DE2736967A1

DE2736967A1 - Asynchrone telemetrieschaltung

Info

Publication number: DE2736967A1
Application number: DE19772736967
Authority: DE
Inventors: Robert Augustus Demers
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-08-23
Filing date: 1977-08-17
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2736967C3; JPH0146919B2; JPS5327052A; US4114138A; CA1080320A; GB1587673A; DE2736967B2

Description

BLtJiVSBACK · WESiiii · BtRv: EiNS . KRAMER ZWiRNER · HIRSCH - EREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2 736967

Pdlentconsult Rocioi.kcitraße 43 8000 München 60 Telefon (08?) 883603/88360Ί Telex 05-212313 Telegramme Patentconsull Patuntccn-jult Sonnenbcrgor StraOe 43 6?C0 Wiesbaden Tclclon (06121) 562943/56199-3 Telex 04-186237 Telegramme l'alenlconsult

WESTERN ELECTRIC COMPANY, Demers - 1

INCORPORATED

NEW YORK (N.Y.) 10007 USA

Asynchrone Telemetrieschaltung

Die Erfindung betrifft eine asynchrone Telemetrieschaltung mit einem 1-aus-n(1:2)-Digitalcodewortgenerator und einem Generatortaktgeber.

Selektivrufsysteme sind in vielen Anwendungsfällen zweckmäßig, von denen einer die Überwachung des Zustandes von Ausrüstungen ist, beispielsweise Schutzschaltern, die sich in unbemannten Stationen entlang einer übertragungsleitung befinden, sowie die Steuerung von Operationen solcher Ausrüstungen. Jede Station enthält einen Selektivruf-Decoder, der feststellt, ob die zentrale Steuerstation die Jeweilige Station ruft oder nicht. Bei Eintreffen eines Anrufes antwortet die entfernte Station, indem sie entweder Informationen bezüglich des Zustandes bestimmter Ausrüstungen oder bestimmter Bedingungen in der Station aussendet oder ein

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München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. . P. Hirsch Dipl. Ing. . H. P. Brehm Dipt.-Chem. Or. phil. nal. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing Dr jur. ■ G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl -W.-Ing.

Steuersignal an Ausrüstungen in der Station anlegt.

Es ist eine große Vielfalt von Selektivrufanordnungen für entfernte Stationen im Stand der Technik beschrieben worden. Dazu zählen Mehrfrequenz-Auswahlverfahren, synchrone Digitalcode-Verfahren und sich wiederholende, asynchrone Digitalverfahren. Die Konstrukteure haben sich von Vielfrequenzverfahren zu Digitalcodeverfahren gewendet, da bei den Vielfrequenzverfahren komplizierte Stationsausrüstungen erforderlich sind, wenn das System zum Anrufen einer großen Zahl von entfernten Stationen ausgelegt ist. Bei den bekannten Anordnungen nach dem Digitalcodeverfahren sind im allgemeinen komplizierte Zeitsteuerungsanordnungen sowohl für die zentrale Steuerstation als auch die entfernten Stationen nötig.

Die bekannten Anordnungen sind im allgemeinen kompliziert und teuer. Einige Selektivruf-Anordnungen für Überwachungsund Steuersysteme, bei denen nur wenige Anrufeοdierungen erforderlich sind, können von den Kosten her zu aufwendig werden, wenn komplizierte Anordnungen nach dem Stand der Technik benutzt werden. Es besteht demgemäß ein Bedarf nach einem unkomplizierten Selektivrufsystem, mit dessen Hilfe eine kleine Zahl von entfernten Stationen bei niedrigem Aufwand selektiv gerufen werden kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Bedarf

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zu befriedigen. Zur Lösung geht die Erfindung aus von einer asynchronen Telemetrieschaltung der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler mit varibler Zählbasis, so geschaltet ist, daß er Taktsignale des Generatortaktgeburs zählt, daß eine Einrichtung an den Zähler angeschaltet ist, um dessen Zählbasis zu ändern, und daß eine Einrichtung an den Zähler und den Generatortaktgeber angeschlossen ist und unter Ansprechen auf den Stand des Zählers und die Taktsignale des Generatortaktgebers am Ausgang des Digitalcodewortgenerators einen sich wiederholenden Strom von 1:n-Digitalcodewortsignalen erzeugt.

Eine Selektivrufschaltung mit einem Zähler varibler Zählbasis erzeugt also einen digitalen Impulsstrom mit Wiederholungen von gewählten Codewörtern digitaler Information. Eine Vielzahl von Empfangsstationen nimmt die digitalen Codewörter auf. Jede Empfangsstation enthält einen Decoder zur Erkennung einer vorbestimmten Folge von Digitalinformationen und zur Wiederherstellung der darin enthaltenen gewählten Digitalcodewörter.

Entsprechend der Erfindung wird ein sich wiederholender Strom digitaler Codewörter benutzt, um selektiv eine entfernte Station zu rufen. Es werden Digitalcodewörter variabler Länge für das selektive Rufen einer entfernten Station wiederholt. Ein Zähler mit variabler Zählbasis erzeugt Digitalcodewörter variabler Länge. Jedes unterschiedliche

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Codewort enthält eine unterschiedliche Anzahl von n-Bits, wobei ein Bit jedes Codewortes in einem ersten Zustand und n-1 Bits jedes Codewortes in einem entgegengesetzten Zustand sind. Ein rückstellbarer Zähler, der abhängig von 1-aus-n-Signalen zurückgestellt wird, wird zur Wiederherstellung individueller Digitalcodewörter aus einem sich iwederholenden Strom von Codewörtern variabler Länge benutzt. Es wird eine aus einer Gruppe von entfernten Stationen selektiv ohne Verwendung von Rahmensignalen gerufen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Selektivrufschaltung;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Codegenerators und eines Decoders, die bei der Selektivrufschaltung nach Fig. 1 benutzt werden;

Fig. 3 das Blockschaltbild eines Generators für Digitalcodewörter variabler Länge, der bei der Selektivrufschaltung nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 4 eine Tabelle mit Codierungen zur Darstellung von Logikzuständen des Digitalcodewortgenerators nach Fig. 2;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm für den Digitalcodewortgenerator nach Fig. 3»

Fig. 6 das Blockschaltbild eines 1:n-Decoders, der in der Selektivrufschaltung nach Fig. 1 benutzt wird; Fig. 7 ein Zeitdiagramm für den 1:n-Decoder nach Fig.

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In Fig. 1 ist ein asynchrones Telemetriesystem 15 dargestellt, das benutzt wird, um selektiv von einer zentralen Steuerstation 20 aus eine oder mehrere von einer Vielzahl von unbemannten entfernten Stationen 21,22 und 23 zu rufen. Das System 15 wird mit Vorteil zur überwachung des Zustandes von Ausrüstungen 26,27 und 28 in den entfernten Stationen und zur Steuerung von automatischen Schutzschaltern 31,32 und benutzt, die sich in den entfernten Stationen 21,22 bzw, 23 befinden. Ein 1-aus-n(1:n)-Codegenerator 35 in der zentralen Steuerstation 20 und 1:n-Decoder 41,42 und 43, die je in einer anderen entfernten Station angeordnet sind, stellen eine einfache und billige Anordnung eines Telemetriesystems begrenzter Kapazität dar.

Gewählte Zustände von Ausrüstungen 26,27 und 28 in den verschiedenen Stationen wird durch ein Frage-Antwortverfahren festgestellt. Jeder entfernten Station ist ein besonderer Identifiziercode zugeordnet. Fragen der zentralen Steuerstation 20 ist je ein besonderer Fragecode zugeordnet. Alle entfernten Stationen 21,22 und 23 benutzen die gleiche Gruppe von Antwortcodierungen zur übertragung von Zustandsberichten zurück zur zentralen Steuerstation 20.

Bei der überwachung der Ausrüstungen 26 erzeugt die zentrale Steuerstation einen Identifizier- und Fragecode, der vom 1:n-Codegenerator 35 in der zentralen Steuerstation 20 über

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eine Übertragungsleitung 36 zu den entfernten Stationen 21, 22 und 23 gegeben wird. Die Station 21 enthält den 1:n-Decoder 41, der auf besondere Weise so ausgelegt ist, daß er auf den Identifiziercode für die Ausrüstungen 26 anspricht. Demgemäß spricht der Decoder 41 auf den übertragenen Fragecode an, indem er die Weiterleitung des angeforderten Zustandes der Ausrüstungen 26 über die Leitung 29 zu einem 1:n-Codesender 51 veranlaßt. Für einen Bericht über den Zustand erzeugt und überträgt der 1:n-Codesender 51 einen Antwortcode, der dem zu berichtenden Zustand zugeordnet ist. Dieser Antwortcode wird über eine weitere Übertragungsleitung 37 zurück zur zentralen Steuerstation 20 gegeben, wo er durch einen 1:n-Decoder 55 aufgenommen, decodiert und zur Darstellung gespeichert wird. Eine entsprechende Folge von Vorgängen gilt für die Ausrüstungen 27 und 28 in den Stationen 22 und 33, wobei der 1:n-Codegenerator 35 unterschiedliche Identifiziercodierungen mit dem gleichen oder einem anderen Fragecode erzeugt und aussendet.

Die Steuerung der automatischen Schutzschalter (APS) 31, 32 und 33 wird durch Aussenden eines Befehlscode von der zentralen Steuerstation 20 zu den entfernten Stationen 21, 22 und 23 erreicht. Nach Wahl des Konstrukteurs können alle entfernten Stationen den übertragenen Befehl decodieren und darauf ansprechen. In einem solchen Fall müssen alle 1:n-Decodierer so ausgelegt sein, daß sie auf den gleichen Befehlscode ansprechen. Ein solcher Befehl kann beispielsweise

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ein Verfahren zur Rückstellung der automatischen Schutzschalter einleiten. Außerdem können nach Wahl des Konstrukteurs gewählte Befehle nur in einer der entfernten Stationen ausgewertet werden. Wenn der Befehl für ej.ne bestimmte entfernte Station, beispielsweise die Station 21, bestimmt ist, muß diese Station durch die Übertragung ihres Identifiziercode zusammen mit dem jeweiligen Befehlscode identifiziert werden. Demgemäß wird ein für die Station 21 bestimmter Befehl durch den 1:n-Decoder 41 decodiert und bewirkt eine Änderung des Logikpegels, der über die Leitung 38 dem automatischen Schutzschalter 31 in der Station 21 zugeführt wird.

In Fig. 2 ist die Verbindung des 1:n-Codegeneratcrs 35 mit dem 1:n-Decoder A3 genauer dargestellt. Im Codegenerator 35 erzeugt ein N-Bit-Binärzähler 61 mit variabler Zählbasis (Modulus) zusammen mit einer Ausgangsgatterschaltung 1 :n-Codewörter auf der übertragungsleitung 36 in Abhängigkeit von örtlich erzeugten Generatortaktimpulsen. Die 1:n-Codewörter enthalten Wörter, bei denen ein Bit von η-Bits in einem hohen Zustand (auf H) ist, während alle übrigen n-1-Bits in niedrigem Zustand (auf L) sind. Bei dem sich ergebenden Code kann jedes einzelne Wort jede beliebige Zahl von Bits zwi-

N
sehen einem Bit und 2 -Bits haben, wobei N gleich der Zahl von Stufen im Zähler 61 mit variabler Zählbasis ist. Jedes Codewort enthält eine andere Zahl η von Bits, wobei ein Bit jedes Codewortes in einem ersten Zustand und n-1-Bits jedes Codewortes in dem entgegengesetzten Zustand sind. Ein UND-

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Gatter 62, das auf das Ausgangssignal des Zählers 61 mit variabler Zählbasis und einen Taktgeber 63 anspricht, erzeugt auf der Leitung 36 Codewortsignale. Im 1:n-Decoder 43 werden die über die Leitung 36 übertragenen Codewörter einem synchronen Taktgeber 81, einer Rückstellschaltung 86 und einer Codewort-Wiederherstellschaltung 89 zugeführt, die zusammen mit einem rückstellbaren Zähler 85 auf einer Ausgangsleitung 80 wiederhergestellte Codewörter erzeugt.

In Fig. 3 ist der Codegenerator 35 genauer gezeigt. Der Binärzähler 61 mit variabler Zählbasis ist ein dreistufiger Impulszähler, dessen niedrigststelliges Bit auf der linken und des höchststelliges Bit auf der rechten Seite angeordnet sind. Der Zählwert des Zählers 61 wird bei jeder negativ gerichteten Flanke der von einem örtlichen Taktgeber 63 erzeugten Taktimpulse weitergeschaltet. Zeitfehler im Codegenerator werden dadurch vermieden, daß alle Zustandsänderungen des Zählers bei negativ gerichteten Taktimpulsflanken auftreten. Der Zähler erreicht dann also einen Ruhezustand, bevor logische Entscheidungen während eines Zeitintervalls getroffen werden, in welchem das Taktsignal auf H ist.

Die Ausgangsgatterschaltung des Binärzählers 61 mit variabler Zählbasis enthält ein UND-Gatter 62, bei dem ein invertierender Eingang mit dem Ausgang jeder Zählerstufe und ein nicht invertierender Eingang mit dem Ausgang des Taktgebers verbunden ist. Das UND-Gatter 62 spricht auf die invertierten

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Eingangssignale und die örtlich erzeugten Taktimpulse des Codegenerators an. Der 1 :n-Codegenerator 35 erzeugt danreinen Ausgangsimpuls, wenn der Zähler 61 nur Null-Zustände hat und ein Taktimpuls vom Taktgeber 63 auftritt. Das UND-Gatter 62 erzeugt also einen Codegerierator-Ausgangsimpuls positiver Polarität während des ersten Taktimpulses nach dem Auftreten von nur Null-Zuständen im Zähler 61.

Der Codegenerator-Ausgangsimpuls und alle nachfolgend erzeugten Ausgangsimpulse werden über die Leitung 36 zu den an die Leitung angeschalteten Decodern 41,42 und 43 übertragen (Fig.1). Die Ausgangsimpulse werden außerdem an den Triggereingang T der ersten Stufe eines Modulus-M-Zählers 64 gegeben, der in einer Rückkopplungsanordnung für den Zähler 61 mit variabler Zählbasis liegt. Diese Rückkopplungsanordnung enthält logische Schaltungen, die zu Jedem Zeitpunkt die Zählbasis (den Modulus) des Zählers 61 bestimmen. Der vom Codegenerator 35 erzeugte Code wird dadurch bestimmt, welche der verschiedenen möglichen Rückkopplungsbedingungen an den Zähler 61 mit variabler Zählbasis gegeben wird.

Der Modulus-M-Zähler 64 zählt die Ausgangsimpulse des Codegenerators 35 und steuert eine Folge von bis zu M 1:n-Codemustern. Der Zähler 64 ändert seinen Zustand bei negativ gerichteten Flanken von Ausgangsimpulsen auf der Leitung 36. Leitungen 66,67 und 68 von den Ausgängen der Stufen des Zählers 64 führen direkt zu unterschiedlichen Adresseneingängen

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eines Festwertspeichers (ROM) 70, der ebenfalls in der Rückkopplungsanordnung liegt. Der Stand des Modulus-M-Zählers 64 bestimmt zusammen mit einem Codeauswahlwort von S-Bits, das einer Gruppe von Leitungen "Codeauswahl" zugeführt ist, die Zählbasis des Zählers 61.

Als Beispiel sei angenommen, daß der Festwertspeicher 70 ein üblicher Speicher mit 2048 Wörtern ist, die Je drei Bits enthalten. Eine Adressierung des Festwertspeichers wird durch die Zustandsbits vom Modulus-M-Zähler 64 und die S-Bits des Codeauswahlwortes erreicht. Die Zustandsbits des Zählers 64 beeinflußen die drei niedrigststelligen Adressenbits des Festwertspeichers 70. Die acht höchststelligen Adressenbits des Festwertspeichers 70 werden durch das Codeauswahlwort bestimmt.

In der Schaltung gemäß Fig. 3 gilt N=3, M=8 und S=8. Die Schaltung arbeitet wie folgt. Unter Ansprechen auf das Adressenwort erzeugt der Festwertspeicher ein erstes Ausgangscodewort mit drei Bits auf den Leitungen Dq, D₁ und Dp. Dieses Wort bestimmt die Zählbasis des Zählers 61 zur Festlegung des vom Codegenerator 35 zu erzeugenden 1:n-Codemusters. Das Ausgangscodewort des Festwertspeichers 70 wird an die Steuereingänge einer Datenverteilerschaltung 71 gegeben, um festzulegen, welcher von acht Ausgängen X_Q bis Xy auf H gebracht wird. Die Datenverteilerschaltung 71 ist eine übliche Verzweigungsschaltung, bei der das Eingangssignal in Form

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einer logischen 1 auf einen von acht Ausgangszweigen verteilt wird.

Die sieben niedrigststelligen Ausgangszweige der Datenverteilerschaltung 71 sind direkt mit sieben höchststelligen Eingangszweigen eines Datenwählers oder einer Verzweigungsauswahlschaltung 72 verbunden. D e drei Steuereingänge des Datenwählers 72 sind mit den Ausgängen Q_Q, Q₁ und Qp des Zählers 61 mit variabler Zählbasis verbunden und werden durch den Stand dieses Zählers gesteuert.

Wenn der Zähler 61 mittels der Folge von Taktimpulsen des Taktgebers 63 durch seine Zählzustände geschaltet wird, so erreicht er einen Stand, der um eins größer als das an die Datenverteilerschaltung 71 gegebene Ausgangscodev/ort des Festwertspeichers ist. Beim Auftreten einer solchen Übereinstimmung wird ein Rückstellimpuls auf der Ausgangsleitung 73 des Datenwählers 72 erzeugt. Dieser Riickstellirapuls stellt den Zähler 61 auf Null zurück.

Bei rückgestelltem Zähler 61 bewirkt der nächste, über die Leitung 75 zugeführte Taktimpuls, daß, wie oben beschrieben, das UND-Gatter 72 einen Ausgangsimpuls erzeugt. Dieser Ausgangsimpuls wird nicht nur über die Leitung 36 zum Decoder 43 (Fig. 2) übertragen, sondern schaltet außerdem den Modulus-M-Zähler 64 weiter.

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Durch die Weiterschaltung des Zählers 64 auf einen neuen Zählwert wird eine unterschiedliche Adresse an den Festwertspeicher 70 gegeben, wodurch ein zweites Ausgangscodewort aus dem Festwertspeicher gelesen wird. Nimmt man an, daß dienes zweite Ausgangscodewort eine andere Binärkombination als das erste Ausgangscodewort hat, so tritt die Übereinstimmung zwischen dem Stand des Zählers 61 mit variabler Zählbasis und dem zweiten Ausgangscodewort des Festwertspeichers 70 zu einem anderen Zeitpunkt während der Folge von Taktimpulsen auf. Dadurch tritt auch der Rückstellimpuls für den Zähler 61 zu einem anderen Zeitpunkt als bei dem ersten Ausgangscodewort des Festwertspeichers auf. Der Codegenerator 35 erzeugt demgemäß nacheinander zwei unterschiedlich 1:n-Codewörter.

Das Ausführungsbeispiel eines 1:n-Codegenerators gemäß Fig. 3 enthält zwar Zähler und einen Festwertspeicher bestimmter Größen, aber es sind auch andere Größen möglich. Im allgemeinen sollte der Festwertspeicher 2 M Wörter mit je N-Bits haben.

In Fig. 4 und 5 ist eine Folge von Operationszuständen für den Codegenerator 35 dargestellt, wenn er eine Vier-Codewort-Folge 1:7, 1:6, 1:4, 1:2 wiederholt. Es sei darauf hingewiesen, daß jedes Codewort eine andere Anzahl von Bits n=7, n=6, n=4 und n=2 enthält.

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..;cMnden innerhalb des .;:. aio.,· -..-.:■ Codewortfolge. Die am ' .:il^J: ■ .'::t" gibt die Anzahl von ·,: Au::.r_: ■ ,--irnpuls an, wobei die . r.vch vr/'-.oü läuft. Die Spalte ■; w d:;· ν j or Codewörter während wird, das zwischen der Zeile, auf

iic-uviu,, v.r><l der Zeile oberhalb des nächst folgenden Codewortei: liegt.. Die "Festwertspeicher-Adresse" wird in zwei Teilen c.ngeg"bon, nämlich acht "Codeauswahl¹¹- -Bits und drei Bits, die den Stand des Zählers 64 angeben. Die Ausganßszuständo des Festwertspeichers 70 sind in der Spalte "Festwertspeicher-Ausgang" dargestellt.

In Fig. 4 ist außerdem eine Spalte "Datenverteiler-Ausgang" dargestellt, die angibt, welcher der acht Ausgänge des Datenverteilers 71 während des Intervalls auf H ist, das zwischen der Linie liegt, auf der der Verteilerzustand gezeigt ist, und der Linie, die dem Auftreten des nächsten Verteilerausgangs vorausgeht. Man beachte, daß die Ausgänge des Datenverteilers 71 mit X* bezeichnet sind, wobei jedes X eine Dezimalzahl als Index besitzt. Die Dezimalzahl des Ausgangs, der auf H geht, ist um eins größer als der Dezimalwert des binären Ausgangssignals des Festwertspeichers 70.

In der Spalte "Zähler 61" ist die Folge von Zählerständen angegeben, die beim Anlegen von Taktimpulsen aus dem Taktgeber

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63 an den Zähler 61 auftritt.

Die Festwertspeicher-Adresse, der Festwertspeicher-Ausgang und der Datenverteiler-Ausgang bleiben konstant, während der Zähler 61 durch eine Folge von Zuständen weitergeschaltet wird, bis er auf Null zurückgestellt wird. Die verschiedenen stabilen Werte der Festwertspeicher-Adresse, des Festwertspeicher-Ausgangs und des Datenverteiler-Ausgangs sind in der Tabelle gemäß Fig. 4 weggelassen, da sie sich nicht von den jeweils vorhergehenden V/erten unterscheiden und klarer herausgestellt werden soll, wenn wichtige Änderungen stattfinden.

Am rechten Ende der Tabelle in Fig. 4 zeigen die Spalten ¹¹ Rückstellimpuls" und "Codewortimpuls" das Auftreten von Rückstellimpulsen bzw. Codewortimpulsen in der Operationsfolge,

Der Inhalt des Festwertspeichers 70 ist so abgespeichert, daß die an die Adressenleitungen des Festwertspeichers angelegten Codeauswahldaten 00000001 Festwertspeicher-Ausgangssignale 110,101,011,001,110,101,011 und 001 erzeugen, wenn der Zähler 64 acht mal durch Ausgangsimpulse auf der Leitung 36 weitergeschaltet wird. Da der Zähler 64 ein Modulus-8-Zähler ist, befinden sich acht Codewörter in der Folge. Die als Beispiel gegebene Folge von Codewörtern ist jedoch auf vier unterschiedliche Codewörter begrenzt, die zweimal wiederholt wird, und die Ausgangsfolge des Festwertspeichers wird auf entspre-

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chende Weise zweimal wiederholt.

Solange die gleichen Codeauswahldaten an die Adressenleitungen des Festwertspeichers 70 angelegt sind, erzeugt der Codegenerator kontinuierlich die gleiche Folge von acht Codewörtern. Wenn die Codeauswahldaten geändert werden, so werden unterschiedliche Folgen von Codewörtern erzeugt. Diese unterschiedlichen Folgen von acht Codewörtern können benutzt v/erden, um eine der entfernten Stationen gemäß Fig. 1 zu identifizieren, einer der Stationen zu befehlen, einen bestimmten Vorgang durchzuführen, oder die übertragung bestimmter Informationen von einer gewählten Station zur zentralen Steuerstation anzufordern.

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm für den 1:n-Codegenerator 35 in Fig. 3. In Fig. 5 sind auf der obersten Zeile Taktsignale vom Taktgeber 63 dargestellt. Die Zeit läuft von links nach rechts. Die Ziffern auf der obersten Zeile geben die Anzahl von Taktimpulsen seit dem letzten Ausgangsimpuls an, wie in Fig. 4 in vertikaler Richtung dargestellt.

Die Zustände des Zählers 61 sind auf den mit "Zähler 61 (Q₀, Q₁, Qp)" bezeichneten Zeilen gezeigt. Der Zähler 61 wird durch die auf der Zeile "Rückstellen" angegebenen Impulse zurückgestellt.

Die Zustände des Zählers 64 sind auf den mit "Zähler 64

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(Qq, CL, Qo)" bezeichneten Zeilen angegeben.

Man beachte, daß gemäß Fig. 5 Zustandsänderungen der Zähler 61 und 64 nur bei negativ gerichteten Flanken der Taktimpulse auftreten.

Die Ausgangssignale des Festwertspeichers 70 sind auf den mit "Ausgangssignal des Festwertspeichers 70 (D_Q, D₁, Dp)" bezeichneten Zeilen angegeben.

Die an die Leitung 36 in Fig. 3 angelegten Ausgangsimpulse sind in Fig. 5 auf der Zeile "Codewortimpuls¹¹ dargestellt. Es zeigt sich, daß nur ein Ausgangsimpuls mit hohem Pegel (H) in mehreren Zeitabschnitten vorhanden ist, deren Zahl η beträgt. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß die Ausgangsimpule in einem sich wiederholenden Muster 1:7, 1:6, 1:4, 1:2 auftreten, nämlich dem gleichen Muster, das in dem Beispiel entsprechend der Logiktabelle in Fig. 4 benutzt worden ist.

Solange das an den Festwertspeicher 70 angelegte Codeauswahlwort unverändert bleibt, wiederholt der Codegenerator die gleiche Folge von Codewörtern. Bei der Anordnung nach Fig. 3 erfolgt für Jedes Codeauswahl-Eingangssignal ein Zugriff zu M Festwertspeicheradressen zur Erzeugung von M 1:n-Codewörtern. Die sich ergebende Codefolge lautet dann (1:^), (1:n₂) ... (1:n_M), wobei alle n^ zwischen 1 und 2 liegen und M kleiner

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N
als oder gleich 2 ist.

Durch Zuführen unterschiedlicher Codeauswahl-Eingangssignale werden unterschiedliche Folgen erzeugt. Die Zahl C der unterschiedlichen Folgen, die erzeugt werden können, ist

^Ä J i 0CT5—

N
= Summe der Kombinationen von 2 mit jeweils i-Elementen gleichzeitig.

Dazu wird beispielsweise hingewiesen auf Chemical Rubber Company Standard Mathematical Tables, 14. Ausgabe, Seite 392.

Wegen des in dem noch zu beschreibenden Detektor verwendeten Verfahrens spielt die Reihenfolge der Codewörter keine Rolle. Die Bedeutung der Codewörter hängt nur vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein eines bestimmten 1:n^-Code ab.

Man beachte, daß die Zählbasis (Modulus) des Modulus-M-Zählers fest sein kann, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, oder durch eine äußere Kontrolle veränderbar gestaltet werden kann.

In Fig. 6 ist der Decoder 43 der entfernten Station 23 dargestellt, der die Codewörter auf einer mit der übertragungsleitung 36 verbundenen Eingangsleitung aufnimmt. Beim Empfang und nach dem Decodieren einer ankommenden Nachricht wird ein Ausgangssignal vom Decoder 43 auf der Ausgangslei-

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- VA -

tung 80 erzeugt.

Im Decoder entnimmt ein synchroner Taktgeber 81 der ankommenden Nachricht ein Taktsignal. Der Taktgeber 81 erzeugt eine kontinuierliche Folge von Taktimpulsen, die in allen Zeitlagen der ankommenden Codewörter auftreten. Der synchrone Taktgeber 81 kann irgendeine Ausführung einer Vielzahl von bekannten Taktwiedergewinnungsanordnungen sein. Eine dieser Anordnungen ist eine phasenstarre Schleife. Der Taktgeber 81 erzeugt ein Taktsignal auf der Leitung 82 in jeder Zeitlage, unabhängig davon, ob ein Eingangsimpuls auf der Leitung 36 während dieser Zeitlage auftritt.

Ein rückstellbarer Zähler 85 mit N-Bits zählt die Anzahl der Lücken zwischen den Impulsen in den ankommenden 1:n-Codewörtern, Die Rückstellung des Zählers 85 wird durch ein einzelnes rückstellbares Flipflop 86 erreicht, das einen Rückstellimpuls für den Zähler 85 und sich selbst bei der negativ gerichteten Flanke jedes ankommenden Codewortimpulses erzeugt. Zwischen den Codewortimpulsen werden die Taktirapulse des synchronen Taktgebers 81 an den Zähler 85 gegeben und gezählt, bis ein Rückstellimpuls auf der Leitung 87 auftritt. Demgemäß stellt zu jedem Zeitpunkt der Inhalt des Zählers 85 die Anzahl der leeren Zeitlagen im Codewort auf der übertragungsleitung 36 seit dem zuletzt empfangenen Codeimpuls dar. Der Stand des Zählers 85 wird über Ausgangsleitungen zu der Codewort-V/iederherstellungsschaltung 89 gegeben.

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In der Codewort-Wiederherstellungsschaltung 89 erzeugt ein Datenverteiler 90 einen Impuls an einem seiner Ausgänge, der durch den Stand des Zählers 85 bestimmt wird, wenn jeweils ein ankommender Codeimpuls an den Decoder gegeben v/ird. Der Datenverteiler 90 ist eine Verzweigungs-Auswahischaltung, die ein Ausgangssignal jeweils an einer von mehreren Ausgangsleitungen in Abhängigkeit von Steuersignalen erzeugt, die von den Ausgängen Q₀, Q^, Q₂ der Stufen des Zählers 85 stammen. Wenn beispielsweise der Decoder einen 1:7-Code emfpängt, erzeugt der Datenwähler einen Ausgangsimpuls an seinem Ausgang 1:7, wenn der Zähler den Stand 110 hat und der Decoder 43 den Eingangscodewortimpuls 1:7 empfängt.

In Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für den Decoder 43 in Fig. 6 gezeigt. Die oberste Zeile in Fig. 7 zeigt das Ausgangssignal des synchronen Taktgebers 81 in Fig. 6. Die zweite und dritte Zeile zeigen die Codewort-Eingangsfolge und die sich ergebenden Rückstellimpulse, die bei den negativ gerichteten Flanken der Codewortimpulse auftreten. Die Zählstände des Zählers 85 sind in den Zeilen »Zähler 85 (Q_Q, Q₁, Q₂)" dargestellt.

Man beachte, daß für jedes 1:n-Codewort in einer Nachricht ein Impuls am jeweiligen Ausgangsanschluß des Datenverteilers 90 auftritt. Diese Ausgangsanschlüsse sind in Fig. 6 mit

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Y^...Yq bezeichnet. In Fig. 7 wird eine ähnliche Bezeichnung mit Voranstellung des Wortes "Verteiler" zur Identifizierung des Ausgangssignalc an den entsprechenden Verteileranschlüssen benutzt.

Der von der Übertragungsleitung 36 in Fig. 6 ankommende Impulsstrom wird über die Leitung 91 zum Signaleingang des Datenverteilers 90 gegeben und über den Verteiler zu einem durch den Stand des Zählers 85 bestimmten Ausgang geführt. Es erscheint dann an dem gewählten Anschluß der Ausgangsanschlüsse Y^...Yg ein Ausgangsimpuls. Als Beispiel wird auf die Impulse hingewiesen, die in Fig. 7 in Form von "Verteiler Y₇", "Verteiler Y₆", »Verteiler Y^" und "Verteiler Y₂" dargestellt sind. Die in Fig. 7 als Beispiel angegebenen Signale passen zu der als Beispiel erzeugten Codefolge gemäß Fig. 4 und 5. Daher sind in Fig. 7 weitere Ausgangssignale "Verteiler Y₁,Y₃,Y₅,Y_Q" des Datenverteilers 90 in Fig. 6 gezeigt, ohne daß Impulse anzeigen, daß die vom Decoder empfangene Codefolge diese Codewörter ausschließt.

Entsprechend Fig. 7 sind die Ausgangssignale des Datenverteilers 90 Impulse, die in der Anordnung nach Fig. 7 zu Signalen mit konstantem Pegel gedehnt werden müssen, um den Empfang eines gegebenen Code anzuzeigen. An jeden Ausgangsanschluß des Datenverteilers 90 ist ein getrennter, nachtriggerbarer monostabiler Multivibrator 92 angeschaltet, um die Ausgangsimpulse auf einen Zeitabschnitt t_g zu dehnen,

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der etwas länger als das längste erwartete Intervall zwischen aufeinanderfolgenden 1:n-Codewörtern ist. Der monostabile Multivibrator 92 hat ein astabiles Intervall von t_. Entsprechend der Darstellung in Fig. 7 ist t_ ein Intervall, das

mit einem Impuls am Verteileranschluß Y„ beginnt und nach dem nächsten Auftreten eines Impulses am Verteileranschluß Y„ endet. Gedehnte Ausgangsimpulse der monostabilen Multivibratoren sind in Fig. 7 gezeigt und mit "Multivibrator 1:1" und so weiter bezeichnet.

Für das Beispiel mit der Folge 1:7, 1:6, 1:4, 1:2 erzeugen die Verteilerausgänge Yy, Y^, Y^ und Y₂ wiederholt Impulse aufgrund der entsprechenden ankommenden Codewörter. Die an die Verteilerausgänge Y₇, Yg, Y^ und Y₂ angeschalteten monostabilen Multivibratoren werden wiederholt in ihren astabilen Zustand getriggert und erzeugen die kontinuierlichen Ausgangssignale H auf den Leitungen 1:7, 1:6, 1:4 und 1:2 in Fig. Die Ausgangssignale auf den anderen Ausgangsleitungen 1:1, 1:3, 1:5 und 1:8 bleiben entsprechend den über die übertragungsleitung 36 ankommenden Codefolge auf L.

Eine Kombinationslogik bestimmt, ob eine vorbestimmte Codewortfolge vom Decoder 43 aufgenommen wird oder nicht. Alle Ausgangsleitungen der monostabilen Multivibratoren 92 sind direkt mit den Eingängen eines UND-Gatters 94 verbunden. Die Ausgänge 1:1, 1:3, 1:5 und 1:8 derjenigen monostabilen Multivibratoren, die für die als Beispiel gewählte Folge 1:7,

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1:6, 1:4, 1:2 auf L bleiben müssen, sind mit invertierenden Eingängen des UND-Gatters 94 verbunden. Das UND-Gatter erzeugt also nur dann ein Ausgangssignal, wenn die richtige Kombination von Codewörtern empfangen wird.

Wie durch die Mehrfachleitungen 93 angedeutet, können mehrere Logikgatter an die Ausgänge der monostabilen Multivibratoren angeschlossen werden.

Jeder der entfernten Stationen 21,22 und 23 sowie der Steuerstation 20 in Fig. 1 sind eine oder mehrere Codefolgen zugeordnet. Wenn in einer entfernten Station alle Muster einer Nachricht empfangen worden sind, so wird eine Verzögerung eingeleitet, um sicherzustellen, daß keine neuen Muster ankommen und die Nachricht verändern, bevor die Feststellung in der entfernten Station beendet ist. Diese Verzögerung wird durch die Einfügung einer Verzögerungseinheit in jeden Ausgangsweg der Kombinationslogik zur Verhinderung einer fehlerhaften Feststellung von irgendwelchen Mustern kurzer Dauer als Nachrichtencodierungen erreicht, die durch Fehlerstöße oder zufällige Signale auf der Leitung erzeugt werden.

In Fig. 6 sorgt eine Verzögerungseinheit 95 dafür, daß das Ausgangssignal des UND-Gatters 94 verzögert auf H geht. Die Verzögerungszeit t_Q ist langer als die längstmögliche Codefolge, die am Decoder 43 zu erwarten ist.

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Claims

Patentansprüche

./Asynchrone Telemetrieschaltung mit einem 1-aus-n(1:2)-Digitalcodewortgenerator und einem Generatortaktgeber, dadurch gekennzeichnet, ein Zähler (61) mit varibler Zählbasis so geschaltet ist, daß er Taktsignale des Generatortaktgebers (63) zählt,

daß eine Einrichtung (65) an den Zähler (61) angeschaltet ist, um dessen Zählbasis zu ändern, und daß eine Einrichtung (62) an den Zähler (61) und den Generatortaktgeber (63) angeschlossen ist und unter Ansprechen auf den Stand des Zählers (61) und die Taktsignale des Generatortaktgebers (63) sm Ausgang des Digitalcodewortgenerators (35) einen sich wiederholenden Strom von 1:n-Digitalcodewortsignalen erzeugt.

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München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Pipl.-Phys. Cr. rer. nal. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P.Bergen Dipl.-Ing. Dr jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

ORIGINAL INSPECTED
2.. Asynchrone Telemetrieschaltung nach Anspruch 1, mit einem 1:n-Decoder zur Aufnahme von Signalen von dem Codewortgenerator,

dadurch gekennzeichnet, daß der 1:n-Decoder (A3) folgende Bauteile aufweist:

einen Decoder-Taktgeber (81), der an einen Ausgang des Codegenerators angeschaltet ist und Decoder-Taktsignale synchron mit ankommenden Digitalcodewörtern erzeugt; einen rückstellbaren Zähler (85), der an den Decoder-Taktgeber (81) angeschlossen ist und unter Ansprechen auf die Decoder-Taktsignale drei vorgegebene Zustände durchläuft;

eine Einrichtung (86), die an den Ausgang des Ccdegenerators angeschlossen ist und unter Ansprechen auf die 1:n-Digitalcodewortsignale ein Signal zur Rückstellung des rückstellbaren Zählers erzeugt; eine Einrichtung (89), die an den Ausgang des Codegenerators und den Ausgang des rückstellbaren Zählers angeschlossen ist und unter Ansprechen auf den Strom von 1:n-Digitalcodewortsignalen sowie den Stand des rückstellbaren Zählers vorbestimmte individuelle Digitalcodewörter wiederherstellt.
3. Asynchrone Telemetrieschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Codewortgenerator an seinem Ausgang unterschiedliche Codewörter erzeugt, wobei jedes Codewort eine unterschiedliche Zahl η von Bits er-

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• zeugt, und daß ein Bit Jedes Codewortes einen ersten Zustand und n-1 Bits jedes Codewortes einen entgegengesetzten Zustand haben.
4. Asynchrone Telemetrieschaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalcodegenerator an seinem Ausgang unterschiedliche Codewörter erzeugt, daß
jedes Codewort eine unterschiedliche Zahl η von Bits aufweist, und daß ein Bit jedes Codewortes einen ersten Zustand und n-1 Bits jedes Codewortes einen entgegengesetzten Zustand haben.

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