-
-
Einrichtung zur Phasennachstimmung von Takt-
-
impulsen des Empfängers und des Senders in Sende-Empfangs-Geräten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von synchronisierten
und phasenrichtigen Impulsen in fernwirktechnischen Sende-Empfangsanlagen, insbesondere
auf eine Einrichtung zur Phasennachstimmung von Taktimpulsen des Empfängers und
des Senders in Sende-Empfangs-Geräten.
-
Die Erfindung kann in fernwirktechnischen Einrichtungen angewandt
werden, die zur Übertragung und zum Empfang von Informationen dienen.
-
Zur Synchronisierung von Taktimpulsen sind Einrichtungen bekannt
(vgl. z. B. DT-PS 1 208 528, Klasse 42 m), 1/o4!, die eine Schaltung zur Speicherung
von Signalen zum Starten dieser Einrichtungen sowie UND-Glieder enthalten.
-
Bei diesen Einrichtungen wird ein Eingang der Startsignal-Speicherschaltung
an die zum Sender führende Verbindungsleitung und der zweite Eingang an die Schiene
zur Rückstellung dieser Einrichtungen in den Ausgangszustand angeschlossen. Der
erste und der zweite Ausgang dieser Einrichtungen sind mit dem Eingang des ersten
bzw. des zweiten UND-Gliedes verbunden.
-
Diese Einrichtungen geben die Möglichkeit, die Phase der Taktimpulse
des Empfängers und des Senders von Sende-Empfangsanlagen nachzustimmen. Die bekannten
Einrichtungen weisen aber in Wirkverbindung mit der Startsignal-Speicherschaltung
stehende Zeitverzögerungsschaltungen auf 1 die mit einem Abgleichkondensator so
nachgestimmt werden müssen, daß sie die Ankunft des Empfänger-Taktimpulses um die
Zeit verzögern, die der Phasenverschiebung der Taktimpulse des Empfängers und des
Senders gleich ist. Diese Schaltungen müssen periodisch von Hand abgestimmt werden.
-
Die erwähnten Einrichtungen können nicht die geforderte konstante
Genauigkeit der Nachstimmung der Taktimpulsphase bei Änderung der äußeren Bedingungen,
z. B. bei Belastungsänderung gewährleisten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Phasennachstimmung
von Taktimpulsen des Empfängers und des Senders in Sende-Empfangs-Geräten zu entwickeln,
mit deren Hilfe die vorgegebene konstante Phasennachstimmungsgenauigkeit automatisch
sichergestellt wird.
-
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zu Phasennachstimmung von
Taktimpulsen des Empfängers und des Senders in Sende-Empfangs-Geräten, mit einer
Startsignal-Speicherschaltung zur Speicherung von Signalen zum Starten der Einrichtung,
von der verbunden sind: ein erster Eingang mit einer zum Sender führenden Verbindungsleitung,
ein zweiter Eingang mit einer Leitung zum Rückstellen der Einrichtung inden Ausgangszustand
und ein erster sowie ein zweiter Ausgang mit dem Eingang eines ersten bzw. eines
zweiten UND-Glieds, erfindungsgemäß gelöst durch einen Impulsgenerator und zwei
Impulszähler, von denen der erste Impuls zähler die Zahl der vom Impulsgenerator
gelieferten Impulse entsprechend der Phasenverschiebung der Empfänger-Taktimpulse
und des Startsignals erfaßt und der zweite Impulszähler die im ersten Zähler gespeicherten
Impulse zählt, wobei der Eingang des ersten Impuls zählers mit dem Impulsgenerator
über ein drittes UND-Glied verbunden ist, dessen zweiter Eingang am zweiten Ausgang
der Startsignal-Speicherschaltung liegt, während der Eingang des zweiten Impuls
zählers an den Impulsgenerator unmittelbar angeschlossen ist, durch ein NICHT-Glied,
dessen Eingang an den Ausgang des zweiten UND-Gliedes und dessen Ausgang an die
Rückstelleitung des ersten Impulszählers geschaltet ist, durch zwei Impulsgeber,
wobei vom ersten
Impulsgeber verbunden sind: der Eingang mit dem
Ausgang des ersten UND-Gliedes, seine Rückstelleitung mit dem Ausgang des zweiten
Impulszählers, ein erster Ausgang über ein anderes NICHT-Glied mit der Rückstellleitung
des zweiten Impuls zählers und der zweite Ausgang mit dem zweiten Impulsgeber, sowie
durch eine Schaltung zum Umschreiben von Information, die die Wirkverbindung zwischen
dem ersten Impuls zähler und dem zweiten Impulszähler herstellt und mit ihrem Eingang
an einer Quelle der Empfänger-Taktimpulse liegt.
-
Es ist besonders vorteilhaft, daß die Schaltung zum Umschreiben von
Information eine Schaltungsanordnung zur Verzögerung des Ablesesignals enthält,
deren Eingang als Eingang der Schaltung zum Umschreiben von Information dient und
deren Ausgang mit den ersten Eingängen einer Gruppe von UND-Gliedern verbunden ist,
deren Anzahl von der vorgegebenen Genauigkeit der Phasennachstimmung abhängt und
deren zweite Eingänge an den ersten Impulszähler sowie deren Ausgänge an die Eingänge
des zweiten Impuls zählers angeschlossen sind.
-
Es ist auch zweckmäßig, daß die zweiten Eingänge des ersten und des
zweiten UND-Gliedes mit der Quelle der Empfänger-Taktimpulse verbunden sind.
-
In der nachstehenden Beschreibung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
und anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig.
1 ein Funktionsschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 ein Prinzipschaltbild
der Impulszähler und ihr Verbindungsschema gemäß der Erfindung; Fig. 3a, ... r Zeitdiagramme
zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung gemäß der Erfindung.
-
Die zur Phasennachstimmung von Taktimpulsen des Empfängers und des
Senders in Sende-Empfangs-Geräten bestimmte Einrichtung enthält eine als Trigger
aufgebaute Startsignal-Speicherschaltung 1 (Fig. 1) zur Speicherung von Signalen
zum Starten dieser Einrichtung, deren Eingang 2 an eine zum Sender führende Verbindungsleitung
L angeschlossen ist (der Sender ist in Fig. 1 nicht eingezeichnet). Weiterhin gehören
zur Startsignal-Speicherschaltung 1 UND-Glieder 5, 4, 5. Die ersten Eingänge 6,
7 des ersten UND-Gliedes 5 und des zweiten UND-Gliedes 4 sind mit einer Taktimpulsquelle
T des (nicht gezeigten) Empfängers verbunden. Der zweite Eingang 8 des UND-Gliedes
3 ist an den Ausgang 9 der Schaltung 1 und der zweite Eingang 10 des UND-Gliedes
4 sowie der Eingang 11 des dritten UND-Gliedes 5 an den anderen Ausgang 12 der Schaltung
1 angeschlossen. Der zweite Eingang 13 des UND-Gliedes 5 ist an den Ausgang eines
Generators 14 geschaltet, während ihr Ausgang am Eingang 15 eines ersten Impuls
zählers 16 liegt, der zur Erfassung der Anzahl der vom Generator 14 gelieferten
Impulse entsprechend der Phasenverschiebung der Tak-timpulse des Empfängers sowie
des Startsignals bestimmt ist. Der Eingang 17 eines NICHT-Gliedes 18 ist mit dem
Ausgang des UND-Gliedes 4 und ihr Ausgang mit einer Rückstelleitung 19 des Impulszählers
16 verbunden.
-
Ein Eingang 20 eines zweiten Impulszählers 21, der zum Zählen der
im Zähler 16 erfaßten Impulse dient, ist an den Ausgang des Impulsgenerators 14
angeschlossen, während seine anderen Eingänge 22 mit einer Schaltung 23 zum Umschreiben
von Information verbunden sind, die das Umschreiben der Information aus dem Impuls
zähler 16 in den Impuls zähler 21 im Komplementärcode bewirkt.
-
Die Umschreibschaltung 23 enthält eine Schaltung 24 zur Verzögerung
des Ablesesignals, deren Eingang 25 an die Taktimpulsquelle T des Empfängers angeschlossen
ist und deren Ausgang an den ersten Eingängen 26 einer Gruppe von UND-Gliedern 27
liegt, deren Anzahl in der Gruppe mit der vorgegebenen Genauigkeit der Phasennachstimmung
verknüpft ist. Die anderen Eingänge 28 der UND-Glieder 27 sind mit den Ausgängen
des Impuls zählers 16 verbunden, während ihre Ausgänge, die als Ausgänge der Schaltung
23 dienen, an die Eingänge 22 des Impulszählers 21 geschaltet sind. Die Rückstelleitung
29 des Impuls zählers 21 ist mit dem Ausgang eines NICHT-Gliedes 30 verbunden, dessen
Eingang 31 am Ausgang 32 eines ersten Impulsgebers 33 liegt. Die Rückstellleitung
34 des Impulsformers 33 ist an den Ausgang des Impulszählers 21, sein Eingang 35
an den Ausgang des UND-Gliedes 3 und sein anderer Ausgang 36 an den Eingang eines
zweiten Impulsgebers 37 angeschlossen.
-
Der Eingang 38 der Schaltung 1 liegt an einer Leitung Q zum Rückstellen
der Einrichtung in den Ausgangszustand. Die Impulszähler 16, 21 (Fig. 1) sind als
Triggerschaltungen aufgebaut, deren Anzahl mit der vorgegebenen Genauigkeit der
Phasennachstimmung verknüpft ist.
-
Im Ausführungsbeispiel enthält jeder Impuls zähler 16, 21 (Fig. 25
je vier Triggerschaltungen 39, 40, 41, 42 bzw. 45, 44, 45, 46. Die Ausgänge 47 der
Triggerschaltungen 59, 40, 41, 42, die als Ausgänge des Impulszählers 16 dienen,
sind an die Eingänge 28 der vier UND-Glieder 27 angeschlossen. Die Eingänge der
Triggerschaltungen 45, 44, 45, 46, die als Eingänge 22 des Impulszählers 21 dienen,
haben mit den Ausgängen der vier UND-Glieder 27 Verbindung.
-
Die Einrichtung funktioniert wie folgt.
-
Beim Betrieb eines Sende-Empfangs-Gerätes weisen die Taktimpulse
des Empfängers und des Senders bei gleicher Folgefrequenz in der Regel Phasenunterschiede
auf. In Fig. Db ist diese Phasenverschiebung mit ; bezeichnet.
-
Um die Phasengleichheit der Empfänger-Taktimpulse T und der Sender-Taktimpulse
48 (Fig. 3q) zu erreichen, muß die Phase der Empfänger-Taktimpulse T bei der AnkunSt
des ersten Sender-Taktimpulses (des zum Starten der erfindungsgemäßen Einrichtung
bestimmten Signales 49 in Fig. 5q) über die Verbindungsleitung L (Fig. 1) um den
Wert 1 (Fig. 3b) verschoben werden.
-
In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Phasenverschiebung
Ü (Fig. db) als die vom Impulszähler 16 fixierte Anzahl von Impulsen aus der vom
Generator 14 (Fig. 1) gelieferten Impulsfolge 50 (Fig. 5a) gemessen.
-
Im Ausgangs zustand, also beim Fehlen des Startsignals 49 (Fig. 9)
von der Leitung L (Fig. 1) am Eingang 2 der Schaltung 1, liegt am Ausgang 12 dieser
Schaltung
1 ein niedriges "l"-Potential 51 (Fig. 3c) an, das zu den Eingängen 10, 11 (Fig.
1) der UND-Glieder 4 bzw. 5 übertragen wird. Vom Ausgang des UND-Gliedes 5 wird
die dem Eingang 13 (Fig. 1) des UND-Gliedes 5 vom Impulsgenerator 14 zugeführte
Impulsfolge 52 (Fig. 3d) auf den Eingang 15 des Impulszählers 16 gegeben, der diese
Impulse (Fig. 3f, g, h, i) solange zählt, bis zu seiner Leitung 19(Fig. 1) ein Impuls
von der Impulsfolge 53 (Fig. 3e) vom Ausgang des NICHT-Gliedes 18 (Fig. 1) gelangt,
auf deren Eingang 17 über den Eingang 7 des UND-Gliedes 4 die Taktimpulse T (Fig.
3b) des Empfängers gegeben werden. Bei der Ankunft eines zur Impulsfolge 53 (Fig.
3e) gehörenden Impulses wird der Zähler 16 (Fig. 1) in den Ausgangszustand eingestellt
und beginnt wieder das Zählen der vom Generator 14 (Fig. 1) gelieferten Impulsfolge
52 (Fig. 3a), bis der Rückstelleitung 19 des Zählers 16 der nächstfolgende Taktimpuls
von der Impuls folge 53 (Fig. 3e) zugeführt wird.
-
Der erste Impulsformer 33 (Fig. 1) befindet sich im Ausgangszustand
(Fig. 3nl, da am Eingang 8 (Fig. 1) des UND-Gliedes 3 ein vom Ausgang 9 der Schaltung
1 übertragenes hohes "0"-Potential liegt, welches die Zuführung der Taktimpulse
T (Fig. 3b) zum Eingang 35 des Impulsformers 33 über den Eingang 6 (Fig. 1) des
UND-Gliedes 3 verhindert. Dabei liegt am Ausgang 52 des Impulsformers 33 das niedrige
Potential, das dem Eingang 51 des anderen NICHT-Gliedes 30 zugeführt und von diesem
invertiert wird, zur Rückstelleitung 29 des zweiten Impuls zählers 21 gelangt und
diesen im Ausgangszustand
(Fig. 3j, k, 1, m) hält. Deswegen werden
die Impulse von der Impulsfolge 50 (Fig. 3a), die vom Impulsgenerator 14 dem Eingang
20 des Impuls zählers 21 zugeführt werden, von diesem Zähler nicht gezählt.
-
Die Taktimpulse T (Fig. 3b) gelangen zum Eingang 25 (Fig. 1) der
Ablesesignal-Verzögerungsschaltung 24. Diese Schaltung 24 spricht an und gibt ein
Signal von der Impulsfolge 54 (Fig. 3r) auf die Eingänge 26 (Fig. 1) der UND-Glieder
27 ab. Es erfolgt aber kein Umschreiben der Information aus dem Impuls zähler 16
in den Impulszähler 21, da der Impulszähler 21 im Ausgangszustand über die Rückstelleitung
29 gehalten wird.
-
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung
beträgt die Folgefrequenz der Empfänger-Taktimpulse T (Fig. 3b) 50 Hz und die Folgefrequenz
der vom Generator 14 (Fig. 1) erzeugten Impulse in der Impulsfolge 50 (Fig. 3a)
ist gleich 500 Hz. Die Impulszähler 16 und 21 (Fig. 1) bestehen aus je vier Triggerschaltungen
39, 40, 41, 42 (Fig. 2) bzw. 43, 44, 45, 46, und folglich ist die Anzahl der UND-Glieder
27 gleich vier.
-
Bei der Ankunft des Startsignals 49 (Fig. 3q) über die Leitung L
(Fig. 1) stellt sich in der Schaltung 1 der Betriebs zustand ein, und an ihrem Ausgang
12 erscheint das hohe "0"-Potential 55 (Fig. 3c), welches den Eingängen 10, 11 (Fig.
1) der UND-Glieder 4 bzw.
-
5 zugeführt wird. Die Abgabe der Taktimpulse T (Fig. 3b) an die Rückstelleitung
19 des Impuls zählers 16 über den
Eingang 7 (Fig. 1) des UND-Gliedes
4 und über das NICHT-Glied 18 (Fig. 3e) wird unterbrochen. Die Impulse der Impulsfolge
52 (Fig. 3d) werden dem Eingang 15 (Fig. 1) dieses Zählers 16 über den Eingang 13
des UND-Gliedes 5 (Fig. 3d) vom Generator 14 (Fig. 1) nicht mehr zugeführt. Somit
wird im Impulszähler 16 die Impulskombination 56 (Fig. 3f, g, h, i) gespeichert,
die der in den Impulszähler 16 (Fig. 1) in der Zeit (Fig. 3b) eingeschriebenen Anzahl
von Impulsen der Impulsgruppe 57 (Fig. 3d) entspricht. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht die Gruppe 57 aus zwei Impulsen, die der
"1000"-Kombination 56 (Fig. 3f, g, h, i) entsprechen, bei der sich die Triggerschaltung
39 (Fig. 2) im Zustand 01 befindet und in den Triggerschaltungen 40, 41, 42 der
Zustand 10 eingestellt ist.
-
In diesem Zustand bleibt der Impulszähler 16 (Fig. 1), bis das auf
den Eingang 38 gegebene Rückstellsignal die Schaltung 1 in den Ausgangszustand bringt,
z. B. nach Ablauf des Zyklus des Informationsaustausches zwischen dem Empfänger
und dem Sender.
-
Infolge der Rückstellung der Schaltung 1 in den Betriebszustand erscheint
an ihrem Ausgang 9 das niedrige "l"-Potential, welches zum Eingang 8 des UND-Gliedes
3 gelangt. Der Taktimpuls T (Fig. 3b) wird über den Eingang 6 (Fig. 1) des UND-Gliedes
3 dem Eingang 35 des Impulsformers 33 zugeführt und stellt diesen in den Betriebszustand
(Fig. 3n) ein. Am Ausgang 52 (Fig. 1) des Impulsformers 33 erscheint ein hohes Potential,
das von dem NICHT-Glied 30 invertiert wird, wobei der
Verbotszustand
in der Rückstelleitung 29 des Impulszählers 21 beseitigt wird.
-
Derselbe Taktimpuls T (Fig. 3b) gelangt zum Eingang 25 (Fig. 1) der
Ablesesignal-Verzögerungsschaltung 24, die das Signal 54 (Fig. 3r) an die Eingänge
26 (Fig. 1) der UND-Glieder 27 abgibt. Diejenigen UND-Glieder 27, an deren zweiten
Eingängen 28 das von den Ausgängen 47 (Fig. 2) der Triggerschaltungen 39, 40, 41,
42 ankommende niedrige Potential anliegt, erzeugen Signale, die das Umschreiben
der Information aus dem Impulszähler 16 in den Impuls zähler 21 im Komplementärcode
bewirken. In den Zähler 21 wird die 0111-Kombination 58 (Fig. 3j, k, 1, m) eingeschrieben,
bei der sich also die Triggerschaltung 43 (Fig. 2) im Zustand "10" und die Triggerschaltungen
44, 45, 46 im Zustand "01" befinden.
-
Nach dem Umschreiben der Information in den Impulszähler 21 (Fig.
15 gelangen zu seinem Eingang zwei folgende Impulse der vom Generator 14 (Fig. 1)
erzeugten Impulsfolge 50 (Fig. 5a), die ebenfalls der Phasenverschiebung ', (Fig.
3b) der Empfänger-Taktimpulse T in bezug auf das Startsignal 49 (Fig. 3q) entsprechen.
-
Der Zähler 21 (Fig. 1) wird überfüllt, d. h. in ihm wird die 0000-Kombination
59 (Fig. 35, k, 1, m) eingeschrieben. Am Ausgang des Impulszählers 21 (Fig. 1) erscheint
ein Signal 60 (Fig. 3m), dessen Hinterflanke den Impulsformer 33 (Fig. 1) über seine
RUckstelleitung 34 in den Ausgangszustand bringt.
-
Dabei erscheint am Ausgang 36 des Impulsformers 33 das Ausgangssignal
61 (Fig. 3n), das dem Eingang des Impulsformers 37 (Fig. 1) zugeführt wird. Am Ausgang
des Impulsformers 37 werden Signale T' (Fig. 3p) erzeugt, die mit den Sender-Taktimpulsen
48 (Fig. 3q) in Phase liegen.
-
Die nächste Auslösung (Fig. 3n) des Impulsformers 33 (Fig. 1) erfolgt
bei der Ankunft des nächsten Taktimpulses T (Fig. 3b) an seinem Eingang 35, wobei
sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
-
Als Ausgangszustand des Zählers 16 (Fig. 1) ist sein Zustand ??1111
zu wählen, da im Falle der minimalen Phasenverschiebung t (Fig. 3b) der Empfänger-Taktimpulse
T (Fig. 3b) bezüglich des Startsignals 49 (Fig. 3q), d. h. wenn # nur mit einem
Impuls von der Impuls folge 50 (Fig. 3a) des Generators 14 (Fig. 1) gemessen wird,
im Zähler 16 die Kombination "0000" gespeichert wird.
-
Unter dieser Bedingung wird in den Impuls zähler 21 die Kombination
??1111?? umgeschrieben und gleich der erste Impuls der Impulsfolge 50 (Fig. 3a)
führt zu Überfüllung des Impulszählers 21, d. h. daß an seinem Ausgang das Ausgangssignal
61 (Fig. 3n) erscheint. Also bestimmt die vorgegebene Genauigkeit der Phasennachstimmung
die Folgefrequenz der vom Generator 14 (Fig. 1) gelieferten Impulsfolge 50 (Fig.
3a).
-
Die Anzahl der Triggerschaltungen in den Zählern 16 und 21 ist so
zu wählen, daß die Impulse der Impulsfolge
50 keine Überfüllung
des Zählers 16 (Fig. 1) in der Zeit hervorrufen, die der Folgeperiode der Taktimpulse
T (Fig. Db) gleich ist.
-
Die erfindungsgemäße Einrichtung ergibt gegenüber den ähnlichen,
von Hand nachgestimmten Einrichtungen einen großen Vorteil, indem die Nachstimmung
in der Einrichtung gemäß der Erfindung automatisch unabhängig von der Änderung der
externen Bedingungen und der Phasenverschiebung i erfolgt. Außerdem werden in der
erfindungsgemäßen Einrichtung keine komplizierten Transfluxorschaltungen verwendet,
und sie ist vollständig aus einfachen Standard-Schaltungen aufgebaut.