DE2930583A1

DE2930583A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von abtastimpulsen insbesondere fuer die empfangsstelle eines datenuebertragungssystems

Info

Publication number: DE2930583A1
Application number: DE19792930583
Authority: DE
Inventors: Riccardo Caldarella; Riccardo Nobile
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: GB2029675B; GB2029675A; AU522685B2; IT1158893B; IT7826237A0; AR219616A1; BR7904785A; FR2434523A1; US4281292A; AU4926079A

Description

DB 409/BREV/Pms 10607/H/Gu

Ital. Patentanmeldung
Nr. 26237 A/78
Prioritätsdatum 28.7,1978

SOCIETA¹ ITALIANA TELECOMÜNICAZIONI SIEMENS S.p.a. Piazzale Zavattari 12, Mailand/Italien

Schaltungsanordung zur Erzeugung von Abtastimpulsen insbesondere für die Empfangsstelle eines Datenüber-

tragungs sys tems

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gemäß der Zweiphasendifferenzkodierung entspricht dem Binärwert "O" des übertragenen Signals eine Phasenverschiebung der Größe Null eines Trägersignals mit der Frequenz F₁, während dem Binärwert "1" eine Phasenverschiebung von 180° entspricht. Betrachtet man an einem Oszilloskop die Impulse einer nach diesem Code modulierten Impulsfolge, so sieht man das sogenannte Augendiagramm, das durch die Oberlagerung von positiven und negativen Impulsen und ihrem zugehörigen "Impulsschwanz" mit der Frequenz F₁ bzw. F- =

¹ *

entsteht; letztere wird durch die Phasenumkehr erzeugt, wenn

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das zu übertragende Signal den Binärwert "1" hat. Am Oszilloskop erscheinen daher eine Reihe von "Augen", in welcher der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurch gängen „, _ 1 beträgt, und innerhalb jedes dieser Augen

¹ ~ TT

ein Paar kleinerer Augen, bei denen der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen _ψ _ 1 beträgt.

1 2F₁

Beobachtet man die gleiche Impulsreihe nach Durchlaufen einer übertragungsleitung, so stellt man fest, daß infolge der Verzerrung durch die Leitung eines der beiden kleineren Augen "offener", d.h. größer ist als das andere. Da zur Regenerierung bzw. Wiedergewinnung des digitalen Signals das empfangene Signal mit einer Impulsfolge abgetastet wird, die eine Periode T₂ und eine solche Phase aufweist, daß sie in der Mitte eines der beiden Augen des erwähnten Paares liegt, ergibt sich bei Abtastung des offeneren Auges eine wesentlich kleinere Fehlerrate als dann, wenn die weniger offenen Augen abgetastet werden.

Da die bekannten Abtastimpulserzeuger in zufälliger Abhängigkeit von den jeweiligen Anfangsbedingungen entweder eine erste Impulsfolge mit der Periode T₂ erzeugen, die gegenüber den Nulldurchgängen des Signals mit der Frequenz F. um 90° phasenverschoben ist, oder aber eine zweite Impulsfolge gleicher Periode, die um 180 gegenüber der ersten Impulsfolge verschoben ist, so ergibt sich, daß sowohl das erste als auch das zweite "Auge" abgetastet werden kann. Bei gleicher Qualität der übertragungsanordung ist daher die Fehlerrate der bekannten Abtastimpulserzeuger je nach der zufälligen Phase der beim Einschalten des Gerätes erfolgten Impulse sehr unterschiedlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine möglichst einfache Schaltungsanordnung anzugeben, welche zur Stabilisierung der Fehlerrate bei einem Optimalwert für eine Abtastung

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-., ORtGINALINSPECTED

nur der weiter offenen "Augen" sorgt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Wenn also die Phase der zum Demodulieren des über die Leitung empfangenen Signals dienenden Abtastimpulse beim Einschalten des Gerätes zu der Abtastung der kleineren Augen führen würde, erfolgt ein Phasensprung von 180°, wodurch die geringst mögliche Fehlerrate bei der Regenerierung des abgetasteten Signals gewährleistet wird.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild der Empfangsstelle eines Datenübertragungssystems, das die hier beschriebene Schaltungsanordnung enthält;

Figur 2 die für die Erfindung wesentlichen Einzelheiten der Schaltung RF aus Figur 1;

Figur 3 das am Ausgang des Entzerrers EQ von Fig. 1 zu beobachtende Augendiagramm; und

Figur 4 Zeitdiagramme für die Figuren 1 und 2.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Empfangsstelle SR eines Datenübertragungssystems, dessen Sendestelle das zu übertragende Datensignal phasenmoduliert. In Fig.4 ist das Datensignal im Diagramm a und das modulierte Signal im Diagramm b dargestellt. In der Empfangsstelle SR ist ein übertrager TL vorgesehen, dessen eine Wicklung an die übertragungsleitung L geführt ist, während an die andere Wicklung ein Tiefpass PB geschaltet ist. An dessen Ausgang ist ein sogenannter Kompromiß - Entzerrer EQ angeschlossen, welcher das von der Leitung L verzerrte Signal unabhängig von deren Länge um eine konstante Quantität entzerrt. Die Leitung L dämpft die hohen Frequen-

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zen stärker , so daß man beim Betrachten des Augendiagraimns vor dem Entzerren EQ das erste "Auge" des kleineren Augenpaares geschlosserer sieht während das zweite Auge weiter offen 1st. Da jedoch die elektrischen Eigenschaften des Entzerrers EQ komplementär zu denen der Leitung sind, verstärkt er die hohen Frequenzen mehr, wodurch eine größere Öffnung des ersten Auges gegenüber dem zweiten erzielt wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Dort bezeichnen T, und T₂ die Periode des Trägersignals bzw. die doppelte Periode , während mit t die Zeitpunkte bezeichnet sind, zu welchen die Abtastung ausgeführt werden soll, damit die Fehlerrate optimal niedrig ist.

An den Ausgang des Entzerrers EQ ist ein Begrenzer SQ geschaltet, an dessen Ausgang das im Diagramm b dargestellte Signal liegt, welches einer das Datensignal (Dagramm a) wiederherstellenden Abtastschaltung CC sowie dem Engang eines Abtastimpulserzeuger GIC zugeführt ist, der die Zeitpunkte bestimmt, bei denen die Abtastschaltung CC die Abtastung durchführen soll. Hier gelangt das begrenzte Signal zu einem ersten Differenzierglied DR, , das jeden Signalübergang des Eingangssignals differenziert und das entsprechende Signal gemäß Diagramm c erzeugt und es einem der Eingänge eines Torgliedes P zuführt. Das Torglied P wird durch Abtastimpulse mit der Periode T₂ aufgesteuert, deren Phase mit der nach dem Diagramm d oder der nach dem Diagramm e übereinstimmt.

Falls beim Einschalten des Gerätes die Phase der Abtastimpulse dem Diagramm d entspricht, liegt am Ausgang des Torgliedes P die im Diagramm f dargestellte Impulsfolge, die zur Synchronisierung eines Zeitgebers UT benutzt wird. Der Zeitgeber UT erzeugt eine Impulsfolge, deren Frequenz mit der des Trägersignals übereinstimmt, und enthält nach einer bevorzugten Ausführungsform einen Phasenregelkreis PLL (Schleifenschaltung für phasenstarre Kopplung) und einen Frequenzteiler DV.

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ORIGINAL INSPECTED

Der Phasenregelkreis PLL erzeugt für den Frequenzteiler eine Folge von Impulsen, deren Frequenz η-mal größer ist als die der Abtastimpulse nach dem Diagramm d bzw. e. Der Frequenzteiler DV, dessen Teilungskoeffizient η beträgt, steuert eine Verzögerungsschaltung CR zur Verzögerung der empfangenen Impulsfolge um T₂/4, die eine Impulsfolge gemäß den Diagrammen d oder e abgibt, deren Vorderflanken mit der Mitte des ersten bzw. des zweiten "Auges" übereinstimmen.

Gemäß der Erfindung enthält der Abtastimpulserzeuger eine Schaltung RF zur Feststellung der Phase der Abtastimpulse in Bezug auf die Ausgangsimpulse des Torgliedes P sowie zur Erzeugung eines Steuerbefehls,der eine Phasenumkehr bewirkt, wenn die Phase der Abtastimpulse die Abtastung des zweiten "Auges" zur Folge hätte. Diese Schaltung ist in Fig. 2 ausführlich dargestellt. Sie enthält eine erste bistabile Kippschaltung FF, vom D - Typ, deren Dateneingang auf ein festes Potential {+) gelegt ist, deren Taktimpulseingang die Abtastimpulse gemäß Diagramm d oder e zugeführt sind und deren Rückstelleingang die Impulsfolge gemäß Diagramm f oder m vom Ausgang des Torgliedes empfängt.

Wenn beim Einschalten des Gerätes am Ausgang der Verzögerungsschaltung CR die Impulsfolge gemäß Diagramm d vorliegt, welche die richtige Impulsfolge ist, da sie die Abtastung des ersten "Auges" bewirkt, wird am Ausgang der Kippschaltung FF, die im Diagramm g dargestellte Impulsfolge erzeugt, die an den Dateneingang einer zweiten bistabilen Kippschaltung FF₂ gplegt wird, welche an ihrem Taktimpulseingang die Impulsfolge d empfängt, bei der es sich um die mit dem Diagramm e übereinstimmende Inversion des Diagrammes d handelt (3 = e). Im betrachteten Fall liegt am Ausgang der Einheit FF₂ ein Signal h mit dem Binärwert "O", das dem Taktimpulseingang einer dritten bistabilen Kippschaltung FF₃ zugeführt wird, die an ihrem Dateneingang ihr eigenes negiertes Ausgangssignal empfängt und daher als Modulo -2- Frequenzteiler arbeitet, so daß ihr Ausgang bei

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Erzeugung der richtigen Abtastimpulsfolge auf dem im Diagramm 1 dargestellten festen Potential liegt. Am Ausgang der Kippschaltung FF₃ ist ein zweites Differenzierglied DR_ vorgesehen, das mit Mitteln zur Unterdrückung der Impulse mit negativer Polarität versehen ist, und an deren Ausgang kein Impuls zur Phasenkorrektur für die Abtastimpule des Diagramms d erzeugt wird.

Falls nun aber beim Einschalten des Gerätes am Ausgang der Verzögerungsschaltung CR Impulse vorliegen, deren Phase dem Diagramm e entspricht, also unerwünscht ist, da sie die Abtastung des zweiten "Auges" bewirkt, erzeugt das Torglied P die im Diagramm m dargestellten Impulse, Infolgedessen erschein^ am Ausgang der Kippschaltung FF, die im Diagramm ρ dargestellte Impulsfolge, die dem Dateneingang der Kippschaltung FF_{2 zugeführt w}i_rd. Am Ausgang der Kippschaltung FF₂, die nun mit der Impulsfolge e gesteuert wird, wird die im Diagramm q dargestellte Impulsfolge erzeugt, die durch die Kippschaltung FF₃ durch zwei geteilt wird, welche das Ausgangssignal r liefert. In diesem Fall werden am Ausgang des Differenziergliedes DR die Impulse gemäß Diagramm s erzeugt, die an den Eingang des Frequenzteilers DV gelangen und bei diesem einen 18O°-Phasensprung bewirken.

Wird der Frequenzteiler DV aus einer Kette von bistabilen Kippschaltungen realisiert, so können einige Impule der Impulsfolge des Diagramms s zur Bewirkung des Phasensprungs nötig sein. Solche Impulse werden nämlich nicht wahrgenommen, wenn sie gleichzeitig mit einem Signal vom Binärwert "1" der zu teilenden Impulsfolge an den Frequenzteiler DV gelangen. Weist die zu teilende Impulsfolge in Koinzidenz mit dem zweiten Impuls der Impulsfolge des Diagramms s den Binärwert "O" auf, so erfolgt der Phasensprung so, wie im Diagramm u dargestellt ist, und die

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ORIGINAL INSPECTED

Phase der am Ausgang der Verzögerungsschaltung CR nach dem Phasensprung auftretenden Impulse stimmt infolgedessen mit der Phase der im Diagramm d dargestellten Impulse überein, wodurch das gewünschte Ziel erreicht ist.

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Claims

DB 409/BREV/Pms 10607/H/Gu

Ital. Patentanmeldung

Nr. 26237 A/78

Prioritätsdatum 28.7.1978

SOCIETA¹ ITALIANA TELECOMUNICAZIONI SIEMENS S.p.a. Piazzale Zavattari 12. Mailand/Italien

PATENTANSP rüche

JL Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Abtastimpulsen insbesondere für die Empfangsstelle eines in Basisbandtechnik mit Zweiphasendifferenzkodierung arbeitenden Datenübertragungssystems, welches mittels eines Entzerrers und eines Begrenzers mit der Übertragungsleitung verbunden ist und ein Differenzierglied enthält, dessen Ausgangsimpulse einen Zeitgeber synchronisieren, der eine Impulsfolge erzeugt, deren Frequenz mit der des Trägersignals übereinstimmt und die durch eine Verzögerungsschaltung um 1/4 der Periode der Impulsfolge verzögert wird, dadurch gekennzeichnet , daß an den Ausgang des Differenziergliedes (DR₁) ein Torglied (P) geschaltet ist, das durch die am Ausgang des Verzögerungsgliedes (CR) erzeugten Abtastimpulse (d oder e) aufgesteuert wird, daß an den Ausgang des Torgliedes (P) eine Korrekturschaltung (RF) zur Feststellung der Phase der Abtastimpulse angeschlossen ist, die Steuerimpulse (s) zur Phasenkorrektur durch Bewirken eines 180°-

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-m Ο —

Phasensprunges der Impulsfolge (u) am Ausgang des Zeitgebers (UT) erzeugt, wenn die Impulsfolge am Ausgang des Torgliedes (P) diskontinuierlich ist.
2. Schaltungsanordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Korrekturschaltung (RF) eine erste bistabile Kippschaltung (FF,) vom D-Typ enthält, deren Dateneingang stets aktiv auf einem festen Potential liegt, deren Taktimpulseingang die Abtastimpulse (d oder e) und deren Rückstelleingang die Ausgangsimpule (f oder m) des Torgliedes (P) zugeführt sind, daß das Augangssignal (g oder p) der ersten bistabilen Kippschaltung (FF₁) an den Dateneingang einer zweiten bistabilen Kippschaltung vom D-Typ gelangt, die an ihrem Taktimpulseingang die invertierten Abtastimpulse (d oder e) empfängt, und daß an den Ausgang der zweiten bistabilen Kippschaltung (FF-) über einen zweiten Frequenzteiler (FF₃) mit dem Teilungskoeffizient 2 ein zweites Differenzier glied (DR₂) geschaltet ist, an dessen Ausgang die Steuerim pulse (s) zur Phasenkorrektur vorliegen.

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