DE2534083A1

DE2534083A1 - Anordnung zur regeneration von taktsignalen fuer ein system zur uebertragung von ternaeren impulsen

Info

Publication number: DE2534083A1
Application number: DE19752534083
Authority: DE
Inventors: Claude Gourdon; Jean Thivend
Original assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Current assignee: Lignes Telegraphiques et Telephoniques LTT SA
Priority date: 1974-07-30
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1976-02-12
Also published as: FR2281008A1; DE2534083B2; FR2281008B1; US3999135A

Description

LIGNES TELEGRAPHIQUES
ET TELEPHONIQUES

89, rue de la Faisanderie
75016 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: L 965

Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen für ein System zur übertragung von ternären

Impulsen

Die Erfindung befaßt sich mit den Gebiet der Nachrichtenübertragung über Kabel und insbesondere mit der Multiplexübertragung von codierten Impulsen.

Bei Übertragungen dieser Art enthalten die Verbindungen regenerierende Relaisstationen, die periodisch entlang dem Kabel angeordnet sind. Diese müssen die Taktsignale regenerieren, die der von ihnen empfangenen Impulsfolge entsprechen, damit sie eine Nachricht liefern, die mit der gesendeten Nachricht identisch ist.

Es ist beispielsweise aus der FR-PS 1 245 299 bekannt, die Taktsignale mit Hilfe einer Analoganordnung zu regenerieren, die eine Zweiweg-Gleichrichterschaltung

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mit darauffolgender schmalbandiger Verstärkerstufe enthält, wie in dem Kasten 1 von Fig. 1 dargestellt ist.

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen und insbesondere zur Wiederherstellung ihrer Phase.

Nach der Erfindung ist eine Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen für ein System zur Übertragung von ternären Impulsen mit einem Eingangstransformator, dessen Sekundärwicklung eine an Masse liegende Mittelanzapfung aufweist, einem Filter mit großem Gütefaktor und einer Impulsformerschaltung für die Taktsignale geschaffen, die sich auszeichnet durch einen Schwellenwert-Komparator, der differenzmäßig von dem Eingangstransformator gespeist wird und der über eine Addierschaltung eine einstellbare Verzögerungsleitung speist, deren Ausgang mit dem auf die Frequenz des Taktsignals abgestimmten Filter verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Regneration von Taktsignalen ergibt die folgenden Vorteile:

1. Die Umwandlung der am Ausgang des Transformators abgegebenen Analogsignale in digitale Signale erfolgt unmittelbar unter Verwendung der beiden Komparatoren, die bereits in der Anordnung zur Erkennung des Vorhandenseins und der Polarität der Eingangsimpulse vorhanden sind. Dadurch, daß diese Komparatoren an den Eingang der Anordnung gelegt werden, wird nicht nur die Hinzufügung von neuen Bestandteilen vermieden, sondern sogar die Verringerung der Anzahl der Bestandteile durch Fortfall von zwei Dioden ermöglicht.

2. Da die Informationssignale und die Taktsignale durch die Komparatoren gehen, haben Laufzeitschwankungen

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der Komparatoren keine Änderung der relativen Phasenlage der Informationssignale in Bezug auf die Taktsignale zur Folge.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 den bereits erwähnten Stand der Technik,

Figur 2 das Prinzipschema der erfindungsgemäßen Anordnung und die Hauptbestandteile des Regenerators t mit denen sie zusammenarbeitet,

Figur 3 den zeitlichen Verlauf von Signalen, die von den Hauptbestandteilen der erfindungsgemäßen Anordnung abgegeben werden,

Figur 4 das Schaltbild einer Anordnung nach der Erfindung, die mit einem Modulationstakt von mehr als 100 Megabaud arbeitet, und

Figur 5 eine andere Ausführungsform der in der Anordnung von Fig. 2 enthaltenen Komparatorschaltung.

Figur 2 zeigt im Inneren des Kastens 6 die Anordnung zur Regneration von Taktsignalen, und außerhalb des Kastens einige der Bestandteile des Impulsregenerators, in den die Anordnung eingebaut ist. Zu diesen Bestandteilen gehören der Eingangstransformator 2, und zwei Regenerationsschaltungen 4, 4' für codierte Impulse, die durch die Taktsignale gesteuert werden. Im Inneren des Kastens 6 sind zwei gleiche Schwellenwert-Komparatoren 20 und 20' dargestellt, von denen jeweils ein erster Eingang mit einer Klemme der Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist, während der zweite Eingang jeweils mit einer eine Bezugsspannung liefernden Gleichspannungsquelle

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verbunden ist. Der Ausgang jedes der beiden Komparatoren 20 und 20' ist einerseits mit dem Eingang einer der beiden Schaltungen 4 bzw. 4¹ und andererseits mit einem der beiden Eingänge 21, 21' einer ODER-Schaltung 22 verbunden. Der Ausgang der ODER-Schaltung 22 ist mit dem Eingang einer Verzögerungsleitung 23 verbunden. Der Ausgang dieser Verzögerungsleitung ist über einen Kondensator 24 mit dem Eingang eines Filters 25 verbunden. Der Ausgang des Filters 2 5 ist an den Eingang einer Taktsignal-Impulsformerschaltung angeschlossen, die hier durch einen zweistufigen Verstärker 26 gebildet ist. Die erste Stufe des Verstärkers 2 6 hat eine lineare Verstärkungskennlinie, während die zweite Stufe ein Begrenzer ist, der Rechtecksignale liefert, welche die Taktsignale darstellen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Schaltung 26 auch den Komparatorschaltungen 20, 20' analog sein, von denen eine Ausführungsform in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen aufgrund von ternären Impulsen läßt sich anhand der Kurven von Fig. 3 erläutern. Wenn eine Impulsfolge der im Diagramm 31 von Ziffer 3 gezeigten Art an der Primärwicklung des Transformators 2 ankommt, erscheinen zwischen der Mittelanzapfung und den beiden Außenklemmen der Sekundärwicklung zwei Spannungen entgegengesetzter Polarität, wie sie in den Diagrammen und 33 dargestellt sind. Der Komparator 20, dessen Schwellenwert S sehr viel größer als der Rauschpegel ist, liefert einen positiven Impuls, der im Diagramm dargestellt ist, zum Eingang 21 der ODER-Schaltung in Übereinstimmung mit jedem in der Kurve 32 dargestellten positiven Impuls. In gleicher Weise liefert der Komparator 20¹, der ebenfalls den Schwellenwert S hat, zum Eingang 21' der ODER-Schaltung 22 für jeden positiven Impuls der Kuve 32 einen positiven Impuls,

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der im Diagramm 35 dargestellt ist. Die Kurve 36 zeigt die Folge der von der ODER-SGhaltung 22 gelieferten Impulse. Diese werden in der Verzögerungsleitung 23 verzögert, und dann wird die Gleichstromkomponente durch den Kondensator 24 beseitigt. Es ist bekannt, daß trotz des Fehlens einer gewissen Anzahl von Impulsen und des Vorhandenseins von geringen zufälligen Phasenverschiebungen der Impulse, die gegenüber dem Taktsignal bestehen, dessen Phase durch ein Filter mit großem Gütefaktor wieder hergestellt werden kann, vorausgesetzt, daß seine Eigenfrequenz gleich der Taktfrequenz ist. Der große Gütefaktor des Filters garantiert die Konstanz der Phase der von ihm während der fehlenden Impulsfolgen gelieferten Sinusschwingung. Er ermöglicht auch infolge der geringen Energieentnahme aus jedem Eingangsimpuls die Regeneration der Phase des Taktsignals durch Beseitigung der zufälligen Abweichungen, deren Mittelwert über eine große Anzahl von Impulsen Null ist. Das Diagramm 37 zeigt das vom Filter gelieferte Sinussignal. Die Phase und die Amplitude dieses Signals sind unabhängig von dem Vorhandensein von aufeinanderfolgenden Null-Werten, deren Anzahl einige Zehn erreichen kann. Die Kurve 38 zeigt das von der ersten Stufe des Verstärkers 26 gelieferte Signal und die Kurve 39 zeigt das von der zweiten Stufe des gleichen Verstärkers gelieferte Taktsignal.

Fig. 4 zeigt ein genaueres Schaltbild eines Ausführungs-' beispiels der Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen nach der Erfindung. In diesem Schaltbild sind die Bestandteile, die bereits im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben worden sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen. Wie bei der Anordnung von Fig. 2 sind die Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators 2 jeweils mit einem der Eingänge von zwei Schwellenwert-Komparatoren 20 und 20' verbunden, und die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung ist an Masse gelegt. Die zweiten

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Eingänge der Komparatoren 20 und 20', von denen eine Ausführungsform in Fig. 5 dargestellt ist, sind durch Widerstands-Spannungsteiler 201 bzw. 202 an eine Spannung gelegt, die gleich der Schwellenspannung S des Komparators ist. Die Ausgänge der Komparatoren sind über Verbindungen 203 bzw. 204 mit den Eingängen von D-Kippschaltungen verbunden, welche die Anordnungen 4, 4¹ bilden. Diese Kippschaltungen können beispielsweise dem von der Firma MOTOROLA vertriebenen Typ ECL 1670 entsprechen. Die Komparatoren 20 und 20' sind außerdem über die Verbindungen 205 bzw. 206 mit den Eingängen 21 bzw. 21' der ODER-Schaltung 22 verbunden. Diese ODER-Schaltung enthält zwei Transistoren 220, 221, deren Emitter mit der gleichen Klemme eines Widerstands 222 verbunden sind, dessen andere Klemme an Masse liegt. Mit dem Widerstand 222 ist das eine Ende des Innenleiters eines Koaxialkabels 23 geringer Länge verbunden, dessen anderes Ende mit der einen Elektrode eines Kondensators 24 verbunden ist. Die Länge des Koaxialkabels, das als Verzögerungsleitung dient, ist so bemessen, daß die ansteigende Flanke der Taktimpulse (Diagramm 39 in Fig. 3), welche die Kippschaltungen 4 und 4¹ in den Zeitpunkten auslöst, in denen die Information aus den Komparatoren 20 und 20' austritt, die richtige Lage hat, d.h., daß die ansteigenden Flanken der Impulse 39 in der Mitte der Impulse 36 (Fig. 3) liegen. Die zweite Elektrode des Kondensators 24 ist mit dem Eingang eines Filters 25 verbunden, dessen Ausgang durch einen Transformator 251 mit geringem Aufwärts-Ubersetzungsverhältnis mit den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers 26 verbunden ist, der zur Impulsformung der Taktimpulse dient. Ein Widerstand 253, welcher der Sekundärwicklung des Transformators 251 parallelgeschaltet ist, ruft an dessen Primärwicklung eine Impedanz hervor, welche die Last des Filters 25 bildet. Zur Bildung des Filters ist ein Filter mit piezoelektrischem Quarz in Jaumann-Schaltung erfolgreich verv/endet worden. Eine Beschreibung dieser Schaltung ist auf den Seiten 23 und 62 des

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Buches "Les Filtres ä cristaux piezoelectriques" von D. Indjoudjian und P. Andrieux, Verlag Gauthier-Villars, 1953, veröffentlicht worden. Die Erfindung ist natürlich nicht auf diesen Filtertyp beschränkt. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 251 ist durch einen Widerstands-Spannungsteiler 252 auf ein negatives Potential gelegt. Der Ausgang der Impulsformerschaltung 26 ist mit den beiden Steuereingängen der Kippschaltungen 4 und 4' über Verbindungen 261 bzw. 262 verbunden.

Die zuvor beschriebene Schaltung ermöglicht die Regeneration von Taktimpulsen mit einem Modulationstakt von 105 Megabaud. Sie ermöglicht die Regeneration der ternären Signalen, die bis zu 50 aufeinanderfolgende Null-Werte enthalten können, ohne merkliche Verschlechterung des Ausgangspegels.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der doppelten Komparator schaltung 20, 20' von Fig. 2. Diese Schaltung enthält im wesentlichen zwei Transistorpaare Q₂ ^-Q₃ ^und °-4~^5· Die Transistoren des ersten Paares werden differenzmäßig von den beiden Klemmen 207, 208 des Transformators 2 von Fig. 4 gespeist. Das Transistorpaar Q₄ ^-Q₅ bewirkt die Verstärkung der von den Transistoren Q₂ ^-Qs abgegebenen Signale und die erforderliche Impedanzanpassung zur Entkopplung der Transistoren Q₂~Q3 gegenüber der Last, welche durch die ODER-Schaltung 22 gebildet ist, von der die beiden Eingänge 21 und 21' dargestellt sind. Die Transistorstufe Q- bildet einen Stromgenerator, der die Schwellenschaltung Q₂ ^-Q₃ speist. Die Transistoren Q₁ bis Q₅ können von dem unter der Bezeichnung 77 16G 009 hergestellten Typ sein. Gemäß einer anderen Ausführung können die Transistoren Q₂ und Q₃ auch von dem unter der Nr. 77 15G 006 von der Anmelderin hergestellten Typ sein. Andere Hersteller liefern Transistoren mit ähnlichen

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Kenngrößen, wie die Serie HP 22 von Hewlett-Packard oder die Serie CG 123 der Compagnie Generale d¹Electricity, obgleich diese für die beschriebene Schaltung weniger gut geeignet sind als die zuerst erwähnten Transistoren.

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Claims

Patentansprüche

1.) Anordnung zur Regeneration von Taktsignalen für ein System zur Übertragung von ternären Impulsen mit einem Eingangstrans forma tor, dessen Sekundärwicklung eine an Masse liegende Mittelanzapfung aufweist, einem Filter mit großem Gütefaktor und einer Impulsformerschaltung für die Taktsignale, gekennzeichnet durch einen Schwellenwert-Komparator, der differenzmäßig von dem Eingangstransformator gespeist wird und der über eine Addierschaltung eine einstellbare Verzögerungsleitung speist, deren Ausgang mit dem auf die Frequenz des Taktsignals abgestimmten Filter verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert-Komparator aus zwei gleichen Begrenzerschaltungen mit dem gleichen Schwellenwert gebildet ist, die differenzmäßig gespeist werden und denen jeweils ein Impedanzwandler-Verstärker zugeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung ein Koaxialleitungsabschnitt ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierschaltung oder ODER-Schaltung ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung ein Quarzfilter ist.

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