DE2827958C2

DE2827958C2 - Streckenregenerator für in einem Partial-Response-Code vorliegende mehrstufige digitale Signale

Info

Publication number: DE2827958C2
Application number: DE19782827958
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. Jungmeister; Dieter Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2827958B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Streckenregenerator für in einem Partial-Response-Code vorliegende n-stufige, insbesondere 7-stufige digitale Signale hoher Schrittfrequenz mit im GHz-Bereich auftretenden Frequenzanteilen, der einen über wenigstens eine Weiche mit der Übertragungsstrecke verbundenen Regenerator enthält und eingangsseitig einen Entzerrer mit Vorverstärker und eine Anordnung zur Taktwiedergewinnung aufweist, und bei dem der Regenerator einen Amplitudenentscheider und eine Pulsversorgung enthält.

Mit der stärkeren Verbreitung voi. PCM-Grundsystemen ergibt sich die Notwendigkeit, Übertragungsstrekken für digitale Signale aufzubauen, die die Informationsmenge mehrerer Grundsysteme zwischen zwei Stationen übertragen können. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Ausbildung der einzelnen Teile von Streckenregeneratoren, wie beispielsweise des Ampiitudenentscheiders und des Zeitentscheiders, sofern bei binären Signalen die Impulsdauer im Nanosekundenbereich oder gar Subnanosekundenbereich liegt. Zur Reduktion der Bitrate auf praktikable Werte wird deshalb von mehrstufigen Impulsen Gebrauch gemacht. Dabei hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der bekannten Partial-Response-Codierung sieben Amplitudenstufen gerade noch beherrschbar sind, bei einer größeren Anzahl aber die Anforderungen insbesondere an den Amplitudenentscheider überproportional ansteigen.

Aus The Bell System Technical Journal 45 (1966), No. 7, Seiten 993 bis 1043 ist ein Streckenregenerator für in einem PST-Code vorliegende dreistufige digitale Signale hoher Schrittgeschwindigkeit mit im GHz-Bereich auftretenden Frequenzanteilen bereits bekannt. Dieser Streckenregenerator weist eingangsseitig einen Entzerrer mit Vorverstärker und eine Anordnung zur Taktwiedergewinnung auf und enthält außerdem einen Amplitudenentscheider und eine Pulsversorgung. Außerdem sind bei diesem Regenerator die Ausgänge der Amplitudenentscheiderstufen jeweils getrennt mit

den Signaleingängen von zwei Verstärkeranordnungen verbunden, außerdem sind die Ausgänge aller dieser Verstärkeranordnungen miteinander verbunden und bilden den Regeneratorausgang.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, einen Regenerator der eingangs erwähnten Art mit möglichst geringem Aufwand zu schaffen und — im Hinblick auf die noch fehlende nationale und internationale Normung — dabei auf eine möglichst große Flexibilität zu achten, also die leichte Anpaßbarkeit an andere Schrittfrequenzen und eine andere Zahl von Amplitudenstufen sicherzustellen.

Erfindungsgemäß wild die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Regenerator eine Abtaststufe vorgesehen ist, die zwei mit ihren Eingängen mit dem Ausgang des Entzerrers verbundene, einseitig begrenzende Verstärker enthält, von denen der erste Verstärker nur die Signalamplituden unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes und der andere Verstärker nur die Signalamplituden oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes verstärkt, daß mit den Ausgängen der beiden Verstärker jeweils getrennt die Signaleingänge zweier pulsgesteuerter Abtastschalter verbunden Snid, deren Ausgänge jeweils getrennt mit Signaleingängen eines (n— l)-stufigen, vorzugsweise 6stufigen Amplitudenentscheiders verbunden sind, daß mit jedem Signaleingang des Amplitudenentscheiders ein in diesem enthaltener dritter bzw. vierter Verstärker verbunden ist, daß jeder Ausgang der beiden Verstärker jeweils getrennt mit den Signaleingängen einer ersten bzw. einer zweiten Gruppe von \l2-(n— 1)binären Amplitudenentscheiderstufen verbunden ist, deren Rücksetzeingänge über Verstärker an die Pulsversorgung angeschlossen sind, daß in an sich bekannter Weise jeder der Ausgänge der Amplitudenentscheiderstufen jeweils getrennt mit den Signaleingängen von n— 1 Verstärkeranordnungen verbunden ist und die Ausgänge sämtlicher Verstärkeranordnung miteinander verbunden sind und den Ausgang des Regenerators bilden.

Im Hinblick auf die im Amplitudenentscheider auftretendem hohen Frequenzen ist eine Variante der Erfindung zweckmäßig, bei der der im Amplitudenentscheider enthaltene dritte und der vierte Verstärker jeweils einen npn- npn-Transistor Ti, 7"2 in Emitterfolgerschaltung enthalten und daß mit dem Emitteranschluß des ersten npn-Transistors drei binäre Amplitudenentscheiderstufen und mit dem Lrnitteranschluß des zweiten npn-Transistors drei weitere binäre Amplitudenentscheiderstufen jeweils über ein Widerstandsnetzwerk verbunden sind, daß jede der binären Amplitudenentscheiderstufen als aktives Element einer Tunneldiode enthält und daß über das Widerstandsnetzwerk sowohl die Einkopplung der Referenzspannung zu jeder der Tunneldioden als auch die Auskopplung der amplitudenentschiedenen binären Signale erfolgt.

Zur Erzeugung der Mehrstufensignale am Ausgang des Regenerators aus den bei der Amplitudenentscheidung entstandenen Binärsignalen ist die Verwendung eines Binär-Mehrstufenwandlers bei einer weiteren Variante der Erfindung zweckmäßig, bei der mit den Ausgängen der Amplitudenentscheiderstufen jeweils getrennt ein Signaleingang von n—\ in einem Binär-Mehrstufenwandler angeordneten Differenzverstärkern verbunden ist, daß die Referenzeingänge der mit der ersten Gruppe von Amplitudenentscheiderstufen verbundenen Differenzverstärker über einen elften Verstärker mit einer Quelle für einen Austastpuls und die Referenzeingänge utr mit der zweiten Gruppe von binären Amplitudenentscheiderstufen verbundenen Differenzverstärker über einen zwölften Verstärker mit der Quelle für den Austastpuls verbunden sind.
Zur Erzeugung der im Regenerator benötigten Impulse zum Abtasten, Rücksetzen und Austasten mit den jeweils gewünschten Phasenverhältnissen ist eine Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der mit dem Takteingang des Streckenregenerators ein fünfter Verstärker verbunden ist, an dessen Ausgang eine

iü Impulsformerstufe angeschlossen ist, und daß mit dem Ausgang der Impulsformerstufe der Eingang eines sechsten Verstärkers zur Erzeugung der Abtastpulse für die Abtastschalter, ein siebter Verstärker zur Erzeugung der Rücksetzpulse für den neunten und zehnten Verstärker des Amplitudenentscheiders und ein achter Verstärker zur Erzeugung des Austastpulses für den elften und den zwölften Verstärker des Binär-Mehrstufen-Wandlers angeschlossen sind.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der

-" Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Regenerators nach der Erfindung,

F i g. 2 die Abtaststufe und einen Teil des Amplitudenentscheiders des Regenerators nach Fig. 1,

Fig.3 eine einzelne Stufe des Amplitudenenischeiders in der Prinzipschaltung mit einem bei a gezeigten vereinfachten Schaltbild, einem bei b dargestellten Schema eines Schaltzyklus einer Tunneldiode und in der Darstellung bei c Spannungsdiagramme zum vereinin fachten Schaltbild,

Fig.4 die Signalverzweigung im Amplitudenentscheider mit Laufzeitentkopplung und

F i g. 5 den Binär-Mehrstufen-Wandler des Regenerators nach Fig. 1.

J5 Die in der Fig.! dargestellte Regeneratoranordnung wird als Streckenregenerator in einer PCM-Strecke eingesetzt, die als Verbindungsmedium ein Koaxialkabel, die sogenannte »Normaltube« enthält Zur Übertragung sind die vorliegenden Signale im sogenannten

■»ii Partial-Response-Code der Klasse IV codiert, bei einer möglichen Amplitudenstufenzahl von 7 beträgt die Schrittgeschwindigkeit 212MBd. Zur Ankopplung des eigentlichen Regenerators an die Strecke dient eine nicht gezeigte Weiche üblicher Art, deren Ausgangssi-

4"> gnale einerseits einem Entzerrer mit Vorverstärker zur Aufhebung des Kabelfrequenzganges und der Kabeldämpfung und andererseits einer Anordnung zur Taktwiedergewinnung zugeführt werden. Vom Entzerrer mit Vorverstärker wird das wiedergewonnene

"hi Signal Us dem entsprechend bezeichneten Eingang des Regenerators zugeführt. Der Regenerator weist einen weiteren Eingang auf, der zur Übernahme des regenerierten Taktes von der Taktwiedergewinnung dient

~>~> Das übernommene Signal Us gelangt zunächst in die zur Abtaststufe gehörende Pegelweicht·, die zwei einseitig begrenzende Verstärker Vi und V2 enthäl*. Der Verstärker VI ist als Amplitudentiefpaß, also als Begrenzer ab einem Schwellenwert, geschaltet, wäh-

w) rend der Verstärker V2 als Amplitudenhochpaß, also als Begrenzer in entgegengesetzter Richtung aufgebaut ist. Da der Schwellenwert in beiden Verstärkern gleich ist, ergibt sich eine Aufteilung des Signals hinsichtlich der Amplitudenwerte in zwei parallel zu verarbeitende

*>'■ Teile. An beide Verstärkerausgänge sind Abtastschalter AS i bzw. /452 angeschaltet, die aus den ankommenden Signalen kurzzeitig zu den gewünschten Abtastzeitpunkten in Augenmitte Signalteile ausblenden und diese

über die Verbindung A I₁ Ei bzw. A 2, E 2 den Amplitudenentscheidern zuführen. Die Amplitudenentscheider enthalten eingangsseitig einen dritten bzw. vierten Verstärker V3, V 4, die jeweils über ein Widerstandsnetzwerk mit drei nachgeschalteten binären Entscheiderstufen verbunden sind. Die binären Entscheiderstufen enthalten dabei parallel arbeitende Tunneldioden. Bei gleichen Arbeitspunkten, infolge gleicher Vorströme der Tunneldioden wird dabei die »Gewichtung« mittels verschiedener Vorwiderstände erreicht. Beim Ankommen eines Signals schalten also dann jeweils alle Tunneldioden, deren Schwellenwert vom Signalwert überschritten wird. Vor der nächsten Takt- und damit Entscheiderperiode werden die umgeschalteten Tunneldioden von einem Rücksetzpuls, der über den neunten bzw. zehnten Verstärker V9, V10 dem Amplitudenentscheider von der Pulsversorgung lügciüllfi w'iTu, iü ucn A'dSgärigSZüatariu ZürüCKVCrSCtZ*.

Dabei ist zur Beseitigung der Signalabhängigkeit der Ausgangsimpulse der Tunneldioden jeder Tunneldiode ein Differenzverstärker nachgeschaltet. Diese Differenzverstärker D1 ... D% sind zu einem als Binär-Septenär-Wandler ausgeführten Binär-Mehrstufenwandler zusammengefaßt. Dem zweiten Eingang der Differenzverstärker wird ein Ausiastpuls über den elften bzw. zwölften Verstärker VIl, V12 zugeführt, durch den eine Einheitsfläche aus den Ausgangsimpulsen der Tunneldioden herausgetastet wird, wodurch sichergestellt ist, daß die von den Tunneldioden abgegebenen Binärsignale präzis gleichgewichtet werden. Durch die Zusammenführung der Ausgangsanschlüsse der Differenzverstärker erfolgt eine Analogaddition der abgegebenen Signale, durch die das regenerierte Siebenstufensignal gebildet wird. Die nötigen Steuerpulse für die Abtastschalter ASi, AS2 in der Abtaststufe, die Rücksetzpulse der Tunneldioden im Amplitudenentscheider und die Austastsignale für die Differenzverstärker in dem Binär-Septenär-Wandler werden in der Pulsversorgung aus dem übernommenen Taktsignal erzeugt. Zu diesem Zweck ist mit dem Takteingang ein fiinffor VprctprliPr Vi vprhiinHpn Ηρςςρη Αιι

nal einer Impulsformerstufe fFS zugeführt wird. Die Impulsformerstufe IFS enthält in bekannter Weise eine Speicherschaltdiode. Mit dem Ausgang der Impulsformerstufe sind der sechste, siebte und der achte Verstärker verbunden, die jeweils neben dem Taktsignal auch ein inverses Taktsignal erzeugen können. Der achte Verstärker V8 ist außerdem als Amplitudenbandpaß geschaltet und erzeugt den Austastpuls für den Binär-Septenär-W^ndler.

Das vom Regenerator abgegebene Signal wird im Falle der weiteren Übertragung über die Koaxialkabelstrecke in einem Nachverstärker weiter verstärkt und mittels eines Filters und weiterer Präemphasisglieder im gewünschten Maße vorverzerrt. Die Ankopplung an das Kabel erfolgt schließlich in bekannter Weise über eine bekannte Speisestromweiche.

In der F i g. 2 sind nochmals die Abtaststufe mit den auftretenden Amplitudenstufen sowie Teile des nachgeschalteten Amplitudenentscheiders dargestellt Die Signaldiagramme an den beiden Ausgängen der Pegelweiche zeigen die Aufteilung des gesamten übertragenen digitalen Signals in zwei Teile (UO... i/3, U3... i/6), denen das Teilsigna! t/3 gemeinsam ist Am Ausgang der Abtaster ASi, AS2 ist von den übertragenen Signalen nur noch der mittlere, abgetastete Teil u*s\ bzw. u'su übrig. Ober die Verstärker V3, V4 mit den npn-Transistoren Ti bzw. 7"2 gelangen die

abgetasteten Teile der Teilsignale, die nunmehi äußerlich völlig gleich sind, zu zwei mit dre Entscheidern besetzten Tripein. Die beiden Ent seheidertripel können also völlig gleichartig aufgebaut und dimensioniert werden. Die einzelnen Entscheider stufen 51... 56 enthalten neben einem Widerstands netzwerk als aktives Element jeweils eine Tunneldiode TUi... TU6. Die Tunneldioden wurden im vorliegen den Falle gewählt, da bei einer Schrittfrequenz vor 212MBd eine Entscheiderbandbreite von etwa I GHj benötigt wird.

In der Fig. J wird die Funktion einer einzelner Entscheiderstufe des Amplitudenentscheiders e. 'äutert Der mit einer Tunneldiode bestückte und vom A.uastei angesteuerte Grundbaustein stellt eine bistabile Kipp Schaltung mit bipolarer Triggerung dar, wobei dei Setzimpuls die Information trägt. In dem vereinfachter C-*l*n t *Ktl«-4 nrt#->l·» Π ί π Io ict mil / / Ate* Ci nnlenqnn tr»

■.J(.IIUIll/IIU "^Wt" ■ * 6" -*^{M IJ}* ""' *^ Λ *■··» UIJl'Ulupu.iiiiJiij bezeichnet, die dem Entscheider nur kurzfristig, zu der Taktzeiten I_n, /_n»i, i„_tj... angeboten wird. Zu diesen Zweck tastet der zwischen Signalquelle und Tunneldi ode eingefügte Abtaster vom Abtastpuls gesteuert mit der Toröffnungszeit To das ankommende Signal Us ab Am Ausgang des Abtasters erscheint eine Folge vor Abtastwerten u^#> In Fig. 3c sind phasenrichtij übereinander die ungestörten Augendiagramme de; Eingang signals Us und des Ausgangssignals u's de; Abtasters dargestellt. Beide Signalwerte können die sieben Stufen t/O... L/6 annehmen, wobei zwischer diesen Werten die Schwellen der Entscheider 51 ... if liegen.

Zur Erläuterung der Funktion der Schaltung nacl Fig. 3a wird die Entscheiderstufe 53 mit den entsprechenden Schwellwert betrachtet und derer Reaktion auf den speziellen, dick in die Augenmustei eingezeichneten Signalausschnitt beobachtet. Wie au; F i g. 3b hervorgeht, erzeugt der Vorstrom /o dei Tunneldiode einen Ruhepunkt A, der etwa in der Mittf zwischen dem Talstrom /, und dem Bergstrom I_n dei Tunneldiode liegt. Dadurch ergibt sich bei ausreichenc hnchohmieer Tunneldiodenlast ein zweiter stabilei Arbeitspunkt B. Zum Umschalten der Tunneldiode führen dabei offenbar alle Stromänderungen, die größei als die in der F i g. 3b dargestellte Differenz Δ, -Ip-I₁ ist. Dieser entsprechen bei Stufe 3 die Amplitudenwertf u*s = 53. Der Vorwiderstand der Tunneldiode muf. also den Wert S3/(I_p-h) erhalten. Bei u^m _s>S: schaltet dann die Tunneldiode um und ihr Arbeitspunk bleibt nach Abklingen dieses Impulses im Punkt B. Un möglichst breite, energiereiche AusgangsimpuLe zi erhalten, wird die Tunneldiode erst kurz vor den nächsten Abtastwert vom Rücksetzpuls Ur wieder in det Ruhepunkt und Ausgangspunkt A zurückgeschaltet Dabei ergibt sich die aus der Fig.3c ersichtlich) Ausgangsspannung u = f(t). Zum Abtastzeitpunkt f„+ entsteht im Beispiel kein Ausgangsimpuls, da de Abtastwert unter dem Schwellenwert des Entscheiden 53 bleibt

Im praktischen Fall enthält der siebenstufige Ent scheider nicht eine, sondern sechs Tunneldioden mi dem gleichen Arbeitspunkt A und den gleichei Schalthüben Aj. Zur Erzeugung der unterschiedliche! Schwellenwerte ergeben sich daraus unterschiedlich) Vorwiderstände mit der Größe R_n = S(n)IAi, wobei S(n die Schwelle darstellt und η die Werte von 1 bis < annehmen kann.

Im praktischen Betrieb kann jedoch nur bis zi Frequenzen von wenigen 100 MHz mit einer derartigei

Anordnung aus einfachen Vorwiderständen /?„ gearbeitet werden, da nur bis zu diesen Frequenzen die Ausgangsimpedanz der Emitterfolge niederohmig genug für die nötige Spannungsquellenentkopplung ist. Da im vorliegenden Fall die Abtastwerte u's und der Rücksetzimpuls Ur Spektralanteile bis rund I GHz₁ die steiler Schaltflanken der Tunneldioden sogar solche bis zu 4 UHz aufweisen, ist eine aufwendigere Signalverzweigungsschaltung nötig.

Entsprechend Fig.4 sind deshalb zwischen dem Emitterfolger und den Tunneldioden zusätzliche Koppelleitungen mit dem Wellenwiderstand Zn und einer geeignet bemessenen Laufzeit eingefügt. Dadurch kann das Auftreten von hochfrequenten Störimpulsen in die Zeit zwischen das Auftreten der Setz- und der Rücksetzimpulse, also in die »Totzeit« des F.ntscheiders, gelegt werden. Außerdem wird durch die in der F i g. 4 dargestellte Laufzeitentkopplung eine Selbststörung der Tunneldioden durch Reflexion eigener Schaltllanken am transistorseitigen Ende der Koppelleitungen vermieden. Weiterhin wurde für eine möglichst breitbandige Anpassung der verwendeten Leitungen gesorgt. Zu diesem Zweck muß insbesondere eine breitbandige. zeitinvariante Anpassung an den transistorseitigen Leitungsenden erfolgen. Deshalb wird über den ebenfalls als Emitterfolger geschalteten Transistor Γ4 der Rücksetzpuls eingespeist, der über die Widerstände R₁ 1, R_c2, R<n zu den Tunneldioden geleitet wird. Diese Widerstände sind gleichgroß, damit sich gle^;"he Rücksetzströme für die Tunneldioden ergeben. Die nötige Signalgewichtung in Verbindung mit der gewünschten Breitbandanpassung erfordert pro Zweig die weiteren Widerstände Ran, Rbn. die von Stufe zu Stufe individuell zu bemessen sind.

Zur Dimensionierung dieser Widerstände Ran bzw. Rbn wird auf die F i g. 4b verwiesen. Dort ist mit Ui die Ausgangsspannung des Emitterfolgers dargestellt, die etwa der Ausgangsspannung der Abtastschalter entspricht. Mit Rc ist der Innenwiderstand des den Transistor Γ4 enthaltenden Emitterfolgers bezeichnet. Da die Tunneldiode während der Entscheidung an die Leitung annanernd angepaßt ist (s. υ.), uarf üic Lciiung im Ersatzschaltbild durch einen Widerstand Z_n repräsentiert werden. Die an diesem Widerstand auftretende Ausgangsspannung u_An läßt sich mittels eines Gewichtsfaktors K(n)w\e folgt ausdrücken:

· u, :ln =

. 61 .

II)

1st der Faktor für Stufe 1 bekannt, so folgen — wie sich aus den bereits angestellten Überlegungen ergibt — für die Stufen 2 und 3 die Werte

K<2) =

iI: K(3) = K[U-I. (2)

und, wegen des gleichen Aufbaus beider Entscheidertripel, für die übrigen Stufen

K(4) = K(I): K(5) = KO): K(6) = KI3). (3)

Aus Gleichung (1) ist ersichtlich, daß K(n) die Spannungsübersetzung der Ersatzschaltung darstellt, für die auch folgender Ausdruck gilt:

^K{n)= RT-R K_m + K,

R₁ =

«»II '

R\i " Rhn + RiI ' «II = «ti + «r ·

R_h„ ■ Z(,

(4)

F i g. 4c stellt ein Ersatzschaltbild für den oberhalb der strichpunktierten Linie S in Fig.4a liegenden Schaltungsteil zur Beschreibung der Anpassung dar. Verglichen mit dem in Fig.4b dargestellten Ersatzschaltbild ·, wird nun auch der Innenwiderstand des Emitterfolgers für u* berücksichtigt. Mit Rücksicht darauf, daß die verwendeten Transistoren ähnliche Innenwiderstände besitzen, wurden im Ersatzschaltbild gleiche Werte Ro für beide Emitterfolger angenommen. Für Anpassung in an die Leitung ist der Eingangswiderstand Ran des Netzwerkes gleich Zi. Dies ergibt

Rr. /„

R,.„ ■ K₁, K₁₁₁

R₁₁ R₁₁₁ - K₁₁₁ · K„„ ι K₁₁ «„„ '

«Ml «.„, ' K,,

Niieh 1 mfoi miiMuen ergeben sich für die Widerstünde K„„ und K/.„:

'/■

K„„ ■ ,I₁
h,- «1 ^l Ci

in Die Substitutionen /u vorstehenden (ileiclumiicn hinten:

,1, Il - KIiI))Z_nIK,, + K.)

,-, H₁ --- KliillK,, + K, + Z_n)

C₁ = KUi)Z₁₁(K,, + K₁)
,1: Ri i R₁,R, -2Z₁₁R₁, Z_nK,

'" lh - ζ,,ι Rr, + κ,,κ,ι

C-Z₁-R — '·' /)_: = Z_n(K,, + K₁I

AiD₂-A₂C₁ +B₁ B_x

I' =

t/ =

AiC₂-A₂Bi

lh C_t A, C₂ -A₁B,

Bei der zahlenmäßigen Bemessung ist vom Fall geringster Signaldämpfung auszugehen, der offensichtlich für Rt, i-> 00 vorliegt

Die Elemente R₀ und Zq sind zahlenmäßig vorgegeben, Rc ist durch die Transistortypen festgelegt R_a\ kann daher sofort mittels (8) bestimmt werden, der Faktor K(\) derselben Stufe mittels R„\ aus Gleichung (4). Für die Stufen 2 und 3 ist ein etwas anderer Rechnungsvorgang erforderlich: Aus K(I) und der Gleichung (2) ergeben sich zunächst die Faktoren K(2) und Ä[3), aus der Gleichung (7) sodann die Widerstände R_b2 und Rb3 und mit diesen schließlich aus Gleichung (8) die Widerstände R₁2 und R₃ 3.

Abschließend seien noch die im Ausführungsbeispiel des Entscheiders verwendeten Elementewerte tabellarisch zusammengestellt:

Vorgegebene Werte: Z₁₁ = 50 tί; R₍, = 5 <]; R, = 180 < · Berechnete Werte:

1/4

2/5

3/6

K(Ii) R„„ Ohm

Λ/*,, Ohm

0,380
64

0,190

131

138

0,127

197

104

Wegen des völlig gleichen Aufbaus können die Werte des ersten Entschcidertripels für den zweiten Entscheidertripel, der nicht dargestellt ist, übernommen ι , werden.

In der Fig. 5 ist der verwendete Binär-Septenär-Wandler in einem Schaltbild zusammen mit den Tunneldioden-hntscheiderstuten des Ampiitudenent-

1 Ik¹IYIi 4 Blatt

scheiders dargei'ellt. Es zeigt sich, daß mit jeder Entscheiderstufe des Amplitudenentscheiders ein Eingang eines der Differenzverstärker Di... D6 verbunden ist, während der andere Eingang der Differenzverstärker miteinander und mit der Pulsversorgung, der Quelle für den Austastpuls verbunden ist. Dabei dürfen die einzelnen Impulse des Austastpulses nur während der Tunneldiodenimpulse auftreten und müssen geringere Dauer als der kürzeste Tunneldiodenimpuls aufweisen. Dadurch geben die Differenzverstärker nur dann Kollektorimpulse von der Breite der Austastpulsc ab, wenn gleichzeitig ein binärer Einsimpuls am Signalcingang anliegt. Durch die Gleichgewichtung ist die Signalahhiingigkeit soweit unterdrückt, daß die Überlagerung der Ströme der sechs miteinander verbundenen Kollektoranschlüsse der Eingangstransistoren der Differenzvers'ärkcr das regenerierte Siebenslufensignal am Lastwiderstand RL ergibt. Dieses Signal kann am Anschluß «5abgenommen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Streckenregenerator für in einem Partial-Response-Code vorliegende η-stufige, insbesondere 7stufige digitale Signale hoher Schrittfrequenz mit im GHz-Bereich auftretenden Frequenzanteilen, der einen über wenigstens eine Weiche mit der Übertragungsstrecke verbundenen Regenerator enthält und eingangsseitig einen Entzerrer mit Vorverstärker und eine Anordnung zur Taktwiedergewinnung aufweist, und bei dem der Regenerator einen Amplitudenentscheider und eine Pulsversorgung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß im Regenerator eine Abtaststufe (AS) vorgesehen ist, die zwei mit ihren Eingängen mit dem Ausgang des Entzerrers verbundene, einseitig begrenzende Verstärker (Vl, V 2) enthält, von denen der erste Verstärker (Vl) nur die Signalamplituden unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes und der andere Verstärker (V2) nur die Signaiampiituden oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes verstärkt, daß mit den Ausgängen der beiden Verstärker (Vl, V2) jeweils getrennt die Signaleingänge zweier pulsgesteuerter Abtastschalter (ASi, AS 2) verbunden sind, deren Ausgänge jeweils getrennt mit Signaleingängen eines (n—1)-stufigen, vorzugsweise 6stufigen Amplitudenentscheiders verbunden sind, daß mit jedem Signaleingang des Ampiitudenentscheiders ein in diesem enthaltener dritter bzw. vierter Verstärker (V3, VA) verbunden iit, daß jeder Ausgang der beiden Verstärker jeweils getrennt r"'t den Signaleingängen einer ersten bzw. einer zweiten Gruppe von \l2(n-1) binären Ampfitud^entscheiderstufen (S\ ...56) verbunden ist, deren Rücksetzeingänge über Verstärker (V9, VlO) an die Pulsversorgung (PV) angeschlossen sind, daß in an sich bekannter Weise jeder der Ausgänge der Amplitudenentscheiderstufen (S 1... 56) jeweils getrennt mit den Signaleingängen von n-\ Verstärkeranordnungen (Di... DS) verbunden ist und die Ausgänge sämtlicher Verstärkeranordnungen (Di... D 6) miteinander verbunden sind und den Ausgang des Regenerators bilden.

2. Streckenregenerator nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Amplitudenentscheider enthaltene dritte und der vierte Verstärker (V3, VA) jeweils einen npn-Transistor (Tl, T2) in Emitterfolgerschaltung enthalten und daß mit dem Emitteranschluß des ersten npn-Transistors drei binäre Amplitudenentscheiderstufen (51, 52, 53) und mit dem Emitteranschluß des zweiten npn-Transistors (T2) drei weitere binäre Amplitudenentscheiderstufen (SA, 55, 56) jeweils über ein Widerstandsnetzwerk verbunden sind, daß jede der binären Amplitudenentscheiderstufen als aktives Element einer Tunneldiode (TUi... TUS) enthält und daß über das Widerstandsnetzwerk sowohl die Einkopplung der Referenzspannung zu jeder der Tunneldioden als auch die Auskopplung der amplitudenentschiedenen binären Signale erfolgt.

3. Streckenregenerator nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgängen der Amplitudenentscheiderstufen jeweils getrennt ein Signaleingang von n-1 in einem Binär-Mehrstufenwandler angeordneten Differenzverstärkern (Di... D 6) verbunden ist, daß die

Referenzeingänge der mit der ersten Gruppe von Amplitudenentscheiderstufen (Si, S2, S3) verbundenen Differenzverstärker (D I, D 2, D 3) über einen elften Verstärker (VIl) mit einer Quelle (VS) für einen Austastpuls und die Referenzeingänge der mit der zweiten Gruppe von binären Amplitudenentscheiderstufen (54,55,56) verbundenen Differenzverstärker (D A, D 5, DS) über einen zwölften Verstärker (V 12) mit der Quelle (Vi) für den Austastpuls verbunden sind.

4. Streckenregenerator nach Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Takteingang des Streckenregenerators ein fünfter Verstärker (VS) verbunden ist, an dessen Ausgang eine Inpulsformerstufe (IFS) angeschlossen ist, daß mit dem Ausgang der Impulsformerstufe der Eingang eines sechsten Verstärkers (VS) zur Erzeugung der Abtastpulse für die Abtastschalter (Λ51. ASl), ein siebenter Verstärker (VT) zur Erzeugung der Rücksetzimpulse für den neunten und den zehnten Verstärker (V9, VlO) des Amplitudenenischeiders und ein achter Verstärker (VS) zur Erzeugung des Austastpulses für den elften und den zwölften Verstärker (VH₁ V12) des Binär-Mehrstufen-Wandlers angeschlossen sind.