FI58240B - Kopplingsanordning foer fasreglering av klockpulssignal - Google Patents

Description

«51 W <"> utlaoJn .Siö»Ki%°T 5824 0 C ,.Ä Patentti myönnetty 10 12 1123 *d5v§ 4S^ Patent meddolat ^ (51) Kv.ik.3/tm.a3 H 0* L 7/02 , 27/06 SUOMI—FIN LAND (21) PlWnttlhdwmu·—PKuncamBknlng 1583/71* (22) Hukumtopllvl—AnaMmlnpdtg 23.05.7^

(23) AlkuplW*—GlMghutsdag 23.05.7U

(41) Tullut luikituksi — Bllvtt affumllg 21.12.7U

^tentti- JS rekisterihallitus (44) NIhtivIksIpanon ]s kuuL|ulk*I*un pvm.— ?Q no on

Patent- och registerstyrelsan ' 7 Aieeksn uth«tf oeh «(.skriftun pubikurad ^y.uo.ou (32)(33)(31) Pyr*«tty utuolkuu*—Bugtrd prlorltet 20.06.73

Saks an Li it t ot as aval t a-Förbun ds repub liken Tyskland(DE) P 2331601.0 (71) Siemens Aktiengesellschaft, Berlin/Munchen, DE; Wittelsbacherplatz 2, D-8000 Munchen 2, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Heinrich Sailer, Miinchen, Gero Schollmeier, Gauting, Saksan Liittotasa-valta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Kytkentälaite kellosignaalin vaihesäätöä varten - Kopplingsanordning för fasreglering av klockpulssignal

Keksintö kohdistuu kytkentälaitteeseen kellosignaalin vaihesäätöä varten, joka kellosignaali kehitetään oskillaattoria ja taajuuden-jakajaa käyttäen, ja jonka vaiheasento on muutettavissa säätösig-naalilla ja jonka avulla näyt^eenottohetket määrätään. Tällöin pulssiamplitudimoduloitu signaali johdetaan siirtovälin yli demo-dulaattoriin ja demodulaattorin demoduloidusta signaalista saadaan näytteenottoastetta käyttäen tietosignaali, joka johdetaan tietojen vastaanottoon.

Erään tunnetun tietojensiirtomenetelmän mukaan johdetaan tietoja tietolähteestä bittirasterin aikakehyksessä kantataajuuskaista-signaalin muodossa lähettimeen ja pulssiamplitudimodulaation jälkeen siirtovälin yli vastaanottopuolelle sovitettuun demodulaatto-riin. Siirtoväliksi voi esim. olla sovitettu puhelinjohto. Demodulaattorin demoduloidusta signaalista johdetaan vastaanottcpuolella näytteenottoastetta käyttäen binäärisignaali, joka edustaa lähetettyjä tietoja. Tällöin demoduloitu signaali tulee näytteenottoas-teessa tunnistetuksi näytteenottoajankohtina, jotka riippuvat kel- losignaalin vaiheasennosta. Suurissa kulkuaika- ja/tai vaimennus- vääristymissä esiintyy demoduloidun signaalin suuria lineaarisia vääristymiä, jotka voivat aikaansaada tietojen virheellisen siirron.

58240

Keksinnön tarkoituksena on esittää kytkentälaite kellosignaalin vaihesäätöä varten, jonka avulla, pienellä teknillisellä kustannuksella voidaan huomioida suuretkin lineaariset vääristymät.

Keksinnön mukaisesti demoduloitu signaali ja tietosignaali johdetaan erotusasteeseen, josta saadaan erotussignaali, jonka amplitudit luonnehtivat demoduloidun signaalin ja tietosignaalin amplitu-dieroja näytteenottohetkinä. Sitä paitsi demoduloidusta signaalista kehitetään derivointiasteella noususignaali, joka luonnehtii demoduloidun signaalin nousua näytteenottoajankohtina. Ero- _ tussignaali ja noususignaali johdetaan kerto ja-asteeseen, joka antaa tulosignaalin, jonka amplitudit ovat yhtä suuria kuin ero-tussignaalin ja noususignaalin amplitudien tulo. Tulosignaalin avulla saadaan säätösignaali, joka aikaansaa kellosignaalin vaihe-asennon muutoksen.

Keksinnön mukaiselle kytkentälaitokselle on tunnusomaista, että demoduloitu signaali ja tietosignaali johdetaan erotusasteeseen, josta saadaan erotussignaali, jonka amplitudit luonnehtivat demoduloidun signaalin ja tietosignaalin amplitudieroja näytteenotto-ajankohtina, että demoduloidusta signaalista kehitetään derivointi-asteella noususignaali, joka luonnehtii demoduloidun signaalin nousua näytteenottoajankohtina, että erotussignaali ja noususignaali johdetaan kertoja-asteeseen, joka antaa tulosignaalin, jonka amplitudi on yhtä suuri kuin erotussignaalin ja noususignaalin amplitudien tulo ja käyttämällä tulosignaalia saadaan säätösignaali .

Jos on otettava huomioon erikoisen suuria lineaarisia vääristymiä ja vastaavasti suuria demoduloidun signaalin amplitudivir-heitä, on käytännöllistä, että tietosignaali johdetaan vääristymän korjaimen kautta erotusasteeseen, jolloin korjain on siten asetettu, että se osaksi korjaa siirtovälin lineaarisia vääristymiä .

3 58240

Keksinnön mukainen kytkentälaite soveltuu erikoisesti käytettäväksi "Partial-Response"-pulsseja varten.

Seuraavassa selitetään keksinnön suoritusesimerkkejä kuvioihin 1-5 viitaten, jolloin useassa kuviossa esitetyt samat osat on merkitty samoilla viitemerkeillä.

Kuviot esittävät:

Kuvio 1 tietojensiirtojärjestelmää, kuvio 2 erään synkronointilaitteen suoritusesimerkkiä, joka on käyttökelpoinen kuviossa 1 esitetyssä tietojensiirtojärjestelmässä, kuvio 3 signaaleja, joita esiintyy kuviossa 1 esitetyn tietojen-käsittelyjärjestelmän käytössä, kuvio 4 suoritusesimerkin kuviossa 1 kaaviollisesti esitetystä näytteenottoasteestä, kuvio 5 asteen suoritusesimerkkiä demoduloidun signaalin nousun määräämi seks i.

Kuvio 1 esittää tietolähdettä DQ, joka antaa tiedot binäärisig-naalin muodossa, jonka binääriarvoja on asetettu vastaamaan kaksi eri amplitudiarvoa. Binäärisignaalien binääriarvojamerkitään seuraavassa viitemerkeillä O ja 1. Tietolähteen DQ antamien binäärisignaalien binääriarvot esiintyvät bittirasterin aikakehyksessä.

Tietolähteen DQ binäärisignaali johdetaan lähettimeen SE, siirretään taajuuden suhteen pulssiamplitudimodulaatiolla vastaanotto-puolelle sovitettuun demodulaattoriin DM. Esimerkiksi voivat tietolähteestä DQ annettuja binäärisignaaleja vastata "Partial-Response"-pulssit. Siirtovälinä voi esim. olla puhelinjohto.

Demodulaattori DM ilmaisee pulssiamplitudimodulaation ja antaa demoduloidun: signaalin A. Näytteenottoasteessä AT tulee demodu-oitu signaali A tunnistetuksi näytteenottoajankohtina, jotka ovat riippuvaisia kellosignaalista K. Tämä kellosignaali K saadaan käyttämällä synkronoimislaitetta SYN. Näytteenottoasteen AT ulosmenosta saadaan tietosignaali C tietojenvastaanottolaittee-seen DS. Tietosignaali C on suuresti tietolähteestä DQ annetun binäärisignaalin kaltainen. Tietojenvastaanottajana DS voi esim. toimia kaukokirjoitin tai tietojennäyttölaite.

4 58240

Jos lähettimeen SE johdetaan tietolähteestä DQ binäärisignaali, on tietosignaali C myös binäärisignaali. Jos lähettimeen SE kuitenkin johdetaan signaali, joka omaksuu useita amplitudiportaita, omaksuu myös tietosignaali C useita amplitudiasteitä, joilla siirrettävät tiedot merkitään.

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisesti suositun suoritusesimerkin synkronointilaitteesta SYN, jonka toimintatapa selitetään kuviossa 3 esitetyn signaalin mukaan. Kuviossa 3 esitetyn diagramman abskissa-arvot kohdistuvat aikaan t.

Kuviossa 3 esitetty demoduloitu signaali A kulkee molempien nimellisarvojen AO ja AI alueella. Kuviossa 3 on alhaalle piirretty tunnistusajankohdat tl, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8, jotka kellosignaalin K nouseva reuna määrää. Oletetaan, että signaalin A amplitudit ovat virheellisiä tunnistusajankohtina tl-t8. Esimerkiksi tulisi tunnistusajankohtana t2 esiintyvä amplitudi A2 olla yhtä suuri kuin AI ja amplitudin A4 tulisi olla yhtä suuri kuin amplitudi AO.

Demoduloidusta signaalista A otetaan näytteitä näytteenottohet-kissä tl-t8 kellosignaalin K avulla, niin että aluksi saadaan signaali B ja sittemmin signaali C. Signaalin B amplitudi näytteenottoa jankohdasta tl:stä näytteenottoajankohtaan t2 on yhtä suuri kuin signaalin A amplitudi näytteenottoajankohtana tl. Samalla tavoin on signaalin B amplitudi näytteenottoajankohtina t2-t3 yhtä suuri kuin amplitudi A2. Positiivisia amplitudeja pistekatkoviivan, signaalin, signaalin B nollaviivan yläpuolella asetetaan vastaamaan signaalin C 1-arvot ja negatiivisia amplitudeja signaalin pistekatkoviivat, nolla-viivan alapuolella signaalin C nolla-arvot.

Signaali C esittää siirrettyjä tietoja. Esimerkiksi näytteenotto-hetkien tl-t8 välillä siirretään binääriarvot 11100011. Oletetaan siis, että kuviossa 1 esitettyyn lähettimeen SE johdetaan binäärisignaali, joka on signaalin C tapainen.

Signaalit A ja C johdetaan kuviossa 2 esitettyyn erotusasteeseen DI, joka riippuen näytteenottohetkinä tl-t8 esiintyvistä signaalin A ja C amplitudeista antaa erotussignaalin D. Esimerkiksi 5 58240 on amplitudi Dl yhtä kuin näytteenottohetkenä t2 esiintyvän amplitudin A2 ja amplitudin Cl erotus.

Demoduloitu signaali A johdetaan sitä paitsi nousuasteeseen ST, josta saadaan signaali E, joka esittää demoduloidun signaalin nousua näytteenottohetkinä. Tässä suoritusesimerkissä huomioitiin nousun merkitsemiseksi vain sen etumerkki. Olisi myös voitu käyttää nousun todellista suuruutta.

Ajankohtana t2 on nousu pisteessä A5 positiivinen, niin että - signaali E pisteessä El saa binääriarvon 1. Ajankohtana t4 on nousu pisteessä A6 negatiivinen, niin että signaali pisteessä E2 saa binääriarvon O. Tällöin on nousu tunnetulla tavalla riip-„ puvainen kulmasta, jonka tangentti pisteessä A5, vast. A6 muodostaa pisteviivalla piirretyn nollaviivan A7 kanssa.

Signaalit D ja E johdetaan kertoasteeseen MU, jossa signaalien D ja E amplitudien tulo muodostuu. Jos esimerkiksi amplitudeille pisteissä El, vast. E2 kuuluvat luvut +1, vast. -1 tulee tuloa muodostettaessa signaalin D amplitudit näytteenottohetkinä tl-t3 kerrotuiksi tekijällä +1, eikä täten siis muutu. Näytteenottohetkinä t3-t4 tulee signaalin D amplitudi kerrotuksi tekijällä -1, niin että signaalin D amplitudin ollessa negatiivinen saadaan positiivinen amplitudi tulosignaalille F.

Tulosignaali F johdetaan intergrointiasteeseen IN, niin että " integraatiolla saadaan signaali G. Etumerkkiportaassa VZ tulee, riippuen signaalin G etumerkistä johdetuksi signaali H. Niin kauan siis kun signaali G kulkee yläpuolella pistekatkoviivalla piirrettyä nollaviivaa, niin kauan on signaalilla H binääriarvo 1. Ajankohdan t5 jälkeen kulkee signaali G alapuolella piste-katkoviivalla piirrettyä nollaviivaa, niin että nollaläpimenon jälkeen signaali H saa binääriarvon nolla.

Oskillaattorin OS ja taajuudenjakajan FT avulla johdetaan kello-signaali K. Taajuudenjakajan FT jakosuhde on muutettavissa signaaleista G ja H riippuen. Kun signaali H saa binääriarvon 1, lisätään pulssijonoon taajuudenjakajassa FT sitä enemmän pulsseja, jota suurempi signaalin G amplitudiarvo on. Tällä tavoin viivästetään kellosignaalin K reunoja. Kun signaali H saa binääriarvon 6 58240 O, tulee sitä enemmän pulsseja taajuudenjakajassa FT tukahdetuik-si, jota suurempi signaalin G amplitudiarvo on. Tällä tavoin kellosignaalin K reunat tulevat siirretyiksi ajallisesti eteenpäin. Signaalit G ja H ovat näin ollen säätösignaaleja, joiden avulla kellosignaalin K reunoja siirretään. Pulssien tukahduttaminen, vast, lisääminen taajuudenjakajassa FT oletetaan olevan tunnettua, eikä sitä tässä lähemmin selitetä.

Kuvio 4 esittää kuviossa 1 kaaviollisesti esitetyn näytteenotto-asteen AT suoritusesimerkin. Se muodostuu kahdesta operaatio-vahvistimesta 2 ja 3, lisäksi vastuksista 4, 5, kondensaattorista 6 ja kenttävaikutustransistorista 7. Kenttävaikutustransistori 7 saatetaan ajankohtina tl-t8 kellosignaalilla K johtavaan tilaan, niin että signaali A johdetaan vastuksen 4 kautta operaatiovahvistimen 2 yhteen sisäänmenoon. Operaatiovahvistimen 2 ulosmenon kautta johdetaan vastavaiheinen signaali toiselta puolen kondensaattoriin 6 ja toiselta puolen vastukseen 5. Käyttäen vastuksia 4 ja 5 tulee vahvistuskerroin yksi asetetuksi, ja käytettäessä kondensaattoria 6 tulee signaalin A amplitudi myös sinä aikana varastoiduksi, jolloin kenttävaikutustransistori 7 on esitetty. Tällä tavoin saadaan signaali B, joka edelleen annetaan operaatio-vahvistimen 2 ulosmenon kautta operaatiovahvistimen 3 yhteen sisäänmenoon. Operaatiovahvistin 3 toimii kynnysarvoportaana, jonka kynnysarvoa edustaa kuviossa 3 signaalissa C esitetty nollaviiva CO. Positiivisilla, vast, negatiivisilla signaalin B amplitudeilla annetaan operaatiovahvistimen 3 ulosmenosta signaali C, jolla on binääriarvot 1, vast. O.

Mikäli on varauduttava hyvin suurin lineaarisin vääristymin, on edullista sovittaa operaatiovahvistimen 2 ulosmenon ja operaatio-vahvistimen 3 sisäänmenon väliin vääristymän korjain EN, joka huomioi lineaarisen vääristymän kuviossa 1 esitetyssä siirtovälis-sä UB. Tämä toimenpide voi esim. olla silloin käytännöllinen, jos kuviossa 3 esitetyn demoduloidun signaalin A virheet ovat suuremmat kuin arvot AI, vast. AO. Tällainen vääristymän korjain viivästää signaaleja B ja C. Tämän viiveen huomioimiseksi, voi signaalin A johtaa samalla määrällä viivästettynä kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn synkronoimislaitteeseen SYN.

Claims (7)

7 58240 Kuvio 5 esittää selvemmin kuviossa 2 esitetyn nousuasteen ST. Demoduloitu signaali A johdetaan molempiin näytteenottoasteisiin 8 ja 9, jotka aikaansaavat näytteenoton kahtena eri ajankohtana näytteenottohetkien alueella. Esimerkiksi johdetaan näytteenottoajankohdan sisääntulon a kautta kellosignaali K hidastamattomana ja näytteenottoajankohdan 9 sisääntulon a kautta signaalilla, jotka on viivästetty viiveasteella 11. Signaalista A otetaan täten näyte näytteenottohetkillä ja heti näytteenottohetkien jälkeen. Näytteenottoasteiden 8, vast. 9 ulos-menoista saadaan signaalit, jotka vastaavat signaalin A amplitu-^ deja kahtena aivan perättäisenä ajankohtana. Nämä signaalit johdetaan erotusasteeseen 10, jonka avulla noususignaali E saadaan.

1. Kytkentälaite kellosignaalin vaihesäätöä varten, joka kello-signaali kehitetään oskillaattoria (OS) ja taajuudenjakajaa (FT) käyttäen, ja jonka vaiheasento on muutettavissa säätösignaalilla ja jonka avulla näytteenottohetket määrätään, jolloin johdetaan pulssiamplitudimoduloitu signaali siirtovälin (UB) yli demodulaat-toriin (DU) ja demodulaattorin demoduloidusta signaalista saadaan näytteenottoastetta (AT) käyttäen tietosignaali, joka johdetaan tietojen vastaanottoon (DS), tunnettu siitä, että demoduloitu signaali (A) ja tietosignaali (C) johdetaan erotusasteeseen (DI), josta saadaan erotussignaali (D), jonka amplitudit luonnehtivat demoduloidun signaalin (A) ja tietosignaalin (C) amplitudi-eroja näytteenottoajankohtina (tl-t8), että demoduloidusta signaalista (A) kehitetään derivointiasteella (ST) noususignaali (E), joka luonnehtii demoduloidun signaalin (A) nousua näytteenotto-ajankohtina (tl-t8), että erotussignaali (D) ja noususignaali (E) johdetaan kertoja-asteeseen (MU), joka antaa tulosignaalin (F), jonka amplitudi on yhtä suuri kuin erotussignaalin (D) ja nousu-signaalin (E) amplitudien tulo ja käyttämällä tulosignaalia (F) saadaan säätösignaali (kuvio 2).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnet-t u siitä, että tulosignaali (F) johdetaan integrointiasteeseen (IN), joka integroi tulosignaalin ja muodostaa vastaavan integroidun signaalin (G) (kuvio 2). 8 58240

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että integroitu signaali (G) johdetaan etumerkkiportaaseen (VZ), jonka avulla muodostetaan signaali (H), joka luonnehtii integroidun signaalin (G) napaisuutta (kuvio 2).

4. Patenttivaatimusten 2 ja 3 mukainen kytkentälaite, tunnet-t u siitä, että integroitu signaali (G) ja signaali (H), joka luonnehtii integroidun signaalin (G) etumerkkiä, johdetaan taajuuden-jakajaan (FT) ja että riippuen integroidun signaalin (G) etumerkistä sitä useampia jakopulsseja tukahdutetaan, vast, lisätään, jota suurempi integroidun signaalin (G) määrä on (kuvio 2).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että toisella näytteenottoasteella määrätään näytteenotto-ajankohtina (tl-t8) demoduloidun signaalin (A) amplitudit ja että jokainen määrätty amplitudi tallennetaan kulloinkin seuraavaan näytteenottoajankohtaan ja että erotusasteessä (DI) määrätään näyt-teenottoasteen menosignaalin ja tietosignaalin (C) amplitudierot ja annetaan erosignaalina (D) (kuvio 4).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että demoduloidun signaalin (A) amplitudit määrätään ja tallennetaan kolmannen ja neljännen erotusasteen (8, vast. 9) avulla kulloinkin kahtena ajankohtana, jotka sijaitsevat näytteenottoajan-kohtien (tl-t8) alueella, ja että kolmannen, vast, neljännen näyt-teenottoasteen (8, vast. 9) ulosmenot ovat liitetyt toiseen erotus-asteeseen (10), jonka ulosmenosta noususignaali (E) saadaan (kuvio 5).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentälaite, tunnettu siitä, että tietosignaali (C) johdetaan korjaimen kautta erotusas-teeseen (DI) ja että korjain on sovitettu osittain korjaamaan siirto-välin (UB) lineaarisuuden vääristymiä (kuvio 4).