DE2657169C3 - Anordnung zur Unterdrückung von positiven und negativen Störimpulsen einer bestimmten Breite - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf -eine Anordnung zur 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 Betriebszuständen 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. 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 v) übertragenden Impulse durch ßC-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 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 m> und Seite 815 bis 879.

Bei der Übertragung von Rechteckimpulsen auf einem Kanal, beispielsweise eines 010-Impulses und eines ΙΟΙ-Impulses, und bei der im Empfänger diese Nutzinformationen mit Taktimpulsen getriggert wer- i>^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- I Taktperiose der im Empfänger erzeugten Taklimpulse 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 nachgeschaitete 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. Dk. ^mordnung 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 Störimpulse fest, die unterdrückt werden kann.

Die am Eingang h anstehenden Impulse werden über einen Schmitt-Trigger A1 mit Invertierung steiler gemacht. Der Schmitt-Trigger A 1 ist nicht unbedingt notwendig, er verbessert nur die Flanke des auftretenden Impulses /1. Damit wird das erste D-Flipflop (Dl) z. B. im Falle einer Schaltung in CMOS-Technologie, wenn die Steigung der Flanke zu klein ist, nicht zerstör!. Nach dem Schmitt-Trigger sind die Impulse mit 5 bezeichnet, in dem Diagramm nach Fig. 2 sind die Taktimpulse Ck und der 010-Impuls 5 des Signalkanals

dargestellt. Auf dem Impuls S sind die Störungen *, β, γ und ö 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 dein Wert der Variablen am D-Eingang ist Bei Änderung des Taktimpulses von 0 auf 1 spricht der D-Flipflop D1 an und schaltet das Signal SQi auf den Ausgang. Am Ausgang SQ1 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 S mit den eingelagerten Störungen (χ,β,γ,δ erreicht.

An den Flipflop D1 schließt sich der D-Fiipflop D 2 an und bei Bedarf weitere D-F!ipflops D_n. Auf alle Flipflops führt ebenfalls der Taktimpuls Ck, d.h. die Flipflops sind positiv getriggert Hinter dem Flipflop DI ist die Nutzinformation SQ2 mit den Störungen um eine Periode der Taktfrequenz verschoben und hinter dem Fiipfiop D_n das Signa! 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 Nt sind mit dem Ausgang SQ_n des Flipflops D_n und mit dem Ausgang SQi des Flipflops DI₁ während die Eingänge des NAND-Gliedes Λ/2 mit dem Ausgang SQ_n des Flipflops D_n und dem Ausgang SQ1 des Flipflops D1 verbunden sind.

Durch diese NAND-Verknüpfungen werden die Störungen beseitigt, die gleich oder kleiner der n— 1 Perioden der Taktimpulse Ck sind, π ist die Anzahl der verwendeten D-Flipflops.

Das NAND-Glied Ni vernichtet dabei die positiven Störimpulse γ und ö und das NAND-Glied /V 2 die negativen Störimpulse tx und ß. Der Ausgang des Gliedes Nl ist mit SQi & SQ_n und der Ausgang von N2mhSQi 8c 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 ό und die Breite B 2 zwischen « und ß, treten bei der Verknüpfung in den NAND-GIipdern Ni und Λ/2 durch Pegelwechsel an den beiden Eingängen Spitzen 5 auf. Diese Störspitzen s treten auf, wenn beispielsweise das Signal SQ 1 mit dem Signal SQ3 logisch verknüpft wird und die angeschalteten Speicher- und Verknüpfungsglieder geringfügige Laufzeitunterschiede haben. Diese Störspitzen s werden in den D-Flipflops Da und Dcbeseitigt Die Flipflops Db und Dcsind mit Ausgängen der NAND-Gatter N1 und N2 verbunden und weisen noch zusätzlich je einen Taktimpuls für die in einem Inverter A 3 umgewandelten Taktsignale Ck auf. Die Flipflops Db und Dc werden also mit der negativen Flanke der Taktimpulse Ck getriggert Die von Störimpulsen und Spitzen befreiten Ausgangssignale von Db und Dc sind mit Bq und Cq bezeichnet Bq ist dabei von den positiven Störungen γ und <5 und Cq von den negativen Störungen λ und β befreit

In einem nachgeschalteten asynchronen Flipflop, bestehend aus den beiden NAND-Gü>.l;rn NZ und NA 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 invertiert zur Verfügung.

Die maximale Breite B1 der unterdrückten positiven (010) und negativen (101) Störimpulse darf höchstens öl <(n—1) Ta sein und die minimale Breite B2 der Zeitspanne zwischen zwei zeitlich nacheinander auftretenden Störimpulsen muß mindestens B2>(n— Vli)Tck sein. Ta ist dabei die Periode der Taktfrequenz Ck und π die Anzahl der D-Flipflops.

In F i g. 2 ist mit Δ tSA die Verzögerung zwischen SQ1 und A bezeichnet, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit drei D-Flipflops Δ tSA pleich 2'/2 Taktperioden Tq ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Unterdrückung von positiven und negativen Störimpulsen einer bestimmten Breite bei ϊ 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-FIipflops (D2) gelegt ist, und daß dessen (D2) Ausgang (Q2) auf den Eingang eines weiteren D-Flipflops (D_n) führt,
   daß die wahren Ausgänge (Qi bzw. Q_n) der D-Flipflops (Dl bzw. D_n) auf das nachgeschaltete ι· Verknüpfungsglied (N 1) geführt sind ebenso wie die invertierten Ausgänge (Q 1 bzw. Q_n) der D-Flipflops (D 1 bzw. D_n) auf das nachgeschaltete Verknüpfungsglied (N 2),

   daß die Verknüpfungsglieder (/Vl, N2) in getrennten Kanälen die positiven (γ, δ) und negativen (ex., β) Störimpulse beseitigen,

   daß nach den Verknüpfungsgliedern (Nl, N2) Speicherelemente (Db, Dc) angeordnet sind, die mit negierten Taktimpulsen beaufschlagt sind und noch vorhandene Spitzen (7} ausblenden und
   daß in jedem Kanal kreuzv, eise geschaltete Verknüpfungsglieder (N 3, N 4) vorgesehen sind, die das störungsfreie Nutzsignal in wahrer und invertierter Form bilden.