DE2657169B2 - Anordnung zur Unterdrückung von positiven und negativen Störimpulsen einer .bestimmten Breite - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur r> Unterdrückung von positiven und negativen Störimpulsen einer bestimmten Breite und liegt auf dem Gebiet der Übertragungstechnik.

Aufgabe der Datenübertragung ist, Meßwerte, Steuerbefehle, Meldungen und Signale von Betriebszu- w ständen von einem Sendeort (Datenquelle) möglichst unverändert zu einem Empfangsort (Datensenke) zu übertragen. Auf diesem Übertragungswege können die ursprünglichen Nachrichten durch unerwünschte Veränderungen (Störungen) unzulässig beeinflußt werden. <r> Es müssen deshalb Maßnahmen ergriffen werden, um die Auswirkungen der Störungen so klein wie möglich zu halten, wenngleich sie sich auch nicht vollständig verhindern lassen.

In der digitalen Übertragungstechnik können die zu ^r> <> übertragenden Impulse durch flC-Filterschaltungen oder durch ein abgeschirmtes Kabel vor Störungen geschützt werden. Anwendbar ist auch die Übertragung eines hohen Nutzpegels, so daß Störungen sich nur wenig bemerkbar machen. Eine weitere Absicherung ^r>^r> der Informationsübertragung wird zusätzliche redundante Zeichen, durch Modulation oder durch Codierung der zu überwachenden Informationen erreicht. Weitere Verfahren sind ersichtlich aus Steinbuch, Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung, 2. Auflage, Seite 73 bis 82 w> und Seite 815 bis 879.

Bei der Übertragung von Rechteckimpulsen auf einem Kanal, beispielsweise eines 010-Impulses und eines 101-Impulses, und bei der im Empfänger diese Nutzinformationen mit Taktimpulsen getriggert wer- b^r> den, ist die Breite der Störimpulse von ausschlaggebender Wichtigkeit. Die vorliegende Anmeldung geht deshalb von dem Fall aus, daß die Störimpulse gleich oder kleiner der n— 1 Taktperiose der im Empfänger erzeugten Taktimpulse sind, η ist die Anzahl der verwendeten Flipflops.

Aus der DE-OS 25 35 916 ist eine Anordnung bekannt, bei der mittels spezieller D-Flipflops in Verbindung mit logischen Elementen eine Unterdrükkung von Störimpulsen vorgenommen wird. Die hierbei verwendeten D-Flipflops sind allerdings teure Bauteile mit Vorrechtseingängen, die in Verbindung mit vorgeschalteten NAN D-Gattern die Störunterdrückung vornehmen. Eine getrennte Verarbeitung von positiven und negativen Störungen ist nicht vorgesehen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu finden, die mit billigen, handelsüblichen Bauelementen die Breite der ankommenden Impulse feststellt und negative oder positive Störimpulse einer bestimmten Breite in getrennten Kanälen unterdrückt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine von Taktimpulsen getriggerte D-Flipflop-Kette die mit unterschiedlichen Störimpulsen behaftete Nutzinformation mit einer gewählten Zeitspanne verzögert, daß der D-Flipflop-Kette nachgeschaltete Verknüpfungsglieder in getrennten Kanälen die positiven und negativen Störimpulsen beseitigen, daß nach den Verknüpfungsgliedern angeordnete und mit negierten Taktimpulsen beaufschlagte Speicherelemente noch vorhandene Spitzen ausblenden und daß in jedem Kanal angeordnete, kreuzweise angeschaltete Verknüpfungsglieder das störungsfreie Nutzsignal in wahrer und invertierter Form bilden.

Vorteilhaft gemäß der nachgesuchten Anordnung ist die gute Ausblendung von positiven und negativen Störimpulsen ohne Verwendung von Kondensatoren und zeitabhängigen Bauelementen. Die erfindungsgemäße Anordnung wird auf diese Art billiger in der Herstellung und einfacher zu handhaben, da die Breite der Störimpulse durch die Anzahl der D-Flipflops in der Kette einstellbar ist und die Verzögerung des Nutzsignals auf allen Kanälen gleich und unabhängig von Kondensatorstreuungen ist. Die Anordnung ermöglicht sowohl die Unterdrückung der positiven (010) als auch der negativen (101) Störimpulse mit Hilfe eines minimalen Aufwandes an integrierten Schaltkreisen. Weitere Vorteile sind aus der Beschreibung ersichtlich.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der F i g. 2 ist dabei der Impulsplan der Störunterdrückung dargelegt. Die F i g. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Empfänger für die von einem nicht dargestellten Sender ausgeschickten und mit Störimpulsen behafteten Nutzinformationen. Im Empfänger ist ein nicht dargestellter Generator untergebracht. Die hier erzeugten Taktimpulse werden mit Ck bezeichnet. Die Periodendauer der Taktimpulse in Verbindung mit der Anzahl der verwendeten Flipflops im Empfänger legt die maximal mögliche Breite der Störinipulse fest, die unterdrückt werden kann.

Die am Eingang /1 anstehenden Impulse werden über einen Schmitt-Trigger A i mit Invertierung steiler gemacht. Der Schmitt-Trigger A 1 ist nicht unbedingt notwendig, er verbessert nur die Flanke des auftretenden Impulses l\. Damit wird das erste D-Flipflop (D 1) z. B. im Falle einer Schaltung in CMOS-Technologie, wenn die Steigung der Flanke zu klein ist, nicht zerstört. Nach dem Schmitt-Trigger sind die Impulse mit S bezeichnet. In dem Diagramm nach Fig. 2 sind die Taktimpulse Ck und der 010-Impuls S des Signalkanals

dargestellt Auf dem Impuls 5 sind die Störungen ιχ,β,γ und 6 angeordnet Hinter dem Schmitt-Trigger A 1 ist ein D-Flipflop Di angeordnet Ein D-Flipflop ist dabei ein bistabiles Kippglied, bei dem der D- Eingang immer einem anderen Eingang, häufig einem Takteingang, untergeordnet ist Das Kippglied nimmt den Zustand an und speichert ihn, der gleich dem Wert der Variablen am D-Eingang ist Bei Änderung des Taklimpulses von 0 auf 1 spricht der D-Flipflop Dl an und schaltet das Signal SQ1 auf den Ausgang. Am Ausgang SQ 1 erscheint das invertierte Signal. Dieser Vorgang ist aus dem Diagramm nach F i g. 2 ersichtlich.

In Abhängigkeit des Taktimpulses wird eine Zeitverzögerung der Nutzinformation 5 mit den eingelagerten Störungen α, β, γ, δ erreicht.

An den Flipflop D1 schließt sich der D-Flipflop DI an und bei Bedarf weitere D-Flipflops D_n. Auf alle Flipflops führt ebenfalls der Taktimpuls Ck, d. h. die Flipflops sind positiv getriggert Hintet- dem Flipflop D 2 ist die Nutzinformalion SQ 2 mit den Störungen um eine Periode der Taktfrequenz verschoben und hinter dem Flipflop D_n das Signal SQ_n um einen weiteren Takt. Flipflop D_n verfügt noch über einen Ausgang SQ_n.

Hinter dem Flipflop D_n sind zwei UND-Glieder mit Invertierung (NAND) angeschaltet. Die Eingänge des NAND-Gliedes Ni sind mit dem Ausgang SQ_n des Flipflops D_n und mit dem Ausgang SQ 1 de . Flipflops Dl, während die Eingänge des NAND-Gliedes Λ/2 mit dem Ausgang SQ_n des Flipflops D_n und dem Ausgang SQ 1 des Flipflops D 1 verbunden sind.

Durch diese NAND-Verknüpfungen werden die Störungen beseitigt, die gleich oder kleiner der n—\ Perioden der Taktimpulse Ck sind, η ist die Anzahl der verwendeten D-Flipflops.

Das NAND-Glied Ni vernichtet dabei die positiven Störimpulse γ und ö und das NAND-Glied /V2 die negativen Störimpulse tx und ß. Der Ausgang des Gliedes N 1 ist mit SQi & SQ_n und der Ausgang von N 2 mit SQ1 & SQ_n bezeichnet.

Wenn ein Störimpuls oder wenn der zeitliche Abstand zwischen zwei Störimpulsen genau die Breite n— 1 Taktperioden besitzt, siehe z. B. β und δ und die Breite 32 zwischen λ und ß, treten bei der Verknüpfung in den NAND-Gliedern Nl und N2 durch Pegelwechsel an den beiden Eingängen Spitzen s auf. Diese Störspilzen s ~> treten auf, wenn beispielsweise das Signal SQ i mit dem Signal SQ 3 logisch verknüpft wird und die angeschalteten Speicher- und Verknüpfungsglieder geringfügige Laufzeitunterschiede haben. Diese Störspitzen s werden in den D-Flipflops Db und Dcbeseitigt Die Flipflops De

ι·) und Desind mit Ausgängen der NAND-Gatter S1 und /V 2 verbunden und weisen noch zusätzlich je einen Taktimpuls für die in einem Inverter A 3 umgewandelten Taktsignale Or auf. Die Flipflops D₈ und Dr werden also mit der negativen Flanke der Taktimpulse Ck

i'i getriggert. Die von Störimpulsen und Spitzen befreiten Ausgangssignale von D_B und D_c sind mit Bq und Cq bezeichnet. Bq ist dabei von den positiven Störungen γ und δ und Cq von den negativen Störungen λ und β befreit.

In einem nachgeschalteten asynchronen FKpflop, bestehend aus den beiden NAND-Gliedern Λ/3 und N4 mit über Kreuz geschalteten Eingängen, werden die Informationen Bq und Cq derart verknüpft, daß am Ausgang A ein Signal entsprechend dem Eingangssignal

>'> S — jedoch ohne Störungen — ansteht Die Phasenverschiebung dieses Signals ist hierbei vorwiegend durch die Verzögerungsfunktion der Flipflops entstanden. Am Ausgang A steht das störungsfreie Eingangssignal investiert zur Verfügung.

«> Die maximale Breite B1 der unterdrückten positiven (010) und negativen (101) Störimpulse darf höchstens öl <(n— 1) Τη sein und die minimale Breite B2 der Zeitspanne zwischen zwei zeitlich nacheinander auftretenden Störimpulsen muß mindestens B2>(n—\W2)Tck

i"> sein. Tck ist dabei die Periode der Taktfrequenz Ckund η die Anzahl der D-Flipflops.

In Fig. 2 ist mit Δ tSA die Verzögerung zwischen SQ1 und A bezeichnet, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit drei D-Flipflops Δ tSA gleich

■»<> 2!/2TBkIpCHOdCn r«ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Unterdrückung von positiven und negativen Störimpulsen einer bestimmten Breite bei ^r> der Datenübertragung, wobei die Anordnung aus einer mit Taktimpulsen getriggerten D-Flipflop-Kette und angeschalteten Verknüpfungsgliedern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der wahre Ausgang (Q 1) des D-Flipflops (D 1) auf den κι Eingang des nachfolgenden D-Flipflops (D 2) gelegt ist und daß dessen (D 2) Ausgang (Q 2) auf den Eingang eines weiteren D-Flipflops (D_n) führt,
   daß die wahren Ausgänge (Q 1 bzw. Q_n) der D-Flipflops (D 1 bzw. D_n) auf das nachgeschaltete ι ^r, Verknüpfungsglied (Ni) geführt sind ebenso wie die invertierten Ausgänge (Q 1 bzw. Q_n) der D-Flipflops (Dl bzw. D_n) auf das nachgeschaltete Verknüpfungsglied (N 2),

   daß die Verknüpfungsglieder (/V I, /V2) in getrenn- 2« ten Kanälen die positiven (γ, δ) und negativen (<κ, β) Störimpulse beseitigen,

   daß nach den Verknüpfungsgliedern (Ni, Λ/2) Speicherelemente (D_ft D_c) angeordnet sind, die mit negierten Taktimpulsen beaufschlagt sind und noch r> vorhandene Spitzen ^ausblenden und
   daß in jedem Kanal kreuzweise geschaltete Verknüpfungsglieder (N 3, N 4) vorgesehen sind, die das störungsfreie Nutzsignal in wahrer und invertierter Form bilden. «1