrequenz des Empfangstroramel-Antriebsmotor ü« darauffolgend durch einen Kristalloszillator (nicht gezeigt) bei 126 Hz gesteuert. Da der Sendetrommel-Antriebsmotor bei 126 Hz durch den Kristalloszillator angetrieben ist, tritt keine Phasenabweichung nach Synchronisation durch die Schaltung gemäß der Erfindung auf.

Nunmehr wird die Wirkungsweise der Schaltung gemäß der Erfindung anhand der Fig. 3 und 4 unter Angabe von Einzelheiten erläutert. Wenn weder das Sendesignal noch das Empfangssignal erzeugt werden, befindet sich das Sendesignal in einem "!,"-Zustand, was einer niedrigen Spannung entspricht, während das Empfangssignal sich in einem "H"-Zustand befindet, der eine hohe Spannung darstellt, siehe Pig. 4 (A) und (B). Es wird bemerkt, daß jede der in Fig. 4 gezeigten Wellenformen derjenigen entspricht, die an bestimmten Anschlußpunkten irgendeines der Elemente auftritt, die in Fig. 3 gezeigt sind. Dementsprechend ist in Fig. 4 (A) eine Wellenform dargestellt, die am Anschluß 1 eines Inverters U gemäß Fig. 3 auftritt. Ein Empfangsphasensynchronisiersignal, wenn es empfangen wird, wird an einen Eingangsanschluß 1 eines bekannten Nadhlauf-Synchronisierstromkreises U und an einen Eingangsanschluß 1 eines Inverters U angelegt. Wenn der Eingangsanschluß 1 des Inverters U sich auf einem hohen Potential (H) befindet, befindet sich der Ausgangsanschluß 2 des Inverters U auf einem niedrigen Potential (L). Der Aus gangs ans chluß 2 des Inverters U ist mit dem Eingangsanschluß 1 eines NAND - Tores U^ über einen differenzierenden Stromkreis, der einen Kondensator C.

•509809/0877

und einen Widerstand R. aufweist, verbunden. Demgemäß befindet sich der Eingangsanschluß 1 des NAND - Tores U. auf dem L-Pegel, wenn das Empfangsphasensignal nicht vorhanden ist. Weiterhin ist, wenn das Sendephasensignal sich am Eingangsanschluß 1 des Inverters U auf dem L-Pegel befindet, der andere Eingangsanschluß 2 des NAND-Tores U, auf dem Η-Pegel. Daher ist der Ausgangsanschluß 3 des NAND - Tores U. und der Eingangsanschluß 1 eines OR-Tores U^, der mit diesem verbunden ist, auf dem H-Pegel«

Unter der Annahme, daß im Falle eines Faksimileempfängers, die zur richtigen Synchronisation erforderliche Zeit 15s oder veniger betragen soll, muß die Phasensynchronisation 15s nach dem Empfangsbeginn vervollständigt sein und der Empfang eines Bildes muß 15 Sekunden nach dem Start des Empfanges beginnen. Ensprechend wird der Eingangsanschluß 1 des NAND - Tores U_ auf dem H-Pegel für eine Periode von 15 Sekunden vom Startzeitpunkt des Empfangs gehalten. Er wird dann auf den L-Pegel verändert. An den anderen Eingangsanschluß 2 des NAND -Tores U_ wird ein Instruktionssignal angelegt, um anzuzeigen, ob der Senderempfänger sich im Übertragungs- oder Empfangszustand befindet. Demgemäß wird beim Senden der Einganganachluß 2 des NAND - Tores U. auf dem L-Pegel und beim Empfangen auf dem Η-Pegel sein. Demgemäß ist, wenn der Senderempfänger im Empfangsmodus arbeitet und die anfängliche 15-Sekunden-Periode noch nicht verstrichen ist-, der Ausgangsanschluß 3 des NAND - Tores U bzw. der Eingangsanschluß 2 des OR-Tores Ug auf dem L-Pegel. Der Eingangsanschluß 1 eines monostabilen Multivibrators U_ befindet sich auf dem Η-Pegel, wie vorangehend festgestellt, und zwar so lange, wie kein Empfangssignal empfangen wird.

Sobald ein Empfangssignal empfangen wird, wird von dem differenzierenden Stromkreis, der aus dem Kondensator C und dem Widerstand R₁ besteht, ein negativer

¹ -509809/0877

Triggerimpuls an den monostabilen Multivibrator U_ angelegt und der Ausgangsanschluß 2 wird für 15 ms auf dem Η-Pegel gehalten. Ansonsten befindet sich der Ausgangsanschluß 2 auf dem L-Pegel, da der Eingangsanschluß 1 sich normalerweise auf dem Η-Pegel befindet. Das L-Potential am Ausgangsanschluß 2 des Multivibrators U spannt Dioden CR und CR. in Sperrichtung vor. Demgemäß -werden die Hauptspulen über die Leitungen fS. und 0₂ des Empfangstrommel-Antriebsmotors Un zu dieser Zeit nicht von dem Multivibrator U_ erregt. Stattdessen werden die Hauptspulen über die Leitungen 0. und 0_ aus den Ausgangsanschlüssen 3 und k des Nachlaufsynchronisierstromkreises U über die Dioden CR und CR erregt. Wenn ein Empfangssignal zu einem Zeitpunkt t empfangen wird, sind beide Eingangsanschlüsse 1 und 2 des Nachlaufsynchronisierstromkreises U. auf dem L-Pegel, und ein Signal von 9^,5 Hz wird anstelle des Standardsignals mit 126 Hz auf den Ausgangsanschlüssen 3 und 4 des Nachlaufsynchronisierstromkreises U erzeugt. Der Eingangsanschluß 1 des Inverters U befindet sich ebenfalls auf dem L-Pegel, wodurch ein positiver Triggerimpuls entsteht, der an den Eingangsanschluß 1 des NAND - Tores υ· durch den differenzierenden Stromkreis, der aus dem Kondensator C und dem Widerstand R. besteht, angelegt wird. Da der Eingangsanschluß 2 des NAND - Tores U. sich bereits auf dem Η-Pegel befindet, wird der Ausgangsanschluß 3 auf den L-Pegel umgeschaltet, auf welchem sich der Ausgangsanschluß 3 des OR-Tores Ug befindet, wodurch der Η-Pegel am Ausgang des Multivibrators U für eine Zeitperiode von lediglich 15 ms erzeugt wird. Diese positive Gleichspannung wird an die Hauptspulen über die Leitungen 0. und 0. des Empfangstrommel-Antriebsmotors Ug durch die Dioden CR und CR. angelegt, bis Bremskraft an dem Antriebsmotor angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Dioden CR und CR in Sperrichtung vorgespannt,

■509809/0877

um den Durchgang des 94,5 Hz-Signals, wie oben beschrieb en, zu verhindern. Nach dem Verstreichen der 15 ms kehrt der Ausgangeanschluß 2 des Multivibrators U_ auf den L-Pegel zurück. Die umgekehrte Vorspannung wird demgemäß von den Dioden CR. und CR weggenommen und daher wird das 9^,5 Hz-Signal des Nachlaufsynchronisierstromkreises U₁ dann an die Hauptspulen über die Leitungen 0. und 0 des Empfangstrommel-Antriebsmotors Ug angelegt. Der Nachlaufeynchronisierstromkreis U erzeugt das 94,5 Hz-Signal bis das Senderphaaensignal Auftritt. Demgemäß wird die Empfangstrommel weiterhin verlangsamend bei 94,5 Hz angetrieben, bis das Senderphasensynchronisiersignal auftritt, und zwar sogar nachdem das Anlegen der Gleichspannung vervollständigt bzw. abgeschlossen ist. Wenn das Sendesignal auftritt, kehrt die an die Hauptspulen über die Leitungen 0. und 0„ angelegte Frequenz auf 126 Hz zurück. Venn das Sendesignal vor dem Wegnehmen der Gleichspannung von den Leitungen 0. und 0_ auftritt, dann wird das 126 Hz-Signal an die Leitungen 0_Λ und 0_n unmittelbar nachdem die Gleichspannung von diesen weggenommen worden ist, angelegt. Demgemäß kann die Verlangsamung des Antriebstrommel-Antriebsmotor Un entweder durch Bremsen durch die Gleichspannung und durch die Spannung niedriger Frequenz oder allein durch Bremsen durch die Gleichspannung herbeigeführt werden, und zwar jedesmal dann, wenn die Empfangstrommel eine Umdrehung ausführt und bis die Synchronisation zwischen Sender und Empfänger erhalten worden ist.

,> Der Eingangsanschluß 1 des NAND - Tores U_ wird in den L-Pegel nach dem Verstreichen der vorgesehenen Phasen- »ynchronisierzeit umgeschaltet und der Eingangsanschluß des OR-Tores Ug wird in den Η-Zustand umgeschaltet, um dadurch den Eingangsanschluß 1 des Multivibrators U auf dem Η-Pegel zu halten, um demgemäß keine Gleichspannung an die Hauptspulen über die Leitungen 0_± und 0^ des

.509809/0877

Empfangstrommel-Antriebsmotors U« anzulegen. Selbstverständlich wird immer dann keine Gleichspannung an die Leitungen 0. und 0„ angelegt, wenn sich der Faksimilesenderempfänger im Empfangszustand befindet, da sich der Anschluß 2 des NAND - Tores U auf dem L-Pegel befindet, wodurch der Eingangsanschluß 1 des Multivibrators U_ auf dem Η-Pegel gehalten wird.

Wie in Einzelheiten oben ausgeführt worden ist, kann durch die Schaltung gemäß der Erfindung eine schnelle und genaue Korrektur der Phasenabweichung zwischen Sender und Empfänger nicht nur durch eine Bremswirkung, sondern auch durch eine Steuerwirkung bei verringerter Eingangsfrequenz herbeigeführt werden. Weiterhin wird die Last an dem Empfangstrommel-Antriebsmotor verringert. Wie aus der vorangehend gegebenen Beschreibung zu ersehen ist, kann die Phasensynchronisierschaltung leicht und wirtschaftlich hergestellt werden, indem eine geringe Zahl von Bestandteilen zu einem vorhandenen Nachlaufsynchronisierstromkreis, wie zu dem in Fig. 3 mit U bezeichneten, hinzugefügt wird.

In der vorangehenden Beschreibung sind bestimmte Parameter auf besondere Werte zu Zwecken der Erleichterung der Darstellung beschränkt worden, beispielsweise für die Frequenz des Empfangstrommel-Antriebsmotors, für die Zeitperiode zum Anlegen der Gleichspannung u.s.w., es ist jedoch selbstverständlich,, daß diese Werte Veränderungen unterworfen werden können, um sie an einen bestimmten Fall am besten anzupassen. Weiterhin ist die Anwendung der Phasensynchronisierschaltung gemäß der Erfindung nicht auf die Anwendung für einen Faksimilesender und einen Faksimileempfänger beschränkt, sondern die Schaltung gemäß der Erfindung kann in verschiedenen Arten von Nachrichtenübertragungsausrüstungen verwendet werden, die in Informationsübertragungssystemen verwendbar sind.

•509809/0877

Claims

- ί ο -

Patentansprüche

1. Schaltung zum Synchronisieren der Phase zweier Signale, insbesondere zum Synchronisieren eines Wechselstrommotors an der Empfängerseite einer Nachrichtenübertragungsverbindung mit einem Wechselstrommotor an der Senderseite durch wiederholtes Anlegen von Signalen niedrigerer Frequenz im Vergleich zur Nennfrequenz an die Hauptspulen des Motors an der Empfangsseite zwecks Verringerung der Phasenabweichung zwischen dem empfangs- und empfängerseitigen Motor, gekennzeichnet durch einen Bremsstromkreis zum Anlegen einer Gleichspannung an die Hauptspulen des empfängerseitigen Motors vor Anlegen oder an Stelle des Anlegens der Signale verringerter Frequenz.

2· Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Empfangsphasensignals bei jeder Umdrehung des empfängerseitigen Motors und durch eine auf das Empfangsphasensignal ansprechende Einrichtung im Bremsstromkreis zur Erzeugung von Gleichspannung während einer vorherbestimmten Zeitperiode.

3· Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Signale verringerter Frequenz im Ansprechen auf das Empfangsphasensignal erzeugt werden und der Bremsstromkreis eine Einrichtung zum Verhindern des Anlegens der Signale verringerter Frequenz an die Hauptspulen des empfängerseitigen Motors aufweist, während Gleichspannung an diese angelegt wird.

k. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senderseitige Motor eine Einrichtung zum Erzeugen eines Sendephasensignals bei jeder Umdrehung aufweist, die Erzeugung von Signalen verringerter Frequenz im Ansprechen auf das Sendephasensignal unterborchen wird und der BremsStromkreis eine Einrichtung zum Anlegen der Signale verringerter Frequenz an die Hauptspulen

•509809/0877

auf die Beendigung des Anlegens der Gleichspannung folgend jedoch vor dem Auftreten des Sendephasensignals bei Auftreten des Sendephasensignals auf die Beendigung der Gleichspannung folgend aufweist.

5* Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsstromkreis eine Einrichtung zum Unwirksammachen der Bremswirkung nach Verstreichen einer vorher festgelegten Periode zur Erzielung der Synchronisation aufweist.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenverbindung ein Faksimilesystem aufweist.

7* Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Faksimilesystem wenigstens einen Faksimilesenderempfänger aufweist und daß der Bremsetromkreis eine Einrichtung zum Unwirksammachen der Bremswirkung im Ansprechen auf den Senderempfänger aufweist, wenn dieser sich im Sendezustand befindet.

509809/0877

Le e rs e i te