DE2515860A1

DE2515860A1 - Digitalmodulator mit mehreren kanaelen

Info

Publication number: DE2515860A1
Application number: DE19752515860
Authority: DE
Inventors: Sylvain Fontanes
Original assignee: EUROP TELETRANSMISSION
Current assignee: EUROP TELETRANSMISSION
Priority date: 1974-04-12
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1975-10-23
Also published as: IE40976L; FR2270721A1; BE827814A; NL7504270A; IE40976B1; FR2270721B1; GB1489284A; US3969617A; LU72264A1; DK157275A; IT1034954B; CA1048177A

Description

Compagnie Euroüeenne de Teletransmission

(C.E.T.T.)

51, Bd. de la Republiaue

78400 CHATOU, Frankreich.

Unser Zeichen: C 5044

Digitalmodulator mit mehreren Kanälen

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalmodulator, bei welchem die eigentliche Modulation ausgehend von Binärsignalen in digitaler Form erfolgt.

Die Verwendung eines digitalen Systems zum Erzeugen einer amplituden- oder phasenmodulierten Trägerschwingung oder
eines frequenzmodulierten Signals erlaubt, im Gegensatz
zu einem Modulationssystem, bei welchem analoge Verfahren angewendet werden, mittels eines einzigen Modulators die
Modulation von mehreren, aus verschiedenen Quellen stammenden Binärsignalen auszuführen- Digitalmodulatoren zum Phasen-, Amplituden- oder Frequenzmodulieren oder zum gleichzeitig Amplituden- und Phasenmodulieren mehrerer Informationssignale sind bereits bekannt. Diese vielseitigen Modulatoren

509843/0705

erfordern aber gleiche übertragungsgeschwindigkeiten der Eingangskanäle.

Ziel der Erfindung ist ein digitaler Mehrkanalmodulator mit vielseitiger Modulation, der bezüglich der Übertragungsgeschwindigkeiten der Eingangskanäle und der Wahl der Anzahl von Modulationsstufen für jeden Eingangskanal große Möglichkeiten bietet, wobei die Ausgangskanäle unterschiedliche Trägerfrequenzen haben können.

Gemäß der Erfindung ist ein Digitalmodulator für η (n>1) binäre Eingangsmodulationssignale S. (i = 1, 2 ...n), mit einem Festspeicher, in welchen binär codierte Wörter eingetragen sind, die Abtastproben eines Sinuswellenzyklus darstellen, wobei jedes modulierte Ausgangssignal, welches einem Eingangssignal S. entspricht, mittels der codierten Wörter künstlich erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator η Zusammenfassungsschaltungen, welche die Bits der Signale S. jeweils zu Gruppen von p. Bits zusammenfassen (mit p. ganzzahlig und größer oder gleich 1), und eine Multiplexierungsschaltung zum Abtasten der Ausgangsgruppen der η Zusammenfassungsschaltungen enthält, daß eine Abtastprobe einer Gruppe aus einer Abtastprobe jedes Bits der Gruppe besteht, daß die Abtastung der Gruppen bzgl. der Ausgänge der Zusammenfassungsschaltungen zyklisch erfolgt, daß jeder Abtastzyklus die Abtastung von zumindest einer Ausgangsgruppe jeder Zusammenfassungsschaltung enthält, daß die Frequenz der Abtastzyklen so groß ist, daß jede Gruppe mehrmals abgetastet wird und die Multiplexierungsschaltung somit ein multiplexiertes Signal liefert, welches mehrere Abtastproben jeder Gruppe enthält, und daß jede Abtastprobe des multiplexierten Signals das Lesen eines der codierten Wörter bewirkt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

509843/0705

Pig. 1 ein Gesamtschaltbild einer Ausführungsform

des Modulators nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm der in dem Modulator von Fig.

verwendeten Zeitbasissignale,

Fig. 3 die Einrichtung zum Multiplexieren und Abtasten

der binären Datensignale, und

Fig. 4 die Einrichtung zum Modulieren und Entmulti-

plexieren der abgetasteten Signale.

Aus Vereinfachungsgründen wird die Erfindung am Beispiel eines Modulators beschrieben, welcher nur drei Eingangskanäle aufweist. Da die Multiplexierungsfunktion durch Zusammenfassen von p. Bits (p. ganzzahlig, positiv) des Eingangssignals jedes Kanals ausgeführt wird, wobei p. von einem Kanal zum anderen verschieden sein kann, wird außerdem angenommen, daß der Maximalwert von p. für die drei Kanäle gleich 4 ist. Die Abänderungen, die an den Schaltungen vorzunehmen sind, wenn die Anzahl der Kanäle grosser als 3 ist und wenn der Maximalwert von p. größer als 4 ist, liegen im Rahmen des normalen Fachwissens.

Fig. 1 zeigt die Elemente des Modulators nach der Erfindung. In diesem Schaltbild sind der Taktsignalgenerator und die Steuersignale jedes Elements nicht dargestellt. Sie sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt; Fig. 2 zeigt ein Beispiel von möglichen Signalen. Die drei Eingangskanäle 1,2 und 3 speisen parallel eine Multiplexierschaltung 200, welche die seriellen Bits jedes Eingangskanals zu Gruppen von ρ. Bits zusammenfaßt, wie oben angegeben. Jede Gruppe von parallelen Bits wird mehrmals abgetastet, wobei die Abtastung für jeden der drei Kanäle zyklisch erfolgt und wobei die Abtastfrequenzen derart gewählt werden, daß eine richtige Verschachtelung der Abtastproben entsprechend den verschiedenen Kanälen erzielt wird. Die vier Ausgänge des Multiplexierers 200 liefern parallel die Abtastproben der

509843/0705

p. Bits jeder Gruppe (die nichtgespeisten Ausgänge liefern ein O-Bit). Eine Decodierschaltung 300, deren vier Eingänge mit den vier Ausgängen der Multiplexierschaltung 200 verbunden sind, decodiert die an ihren vier Eingängen vorhandene Binärzahl und erzeugt ein entsprechendes Signal an einem ihrer sechzehn Ausgänge. Die sechzehn Ausgänge der Decodierschaltung 300 sind mit den sechzehn Eingängen eines Modulators 400 verbunden, welcher die an dem einen oder anderen seiner Eingänge vorhandenen Abtastproben zu Amplitudenproben codiert, die in Form von codierten Wörtern aus 12 parallelen Bits abgegeben werden, wobei jedes Wort eine Amplitudenprobe eines Sinuswellenzuges darstellt, die den in einem Speicher gespeicherten Abtastproben entnommen wird, wie weiter unten noch näher erläutert. Die Wahl der Abtastproben ist durch die Modulationsart, die Trägerfrequenz des Sendekanals und das für denselben Kanal zuvor entnommene Wort festgelegt. Die Demultiplexierung erfolgt in der Demultiplexierschaltung 500, die mit den codierten Wörtern gespeist wird, welche an den Ausgängen des Modulators vorhanden sind, wobei die einem Eingangskanal entsprechenden codierten Wörter auf den entsprechenden Ausgangskanal geleitet werden. Jeder der drei Ausgangskanäle 1', 2·, 3' enthält eine Digital-Analog-Decodierschaltung 601 bzw. 602 bzw. 603, die ein analoges Signal liefert, welches amplituden-, phasen-oder frequenz- oder gleichzeitg phasen- und amplitudenmoduliert ist.

Fig. 3 zeigt die Multiplexierschaltung 200 und die Decodierschaltung 300 der binären Datensignale. Sie enthält einen Synchronsignalgenerator 10, welcher sämtliche Synchronisiersignale liefert. Diese Signale sind in Fig. 2 dargestellt und werden bei ihrer Verwendung eingeführt. Zur Vereinfachung der Schreibweise sind die Ausgänge des Synchronsignalgenerators 10 in der gleichen Weise wie die entsprechenden Signale bezeichnet worden.

509843/0705

Er hat außerdem die drei Eingänge 1,2 und 3 zum Empfangen der binären Datensignale, die im Takt der Synchronsignale A. bzw. A₂ bzw. A₃ mit Frequenzen zwischen 200 Hz und 19200 Hz auftreten. In dem angegebenen Beispiel ist angenommen, daß diese drei Frequenzen gleich F, sind und eine Periode T haben.

Die Multiplexierschaltung 200 von Fig. 1 enthält drei Schieberegister, drei Pufferregister und eine Digitalschaltung, welche in der unten angegebenen Weise miteinander verbunden sind.

Die drei Eingänge 1,2,3 sind mit den Eingängen von drei vierstufigen Schieberegistern 11 bzw. 12 bzw. 13 verbunden. Die Vorschubtakte dieser drei Register werden durch die Synchronsignale A.. bzw. A₂ bzw. A₃ gesteuert, welche an dem Takteingang jedes Schieberegisters anliegen. Die Ausgänge der vier Stufen jedes der Register 11, 12, 13 sind mit den Eingängen der vier Stufen von drei Pufferregistern 21 bzw. 22 bzw. 23 verbunden. Diese Pufferregister speichern den Inhalt der Schieberegister in Zeitpunkten, die durch Synchronimpulssignale C₁, C₂ und C₃ festgelegt sind, welche an den Eintragungssteuereingängen dieser drei Pufferregister anliegen und Frequenzen F_.. bzw. F₂ bzw. F_₃ haben. Diese Signale sind in der Phase und in der Frequenz direkt mit den Synchronsignalen A., A₂ und A₃ verknüpft und steuern die Übertragung des Inhalts der Schieberegister in die Pufferregister, wenn die Schieberegister p. Bits (i = 1 bis 3) empfangen haben, wobei in dem gewählten Beispiel p. eine Zahl ist, die kleiner oder gleich 4 ist. Die Zahlen p. können gemäß den Kanälen in Abhängigkeit von der Anzahl von verwendeten Modulationsstufen verschieden sein. Deshalb werden bei einer Frequenzmodulation durch Frequenzumtastung (FSK, frequency shift keying) mit vier Frequenzen auf dem Kanal 1 die Gruppen 2-Bit-Gruppen sein und für die Frequenzbeziehung gilt F₁ = —-~. Ebenso sind bei einer Pulsamplitudenmodulation (PAM) mit acht Stufen auf dem Kanal 2 die Gruppen 3-Bit-Gruppen und für die Frequenz-

509843/0705

beziehung gilt F₂ = —5—, und bei einer Phasenmodulation (PSK) mit sechzehn Phasen auf dem Kanal 3 sind die Gruppen-, 4-Bit-Gruppen und für die Frequenzbeziehung gilt F„₃ = —j—. Das ist das Beispiel, welches zum Erstellen des Synchronisiersignaldiagramms von Fig. 2 gewählt worden ist. Die Periode der Signale C wird als Modulationsgrundzeit bezeichnet, T-,.,, T__o und T „ sind die Perioden der Signale C₁ bzw. C₀ bzw. C₃.

Die vier Ausgänge jedes der drei Pufferregister 21, 22, 23 sind mit den vier Eingängen der Decodierschaltung 300 über eine Digitalschaltung verbunden, welche erlaubt, daß die Eingänge der Decodierschaltung 300 durch das eine oder andere der Pufferregister 21, 22 und 23 gespeist werden.

Diese Digitalschaltung besteht einerseits aus drei Gruppen 211, 221 und 231 zu vier UND-Schaltungen mit zwei Eingängen, deren erste Eingänge mit den Ausgängen der Stufen 1 bis 4 der Pufferregister 21 bzw. 22 bzw. 23 verbunden sind und deren zweite Eingänge ein Abtastsignal B₁ für die Torschaltungsgruppe 211, B~ für die Torschaltungsgruppe 221 und B₃ für die Torschaltungsgruppe 231 empfangen. Diese Signale B₁, B₃, B₃ werden durch den Generator 10 in Abhängigkeit von der Anzahl von Eingangskanälen derart programmiert, daß die Ineinanderschachtelung der Abtasteroben korrekt ist, d.h. daß die Decodierschaltung 300 mit einer festen Frequenz gespeist wird. Zum Vereinfachen des Modulators und zum einfachen Ausführen der Multiplexierung der Kanäle auf der Höhe der Modulationseinrichtung wird für die Signale B₁, B₂ und B₃ die gleiche Frequenz gewählt, beispielsweise eine Frequenz, die ein Vielfaches einer Frequenz F_c ist. In dem gewählten Beispiel gilt F_D1 = F_,_o = F__o = F_ = 4 F_ _o und diese drei Signale sind zeitlich

B T

um -=- = -ττ=— verschoben, so daß die Abtasttxrroben an der Decodier-3 3F_B

schaltung mit einer festen Taktfrequenz F auftreten. Diese Signale treten in Form von Impulsen geringer Breite (in der Größenordnung von 1 ps) mit einer Taktfrequenz auf, die für jeden der Kanäle zumindest gleich 8 kHz ist, falls es

509843/0705

sich um Fernsprechkanäle handelt (wobei sich die einzige Einschränkung durch das Abtasttheorem ergibt).

Die Anzahl der Abtastnroben, welche dieselbe Gruppe von Bits auf einem Eingangskanal darstellen, ist abhängig von der Modulationsgrundzeit des entsprechenden Kanals (d.h. dem Zeitintervall zwischen zwei Impulsen des entsprechenden Signals C) und von der Abtastfrequenz, d.h. von dem demselben Kanal zugeordneten Signal B. Diese Zahl kann sich um Eins ändern, denn die Signale B sind nicht notwendigerweise mit den Signalen A und C synchron. Das bringt keine Nachteile für den Betrieb der Einrichtung mit sich.

Die Ausgänge der ersten Torschaltungen jeder Gruppe 211, 221 und 231 sind mit den drei Eingängen einer ODER-Schaltung 31 verbunden; ebenso sind die Ausgänge der zweiten Torschaltungen jeder Gruppe mit einer ODER-Schaltung 32, die Ausgänge der dritten Torschaltungen jeder Gruppe mit einer ODER-Schaltung 33 und die Ausgänge der vierten Torschaltungen mit einer ODER-Schaltung 34 verbunden. Die Ausgänge der vier ODER-Schaltungen 31, 32, 33, 34 sind mit den Eingängen 1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4 der Decodierschaltung 300 verbunden.

Die Übertragung der in den Pufferregistern 21, 22, 23 enthaltenen Informationen in die Decodierschaltung 300 erfolgt somit mit der Taktfrequenz F, die sich durch die Zusammensetzung der Abtastsignale B₁, B₂, B₃ ergibt, d.h. F = 3 F- in dem gewählten Beispiel. Ein Signal H mit der Frequenz F, welches im folgenden verwendet wird, wird aus Signalen B₁, B₂ und B_ erhalten, die an den Eingängen einer ODER-Schaltung 6 anliegen, deren Ausgang mit dem Eingang einer Verzögerungsschaltung 7 verbunden ist.

Jeder der sechzehn Ausgänge der Decodierschaltung 300 kennzeichnet eine Kombination von an seinen Eingängen anliegenden BinärSignalen.

509843/0705

Fig. 4 zeigt die Einrichtung 400, 500 zur Modulation und zur Demultiplexierung der abgetasteten Signale. Die sechzehn Eingänge dieser Einrichtung sind mit den Ausgängen der Decodierschaltung 300 verbunden. Diese Einrichtung enthält zwei Codierschaltungen 40 und 50, die über die sechzehn Eingänge der Einrichtung gespeist werden, wobei die Codierschaltung 40 der Codierung der sechzehn Ausgänge der Decodierschaltung zu Multiplikationsfaktoren entsprechend den Amplitudenmodulationsstufen und die Codierschaltung 50 der Codierung der sechzehn Ausgänge der Decodierschaltung zu codierten Wörtern entspricht, die Phasensprüngen entsprechen, welche Modulationsphasen darstellen. Bestimmte Ausgänge der Decodierschaltung 300 können für eine bestimmte Modulationsart niemals gespeist sein. Die Anzahl von Ausgängen, die gespeist werden können, ist nämlich von der Anzahl von Modulationsstufen für die vorgesehene Modulationsart abhängig.

Der Multiplikationsfaktor ist für alle Wörter gleich 1, die den phasen- oder frequenzmodulierten Kanälen entsprechen, und der Phasensprung ist Null für die Wörter, die den einzig und allein amplitudenmodulierten Kanälen entsprechen.

Die Codierschaltung 40 wird durch die Signale B der zu amplitudenmodulierenden Kanäle mittels einer Wählschaltung gesteuert, deren Ausgang mit einem Takteingang der Schaltung 40 verbunden ist. Die Amplitudenmodulation wird nämlich an allen Abtasiproben der Grundzeit ausgeführt. Die Wählschaltung 41 empfängt die Signale B von allen Kanälen und überträgt zu der Codierschaltung 40 nur diejenigen Signale, die den zu amplitudenmodulierenden oder gleichzeitig zu amplituden- und phasenmodulierenden Kanälen entsprechen. Diese Wahl kann manuell mit Hilfe von Schaltern oder programmiert ausgeführt werden. Wenn ein Impuls B, der von dem einen oder anderen der zu amplitudenmodulierenden Kanäle stammt, an dem Takteingang erscheint, wird das Signal, welches gleichzeitig an einem der Eingänge der Codierschaltung

509843/0705

erscheint, zu einem Multiplikationsfaktor in Form eines
codierten Wortes aus vier parallelen Bits codiert. Dieses codierte Wort wird in ein Pufferregister 91 mit vier Eingängen und vier Ausgängen eingetragen.

Die Ausgänge des Pufferregisters 91 sind mit vier Eingängen einer Multiplizierschaltung 90 verbunden. Diese Multiplizierschaltung empfängt an einem Steuereingang das Ausgangssignal der Wählschaltung 41, welches durch eine Verzögerungsschaltung 43 angemessen verzögert ist, und an zwölf weiteren Eingängen ein codiertes Wort aus 12 Bits, welches aus einem Festspeicher 80 stammt und eine Abtastprcbe y = k sin X eines Sinuswellenzyklus mit der Amplitude k darstellt, wobei die Phase X = -*- χ 360° beträgt, worin d, die Anzahl von gespeicherten Abtastproben, gleich 256 ist und χ die
durch ein 8-Bit-Wort ausgedrückte Adresse einer Abtastprobe im Festspeicher darstellt.

Die Adresse, die in Form eines codierten Wortes aus 8 Bits angegeben wird, wird in einer Addierschaltung 60 mit drei Mehrfacheingängen berechnet. Diese Adresse wird in den
Festspeicher 80 mittels eines Registers 70 übertragen, dessen Ausgänge mit den Eingängen des Festspeichers verbunden sind. Die drei Mehrfacheingänge der Addierschaltung 60 sind mit den Mehrfachausgängen von drei Pufferregistern 61, 62 und 63 verbunden, welche für den Empfang eines aus der Codierschaltung 50 stammenden codierten Wortes bzw. eines einer "Anfangsphase" entsprechenden codierten Wortes bzw. eines einer "Arbeitsphase" entsprechenden codierten Wortes bestimmt sind.

Die Berechnung der Adresse durch die Addierschaltung 60
geht folgendermaßen vor sich:

Ein Arbeitsspeicher 150 mit drei Stufen wird für jeden der Kanäle programmiert. Jede Stufe enthält die Verschiebung, die der Adresse X₁ eines Amplitudenprobe gegeben werden

509843/0705

muß, um an dem Ausgang des Speichers 80 die folgende Amplitudenprobe zu erhalten, wobei die Differenz zwischen den Adressen X₁ und x~ dieser beiden aufeinanderfolgenden Abtastproben für die Ruhefrequenz (die auf die Leitung geschickt wird, wenn keine Modulation vorhanden ist) des betreffenden Kanals kennzeichnend ist. Die Adreßverschiebungen sind durch Binärzahlen aus vier parallelen Bits gegeben. Die vier Ausgänge jeder dieser drei Stufen sind mit den vier Eingängen eines Pufferregisters 61 über eine Digitalschaltung 170 verbunden, die in derselben Weise aufgebaut ist, wie die, die die Ausgänge der vier Pufferregister 21, 22 und 23 mit den Eingängen der Decodierschaltung in Fig. 3 verbindet, d.h. durch drei Gruppen zu vier UND - Schaltungen, deren erste Eingänge mit den Ausgängen der Stufen des Speichers 150 verbunden sind, deren zweite Eingänge mit den Ausgängen einer Verzögerungsschaltung 8 verbunden sind, die aus drei Verzögerungselementen besteht, welche die Abtastsignale B₁, B~ und B-. um R₁ verzögern. Die Ausgänge der UND-Schaltungen sind mit Eingängen von vier ODER-Schaltungen mit drei Eingängen verbunden, deren Ausgänge mit den Signaleingängen der vier Stufen des Pufferregisters 61 verbunden sind.

Die Verzögerung R₁ entspricht der Zeit, die die Schaltung benötigt, um ein codiertes Wort zu liefern, welches einen Phasensprung darstellt. Diese Verzögerung entspricht drei oder vier Digitaloperationen und soll 1 με nicht überschreiten.

Ein "Anfangsphasen"-Speicher ist folgendermaßen aufgebaut: die acht Ausgänge des Registers 70 sind jeweils mit den acht Eingängen einer der drei Stufen eines Speichers 100 über eine Digitalschaltung verbunden, die aus drei Gruppen 71, 72 und 73 zu acht UND-Schaltungen mit zwei Eingängen besteht, wobei die acht UND-Schaltungen jeder Gruppe über ihre ersten Eingänge mit den acht Ausgängen des Registers 70, über ihre zweiten Eingänge jeweils mit dem ersten bzw. zweiten bzw. dritten Ausgang einer Verzögerungsschaltung 9 mit drei Ver-

509843/0705

zögerungselementen verbunden sind, die die bereits um R^ verzögerten Signale B₁ bzw. B„ bzw. B₃ um eine zusätzliche Verzögerung R₂ verzögern. Die Verzögerung R₂ entspricht der Zeit, die die Addierschaltung 60 benötigt, um die Addition auszuführen und das Resultat in das Register 70 einzugeben. Diese Verzögerung überschreitet nicht einige Mikrosekunden in dem Fall, in welchem ein Addierregister verwendet wird, und 1 με in dem Fall, in welchem eine TTL-Technologie und Addierschaltungen verwendet werden, die aus EXKLUSIVES ODER-Schaltungen und aus Übertragsketten bestehen. Die acht Ausgänge jeder der drei Gruppen von UND-Schaltungen 71, 72 und 73 sind mit acht Eingängen einer der Stufen eines dreistufigen Speichers 100 verbunden. Der Inhalt jeder der drei Stufen des Speichers 100 wird in das Pufferregister 62 mit acht Eingängen mit der Taktfrequenz der Signale B₁ für die erste Stufe, der Signale B₂ für die zweite Stufe und der Signale B₃ für die dritte Stufe durch eine Digitalschaltung 130 übertragen, welche aus drei Gruppen zu acht UND-Schaltungen mit zwei Eingängen und zu acht ODER-Schaltungen besteht, die in der gleichen Weise verbunden sind wie die Torschaltungen der Digitalschaltung 170.

Die Codierschaltung 50 liefert der Addierschaltung 60 die dritte Information. Sie wird durch die Signale B der zu frequenzmodulierenden Kanäle und durch die Signale C der zu phasenmodulierenden Kanäle mittels zweier Wählschaltungen 51 und 52 gesteuert, welche die Signale C bzw. die Signale B von allen Kanälen empfangen. Die Frequenzmodulation auf einem Kanal wird nämlich durch Phasensprünge an allen Abtastproben jeder Grundzeit ausgeführt, während die Phasenmodulation durch einen Phasensprung allein an der ersten Abtastprobe jeder Grundzeit ausgeführt wird. Der Ausgang der Wählschaltung 51 ist mit einem Eingang einer ODER-Schaltung 53 verbunden, deren anderer Eingang mit dem Ausgang der Wählschaltung 52 verbunden ist. Die Auswahl der durch die Schaltung 51 zu phasenmodulierenden Kanäle und der durch die Schaltung 52 zu frequenzmodulierenden Kanäle kann von

509843/0705

Hand mittels Schaltern oder programmiert erfolgen. Der Ausgang der ODER-Schaltung 53 ist mit einem Takteingang der Schaltung 50 verbunden. Wenn ein Impuls B (oder C) der dem einen oder anderen der zu frequenzmodulierenden (oder zu phasenmodulierenden) Kanäle entspricht/ an dem Takteingang der Schaltung 50 erscheint, wird der Impuls, der gleichzeitig an einem der sechzehn Eingänge der Schaltung auftritt, zu einem Wort codiert, welches eine dem Ausgangssignal zu gebende Phasenverschiebung darstellt, was sich auf der Höhe der Addierschaltung 60 durch einen zusätzlichen Adreßvorschub ausdrückt. So bewirkt das Erscheinen eines Synchronisierimpulses B auf dem Kanal 1, wenn der Schalter des Kanals 1 in der Wählschaltung 52 geschlossen ist, daß über das Pufferregister 63 ein dem zusätzlichen Adreßvorschub entsprechendes codiertes Wort an die Addierschaltung 60 abgegeben wird.

Die Pufferregister 61, 62 und 63 bestehen aus D-Kippschaltungen und sie ändern ihren Zustand entsprechend dem Zustand der Ausgänge der Digitalschaltung 170, der Digitalschaltung und der Codierschaltung 50 in Zeitpunkten, die durch die Hinterflanken der Signale B₁, B₂ und B- oder durch ihre angemessen verzögerten Vorderflanken festgelegt sind, wobei diese Signale an ihren Takteingängen anliegen (diese Takteingänge sind zur Vereinfachung des Schaltbildes nicht dargestellt worden). Die Addierschaltung 60 hat außer ihren drei Mehrfacheingängen einen Additionssteuereingang, der durch das Signal H mit der zuvor definierten Frequenz F (Fig. 3) gespeist wird.

In der Addierschaltung wird die Berechnung der Adresse einer Amplitudenprobe für einen amplitudenmodulierten Kanal folgendermaßen ausgeführt:

Der Anfangsphasenspeicher enthält die Adresse in dem Festspeicher der vorher auf die Leitung geschickten Abtastprobe desselben Kanals; der Arbeitsspeicher enthält den Adreßvorschub, der einer Abtastprobe zu geben ist, damit die Ruhefrequenz des entsprechenden Kanals auf die Leitung geschickt

509843/0705

wird/ wenn die Codierschaltung einen zusätzlichen Adreßvorschub liefert, der gleich Null ist. Wenn f die Ruhefrequenz des betreffenden Kanals und K die Anzahl von Abtastproben für eine Ruhesignalperiode ist, so erlaubt der Arbeitsspeicher das Inkrementieren der Adresse der vorangehenden Abtastprobe um . Das sind somit für die Ruhefreguenz kennzeichnende Abtastproben, die auf die Leitung geschickt werden, wobei die Amplitudenmodulation auf der Höhe der Multiplizierschaltung 90 ausgeführt wird, wie oben angegeben.

Für einen phasenmodulierten Kanal enthalten der Anfangsphasenspeicher und der Arbeitsspeicher die gleichen Daten wie für einen amplitudenmodulierten Kanal, die Codierschaltung 50 liefert aber einen zusätzlichen Adreßvorschub für die erste Abtastprobe zufolge einer Zustandsänderung des die Decodierschaltung 300 speisenden Pufferregisters 23.

Für einen frequenzmodulierten Kanal enthalten der Anfangsphasenspeicher und der Arbeitsspeicher immer die gleichen Daten und die Codierschaltung 50 liefert einen zusätzlichen Adreßvorschub, der allen Abtastproben der Grundzeit gegeben wird.

Die Anzahl j von binären Ausgängen der Multiplizierschaltung 90 ist von der maximalen Anzahl von Amplitudenmodulationsstufen abhängig. Die Demultiplexierung der jedem der Kanäle entsprechenden Abtastproben erfolgt mit Hilfe von drei Registern 501, 502 und 503, die den drei Eingangskanälen entsprechen. Jedes Register hat j Eingänge, die mit den j Ausgängen der Multiplizierschaltung 90 verbunden sind, und einen Takteingang, der mit den Abtastsignalen B. bzw. B- bzw. B₃ gesteuert wird, die für die Register 501, 502 und 503 angemessen verzögert werden.

Jedes Register 501, 502 und 503 hat j Ausgänge, die mit den j Eingängen eines zugeordneten Digital-Analog-Wandlers 601

509843/0705

bzw. 602 bzw. 603 verbunden sind, der mit einem Ausgangstiefpaßfilter entsprechend den Ausgangskanälen 1¹ bzw. 2¹ bzw. 3' verbunden ist.

An dem Ausgang jeder Digital-Analog-Decodierschaltung wird in Abhängigkeit von den Amplitudenproben, die an ihrem Eingang mit der Taktfrequenz der Signale B erscheinen, ein moduliertes Analogsignal erzeugt.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Insbesondere erlaubt das verwendete Modulations- und Multiplexierungsverfahren gleichzeitig eine große Anzahl von Eingangskanälen zu modulieren und die modulierten Signale auf diesen zugeordneten Ausgangskanälen abzugeben, und zwar mit Hilfe eines einzigen Verarbeitungszentrums. Die Einrichtung gestattet, schnell von einer Modulationsart zu einer anderen überzugehen, indem entweder die übertragung des Signals B durch die Schaltung 41 , oder die Übertragung des Signals B durch die Schaltung 52 oder die Übertragung des Signals C durch die Schaltung 51 oder gleichzeitig die übertragung des Signals B durch die Schaltung 41 und die Übertragung des Signals C durch die Schaltung 51 freigegeben wird. Ein Umschalter mit vier Stellungen für jeden Kanal genügt, um von einer Amplitudenmodulation auf eine Frequenzmodulation, eine Phasenmodulation oder eine Amplituden- und Phasenmodulation gleichzeitig überzugehen.

Die Veränderung der Anzahl von Modulationsstufen erreicht man durch Verändern des Frequenzteilerfaktors in dem Synchronsignalgenerator, welcher die Frequenz F . mit der Frequenz F_Ai verknüpft, was zur Folge hat, daß sich die Anzahl p. von auf dem entsprechenden Kanal i zusammengefaßten Bits und somit die Modulationsgeschv/indigkeit auf der Leitung ändert.

509843/0705

Wenn die Frequenzen der binären Eingangssignale verschieden sind, können zwei Kanäle ein und dieselbe Modulationsgrundzeit haben, aber mit einer unterschiedlichen Anzahl von Modulationsstufen.

Wenn ein Modulator der beschriebenen Art zum Modulieren einer Gruppe von Telefonleitungen verwendet wird, ist die Modulationsgeschwindigkeit auf der Leiter immer kleiner oder gleich 1600 Baud. Die Frequenz der entsprechenden Taktimpulse C ist somit kleiner oder gleich 1600 Hz.

Zum Ausführen des Synchronsxgnalgenerators in Modultechnik kann vorgesehen werden, daß die möglichen Zusammenfassungen der Bits der Eingangskanäle auf 1, 2, 4, 8 und 12 begrenzt werden, wodurch die mögliche Zahl von Modulationsstufen begrenzt wird. Die maximale Frequenz der binären Eingangssignale für eine Modulationsgeschwxndigkeit von 1600 Baud ist dann F =19 200 Hz für eine Zusammenfassung von 12 Bits.

Die entsprechende Frequenz F_, wird durch Division

^FA der Frequenz F_A erhalten, d.h. F_ = — .

Es können vier unterschiedliche Modulationsgeschwindigkeiten vorgesehen werden, nämlich beispielsweise 1600, 1200, 600 und 200 Baud, entsprechend Maximalfrequenzen Fj. von 19200 Hz bzw. 14400 Hz bzw. 7200 Hz bzw. 2400 Hz (für Zusammenfassungen von 12 Bits).

Die Zwischenfrequenzen F₂. (für Zusammenfassungen von 8, 4, 2 Bits) und die entsprechenden Frequenzen F_ werden durch Division der maximalen Frequenzen F₂. , die derselben Modulationsgeschwindig-

12 12 keit entsprechen, durch die Verhältnisse -q- bzw. —r- bzw.

-^- bzw. 12 erhalten.

Sämtliche Synchronsignale F₇. ■ und F_n können somit aus ein und demselben Oszillator erhalten werden.

509843/0705

Der Digitalmodulator nach der Erfindung kann für eine einzige Modulationsart vorgesehen sein.

509843/0705

Claims

Patentansprüche:

Digitalmodulator für η (η>1) binäre Eingangsmodulationssignale S. (i = 1, 2 ...n), mit einem Festspeicher, in welchen binärcodierte Wörter eingetragen sind, die Abtastproben eines Sinuswellenzyklus darstellen, wobei jedes modulierte Ausgangssignal, welches einem Eingangssignal S. entspricht, mittels der codierten Wörter künstlich erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator η Zusammenfassungsschaltungen, welche die Bits der Signale S. jeweils zu Gruppen von p. Bits zusammenfassen (p. sind ganze Zahlen, die größer oder gleich 1 sind) und eine Multiplexierungsschaltung enthält, welche die Ausgangsgruppen der η Zusammenfassungsschaltungen abtastet, daß eine Abtastprobe einer Gruppe aus einer Abtasiprobe jedes Bits der Gruppe besteht, daß die Abtastung der Gruppen bezüglich der Ausgänge der Zusammenfassungsschaltungen zyklisch erfolgt, daß jeder Abtastzyklus die Abtastung von zumindest einer Ausgangsgruppe jeder Zusammenfassungsschaltung enthält, daß die Frequenz der Abtastzyklen so groß ist, daß jede Gruppe mehrmals abgetastet wird und die Multiplexierschaltung somit ein multiplexiertes Signal liefert, welches mehrere Abtastpjrfoen jeder Gruppe enthält, und daß jede Abtastprobe des multiplexierten Signals das Lesen eines der codierten Wörter bewirkt.
2. Digitalmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe, die eine bestimmte Abtastprobe verursacht hat, die ürsprungsgitppe dieser Abtastprobe ist,- daß der Modulator eine Codierschaltung enthält, die durch den Ausgang der Multiplexierschaltung gespeist wird, daß die Codierschaltung, derart aufgebaut ist, daß sie für jede in dem multiplexierten Signal enthaltene Gruppenabtastprobe an den Adreßeingang des Festspeichers ein Signal in Abhängigkeit von den Bits abgibt, welche die Ursprungsgruppe dieser Abtastprobe bilden, wenn diese Abtastprobe die erste Abtastprobe einerürsprungsgruppe ist, die aus einem Eingangssignal

509843/0705

stammt, welches eine phasenmodulierte Schwingung verursachen soll, und wenn diese Abtastprobe eine beliebige Abtastprobe der Abtastproben einer Ursprungsgruppe ist, die aus einem Eingangssignal stammt, welches eine frequenzmodulierte Schwingung verursachen soll, und ein Signal unabhängig von den die Ursprungsgruppe bildenden Bits in den anderen Fällen.
3. Digitalmodulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine mit dem Ausgang des Festspeichers verbundene Multiplizierschaltung enthält und daß die Codierschaltung derart aufgebaut ist, daß sie an die Multiplizierschaltung für jede in dem multiplexierten Signal enthaltenen Gruppenabtastprobe ein Signal in Abhängigkeit von der Ursprungsgruppe dieser Abtastprobe abgibt, wenn diese Ursprungsgruppe aus einem Eingangssignal stammt, welches eine amplitudenmodulierte Schwingung verursachen soll, und ein Signal unabhängig von der Ursprungsgruppe in den anderen Fällen abgibt.
4. Digitalmodulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß seine Ausgangsschaltung aus einer digitalen Demultiplexierungsschaltung, die bis auf eine Verzögerung durch die gleichen Synchronisierimpulse wie die Multiplexierungsschaltung gesteuert wird, und aus η Digital-Analog-Wandlern besteht, die der Demultiplexierungsschaltung zugeordnet sind und die die den η Eingangssignalen zugeordneten η modulierten Schwingungen liefern.

ORiGlHAL INSPECTED 5098U/0705