-
-
Nichtlinearer AM-Decoder
-
In tM-Systemen, in denen sendeseitig in einem -Modulator jeweils in
Abhängigkeit vom Vorseichen der Differenz zwischen einem Abtastwert eines Eingangs-Analogsignals
und einem im Prinzip durch Summation sämtlicher vorausgegangener Differenzwerte
gebildeten, sich von Abtastzeitpunkt zu Abtastzeitpunkt gestuft ändernden Vorhersagewert
ein binäres Signalelement (M-Bit) "0" oder "1" erzeugt wird und in einem Rückkopplungsweg
des A,Modulators sowie empfangsseitig in einemI)emodulator nach Maßgabe der AM-Bits
ein Integrator eines sog.
-
A-Decoders entladen oder aufgeladen wird, ergibt sich im einfachsten
Fall einer linearen #-Modulation, bei der der durch einen -Decoder in Form eines
einfachen Integrators gewonnene Vorhersagewert sich von Abtastzeitpunkt zu Abtastzeítpunkt
nur um eine konstante Stufenhöhe ändern kann (s.z.B. Electronics 50(1977)21, 86...93,
87; Motorola-Druckschrift Application MC3418), das Problem, daß bei relativ kleiner
Stufenhöhe sich bei
flachem Verlauf des Eingangs-Analogsignals zwar
nur kleine Differenzen zwischen Abtast- und Vorhersagewert ergeben, bei steilem
Verlauf des Eingangs-Analogsignals jedoch die Vorhersagewerte nicht schnell genug
folgen können, wogegen bei relativ großer Stufenhöhe die Vorhersagewerte zwar einem
steilen Verlauf des Eingangs-Analogsignals gut folgen können, bei flachem Verlauf
des Eingangs-Analogsignals sich jedoch größere Differenzen zwischen Abtast- und
Vorhersagewert ergeben (s.a. Hölzler, Holzwarth: Pulstechnik, Bd.I, S.365).
-
Neuere AM-Systeme sehen daher eine Adaption der Stufenhöhe, um die
sich das Vorhersagesignal von ADtastzeitpunkt zu Abtastzeitpunkt ändern kann, an
die Steilheit des Eingangs-Analogsignals vor, um so eine weiterreichende Anpassung
des Vorhersagesignals an das Eingangs-Analogsignal zu erzielen. Für die #-Modulation
von Fernsprechsignalen ist hier insbesondere die sogenannte CVSD-(continuous-variable-slope-delta-)Modulation
gebräuchlich (s.Electronics 50(1977)21, 86...93, 90), bei der die Umladung des Integrators,
der in dem im Rückkopplungsweg eines -Modulators oder in einem -Demodulator liegenden
SM-Decoder enthalten ist, mit einer von der Anzahl von dem jeweiligen XM-Bit vorangehenden
gleichen X-Bits abhängigen, variablen Amplitude vor sich geht. Hierzu bekannte &M-Decoder
(s.Electronics 50(1977)21, 86...93, 91) weisen eine eine ununterbrochene Folge von
hM-Bits "0" bzw. "1" erkennende und ggf. die Amplitude der im #M-Decoder: zum letzten
Wert des Ausgangssignals zu addierenden (bzw. zu subtrahierenden) Differenz erhöhende,
bittaktgesteuerte Schaltung auf, zu deren Taktversorgung es nötig ist, entweder
zusammen mit den M-Bits ein Taktsignal zu übertragen oder aus dem ßM-Bitstrom mit
Hilfe
einer Schwungradschaltung (PLL) das Taktsignal rückzugewinnen,
was beides entsprechend aufwendig ist.
-
Die Erfindung zeigt demgegenüber einen Weg, eine solche Taktsignalübertragung
oder Taktsignalrückgewinnung zu vermeiden und auf andere Weise die Stufenhöhe (Schrittweite)
eines nichtlinearen AM-Decoders zu steuern.
-
Die Erfindung betrifft einen in einem -Modulator und/ oder -Demodulator
verwendbaren nichtlinearen AM-Decoder für CVSD-modulierte AM-Signale mit einem nach
Maßgabe des jeweiligen AM-Bits jeweils mit einer von einer diesem AM-Bit vorangehenden
Gruppe von bM-Bits abhängigen Amplitude umgeladenen Integrator; dieser hM-Decoder
ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein mit seinem Ausgangssignal die
Amplitude, mit der der Integrator nach Maßgabe des jeweiligen its aufgeladen bzw.
entladen wird, bestimmendes Integrierglied mit dem jeweils nur nach Überschreiten
einer Zeitschwelle auftretenden Ausgangssignal eines durch die Planken der AM-Signale
zurückgestellten Zeitgliedes beaufschlagt ist.
-
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, bei der Steuerung eines
nichtlinearen AM-Decoders ohne eine aufwendige Taktversorgung auskommen zu können
und dennoch die Stufenhöhe (Schrittweite) des zM-Decoders an die Steilheit des Eingangs-Analogsignals
adaptieren zu können.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Zeitglied die mit
den X-Signalen beaufschlagte Kettenschaltung eines Differenziergliedes und eines
Zweiweggleichrichters vorgeschaltet sein, was den Vorteil einer
entsprechend
einfachen Herausarbeitung der ÄM-Signalflanken mit sich bringt.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das rückstellbare Zeitglied
durch ein einfaches retriggerbares monostabiles Kippglied gebildet sein.
-
Zweckmäßig ist es auch, daß gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung
das Integrierglied eine bipolare Stromquellenschaltung steuert, von der her der
Integrator nach Maßgabe des jeweiligen hM-Bits aufgeladen bzw. entladen wird.
-
Anhand der Zeichnung sei die Erfindung noch näher erläutert. Dabei
zeigt Fig.1 ein Ausführungsbeispiel eines nichtlinearen dM-Decoders gemäß der Erfindung;
Fig.2 zeigt in einem solchen M-Decoder auftretende Signalverläufe.
-
In der Zeichnung Fig.1 ist schematisch in einem zum Verständnis der
Erfindung erforderlichen Umfange ein nichtlinearer AM-Decoder gemäß der Erfindung
dargestellt. Dieser einen QM-SignaleingangAund einen Analogsignalausgang A aufweisende
zM-Decoder kann im Rückkopplungszweig eines -Modulators enthalten sein, wobei dann
der Analogsignalausgang A zu dem einen Eingang eines Komparators führt, dessen anderem
Eingang das Eingangs-Analogsignal zugeführt wird; der ßM-Decoder kann aber auch
in einem A-Demodulator enthalten sein, wobei der Analogsignalausgang A dann zu einem
nachfolgenden Tiefpaß fuhren kann. Der zM-Decoder weist einen Integrator R1, C1
auf, der nach Maßgabe des jeweils auf der Eingangsleitungb des MM-Decoders auftretenden
hM-Bit s von einer bipolaren Stromquellenschaltung
I+, I her über
einen Umschalter, der durch zwei vom Eingang# her direkt bzw. über einen Inverter
angesteuerte Schalter gebildet sein kann, aufgeladen bzw. entladen werden möge.
Solche bipolaren Stromquellenschaltungen sind grundsätzlich (z.E. aus Elektronik
21(1972)4, 119...122, und 5,165...168) bekannt, weshalb hier nicht weiter darauf
eingegangen zu werden braucht. Die Auf-bzw. Entladung des Integrators R1, C1 geht
mit einer Amplitude vor sich, die von einer dem jeweiligen #M-Bit vorangehenden
Gruppe von AM-Bits abhängt, so daß eine Adaption der Stufenhöhe, um die sich das
am Ausgang A auftretende Analogsignal von it zu M-Bit ändern kann, an die Steilheit
des dem SM-Signal zugrundeiegenden Eingangs-Analogsignals erzielt wird; die Amplitude,
mit der der Integrator R1, C1 aufgeladen bzw. entladen wird, wird dabei durch das
die Stromquellenschaltung I+, I steuernde Ausgangssignal h eines Integriergliedes
R2, C2 bestimmt.
-
Dieses Integrierglied R2, C2 wird dazu nun mit dem jeweils nur nach
Überschreiten einer Zeitschwelle t (in Fig.2) auftretenden Ausgangssignal eines
Zeitgliedes Z beaufschlagt, das durch die Flanken der auf der Eingangsleitung auftretenden
hM-Signale jeweils zurückgestellt wird. Das Zeitglied Z kann dabei durch ein retriggerbares
monostabiles Kippglied gebildet sein, wobei die dem monostabilen Kippglied immanente
minimale Aktivierungszeit die genannte Zeitschwelle t bildet. Durch jede Flanke
des am Eingangh auftretenden AM-Signals wird das monostabile Kippglied Z neu aktiviert
und damit als Zeitglied neu zurückgestellt; zwischen dem das AM-Signal ( in Fig.2)
führenden Eingang# und dem Triggereingang des monostabilen
Kippgliedes
Z ist dazu in der Schaltungsanordnung nach Fig.1 die Kettenschaltung eines Differenziergliedes
D und eines Zweiweggleichrichters G eingefügt, so daß dem Triggereingang des monostabilen
Kippgliedes Z den Flanken des #M-Signals(#in Fig.2) entsprechende Flankenimpulse
zugeführt werden, wie sie in Fig.2 in Zeile f angedeutet sind.
-
Bei Auftreten eines solchen Flankenimpulses wird das monostabile Kippglied
jeweils für die ihm immanente Aktivierungszeit t aktiviert, so daß es ein Ausgangssignal
mit einem Peg1071wie dies in Fig.2 in Zeile z angedeutet ist. Tritt innerhalb der
Aktivierungszeit t kein weiterer Flankenimpuls auf, so gelangt das monostabile Kippglied
danach wieder in seinen Ruhezustand, in welchem es ein Ausgangs signal mit einem
10 V Pegel H (in Fi tritt . ritt innerhalb der Aktivierungszeitspanne t ein weiterer
Flankenimpuls auf, so verbleibt das bistabile Kippglied Z für eine im Zeitpunkt
des Auftretens dieses Flankenimpulses neu beginnende Aktivierungs zeitspanne t im
Aktivierungszustand (h in Zeile z der Fig.2). Solange somit Änderungen im #M-Signal
in Zeitabständen eintreten, die kürzer als die Aktivierungszeitspanne t sind, bleibt
auf der Ausgangsleitung z des Zeitgliedes Z der Ausgangssignalpegel L aufrechterhalten;
erfolgen AM-Signaländerungen in größeren zeitlichen Abständen, so gelangt das monostabile
Klppglied 3 zwischenzeitlich in den Ruhezustand, in welchem es ein Ausgangssignal
mit dem Signalpegel H (in Zeile z der Fig.2) abgibt.
-
Dieses Ausgangssignal des Zeitgliedes Z wird in dem auch als Silben-Filter
zu bezeichnenden Integrierglied R2, C2 integriert, dessen Zeitkonstante etwa 3 bis
6 ms betragen mag; das Ausgangssignal h des Silben-Filters R2-, C2 von z.B, 0 V
oder ca.- 2 V
bildet dann ein Maß für die Stufenhöhe (Schrittweite),
d.h. für die Größe des vom XM-Decoder zum jeweils vergangenen Signalwert zu addierenden
Spannungsunterschiedes: Mit dem Ausgangssignal h des Silben-Filters wird die bipolare
Stromquellenschaltung I+, I gesteuert, so daß von ihr her der Integrator R1, C1
mit einer mehr oder weniger großen Amplitude umgiaden wird. Solche spanungsgesteuerte
bipolare Stromquellenschaltungen sind (aus Elektronik 21(1972), a.a.0.) grundsätzlich
bekannt, so daß sich weitere Erläuterungen dazu erübrigen.
-
Das Silbenfilter R2, C2 liefert immer dann eine die Amplitude, mit
der der Integrator R1, Cl umgeladen wird, erhöhende Steuerspannung an die bipolare
Stromquellenschaltung I+, I , wenn am Eingangs eine Polge gleicher AM-Bits auftritt,
die länger als die dem Zeitglied Z immanente Arbeitszeit ist. In der Praxis wird
man dem Zeitglied Z eine Arbeitszeit t geben, die gleich dem zwei- bis dreifachen
der Taktperiode des Senders ist. Für t=3T, worin U die Taktperiode des Senders sein
möge, wird das Zeitglied Z immer dann ein Ausgangssignal mit dem Pegel H (in Zeile
z der Fig.2) liefern, wenn sich das am Eingang auStretende »M-Signal über mindestens
vier Taktperioden nicht ändert. Eine solche Bemessung liegt dem in Pig.2 dargestellten
Pulsdiagramm zugrunde. Diese Bemessung entspricht dem sog.
-
4-Bit-CVSD-Algorithmus; für andere Algorithmen läßt sich t entsprechend
wählen.
-
Abschließend sei noch bemerkt, daß in Abweichung von der vorstehenden
Darstellung das Zeitglied Z auch durch eine von einem höherfrequenten Generator
versorgte digitale Zählschaltung realisiert werden kann,
die von
den einzelnen Flankenimpulsen (f in Pig.2) jeweils neu gestartet wird; grundsätzliche
Änderungen in der Funktion des erfindungsgemäßen NM-Decoders ergeben sich hierdurch
nicht.
-
4 Patentansprüche 2 Figuren
Leerseite