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Sendeschaltung in einer Datenübertragungseinrichtung zur
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tonfrequenten Datenübertragung Die Erfindung betrifft eine Sendeschaltung
in einer tonfrequenten Datenübertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Bekanntlich sind Textendgeräte der Kommunikationstechnik z.B. Fernschreiber
über eine sogenannten Datenübertragungseinrichtung an die zum nächsten Vermittlungsamt
führenden Amtsleitung angeschlossen. Derartige Datenübertragungseinrichtungen enthalten
im wesentlichen eine Sendeschaltung und eine Empfangsschaltung, die über einen sogenannten
Gabelübertrager mit der bidirektional betriebenen Anschlußleitung verbunden sind.
In der Sendeschaltung werden die binären Sendedaten des Fernschreibers in tonfrequente
Übertragungssignale umgewandelt und über den Gabelübertrager auf die Anschlußleitung
gegeben. Ankommende Ubertragungssignale werden vom Gabelübertrager an die Empfangsschaltung
gegeben, die diese in binäre Empfangsdaten für den Fernschreiber umwandelt. Sendeschaltung
und Empfangsschaltung arbeiten im Frequenz-Getrenntlageverfahren, d.h. mit unterschiedlichen
Kennfrequenzen, wobei den Sendedaten und den Empfangsdaten jeweils zwei Kennfrequenzen
zugeordnet sind. Nach den CCITT-Empfehlungen sind für eine Datenübertragung in der
Frequenzlage B den Sendedaten zwei höhere und den Empfangsdaten zwei tiefere Kennfrequenzen
zugeordnet.
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Dabei ist es eine wesentliche Forderung, daß die Kennfrequenzen und
der Pegel auf der Anschlußleitung sehr exakt eingehalten wird. Das erfordert einen
aufwendigen Aufbau der Sendeschaltung. Wie allgemein bekannt ent-
hält
diese u.a. Verstärker und Filter. Insbesondere die dafür verwendeten Bauteile müssen
sehr engen Toleranzanforderungen genügen. Selbst bei Verwendung von besonders zuverlässigen
und damit teueren Bauteilen, sind aufwendige Einstell- und Abgleicharbeiten unerläßlich.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine Sendeschaltung für eine Datenübertragungseinrichtung
anzugeben, mit der die Einhaltung der Kennfrequenzen und des Pegels gewährleistet
sind, ohne daß besonders ausgewählte Bauteile verwendet werden müssen und ohne daß
ein Abgleich erforderlich ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegeben Merkmale gelöst.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Sendeschaltung besteht darin, daß
einfache und daher billige Kondensatoren mit großen Toleranzen verwendet werden
können.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigen Fig. 1 eine bekannte Datenübertragungeinrichtung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Datenübertragungseinrichtung und Fig. 3 die Wirkungsweise
des digitalen Sinusyenerators.
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Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Datenübertragungseinrichtung DU
neuerer Art erhält Sendedaten SN von einer Datenquelle DQ und gibt Empfangsdaten
EN an eine Datensenke DS ab. Die Datenquelle DQ und die Datensenke DS sind beispielsweise
Bestandteile eines Fernschreibers F.
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Die binären Sendedaten SN weisen eine Startpolarität SA und eine Stoppolarität
SO auf, wobei beispielsweise erstere einen der logischen Null und letztere einen
der logischen Eins entsprechenden Pegel aufweist.
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Die Datenübertragungseinrichtung DÜ enthält eine Sendeschaltung S
und eine Empfangsschaltung E, die in Richtung zur Anschlußleitung über einen Gabelübertrager
GÜ zusammengeschaltet sind. Ein Oszillator OS gibt über einen Frequenzteiler FTl
einen Takt T an die Sendeschaltung S und die Empfangsschaltung E.
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Die Sendeschaltung S weist einen umschaltbaren Frequenzteiler UFT,
einen Frequenzteiler FT2, einen Entkopplungsverstärker EV und ein Sendefilter SF
auf. Am umschaltbaren Frequenzteiler UFT liegen die Sendedaten SN und der Takt T
an. Der umschaltbare Frequenzteiler UFT wandelt die Sendedaten SN in entsprechende
Tonfrequenzsignale um, in dem das Teilungsverhältnis durch die Startpolarität SA
und die Stoppolarität SO auf verschiedene Werte eingestellt wird. Der umschaltbare
Frequenzteiler UFT gibt über den nachgeschalteten Frequenzteiler FT2 eine frequenzmodulierte
Rechteckwechselspannung RW ab.
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Über einen nicht näher bezeichneten Koppelkondensator wird diese Rechteckwechselspannung
RW an den Entkopplungsverstärker EV gegeben, der das nachfolgende Sendefilter SF
vom Frequenzteiler FT2 entkoppelt. Im Entkopplungsverstärker EV ist der Pegel der
tonfrequenten Rechteckwechselspannung RW einstellbar.
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Das dem Entkopplungsverstärker EV nachgeschaltete Sendefilter SF ist
ein aktives Filter mit einer Bandpaßcharakteristik. In diesem Sendefilter SF wird
aus der tonfrequenten Rechteckwechselspannung RW ein sinusförmm ges tonfrequentes
Ausgangssignal AS mit zwei Kenn-
frequenzen erzeugt. Das Ausgangssignal
AS wird über den Gabelübertrager GÜ auf die Anschlußleitung AL gegeben.
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Im Entkopplungsverstärker EV wird der Pegel der Rechteckwechselspannung
RW so eingestellt, daß das Ausgangssignal AS einen vorbestimmten Pegel aufweist.
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Die auf der Anschlußleitung AL ankommenden Übertragungssignale werden
über den Gabelübertrager GÜ an die Empfangsschaltung E gegeben. Dieser erzeugt daraus
binäre Empfangsdaten EN und gibt diese an die Datensenke DS.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
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Dort sind wiederum einige aus Fig. 1 bekannte Schaltungsblöcke dargestellt.
Dies sind im einzelnen der Fernschreiber F mit der Datenquelle DQ und der Datensenke
DS, und die Empfangsschaltung E in der Datenübertragungseinrichtung DÜ. Weiter sind
die erfindungsgemäße Sendeschaltung SE und die elektronische Gabelschaltung GS,
sowie ein Taktgeber TG, der einen Takt T an die Sendeschaltung SE und die Empfangsschaltung
E abgibt, dargestellt.
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Die elektronische Gabelschaltung GS ist beispielsweise durch einen
mit Duplexer" bezeichneten, integrierten Baustein realisiert. Dieser dient im wesentlichen
dazu, in Richtung zur Empfangsschaltung E das Ausgangssignal der Sendeschaltung
SE zu bedämpfen, und das auf der Anschlußleitung AL ankommende Signal zu verstärken.
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Die erfindungsgemäße Sendeschaltung SE enthält einen digitalen Sinusgenerator
DG mit einem Digital-Analog-Wandler DAW, und einen Tiefpaß TP mit nachgeschaltetem
Operationsverstärker OP1.
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Der digitale Sinusgenerator DG weist ein Prozessorsystem auf, das
aus den allgemein bekannten Bausteinen, einem Prozessor P, einem Speicher SP, einem
seriellen Eingabebaustein RE und einen parallelen Ausgabebaustein PA aufgebaut ist.
Diese Bausteine sind in allgemein bekannter Weise über einen sogenannten Bus B zusammengeschaltet.
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An einem Eingang E des Eingabebausteines RE liegen die von der Datenquelle
DR abgegebenen Sendedaten SN mit ihrer Start- bzw. Stoppolarität SA, SO an. Am Prozessor
P liegt der vom Taktgeber TG abgegebene Takt T an. Die der Start- bzw. Stoppolarität
SA, SO zugeordnete Sinuskurve liegt am Bus B als Wort folgte WF von beispielsweise
8 Bit breiten Worten digital an. Dieser Vorgang wird später anhand von Fig. 3 genauer
erläutert.
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Die Wort folgte WF wird von Ausgängen AO bis A7 des Ausgabebausteins
PA an den Digital-Analog-Wandler DAW gegeben.
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Der Digital-Analog-Wandler DAW weist z.B. eine Widerstandskette aus
Widerständen R1 bis R9 auf. Die Spannungsteilerpunkte zwischen diesen Widerständen
R1 bis R9 sind in dieser Reihenfolge mit Widerständen R10 bis R17 mit den Ausgängen
AO bis A7 des Ausgabebausteins PA verbunden. Das freie Ende des Widerstandes R9
ist mit einem 8ezugspotential OV, das freie Ende des Widerstandes'R1 über einen
Kondensator C direkt mit einem Operations verstärker OP2 und dieser über einen Widerstand
R mit dem Bezugspotential OV verbunden. Der Kondensator C dient zur Abtrennung des
Gleichspannungsanteils des an den Operationsverstärker OP2 gegebenen Signals, wobei
über die Widerstände R1 und R ist der Pegel dieses Signals bestimmt ist.
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Vom Ausgang des Operations verstärkers OP2 und damit vom Digital-Analog-Wandler
DAW wird ein zeitdiskretes Sinussignal OS zur Glättung an den Tiefpaß TP gegeben.
Dieser gibt über seinen nachgeschalteten Operations verstärker
OP1
zur Impedanzanpassung das Ausgangssignal AS mit den beiden Kennfrequenzen an die
Gabelschaltung GS.
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In Fig. 3 sind symbolisch eine erste und eine zweite Programmschleife
PSl, PS2 dargestellt. Jede der beiden Programmschleifen PSl, PS2 enthält eine Folge
von Adressen ADO, AD1 bis ADN. Die erste Programmschleife PSl weist zwischen jeweils
zwei aufeinanderfolgend aufrufbaren Adressen eine Zeitdifferenz DT1, und die zweite
Programmschleife PS2 ein Zeitdifferenz DT2 auf.
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Mit jeder der Adressen ADO bis ADN ist ein Speicherplatz O bis N des
Speichers SP adressiert, in dem jeweils ein Wort W1 bis WN der Worfolge WF steht.
In Fig. 3 ist weiter eine Folge von binären Sendesaten SN dargestellt.
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Hierbei ist beispielsweise der Startpolarität SA die erste Programmschleife
PS1, und der Stoppolarität SO die zweite Programmschleife PS 2 zugeordnet . Diese
Zuordnung ist durch nicht näher bezeichnete Pfeile dargestellt.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen
Sendeschaltung SE auch unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläutert.
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In Abhängigkeit von der am Eingang E des seriellen Eingabebausteins
RE anliegenden Start- bzw. Stoppolarität SA, SO der Sendedaten SN wird vom digitalen
Sinus generator DG über die Eingänge AO bis A7 des parallelen Ausgabebausteins PA
eine Wort folgte WF abgegeben, wobei der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Worten der Wort folgte WF durch die Start- bzw. Stoppolarität SA, SO bestimmt ist.
Im Digital-Analog-Wandler DAW wird aus der Wort folge WF das zeitdiskrete Sinussignal
Ds erzeugt, aus dem der Tiefpaß TP über den nachgeschalteten Operationsverstärker
OP1 das Ausgangssignal AS bildet.
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Die Kennfrequenzen des Ausgangssignals AS sind durch FolgefrerdiJenz
der Wort folge WF, und damit durch die Polaritcb Jar Sendedaten SN bestimmt.
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Der Tiefpaß TP kann ein einfaches RC-Glied sein, dessen Ausgangsimpedanz
durch den nachgeschalteten Operationsverstärker OPl auf einen niederohmigen Wert
eingestellt wird. Der Tiefpaß TP befreit das vom digitalen Sinusgenerator DG über
den Digital-Analog-Wandler DAW abgegebene Signal von der überlagerten Taktfrequenz.
Die Toleranz der Grenzfrequenz des Tiefpasses TP kann um so größer sein, je höher
die Arbeitsgeschwindigkeit des im digitalen Sinus generators DG verwendeten Prozessors
P ist.
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Statt der Adressierung der Wort folgte WF im Speicher SP, können beispielsweise
über einen Schalter durch die Adressen ADO bis ADN weitere Wort folgen adressiert
werden. Die weitere Wort fol gen unterscheiden sich von der Wort folgte WF durch
einen anderen Pegel des über den Digital-Analog-Wandler DAW erzeugten digitalen
Sinussignals DS.
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Durch die Verwendung des digitalen Sinusgenerators DG und des Digital-Analog-Wandlers
DAW in der erfindungsgemäßen Sendeschaltung SE ist eine exakte Sinuserzeugung als
Ausgangssignal AS gewährleistet, wobei diese hinsichtlich seiner Kennfrequenz und
seines Signalpegels exakt und mit großer Konstanz den Anforderungen entspricht.
Hierdurch ist kein Abgleich nötig. Weiter ist durch die diskrete Sinuserzeugung
auch eine exakte Einstellung des Sendepegels möglich.
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3 Patentansprüche 3 Figuren