DE3632719A1 - Schaltung zur regenerierung des taktsignals bei einem im biphase-code uebertragenen signal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Regenerierung des Taktsignals bei einem im Biphase-Code übertragenen Signal mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Zur digitalen Übertragung eines Informationssignals ist bereits eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt. Eine dieser Möglichkeiten ist eine Übertragung im sogenannten Biphase-Code.

Aus der Zeitschrift "Electronics", October 11, 1971, S. 82-86, ist es bekannt, den Biphase-Code insbesondere im Zusammenhang mit Magnetbandrecordern zu verwenden.

Im einzelnen werden dort drei Arten von Biphase-Code vorgestellt, nämlich der Biphase-Level-Code, der Biphase-Space-Code und der Biphase-Mark-Code.

Beim Biphase-Level-Code steckt die eigentliche Information in den Flanken, die in der Mitte jeder Bitzelle auftreten. Eine abfallende Flanke indiziert eine logische "EINS", eine ansteigende Flanke eine logische "NULL".

Beim Biphase-Space-Code und beim Biphase-Mark-Code treten am Anfang jeder Bitzelle Flanken auf. Die eigentliche Information steckt aber im Fehlen oder Auftreten einer weiteren Flanke in der Zellenmitte. Beim Biphase-Space-Code bedeutet das Fehlen einer Flanke in der Zellenmitte eine logische "EINS" und das Auftreten einer Flanke in der Zellenmitte eine logische "NULL", beim Biphase-Mark-Code verhält es sich umgekehrt.

Aus der europäischen Patentanmeldung 8 33 01 340.2 (Veröffentlichungsnummer 00 91 215) ist eine Schaltung zur Auswertung eines im Biphase-Mark-Code übertragenen Signals bekannt. Bei der dort in den Figuren 2A und 2B gezeigten Schaltung werden die empfangenen biphase-mark-codierten Signale einem Flankendetektor zugeführt. Das Ausgangssignal des Flankendetektors gelangt an den Rücksetz-Eingang eines Zählers. Der Zähler zählt die Anzahl der zwischen zwei Flanken auftretenden Impulse eines hochfrequenten Taktsignals. Der erhaltene Zählwert wird in einem Speicher abgelegt und mit dem vorherigen Zählwert verglichen. Ergibt dieser Vergleich, daß die beiden Zählwerte etwa gleich groß sind, so wird eine logische "NULL" erkannt. Unterscheiden sich die beiden Zählwerte hingegen erheblich, so wird eine logische "EINS" indiziert. Der Vorteil dieser bekannten Schaltung liegt darin, daß sie auch bei variierender Übertragungsgeschwindigkeit des Signals korrekte Ergebnisse liefert. Ein Nachteil dieser bekannten Schaltung besteht darin, daß sie keine Möglichkeit bietet, das empfangene Signal auf eventuelle Fehler hin zu überprüfen und beim Vorliegen von Fehlern die Auswertung des Signals zu unterbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart auszugestalten, daß eine Überprüfung der empfangenen Signale möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß bei einer fehlerhaften Signalübertragung Fehler erkannt und die fehlerhaften Signalabschnitte von nachfolgenden Schaltungsteilen ferngehalten werden können. Weitere vorteilhafte Eigenschaften der beanspruchten Schaltung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches im folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert wird.

Dem Eingang A der in Fig. 1 gezeigten Schaltung wird ein Biphase-Level-Signal zugeführt, wie es in Fig. 2A gezeigt ist. Die in diesem Signal enthaltene Information steckt in der Richtung der in der Mitte der einzelnen Bitzellen auftretenden Flanken. Im vorliegenden Beispiel indizieren die ansteigenden Flanken in der Mitte der Bitzellen Nr. 1, 2, 4, 5 und 6 eine logische "NULL" und die abfallenden Flanken in der Mitte der Bitzellen Nr. 3, 7 und 8 eine logische "EINS".

Dieses Biphase-Level-Signal wird unter Steuerung eines Taktsignals I in ein Schieberegister 1 eingegeben. Andererseits gelangt das Biphase-Level-Signal an einen Impulserzeuger 2, der an jeder Flanke einen kurzen Impuls der Dauer τ erzeugt (siehe Fig. 2B). In der Praxis wird die Dauer τ dieser Impulse so klein wie möglich gewählt. Diese Impulse werden einem Flankendetektor 3 zugeführt, welcher zwei Ausgänge besitzt. Am Ausgang C des Flankendetektors 3 liegen Nadelimpulse an (siehe Fig. 2C), die den ansteigenden Flanken des Impulssignals entsprechen. Am Ausgang D des Flankendetektors 3 entstehen Nadelimpulse (siehe Fig. 2D), die den abfallenden Flanken des Impulssignals entsprechen. Mittels der in Fig. 2D gezeigten Nadelimpulse, die geringfügig später auftreten als die in Fig. 2C gezeigten, wird ein Zähler 4 rückgesetzt und beginnt, die hochfrequenten Taktimpulse eines Taktgenerators 5 zu zählen. Das Ausgangssignal des Zählers 4, welches in Fig. 2E symbolisch angedeutet ist, wird einerseits einem ersten Eingang des Vergleichers 6 zugeführt und andererseits über einen Schalter 7, welcher von den Nadelimpulsen am Ausgang C des Flankendetektors kurzzeitig leitend geschaltet wird, in einem Speicher 8 abgelegt. In Fig. 2F sind die abgespeicherten Zählerstände symbolisch dargestellt. Das Ausgangssignal des Speichers 8 wird dem zweiten Eingang des Vergleichers 6 zugeführt, in welchem infolgedessen der aktuelle Zählerstand mit dem abgespeicherten Zählerstand verglichen wird. Am Ausgang des Vergleichers 6 entsteht immer dann ein Impuls G (siehe Fig. 2G), wenn der aktuelle Zählerstand den abgespeicherten Zählerstand um mehr als eine vorgegebene Differenz übersteigt. Dieser Impuls G wird einerseits verwendet, um über ein Monoflop 9 die Abspeicherung eines Zählwertes bei Auftreten des nächsten Nadelimpulses am Ausgang C des Flankendetektors 3 zu verhindern, und kann andererseits verwendet werden, um den Zähler 4 rückzusetzen, was beim vorliegenden Ausführungsbeispiel allerdings nicht vorgesehen ist. Ferner wird der Impuls G einem ODER- Gatter 10 zugeführt und dort mit dem Ausgangssignal C des Flankendetektors 3 verknüpft. Am Ausgang des ODER-Gatters 10 steht das bereits oben genannte und in Fig. 2I gezeigte regenerierte Taktsignal zur Taktung des Schieberegisters 1 zur Verfügung. Diejenigen Anteile des Taktsignals I, die durch die Impulse G gebildet werden, treten zeitlich verzögert auf, so daß die einzelnen Taktimpulse nicht äquidistant sind. Dies ist aber im vorliegenden Fall ohne Bedeutung, da zwischen der Zellenmitte jeder Bitzelle und dem Beginn der jeweils nächsten Bitzelle keine weitere Flanke auftritt.

Die vorstehend beschriebene Schaltung kann grundsätzlich sowohl digital als auch analog realisiert werden. Bei einer analogen Realisierung können beispielsweise der Zähler 4 und der Speicher 8 als Kondensatoren und der Taktgenerator 5 als Konstantstromquelle ausgeführt werden.

Ein Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß auch bei variierender Übertragungsgeschwindigkeit ein korrektes Taktsignal gewonnen werden kann. Weiterhin kann auch eine Überprüfung der empfangenen Daten auf ihre Richtigkeit erfolgen.

Wie dies beispielsweise möglich ist, ist in Fig. 3 gezeigt. An den Ausgang des Schieberegisters 1 wird ein Mikrocomputer µC angeschlossen. Der Mikrocomputer erzeugt einerseits ein Schaltersteuersignal St, mittels dessen ein Schalter S von der Schaltstellung a in die Schaltstellung b umgeschaltet wird. Dadurch wird das Taktsignal I vom Takteingang des Schieberegisters 1 abgetrennt und stattdessen ein vom Mikrocomputer erzeugtes Taktsignal I′ angelegt. Mittels dieses Taktsignals I′ kann der Inhalt des Schieberegisters mit beliebiger Geschwindigkeit in den Mikrocomputer eingegeben werden. Dort wird überprüft, ob die jeweiligen Biphase-Bedingungen eingehalten werden. Ist das nicht der Fall, dann wird das Signal von nachfolgenden Schaltungsteilen ferngehalten und damit eine fehlerhafte Auswertung verhindert.

Die beanspruchte Schaltung kann überall dort verwendet werden, wo ein Biphase-Signal beliebiger Art blockweise übertragen wird. So kann die beanspruchte Schaltung beispielsweise bei der Decodierung eines in der Randspur eines Magnetbandes aufgezeichneten biphase- codierten Zeitcodesignals Verwendung finden. Dort wird bei der Wiedergabe mit beliebiger Bandgeschwindigkeit das Zeitcodesignal unter Steuerung durch das Taktsignal I in das Schieberegister 1 eingelesen. Treten beispielsweise durch Dropouts verursachte Störungen auf, so werden diese vom Mikrocomputer erkannt und eine Auswertung der gestörten Signale verhindert.

Claims (5)

1. Schaltung zur Regenerierung des Taktsignals bei einem im Biphase-Code übertragenen Signal, bei der

• - die Flanken des übertragenen Signals detektiert und beim Auftreten jeder Flanke erste Impulse erzeugt,
• - die Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Flanken gemessen
• - und aufeinanderfolgende Meßwerte verglichen werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - durch den Vergleich aufeinanderfolgender Meßwerte zweite Impulse (G) erzeugt,
• - die zweiten Impulse (G) mit den ersten Impulsen (C) zur Bildung eines Taktsignals (I) verknüpft, und
• - das im Biphase-Code übertragene Signal in ein Schieberegister (1) eingelesen wird, wobei das Schieberegister (1) durch das Taktsignal (I) getaktet wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Schieberegisters (1) in Mikrocomputer (µC) angeschlossen ist, der die übertragenen Signale überprüft.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (µC) einen im Weg des Taktsignals (I) gelegenen Schalter (S) derart steuert, daß während der Überprüfung der übertragenen Signale das regenerierte Taktsignal (I) vom Schieberegister (1) abgetrennt und stattdessen ein weiteres Taktsignal (I′) an das Schieberegister (1) angelegt ist.

4. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (µC) beim Vorliegen fehlerhafter Signalanteile eine Auswertung des übertragenen Signals verhindert.