DK155109B - Tilpasningsfilter - Google Patents

Description

i

DK 155109 B

Den foreliggende opfindelse angår et tilpasningsfilter omfattende en digital operationsanordning til operation på en bitlængde af et modtaget bærebølgesignal og et impulstilførselskredsløb for tilførsel af sætteimpulser og tilbagestillingsimpulser, som styrer operationen 5 under bitlængden.

Den relevante kendte teknik vedrørende sådanne tilpasningsfiltre kan anses at være repræsenteret ved følgende patentskrifter: US patentskrift nr. 3.990.010 beskriver et tilpasningsfilter, som omfatter en digital operationsanordning til operation på en bitlængde 10 af et modtaget bærebølgesignal, og som er dannet af en seriekreds af en analog/digital-omsætter og en akkumuleringskreds. Der indgår en oscillator, som er faselåst med den overførte pilotfrekvens for tilførsel af tidsimpulser, som under bitlængden styrer operationen af den digitale operationsanordning.

15 USA patentskrift nr. 3.908.115 viser et tilpasningsfilter, der indeholder en integrator, en tærs kel værdi kreds samt en faselåst sløjfe for impulstilførsel. Sløjfen omfatter en fasekomparator til sammenligning af bærebølgefasen og en referencefase fra en spændingsstyret oscillator for synkronisering.

20 Faselåst sløjfe er endvidere i det væsentlige kendt fra GB pa tentskrift nr. 1.142.695. Referencesignalets fase forskydes der 180°, når synkroniseringsfasefejlsignalet overskrider en bestemt værdi.

På tegningen viser fig. 1 et kredsløbsdiagram over et konventionelt tilpasningsfilter. I fig. 1 betegner 1 en forstærker, 2 en kon-25 densator og 3 et udladningskredsløb til udladning ved kortslutning af de to terminaler på kondensatoren 2. A betegner en indgangsterminal for et bærebølgesignal, B en indgangsterminal for et udladningsstyresignal, som styrer udladningen, og C en udgangsterminal for integrationsudgangssignalet.

30 En funktion, hvor der modtages en binær kode "O", er vist i fig. 6a. Et signal (fig. 6b) med støj dannes og føres til indgangsterminalen A og integreres fra begyndelsen til enden af en periode for signalet (henviser til en bitlængde i den binære kode), som er bestemt i afhængighed af et sættesignal e og et tilbagestillingssig-35 nal f ved hjælp af et integrations kredsløb omfattende forstærkeren 1 og kondensatoren 2. Ved enden af bitlængden aftastes det integrerede udgangssignal (fig. 6d) for at anvendes som modtaget data.

En restladning på kondensatoren 2 frembragt ved integrationen udlades gennem udladningskredsløbet 3 for at forhindre indvirkning på 2

DK 155109 B

integrationen af den næste bitlængdekode.

Signalet i fig. 6c er bestemt ved digitalisering af det modtagne signal b i et bestemt niveau, og signalet i fig. 6g er et demodulationssignal til sendesignalet a og svarer til a, som afgives i afhæn-5 gighed af den integrerede værdi d.

I det konventionelle integrationsudladningskredsløb bliver de integrerede værdier lagret som den opladede spænding på kondensatoren, hvorved det er nødvendigt at udlade kondensatoren ved kortslutning af begge terminaler ved hjælp af en afbryder. Når der 10 anvendes en afbryder med begrænset impedans, skal integrationstiden gøres kortere end udladningstiden bestemt af modstanden af afbryderen og kapaciteten af kondensatoren fra bitlængden af signa let. Forkortningen af integrationstiden medfører ulempen ved forringelse af signal/støj-forholdet for det modtagne signal, og den mak-15 simale transmissionshastighed nedsættes.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at afhjælpe ulemperne ved det konventionelle tilpasningsfilter og at tilvejebringe et tilpasningsfilter med et maksimalt signal/støj-forhold, som er dannet af integrerede kredse baseret på digital teknik, og som tillige har 20 en lav pris, høj pålidelighed, høj transmissionshastighed og lille fluktuation.

ifølge opfindelsen opnås dette ved, at impulstilførselskredsløbet er dannet af en faselåst sløjfe omfattende en fasekomparator, som sammenligner faser af referencesignalet divideret til den N-del-25 te frekvens i hver periode for afgivelse af en forud forskudt impuls eller en bagud forskudt impuls afhængigt af, om fasen er forskudt forud eller bagud, en forud/bagud-tæller, som tæller impulstallet af forud- eller bagud-forskudte impulser fra fasekomparatoren for afgivelse af et forud-styresignal eller et bagud-styresignal, når 30 tælleantallet når et forudbestemt antal, og en variabel frekvensdeler, som deler referencesignalet til et frekvensdelt antal N+1 eller N-1 afhængigt af, om forud-styresignalet eller bagud-styresignalet afgives fra forud-tæl leren eller bag ud-tæl leren.

Ved hjælp af opfindelsen er det muligt at opnå et optimalt 35 signal/støj-forhold under overføring af en firkantbølge. Endvidere bliver der opnået en hastighedsforøgelse for låsning ved synkronisering, forhindring af forsinkelse eller efterslæb i synkroniseringen ved styringen af den faselåste sløjfe og deraf resulterende forbedret pålidelighed af tilpasningsfiltret.

DK 155109 B

3

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over et konventionelt tilpasningsfilter, 5 fig· 2 et blokdiagram over en udførelsesform ifølge den fore liggende opfindelse, fig. 3 bølgeformer til illustration af virkemåden af udførelsesformen i fig. 2, fig. 4 et blokdiagram over en yderligere udførelsesform iføl-10 ge den foreliggende opfindelse, fig. 5 bølgeformer til illustration af virkemåden af udførelsesformen i fig. 4 og fig. 6 bølgeformer til illustration af virkemåden af tilpasningsfiltret i fig. 1.

15 Forskellige udførelsesformer for tilpasningsfiltret ifølge opfin delsen skal nu beskrives.

Fig. 2 viser en udførelsesform for opfindelsen. I fig. 2 detekte-rer en polaritetsændringsdetektor 14 polaritetsændringen af et SP-indgangssignal fi, som tilføres fra en indgangsterminal A i hver pe-20 riode (bit) T, og afgiver en indgangsimpuls Pi under den detekterede tidsstyring. En fasekomparator 9 sammenligner fasen af indgangsimpulsen Pi, som afgives fra en polaritetsændringsdetektor 14, med fasen af en referenceimpuls Po i hver periode, og afgiver en forudforskudt impuls Pa, når fasen af indgangsimpulsen Pi ligger forud i forhold til 25 fasen af referenceimpulsen Po, eller afgiver en bagudforskudt 30 35

DK 155109 B

4 impuls Pb, når fasen af indgangsimpulsen Pi ligger bagud' i forhold til fasen af referenceimpulsen Po, og fasekom-paratoren 9 er dannet af en RS flip-flop etc. En tæller 15 omfatter en forudtæller 15a og en bagudtæller 15b, som 5 tæller antallet af fremadskridende impulser

Pa og bagudforskudte impulser Pb, som afgives fra fasekom-paratoren 9 for afgivelse af henholdsvis et forudstyre-signal Ea og et bagudstyresignal Eb, når den talte værdi når et forudbestemt niveau M (overløb). En variabel fre-lo kvensdeler 16 udfører frekvensdeling ved N+l, N-l deling (N deling, når Ea og Eb ikke findes) af taktimpulsen CP, som tilføres fra én taktimpulsindgangsterminal' 17 ved hjælp af forudstyresignalet Ea og bagudstyresignalet Eb, som afgives fra tælleren 15. Et referenceimpulsudgangs-15 kredsløb 18 afgiver referenceimpulsen Po ved hver af forflanke tidspunkterne for referencesignalet fo, som afgives fra den variable frekvensdeler 16.

Virkemåden af udførelsesformen i fig. 2 skal herefter forklares under henvisning til funktionsbølgeformer-2o ne vist i fig. 3.

SP-indgangssignalet fi (fig. 3a),som føres til indgangsterminalen A, omsættes til indgangsimpulsen Pi (fig. 3b)’ svarende til polaritetsændringstidsstyringen ved hjælp af polaritetsændringsdetektoren 14, og den omsat-25 te impuls føres til fasekomparatoren 9.

Når den fasesynkrone sløjfe omfattende fasekomparatoren 9, tælleren 15, den variable frekvensdeler 16 og referenceimpulsudgangskredsløbet 18 er i den synkrone tilstand, og fasen af indgangsimpulsen Pi stemmer overens med 3o fasen af referenceimpulsen Po (fig. 3e), som afgives fra referenceimpulsudgangskredsløbet 18 (tiden t^ - t), fås ikke udgangssignal fra fasekomparatoren 9 og tælleren 15, hvorved den variable frekvensdeler 16 deler med N (N=5), taktimpulsen CP (fig. 3c), som tilføres fra taktimpuls-35 indgangsterminalen 17, og det frekvensdelte udgangssignal, dvs. referencesignalet fo synkroniseret med indgangsimpulsen Pi, afgives.

5

DK 155109 B

Når indgangsimpulsen Pi ligger forud for referen-ceimpulsen Po (tiden t2) af en eller anden grund, afgiver fasekomparatoren 9 en forudforskudt impuls Pa (fig. 3f) for at føre den til forud-tælleren 15a og bagud-tælleren 5 15b. Den forudforskudte impuls Pa, som føres til bagud- tælleren 15b, anvendes som tilbagestillingssignalet, hvorved bagud-tælleren 15b tilbagestilles (tømmes), når bagud-tælleren 15b indeholder tællinger. Forud-tælleren 15a tæller impulsantallet af forudforskudte impulser Pa, som følo res til forud-tælleren, og når tællerantallet løber over (overløbsværdi M=3) (tidspunkt t2), tilbagestilles overløbstælleantallet for afgivelse af forud-styresignalet Ea (fig. 3h). Den variable frekvensdeler 16 ændrer det frekvensdelte antal af taktimpulser CP fra N til N+l for at 15 bevirke forudforskydning af fasen af referencesignalet fo.

Når indgangsimpulsen Pi er forskudt bagud (tidspunkt t,.) fra referenceimpulsen Po, afgiver fasekomparatoren 12 den bagudforskudte impuls Pb (fig. 3g) og fører den til bagud-tælleren 15b og forud-tælleren 15a. Den bag-2o udforskudte impuls Pb, som føres til forud-tælleren 15a, anvendes som tilbagestillingssignalet, hvorved tælleantallet af forudforskudte impulser Pa tilbagestilles til tidspunktet t^. Bagud-tælleren 15b tæller de bagudforskudte impulser Pb, som føres til denne tæller, og når tællean-25 tallet løber over (tidspunktet tg), tilbagestilles overløbstælleantallet, og bagud-styresignalet Eb (fig. 3i) afgives. Den variable frekvensdeler 16 ændrer det frekvensdelte antal af taktimpulser CP fra N til N-1 for at bevirke forskydning bagud af fasen af referencesignalet 3o fo. Referencesignalet fo, som er fasestyret, omsættes til referenceimpulsen Po af referenceimpulsudgangskredsløbet 18 og føres til fasekomparatoren 9.

I den nævnte udførelsesform er overløbstælleran-tallet M for forud-tælleren 15a og bagud-tælleren 15b sat 35 til M=3, og det referencefrekvensdelte antal N for den variable frekvensdeler 16 er sat til N=5. Når M og N kan indstilles, kan variable egnede filtersendekarakteristik- .

DK 155109 B

6 ker og egnet filtreret bølgeområde let opnås.

Når spændingsomsætningen af dataene, såsom SP-ind-gangssignalet, kontinuerligt detekteres for to eller flere bit, forhindres udtrædning af synkronisering ved stands-5 ning af bagudforskydningsstyringen.

Fig. 4 viser en yderligere udførelsesform ifølge opfindelsen.

I fig. 4 føres et modtaget datasignal, såsom SP-signal til indgangsterminalen A, og spændingsændringspunklo terne ved stigning og fald af det modtagne datasignal detekteres af et ændringspunktdetektorkredsløb 14. Fasekom-paratorkredsløbet 9 (det samme som i fig. 2) sammenligner fasen af ændringspunktsignalet som udgangssignalet fra ændringspunktdetekteringskredsløbet 14 med fasen af refe-15 rencetidsstyresignalet som udgangssignal fra referencetids- styrekredsløbet (spændingsstyreoscillator),og det forudfor-skudte signal afgives til terminalen C, når ændringspunktsignalet detekteres,før detekteringen af referencetidsstyres ignalet, eller det bagudforskudte signal afgives til ter-2o minalen D på andre tidspunkter. Et styrestopkredsløb 19 fører det bagudforskudte signal fra fasekomparatorkredslø-bet 9 til referencetidsstyrekredsløbet 11, som styrer stopsignalet F, indtil ændringspunktsignalet detekteres, når ændringspunktsignalet ikke detekteres i de to eller flere 25 bittidsrum for det modtagne datasignal under hensyn til, at referencetidsstyresignalet er i normal tilstand, men det modtagne indgangssignal ikke tilføres. Et reference-tidsstyrekredsløb 11, såsom en spændingsstyreoscillator, forskyder fasen af referencetidsstyresignalet forud ved 3o hjælp af det forudforskudte signal og forsinker fasen af referencetidsstyresignalet med styreforsinkelsessignalet. Udgangsterminalen B afgiver referencetidsstyresignalet.

Virkemåden af den viste udførelsesform skal nu forklares.

35 Spændingsændringspunkterne (det punkt, hvor refe rencespændingen ændres fra plus til minus eller fra minus til plus) for det modtagne datasignal detekteres af æn-

DK 155109 B

7 dringspunktdetekteringskredsløbet 14, og fasen af signa- ' let sammenlignes med fasen af referencetidsstyresignalet fra referencetidsstyrekredsløbet 11 i fasskomparatorkredsløbet 9, og det forudforskudte signal afgives, når det 5 modtagne datasignal ligger forud, eller det bagudforskud-te signal afgives, når det modtagne datasignal er forskudt bagud.

Når det modtagne datasignal derimod ikke detekte-res fra styrestopkredsløbet 19 under to eller flere bit, lo omsættes det bagudforskudte signal til det bagudforskudte styrestopsignal ved hjælp af ændringspunktsignalet og referencetidsstyresignalet, og det føres til referencetidsstyrekredsløbet for således at standse bagud-styringen.

I denne udførelsesform styres referencetidsstyre-15 kredsløbet af det forudforskudte signal, det bagudforskudte signal og det bagudforskudte styrestopsignal, for at styre referencetidsstyresignalet i en forudbestemt fase, hvorved tidsstyringen kan opretholdes for at forhindre vanskelighed ved udvælgelse af de modtagne data, selv om 2o det modtagne datasignal standses.

I henhold til udførelsesformen i fig. 2 bliver impulstællingerne af den forudforskudte impuls og den bagudforskudte impuls, som afgives fra fasekomparatoren, talt, og det frekvensdelte antal for den variable frekvens-25 deler ændres, når tælleantallet når en forudbestemt værdi, for at danne en digital fasesynkron sløjfe, hvorved de ønskede filtertransmissionskarakteristikker (integreret virkning) kan opnås som ønsket, og IC-kredsløbet kan let dannes, da der ikke kræves nogen analoge dele.

3o I henhold til den yderligere udførelsesform i fig. 4 bliver bagud-styringen eventuelt standset, selv om spændingsændringspunktet for dataene, såsom SP-signa-let, ikke detekteres under to eller flere bit på grund af støj eller øjeblikkelig afbrydelse, hvorved udfald ved 35 synkronisering med fordel kan forhindres.

Claims (2)

1. Tilpasningsfilter omfattende en digital operationsanordning til operation på en bitlængde af et modtaget bærebølgesignal og et impulstilførselskredsløb for til- 5 førsel af sætteimpulser og tilbagestillingsimpulser, som styrer operationen under bitlængden, kendetegnet ved, at impulstilførselskredsløbet er dannet af en faselåst sløjfe (9,15,16,18) omfattende en fasekomparator (9), som sammenligner faser af referencesignalet divideret til lo den N-delte frekvens i hver periode for afgivelse af en forud forskudt impuls eller en bagud forskudt impuls (Pa henholdsvis Pb) afhængig af, om fasen er forskudt forud eller bagud, en forud/bagud-tæller (15), som tæller impulstallet af forud- eller bagud-forskudte impulser (Pa henholdsvis 15 Pb) fra fasekomparatoren for afgivelse af et forud-styresig-nal (Ea) eller et bagud-styresignal (Eb), når tælleantallet når et forudbestemt antal, og en variabel frekvensdeler (16), som deler referencesignalet (fQ) til et frekvensdelt antal N+1 eller N-1 afhængigt af, om forud-styresignalet (Ea) el-2o ler bagud-styresignalet (Eb) afgives fra forud-tælleren (15a) eller bagud-tælleren (15b).

2. Tilpasningsfilter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tælling og tilbagestilling af forud-tælleren (15a) eller bagud-tælleren (15b) bevirkes af den 25 bagud forskudte impuls (Pb) eller den forud forskudte impuls (Pa) .