DE958124C - Anordnung zur Codierung von Signalimpulsen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957

17633 Villa/21a¹

Emile Touraton, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Codierungsanordnungen, insbesondere der Art, die zur Codierung von Impulsen in Impulscodemodulationssystemen vorgesehen sind.

In Impulscodeübertragungssystemen wird das normalerweise kontinuierliche Signal mit einer geeigneten Wiederholungsfrequenz abgetastet. Die auf diese Weise gewonnenen Abtastimpulse werden anschließend codiert.

Es gibt eine Anzahl Codierungsanordnungen, die für jedes durch Abtasten ermittelte Signal eine.

Gruppe von Impulsen liefern, die den Wert des Signals repräsentieren, wie beispielsweise in einem binären System.

Als bekannte Codierungsanordnung sei die in der USA.-Patentschrift 2 556 200 beschriebene angeführt, in der eine gleichzeitige Codierung mit Hilfe von den Codeelementen zugeordneten Kombinierungskreisen erfolgt, welche von individuell vorgespannten, in Abhängigkeit von der Spannungsamplitude der zu codierenden Impulse offenbaren Gleichrichtern entkoppelt gespeist werden. Die in-

dividuellen Gleichrichterschaltungen können hierbei gewissermaßen als Elementarkr-eise aufgefaßt werden, welche den Kombinierungskreisen und somit den Codeelementen zugeordnet sind.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine einfache, wirtschaftliche und wirksame Codierungsanordnung zu schaffen. Das wird dadurch erreicht, daß in einer Anordnung zur gleichzeitigen Codierung von Signalimpulsen für jedes Element des zu bildenden ίο Codes getrennt ein Elementarkreis oder mehrere Elementarkreise vorgesehen sind, denen eine hochfrequente Wechselspannung und die zu codierenden Signale zugeführt werden und die nur dann für die Hochfrequenz durchlässig sind, wenn die Spannungsamplitude der zu codierenden Impulse zwischen bestimmten, den einzelnen Elementarkreisen individuell zugeordneten Spannungsgrenzen liegt, und daß die Ausgänge der einem Element zugehörigen Elementarkreise entkoppelt an je eine gemeinsame Ausgangsklemme geführt sind.

Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen darin, daß für den eigentlichen Codiervorgang keinerlei Synchronisier- oder Taktimpulsquellen erforderlich sind, und es erfolgt die Codierung nicht mittels irgendwelcher iterativer Vergleichsverfahren zu den verschiedenen Auftrittszeitpunkten der einzelnen Codeelemente. Außerdem treten die Vorteile der Erfindung aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Figuren klar hervor.

Fig. ι zeigt eine Codierungsanordnung;
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fig. ι;

Fig. 3 zeigt schematisch einen Elementarkreis; Fig. 4 zeigt im Prinzip die ganze Codierungsanordnung;

Fig. 5 zeigt einen Code, der hier verwendet werden kann.

Der in Fig. 5 gezeigte Code ist unter dem Namen »Reflektierter Code« bekannt. Angenommen, es sollen maximal 32 Amplitudenstufen übertragen werden, dann wird die Genauigkeit jedes codierten Signals ungefähr ein Zweiunddreißigstel betragen. Diese verschiedenen Stufen sind in der vertikalen Spalte F (Fig. 5) gezeigt. In den horizontalen Zeilen A, B, C₁ D und E sind die verschiedenen Elemente des Codes dargestellt, wobei eine Zeile oder die Zeilen die Stufen angeben, für die ein Signal übertragen wird. Das heißt, für ein der Stufe 14 entsprechendes Signal wird ein Codesignal der Elemented, B, D und E übertragen, während fürC kein Signal übertragen wird. Oder mit anderen Worten, wenn man das Element C betrachtet, dann sieht man leicht, daß dann ein Signal übertragen wird, wenn das Eingangssignal zwischen Stufe 5 und Stufe 12 oder zwischen Stufe 21 und 28 liegt.

In Fig. ι ist ein Elementarcodierungskreis, kurz Elementarkreis genannt, gezeigt. Dieser Kreis enthält eine Eingangsklemme 1 und eine Ausgangsklemme 2. Die Eingangsklemme 1 ist mit der Ausgangsklemme 2 über einen Widerstand 3, der hier etwa 1000 Ohm hat, und einen Kondensator 4 verbunden. Die Ausgangsklemme 2 liegt über einen Widerstand 5 an Masse, dessen Wert etwa 50 000 Ohm ist. Zwischen Eingang und Ausgang liegen die Schaltelemente Widerstand 3 und Kondensator 4 in Reihe. Vom Verbindungspunkt 8 sind nach zwei Schaltungspunkten 9 und 10, die sich auf den individuellen Spannungsgrenzen entsprechenden, verschieden großen Potentialen V₁ und V₉ befinden, hin über unsymmetrisch leitende Schaltelemente 6 bzw. 7 Querwege abgezweigt. Diese Schaltelemente sind zwei Gleichrichter 6 und 7, die am Punkt 8 mit den gegensinnig gepolten Elektroden liegen, während deren andere Elektroden an den Klemmen 9 bzw. 10 liegen, die die Potentiale V₁ bzw. V₂ haben. Die Eingangsklemme 1 liegt an der Sekundärwicklung eines Übertragers 11, dessen Primärwicklung an einem Hochfrequenzgenerator 12 liegt, der eine Frequenz von 10 MHz erzeugt. Die Sekundärwicklung ist mit Hilfe des Kondensators 13 auf diese Frequenz abgestimmt. Der Übertrager und der Generator dienen dazu, an den Klemmen der Sekundärwicklung des Übertragers 11 ein Hochfrequenzpotential mit einer maximalen Amplitude von 0,4 Volt zu bilden. Die'steuernden Impulse liegen an den Klemmen 14 und 15 der Primärwicklung des Übertragers 16, dessen Sekundärwicklung in Reihe zwischen Masse und der Sekundärwicklung des Übertragers 11 liegt. Der Übertrager 11, der Übertrager 16 und der Generator 12 können für eine Mehrzahl von Elementarkreisen gemeinsam Verwendung finden, was durch den Pfeil in der Nähe der Klemme 1 angedeutet ist, d. h., daß die Eingangsklemmen der Elementarkreise aller Elemente eines Codes zusammengeführt sind und daß die Schaltung zur Einspeisung der Hochfrequenz und der zu codierenden Signale für alle Elementarkreise gemeinsam vorgesehen ist (Fig. 4).

Dadurch, daß die in den zu den Punkten 9 und 10 verschieden großen Potentials führenden Querwegen liegenden, unsymmetrisch leitenden Schaltelemente 6 bzw. 7 so gepolt sind, daß beide Querwege gesperrt sind, wenn die Amplitude des zu codierenden Signals an den Klemmen der Sekundärwicklung des Übertragers 16 zwischen den Potentialen V₁ und V₂ liegt, entsteht das Ausgangssignal. In diesem Falle ist V₂ größer als V₁. Ist die Signalamplitude kleiner als das niedrigere der beiden Potentiale bzw. größer als das höhere der beiden Potentiale, so ist jeweils einer der beiden Querwege geöffnet.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist wie folgt: Ist der Impuls an der Sekundärwicklung des Übertragers 16 kleiner als das Potential V₁, z.B. 10Volt, dann hat der Gleichrichter 6 einen geringen Durchlaßwiderstand, bezogen auf den Kreis zwischen den Klemmen 1 und 2, so daß praktisch keine Hochfrequenzspannung an der Klemme 2 liegt. Ist das Potential an den Klemmen der Sekundärwicklung größer als V₂, dann hat der Gleichrichter 7 bezüglich des Kreises zwischen Klemme 1 und 2 einen geringen Durchlaßwiderstand. Liegt jedoch da^ Potential an den Klemmen der Sekundärwicklung

zwischen V₁ und V₂, dann sperren beide Gleichrichter. Vorausgesetzt, daß die Kreisimpedanzen, bezogen auf die Gleichrichter 6 und 7, einen geeigneten Wert besitzen, liegt die Hochfrequenzspannung der Sekundärwicklung des Übertragers 11 an der Klemme 2. Es ist klar, daß dieser Kreis nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn das Eingangssignal an den Klemmen der Sekundärwicklung des Übertragers 16 zwischen V₁ und V₂ liegt.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß an den Ausgang ein Hochfrequenzsignal gelangt, dessen Amplitude praktisch unabhängig von der Amplitude des steuernden Signals ist, wenn das letztere zwischen den beiden Potentialen V₁ und V₂ liegt.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Fig. ι gezeigt, die in Reihe zwischen den Klemmen ι und 2 einen Hochohmwiderstand besitzt, dem ein auf 10 MHz abgestimmter Kreis parallel liegt. Der Wert des Widerstandes 17 in dieser An-Ordnung ist 9000 Ohm, und der abgestimmte Kreis enthält eine Induktivität 18 und einen Kondensator 19 und stellt für die Ströme durch den Gleichrichter 6 und 7 einen niederen Widerstand dar. Die Arbeitsweise der Anordnung ist im übrigen identisch mit der in Fig. 1, und die Elemente mit gleicher Funktion sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Elementarkreis der Fig. 1 oder 2. In dem Rechteck, das den EIementarkreis darstellt, sind zwei Spannungen V₁ und V₂ angegeben, die die Grenzen bestimmen, innerhalb welcher ein Ausgangssignal erhalten wird.

Fig. 4 zeigt eine Codierungsanordnung für vSignale gemäß einem Code nach Fig. 5. Die Amplitude der Eingangsimpulse liegt zwischen ο und 31 Volt. Die acht Elementarkreise 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 und 27 bilden die Signale gemäß dem Element^ (Fig. 5). Sie liegen alle parallel, und ihre Ausgänge sind durch Gleichrichter 28 entkoppelt. Das Ausgangssignal entsprechend dem Codeelement E wird an der Klemme 29 abgenommen. Die Elementarkreise 30, 31, 32 und 33 liefern an die Klemme 34 die dem Element D entsprechenden Signale. Die Elementarkreise 35 und 36 haben die gleiche Aufgabe für das Element C, und die entsprechenden Ausgangssignale liegen an der Klemme 37. Der Elementarkreis 38 liefert an die Klemme 39 die Signale, die dem Element B entsprechen, während der Elementarkreis 40 die dem Elemente entsprechenden Signale an die Klemme 41 liefert. In dieser Figur sind die Schaltelemente, die allen Elementarkreisen gemeinsam sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet. Man sieht also, daß die Signale an den Klemmen 41, 39, 37, 34 und 29 den Codeelementen A, B, C, D und B eines sogenannten reflektierten Codes wie in Fig. 5 entsprechen.

Unter Verwendung der genannten Elementarkreise mit entsprechend geeignet gewählten Potentialen V₁ und V₂ ist es offenbar auch möglich, eine Anordnung zu bilden, mit der Impulse an den Klemmen 14 und 15 des Übertragers 16 nach einem anderen Code, beispielsweise einem binären, codiert werden können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur gleichzeitigen Codierung von Signalimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Element des zu bildenden Codes getrennt ein Elementarkreis oder mehrere Elementarkreise vorgesehen sind, denen eine hochfrequente Wechselspannung und die zu codierenden Signale zugeführt werden und die nur dann für die Hochfrequenz durchlässig sind, wenn die Spannungsamplitude der zu codierenden Impulse zwischen bestimmten, den einzelnen Elementarkreisen individuell zugeordneten Spannungsgrenzen liegt, und daß die Ausgänge der einem Element zugehörigen Elementarkreise entkoppelt an je eine gemeinsame Ausgangsklemme geführt sind.

2. Elementarkreis für eine Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zwischen Eingang (1, Fig. 1) und Ausgang (2) ein Widerstand (3) und ein Kondensator (4) liegen, daß an die Ausgangsklemme (2) ein mit seinem anderen Ende an Masse liegender Widerstand (5) angeschlossen ist, und daß vom Verbindungspunkt (8) der zwischen Eingang und Ausgang in Reihe liegenden Schaltelemente Widerstand (3) und Kondensator (4) nach zwei Schaltungspunkten (9 und 10), die sich auf den individuellen Spannungsgrenzen entsprechenden, verschieden großen Potentialen (V₁ und V₂) befinden, hin über unsymmetrisch leitende Schaltelemente (6 bzw. 7) Querwege abgezweigt sind.

3. Elementarkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, zunächst der Eingangsklemme, in Reihe zum Widerstand (3) und Kondensator (4) ein weiterer Widerstand (17, Fig. 2) angeordnet ist, dem ein auf die eingespeiste Hochfrequenz (12) abgestimmter Resonanzkreis (18, 19) parallel liegt.

4. Elementarkreise nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den zu den Punkten (9 und 10) verschieden großen Potentials führenden Querwegen liegenden, unsymmetrisch leitenden Schaltelemente (6 bzw. 7) so gepolt sind, daß beide Querwege gesperrt sind, wenn die Signalamplitude zwischen den beiden Potentialwerten liegt, während jeweils einer ge öffnet ist, wenn die Signalamplitude kleiner ah das niedrigere der beiden Potentiale bzw. größer als das höhere der beiden Potentiale ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 für Elementarkreise nach Anspruch 2 und 4 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingangsklemmen (zwischen Punkt 1 und Masse) der Elementarkreise in Reihe die auf die Hochfrequenz abgestimmte Sekundärwicklung eines Übertragers (11), über den die Hochfrequenz (12) eingespeist wird, und die Sekundärwick-

lung eines weiteren Übertragers (16) liegen, über den die zu codierenden Signale eingespeist werden (Klemmen 14, 15).

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemmen der Elementarkreise aller Elemente eines Codes zusammengeführt sind und daß die Schaltung zur Einspeisung der Hochfrequenz und der zu codierenden Signale für alle Elementarkreise gemeinsam vorgesehen ist (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 277 505; USA.-Patentschrift Nr. 2 556 200.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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