DE2837868A1 - Schaltungsanordnung zur ermittlung eines deltamodulierten signals - Google Patents
Schaltungsanordnung zur ermittlung eines deltamodulierten signalsInfo
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Description
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Telegramm: monopolweber münchen
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MOTOROLA, HTO.
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Schaumburg, 111. 60196
USA
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Schaltungsanordnung
zur Ermittlung eines deltamodulierten Signals
zur Ermittlung eines deltamodulierten Signals
909812/07S©
- y-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung
eines deltamodulierten digitalen Signals und die Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung in einem Empfängers 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 augrundes 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 veranschaulichts 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.ho
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 danns 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 übergehts 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 wurdes
liefert die "Verriegelung 54- als Ausgangs signal an ihrem Ausgang
0 entweder eine logische 0 oder eine logische 1s 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 4S5 kHz oder unterhalb der vorgegebenen
tieferen !Frequenz von 1,5 kHzs 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 stattfindets 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, doho, 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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283'. _w„
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.
909812/0760
Leerseite
Claims (1)
- Patentansprüche1. 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 Ausgangssignal9812/0760283786avon 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-909812/0780spricht, 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 das909812/0760Zeitsteuersignal 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 ists 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 vorgegebenen909812/0760hohen 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.909812/0760
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