DK167512B1 - Kredsloeb til korrektion af forvraengning af digitale signaler - Google Patents

Description

DK 167512 B1

Opfindelsen angår et kredsløb til modforvrængning af digitale signaler ved den ledningsbundne dataoverførsel mellem en sender og en modtager, ved hvilken der i modtageren er indkoblet mindst et kapacitivt element i dataoverføringsstrækningen, og 5 af den i indledningen til krav 1 angivne art, således som kendt fra DE-AS 20 42 784.

Ved overførslen af digitale signaler gennem kabler eller ledninger optræder der i reglen forvrængni nger, ved hvilke impul-10 serne forvrænges således i deres form, at deres information med mere ikke længere kan udvindes. Graden af forvrængninger bestemmes af ledningsforholdene. Ved høje overførselshastigheder med et frekvensspektrum, som f.eks. ligger over 30 kHz, virker overførselsledningen som et 1avpasfi 1 ter, der forårsa-15 ger lineære forvrængni nger af de overførte signaler. Forvræng ningsgraden kan bestemmes ved måling. Forvrængningerne kan kompenseres ved hjælp af et til svarende højpasfiIter, der indkobles i en modtager på overførselsstrækningen. Det digitale signal står da til rådighed i sin oprindelige form. Dets in-20 formation bibeholdes.

Ved fast installerede ledninger er der altid mulighed for at fastslå forvrængningsgraden. Der kan da også til stadighed være indkoblet et egnet højpasfilter i overførselsstrækningen. 25 En forudsætning er dog altid en ret kostbar måling med til sluttet indkobling af et højpasfilter. Den således opbyggede kobling er kun virksom så længe ledningsegenskaberne bevares uændrede. Ændringer i ledningsføringen kræver nye målinger og nye koblingsarbejder. Dette gælder også når som helst et nyt 30 kabel eller en ny ledning indsættes mellem en sender og en modtager uanset årsagen.

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 22 64 110 og fra US patentskrift nr. 3.578.914 kendes kredsløb, hvormed der kan gen-35 nemføres en automatisk modforvrængning af ankommende digitale signaler. Som kriterium for modforvrængningen anvendes dæmpningen af signalet gennem ledningen, som signalerne overføres 2 UIV 10/0 Dl på. Disse kredsløb kan kun anvendes, når man kender overføringsegenskaberne for de anvendte ledninger. Hvis ledningsbelægningerne f.eks. afviger kraftigere end forventet fra "normen", er en modforvrængning alene ved registrering af dæmpnin-5 gen ikke mere mulig. De kendte kredsløb kan derfor kun anven des ved bestemte og nøje kendte ledningstyper.

I forbindelse med modforvrængning af digitale signaler kendes fra DE fremlæggelsesskrift nr. 24 42 207 en reguleringssløjfe 10 for en overføringsledning, hvor der i overføringsstrækningen er indkoblet en kapacitetsdiode, som kan styres. Fra tysk patentskrift nr. 31 10 456 kendes en pilotstyret reguleringsindretning for en vekselstrømsforstærker i telekommunikationsoverføringssystemer, hvori der anvendes en operationsforstær-15 ker, der er indrettet som integra1regu1 ator (integrator).

Kredsløbet i tysk fremlæggelsesskrift nr. 20 42 784 anvender ligeledes dæmpningen af signalerne på ledningen som kriterium. Dette kendte kredsløb er derfor ligeledes ikke universelt an-20 vendeligt til vilkårlige ledningstyper. Her registreres med en spidsspændingsdetektor kun spidsværdien af den spænding, der er på udgangen af kredsløbet, men ikke den faktiske forvrængning af signalet, dvs. den faktiske signalform. Anvendelsen af dette kendte kredsløb er således afhængig af kendskab til 25 overføringsegenskaberne for de anvendte ledninger, således at erfaringsmæssigt hensigtsmæssige værdier til opbygningen af kredsløbet kan indføres af specielt uddannede fagfolk.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe et kredsløbs-30 organ, hvormed et digitalt signal, som overføres gennem en ledning med passende overføringsegenskaber til en modtager, kan modforvrænges uden kostbare målinger og arbejde med kredsløb.

35 Dette formål opnås ved et kredsløbsorgan af den i indledningen nævnte art ifølge opfindelsen ved, DK 167512 B1 3 at der som det koblingselement, der registrerer netværkets udgangsspænding, på udgangen af netværket er tilsluttet en komparator, som ved en positiv udgangsspænding fra netværket afgiver et andet udgangssignal end ved en negativ udgangsspæn-5 ding, at der til komparatoren er tilsluttet et binært lager, som til modtagelse af udgangssignalet fra komparatoren tilkobles af en taktflanke, som periodisk afledes fra signal føl gen i en 10 datastrøm, som ankommer til modtageren gennem overførsels 1ed- ni ngen, at der på udgangen af lageret er tilsluttet en integrator, som afgiver en styrespænding, og 15 at styrespændingen fra integratoren anvendes til justering af den styrede kapacitet for at opnå en udligning.

Med dette kredsløbsorgan er en automatisk modforvrængning af 20 digitale signaler mulig. Det er blot nødvendigt én gang i mod tageren at indkoble kredsløbet med den styrede kapacitet i overførselsstrækn i ngen. Værdien af kapaciteten justeres til stadighed af integratoren for udligne, altså som en modforvrængning af signalet, og integratoren får sin information fra 25 komparatoren, der til stadighed påtrykkes udgangsspændingen fra netværket. Det udgangssignal fra komparatoren, der til stadighed står på det binære lager, tilføres periodisk til integratoren i henhold til en taktflanke, som afledes fra den datastrøm, som skal overvåges. Integratoren ændrer sin styre-30 spænding og dermed værdien af kapaciteten i kredsløbet, indtil middelantallet af de to forskellige binære informationer i lageret er det samme. Størrelser, der skyldes støj, som f.eks. sus, påvirker ikke dette statistiske middel.

35 Et udførelseseksempel ifølge opfindelsen er vist på tegningen.

På tegningen viser 4 ulv ib/biz tn fig. 1 en overførselsstrækning for digitale data, vist skematisk, fig. 2 et blokdiagram af en meget enkel udførelsesform for et 5 kredsløbsorgan ifølge den foreliggende opfindelse, og fig. 3 et blokdiagram af en yderligere udførelsesform af kredsløbet i fig. 2.

10 En sender for digitale signaler er betegnet med 1, og er gen nem en metallisk leder 2 forbundet med en modtager 3. I overførsel sstrækni ngen kan der være indkoblet mindst én regenerator 4.

15 "Modtager" i opfindelsens forstand er her modtageren for enden af en overførselsstrækning. Den kan dog også være dannet af indgangssiden til en regenerator. Opfindelsen kan efter en tilsvarende "tilpasning" anvendes til koder af forskellig art. "Tilpasningen" angår den måde, hvorpå man afleder taktflanken, 20 som tilkobler i det binære lager, hvad der skal forklares nær mere i det følgende.

Kredsløbsorganet ifølge fig. 2 er anbragt i en modtager 3, der er antydet med punkteret linie. I modtageren 3 er der i over-25 førselsstrækningen indkoblet et netværk 5, som har en kapaci tet 6, der kan styres. Den styrede kapacitet 6 er fortrinsvis en kapacitetsdiode. De data, som ankommer på ledningen 2 efter at have passeret netværket 5, videregives til et amplitudebeslutningskredsløb eller -diskrimator 7 og føres derfra videre 30 til den yderligere databehandling.

På udgangen af netværket 5 er tilsluttet en komparator 8, som f.eks. kan være en operationsforstærker. Komparatoren 8 modtager udgangsspændingen fra netværket 5. Til komparatoren 8 er 35 tilsluttet et binært lager 9, hvis udgang er forbundet med en integrator 10. Som binært lager 9 kan der f.eks. anvendes en D-flip-flop. Integratoren 10 er tilsluttet netværket 5. Den DK 167512 Bl 5 består f.eks. af en operationsforstærker 15 med tilhørende kondensator 16 og modstand 17.

Kredsløbsarrangementet ifølge fig. 2 arbejder f.eks. på følg-5 ende måde.

I netværket 5 måles det logiske niveau af spændingsforløbet af det indkomne signal. Den spænding, der står på udgangen af netværket 5, modtages af komparatoren 8, der fastslår, om udlo gangsspændingen er positiv eller negativ. Ved en binær kode "1" foreligger en positiv udgangsspænding, hvorimod der ved en upåklagelig og uforvrænget binær signalfølge ved et "0" ikke må forekomme nogen udgangsspænding på kredsløbet 5.

15 Ved en forvrænget binær datastrøm forekommer der imidlertid også i tilfælde af et "0" en positiv udgangsspænding fra netværket 5, og denne spænding modtages af komparatoren 8 og vi deregives som information på indgangen af lageret 9. Det binære lager 9 afgiver ved sin tilkobling, der endnu ikke er 20 nærmere forklaret, f.eks. ved en positiv udgangsspænding fra netværket 5, hver gang et "1”. Dette udgangssignal fra lageret 9 integreres over integratoren 10 i et bestemt tidsrum. Inte-gratoren 10 justerer da den styrespænding, der styrer kapaciteten 6, i en sådan retning, at udgangsspændingen fra netværk-25 et 5 til fastlagte tidspunkter, dvs. de periodisk forekommende afføl ingspunkter, går mod "nul". Når udgangsspændingen fra netværket 5 ved denne proces bliver negativt, giver komparatoren 8 en tilsvarende ændret information på indgangen til lageret 9, som da periodisk afgiver et "0" på integratoren.

30 Den datastrøm, som tilføres gennem ledningen 2, er da modfor vrænget, når antallet af signaler "1" og "0" fra lageret 9 i gennemsnit er det samme.

Tidspunktet for tilkoblingen af lageret 9 afledes af den data-35 strøm, som skal overvåges. De tilsvarende affølingspunkter følger periodisk eller quaniperiodisk. De kan f.eks. have en afstand på 1 msek. Som afføl ingspunkter udsøges f.eks. en 6 UK 1b/b1Z bl 1-0-følge af datastrømmen, og den stigende flanke af "l" anvendes til fastlæggelse af den takt, hvormed lageret 9 gennem-kobles. Aftastningen foretages altid på et tidspunkt, hvor der foreligger et "O” i talfølgen, når der altså ved uforvrænget 5 signal kan forventes en "0"-tilstand af signalet. Fortrinsvis lægges afføl ingstidspunktet således, at det falder midt i en "0"-impuls.

Ved det således fastlagte periodisk tilbagevendende affølings-10 tidspunkt tilkobles lageret 9 hver gang. Signalet til føres indgangen gennem tilslutningen 11. Så længe der ligger en positiv spænding på udgangen af netværket 5 i afføl ingstidspunk-tet, afgiver lageret 9 - som allerede nævnt - kun signalet "1". Ved justering af kapaciteten 6 nedsættes spændingen på 15 aftastningstidspunktet på netværket 5, indtil der i aftast- ningstidspunktet teoretisk set ikke længere er nogen spænding. Dette kan dog ikke opnås i praksis, men inden for det pågældende tidspunkt indstiller der sig efter nogen tid en negativ udgangsspænding på netværket 5, og dette fører til et signal 20 "0" på lageret 9. Spændingen på netværket 9 forhøjes da igen af integratoren 10. Der indstiller sig på denne måde hurtigt en ligevægt mellem signalerne "1" og "0" på lageret 9. Datastrømmen modforvrænges derved.

25 Integratoren 10 lægges via indgangen 12 fortrinsvis på en øn sket spændingsværdi, som svarer til halvdelen af det logiske spændingsniveau af signalet i den datastrøm, der skal overvåges .

30 Som vist i fig. 3 kan der fra netværket 5 indkobles en ind gangsforstærker 13. Det er endvidere muligt også at indkoble en forstærker 14 foran tilslutningen til komparatoren 8. Begge forstærkere 13 og 14 kan være den art, der kan reguleres. Det er endvidere muligt at anvende begge forstærkere 13 og 14 el-35 ler blot én af disse. Forstærkeren 14 indrettes fortrinsvis således, at den kan reguleres.

Claims (6)

1. 2. Kredsløb ifølge krav 1, kendetegnet ved, at taktflanken til tilkobling af lageret (9) afledes periodisk af en i datastrømmen implementeret, og altså forventet 1-0-følge.
2. 3. Kredsløb ifølge krav 1, kendetegnet ved, at taktflanken til tilkobling af lageret (9) afledes quasi periodisk i et tidsvindue af en impulsfølge af datastrømmen, hvor et "0" følger efter et "1".
3. 4. Kredsløb ifølge et eller flere af kravene 1-3, kende tegnet ved, at den ønskede spænding for integratoren (10) er lig med det halve af det logiske spændingsniveau for signalet.
4. 5. Kredsløb ifølge et eller flere af kravene 1-4, kende tegnet ved, at der som binært lager (9) anvendes en D-f1 i p-flop.
5. 6. Kredsløb ifølge et eller flere af kravene 1-5, kende- 20 tegnet ved, at der som komparator (8) anvendes en ope rationsforstærker.
6. 7. Kredsløb ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at der mellem netværket (5) og tilslutnin- 25 gen til komparatoren (8) er indkoblet en forstærker (14), for trinsvis en forstærker, som kan reguleres. 30 35