DE2915944A1

DE2915944A1 - Verfahren zur erzeugung von elektrischen signalen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2915944A1
Application number: DE19792915944
Authority: DE
Inventors: Clive Johnson Beckwith; Charles Edward Dingle; Philip Wright
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1979-11-08
Also published as: JPS54142034A; CA1120593A; GB2020071A; GB2020071B; IT7967844A0; FR2423923A1; IT1118587B; US4306190A

Description

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, Wembley, Großbritannien

Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Signalen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Signalen und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens .

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Signalen und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen eine Vielzahl von elektrischen Signalen bestimmter Art unter Ausnutzung von Digitaltechniken erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Signalen, insbesondere einer Vielzahl von elektrischen Signalen solcher Art, daß die Signale unterschiedliche, periodisch sich wiederholende Wellenformen haben. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich haben diese Signale unterschiedliche Grundfrequenzen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei der Erzeugung einer Vielzahl elektrischer Signale der erwähnten Art eine Vielzahl von Speicherplätzen eines Festspeichers (ROM) zyklisch adressiert, wobei jeder Speicherplatz eine Vielzahl von Stellenwerten speichert, so daß der Festspeicher eine Vielzahl von Digitalsignalen als Ergebnis seiner Adressierung gemäß vorstehender Erläuterung liefert; die angeforderten Ausgangssignale werden durch individuelle Einrichtungen abgegeben, welche durch die Digitalsignale gesteuert werden.

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Jede der individuellen Einrichtungen kann ein Halteglied (latch) aufweisen, das so aufgebaut ist, daß es periodisch einen Zustand annimmt, der von dem steuernden Stellenwert zu der betreffenden Zeit abhängt. Wenn die durch die Halteglieder abgegebenen Digitalsignale unterschiedliche Grundfrequenzen haben, können diese Signale gefiltert werden, um eine Vielzahl von Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen abzuleiten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Anordnung zur Erzeugung einer Vielzahl von elektrischen Signalen einen Festspeicher mit Speicherplätzen für eine Vielzahl von Digitalwörtern auf, eine Einrichtung zum zyklischen Adressieren der Speicherplätze sowie eine Vielzahl von Einrichtungen, die derart angeordnet sind, daß ein elektrisches Impulssignal von entsprechenden Stellen der aus dem Festspeicher infolge dessen Adressierung gelesenen Wörter abgeleitet wird; die Vielzahl von Einrichtungen ist dabei derart angeordnet, daß sie auf unterschiedliche der aus dem Festspeicher gelesenen Wörter ansprechen, wobei die Wörter so gewählt sind, daß die Vielzahl der Impulssignale, die von den Einrichtungen abgegeben werden, unterschiedliche Grundfrequenzen haben.

Jede der Vielzahl von Einrichtungen weist ein Halteglied auf, das periodisch einen Zustand bzw. eine Bedingung annimmt, die von dem steuernden Stellenwert zu der betreffenden Zeit abhängt .

Die Anordnung kann auch eine Vielzahl von Filter enthalten, die jeweils derart vorgesehen sind, daß sie Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen aus den Impulssignalen auswählen, welche von der Vielzahl von Einrichtungen zugeführt werden.

In einer Anordnung zur Signalerzeugung, die eine gewisse Redundanz zum Schütze gegenüber einem Fehler der Ausrüstung aufweist, können zwei ähnliche Sätze der Vorrichtung vorgesehen

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sein, wie sie vorstehend im vorletzten Absatz beschrieben ist, zusammen mit einer Einrichtung, die sicherstellt, daß die beiden Sätze synchron arbeiten, (d.h. die beiden der Speisung entsprechenden Signale haben die gleiche Frequenz und das gleiche Phasenverhältnis); außerdem ist eine Schalteinrichtung bzw. Torschaltung vorgesehen, um die entsprechenden, von den zv/ei Sätzen gelieferten Signale zu kombinieren.

Die Torschaltung kann eine Vielzahl von Oder-Gliedern aufweisen, von denen jedes Oder-Glied bei Nichtvorliegen eines Fehlers in der Anlage zwei entsprechende Signale kombiniert, die von den beiden Sätzen an Vorrichtungen geliefert werden. Die Anordnung kann auch eine Vielzahl von Filter aufweisen, die so aufgebaut bzw. angeordnet sind, daß sie Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen aus den von der Torschaltung gelieferten ImpulsSignalen auswählen.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Erzeugung einer Vielzahl von Schwingungen, die unterschiedliche Frequenzen haben und zur Verwendung als Träger und anderer Signale in einem Telefonsystem mit Träger geeignet sind, stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Anordnung zur Erzeugung einer Vielzahl elektrischer Signale anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltung der Anordnung,

Fig. 2 weitere Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 1 und

Fig. 3 Einzelheiten eines anderen Teils der Schaltung nach Fig. 1.

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In Fig. Λ sind in der oberen und unteren Hälfte zwei identische Generatoren dargestellt, die jeweils gemäß der Erfindung aufgebaut sind und zur'Abgabe identischer Ausgangssignale dienen. Im folgenden wird vorerst der in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellte Generator betrachtet.

Der Betrieb des unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu beschreibenden Generators wird durch eine Taktimpulsquelle 1 gesteuert, die mit einer Nennfrequenz von 3,72 MHz arbeitet. Das Signal der Taktimpulsquelle 1 wird über eine Leitung 2 abgegeben und hat eine Impulsform mit einem Signal/Nullpegel-Verhältnis bzw. Tastverhältnis von 1:1 \md eine Frequenz von 4 kHz.

Die Ausgangssignale, die von den ersten vier Stufen eines Zählers 4 über Leitungen 6, 7, 8 und 9 zusammen mit dem Ausgangssignal auf der Leitung 5 abgegeben werden, werden zyklisch verwendet, um dreißig Speicherplätze eines Festwertspeichers 10, im folgenden ROM bezeichnet, zu adressieren; dabei ist zu beachten, daß zweiunddreißig, d.h. 2? unterschiedliche Kombinationen von fünf Binärsignalen möglich sind, obgleich zwei dieser Kombinationen in der vorliegenden Anordnung nicht benutzt werden. Jeder einzelne Speicherplatz des ROM 10 wird somit mit einer Frequenz von 4 kHz adressiert.

Jeder Speicherplatz des ROM 10, der bekannte Form hat, kann ein vierstelliges Binärwort speichern* Diese Wörter, die in Spalten der Reihe nach angeordnet sind, in welcher sie adressiert werden, ist in der folgenden Tabelle zusammen mit dem Stellenwert (in Klammern) des Signals gezeigt, das über die Leitung 5 zugeführt wird, da jede Wortstelle adressiert ist:

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(O) 1010 (0) 1111 (1) 1011

(0) 1100 (0) 1001 (1) 1000

(0) 1010 (0) 1010 (1) 1110

(0) 1001 (0) 1100 (1) 1000

(0) 1111 (0) 1010 (1) 1011

(0) 0000 (1) 0001 (1) 0100

(0) 0011 (1) 0111 (1) 0010

(0) 0101 (1) 0001 (1) 0001

(0) 0011 (1) 0010 (1) 0111

(0) 0000 (1) 1100 (1) 0001

Nachdem ein Speicherplatz des ROM 10 in der vorstehend beschriebenen Weise adressiert wurde, werden vier Binärsignale, welche jeweils vier Stellen des gespeicherten Wortes repräsentieren, über Leitungen 11 bis 14 abgegeben. Vier bistabile Halteglieder 15 bis 18 vom D-Typ sprechen auf die Signale auf den Leitungen 11 bis 14 an. Jedes dieser Halteglieder verbleibt in dem Zustand, in welchen es vorher gesetzt wurde, und kann seinen Zustand, der durch den aus dem ROM 10 gelesenen Steuerstellenwert bestimmt ist (d.h. in Abhängigkeit von einem Signal auf einer entsprechenden Leitung 11, 12, 13 oder 14), nur nach Auftreten eines ins Negative gehenden Übergangs des Signals auf der Leitung 2 ändern. Ein ähnliches Halteglied 19 spricht auf das Signal der Leitung 5 an.

Die Signale der Ausgangsleitungen 21 bis 24 der Halteglieder 19 und 15 bis 17 sind somit Impulssignale mit Wiederholungsfrequenzen von 4, 12, 40 und 60 kHz, wobei das 12-kHz-Signal von der ersten Stelle (in der vorstehend angegebenen Tabelle) jedes gespeicherten Worts abgeleitet wird, das 40-kHz-Signal von der zweiten Stelle und das 60-kHz-Signal von der dritten Stelle.

Die vierte Stelle jedes gespeicherten und aus dem ROM 10 gelesenen Wortes ist eine Paritäts-Stelle und sollte unter der Voraussetzung, daß der Generator exakt arbeitet, hinsichtlich

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des Digitalwertes gleich der Modulo-2-Addition der Digitalwerte der Signale auf den Leitungen 21 bis 24 sein. Um eine Paritätsüberprüfung zu bewirken, werden die Signale der Leitungen 21 bis 24 zu einem Modulo-2-Addierer 25 geführt, und das Signal des Addierers 25 wird über eine Leitung 27 zusammen mit dem Signal des Halteglieds 18 einem exklusiven Oder-Glied 26 zugeführt. Die beiden dem exklusiven Oder-Glied 26 zugeführten Signale haben den gleichen Stellenwert, wenn der Generator laufend arbeitet und demzufolge durch dieses Glied ein Signal abgegeben wird, das eine nicht dargestellte Alarmeinrichtung betätigt und/oder eine Überwachungseinheit 28 betätigt (deren Funktion wird im folgenden noch erläutert), und zwar nur dann, wenn der Generator fehlerhaft arbeitet.

Nachfolgend wird der Aufbau der Taktimpulsquelle 1 näher beschrieben. Gemäß Fig. 2 enthält die Taktimpulsquelle 1 einen Oszillator 31, der das erforderliche Taktimpulssignal zur Leitung 2 abgibt. Dieses Signal wird durch eine durch 1860 teilende Teilerschaltung 32 geführt, um ein Signal mit einer Frequenz von 2 kHz zu erzeugen. Dieses 2-kHz-Signal, das auch eine Impulsform mit dem oben angegebenen Tastverhältnis 1:1 hat, und ein Pilotsignal einer Leitung 33 mit einer Frequenz, die ein ganzzahliges Vielfaches von 4 kHz (typischerweise 60 oder 64 kHz) ist, werden einem Phasendetektor 34 zugeführt. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 34 wird nach seinem Durchgang durch ein Filter 35 zur Steuerung der Frequenz des Oszillators 31 verwendet, der ein varaktorgesteuerter Oszillator sein kann. Auf diese Weise wird der Oszillator 31 mittels einer phasenverriegelten Schleife gegenüber dem Pilotsignal der Leitung 33 gesperrt. Der Hilfsdetektor 36 ist aufgrund der Tatsache, daß der Schalter S1 gemäß der Zeichnung offen ist, unwirksam und muß an dieser Stelle nicht beachtet werden.

Wie bereits vorstehend angegeben ist, ist der soweit beschriebene Generator in dem gesamten System zweimal vorgesehen; aus

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Gründen der Einfachheit sind Teile des zweiten Generators, der im oberen Teil von Fig. 1 und teilweise in Fig. 2 gezeigt ist, auf die im folgenden Bezug genommen wird, mit gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Baugruppen in der unteren Hälfte von Fig. 1 bezeichnet, jedoch mit einem zusätzlichen Apostroph (z.B. 1')·

Entsprechende Impulssignale, die von den beiden Generatoren abgegeben werden, werden mittels Dioden-Torschaltungen kombiniert, und die resultierenden Signale, die durch eine fehlerhafte Funktion eines der Generatoren beeinträchtigt sind, werden gefiltert, um Schwingungen abzuleiten, deren Frequenzen gleich gegenüber den Wiederholungsfrequenzen der Impulssignale sind, von welchen sie abgeleitet wurden. Die Torschaltungs- und Filteranordnungen 37 bis 40 sind in Fig. 1 als Blöcke schematisch dargestellt; eine typische Schaltung der Anordnung 40 zum Ableiten von Schwingungen, mit einer Frequenz von 60 kHz, aus den ImpulsSignalen der Leitungen 24 und 24' ist in Fig. 3 dargestellt.

Nunmehr wird Bezug genommen auf Fig. 3; die Impulssignale der Leitungen 24 und 24' v/erden mittels Dioden 41 und 42 kombiniert, die eine Oder-Torschaltung bilden, und das resultierende Signal wird an die Primärwicklung 43 eines Transformators 44 angelegt. Ein Kondensator 45 liegt zwischen der Sekundärwicklung 46 des Transformators 44, und die erforderlichen 60-kHz-Schwingungen werden über eine Ausgangsleitung 47 zugeführt.

Bei der in den letzten beiden Absätzen beschriebenen Anordnung ist es natürlich wesentlich, daß entsprechende Signale, die von den beiden Generatoren abgegeben werden, exakt die gleiche Frequenz haben und phasengleich sind. Die Art und Yfeise, auf welche dies erreicht wird, wird nachfolgend erläutert.

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Gemäß Fig. 2 wird die Taktimpulsquelle 1^f in Phasensynchronismus zu der Taktimpulsquelle 1 dadurch gebracht, daß die von diesen Taktimpulsquellen abgegebenen Signale (ein Schalter S2 ist dabei geschlossen) miteinander mittels eines Hilfsphasendetektors 36' verglichen werden. Das Signal des Detektors 36' wird mittels eines Filters 48· gefiltert, und das resultierende Signal wird in einem Summierverstärker 49' kombiniert, um das stetige Steuersignal, das dem Oszillator 31^r zugeführt wird, zu versetzen, so daß die Phase dieses Oszillators gegenüber dem Oszillator 31 korrigiert wird. Der Sperrbereich der phasenverriegelten Schleife, d.h. der phasenstarr verriegelten Schleife, welche den Detektor 36' einschließt, beträgt 180°, wobei die Mitte dieses Bereichs den Signalen entspricht, die dem Detektor 36' zugeführt werden, die phasengleich sind, so daß der Oszillator 31' gegenüber dem Oszillator 31^!in einem Sperrbereich von +90° phasensynchronisiert ist.

Am Ende jedes Arbeitszyklus des Zählers 4, d.h. mit einer Frequenz von 4 kHz, erzeugt der Zähler einen Synchronisierimpuls über eine Leitung 51. Jeder derartige Synchronisierimpuls hat eine Dauer von einem Taktimpuls (der von der Quelle 1 abgegeben wird) und gelangt über eine Überwachungseinheit 28 zu.den Zählern 3^f und 4¹, in welchen er verwendet wird, um diese Zähler auf vorbestimmte Zustände zu setzen, falls diese Zähler nicht bereits sich in diesen Zuständen befinden. Auf diese ¥eise ist gewährleistet, daß die Zähler 3¹ und 4¹ in Phase mit jeweils den Zählern 3 und 4 arbeiten.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung arbeitet der Generator in der unteren Hälfte von Fig. 1 als Master-Generator und der andere Generator als Slave-Generator. Diese Rolle kann unter Steuerung der Überwachungseinheit 28 vertauscht werden, wobei die Einheit 28 auf bekannte Weise auf die Betriebsbedingungen der beiden Generatoren anspricht«, Wenn die Rollen ver-

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tauscht sind, werden die Positionen der Schalter S1 und S2 (die gemäß der Zeichnung miteinander gekoppelt sind) verändert, so daß der Oszillator 31 der Taktimpulsquelle 1 mit dem Oszillator 31' der Quelle 1' verriegelt ist. Zur gleichen Zeit unterbricht die Einheit 28 die Zuführung der Synchronisierimpulse über die Leitung 51» vervollständigt jedoch eine Schaltung zur Zuführung von Synchronisierimpulsen vom Zähler 4' über die Leitung 51' zu den Zählern 3 und 4. Normalervreise enthält die Einheit 28 in den Leitungen 51 und 51^f nicht dargestellte Torschaltungen, die in Abhängigkeit davon gesteuert werden, welcher Generator zu einer bestimmten Zeit als Master-Generator arbeitet, was durch die Einheit 28 bestimmt wird.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte

Br.-Ing. Wilhelm ReicM
föpL-tog. Wolfgang Ilcioliel

6 Frankfurt a. M. 1 ⁹³⁸²

Paxketiaßd 13

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, Wembley, Großbritannien

Patentansprüche

\ 1.' Verfahren zur Erzeugung von elektrischen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß Signale unterschiedlicher, periodisch sich wiederholender Wellenformen erzeugt werden, daß eine Vielzahl von Speicherplätzen eines Festspeichers zyklisch adressiert werden, wobei jeder Speicherplatz eine Vielzahl von Stellenwerten speichert, daß der Festspeicher eine Vielzahl von Digitalsignalen bei einer Adressierung liefert und daß die angeforderten Ausgangssignale durch einzelne Einrichtungen abgegeben werden, welche durch die Digitalsignale gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteglied der einzelnen Einrichtungen periodisch in einen Zustand versetzt wird, der von dem steuernden Stellenwert an dem betreffenden Zeitpunkt abhängt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder Digitalsignale erzeugen, welche unterschiedliche Grundfrequenzen haben, und daß die digitalen Signale gefiltert werden, um eine Vielzahl von Schwingungen unterschiedlicher Frequenz abzuleiten.

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4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stellenwerte in dem Festspeicher als Binärwerte gespeichert werden.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pestspeicher (10, 10') mit Speicherplätzen für Digitalwörter vorgesehen ist, daß eine Einrichtung (4, 4') zum zyklischen Adressieren der Speicherplätze angeordnet ist, daß eine Vielzahl von Einrichtungen (18 Ms 19, 18¹ Ms 19') zum Ableiten eines elektrischen Impulssignals von entsprechenden Stellen der aus dem Festspeicher gelesenen Wörter infolge der Adressierung des Festspeichers angeordnet ist, wobei diese Einrichtungen auf unterschiedliche Stellen der aus dem Festspeicher gelesenen Wörter ansprechen und die Wörter derart gewählt sind, daß die Vielzahl von ImpulsSignalen, welche durch die Einrichtungen abgeleitet werden, unterschiedliche Grundfrequenzen haben.
6. Anordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (15 bis 19, 15* bis 19') jeweils ein Halteglied aufweisen, das periodisch einen Zustand abhängig von dem steuernden Stellenwert an dem betreffenden Zeitpunkt annimmt.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Festspeicher (10) ein Paritäts-Prüfsignal infolge einer Adressierung abgibt, welches zur Feststellung eines fehlerhaften Betriebs verwendet- wird.

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8. Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 his 7, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (35, 48, 35*, 48') zur Auswahl von Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen aus den von den Einrichtungen zugeführten ImpulsSignalen vorgesehen sind.
9. Anwendung der Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7 in einem Signalerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (36, 36') vorgesehen ist, um zwei Sätze der Anordnung (31, 32, 34, 35, 31^!, 32^f, 34», 35') synchron zueinander zu betreiben, daß eine Torschaltung (49, 49') zur Kombination der entsprechenden Signale der beiden Anordnungssätze vorgesehen ist und daß im Falle eines Fehlers ein weiterer Betrieb durch einen der beiden Anordnungssätze ausgeführt wird.
10. Anwendung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (49, 49') eine Vielzahl von Oder-Gliedern aufweist und daß jedes Oder-Glied bei Nichtvorliegen eines Fehlers entsprechende Signale kombiniert, die von den beiden Sätzen von Anordnungen empfangen werden.
11. Anwendung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Filtern (35, 48, 35', 48') vorgesehen ist, um jeweils Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen aus den von der Torschaltung gelieferten Impuls Signalen auszuwählen.
12. Anwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36, 36') zur Gewährleistung eines synchronen Betriebs der beiden Sätze von Anordnungen in einer Master- und Slave-Beziehung vorgesehen sind, so daß selektiv einer der beiden Sätze von Anordnungen die Master-Einheit bildet.

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