DE3444791A1

DE3444791A1 - System zur digitalen umwandlung eines zeitmultiplexsignals in ein frequenzmultiplexsignal und/oder umgekehrt

Info

Publication number: DE3444791A1
Application number: DE19843444791
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7150 Backnang Scheuermann
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-12-08
Filing date: 1984-12-08
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3444791C2

Description

System zur digitalen Umwandlung eines Zeitmultiplexsignals
in ein Frequenzmultiplexsignal und/oder umgekehrt Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur digitalen Umwandlung eines Zeitmultiplexsignals in ein Frequenzmultiplexsignal und umgekehrt, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die Deutschen Offenlegungsschriften 30 07 501 und 31 32 378 sind Systeme zur digitalen Umwandlung von Zeitmultiplexsignalen in Frequenzmultiplexsignale und umgekehrt bekannt geworden, wobei Filterweichen mit Komplementärfunktion bzw. Wellendigitalfilter vorgeschlagen wurden.
Die Realisierung von Systemen der eingangs genannten Art, auch Transmultiplexer genannt, erfordert jedoch einen hohen Filtergrad, wenn beispielsweise gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift 30 07 501 eine direkte Weichenrealisierung angestrebt wird, d.h. die Anzahl der Multiplizierer und Addierer sind sehr groß. Wegen der notwendigerweise endlichen Stellenzahl (Wortlänge) bei der internen Signalverarbeitung verursachen Multiplizierer und im allgemeinen auch Addierer oder Summierer Fehler, welche sich als Störgeräusche auswirken.
Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem zwar die Anforderungen an Filter hohen Grades bestehen, aber der Hardwareaufwand an Multiplizierern, Addierern und Summierern sehr stark reduziert ist. Das System soll ferner einen modularen Aufbau aufweisen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.
Der erfindungsgemEße Transmultiplexer weist einen wesentlich geringeren Hardwareaufwand und eine kleinere Koeffizientenwortlänge aufgrund günstigerer Toleranzforderungen sowie geringere Störgeräusche auf.
Günstige Weiterbildungen der Erfindung stellen die Unteransprüche dar.
Kammfilter sind zwar an sich bekannt. Eine Anwendung von Kammfiltern bei Transmultiplexern ist jedoch nicht bekannt, ebenfalls nicht von Brückenwellendigitalfiltern oder Transversalfiltern gemäß der speziellen Ausgestaltung nach der Erfindung.
Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.
Die Figur 1 stellt ein Brückenwellendigitalfilter im Blockschaltbild dar. Die Figuren 2a und 2b zeigen als Ausführungsbeispiele die Kettenschaltungen von Zweitort-Paralleladaptoren und Verzögerungsgliedern mit der Strukturierung gemäß der Erfindung für die Reflektanzen S1 und S2 des Brückenwellendigitalfilters nach Figur 1.
In Figur 4 schließlich ist als Ausführungsbeispiel der hierarchische Aufbau eines Transmultiplexersystems für die Umwandlung einer 60 Kanäle umfassenden Sekundärgruppe eines TF-Systems in Zeitmultiplexkanäle blockschaltbildmäßig dargestellt. Die Figuren 5 bis 8 zeigen Frequenzdiagramme für die einzelnen Frequenzweichen der Stufenhierachie gemäß Figur 4.
In Figur 1 ist ein Brücken-Adaptor dargestellt, an dessen beiden Nebentoren jeweils eine Reflektanz S1 und S2 angeschlossen ist. Die Reflektanzen S1 und S2 sind als Kettenschaltung von 2-Tor-Paralleladaptoren, zwischen denen Verzögerungsglieder der Verzögerungszeit 2n.T eingefügt sind, in Figur 2a bzw. 2b dargestellt. Die Reflektanz S1 nach Figur 2a weist am Eingang ein Verzögerungsglied mit der Verzögerungszeit nT und als Abschluß ein Verzögerungsglied der Verzögerungszeit 2nT in Reihe geschaltet zu einem Vorzeichenänderndem Multiplizierer -1 auf. Die Reflektanz S2 gemäß Figur 2b hat als Eingang direkt den Eingang des ersten 2-Tor-Paralleladaptors und ist am Ausgang mit einem Verzögerungsglied der Verzögerungszeit 2nT abgeschlossen.
Anstelle der Kettenschaltungen nach Figur 2a und 2b können auch Serienschaltungen von mit Verzögerungsgliedern abgeschlossenen Parallel- oder Serienadaptoren eingesetzt werden.
Die Figuren 3a und 3b zeigen jeweils die Übertragungsfunktion eines Brückenwellendigitalfilters, wobei in Figur 3a die über tragungsfunktion H(z) für z=ej294nf/5A eines Brückenwellendigitalfilters mit n = 1 und in Figur 3b eines solchen mit n = 9 über der Frequenz f betragsmäßig aufgetragen ist. Es zeigt sich, daß für das sogenannte Grundfilter mit n = 1 der übertragungsbereich sich von etwa fA/8 bis etwa fA 7/8 mit einem übergangsbereich voniXf erstreckt, wobei sich dieser Durchlaßbereich mit steigender Frequenz periodisch mit der Abtastfrequenz fA wiederholt. In Figur 3b ist nun die über tragungsfunktion H (z9) eines Filters mit n = 9 betragsmäßig aufgetragen, und es ist erkennbar, daß der übertragungsbereich nach Figur 3a auf 1/9 gepreßt wurde, d.h. der Übergangbf ist entsprechend auff/9 gepreßt worden. Die Steilheit des überganges entspricht damit einem Filter von wesentlich höherem Grad. Entsprechend der Kompression auf 1/9 ist auch die Periode auf 1/9 zurückgegangen, so daß innerhalb der Abtastfrequenz fA nunmehr 9 Durchlaßbereiche symmetrisch verteilt vorhanden sind.
Die Figur 4 zeigt das Blockschaltbild eines Transmultiplexers zur Umsetzung einer Sekundärgruppe (60 Frequenzmultiplexkanäle) in 60 Zeitmultiplexkanäle in dreistufiger Baumstruktur, wobei jede der insgesamt 7 Filterweichen W1 . . .W7 eine Struktur gemäß Figur 1 mit Figur 2a und 2b und eine Übertragungsfunktion H bzw. Gemäß Figur 3b aufweist. Der Eingang einer Filterweiche ist beispielsweise al, der Normalausgang der Ausgang b1 und der Komplementärausgang der Ausgang b2, während am zweiten Eingang a2 kein Signal angelegt ist. Der Vorteil der Anordnung nach Figur Lt ist der, daß alle 7 Filterweichen gleich aufgebaut sind, d.h. ihr Durchlaß-und Sperrverhalten ist gleich bei gleicher Abtastrate. Die einzelnen übertragungsfunktionen der Kammfilter sowie die Ein- und Ausgangssignale derselben gemäß des Transmultiplexers nach Figur 4 sind in den Figuren 5a bis 5f betragsmäßig über der Frequenz f aufgetragen.
Die Schaltung für eine entgegengesetzte Umwandlung, also von 60 PCM-Kanälen in eine FDM-Hierachie kann aus der Figur Lt durch Umkehrung der Pfeilrichtung abgeleitet werden, d.h.
der Signalweg muß umgekehrt verlaufen, und statt einer jeweiligen Abtastratenerniedrigung um den Faktor 2 findet eine Abtastratenerhöhung um den Faktor 2 statt.

Claims

Patentansprüche System zur digitalen Umwandlung eines Zeitmultiplexsignals in ein Frequenzmultiplexsignal, wobei mittels Frequenzweichen die einzelnen Signale der Zeitmultiplexkanäle gefiltert und zusammengefaßt werden, wobei die Abtastfrequenzen der Frequenzweichen jeweils um einen ganzzahligen Faktor erhöht werden, und/oder System zur digitalen Umwandlung eines Frequenzmultiplexsignals in ein Zeitmultiplexsignal, wobei mittels Frequenzweichen das digitalisierte Frequenzmultiplexsignal in die einzelnen Signale der Frequenzmultiplexkanäle zerlegt und seine Abtastfrequenz um einen ganzzahligen Faktor erniedrigt wird, wobei die Frequenzweichen jeweils aus zwei Filter bestehen, die zueinander komplementär sind, und wobei die Umwandlung jeweils stufenweise in einer Baumstruktur erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Filterweichen als Kammfilter ausgebildet ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter bei 1/4 seiner Eingangsabtastrate (fA) einen übergang vom Durchlaß- zum Sperrbereich bzw. umgekehrt aufweist (Fig. 3b).
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter ausschließlich Verzögerungsglieder (nT, 2nT) enthält, deren Verzögerungszeiten jeweils einem ganzen Vielfachen (n>1) des Kehrwertes (T) seiner Abtastfrequenz entsprechen (Fig. 2a, 2b).
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter als Transversalfilter ausgeführt ist.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter als Bruckenwellendigitalfilter ausgeführt ist, an dessen beiden Nebentoren jeweils eine Reflektanz angeschlossen ist, die eine Kettenschaltung aus Verzögerungsgliedern (nT, 2nT) und Parallel- oder Serienadaptoren enthält (Fig. 2a, b).
(.. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammfilter als Brückenwellendigitalfilter ausgeführt ist, an dessen beiden Nebentoren jeweils eine Reflektanz angeschlossen ist, die eine Serienschaltung von mit Verzögerungsgliedern abgeschlossenen Parallel- oder Serienadaptoren enthält.
7. System zur digitalen Umwandlung von 60 Zeitmultiplexkanälen in die Sekundärgruppe einer Frequenzmultiplexhierachie oder umgekehrt, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung in 3 Stufen erfolgt, wobei in den einzelnen Stufen eins, zwei und vier komplemendäre Kammfilter (W1 . . .W7) eingesetzt sind, und wobei die Erhöhung bzw. Erniedrigung ( ) der Abtastfrequenz jeweils um den Faktor 2 erfolgt (Fig. 4).
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verzögerungszeitverlängerung der Faktor n mit 9 gewählt wird (Fig. lot).