DE2707610C3 - Schaltungsanordnung zur Auswertung einer digitalen Impulsfolge mit einem Vorimpuls - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wiedergegebene Schaltungsanordnung zur Auswertung einer digitalen Impulsfolge.

Bei der Übermittlung von Informationen werden heute in vorteilhafter Weise digitale Impulsfolgen verwendet, da diese Art von Signalen vergleichsweise einfach übertragen und verarbeitet werden kann.

Bei drahtlosen Personenrufanlagen wird beispielsweise die selektiv zu übertragende Information von der Zentrale an die einzelnen Personenrufempfänger in Form digitaler Signale übertragen, wobei als Kennzeichnung für die beiden digitalen Zustände je eine niederfrequente Kennfrequenz übertragen wird. Zur Sicherung der zu übermittelnden Informationen gegen Übertragungsfehler und gegen Störeinwirkungen bei der Übertragung werden die zu übermittelnden Informationen als spezielle Codewörter dargestellt, zu deren richtiger Erkennung im Empfänger besondere Erkennungsschaitungen vorgesehen sind. Auf diese Weise werden falsche Informationen weitgehend unterdrückt.

Es hat sich jednch gezeigt, daß z. B. aufgrund der nicht idealen Ausgestaltung der Empfangsgeräte sowie des damit verbundenen Einflusses des Rauschens auf die Empfänger durchaus auch dann anscheinend richtige Informationen empfangen werden, wenn solche Informationen gar nicht von dem zentralen Sender der Personenrufanlage ausgesendet wurden.

Man kann zur Unterdrückung solcher Fehler den Nutzsignalen einen Vorimpuls voranstellen, der länger ist als die meisten vorkommenden scheinbaren Nutzimpulse.

Für eine asynchrone Datenübertragung ist es bereits bekannt (US-PS 3689 846), einen Startimpuls mit Hilfe einer besonderen Schaltung zu erkennen, die ein vom Startimpuls und anderen (auch Stör-) Impulsen triggerbares und nachtriggerbares Monoflop enthält, dem eine Verknüpfungsschaltung in Form eines Impulsformers, eines Nand-Gatters und eines bistabilen Flipflops nachgeschaltet ist. Mit Hilfe dieser Schaltung wird festgestellt, ob die Impulsenden der Ausgangsimpulse des Monoflops noch in die Impulsdauer eines gleichzeitig vorhandenen Eingangsimpuls^s des Monoflops fallen; ggf. gibt die Schaltung ein Startsignal für die asynchrone Datenübertragung ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen anderen Lösungsweg in Form einer einfach zu realisierbarenden Schaltung zur Auswertung von mit einem Vorimpuls versehenen digitalen Impulsfolgen aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird bei der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wiedergegebenen Schaltungsanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei einem Persöiienrufempfänger, lind

Fig. 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist als Anwendungsbeispiel der Erfindung ein Empfänger für eine Personenrufanlage als Blockschaltbild dargestellt. Die Personenrufanlage arbeitet mit digital codierten Signalen, wobei im zentralen Sender der Personenrufanlage den beiden digitalen Zuständen je eine niederfrequente Kennfrequenz zugeordnet ist. Zur drahtlosen Übertragung wird eine hochfrequente Trägerfrequenz mit den beiden Kenn- i<> frequenzen moduliert.

Über eine Antenne 1 des Personenrufempfängers wird die erwähnte Trägerfrequenz empfangen. Am Ausgang einer von der Antenne 1 gespeisten Eingangsstufe 2 mit einem Verstärker und einem Demo- ι ί dulator ist ein niederfrequentes Signal abgreifbar, das einem Randpaß 3 zugeführt wird. Der Bandpaß 3 ist so bemessen, daß er im wesentlichen nur ein die beiden Kennfrequenzen beinhaltendes Frequenzspektrum durchläßt. Das auf diese We-se erhaltene Frequenzgemisch wird einem Digitaidemoduiator 4 zugeführt, der so aufgebaut ist, daß er in Abhängigkeit von den erwähnten Kennfrequenzen an seinem Ausgang digitale Signale 5 erzeugt.

Die digitale Impulsfolge 5 enthält in codierter Form 2ϊ die zu übermittelnden Informationen. Zur Decodierung der Impulsfolge 5 dient ein Decoder 6, der mit seinem Ausgang 10 über einen Trennverstärker 11 einen Lautsprecher 12 und/oder eine Anzeigeeinheit 13 zur Wiedergabe der zu übermittelnden Information in speist.

Der Decoder 6 ist so aufgebaut, daß er nur solche Impulsfolgen auswertet, die der Sender erzeugen kann. Falsche Impulsfolgen werden also gar nicht erst ausgewertet. Der Decoder 6 kann also gewissermaßen J5 zwischen echten und falschen Impulsfolgen unterscheiden. Gleichwohl ist es zunächst aber nicht möglich zu verhindern, daß aufgrund von Übertragungsfehlern oder aufgrund von Störsignalen auch anscheinend richtige Informationen am Eingang 7 des +0 Decoders 6 erscheinen.

Um sicherzustellen, daß der Decoder C überhaupt nur solche Impulsfolgen 5 als richtig erkennt, die mit großer Wahrscheinlichkeit auch als solche Impulsfolgen vom zentralen Sender der Personenrufanlage aus- 4> gesendet wurden, sind die im zentralen Sender der Personenrufanlage erzeugten codierten Signale mit einem Vorimpuls bestimmter Mindestlänge vei sehen.

Zur Erkennung der auf diese Weise gekennzeichneten richtigen Impulsfolgen ist eine Schaltungsan- -,n Ordnung mit einem D-Flipflop 15 und einem Monoflop 21 vorgesehen. Das Ausgangssignal dieser Schaltungsanordnung mit dem D-Flipflop 15 und dem Monoflop 21 wird einem Steuereingang 8 des Decoders 6 zugeführt. Der Decoder 6 ist so aufgebaut, daß >j er nur dann eine Impulsfolge decodiert, wenn er sinngemäß über den Steuereingang 8 eingeschaltet worden ist.

Die vom Decoder 6 zu verarbeitenden Impulsfolgen sind se aufgebaut, daß der Decoder ύ das Ende öu einer richtigen Impulsfolge erkennen kann. Am Hilfsausgang 9 des Decoders 6 erscheint dann ein Steuersignal,

Die erwähnte, für die Steuerung des Decoders 6 vorgesehene Schaltung umfaßt ein D-Flipflop 15 mit einem D-Eingang 16, einem »Clock«-Eingang 17, einem R(»Reset«)-Eingang 20 sowie einem nichtinvertierenden Q-Ausgang 19 und einem invertierenden Q-Ausgang 18. Das Flipflop 15 ist in bekannter Weist so aufgebaut, daß ein Sprung von »0e auf »la an teinem Eingang 17 nur dann am Ausgang 19 eine »1« erscheinen läßt, wenn am Eingang 16 des Flipflap 15 eine »1« liegt. Über den Eingang 20 ist das Flipflop

15 zurücksetzbar, d. h. am Ausgang 19 erscheint eine »0«, wenn am Eingang 20 eine »1« angelegt wird.

Das Monoflop 21 ist nachtriggerbar und ansonsten wie üblich aufgebaut, d. h. an seinem in der darstellten Schaltung nicht beschalteten Q-Ausgang erscheint nach dem Triggern des Monoflop 21 durch einen Sprung von »0« auf »la am »Clocko-Eingang 22 eine »1« für eine vorbestimmte (instabile) Zeitspanne. Erscheint ein weiteres Triggersignal am Eingang 22 während der instabilen Zeitspanne, so beginnt diese Zeitspanne erneut wieder von dem letzten Triggersignal an zu laufen. Liegt an dem R(»Rc-set«)-Eingang 24 des Monoflop 21 eine »1«, so bedeutet dies, daß das Mont flop nicht triggerbar ist, daß also an seinem Q-Ausgang 23 eine »1« hegt.

Die vorstehend beschriebenen B ;ugruppen mit dem Flipflop 15 und dem Monoflop 21 sind wie folgt zusammengeschaltet. Die auszuwertende Impulsfolge 5 ist einerseits direkt an den Eingang 22 des Monoflop 21 angeschlossen und andererseits über einen Inverter 14 an den Eingang 17 des Flipflop 15. Der Ausgang 23 des Monoflop 21 ist mit dem Eingang

16 des Flipflop 15 verbunden. Der Ausgang 19 des Flipflop 15 ist einerseits mit dem Steuereingang 8 des Decoders 6 und andererseits mit dem Eingang 24 des Monoflop 21 verbunden. Der Eingang 20 des Flipflop 15 schließlich ist an den Hilfsausgang 9 des Decoders 6 angeschlossen.

Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt. Erscheint in der Impulsfolge 5 ein Sprung von »0« auf »1«, so wird mit diesem Sprung das Monoflop 21 über seinen Eingang 22 getriggert, so daß am Ausgang 23 des Monoflop 11 eine »0« erscheint. Der e/wähnte Sprung von »0« auf »1« hat auf das Flipflop 15 keine Wirkung, da dieser Sprung am Eingang 17 des Flipflop Ii. wegen des Inverters 14 als ein Sprung von »1« auf »0« erscheint. Während der durch die bistabile Zeitspanne des Monoflop 21 vorgegebenen Zeit bleibt also am Eingang 16 des Fiipflop 15 eine »0« stehen. Dies bewirkt, daß während der erwähnten Zeitspanne selbst ein Sprung von »0« auf »1« am Eingang 17 des Flipflop 15 keine Veränderung bewirkt, da ja zuvor am Ausgang 19 des Flipflop 15 eine »0« lag und mit dem erwähnten Sprung von »0« auf »1« am Eingang 17 lediglich der am Eingang 16 liegende digitale Wert (hier also eine »0«) auf den Ausgang 19 übertragen werden kann.

Pv srwähnte »0« am Ausgang 19 des Flipflop 15 während des beschriebenen Zustandes bewirkt zugleich am Steuere i.igang 8 des Decoders 6 daß dieser nicht eingeschaltet ist. also die an seinem Eingang 7 erscheinenden Impulsfolgen 5 nicht auswertet.

Die instabile Zeitspanne des Monoflop 21 ist so gewählt, daß sie kurzer ist als der vorstehend beschriebene Vorimpuls einer richtigen digitalen Impulsfolge von Nutzsignalen. Daraus folgt, daß alle Stöisignale, die kürzer als die bistabile Zeitspänne ties Monoflop:, 21 sind, von vornherein vom Decoder 6 nicht decodiert werden. Erst wenn ein Impuls der Impulsfolge 5 langer ist als die bistabile Zeitspanne des Monoflops 21, kann das Flipflop 15 umgeschaltet und damit der Decoder 6 eingeschaltet werden. Dies erklärt sich dadurch, daß für den Fall eines Impulses mit einer länge-

ren Zeitspanne als der instabilen Zeitspanne des Monoflop 21 dieses Monoflop nach der erwähnten Zeitspanne zurückkippt Und damit am Ausgang 23 des Monoflop 21 und entsprechend am Eingang 16 des Flipflop 15 eine »1« erscheint. Wenn nun der er-^ wähnte Impuls der Impulsfolge 5 endet, also von »1« auf »0« geht, dann bewirkt dies wegen des Inverters 14 am Eingang 17 des Flipflop 15 einen Sprung von »0« auf »1«. Damit wird dann die am Eingang 16 des Flipflop 15 liegende »1« an den Ausgang 19 weitergegeben. Damit erscheint dann am Steuereingang 8 des Decoders 6 ein diesen Decoder einschaltendes Signal, nämlich die »1«.

Der beschriebene Vorgang wird anhand der Impulsdiagramme in Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2a zeigt ein Beispiel für die Impulsfolge 5 in Fig. 1. Die dargestellten Impulse wechseln zwischen den digitalen Werten von »0« auf »1«. Während der ersten Impulse 25 taucht kein Impuls auf, der langer ist als die instabile Zeitspanne des Monoflop 21. Diese Zeitspanne ist in Fig. 2b mit At bezeichnet. Mit dem ersten Sprung von »0« auf »1« der Impulse 25 oder mit einem davor liegenden entsprechenden Sprung wird das Monoflop 21 gesetzt, d. h. an seinem Ausgang 23 erscheint ein Sprung von »1« auf »0«, wie dies in Fig. 2 b dargestellt ist. Durch jeden weiteren Sprung »0« auf »1« der Impulsfolge 25 in Fig. 2a wird das Monoflop 21 nachgetriggert. Bei dem in Fig. 2 a angenommenen Beispiel geschieht dies dann zum letztenmal mit dem Beginn des Impulses 26, der langer als die instabile Zeitspanne At des Monoflops ist. Nach Ablauf der Zeitspanne At kippt das Monoflop 21 zurück, so daß an seinem Ausgang 2:3 eine »1« erscheint, wie dies durch den Impuls 28 in Fig. 2b dargestellt ist. Wenn dann das Ende des Impulses 26 in Fig. 2a erscheint, bewirkt dies ein Umschalten des Flipflop 15, so daß am Ausgang 19 des Flipflop 15 eine »1« erscheint, wie dies durch den Impuls 29 in Fig. 2c dargestellt ist. Der Impuls 29 arn Ausgang 19 des Flipflop 15 dient als Einschaltsignal für den Decoder 6 in Fig. 1. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der im Anschluß 5.Ti den Impuls 2fi m Fig. 2a fuJgcnilc: Nutiimpuib ιΓι tatsächlich auch vom Decoder 6 decodiert wird bzw. erkannt werden kann. Der Impuls 29 am Ausgang 19 des Flipflop 15 dient ferner zur Sperrung des Monoflop 21 über dessen Eingang 24. Diese Sperrung des Monoflop 21 während einer »erkannten« Nutzimpulsfolge verhindert, daß ein Sprung von »0« auf »1« in der Nutzimpulsfolge das Monoflop in unerwünschter Weise triggert und damit letzten Endes ein Ausschalten des Decoders 6 über dessen Eingang 8 bewirkt.

Wie bereits oben beschrieben, ist der Decoder 6 des weiteren so aufgebaut daß er das Ende einer Nutzimpulsfolge erkennen kann. Wenn dann entsprechend am Ende einer solchen Nutzimpülsfolge am Hilfsausgang 9 des Decoders 6 eine »ί« erscheint, so bewirkt dieses Signal am Eingang 20 des Flipflop 15

ίο eine Umschaltung des Flipflop 15, so daß am Ausgang 19 wieder eine »0« erscheint und einerseits der Decoder 6 über seinen Steuereingang 8 ausgeschaltet ist und andererseits das zuvor während der Nutzimpulsfolge über den Eingang 24 gesperrte Monoflop 21 wieder freigegeben wird. Das Monoflop 21 kann dann also wieder durch einen Sprung von »0« auf »1« an seinem Eingang 22 getriggert werden. Damit ist die beschriebene Schaltung dann wieder zur Erkennung und Auswertung einer Nutzimpulsfolge in der Impulsfolge 5 vorbereitet.

Der Inverter 14 vor dem Eingang 17 des Flipflop 15 kann entfallen, wenn seine Funktion von der Eingangsschaltung des Eingangs 17 des Flipflop 15 mit übernommen wird. Für den Fall, daß der Eingang 16 des Flipflop 15 invertierende Eigenschaften aufweist, muß dieser Eingang statt mit dem Ausgang 23 des MonofloD 21 mit dessen Q-Ausgang verbunden werden. Es ist ferner möglich, den Decoder 6 statt mit dem Ausgang 19 des Flipflop 15 mit dessen Ausgang 18 anzusteuern.

Die instabile Zeitspanne At des Monoflop 21 ist vorteilhaft so gewählt, daß sie etwas langer ist als die halbe Zeitdauer des Vorimpulses 26 in Fig. 2 a. Wenn bei Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer Personenrufanlage der beschriebenen Art ein Bandfilter entsprechend dem Bandfilter 3 mit einer bestimmten unteren Grenzfrequenz verwendet wird, dann ist es vorteilhaft, die instabile Zeitspanne des Monoflops 21 mindestens so lang zu wählen, wie die der unteren Grenzfrequenz des Bandpasses 3 entsprechende Periodendauer ausm <u.hi.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist nicht auf eine Personenrufanlage der beschriebenen Art beschränkt. Sie kann vielmehr überall dort angewendet werden, wo impulsförmige Signale ausgewertet werden sollen und wo zur Erkennung von Nutzsignalen einer Impulsfolge ein Vorimpuls bestimmter Länge zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Auswertung einer digitalen Impulsfolge, die einen Vorimpuls vorge- ί gebener Länge enthält, und mit einem nachtriggerbaren Monoflop, dessen instabile Zeitspanne kurzer ist als der Vorimpuls und dessen Setzeingang die auszuwertende Impulsfolge zugeführt ist, so daß ein Impulsanfang das Monoflop triggern oder nachtriggern kann, sowie mit einer Verknüpfungsschaltung mit einem Steuersignale liefernden Ausgang, die zur Vorbereitung einer Auswertung über einen Reset-Eingang rücksetzbar ist und deren Eingänge einerseits von einem Ausgang des π Monoflop und andererseits durch die Impulsfolge gesteuert sind, wobei ein Ausgang der Verknüpfungsschaltung mit dem Sperreingang des Monoflop so verbunden ist, daß dieses mit erfolgter Auswertung eines Vorimpulses gesperrt wird, dadurch gekennzeichnci, daß als Verknüpfungsschaltung ein D-Flipflop (15) vorgesehen ist, daß die auszuwertende Impulsfolge dem Clock-Eingang (17) des D-FIipflop (15) so zugeführt ist und ein Ausgang (23) des Monoflop (21) mit dem 2i D-Eingang (16) des D-Flipflop (15) so verbunden ist, daß mit einem Vorimpulsende (26) das D-Flipflop (15) gesetzt werden kann.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für die Ansteuerung eines die Impulsfolge auswerten- s» den Decoders, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsschalter (8) des Decoders (6) mit einem Ausgang (19) des D-Flipflop (15) verbunden ist Und daß der Reset-Eingang i20) des D-FIipflop (15) an eine Schaltung (9) zur erkennung des En- r> des einer auszuwertenden Nutz-Impulsfolge abgeschlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auszuwertende Impulsfolge (15) direkt an den Setzeingang (22) des Monoflop (21) und über einen Inverter (14) an den CIock-Eingang (17) des D-Flipflop (I^s) angeschlossen ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4> daß ein invertierender Ausgang (23) des Monollop (21) mit dem D-Eingang (16) des D-FIipflop (15) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ein- ><> gangsschalter (8) des Decoders (6) verbundene Ausgang des D-Flipflop (15) vom nichtinvertietenden Ausgang (19) des D-FIipflop (15) gebildet Ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 für ">"> einen Selektivrufempfänger, insbesondere einer fersoncnrufanlage. bei der digitale Informationen Hittels Frequenzumtastung übertragen werden, kei dem einer Schaltung zur Umwandlung zweier kennfrec|iRtizen in digitale Impulse ein Filter mit wi einer unteren Grenzfrequenz vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die instabile Zeitspanne des Monoflop (21) größer Ist als die der unteren Grenzfreqüenz des Filters entsprechende Periodendauer,

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die instabile Zeitspanne des Monoflop

(21) etwas länger ist als die halbe Zeitspanne des Vorimpulses.