DE2715939C2 - Verfahren zur Erzeugung eines Taktvielfaches - Google Patents

Description

a) daß ein zweiter, zum ersten Frequenzteiler (FTl) funktionsglcicher Frequenzteiler (FT2) vorgesehen ist. dem ein Takt zugeführt wird, der nach Frequenz und Phase mit dem Takt des Taktgenerators (T) übereinstimmt.

b) daß vom ersten zum zweiten Frequenzteiler Synchronisierimpulse übertragen werden und daß mit jedem Synchronisierimpuls der zweite Frequenzteiler (FT2) die Stellung des ersten Frequenzteilers (FT 1) annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse dem zweiten Frequenzteiler (FT2) bei der Anfangsstellung des ersten Frequenzteilers (FT\) zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisicrimpulsc eine Folgefrequenz haben, die mit dem größten gemeinsamen Teiler der Frequenzen aller Takte des Taktvielfaches übereinstimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulsc eine Folgefrequenz haben, die mit dem größten gemeinsamen Teiler der Frequenzen aller Takle des Taktvielfaches übereinstimmt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse an einem Ausgang des ersten Frequenzteilers (FTi) abgenommen werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierimpulse am Ausgang eines dritten Frequenzteilers (FTV) abgenommen werden, der von einem Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers (FTl) getaktet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Taktvielfaches gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Unter einem Taktvielfach versteht man eine Vielzahl von Takten, deren Frequenzen festgelegt sind und die in einer festen Phasenbeziehung zueinander stehen.

Taktvielfache der genannten Art finden beispielsweise im Bereich der Datenübertragung Verwendung. Dies ist in F i g. 1 für den Fall eines Dateniibertragungsnetzes gezeigt, welches aus einer Zentrale Z und fünf Außenstationen AS\ ... AS 5, auch Trabantenstalionen genannt, aufgebaut ist. Bei einem derartigen sternförmig aufgebauten Netz erfolgt die Datenübertragung im allgemeinen im Duplcxverkehr /wischen der Zentrale und der betreffenden Trabanienstation. wobei jeder Datenübertragungsstrecke eine bestimmte Übertragungsgeschwindigkeit zugeordnet ist. jede Datcnübcrlragungsstrccke besteht aus einer zcniralscitigcn Datenübertragungseinrichtung (A,... E), einer Übertragungsleitung und einer entsprechenden Datenübertragungseinrichtung (A', ...E')der betreffendeil Trabantenstation. Die Datenübertragungseinrichtungen können beispielsweise Modems oder Basisbandgeräte sein und bei den Übertragungsleitungen kann es sich um Fernsprechleitungen handeln. Jede zentralseitige Datenübertragungseinrichtung bezieht ihren betreffenden, die Übertragungsgeschwindigkeit bestimmenden Takt von einem to Taktviclfach, welches von der zentralen Taktversorgung Tbereitgestellt wird.

Die in F i g. 1 der Zentrale Z zugeordnete Einrichtung M kann eine Zeitmultiplex-Einrichtung sein, welche die Aufgabe hat, im Taktraster des von der zentralen Takt-Versorgung gelieferten Taktvielfaches die von den Datenübertragungseinrichtungen A... £ gelieferten Daten zu bündeln und abzugeben sowie zugeführte gebündelte Daten aufzufächern und den Datenübertragungseinrichtungen A ... Efür die Übertragung zu den Trabanlensiationcn bereitzustellen. Für diese Aufgabe muß dem Gerät M ein Taktvielfach zur Verfugung stehen, welches dem der zentralen Taktversorgung Tfrequenz- und pharengleich ist.

In der Praxis bilden die in F i g. 1 angeführten Geräte der Zentrale, die zentrale Taktversorgung T, das Gerät M sowie die Datenübertragungseinrichtungen A ... E nicht unbedingt eine räumliche Einheit, sondern können je nach den örtlichen Gegebenheiten voneinander entfernt angeordnet sein. So können diese Geräte innerjo halb einer großen Halle oder auf mehrere Stockwerke eines Gebäudes verteilt angeordnet sein, so daß maximale Entfernungen zwischen den einzelnen Geräten von ca. 100 m durchaus realistisch sind. Wegen dieser Entfernungen ist es aus übertragungstechnischen Gründen zweckmäßig, die Takte zwischen der zentralen Taktversorgung Γ und den Datenübertragungseinrichtungen A ... Emittels erdsymmetrischer Doppelleitungen zu übertragen. Da für das Gerät Mein dem Taktvielfach der zentralen Takt Versorgung Γ frequenz- und phascngleiches Taktvielfach benötigt wird, ist es zunächst naheliegend, die benötigten Takte ebenfalls über erdsymmetrische Doppelleitungen von der zentralen Taktversorgung T zum Gerät M zu übertragen. In F i g. 2 ist ein derartiges Verfahren für ein Netz mit einer Anzahl /VTrabantcnstationen angedeutet. Die Übertragung der Takte erfolgt dabei von der zentralen Taktversorgung Tuber die Taktleitungen TA... TN zur jeweiligen Datenübertragungseinrichtung A ... N und über die Taktleilungcn TA'... TN' zum Gerät M. Für jede dieser Taktlcitungen wird je ein Taktsender und -empfänger benötigt, wobei ersterer eine Umsetzung vom geräteseitigen Taktpegel in den leitungsseitigen erdsymmetrischen Taktpcgel und letzterer eine entsprechende Rückumsetzung bewirkt. Die Datenübertragung zwisehen dem Gerät M und den Datenübertragungseinrichtungen A ... N erfolgt über die Datenleilungen DA ... DN. An beiden Enden dieser Datenleitungen stehen die zur Übergabe oder Übernahme der Datensignale benötigten zueinander frequenz- und phasengleichen W) Taktvielfache zur Verfügung.

Das geschilderte Verfahren weist den Nachteil auf, daß abhängig von der Anzahl A/der Trabantenstationen viele Taktleitungcn zwischen der zentralen Taktversorgung /und dem Gerät M notwendig sind. Kin weiterer t,^r> Nachteil ist, daß für jede dieser Taktlcitungen ein gesonderter Takicmpfänger £ im Gerät M benötigt wird.

In »F.lcctronic Engineering«, Feb. 1977, H. 588. S. ist eine Anordnung beschrieben, in der ein Taktvielfach

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zur sequentiellen Erzeugung sämtlicher Funktionen tellers FTi, beispielsweise die Anfangsstellung wieder-

dreier binärer Variabler verwendet wird. Das Taktviel- holt in der sich beide Zweige Z1 und Z 2 in ihrer An-

fach wird mit einem Generator und einem achtslufigen fangssteilung befinden. Diese Periodendauer ergibt sich

Zähler erzeugt. als reziproker Wert derjenigen Frequenz, die gleich Aus der DI-AS 17 b2 045 ist eine Schaliungsanord- ■; dem gfölitcn gemeinsamen Teiler sämtlicher im Takt-

nung zur Taktversorgung bekannt, durch die ein Takt- vielfach enthaltenen Frequenzen ist. Bei den genannten

vielfach aus den Takten eines Haupt-Taklgcnerators Werten des vorgegebenen Taktvielfaches beträgt diese

abgeleitet wird. Um die Taktversorgung bei Versagen Frequenz 300 Hz. Der dieser Periodendauer entspre-

des Haupt-Taktgenerators nicht unterbrechen zu müs- chende Takt Tp ist am Ausgang des zusätzlichen Fre-

sen, ist nach dieser Druckschrift ein Hilfs-Taktgenerator io quenzteilers FTV abnehmbar. Dieser Frequenzteiler

vorgesehen, der vom Haupt-Taktgenerator gesteuert weist das Teilerverhältnis 2 auf und wird vom Takt Te

wird und dessen Ausgänge über gesonderte Taktleitun- angesteuert. Die Verbindungsleitung vom Ausgang des

gen mit einer Vielzahl sogenannter Taktverteilerbau- Frequenzteilers FTV zum Zweig Zl gewährleistet die

gruppen verbunden sind. Bei Versagen des Haupt-Takt- geforderte Phasenlage dieses Zweiges zum Zweig Z2.

generators wird das benötigte Taktvielfach vom Hilfs- 15 Damit das dem vorgegebenen Taktvielfach entspre-

Taktgenerator abgeleitet, der dann ohne Phasensprung chence Taktviclfach auch im räumlich entfernt angeord-

annähernd dieselbe Impulsfolgefrequenz liefert wie der neten als Multiplexer ausgebildeten Gerät M verfügbar

Hanpt-Taktgenerator. ist, ist in diesem Gerät Mein Frequenzteiler FT2 vorge-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund?, ein Ver- sehen, der wie der Frequenzteiler FTi der zentralen fahren zur Erzeugung eines Taktvielfaches der eingangs 20 Taktversorgung Γ aufgebaut ist. Über die Leitung TO genannten Art anzugeben, derart, daß zur Erzeugung wird der Taktleitung des Frequenzteilers FTl der Takt dieses Taktvielfaches möglichst wenig Taktleitungen To des Taktgenerators G zugeführt. Die bei der Überbenötigt werden, tragung der Taktsignale auftretenden Verzerrungen

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein- und Laufzeiten können bei den in der Datenübertragangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im 25 gung üblichen Taktfrequenzen und den zwischen der Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale zentralen Taktversorgung T und dem Gerät M herrgelöst Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un- sehenden Entfernungen vernachlässigt werden. Der teransprüchen angegeben. Takt Tp, welcher am Ausgang des Frequenzteilers FT1'

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausfüh- abnehmbar ist, wird über die Leitung TP ebenfalls zum

rungsbeispiels näher beschrieben und erläutert werden. 30 Gerät M übertragen, wo er der Impulsformerschaltung

^ESp?'^gto j ·· ·· 11 ^ zugeführt wird. Die Leitungen TO und TP sind als Fi g. 3 die prinzipielle Anordnung des Ausführungs- erdsymmetrische Doppelleitungen ausgeführt. Für jede

beispiels für eine Zentrale Z für fünf Trabantenstatio- der beiden Leitungen TO und 77» wird daher zur Takt-

^nen>. pegelumsctzung am sendeseitigen Leitungsende ein

F1 g. 4 das Zeitdiagramm zur Erläuterung der Wir- j? entsprechender Taktsender und am empfangsseitigen

kungsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 3. Leitungsende ein entsprechender Taklempfänger benö-

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 wird das in der tigt. Die Arbeitsweise der Impulsformerschaltung J ist zentralen Taktvei sorgung 7" vorgegebene Takt vielfach im Zeitdiagramm F ig. 4 näher erläutert. Bei jedem mittels des vom Taktgenerator G angesteuerten Fre- Wechsel vom H- in den L-Zustand des Taktes Tp quenzteilers FTX gebildet. Je nach den Werten der 40 (L - low, hier die Spannung 0 V; H «= high, positive Taktfrequenzen des vorgegebenen Taktvielfaches be- Spannung) wird am Ausgang dieser Impulsformerschalsteht dieser Frequenzteiler aus mehreren Zweigen, wo- lung J ein kurzer Impuls Si, im folgenden Synchronisierbei jeder Zweig als Binärteiler aufgebaut ist. Im Ausfüh- impuls genannt, ausgelöst. Dieser SynchronisierimDuls rungsbeispiel nach Fig.3 wird von einem vorgegcbe- bildet bei diesem Ausführungsbeispiel die Synchroninen Taktvielfach ausgegangen, dessen Takle die Fre- 45 sierinformation. Während des Auftretens der Synchroquenzen 3000 Hz, 2400 Hz, 1500 Hz, 1200 Hz und nisierimpulse befinden sich die Frequenzteiler FTl und 600 Hz aufweisen. Zur Erzeugung dieses Taktvielfaches FTV in ihrer Anfangsstellung. Bei dieser Anfangsstelist der Frequenzteiler FTl aus zwei Zweigen Zl und lung weisen sämtliche Taktausgänge dieser Frequenz-Z2 aufgebaut, wobei jeder Zweig vom Takt To des teiler den L-Zustand auf. Von den Takten des Frequenz-Taktgenerators G angesteuert wird. Die Frequenz des 50 tellers FTI sind in Fig.4 nur die Takte Td und Te Taktes To ergibt sich aus dem kleinsten gemeinsamen dargestellt. Die Zeile Si in F i g. 4 zeigt die am Ausgang Vielfachen sämtlicher benötigten Frequenzen zu der Impulsformerschaltuiig / anliegenden Synchroni-12 kHz. Der Zweig Zl ist für die Teilcrverhähnisse 4 sierimpulsc Si. Die Länge eines dieser Impulse Si muß und 8 ausgelegt und liefert die Takte Ta und Tb mit den kurzer sein als die Dauer der Anfangsstellung des Fre-Frequenzen 3000 Hz bzw. 1500 Hz. Der Zweig Z 2 weist 55 qucnzteilers FT1. wobei diese Dauer gleich ist der Pedie Tellerverhältnisse 5, 10 und 20 auf und liefert die riodendauer des Taktes To.

Takte Tc. Td und Te mit den Frequenzen 2400 Hz, Die am Ausgang der Impulsformerschaltung /auftre-1200 Hz bzw. 600 Hz. Die feste definierte Phasenbezie- tenden Synchronisierimpule Si werden der Rückstelieihung zwischen den Takten eines Zweiges ergibt sich aus tung des zweiten Frequenzteilers F72 zugeführt. Durch dem Verhalten eines Binärteüers. wonach jeder Wech- so diese Maßnahme wird erreicht, daß zwischen den beisei am Ausgang einer Teilerstufe von einem bestimmten den Frequenzteilern FTl und FT2 stets Phasengleich-Binärzustand in den anderen Binärzusland einen Zu- heil besteht. Tritt beispielsweise wegen einer Störung Standswechsel am Ausgang der folgenden Tcilerstufe des Frequenzteilers FT2 eine Phasenungleichheit zwibewirkt. Die Phas'inzuordnung zwischen den Takten sehenden beiden Frequenzteilern FTl und FT2 auf so beider Zweige ergibt sich aus der Periodendauer des b5 wird durch den nächsten Synchronisierimpuls Si e"ine ■requenzteilers. UHter Periodendauer des Frcqucnztci- Rückstellung des Frequenzteilers FT2 in die Anfangslers wird hier diejenige Zeitspanne versiandcn. die sich stellung erzwungen und damit wieder Phasengleichheit ergibt, wenn sich eine bestimmte Stellung des Frequenz- hergestellt. Damil ist jeder am betreffenden Ausgang

des Frequenzteilers FT2 auftretende Takt des gewünschten Taktvielfaches frequenz- und phasengleich zu dem am zugeordneten Ausgang des ersten Frequenzteilers FTi auftretenden Takt des vorgegebenen Taktvielfaches, oder kurz ausgedrückt, beide Taktviclfachc sind zueinander frequenz- und phasengleich.

Wegen des geringen schaltungstechnischen Aufwandes ist es vorteilhaft, die Phasengleichhcit der Frequenzteiler FTl und FT2 bei der Anfangsstellung des Frequenzteilers FTl herzustellen. Um diesen Vorgang einwandfrei durchzuführen, muß die Folgefrequen/. der Synchronisierimpulse Si gleich dem reziproken Wert der Periodendauer des Frequenzteilers ΡΓ1 sein. Es ist jedoch auch möglich, Synchronisierimpulsc zu verwenden, deren Folgefrequenz ein ganzer Teil dieses Wertes ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist der Takt Tp. dessen Frequenz gleich dem reziproken Wert der Periodendauer des Frequenzteilers FT1 ist, nicht im vorgegebenen Taktvielfach enthalten. Es ist daher der zusätzliehe Frequenzteiler FTY vorgesehen, welcher den Takt Tp durch Teilung eines im vorgegebenen Taktvielfach enthaltenen Taktes gewinnt, zweckmäßigerweise des Taktes mit der nächst höheren Frequenz. Ist der Takt Tp bereits im vorgegebenen Taktvielfach vorhanden und sollen die Synchronisierimpulse Si aus diesem Takt und nicht aus einem ganzen Teil der Frequenz dieses Taktes gewonnen werden, so ist kein zusätzlicher Frequenzteiler FTV nötig. 1st der Frequenzteiler FTi bei entsprechender Frequenzverteilung des vorgegebenen Taktvielfaches mit nur einem einzigen Zweig aufgebaut, beispielsweise einem im Dualcode arbeitenden Binärzähler, so ist der Takt am Ausgang der letzten Stufe identisch mit dem Takt Tp. Die Synchronisierimpulse Si können daher aus dem am Ausgang dieser letzten Stufe auftretenden Takt gewonnen werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Takt To nicht von der zentralen Taktversorgung zum Gerät M übertragen, sondern im Gerät M selbst erzeugt Dies geschieht mit einem Taktgenerator C sehr hoher Frequenz und einem nachgeschalteten Frequenzteiler FT'. Am Ausgang dieses Frequenzteilers tritt eine Taktfrequenz auf, die nominell mit der Frequenz des Taktes To übereinstimmt. Mittels der den Rückstelleingang des Frequenzteilers FT zugeführten Synchronisierimpulse S/'. die durch Verkürzung der Synchronisierimpulse Si erhalten werden und die kürzer sein müssen als die Periodendauer des vom Taktgenerators C erzeugten Taktes, wird der Frequenzteiler FT jeweils in seine Anfangsstellung gesetzt Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß am Ausgang des Frequenzteilers FT für den Takteingang des Frequenzteilers FT2 ein Takt zur Verfügung steht, der in Frequenz und Phase mit genügender Genauigkeit dem Takt To entspricht. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß auf die Leitung TO verzichtet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines Taktviclfaches, das zu einem vorgegebenen, räumlich entfernt erzeugten Taktvielfach frequenz- und phasengleich ist, wobei das vorgegebene Taktvielfach durch Teilung des Taktes eines Taktgenerators (T) mit einem ersten Frequenzteiler (FTl) gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet,