DE2837868A1

DE2837868A1 - Schaltungsanordnung zur ermittlung eines deltamodulierten signals

Info

Publication number: DE2837868A1
Application number: DE19782837868
Authority: DE
Inventors: Paul Henry Horn
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1979-03-22
Also published as: SE7808841L; CH646022A5; NL7808564A; CA1134044A; DE2837868C2; JPS5447563A; SE440171B; US4176321A; JPS6224972B2

Description

DIpL-PHyS₁O-E. Weber ο-β Minchen

Patentanwalt Hofbrunnstraße 47

Telefon: (089)7915050

Telegramm: monopolweber münchen

M 858

MOTOROLA, HTO.
East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA

Schaltungsanordnung
zur Ermittlung eines deltamodulierten Signals

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines deltamodulierten digitalen Signals und die Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung in einem Empfänger_s welcher so ausgebildet ist, daß er entweder ein deltamoduliertes digitales Signal oder ein analoges Signal empfangen kann»

Bekannten Schaltungen dieser Art ist der Machteil eigen, daß sie nicht immer dazu in der Lage sind, einlaufende Daten auch beim Vorhandensein eines hohen Rauschpegels einwandfrei zu unterscheiden, so daß es häufig vorkommt, daß ein aufgenommenes Rauschsignal als ein gültiges digitales Datensignal interpretiert wird. Es ist bereits versucht worden^ diese Probleme dadurch zu überwinden, daß eine verhältnismäßig aufwendige Filterschaltung verwendet wird, um für eine ordnungsgemäße Signalwiedergabe das Mutzsignal vom Rauschsignal zu trennen» Es hat sich jedoch gezeigt, daß keine der bisher bekannten Schaltungs anordnungen dazti geeignet und in der Lage ist _s ein deltamoduliertes Signal mit hinreichender Zuverlässigkeit aus einem verhältnismäßig stark verrauschten übertragenen Signal zu ermitteln.

Der Erfindung liegt die Auf g ab e augrunde_s eine Schaltungsanordnung der eingangs näher genannten Art zu schaffen, weiche dazu geeignet ist, auch bei einem sehr stark verrauschten Signal ein deltamoduliertes Signal mit außerordentlich hoher Zuverlässigkeit zu ermitteln.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen insbesondere die im Patentbegehren niedergelegten Herkmale.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß ein Zähler vorgesehen ist, welcher auf das ZeitSteuersignal anspricht, um die Anzahl der digitalen Bits des deltamodulierten Signals innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls zu zählen und ein Zählsignal zu.liefern, welches die Anzahl der digitalen Bits angibt, die in dem deltamodulierten Signal innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls enthal-

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ten sind, daß weiterhin eine Dekodiereinrichtung vorgesehen ist, welche auf das Zeitsteuersignal anspricht und das Zählsignal von dem Zähler aufnimmt und ein binäres Signal mit einem ersten Status liefert₉ xfenn ein Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der Bits im deltamodulierten Signal oberhalb eines vorgegebenen hohen Zählpegels oder unterhalb eines vorgegebenen tiefen Zählpegels liegt, und ein binäres Signal mit einem zweiten Status liefert, wenn das Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der digitalen Bits zwischen dem vorgegebenen hohen und dem vorgegebenen tiefen Pegel liegt»

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß ein deltamoduliertes digitales Signal auch dann aus einem übertragenen Signal mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden kann, wenn durch Rauschen die Unterscheidung des Mutzsignals vom Eauschsignal außerordentlich kritisch ist«

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich in vorteilhafter V/eise bei einem Empfänger anwenden, welcher derart ausgebildet ist, daß der Empfang eines frequenzmodulierten analogen Signals oder eines demodulierten entschlüsselten digitalen Signals möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben| in dieser zeigen:

3?ig. 1 einen Sender nach dem Stand der Technik, welcher ein mit einer Deltamodulation behaftetes Signal liefert,

ligo 2 ein Blockschaltbild, welches einen Empfänger darstellt, der eine er findungs gemäße "Verifendung des erfindungsgemäßen Detektors für ein mit einer Deltamodulation behaftetes Signal veranschaulicht,

Figo 3 ein Blockschaltbild, welches den erfindungsgemäßen Detektor zur Ermittlung eines mit einer Deltamodulation behafteten Signals darstellt₉

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Fig. 4- Wahrscheinlichkeitskurven von Zählergebnissen, weiche der Frequenzverteilung des mit einer Deltamodulation behafteten Signals im Wiederfrequenzband entsprechen, und

Fig. 5 eine Wahrheitstabelle, welche zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dient.

Die Fig. 1 zeigt einen Sender, welcher ein deltamoduliertes Signal liefert. Ein solcher Sender kann einen Deltamodulator 11 herkömmlicher Art haben, der ein ankommendes Hiederfrequenzsignal moduliert, welches seinem Eingang 12 zugeführt wird, und zwar unter der Steuerung eines Taktsignals von einem Taktgeber 13. Das deltamodulierte Signal kann einer Verschlüsselungseinrichtung 15 zugeführt werden. Die Verschlüsselungseinrichtung 15 nimmt das deltamodulierte digitale Signal von dem Deltamodulator 11 unter der Steuerung der Taktimpulse von dem Taktgeber 13 auf und liefert ein verschlüsseltes oder in einen Geheimkode umgesetztes, deltamoduliertes, digitales Signal an den Modulator 17. In einer typischen Anordnung moduliert der Modulator 17 das Ausgangssignal der Verschlüsselungseinrichtung in ein frequenzmoduliertes Signal, indem eine Trägerfrequenz von einer Trägerfrequenzquelle 19 verwendet wird. Das frequenzmodulierte Signal wird dann über eine Antenne 21 ausgestrahlt. Die Modulation des ankommenden Niederfrequenzsignals in ein deltamoduliertes Signal in der Verschlüsselungseinrichtung 15 und dann die weitere Umsetzung in ein frequenzmoduliertes Signal sowie die anschließende Ausstrahlung über eine Antenne sind an sich bekannte Vorgänge.

Während der oben beschriebene Sender eine Verschlüsselungseinrichtung aufweist, ist zu bemerken, daß eine derartige Einrichtung nur vorzugsweise vorgesehen ist. ¥enn die Sicherheit des übertragenen Signals eine entsprechende Maßnahme erfordert, wird im allgemeinen eine Verschlüsselungseinrichtung verwendet» In vielen Fällen ist jedoch die Sicherheit der Information nicht kritisch, so daß die Verschlüsselungseinrichtung entfallen kann.

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Die Mg. 2 veranschaulicht einen erf indungs gemäß en Empfänger = Dieser Empfänger xieist eine Empfangs antenne 31 auf, welche das frequenzmodulierte Signal von dem Sender aufnimmt <, Das aufgenommene Signal wird in einem Frequenzdemodulator 33 in herkömmlicher Weise demoduliert <, Wenn das einlaufende Signal nur ein frequenzmoduliertes Signal ist, wird nach der Demodulation im Demodulator 33 das entsprechende Ausgangssignal einer geeigneten Niederfrequenzstufe 35 zugeführt. Beispielsweise kann das Niederfrequenzsignal in einem Lautsprecher hörbar übertragen werden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Empfänger nicht nur dafür vorgesehen, das analoge frequenzmodulierte Signal aufzunehmen, sondern auch ein frequenzmoduliertes und deltamoduliertes Signal. Gemäß 3?ig. 2 weist der Empfänger einen Kodedetektor 37 > einen Taktgeber 38, eine Entschlüsselungseinrichtung 39% einen Signaldetektor 41 für das deltamodulierte Signal, einen Digital-Analog-Wandler 43 sowie eine Ums ehalt einrichtung 45 und 4-7 auf. Bevor der erfindungsgemäße Empfänger im einzelnen beschrieben wird, wird anhand der Fig. 3 zunächst der Signaldetektor oder die Signalerkennungsschaltung für das deltamodulierte Signal erläutert.

Die Iigο 3 zeigt den Signaldetektor oder die Signalermittlungsschaltung für das deltamodulierte Sigfial gemäß der Erfindung in einem Blockschaltbild. Gemäß Fig., 3 xveist der Signaldetektor für das deltamodulierte Signal einen Zähler 51 % eine Dekodierstufe 53 j eine Verriege lungs stufe 54- und eine Zeitsteuerschaltung 55 auf, die gemäß der Darstellung in der Zeichnung miteinander verbunden sind. Der Zähler 51 empfängt ein deltamoduliertes Signal, x^elches die Form eines Rechteck= Impulszuges aufweist, wobei die Übergänge des Rechtecksignals die Delta-Inkremente im analogen Signal darstellen» Die Deltamodulation kann bei einer vorgegebenen Frequenzabtastrate erfolgen, beispielsweise, bei dem zweifachen Wert der Bandbreite des analogen Signals,, Wenn

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ein Spraehsignal verarbeitet wird, beträgt die Abtastfrequenz„ mit welcher das analoge Eingangssprachsignal deltamoduliert wird, etwa 6 kHz oder das Doppelte der Bandbreite von 3 kHz des Sprachsignals.

Das deltamodulierte Signal, welches übertragen und empfangen wurde, hat unterschiedliche Energie-Spektralcharakteristika, wie es in der Pig. 4 dargestellt ist, welche die Wahrscheinlichkeit der Häufigkeit veranschaulicht_s mit welcher verschiedene !Frequenzen in dem deltamodulierten Signal vorhanden sind» Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn kein Sprachsignal vorhanden ist, das deltamodulierte Signal einen verhältnismäßig hohen Energiepegel hat, der oberhalb von 4,5 &H& liegt. Theoretisch würde bei einer Taktfrequenz von 12 kHz das Spektrum bei 6 kHz liegen.» In der Praxis ist wegen Rausehens das Spektrum jedoch nach unten verschoben, wie es durch die Kurve 60 veranschaulicht ist» Wenn ein Sprachsignal vorhanden ist, besteht die Tendenz, daß eine Ausbreitung zwischen 1,5 vcad 4,5 kHz erfolgt, wie es durch die Kurve 61 dargestellt ist. Wenn der Rauschpegel zunimmt, zeigt sich jedoch, daß der Energiepegel sich bei der Mittenfrequenz von etwa 3 kHz konzentriert, währ end die Energie bei höheren und niedrigeren Pegeln die Tendenz zeigt, gemäß der Eurve 62 abzunehmen. Empfangene deltamodulierte Signale haben allgemein die Tendenz, ein gewisses Maß an Sauschen zu enthalten, so daß es wesentlich ist, eine Abtasteinrichtung oder einen Detektor vorzusehen, welcher das Hutzsignal in dem ankommenden deltamodulierten Signal bei einem bestimmten Rauschpegel erkennen und ermitteln kann. Weiterhin muß ein solcher Detektor dazu in der Lage sein, zwischen dem Rauschen und dem Signal, d.h_o dem Uutzsignal zu unterscheiden. Aufgrund der Tatsache, daß das Rauschsignal über das gesamte Spektrum desr Signalbandes des deltamodulierten Signals verteilt sein kann, hat sich eine Unterscheidung zwischen einem Rauschsignal und einem Hutzsignal als außerordentlich schwierig erwiesen. Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, durch eine komplizierte Filter.schaltung Rauschsignale auszufiltern. Derartige Versuche haben sich je-

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doch, nicht als erfolgreich, erwiesen» Es ist auch versucht worden, mit aktiven Filtern Rauschsignale zu eliminieren, wobei sich jedoch, gezeigt hat, daß im allgemeinen eine zu geringe Empfindlichkeit vorhanden ist und auch eine Veränderung oder ein Austausch des Puters erforderlich ist₉ wenn im Detektor eine andere Taktfrequenz verwendet wird» Weiterhin ist versucht worden, die Empfindlichkeit des Deltamodulator-Detektors zu verbessern 5 was o'edoch zu einem komplizierteren und verhältnismäßig aufwendigen aktiven Bandpaßfilter geführt hat»

Gemäß der Erfindung werden die obigen Nachteile im wesentlichen dadurch vermieden, daß ein Hetzwerk verxirendet wird, welches die gewünschten Punktionen auf einer statistischen Basis lieferte Dies gelingt gemäß der Erfindung durch die Verwendung einer Zeitsteuersehaltung, welche ein Zeitsteuersignal oder Taktsignal mit einer vorgegebenen Zeitperiode oder einem bestimmten Intervall liefert, und zwar in Reaktion auf einen Taktsignal-Impulszug. Ein solches Zeitsteuersignal oder Taktsignal wird dann dem Zähler 51 zugeführt. Dies ist in der Pig. 3 in der Form des Taktgebers 55 dargestellt, welcher ein Zeitsteuersignal oder Taktsignal während einer vorgegebenen Zeitperiode dem Zähler 51 zuführt. In Reaktion darauf zählt der Zähler 51 das Auftreten von Bits im deltamodulierten Signal, welches dem Eingang zugeführt wird, und zwar innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls» Der Zähler ist herkömmlicher Art, welcher so ausgebildet ist, daß er positive übergänge des ankommenden deltamodulierten digitalen Signals erfaßt, welches in der Form eines Rechteck-Impulszuges mit vorgegebener Zeitperiode vorliegt. Das Ausgangssignal des Zählers gibt die Frequenzverteilung des deltamodulierten Signals in der Form von Zählergebnissen der Übergänge des Rechteck-Impulszuges an und somit die Anzahl der Bits der Impulse im deltamodulierten Signal.

Statistisch hat sich gezeigt, daß dann_s wenn das ankommende deltamodulierte Signal kein Sprachsignal enthält, das Zählsignal anzeigt, daß eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Übergängen im

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Bereich von etwa 4,5 kHz oder darüber vorliegen. Wenn das empfangene Signal jedoch ein Sprachsignal oder ein niederfrequentes analoges Signal ist, welches gemäß der Kurve 60 deltamoduliert wurde, dann ist das Zählsignal über einen breiten Bereich zwischen 1,5 kHz und 4,5 kHz verteilt, wobei ein nennenswerter Energieanteil auch noch unter 1,5 kHz und über 4,5 kHz vorhanden ist, wie es durch die Kurve 61 veranschaulicht ist. Weiterhin hat die Statistik gezeigt, daß auch dann, wenn das ankommende Signal ein deltamoduliertes Signal ist, welches einen hohen Rauschpegel enthält, das Ausgangssignal des Zählers in dem Zwischenband im Bereich von etwa 3 kHz zwischen der niedrigen !Frequenz von 1,5 kHz und der oberen Frequenz von 4,5 kHz gemäß der Kurve 62 beschaffen ist.

Diese statistische Energieverteilung im Spektrum im empfangenen Signal wird gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dazu ausgenutzt, ein Rauschsignal von einem Nutzsignal zu unterscheiden. Wenn sich anhand des Energiepegels im Ausgangssignal des Zählers 51 ergibt, daß ein verhältnismäßig hoher Energiepegel bei 4,5 kHz oder darüber oder im unteren Bereich des Spektrums bei 1,5 kHz oder darunter vorhanden ist, dann wird das entsprechende Eingangssignal als weitgehend rauschfrei angenommen und als deltamoduliertes digitales Signal auch dann weiterverarbeitet, wenn ein gewisser Rauschanteil vorhanden sein könnte. Wenn andererseits der Rauschpegel so erheblich ist, daß das Energiepegelspektrum vollständig zwischen dem oberen und dem unteren vorgegebenen Spektrum konzentriert ist, wobei diese Information aus dem Zählerausgangssignal entnommen wird,- dann wird das entsprechende Eingangssignal entweder als Rauschsignal oder als stark verrauschtes Datensignal nicht angenommen.

Der oben beschriebene Grundgedanke der Erfindung wird in einem Detektor oder in einer Erkennungsschaltung gemäß Pig. 3 gerätetechnisch verwirklicht. Der Detektor enthält die Dekodierschaltung 53 herkömmlicher Art, welche die obengenannte logische De-

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kodierfunktion bei dem Zählerausgangssignal vom Zähler 51 aus-' führt und ein "binäres Signal mit einem ersten oder einem zweiten Status liefert, "beispielsweise eine ldgis'ehe 1 oder eine logische 0. Eine logische 1 ergibt sich, wenn das Zählsignal von dem Zähler das Vorhandensein eines Energiepegels anzeigt, der oberhalb des vorgegebenen oberen Pegels oder unterhalb des vorgegebenen unteren Pegels liegt, um anzugeben, daß das empfangene Signal entweder das Trägersignal ist oder das deltamodulierte Signal mit einem Mederfrequenzsignal, welches deltamoduliert wurde. Die Dekodiereinrichtung liefert das binäre Signal im entgegengesetzten Status oder eine logische 0, wenn das Zählersignal anzeigt, daß das empfangene Signal stark verrauscht ist. Dieser Zustand wird dadurch angezeigt, daß der Energiepegel des aufgenommenen deltamodulierten Signals im mittleren Bandbereich zwischen dem vorgegebenen oberen Pegel und dem vorgegebenen unteren Prequenzpegel liegt.

Die Verriegelungsschaltung 54- ist herkömmlicher Art und erfüllt folgende Punktionen: ein bestimmter Kode kann durch den Sender übertragen werden, um die Tatsache anzugeben, daß das einlaufende Signal ein verschlüsseltes deltamoduliertes digitales Signal ist. Wenn ein solcher Kode ermittelt wird, wird das Kodesignal der Verriegelung an dem mit A bezeichneten Eingang zugeführt. Ein solches Kodesignal hat die Porm einer logischen 0 oder einer logischen 1, was davon abhängt, ob das ermittelte Signal vorhanden oder nicht vorhanden ist. Nun liefert die Verriegelung eine logische Punktion in Seaktion auf den Kode des Abtastsignals und auf das Signal in der Porm einer binären 1 oder binären 0 von dem Ausgang B der Dekodiereinrichtung 53· Die Verriegelung ist so ausgebildet, daß sie als logisches Schaltelement arbeitet, und zwar in der Weise, wie es in der Wahrheitstabelle gemäß Pig. 5 verans chaulicht ist.

Wenn kein Signal vorhanden ist, bedeuten der Kodeabtast-Signalstatus A, und das Ausgangssignal der Dekodiereinrichtung gemäß B

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eine logische 0, wie es durch den Status I dargestellt ist» Dies ist der EaIl, wenn die Dekodiereinrichtung noch ein einlaufendes deltamoduliertes digitales Signal zu empfangen hat* In dieser Phase ist das Aus gangs signal der "Verriegelung bei C eine logische 0, wodurch angezeigt ist, daß der Deltadetektor noch kein deltamoduliertes digitales Signal ermittelt hat«. Die Dekodiereinrichtung 53 liefert ein ankommendes deltamoduliertes digitales Signal in der Form einer logischen 1 oder einer logischen 0 an den Eingang B der Verriegelung 54-₉ und axiar in Abhängigkeit davon _$ ob das ankommende Signal stark verrauscht ist oder nicht. Es sei angenommen, daß an diesem Punkt das Kodesignal ermittelt wird. Dies wird dem Eingang A der "Verriegelung 54- als logische 1 zugeführt. Wenn weiterhin angenommen wird, daß der Rauschanteil im aufgenommenen Signal hoch ist, wie es durch die Zählung angezeigt wird, welche das vorgegebene Band darstellt, welches durch den oberen ^egel und den unteren Pegel vorgegeben ist, so führt dies dazu, daß die Dekodiereinrichtung fortfährt, eine logische 0 an den Eingang B der Verriegelung 5^- zu liefern. Die Verriegelung 54- liefert dann weiterhin eine logische 0 als Ausgangssignal, mit der Bedeutung, daß das aufgenommene deltamodulierte Signal nicht akzeptabel ist₅ weil es einen zu hohen Rauschpegel aufweist. Dieser Status ist durch den Status II veranschaulicht.

!Tun wird angenommen, daß das einlaufende Signal ein deltamoduliertes Signal ist, welches nicht durch Rauschen gestört ist oder einen nur geringen Rauschpegel hat, d.h., daß das einlaufende Signal ein EnergieSpektrum oberhalb von 4,5 kHz und unterhalb von 1,5 kHz aufweist, so daß die Dekodiereinrichtung eine logische 1 liefert, wodurch ein ordnungsgemäßer Empfang des deltamodulierten Signals angezeigt wird, ohne daß nicht tragbare Rauschstörungen vorliegen. Dieses logische Signal, nämlich eine logische 1, wird dem Eingang B der Verriegelung 54- zugeführt. Die Verriegelung 54- ändert ihr Aus gangs signal in eine logische 1, Dies ist durch den Status III in der Mg. 5 veranschaulicht.

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Wenn das einlaufende deltamodulierte Signal kontinuierlich empfangen wird, ist es zweckmäßig, die Möglichkeit vorzusehen j daß das Ausgangssignal der Verriegelung eine logische 1 bleibt, xtfie es durch den Status IY veranschaulicht ist, und zwar selbst dann, Xirenn das Ausgangs signal der Dekodiereinrichtung in eine logische 0 übergeht_s was bedeutet, daß das Signal nun einen hohen Eauschanteil bekommt , solange das Kodeabtastsignal vom Kodedetektor den Empfang des deltamodulierten Signals anzeigt« Dadurch wird eine eingebaute Breite in dem Kodedetektor für das deltamodulierte Signal in der Weise erreicht, daß das einlaufende deltamodulierte Signal weiter empfangen wird, sobald der Empfang des deltamodulierten Signals stattzufinden beginnto Sobald jedoch das Kodeabtastsignal die Beendigung des einlaufenden Signals anzeigt, xfird das deltamodulierte Signal in der Form der Veränderung in seinem binären Signalstatus von einer logischen 1 auf eine logische 0 gebracht, x^ie es durch den Status V veranschaulicht ist« Dann ändert das Verriegelungssignal seine Form auf eine logische O₀ Dies bedeutet die Beendigung des einlaufenden deltamodulierten Signals„

Vorzugsweise kann der oben beschriebene Deltamodulator in einem Empfänger verwendet werden, welcher dazu dient, ein deltamoduliertes Signal aufzunehmen, welches im Sender verschlüsselt x-jurde» Dann muß das Signal im Empfänger entschlüsselt werden, wie es in der S¹Ig. 2 veranschaulicht ist= Es sei an dieser Stelle bemerkt j daß die Verwendung des Detektors für das deltamodulierte Signal gemäß Fig. 3 und gemäß der obigen Beschreibung auch in der ¥eise erfolgen kann, ein deltamoduliertes Signal abzutasten oder zu ermitteln, welches nicht ver= schlüsselt wurde. Dies bedeutet, daß die Verschlüsselungsein= richtung 15 und die Entschlüsselungseinrichtung 39 gemäß Figd und 2 entfallen können» Die Verwendung des Detektors für das deltamodulierte Signal gemäß I¹Xg₈ 3 ist in der Fig= 2 durch den Detektor 4-1 angedeutete

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Der erfindungsgemäße Detektor für ein deltamoduliertes Signal ist in einem Empfänger verwendbar, welcher dazu dient, ein deltamoduliertes digitales Signal ebenso wie ein analoges Signal zu empfangen, wie es nachfolgend im einzelnen näher erläutert wird. Wenn "bei der Darstellung in der Pig» 2 angenommen wird, daß das einlaufende Signal die Form eines analogen Signals hat, welches frequenzmoduliert wurde, so empfängt die Antenne 31 ein solches Signal, und es wird im Demodulator 33 demoduliert. Das Ausgangssignal des Demodulators 33 liegt in der Form eines analogen Signals vor, welches direkt einer ITiederfrequenz-Ausgangsstufe zugeführt werden kann. Wenn andererseits angenommen wird, daß das einlaufende Signal die Form eines deltamodulierten digitalen Signals hat, welches verschlüsselt wurde, so wird dieses Signal über die Antenne 31 aufgenommen und im Demodulator 33 demoduliert. In diesem Fall ist das Ausgangssignal des Demodulators 33 ein. verschlüsseltes deltamoduliertes Signal. Offensichtlich ist ein solches Signal nicht dazu geeignet, einer Niederfrequenzstufe direkt zugeführt zu werden. Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, welche feststellt, ob das Ausgangssignal des Demodulators die Form eines digitalen Signals oder die Form eines analogen Signals hat. Dies geschieht mit Hilfe des Kodedetektors 37» welcher ermittelt, ob das Ausgangssignal des Demodulators 33 die Form eines digitalen Signals hat. Wenn ein digitales Signal als Ausgangssignal des Demodulators ermittelt wird, liefert der Kodedetektor37 zwei Ausgangssignale. Ein Ausgangssignal hat die Form einer logischen 1 und wird dem Eingang A der Verriegelung 54- zugeführt, und das andere Signal hat die Form einer logischen 0 und wird dem Eingang X des Schalters 4-7 zugeführt.

Kurz zusammengefaßt, wenn ein deltamoduliertes Signal festgestellt wird, liefert der Kodedetektor ein binäres Signal in der Form einer logischen 1 an den Eingang A der Yerriegelung 54 öder hingegen eine logische 0 an den Eingang X des Schalters 47· Der

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Schalter 47 ist zwischen dem Fiederfrequenzausgang 35 und dem Demodulator 33 angeordnet und wird durch das Ausgangssignal des Kodedetektors beaufschlagt. Wenn das Kodedetektor-Ausgangssignal anzeigt, daß das Ausgangssignal des Demodulators ein analoges ETiederfrequenzsignal ist, dann werden die Kodedetektor-Ausgangssignale in Form einer 0 und einer 1 den Klemmen A bzw. X zugeführt. Wenn bei A eine 1 vorhanden ist, bleibt der Schalter 47 geschlossen. Der geschlossene Schalter 47 ermöglicht die Übertragung des Niederfrequenzsignals vom Ausgang des Demodulators zu der Fiederfrequenzeinrichtung 35·

Wenn der Kodedetektor 37 feststellt, daß das Ausgangssignal des Demodulators 33 ein deltamoduliertes Signal ist, ändert der Ausgang JL seinen Zustand auf eine logische 0, und der andere Ausgang, nämlich der Ausgang A, ändert seinen Zustand in eine logische 1. Wenn A auf eine logische 0 übergeht, wird der Schalter 4-7 geöffnet» Dadurch wird der Weg zu dem Fiederfrequenzausgang 35 vom Demodulator 33 über den Schalter 47 geöffnet» Folglich ist keine direkte Anwendung des Ausgangssignals des Demodulators auf die Mederfrequenz-Ausgangseinrichtung 35 mögliche Gemäß Eig. 2 wird der Kodedetektor 37 durch den gemeinsamen !Taktgeber 38 getrieben. Wenn das Aus gangs signal des Demodulators 33 ein verschlüsseltes deltamoduliertes Signal ist, wird'dieses Signal in der Entschlüsselungseinrichtung 39 entschlüsselt j und es id-rd ein entschlüsseltes deltamoduliertes Signal an den Detektor 41 geliefert» Das entschlüsselte Ausgangssignal hat die Form eines deltamodulierten Signals, mit anderen Worten, das Ausgangssignal der Entschlüsselungseinrichtung 39 liegt in der Form eines analogen Signals vor, welches einer Deltamodulation unterzogen vnirde» Gemäß Fig» 2 wird die EntSchlüsselungseinrichtung durch den gemeinsamen Taktgeber 38 getrieben5-wenn sie den Entschlüsselungsvorgang vornimmt» Als Detektor 41 kann vorzugsweise der erfindungsgemäße Detektor für das deltamodulierte Signal verwendet nrerden, wie er anhand der Figo 3 beschrieben wurde» Das Ausgangssignal der Entschlüsselungseinrichtung wird dem Zähler 51 zugeführt, und der Zähler 51 wird

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durch den gemeinsamen Taktgeber 38 über eine Zeitsteuerschaltung 55 getrieben. Der Zähler 51 erfüllt seine Zählfunktion₅ indem er die Übergänge oder das Auftreten von Impulsen zählt ₉ die in dem Ausgangssignal der Entschlüsselungseinrichtung 39 auftreten. Die Dekodiereinrichtung ihrerseits dekodiert die Impulszählungen und liefert eine logische 0 oder eine logische 1 am Ausgang. Dann arbeitet in Reaktion auf das Ausgangssignal von dem Kodedetektor und dem Kodeabtastsignal die Verriegelung 54- in der Weise_? daß sie ein entsprechendes Ausgangssignal liefert. Wie oben anhand der Pig, 3 im einzelnen erläutert wurde_s liefert die "Verriegelung 54- als Ausgangs signal an ihrem Ausgang 0 entweder eine logische 0 oder eine logische 1_s und zwar in Reaktion auf Veränderungen in den zwei Eingängen A und B₉ wie es durch den Status I₅ II, HI₅ IV und V veranschaulicht isto Somit liefert der Kodedetektorausgang A anfangs eine logische O₅ welche anzeigt, daß das einlaufende deltamodulierte Signal noch nicht ermittelt wurde. Nachdem der Kodedetektor 37 das Vorhandensein des deltamodulierten digitalen Signals festgestellt hat und eine logische 1 an die Dekodiereinrichtung 53 des Detektors 41 geliefert hat, wodurch in der IOrm einer logischen 1 die Abtastung des Eingangssignals angezeigt wird, welches ein Energiespektrum in dem. akzeptierbaren Irequenzbereich hat_? nämlich oberhalb der vorgegebenen hohen !frequenz von 4_S5 kHz oder unterhalb der vorgegebenen tieferen !Frequenz von 1,5 kHz_s verändert der Detektor 4-1 sein Ausgangs signal in eine logische I₅ wie es im Status III dargestellt ist.

Dadurch wird der logische Ausgang des Detektors 41 dazu gebracht,. eine logische 1 an den Schalter 45 über den Weg 42 zu lieferte Der Schalter 45, welcher herkömmlicher Bauart ist, antwortet auf das logische Signal 1 und schließt seinen Weg. Dadurch wird ein Pfad von dem Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 43 zu dem Hie= derfrequenzausgang 35 gebildet. Wenn dies stattfindet_s bekommt der Ausgang der Entschlüsselungseinrichtung 39 die Mögliclikeit₅ daß sein Ausgangssignal über den Digital-Analog^Wandler 43 über

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den Schalter 4-5 an den Niederfrequenzausgang 35 geliefert wird,, Solange der Schalter 35 geschlossen "bleibt, d_oh_o, solange das Ausgangssignal des Detektors 4-1 im logischen Zustand 1 "bleibt, liefert der Schalter 4-5 weiterhin einen Weg für das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 43, so daß dieses Signal dem Hiederfrequenzausgang 35 zugeführt werden kann»

Es wurde oben ein Detektor für ein deltamoduliertes Signal gemäß der Erfindung beschrieben» Weiterhin wurde eine Anwendung eines solchen Detektors in einem Empfänger beschrieben, welcher die Abtastung von frequenzmodulierten analogen Signalen oder in der alternativen Ausführungsform von deltamodulierten digitalen Signalen ermöglicht, indem der erfindungsgemäße Detektor in vorteilhafter Weise verwendet wird» Gemäß der Erfindung wird die Möglichkeit" geschaffen, einen Kodedetektor ebenso wie einen Empfänger wesentlich zu vereinfachen, weil keine aufwendige Filterschaltung mehr erforderlich ist., Der erfindungsgemäße Detektor für ein deltamoduliertes Signal arbeitet im wesentlichen mit einem gemeinsamen Taktdetektor und einem Kodedetektor. Auf diese Weise stellt er sich auf eine vorgegebene Taktfrequenz ein, welcher dazu verwendet werden kann, das deltamodulierte Signal zu erzeugen.

Der erfindungsgemäße Detektor kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, als Kodedetektor in einer Wiederholeinrichtung oder einem Eunkgerät zu dienen. Dies kann dadurch geschehen, daß das Ausgangssignal des Detektors an den Eingang einer Wiederholeinrichtung oder einer Funkeinrichtung geführt wird. Dies erweist sich als vorteilhaft, weil der erfindungsgemäße Detektor Eigenschaften hat, welche es erlauben, daß zunächst das Vorhandensein eines einlaufenden Signals nur dann erkannt bzw. ermittelt wird, wenn das Signal ordnungsgemäß dekodiert wurde. Der Verriegelungsausgang, welcher durch einen Kodedetektor oder eine Rauschunterdrückung zurückgestellt werden kann, läßt sich dazu verwenden, eine Nachricht auf dem Wege der Rauschunterdrückung auszuscheiden, wenn sie nicht ordnungsgemäß dekodiert werden kann. Mit

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anderen Worten, solange die Dekodiereinrichtung 53 ihr logisches Ausgangssignal nicht von einer logischen 0 auf eine logische 1 ändert, wodurch angedeutet wird, daß ein ordnungsgemäßer Empfang eines einlaufenden deltamodulierten Kodesignals vorliegt, liefert der Detektor 4-1 am Ausgang keine logische 1. Mit anderen Worten, der Detektor 4-1 fährt fort, eine logische Ö zu liefern, und dies führt wiederum dazu, daß die logische 0 dem Schalter 4-5 zugeführt wird.

Solange eine logische 0 dem Schalter 4-5 zugeführt wird, ist der Empfänger jedoch daran gehindert, an der Ausgangsklemme 35 überhaupt ein ÜFiederfrequenzausgangssignal abzugeben.

Aufgrund der Fähigkeit des erfindungsgemäßen Detektors, trotz erheblichen Hintergrundrauschens ein Hutzsignal zu erkennen, läßt sich der Empfang von deltamodulierten Signalen gemäß der Erfindung erheblich verbessern, und es können zugleich nichtkodierte Signale durch eine entsprechende Rauschunterdrückung ausgeschaltet ttferden» Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, Mehrkode- und Mehrkanal-Kodier/Lösch-Systeme mit der erfindungsgemäßen Anordnung aufzubauen. Weiterhin führt der erfindungsgemäße Detektor auch zu einer kürzeren Erkennungszeit bei der Abtastung eines deltamodulierten Signals, als es bisher bei bekannten Einrichtungen möglich war, die mit aktiven oder passiven Putern arbeiten.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines deltamodulierten Signals mit einer Zeitsteuerschaltung, welche dazu dient, ein Zeitsteuersignal mit einem vorgegebenen Zeitintervall zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Zähler vorgesehen ist, welcher auf das Zeitsteuersignal anspricht, um die Anzahl der digitalen Bits des deltamodulierten Signals innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls zu zählen und ein Zählsignal zu liefern, welches die Anzahl der digitalen Bits angibt, die in dem deltamodulierten Signal innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls enthalten sind, daß weiterhin eine Dekodiereinrichtung vorgesehen ist, welche auf das Zeitsteuersignal anspricht und das Zählsignal von dem Zähler aufnimmt und ein binäres Signal mit einem ersten Status liefert, wenn ein Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der Bits im deltamodulierten Signal oberhalb eines vorgegebenen hohen Zählpegels oder unterhalb eines vorgegebenen tiefen Zählpegels liegt, und ein binäres Signal mit einem zweiten Status liefert, wenn das Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der digitalen Bits zwischen dem vorgegebenen hohen und dem vorgegebenen tiefen Pegel liegt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Verriegelungsschaltung vorgesehen ist, welche auf das Ausgangssignal der Dekodiereinrichtung und auf ein Kodeabtastsignal anspricht, welches die Abtastung eines vorgegebenen Kodesignals darstellt, und daß die Verriegelungsschaltung ein Ausgangssignal in Seaktion auf das binäre Signal des ersten Status von der Dekodiereinrichtung und auf das Kodeabtastsignal liefert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Verriegelungsschaltung vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, daß sie das Ausgangssignal

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von der Dekodiereinrichtung und ein Kodeabtastsignal aufnimmt, Xfelches die Abtastung eines vorgegebenen Kodesignals darstellt, und daß die Verriegelungsschaltung weiterhin so ausgebildet ist, daß sie ein binäres Ausgangssignal mit einem ersten oder einem zweiten Status in Reaktion auf Eingangssignale von der Dekodiereinrichtung und in Reaktion auf das Abtastsignal gemäß der folgenden Tabelle liefert:

I II III IV V A 0 1 1 1 0 B 0 0 1 0 0 G 0 0 1 1 0

wobei die Zeile A das Kodeabtastsignal darstellt, wobei seine Abwesenheit in der Form einer logischen 0 und sein Vorhandensein in der Form einer logischen Λ angegeben wird, wobei die Zeile B das Dekodierer-Ausgangssignal darstellt, wobei das Ausgangssignal durch eine logische 1 für das binäre Signal des ersten Status und eine logische 0 für das binäre Signal des zweiten Status dargestellt wird, und wobei die Zeile C das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung darstellt, wobei deren Ausgangssignal in der Form einer logischen 0 oder 1'gemäß Angabe vorliegt, wenn die zwei Eingangssignale von der Dekodiereinrichtung und das Kodeabtastsignal in der Folge auftreten, wie es jeweils im Status I, II, III, IV und V angegeben ist, und zwar in Reaktion auf die Veränderungen, bei denen die zwei Eingangssignale A und B ihren Status ändern«

4·. Schaltungsanordnung zum Empfang eines verschlüsselten oder eines nichtverschlüsselten digitalen Datensignals, wobei eine Taktsignalquelle vorhanden ist, die einen Taktimpulszug erzeugt, dessen Impulsfolgefrequenz dem doppelten Wert der höchsten Frequenz des aufgenommenen digitalen Datensignals entspricht, dadurch gekennzeichnet , daß eine Kodeabtasteinrichtung vorgesehen ist₉ welche auf die Taktimpulse und auf das empfangene digitale Datensignal an-

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spricht, um die Eigenschaften der Daten im Hinblick darauf zu ermitteln, ob es sich, um verschlüsselte oder um nichtverschlüsselte Daten handelt, wobei die Kodeabtasteinrichtung ein entsprechendes Signal liefert, welches erkennen läßt, ob es sich um nichtverschlüsselte oder um verschlüsselte Daten handelt, daß weiterhin eine erste Schaltereinrichtung vorhanden ist, Vielehe auf das für nichtverschlüsselte Daten repräsentative Signal anspricht, und zwar in der Weise, daß die empfangenen digitalen Daten .zu einer Ausgangs-Anwendereinrichtung durchgelassen werden, wobei weiterhin eine Entschlüsselungseinrichtung vorgesehen ist₃ welche auf die Taktimpulse zum Entschlüsseln der aufgenommenen digitalen Daten anspricht, daß weiterhin eine Abtasteinrichtung vorhanden ist, welche auf die !Taktimpulse und das für verschlüsselte Datensignale repräsentative Signal anspricht, um ein entschlüsseltes digitales Datenabtastsignal zu liefern₉ und daß eine zweite Schaltereinrichtung vorgesehen ist, welche auf das entschlüsselte digitale Datenabtastsignal anspricht, um die entschlüsselten digitalen Daten zu der Ausgangs-Anwender einrichtung von der Entschlüsselungseinrichtung aus durchzulassen.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtasteinrichtung derart ausgebildet ist, daß das deltamodulierte, entschlüsselte, digitale Datensignal ermittelt wird, daß weiterhin eine Zeitsteuerschaltung vorgesehen ist, welche auf das Taktsignal anspricht, unrein Zeitsteuersignal zu liefern, welches ein vorgegebenes Zeitintervall aufweist, daß weiterhin ein Zähler vorgesehen ist, welcher auf das Zeitsteuersignal anspricht, um die digitalen Bits zu zählen, welche in dem deltamodulierten entschlüsselten Signal während des Zeitintervalls auftreten, und um ein Zählsignal zu liefern, welches die Anzahl der digitalen Bits in dem deltamodulierten, entschlüsselten Signal innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode angibt, daß weiterhin eine Dekodiereinrichtung vorgesehen ist, welche auf das

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Zeitsteuersignal anspricht und das Zahlsignal von dem Zähler aufnimmt und ein binäres Signal mit einem ersten Status liefert, xirenn ein Zahlsignal anzeigt, daß die Anzahl der Bits des deltamodulierten Signals oberhalb eines vorgegebenen hohen, Pegels oder unterhalb eines vorgegebenen tiefen Pegels liegen, und ein binäres Signal mit einem zweiten Status liefert j wenn das Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der digitalen Bits zxtfischen dem vorgegebenen hohen und dem vorgegebenen tiefen Pegel liegen, und daß eine Verriegelungssehaltung vorgesehen ist, welche auf das Ausgangssignal der Dekodiereinrichtung anspricht, wobei die Kodeabtasteinrichtung das Vorhandensein eines verschlüsselten digitalen Signals ermittelt „ um ein Ausgangssignal beim Vorhandensein des binären Signals für den ersten Status von der Dekodiereinrichtung zu liefern, wobei das Ausgangssignal der Kodeabtasteinrichtung das Vorhandensein der verschlüsselten Daten angibt»

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet , daß die Abtasteinrichtung derart ausgebildet ist, daß das deltamodulierte, entschlüsselte, digitale Datensignal ermittelt wird, daß weiterhin eine Zeitsteuerschaltung vorgesehen ist, welche auf das Taktsignal anspricht, um ein Zeitsteuersignal zu liefern, welches ein vorgegebenes Zeitintervall aufweist, daß weiterhin ein Zähler vorgesehen ist, welcher auf das Zeitsteuersignal anspricht, um die digitalen Bits zu zählen, welche in dem deltamodulierten entschlüsselten Signal während des Zeitintervalls auftreten, und um ein Zählsignal zu liefern, welches die Anzahl der digitalen Bits in dem deltamodulierten, entschlüsselten Signal innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode angibt, daß weiterhin eine Dekodiereinrichtung vorgesehen ist_s welche auf das Zeitsteuersignal anspricht und das Zählsignal von dem Zähler aufnimmt und ein binäres Signal mit einem ersten Status liefert, wenn ein Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der Bits des deltamodulierten Signals oberhalb eines vorgegebenen

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hohen Pegels oder unterlialb eines vorgegebenen tiefen Pegels liegen, und ein binäres Signal mit einem zweiten Status liefert, wenn das Zählsignal anzeigt, daß die Anzahl der digitalen Bits zwischen dem vorgegebenen hohen und dem vorgegebenen tiefen Pegel liegen, daß eine Verriegelungsschaltung vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, daß sie "das Ausgangssignal von der Dekodiereinrichtung und ein Kodeabtastsignal aufnimmt, welches die Abtastung eines vorgegebenen Kodesignals darstellt, und daß die Verriegelungsschaltung weiterhin so ausgebildet ist, daß sie ein binäres Ausgangssignal mit einem ersten oder einem zweiten Status in Reaktion auf Eingangssignale von der Dekodiereinrichtung und in Reaktion auf das Abtastsignal gemäß der folgenden Tabelle liefert:

I II III IV V A 0 1 1 1 0 B 0 0 1 0 0 G 0 0 1 1 0

wobei die Zeile A das Kodeabtastsignal darstellt, wobei seine Abwesenheit in der 3?orm einer logischen 0 und sein Vorhandensein in der Form einer logischen 1 angegeben wird, wobei die Zeile B das Dekodierer-Ausgangssignal darstellt, wobei das Ausgangssignal durch eine logische 1 für das binäre Signal des ersten Status und eine logische 0 für das binäre Signal des zweiten Status dargestellt wird, und wobei die Zeile 0 das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung darstellt, wobei deren Ausgangssignal in der lorm einer logischen 0 oder 1 gemäß Angabe vorliegt, wenn die zwei Eingangssignale von der Dekodiereinrichtung und das Kodeabtastsignal in der Polge auftreten, wie es jeweils im Status I, II, III, IV und V angegeben ist, und zwar in Reaktion auf die Veränderungen, bei denen die zwei Eingangssignale A und B ihren Status ändern.

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