DE2605919B2 - Verfahren und einrichtung zur bildung eines bipolaren signals mit dem tastverhaeltnis einhalb - Google Patents

Description

bipolaren Signals mit dem Tastverhältnis γ kombiniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Impulse in jedem der beiden Impulszüge, welche die Impulse der Breite 7"führen, abhängig von einem und nur einem Unterbrecher erfolgt, weleher von einem Taktsignal gesteuert wird, um Impulsfolgen mit der Breite 772 zu erhalten.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, unter Verwendung von zwei UND-Schaltungea dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der beiden Impulszüge der Breite 772 ein Unterbrecher (/, Tj) zusammen mit je einem in jeder der Impulsleitungen angeordneten Transistor (Tu T₂) jeweils eine UND-Schaltung bildet, in dem dieser Unterbrecher im Emitterstromkreis der beiden Transistoren {Ti, T₂) angeordnet ist

3. Einrichtung gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher (I) gebildet

ist durch einen Transistor (Tt). dessen Periode das Stromführen der beiden Transistoren (T\ und 7"₂) in den Impulsleitungen bestimmt.

40

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die digitale übertragung eines Informationssignals zwischen Endttellen und im besonderen auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kodieren eines binären Informationssignals in ein bipolares Signal mit dem Tastverhältnis

y um dieses zu übertragen.

Bei einem digitalen Übertragungssystem wird das auszusendene Signal grundsätzlich nicht als binäres Signal ausgesendet, sondern in einer ausreichend kodierten Form unter unterschiedlichen gegebenen Bedingungen, insbesondere im Hinblick auf die Empfänger, welche, insbesondere um die Fehlerhäufigkeit klein tu halten, über ein möglichst symmetrisches Signal verfügen sollen.

Einer der für die digitale Übertragung meistgebrauchten Codes ist der bipolare Code. Dies ist ein Code mit drei Zuständen, bei welchem die binäre Information »1« fa> abwechselnd durch einen Rechteckimpuls mit der Amplitude + V(in Übereinstimmung mit dem Signalelement +1) und einem Rechteckimpuls mit der Amplitude - V (in Übereinstimmung mit dem Signalelement -1) dargestellt werden. Die binäre Information »0« wird f>s wiedergegeben durch eine Nullspannung bzw. Abwesenheit eines Impulses (dem Signalelement 0 entsprerhenHY

Bei praktisch allen Obertragimgssystemen weist das ausgesendete bipolare Signal im allgemeinen das

Tastverhältnis -=- auf, d. k, daß, da das binäre Signal,

welches kodiert werden soll, durch eine Folge von binären Elementen der Impulsbreite T dargestellt wird, die Signalelemente +1 und — 1 des bipolaren Signals durch positive bzw. negative Impulse der Impulsbreite 772 gebildet werden.

Um ein solches bipolares Signal zur Übertragung eines binären Signals zu bilden, muß jedes zweite binäre Element 1 invertiert, und die Impulsbreite aller binären Elemente 1 muß halbiert werden.

Bei bekannten Verfahren wird das binäre Signal in zwei Impulszüge mit impulsen der Breite 772 entsprechend den binären Elementen 1 gerader und ungerader Ordnung des Binärsignals unterteilt, und anschließend werden die auf diese Weise erhaltenen Impulsfolgen kombiniert, um das bipolare Signal zu bilden.

Die bekannten Einrichtungen zur Bildung eines aus binären Elementen der Impulsdauer T abgeleiteten bipolaren Signals benötigen im allgemeinen mindestens eine Kippschaltung, ein Takterzeugungsglied zur Erzeugung einer Taktimpulsfolge der Periode T und logische Schaltglieder für die Bildung der unterschiedlichen Impulszüge mit der Tastfrequenz ^ · welche anschließend mit Hilfe eines Übertragers kombiniert werden müssen, der eine Primärwicklung mit Mittenanschluß aufweist deren beiden Außenanschlüsse die beiden Impulsfolgen zugeführt werden. Das bipolare Signal kann dann der Sekundär» icklung dieses Übertragers entnommen werden. Eine Einrichtung dieser Art ist z. B. beschrieben in der französischen Patentschrift 14 50 332 und ein Stromkreis hierzu in der französischen Patentschrift 21 15 685 (insbesondere in Fig.3). Entsprechend diesem letzteren Patent werden die von zwei Kippschaltungen stammenden Signale entgegengesetzter Polarität mittels zweier UND-Schaltungen, weiche abwechselnd durch ein Taktsignal gesteuert werden, unterteilt Eine ähnliche Ausführungsform einer bekannten Einrichtung wird später unter Bezugnahme auf die F i g. 1 der anliegenden Zeichnung beschrieben.
Bei dieser bekannten Einrichtung laufen die beiden

Impulszüge des rastverhältnisses y . welche vom

binären Signal abgeleitet sind, in verschiedenen Kanälen. Dies führt grundsätzlich zu einer Unsymmetrie, welche von der Unsymmetrie der Elemente bzw. Übertragungskreise in jedem Kanal verursacht ist und die sich zum einen auf eine Verformung der tatsächlichen Breite der positiven und negativen Impulse des binären Signals und zum anderen auf eine Verschiebung der Lage der Impulse zueinander auswirkt. Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen der Mitte der positiven und der folgenden negativen Impulse nicht mehr dem Wert eines ganzen binären Elementes bzw. dessen Vielfachen entspricht.

Bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 werden die obenerwähnten Nachteile gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Begrenzung der Impulse in jedem der beiden Impulszüge, welche die Impulse der Breite T führen, abhängig von einem und nur einem Unterbrecher erfolgt, weleher von einem Taktsignal gesteuert sind, um Impulsfolger mit der Breite TIl zu erhalten.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird mit einei Schaltungseinrichtung unter Verwendung von zwe

UND-Schaltungen und gemäß der im Patentanspruch 2 gekennzeichneten Merkmale realisiert

Gemäß einer bevorzugten Ausführungs orm der Erfindung wird der Unterbrecher durch einen Transistor gebildet, welcher sich im Stromkreis der beiden vorgenannten Transistoren befindet

Die einzige Ursache einer Unsymmetrie hinsichtlich der relativen Lage bzw. der Breite der Impulse kann bei einer Enrichtittg nach der Erfindung nur noch durch den Ausgangsä-ansformator hervorgerufen werden.

Die Erfindung selbst wird besser verständlich mit Hilfe der folgenden Beschreibung zusammen mit der Zeichnung, wo eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben ist In den Zeichnungen bedeutet ,₅

F i g. 1 ein Blockschema einer bekannten Einrichtung zur Bildung eines bipolaren Signals mit einem

Tastverhältnis y aus einem binären Signal,

Fig.2 ein Blockschema einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig.3 eine detaillierte schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig.4 und 5 zeigen die Signalfolgen an verschiedenen Punkten der Einrichtungen nach den F i g. 1 und 2,

F i g. 6 zeigt im vergrößerten Maßstab ein bipolares Signal, wie es von einer Einrichtung gemäß der Erfindung abgeleitet wird.

Bei der bekannten Einrichtung von der Art, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist liegt das binäre Signal S an den Eingängen / und K einer Kippschaltung 2 des Typs JK, welcher gleichzeitig Taktsignale H zugeführt werden. Wie den Zeilen H und S der F i g. 4 zu entnehmen, beträgt die Taktfrequenz T und die Breite eines Impulses eines binären Elements 1 oder 0 ebenfalls T. Die binären Elemente 1 von dem Binärsignal S seien durch ganze Zahlen bezeichnet, welche von 1 bis 2n gehen. In dem dargestellten Beispiel weist das Binärsignal lediglich 5 Binärelemente 1 auf.

Die Kippstufe 2 gibt an seinen Ausgängen Q und Q Komplementärsignale ab. wie aus F i g. 4 zu ersehen, die jeweils einem der Eingänge der beiden logischen UND-Schaltungen P\ und P₂ zugeführt werden. Einem zweiten Eingang dieser logischen UND-Schaltungen P\ und P: wird das binäre Signal S und einem dritten Eingang das über den Inverter I invertierte Taktsignal H(vgl. F i g. 4) zugeführt.

Wie aus F i g. 4 zu ersehen, werden in den logischen UND-Schaltungen Pi una^Pi die drei Eingangssignal. nämlich S. H, Q und SW Q zu den Ausgangssignalen S^ und S_> zusammengefaßt welche dadurch Impulse der Impulsbreite 772 aufweisen, die den binären Elementen 1 entsprechen, und zwar nach ungerad- und geradzahlig nummerierten Impulsen des binären Signals S geordnet. Diese Impulsfolgen werden jeweils unter Zwischenschaltung der Verstärker A_t und A₂ den Anschlüssen der Primärwicklung 3 eines Übertragers zugeführt, die eine Mittenanzapfung E trägt, welche an Erdpotential gelegt ist. Die Impulse Si und Si liegen abwechselnd an den Abschnitten A\ — Fund A₂- Fund bilden das bipolare Signal B, das von der Sekundärwicklung 4 des Übertragers abgenommen werden kann.

Die binären Elemente 1 des Binärsignals werden, um

Impulsfolgen mit dem Tastverhältnis -5- zu bilden, bei *

der bekannten Einrichtung begrenzt im Bereich der UND-Schaltuneen Pi und P₂. Dabei werden dann diese Impulsfolgen auf unterschiedlichen Verbindungen zur Bildung des bipolaren Signals übertragen.

Die F i g. 2 zeigt eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, gemäß welchem die Impulsfolgen allein begrenzt werden in ihrer Form durch den Ausgangsübertrager.

Ebenso wie bei der bekannten Einrichtung wird das binäre Signa! S den Eingängen einer Kippstufe 2 des Typs JK zugeführt, welche andererseits ein Taktsignal H der Periode T empfängt Diese kippschaltung 2 gibt komplementäre Signale Q und Q ab. Darüber hinaus wird das Taktsignal H gleichzeitig invertiert in einem Inverter 1, um ein invertiertes Signal H zu bilden.

Die verschiedenen Signalfolgen, wie sie vorstehend erwähnt wurden, sind dargestellt in der F ig. 5. _

Die komplementären Ausgangssignale Q und Q der Kippstufe 2 liegen an einem der Eingänge der beiden logischen UND-Schaltungen P\' und Pi', deren anderen Eingänge das Binärsignal S erhalten, das noch nicht durch das Taktsignal begrenzt wird. An dem Ausgang der Schaltungen P/ und P?' erscheinen dementspre chend Impulszüge mit Impulsen der Impulsbreite 7 entsprechend den ungeradzahligen binären Elementen (1... 2n-\) und den geradzahligen Elementen (2... 2n) des Binärsignals S. Damit ist also das Binärsignal aufgeteilt in zwei Impulsfolgen Si' und S2'. dessen Impulse die gleiche Breite haben wie diejenigen der Binärelemente des Ausgangssignals.

Die Signale Sr und S?' werden den Schaltgliedern G und Ci zugeführt, welche gemeinsam über ihren Verbindungspunkt G durch einen Unterbrecherschalter / gesteuert werden, der seinerseits durch die invertierten Taktsignale H gesteuert ist. Jeder der Schalter C und C₂ bildet mit dem Unterbrecher /eine UND-Schal tung. Dementsprechend erhält die Primärwicklung 3 des Übertragers, dessen Mittenanzapfung auf einem festen Potential V'„ liegt. Rechteckimpulse der Breite 772 infolge der durch den Unterbrecher / durchgeführten Begrenzung über die Schalter Ci und C:. Die Sekundärwicklung 4 des Übertragers gibt dementsprechend das Signal ß'(vgl. F i g. 5) ab, das das gewünschte bipolare Signal is«.

Das Potential Vh, mit welchem die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Übertragers beaufschlagt ist. hängt von der Charakteristik des Stromkreises ab.

In der F1 g. 5 wird mit der punktierten Linie Z das Signal dargestellt das man beim Ausgang des Übertragers erhalten würde bei Weglassung des Unterbrechers /. Man sieht daraus klar, daß bei der Bildung des bipolaren Signales mit dem Tastverhältnis

-j unmittelbar nur der nachgeschaltete Transformator

eingeht entsprechend der gemeinsamen Steuerung CF und daß damit alle Unterschiede im Aufbau der Schalter Ci und C₂ keine Auswirkung aui die Breite der Impulse der jeweiligen Signale haben. Ebenso erscheinen keine Zeitunterschiede durch die unterschiedlichen leitungen weil die Begrenzung der Impulse unmittelbar nur in dem nachgeschalteten Transformator erfolgt entsprechend der Steuerung GfI

Die Fig. 3 zeigte eine bevorzugte Ausführungsforrr der Einrichtung gemäß der Erfindung. Die Schalter C und C? sowie der Unterbrecher / werden durch die Transformatoren T₁, T₂ und T₃ gebildet. Die Basen dei Transistoren T, und T₂ sind über die Vorwiderstände R und R₂ mit den entsprechenden Ausgängen dei UND-Schaltungen P₁' und P₂ verbunden, die Kollekto ren der Transistoren 71 und T₂ sind verbunden mit dei

beiden Enden der Primärwicklung 3 des Übertragers. Die Emitter der Transistoren Γι und T₂ sind im Punkt G zusammengeführt, welcher periodisch Ober den Transistor T₃, welcher als Unterbrecher wirkt, an Erdpotential liegt, wodurch die Periode der Leitfähigkeit jedes der Transistoren T\ und T₁ bestimmt wird.

Der Aufbau und die Schaltung der Transistoren Ti und T₂ ist so gewählt, daß, wenn der Transistor Ti leitend ist, T₂ blockiert ist und umgekehrt. Der Transistor T₃ ist damit abwechselnd in Serie mit dem Transistor Γι und ι ο T₂ sowie verkettet mit den Vorwiderständen R₃ und R₄.

Ein Ausgangsimpuls von P₁' und P₂ kann nicht an den Übertrager gelangen, wenn nicht die Transistoren T_t und Ts bzw. T₂ und Ti leitend sind.

Die Basis des Transistors T₃ ist verbunden mit dem Ausgang des Jnverters 1 und erhält die invertierten Taktsignale_/i Jeder positive Impuls von diesem Taktsignal H hebt die Basis dieses Transistors auf einen Wert an, daß entsprechend der Dauer von diesem Impuls T₃ und T₁ oder Ti gleichzeitig leitend werden in Übereinstimmung mit den Signalen Si' und S₂', welche an den Basen der Transistoren Γι und T₂ anliegen. Folglich bilden die Transistoren Ti und T₃ ebenso wie die Transistoren T₂ und_Tä UND-Schaltungen, welche die Signale Si' und H bzw. S₂ und H miteinander verknüpfen. Die Koinzidenz dieser Signale führt zu einer Impulsdauer 772, welche dem Eingang der Primärspule 3 des Übertragers zugeführt wird. Allein die Charakteristik des Transistors T₃, d.h. dessen Schaltzeit, bestimmt die Breite der zu übertragenden Impulse aus jeder der Signalfolgen Si' und S₂'. Folglich vermeidet man alle Deformationen der Impulse, die durch die verschiedensten Parameter von P\ und P₂ einschließlich der von Ti' und T₂, vorzugsweise der Laufzeit und Abflachung der Impulse bei der Übertragung zu den Transistoren Γι und T₂ entstehen. Allein die Kenndaten des Übertragers können eventuelle Unsymmetrien der relativen Lage der Impulse hervorrufen.

Die F i g. 6 zeigt im vergrößerten Maßstab einer Ausschnitt des bipolaren Signals B, wie es von der Einrichtung nach der Erfindung abgeleitet wird. Die Flanken d\, d₂, dj und ei zeigen überspitzt mögliche Veränderungen, welche die Impulse bei ihrer Begrenzung erleiden können. Der gemeinsame Unterbrecher 1 oder Ti, welcher gemäß der Erfindung vorgesehen ist erlaubt diese möglichen Deformationen zu vermeider und zu erreichen, daß die Zeitintervalle Tjgemessen vor der Mitte zweier aufeinanderfolgender Impulse (eine: positiven und eines negativen) genau entspricht dei Impulsbreite 7"der binären Ausgangssignale oder einen Vielfachen davon.

Die Vorrichtung nach der Erfindung garantiert auch daß die tatsächliche Breite der positiven und negativer Impulse des bipolaren Signals identisch ist

Die Erfindung kann ganz allgemein angewende werden. Vorzugsweise ist sie im besonderen für die Anwendung für die Übertragung impulskodiertei Signale vorteilhaft, und vorzugsweise für alle bipolarer Verbindungen HDB3 (Code »High Density Bipolar«) bei welchem keine Sequenz mit mehr als dre Signalelementen Null vorkommen, wie sie in solcher Digitalanlagen, wie beispielsweise PCM (MIC) mit 3( Kanälen oder im Multiplexbetrieb mit 4 χ 30 Kanäler verwendet werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bilden eines bipolaren Signals mit einem Tastverhältnis γ aus einem binären Signal, welches durch eine Folge von binären Sementen 0 und 1 der Breite Γ gebildet ist, wobei die binäres Elemente 1 in der Folge fortlaufend mit einer ganzen Zahl bezeichnet sind (1 bis In) und wobei das binäre Signal in zwei Impulszüge von der Impulsbreite 772 derart aufgeteilt wird, daß in einem die binären Elemente gerader Ordnung (2... 2i7) und im anderen die der ungeraden Ordnung (1... 2n—\) enthalten sand und welche zur Bildung eines