-
Verfahren zur Erzeugung eines niederfrequenten
-
Taktes aus einem höherfrequenten Takt Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Erzeugung eines niederfrequenten Taktes aus einem höherfrequenten Takt, der
um eine festliegende Differenz von Taktimpulsen in einem bestimmten Zeitintervall
von einem ganzzahligen Vielfachen des niederfrequenten Taktes verschieden ist.
-
Das Verfahren nach der Erfindung ist ganz allgemein dort einsetzbar,
wo ungerade Teilerverhältnisse verwirklicht werden mtlssen.Es dient in einer erweiterten
Ausführungeform zur empfangsseitigen Wiedergewinnung des Primärtaktes aus dem Multiplextakt
einea plesiochronen Zeitmultiplexsystems.
-
Bei einem solchen Zeitmultiplexsystem mit Taktanpassung wird vorausgesetzt,
daß der Multiplextakt Tm im Empfänger (Demultiplexer) neben der ilbertragenen Information
vorliegt. Weiterhin ergibt sich des Verhältnis der Taktfrequenz f des Multiplexsystems
zur Taktfrequenz fu des Primärsystems aus dem Multiplexfaktor m und der notwendigen
Erhöhung
des zu übertragenden Bitstromes #m um die Zusatzkapazität ##m für Rahmenkennung
und Taktanpassungsinformation.
-
Der zu übertragende Informationsfluß ergibt sich dann aus dem Informationsfluß
u der Primärsysteme zu #m = m.#u + ##m, oder, wenn ##m auf die Eingangssysteme umgerechnet
wird, #m = m. (#u + ##u), wobei m der Anzahl der Primärsysteme entspricht.
-
Wird weiterhin dae Verhältnis von Zusatz-zu Nutzinformation definiert
mit ##u = k, #u ergibt sich ein - im Allgemeinen - nicht ganzzahliges Verhältnis
der Taktfrequenzen von fm = m (1 + k), fu so daß die Wiedergewinnung des Primärtaktes
Tu aus dem Multiplextakt T1 nicht durch einfache Teilung möglich ist.
-
Es sind Verfahren zur Taktrückgewinnung angegeben worden, die mit
Hilfe eines digital aufgebauten phassngeeteuerten Oszillators, aus dem Empfangstakt
Tm zunächst einen Hilfstakt TH herstellen,
der ein ganzzahliges
Vielfaches des Taktes Tu ist.
-
Durch Teilung entsteht hieraus der Primärtakt Tu Gleichzeitig wird
der Hilfstakt durch die Stopfinformationen beeinflußt (NTZ 1971, H.6, S. 314-320,
Fig. 6 und DT-OS 22 57 993). Bei den bekannten Verfahren ist ein zusätzlicher Oszillator
relativ hoher Frequenz mit einer digitalen Phasenregelachleife und anschließendem
Frequenzteiler notwendig.
-
Die Erfindung hat die Aufgabe, zur Taktrückgewinnung unmittelbar den
Multiplextakt Tm zu verwenden9 ohne zuvor eine Vervielfachung des Multiplextaktes
zu benötigen.
-
Die Erfindung betrifft demzufolge ganz allgemein ein Verfahren zur
Erzeugung eines niederfrequenten Takte aus einem höherfrequenten Takt, dessen Frequenz
in einem bestimmten Zeitintervall um eine festliegende Differenz von Taktimpulsen
von einem ganzzahligen Vielfachen der Frequez des niederfrequenten Taktes verschieden
ist.
-
Die Aufgabe der direkten Erzeugung dieses niederfrequenten Taktes
aus dem höherfrequenten Takt wird dadurch gelöst, daß aus dem höherfrequenten Takt
in Abhängigkeit von der fustliegenden Differenz von n Taktimpulsen und dem Teilerverhältnis
x eines Frequenzteilers eine Periode mit M Taktimpulsen gebildet wird, die der Bedigung
M = (n-z)x + z(x-1) genügt. Dabei ist z ganzzahlig und mit dem Teilverhältnis x
so gewählt, daß in dieser Periode M zunächst in (n-z) äquidistanten Abständen von
x Taktimpulsen je ein Taktimpuls ausgeblendet wird, daß darauf auf Veranlassung
eines die (n-z) ausgeblendeten Taktimpulse zählenden Zählers der Frequenzteiler
von dem Teilerverhältnis x auf ein Teilerverhältnis
(x-1) umgeschaltet
und aus der verbleibenden Anzahl von z(x-1) Taktimpulsen in z äquidistanten Abständen
von x-1 Taktimpulsen ein weiterer Taktimpuls ausgeblendet wird.
-
Wird das Verfahren zur empfangsseitigen Wiedergewinnung des Primärtaktes
Tu von 8,448 MHz aus dem Multiplextakt Tm von 34,658 MHz eines plesiochronen Zeitmultiplexsystems
verwendet, so werden in Jeweils äquidistanten Abständen von x = 41 Taktimpulsen
aus einer Periode von M = 368 Taktimpulsen des Multiplextaktes (n-z) = 9-1 = 8 Taktimpulse
und im Abstand von x-1 = 40 Taktimpulsen z=1 Taktimpuls ausgeblendet. Abhängig von
der empfangenen Stopilnformation werden zusätzlich weitere 4 Taktimpulse in der
Mitte je eines Intervalls von x-1 5 40 Takt impulsen durch zwei weitere über eine
bistabile Speicherstufe gesteuerte Zähler in einem zeitlichen Abstand kleiner als
1 der Periodendauer der Stopffrequenz ausgeblendet.
-
Nach einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung sind ein für alle Primärsysteme des Multiplexsystems gemeinsamer zentraler
Teil, bestehend aus einem Frequenzteiler mit einem umschaltbaren Teilerverhältnis,
einem ersten Zähler zum Zählen der ausgeblendeten Impulse und eine für jedes Primärsystem
gesonderte Anordnung, bestehend aus drei Zählern, einer bistabilen Speicherstufe,
einem NAND-Tor und einer Phasenregelschleife vorgesehen.
-
In folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 3 das Verfahren nach der
Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit positiver Stopftechnik näher erläutert.
-
Ea zeigen Fig. 1 das Blockschaltbild dieses Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 Impuladiagramme zur Erzeugung des zum Multiplextakt Tm synchronen Taktes
Tu* und Fig. 3 Impulsdiagramme sur Erzeugung des Primäetaktes Tu aus dem Multiplextakt
Tm mit Hilfe der Stopfinformation.
-
Die mit kleinen Buchstaben bezeichneten Impuls spannungen der Fig.
2 und 3 finden sich mit gleicher Bezeichnung im Blockschaltbild der Fig. 1. Gemäß
Fig. 1 besteht die Schaltungsanordnung, die im Ausführungsbeispiel aus dem Takt
Tm der Frequenz = = 34,656 MHz (siehe Zeile a in Fig. 2) den Primärtakt Tu der Frequenz
fu = = 8,448 MHz (siehe Zeile e in Fig. 2 - 3) herstellt, aus einem zentralen Teil,
bestehend aus dem umschaltbaren Frequenzteiler PT und dem Zähler Zi, und dem dezentralen
Teil, der pro Primärsystem vorhanden sein muß, bestehend aus den Zählern Z2 bis
Z4, dem bistabilen Speicher FF, dem NAND-Tor N und einem phasengesteuerten Oszillator
PLL.
-
Für den umachaltbaren Frequenzteiler PT eignet sich besonders ein
eigener Vorschlag mit einem mehrfach rückgekoppelten Schieberegister (DT-PAm 26
29 750).
-
Die im zentralen Teil enthaltenen Zähler PT und Z1 sorgen dafür, daß
von beispielsweise M @ 368 Taktimpulsen des Taktes Tm (a in Fig. 2) 9 Impulse, entsprechend
der Zahl der Zusatzbite n lm Informationsfluß m pro Periode M,
ausgeblendet
werden. Der Frequenzteiler PT gibt dabei im Abstand von Jeweils 41 bzw. 40 Taktimpulsen
einen Impuls ab, siehe hierzu Zeile c in Fig. 2 bzw. Fig. 3, in Fig. 3 ist die untere
Zeile c im Maßstab gedehnt, so daß der in den Zeilen b und e dargestellte Ausblendvorgang
deutlicher darstellbar ist.
-
Um die oben angegebenen 9 Impulee ausblenden zu können, muß gemäß
Fig. 3, Zeitdiagramm, Zeile c, (n-z) = 9 - 1 = 8-mal Jeder 4f. Taktimpuls (x=41)
und s 3 einmal der 40. Taktimpuls (x-1=40) ausgeblendet werden. Der Frequenzteiler
PT mit umschaltbaren Teilerverhältnis x : 1 zählt hierzu (n-z)=8-mal bis x r 41
und s r einmal bis (x-1) = 40. Der Zähler Z1 mit dem Teilverhältnis n : 1 sorgt
dafür, daß der Frequenzteiler PT nach Jeweils (n-1) . 8 abgcgebenen Impulsen c auf
des Teilerverhältnis (x-1) n 40 umgeschaltet wird.
-
Werden nur der Multiplextakt Tm, Diagramm a in Fit. 2, und die Impulse
c auf das NAND-Tor N des dezentralen Teils der 8chaltung gegeben, so ergibt sich
am Ausgang des NAND-Tores N im Mittel ein Takt Tu* der vierfachen synchronen Frequenz
(q = 4) f = 4 fu* .
-
Als synchron wird hierbei diejenige Taktfrequenz fu = bezeichnet,
bei der die Stopfrate zu Null wird (Fig. 2, Zeile d).
-
Da aber dieser Fall bei einem plesiochronen Zeitmultiplexsystem nur
theoretisch möglich ist, muß die Schaltungsanordnung dahingehend erweitert werden,
daß such Stopfimpulse ausgeblendet werden können. Dies wird in Verbindung mit dem
Blockschaltbild der Fig. 1 in der
folgenden Fig. 3 verdeutlicht.
-
Die Zähler Z2 und Z3 der Fig. 1 eriaglichen im Zusanenheng mit dem
bistabilen Speicher FF und dem dritten Eingang b des NAND-Tores N, zusätzlich Impulse
auszublenden. Die im Empfänger ausgewertete Stopfinformation h bewirkt hierbei zunächst,
daß der Speicher PF asynchron gesetzt wird. Als Folge davon wird durch das Signal
J der Zähler Z3 zurückgesetzt und gibt den Ausgang des Zählers Z2 frei.
-
Um aus dem Takt Tu* der Frequenz zur am Ausgang d des dezentralen
Teils der Schaltung.anordnung den Takt Tu der Frequenz fu zu erhalten, müssen pro
Stopfimpuls (h in Fig. 3) zusätzlich 4 Impulse aus den Impulsen des Multiplextaktes
Tm ausgeblendet werden, da für das Ausführungsbeispiel q I 4 gilt.
-
Der vom Zähler Z1 über das Signal i gesteuerte Zähler Z2 sorgt dafür,
daß der zusätzlich ausgeblendete Impuls annärhernd in der Mitte eines Intervalles
(in Ausführungsbeispiel p = 16 bit nach der regulären Ausblendung bei einer Periode
von x-1=40 bit) liegt, siche Zeile b in Fig, 3. Der Zähler Z3 sperrt nach 4 ausgeblendeten
Impulsen den Ausgang des Zählers Z2 bis zum nächsten Stopiimpule h in Fig. 3.
-
Der Zähler Z4 ist ein einfacher untersetzer Teiler mit dem gleichen
Teilerverhältnis q : 1 wie der Zähler Z3. An seinem Ausgang steht ein Takt (e in
Fig. 2 und Fig. 3) der mittleren Frequenz f = fu zur Verfügung. Der anschließende
phasengesteuerte Oszillator PLL verringert die in e enthaltenen Phasensprünge von
#/2, so daß der Phasenjitter auf ein für die Verarbeitung der Informationen
zulässiges
Maß reduziert wird.
-
Zum besseren Verständnis der Schaltung sind in Fig. 3 einige wichtige
Signalverläufe an bestimmten Punkten der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 als Funktionen
der Zeit dargestellt.
-
Die erste Zeile h zeigt den asynchronen, d.h. zu beliebiger Zeit auftretenden
Stopfimpuls, der aus dem empfangenen Multiplexsignal gewonnen wird. Mit diesem Impuls
h wird der Speicher FF in Fig. 1 gesetzt und als Folge davon der Zähler Z3 rückgesetzt.
Am Ausgang des Zählers Z3 entsteht das Signal J der Fig. 3. Die Signal j bleibt
so lange logisch "0", bis der Zähler Z2 vier Impuls. i entsprechend vier zusätzlich
auszublendenden Taktimpulsen abgezählt hat. Das Signal i besteht aus einer periodischen
Impulsfolge. Hieraus wird durch den Zähler Z2 und Z3 das Signal b gewonnen, das
mit Hilfe des NAND-Tores N das Ausblonden von genau 4 Taktimpulsen pro Stopfimpuls
h im Zeitraster der Impulsfolge i bewirkt.
-
In der vierten Zeile der Fig. 3 ist im gedehnten Maßstab nochmals
das Signal i dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß der Abstand zwischen zwei
Impulsen i gerade der Periodendauer der Periode M entspricht und daß sich ein Impuls
i immer über ein Intervall mit x - 1 = 40 bit der Periode M rstreckt. Die fünfte
Zeile zeigt als Vergleich das Signal c am Ausgang des Zählers PT. Im Ausführungsbeispiel
beträgt n = 9, wie in der Zeile funf dargestellt.
-
In den drei letzsten Zeilen der Fig. 3 sind - nochmals gedehnt -zunächst
das Signal a für das Intervall x - 1 n 40 bit, sowie da Signal b dargestellt. Hieraus
ist ersichtlich, daß ein susätzlich auszublendender Taktimpuls infolge der Lage
des
Impulses b bei p = 16 bit annähernd in der Mitte zwischen zwei
Impulsen c liegt. Die letzte Zeile der Fig. 3 zeigt die Impulsfolge am Ausgang des
Teilers Z 4 mit dem Teilerverhältnis q = 4. Hieraus sind die Stellen des periodischen
Auablendens von Taktimpulsen - veranlaßt durch die Impulse c - und die Stellen des
Ausblendens von 4 zusätzlichen Taktimpulsen - veranlaßt durch die Impulse b -ersichtlich.
Die mittlere Periodendauer der Impulafolge e entspricht dabei der Periodendauer
des wieder zu gewinnenden Taktes Tu eine Primärsystems.