DE2936508A1

DE2936508A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von abtastimpulsen insbesondere fuer die empfangsstelle eines datenuebertragungssystems

Info

Publication number: DE2936508A1
Application number: DE19792936508
Authority: DE
Inventors: Bernardino Spada
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1979-09-10
Publication date: 1980-03-20
Also published as: US4266198A; BR7905680A; GB2030426A; FR2435862A1; IT1174392B; GB2030426B; IT7827455A0

Description

10635/H/hl

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Abtastimpulsen insbesondere für die Empfangsstelle eines Datenübertragungssystems

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

Mit Zweiphasendifferenzkodierung arbeitende Datenübertragungssysteme verwenden im allgemeinen eine Phasenmodulation, bei welcher dem Binärwert "0" des zu übertragenden Signals eine Phasenverschiebung der Größe Null eines Trägersignals mit der Frequenz F₁ und dem Binärwert "1" eine 180°-Phasenverschiebung entspricht. Betrachtet man an einem Oszilloskop die Impulse einer nach diesem Code modulierten Impulsfolge, so sieht man das sogenannte Augendiagramm, das durch die überlagerung von positiven und negativen Impulsen und ihrem

F₁ zugehörigen "Impulsschwanz" mit der Frequenz F₁ bzw. F₀ = —^L

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entsteht; letztere wird durch die Phasenumkehr erzeugt, wenn das zu übertragende Signal den Binärwert "1" hat. Am Oszilloskop erscheinen daher eine Reihe von "Augen", in welcher der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen T₉ = beträgt, und innerhalb jedes dieser Augen ein Paar kleinerer Augen, bei denen der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen T₁ = -^=— beträgt.

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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 T- 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.

In der deutschen Patentanmeldung P 29 30 583.7 wurde bereits eine Schaltungsanordnung der vorliegenden Gattung vorgeschlagen, welche die Phasenlage der erzeugten Impulse gegenüber der Phasenlage des aus der Leitung kommenden Signals feststellt und einen 180°-Phasensprung bewirkt, wenn die Impulse eine solche Phasenlage haben, daß das "Auge" mit kleinerer öffnung abgetastet wird. Dadurch wird wie bei der hier beschriebenen Schaltung die geringstmögliche Fehlerrate bei der Regenerierung des abgetasteten Signals gewährleistet. Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung eignet sich jedoch nicht für den Einsatz bei Übertragungssystemen, bei denen besonders kurze Ansprechzeiten (einige ms) der die Phasenlage der Abtastimpulse feststellenden Einheit gefordert werden. Bei einigen Basisband-Datenübertragungssystemen wird nämlich vor Beginn der Datenübertragung ein Vorsynchronisiersignal während eines festgelegten Zeitintervalls gesendet, in welchem gegebenenfalls die Phasenkorrektur der Abtastimpulse durchgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltungsanordnung anzugeben, welche zur herabsetzung der Fehlerrate auf einen Minimalwert (durch Abtastung nur der weiter offenen "Augen") aufgrund des Erfassens der Phasenlage der

C 3 C 0 1 2 I 0 8 9 0

Abtastimpulse in Bezug auf die Phasenlage des Vorsynchronisiersignals eine gegebenenfalls erforderliche Phasenkorrektur in besonders kurzer Zeit bewirken kann.

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

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

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

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

Fig. 3 das am Ausgang des Entzerrers EQ von Fig. 1 zu beoachtende "Augendiagramm"; und

Fig. 4 Zeitdiagramme für die Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Empfangsstelle SR eines Datenübertragungssystems, die in Verbindung mit einer mit Zweiphasendifferenzkodierung arbeitenden Basisband-Sendestelle verwendet wird. Das in Fig. 4 dargestellte Vorsynchronisiersignal a wird durch Inversion der konstanten Phase des Trägersignals mit der Frequenz F. erzielt, wobei das Vorhandensein eines Datensignals mit dem konstanten Binärwert "1" simuliert wird. 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

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ist ein Entzerrer EQ angeschlossen, welcher die Verzerrung ausgleicht, die durch die die hohen Frequenzen stärker dämpfende übertragungsleitung eingeführt wird. Wenn man vor dem Entzerrer EQ das "Augendiagramm" beobachtet, stellt man eine relativ stärkere Schließung des ersten "Auges" fest, während das zweite Auge offener erscheint. Da die elektrischen Eigenschaften des Entzerrers EQ komplementär zu denen der Leitung sind, dämpft er die tiefen Frequenzen stärker, wodurch er eine größere öffnung des ersten Auges gegenüber dem zweiten erzielt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Dort bezeichnen T₁ und T₂ die Halbperiode des Trägersignals bzw. dessen 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 regenerierte Vorsynchronisiersignal a auftritt, das eine zur Dekodierung des aus der Leitung kommenden Signals vorgesehenen Abtastschaltung CC sowie einem Abtastimpulserzeuger GIC zugeführt ist. Der Abtastimpulserzeuger GIC bestimmt die Zeitpunkte, bei denen die Abtastschaltung CC die Abtastung des aus der Leitung kommenden Signals durchführen soll. Hier gelangt die Impulsfolge in Form des Signals a zu einem Differenzierglied DR, die eine Impulsfolge gemäß dem Signal b erzeugt, welche bei jedem Signalübergang des Vorsynchronisiersignals einen Impuls aufweist und zur Synchronisierung eines Taktgebers UT dient. Der Taktgeber UT kann in an sich bekannter Weise aus einem Synchronisator mit einem Zähler bestehen, der durch eine Impulsfolge, deren Frequenz doppelt so groß ist wie die des Trägersignals (Signal c), gespeist und durch die Impulsfolge des Signals b zurückgestellt wird und einen Modulo-2-Frequenzteiler speist. Am Ausgang des Taktgebers UT wird daher ein Signal erzeugt, dessen Periode gleich der des Träger-

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signals ist und dessen Phase mit derjenigen der in Fig. 4 dargestellten Signale d oder e übereinstimmt. Dieses Ausgangssignal gelangt zu einer Verzögerungsschaltung CR, welche die empfangene Impulsfolge um 1/4 der Periode verzögert, und an deren Ausgang eine Impulsfolge gemäß den in Fig. 4 dargestellten Signalen f oder g auftritt. Die Anstiegsflanke der Impulsfolge des Signals f fällt mit der Mitte des ersten "Auges" zusammen; diese Impulsfolge hat daher die richtige Phasenlage zur Optimierung der Fehlerrate, während die Anstiegsflanke der Impulsfolge gemäß Signal g in die Mitte des zweiten "Auges" fällt, diese Impulsfolge also die unerwünschte Phasenlage hat.

Gemäß der Erfindung enthält der Abtastimpulserzeuger eine Schaltung RF zur Erfassung oder Feststellung der Phasenlage der vom Taktgeber UT erzeugten Impulse in Bezug auf die Phasenlage des Vorsynchronisiersignals a, welche eine Phasenumkehr von 180° bewirkt, wenn die Impulse eine solche Phasenlage haben, daß das zweite "Auge" abgetastet wird. Diese in Fig. 2 ausführlicher dargestellte Korrekturschaltung RF enthält ein erstes Schaltwerk PM zur Erzeugung eines ersten Signals i, dessen Periode mit der des Vorsynchronisiersignals übereinstimmt und dessen Phase um 3/8 der Periode verzögert ist, sowie eines zweiten Signals 1 gleicher Periode, das aber um 180° gegenüber dem ersten Signal phasenverschoben ist. Das Schaltwerk PM enthält ein Exklusiv-ODER-Glied, an dessen einen Eingang das vom Taktgeber UT erzeugte Signal und an dessen anderen Eingang das Vorsynchronisiersignal a angelegt ist.

Wenn nun beim Einschalten des Gerätes am Ausgang des Taktgebers UT das in Fig. 4 dargestellte Signal d auftritt, entsteht am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes das in Fig. 4 dargestellte Signal h, das an den Dateneingang einer er-

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sten bistabilen Kippschaltung FF₁ vom D-Typ angelegt wird, die am Takteingang das dargestellte Signal c empfängt, dessen Frequenz doppelt so hoch ist wie die des Trägersignals. Am Ausgang der Kippschaltung FF₁ werden daher die oben erwähnten Signale i und 1 erzeugt.

Die Schaltung RF weist ferner ein zweites Schaltwerk SM auf, dessen Ausgang dann erregt ist, wenn das Signal d bei den Anstiegsflanken der Signale i und 1 den Binärwerk "1" aufweist. Das zweite Schaltwerk SM enthält eine zweite bistabile Kippschaltung FF_? vom D-Typ, welche an ihren Dateneingang das Signal d und am Takteingang das am Ausgang der bistabilen Kippschaltung FF₁ vorliegende Signal 1 empfängt, sowie eine dritte bistabile Kippschaltung FF-, vom D-Typ, die an ihrem Dateneingang ebenfalls das Signal d an ihrem Takteingang dagegen das Ausgangssignal i der Kippschaltung FF₁ empfängt. Die Ausgangssignale der Kippschaltungen FF« und FF₃ gelangen an die Eingänge eines UND-Gliedes P, dessen Ausgang mit dem Rückstelleingang der Kippschaltungen FF- und FF₃ sowie des Taktgebers UT verbunden ist.

Die Kippschaltungen FF₂ und FF₃ ermitteln den Binärwert, den das Signal d bei den Anstiegsflanken der Signale i und 1 aufweist, und unter der obigen Annahme erzeugen sie bei Feststellung eines Binärwerts "0" kein Ausgangsignal, wodurch auch der Ausgang des UND-Gliedes P unerregt ist, das daher keine Phasenkorrektur der vom Taktgeber UT erzeugten Impulse bewirkt.

Nun sei angenommen, daß beim Einschalten des Gerätes am Ausgang des Taktgebers UT die als Signal e dargestellte Impulsfolge auftritt. In diesem Fall erscheint am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes das Signal n, das an den Dateneingang der Kippschaltung FF₁ gelangt und die Erzeugung der Signale ο

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und ρ bewirkt, welche zum Ermitteln des Binärwerts des Signals e benutzt werden. In dem nun betrachteten Fall hat das Signal e bei den Anstiegsflanken der "Lesesignale" ο und ρ den Binärwert "1", so daß die Kippschaltungen FF₂ und FFt ihr Ausgangssignal erzeugen, wodurch das UND-Glied P mit dem Signal q die Umschaltung der Kippschaltungen FF₂ und FF₃ sowie einen 180°-Phasensprung der vom Taktgeber UT erzeugten Impulse bewirkt.

Am Ausgang des Taktgebers UT tritt nach dem Phasensprung eine Impulsfolge (Signal r) auf, deren Phasenlage mit der der Impulsfolge des Signals d übereinstimmt, die um 1/4 Periode durch die Schaltung CR verzögert wird. An deren Ausgang wird die Impulsfolge des Signals f erzeugt, welche die Abtastung des ersten "Auges" bewirkt und somit den verfolgten Zweck erfüllt.

Im Rahmen der Erfindung kann das Schaltwerk PM so geändert werden, daß es die Phasenkorrektur dann bewirkt, wenn das zweite Schaltwerk SM das Vorhandensein eines Binärwertes "0" in dem vom Taktgeber UT erzeugten Signal feststellt. In diesem Fall muß das Schaltwerk PM eine erste Impulsfolge gemäß Signal i und eine zweite Impulsfolge gemäß Signal 1 erzeugen, wobei die erste Impulsfolge um 1/8 Periode und die zweite Impulsfolge um 5/8 Periode gegenüber dem Vorsynchronisiersignal phasenverschoben ist.

Das zweite Schaltwerk SM ermittelt den Binärwert des vom Taktgeber UT erzeugen Signals über zwei bistabile Kippschaltungen, um die falsche Erzeugung des Korrekturimpulses des Signals q z.B. bei Fremd- oder Störimpulsen zu vermeiden.

Bei Verwendung nur einer einzigen bistabilen Kippschaltung könnte ein falscher Korrekturimpuls (q) einfach dadurch erzeugt werden, daß Störimpulse den Binärwert eines der Ausgangs-

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impulse des Taktgebers UT verändern. Durch Realisieren des Schaltwerks SM in der in Figur 2 dargestellten Weise erreicht man eine gute Störungsfreiheit.

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Leerseite

Claims

Dr. Dieter ν. Bezold

Dipl.-Ing. Peter Schütz

Dipl.-Ing. Wolfgang Heusler

8 München 86, Postfach 860668

DB 412 10635/H/hl

Ital. Patentanmeldung
Nr. 27455 A/78
vom 8.9.1978

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

PATENTANSPRÜCHE

(1. 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 Taktgeber synchronisieren, der eine erste 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 eine Korrekturschaltung (RF) vorgesehen ist, welche die Phasenlage der vom Taktgeber erzeugten Impulse in Bezug auf die Phasenlage eines von der Übertragungsleistung kommenden Vorsynchronisiersignals feststellt und ein erstes Schaltwerk (PM) enthält, das eine zweite Impulsfolge (i), deren Periode mit der des Vorsynchronisiersignals übereinstimmt und deren Periode um 3/8 der Periode

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gegenüber diesem verzögert ist, sowie eine dritte Impulsfolge (1) erzeugt, deren Periode gleich der der zweiten Impulsfolge ist und die um 180° gegenüber dieser Phasen verschoben ist, und daß ein zweites Schaltwerk (SM) vorgesehen ist, das mit seinem Ausgangssignal (q) eine Phasenumkehr der ersten Impulsfolge (d) um 180° dann bewirkt, wenn bei den Anstiegsflanken der Impulse der zweiten und der dritten Impulsfolge (i und 1) das durch den Taktgeber (UT) erzeugte Signal einen bestimmten Binärwert ("1") hat.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das erste Schaltwerk (PM) ein Exklusiv-ODER-Glied (OR) enthält, an dessen einen Eingang die erste Impulsfolge (d) und an dessen anderen Eingang das Vorsynchronisierungssignal (a) angelegt ist, daß das Ausgangssignal (h) des Exklusiv-ODER-Gliedes (OR) dem Dateneingang einer bistabilen Kippschaltung (FF₁) vom D-Typ zugeführt ist, deren Takteingang eine Impulsfolge (c) empfängt, deren Frequenz doppelt so hoch ist wie die Frequenz der ersten Impulsfolge (d), und daß die zweite Impulsfolge (i) am einen Ausgang und die dritte Impulsfolge (1) am negierten anderen Ausgang der bistabilen Kippschaltung (FF₁) auftritt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Schaltwerk (SM) eine bistabile Kippschaltung (FF₂) vom D-Typ enthält, die an ihren Dateneingang die erste Impulsfolge (d) und an ihrem Takteingang die dritte Impulsfolge (1) empfängt, sowie eine weitere bistabile Kippschaltung (FF₃) vom D-Typ, die an ihrem Takteingang die zweite Impulsfolge (i) und an ihrem Dateneingang die erste Impulsfolge (d) empfängt, und daß die Ausgänge dieser beiden bistabilen Kippschaltungen (FF₉ und FF,) an die Eingänge eines UND-Gliedes (P) geschaltet sind.

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