DE2851168B1 - Geraeteersatzschaltung - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Übertragung digitaler Signale ein störungsfreies Umschalten vom Betriebs- auf das Ersatzgerät und umgekehrt nur möglich ist, wenn die von beiden Geräten ausgangsseitig gelieferten gleichen digitalen Signale an den Umschaltkontakten des Umschalters mit gleicher Phase anstehen. Nur die bit-synchrone Umschaltung verhindert nämlich, daß die hinter dem gestörten Signalabschnitt liegenden Einrichtungen durch Taktphasensprünge während der Umschaltzeit ihre Synchronisation verlieren und daher nach erfolgter Umschaltung wieder synchronisiert werden müssen.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Phasenregelschaltung in jedem der beiden Verbindungswege zwischen den Geräteausgängen und dem Umschalter ein steuerbares Verzögerungsglied auf.
• Hierbei sind die digitalen Signale auf der Ausgangsseite dieser Verzögerungsglieder gleichzeitig den beiden Eingängen eines die Phasenregelschaltung umfassenden Phasendiskriminators zugeführt, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des einen Verzögerungsgliedes direkt und mit dem Steuereingang des anderen Verzögerungsgliedes über einen Inverter in Verbindung sieht. Auf diese Weise ist eine gegensinnige Regelung der Phasen der digitalen Signale in beiden Ubertragungszweigen ermöglicht, die besonders wirkungsvoll ist.
• Zweckmäßig weist ein Verzögerungsglied jeweils eine taktgesteuerte bistabile Kippstufe auf, die ihren Takt über eine vom Signaltakt gesteuerte monostabile Kippstufe erhält. Dabei ist die Rückstellzeit der monostabilen Kippstufe von der Größe des Steuersignals am Ausgang des Phasendiskriminators bestimmt.
• Das zu verzögernde digitale Signal wird über die bistabile Kippstufe hinweggeführt.
• Vorteilhafterweise kann zur Erzeugung eines in gleicher Weise wie das digitale Signal zeitverzögerten Signaltaktes eine zusätzliche monostabile Kippstufe vorgesehen sein, über die der Takt für die bistabile Kippstufe geleitet ist. Dabei ist die Rückstellzeit dieser zusätzlichen monostabilen Kippstufe für eine halbe Taktpericdefestgelegt.
• Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 das Blockschaltbild einer Geräteersatzschaltung nach der Erfindung, F i g. 2 das Blockschaltbild eines Vezögerungsgliedes nachFig.1, Fig. 3 die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 2 näher erläuternde Zeitdiagramme.
• Das Blockschaltbild nach F i g. 1 zeigt eine Diversity-Empfangseinrichtung für eine Richtfunkstrecke zur t Jbertragung digitaler Signale, die gemäß der Erfindung mit einer Phasenregelschaltung PRSausgerüstet ist. Das ankommende Signal wird über zwei räumlich getrennte Antennen An und An' jeweils dem Eingang eines Empfängers E bzw. E' zugeführt, in denen das digitale Signal verstärkt, regeneriert und in die Basisbandlage umgesetzt, am jeweiligen Ausgang x bzw. y der Empfänger Ebzw. E'zur Verfügung gestellt wird. Über einen weiteren Ausgang sind die Empfänger E und E' mit entsprechenden Steuereingängen des Umschalters U verbunden. Über diesen Ausgang wird in Abhängigkeit eines geeigneten Steuerkriteriums ein Umschaltsteuersignal an den Umschalter U gegeben. Die Ausgänge x und yder Empfänger Eund E'sind über die Phasenregelschaltung PRS mit jeweils einem Umschaltkontakt des Umschalters Uverbunden.
• Die Phasenregelschaltung PRS besteht aus zwei gleichen Verzögerungsgliedern VZ und VZ' einem Phasendiskriminators Ph und dem Inverter IV im Verbindungsweg zwischen dem Ausgang des Phasendiskriminators und dem Steuereingang b eines der beiden Verzögerungsglieder. Die Verzögerungsglieder VZund VZ' sind jeweils in einem der Verbindungszweige der Empfänger zum Umschalter angeordnet und haben die Eingangsanschlüsse e und die Ausgangsanschlüsse a.
• Der Steuereingang b des Verzögerungsgliedes VZ ist unmittelbar und der des Verzögerungsgliedes VZ' mittelbar über den Inverter IV mit dem Ausgang des Phasendiskriminators verbunden. Weiterhin sind die Ausgangsanschlüsse a der beiden Verzögerungsglieder mit den beiden Eingängen des Phasendiskriminators verbunden. Der Phasendiskriminator Ph vergleicht die Phasen der gleichen digitalen Signale an den Ausgangsanschlüssen a der Verzögerungsglieder und gibt in Abhängigkeit einer festgestellten Phasendifferenz ein Steuersignal Us an deren Steuereingänge h, das im Sinne einer Regelung der Phasendifferenz gegen den Wert Null wirksam ist. Auf diese Weise wird also sichergestellt, daß die an den Umschaltkontakten des Umschalters U anstehenden gleichen digitalen Signale stets gleiche Phasen aufweisen, so daß bei Aktivierung des Umschalters über einen der Empfänger E eine bitsynchrone Umschaltung hinsichtlich des gemeinsamen Ausgangsanschlusses A stets gewährleistet ist.
• Die Verzögerungsglieder VZweisen weiterhin einen Takteingang ffür den Signaltakt T1 und einen Ausgang dfür die Abgabe eines zeitverzögerten Signaltaktes T2 auf. Der Signaltakt T1 wird üblicherweise aus dem ankommenden Signal im Empfänger oder in einer besonderen Takterzeugerschaltung gewonnen. Der zeitverzögerte Signaltakt T2 an den Ausgängen d der Verzögerungsglieder steht gegebenenfalls weiteren digitalen Einrichtungen hinter dem gemeinsamen Ausgangsanschluß A zur Verfügung. Das digitale Signal am Ausgang x des Empfängers E ist mit D 1 und das am Ausgang y des Empfängers E' mit D 1' bezeichnet Das an den Ausgangsanschlüssen a auftretende zeitverzögerte digitale Signal ist mit D 2 bezeichnet.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein Verzögerungsglied VZ ist in F i g. 2 dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus der bistabilen Kippstufe BK und der monostabilen Kippstufe MK 1. Das in der Zeit zu verzögernde digitale Signal D 1 wird über dem D-Eingang der ein D-Flip-Flop darstellenden bistabilen Kippstufe BK zugeführt und über den Q-Ausgang als digitales Signal D 2 an den Anschluß a abgegeben. Die monostabile Kippstufe MK 1 spricht auf die negativen Flanken des im Diagramm der Fig. 3 mit T1 angegebenen Signal taktes T1 an. Sie wird damit an ihrem Ausgang in den »L<-Zustand übergeführt. Die Rückkehr zum Zustand »H« erfolgt nach der Zeit dt, deren Größe von der analogen Steuerspannung US abhängig ist. Diese Steuerspannung wird über den Anschluß b einem entsprechenden Steuereingang der monostabilen Kippstufe MK 1 zugeführt. Die Rückstellzeit der monostabilen Kippstufe MK 1 ist, wie beispielsweise der DE-AS 1240446 entnommen werden kann, durch eine entsprechende Steuerung der Zeitkonstante des Eingangskreises der von einem Transistor gebildeten Stufe möglich. Der Signaltakt T1, der über die monostabile Kippstufe MK 1 hinweg in einen Takt I entsprechend dem Diagramm I nach Fig. 3 mit einem vom Wert eins verschiedenen Verhältnis von Impulspause zu Impulsdauer übergeht, ist am Vorbereitungseingang T der bistabilen Kippstufe BK wirksam.
• Mit jeder posititiven Flanke dieses Taktes nimmt der Q-Ausgang der bistabilen Kippstufe den gleichen Zustand ein wie der D-Eingang, an dem die digitale Signalimpulsfolge D I anliegt. Mit anderen Worten hat dies zur Folge,-daß die digitalen Signale am Anschluß a um die Zeit dt gegenüber den digitalen Signalen am Anschluß e verzögert auftreten. In F i g. 3 ist dies in den entsprechend bezeichneten Diagrammen D1 und D 2 dargestellt.
• Zur Verzögerung des Taktsignals T1 am Eingang fin das Taktsignal T2 am Ausgang d entsprechend Diagramm T2 in F i£. 3, kann das Verzögerungsglied VZ eine weitere monostabile Kippstufe MK 2 aufweisen, dem eingangsseitig der Takt I zugeführt wird und dessen Rückstellzeit für eine halbe Taktperiode v des Taktes T1 festgelegt ist.
• Zusammenfassung Vorliegende Erfindung betrifft eine Geräteersatzschaltung im Zuge einer Richtfunkstrecke für digitale Signalübertragung. Sie besteht aus zwei betriebsaktiven Geräten, nämlich dem Betriebsgerät (E) und dem Ersatzgerät (E) deren Eingängen das Streckensignal zugeführt ist und deren Ausgängen wahlweise über einen Umschalter (U) mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß (A) verbindbar sind. Zwischen dem Umschalter (U) und den Geräteausgängen (x, y) ist eine die Phasendifferenz der beiden gleichen digitalen Signale gegen den Wert Null steuernde automatische Phasenregelschaltung (PRS) angeordnet (F i g. 1).

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Geräteersatzschaltung im Zuge einer Richtfunkstrecke für digitale Signalübertragung, bestehend aus zwei betriebsaktiven Geräten, nämlich einem Betriebsgerät und einem Ersatzgerät, deren Eingängen das Streckensignal zugeführt ist und deren Ausgänge wahlweise über einen Umschalter mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß verbindbar sind und bei der der Umschalter durch ein von einem geeigneten Steuerkriterium für die Ersatzschaltung abgeleiteten Steuersignal betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Umschalter (U) und den Geräteausgängen (x, y) eine die Phasendifferenz der beiden gleichen digitalen Signale gegen den Wert Null steuernde automatische Phasenregelschaltung (PRS) angeordnet ist.
2. 2. Geräteersatzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenregelschaltung (PRS) in jedem der beiden Verbindungswege zwischen den Geräteausgängen (x, y) und dem Umschalter (U) ein steuerbares Verzögerungsglied (VZ, VZ9 aufweist, und daß die digitalen Signale auf der Ausgangsseite dieser Verzögerungsglieder gleichzeitig den beiden Eingängen eines die Phasenregelschaltung umfassenden Phasendiskriminators (Ph) zugeführt sind, dessen Ausgang mit dem Steuereingang (b) des einen Verzögerungsgliedes (VZ) direkt und mit dem Steuereingang (b) des anderen Verzögerungsgliedes (VZ) über einen Inverter (1V) in Verbindung steht.
3. 3. Geräteersatzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (VZ, VZ') jeweils eine taktgesteuerte bistabile Kippstufe (BK) aufweist, die ihren Takt (T) über eine vom Signaltakt (T1) gesteuerte monostabile Kippstufe (MK 1) erhält, daß ferner die Rückstellzeit der monostabilen Kippstufe von der Größe des Steuersignals am Ausgang des Phasendiskriminators (Ph) bestimmt ist und daß das zu verzögernde digitale Signal über die bistabile Kippstufe hinweg geführt ist.
4. 4. Geräteersatzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines in gleicher Weise wie das digitale Signal zeitverzögerten Signaltaktes (T2) eine zusätzliche monostabile Kippstufe (MK 2) vorgesehen ist, über die der Takt (T) für die bistabile Kippstufe (BK) geleitet ist und daß die Rückstellzeit dieser zusätzlichen monostabilen Kippstufe für eine halbe Taktperiode festgelegt ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Geräteersatzschaltung im Zuge einer Richtfunkstrecke für digitale Signalübertragung, bestehend aus zwei betriebs aktiven Geräten, nämlich einem Betriebsgerät und einem Ersatzgerät, deren Eingängen das Streckensignal zugeführt ist und deren Ausgänge wahlweise über einen Umschalter mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß verbindbar sind und bei der der Umschalter durch ein von einem geeigneten Steuerkriterium für die Ersatz- schaltung abgeleiteten Steuersignal betätigbar ist.

   Geräteersatzschaltungen dieser Art sind immer dann erforderlich, wenn an die Betriebssicherheit einer Signalübertragungsstrecke höhere Anforderungen gestellt werden. Versagt das Betriebsgerät, so nimmt das Ersatzgerät die Funktion des Betriebsgerätes durch eine entsprechende Umschaltung über den Umschalter wahr.

   Bei Richtfunkstrecken treten im Gegensatz zu Kabelstrecken mitunter Signaleinbrüche auf, die durch zeitliche Veränderung des Übertragungsmediums, beispielsweise Fading, bedingt sind. Um diesen Betriebsstörungen zu begegnen, ist es üblich, von der sogenannten Diversity-Technik Gebrauch zu machen. Hierbei kommen in der Regel zwei Empfänger zur Anwendung, die entweder an räumlich verschiedene Empfangsantennen angeschlossen sind oder aber das übertragene Signal auf verschiedenen Trägerfrequenzen empfangen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der US-PS 33 83 599 beschrieben. Beide empfangenen Signale werden im Basisband auf ihre Qualität hin überprüft und in Abhängigkeit des Prüfergebnisses der jeweils bessere Kanal über den Umschalter an den gemeinsamen Ausgangsanschluß angeschaltet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Geräteersatzschaltung der einleitend genannten Art eine weitere Lösung anzugeben, die es gestattet, bei der Übertragung digitaler Signale, beispielsweise Daten, im Bedarfsfalle eine störungsfreie Umschaltung durchzuführen.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Umschalter und den Geräteausgängen eine die Phasendifferenz der beiden gleichen digitalen Signale gegen den Wert Null steuernde automatische Phasenregelschaltung angeordnetist.

   Den eingangs beschriebenen Stand der Technik spiegelt auch die DE-OS 23 03 820 wider, die ebenfalls eine Geräteersatzschaltung, und zwar eine Kanalersatzschaltung beinhaltet, bei der in Abhängigkeit von den Übertragungseigenschaften eine Umschaltung zwischen wenigstens zwei Kanälen durchgeführt wird.

   Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung ist der DE-OS 23 03 820 jedoch nicht zu entnehmen. Das Gleiche gilt für die Lösung, nach der zwischen dem Umschalter und den Geräteausgängen eine die Phasendifferenz der beiden gleichen digitalen Signale gegen den Wert Null steuernde automatische Phasenregelschaltung angeordnet ist.

   Es ist zwar, wie z. B. die DE-AS 15 91104 ausweist, bei einer zwei Empfangskanäle aufweisenden Diversity-Schaltung bekannt, die empfangenen Signale in einer Zwischenfrequenzebene gleichfrequent zu machen und zusätzlich über einen Phasenregelkreis die beiden Zwischenfrequenzsignale auch phasenmäßig aneinander anzupassen, so daß sie anschließend in einem Summierer zu einem Summensignal zusammengefaßt werden können. Dies sina aber Systeme zur Übertragung analoger Signale handelt. Die bekannten Anordnungen unterscheiden sich vom Erfindungsgegenstand sowohl hinsichtlich der speziellen technischen Aufgabenstellung als auch hinsichtlich der gerätetechnischen Lösung, denn der Erfindungsgegenstand besitzt z. B.

   weder phasengesteuerte Zwischenfrequenzumsetzer noch eine Summieranordnung.