FI73849C - Foerfarande och anordning foer korrigering av i en kabel uppkommen distorsion. - Google Patents

Description

73849

Menetelmä ja laite kaapelissa syntyvän vääristymän korjaamiseksi

Keksintö liittyy siirtoyhteydellä kaapelissa syn-5 tyvän signaalin vääristymisen korjaamiseen vastaanottopäässä. Keksintö liittyy erityisesti menetelmään ja laitteeseen kaapelin aiheuttaman vääristymän korjaamiseksi 80 - 160 kbit/s kantataajuusmodeemissa.

Kaapelin vaimennus on tyypillisesti oheisissa pii-10 rustuksissa esitetyn kuvion la vaimennuskäyrän mukainen. Kuviosta la voidaan nähdä, että kaapelin vaimennus kasvaa jyrkästi taajuuden mukana. Yli 100 kHz:n taajuuksilla on vaimennuksen kasvu jo hyvin voimakasta. Tästä johtuva signaalin vääristyminen aiheuttaa ongelmia erityisesti 15 digitaalisessa tiedonsiirrossa, jossa se vaikeuttaa pulssien tunnistamista ja vääristymän ollessa riittävän suuri estää täysin vastaanoton normaalimenetelmillä. Koska tiedonsiirrossa kuitenkin pyritään käyttämään suuria siirtonopeuksia, on kaapelin aiheuttama vääristymä jotenkin 20 korjattava. Erityisesti tämä tulee esiin käytettäessä tavanomaista puhelinverkkoa modeemeilla tapahtuvaan suuri-nopeuksiseen datasiirtoon.

• ·' Yksinkertaisin menetelmä vääristymän korjaamiseen on käyttää kiinteätä korjainta, joka on optimaalinen vain 25 yhdelle kaapeliyhteydelle. Aina modeemia siirrettäessä joudutaan korjain vaihtamaan uutta siirtoyhteyttä vastaavaksi, mikäli halutaan paras mahdollinen korjaus.

Käytön kannalta on kuitenkin edullisempaa käyttää adaptiivista korjainta, joka automaattisesti säätää vää-30 ristymän korjauksen siirtoyhteydelle sopivaksi.

Tällaisista korjaimista digitaalinen korjain on tehokas, mutta sen toteuttaminen on suurilla taajuuksilla hankalaa.

Eräs tunnettu adaptiivinen korjain perustuu siirtoni» yhteyden aiheuttaman vaimennukseen. Tällöin vastaanottimen tulotasoa käytetään säätökriteerinä, jonka perusteel- 2 73849 la korjain ohjataan ennaltamäärätyllä tavalla siten, että se vastaa linjassa syntyvää vaimennusta. Tällaisen kor-jaimen toiminta on kuitenkin riippuvainen vastapaan lähe-tystasosta. Lisäksi korjain täytyy sijoittaa vastaanotti-5 men ensimmäisiin asteisiin, jotta tulotaso olisi selvillä. Tämä on helposti toteutettavissa 4-johdinmodeemissa, jossa molemmilla siirtosuunnilla on omat johdinparinsa.

Mutta käytettäessä samaa johdinparia molempiin siirtosuuntiin, on tulevan (vastaanotetun) signaalin taso hankala 10 mitata, koska tuleva ja lähtevä signaali ovat sekoittuneet keskenään. Eri siirtosuunnat on tällöin erotettava toisistaan jollakin menetelmällä, esim. kaiunpoistomene-telmällä. Tällöin tieto vastaanotetun signaalin tulotasosta yleensä menetetään. Korjain voidaan sijoittaa ennen 15 kaiunpoistopistettä tai sen jälkeen. Mikäli korjain sijaitsee ennen kaiunpoistopistettä tulee korjaimen säädön olla hitaampi kuin kaiunpoistaja.

Siten on syntynyt tarve adaptiiviselle korjaimel-le, jota säädetään todellisen vääristymän eikä signaalin 20 tulotason perusteella. Korjaimen tulisi toimia tehokkaasti, mutta sen olisi oltava yksinkertainen ja halpa verrattuna digitaaliseen korjaimeen.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa esitetyt tarpeet täyttävän korjaimen toteuttamisen.

25 Keksinnön mukainen menetelmä käsittää vastaanotetun signaalin käsittelemisen korjainpiirillä, jonka siirtofunktio approksimoi siirtofunktion käänteisfunktiota tietyillä kaapelin parametreillä, korjainpiirin ulostulosignaalin kertomisen korjauskertoimella ja kertomisen tuloksena 30 saadun signaalin yhdistämisen vastaanotettuun sigaanliin. Menetelmä käsittää edelleen yhdistetyn signaalin johtamisen integraattorille, joka integroi integraattorin sisääntulossa oleavaa yhdistettyä signaalia ennaltamäärätyn ensimmäisen aikavälin ajan, ja joka integroi integraattorin 35 sisääntulossa olevaa yhdistettyä signaalia invertoituna ennaltamäärätyn toisen aikavälin ajan ja integraattorin 11 3 73849 nollaamisen mainitun toisen aikavälin lopussa. Menetelmä käsittää edelleen näytearvon ottamisen integraattorin ulostulosta ennaltamäärätyllä hetkellä toisen aikavälin lopussa ennen integraattorin nollausta ja näytearvon säi-5 lyttämsien seuraavaan näytteenottoon asti, näytearvon vertaamisen ennaltamäärättyyn vertailuarvoon, ja uuden korjauskertoimen arvon kehittämisen mainitun vertailun perusteella vertailuarvon kanssa yhtä suuren näytearvon aikaansaamiseksi.

10 Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen yksityiskohtaisessa selostuksessa viitataan seu-raaviin piirroksiin, joissa: kuvio la esittää tyypillisiä kaapelin vaimennus-käyriä erilaisilla kaapelinpituuksilla, 15 kuvio Ib esittää kuvion la vaimennuskäyrät, kun kaapelin pituudesta aiheutuva perusvaimennus on poistettu, kuviot 2a - 2e esittävät signaalien ajoituksen il-.·. : maistaessa bi-phase koodattu signaali "Integration and : . ·, 20 dump"-menetelmällä, kuvioissa 3a ja 3b on bi-phase signaalin silmäku-vioita ennen dekoodausta 80 kbit/s siirtonopeudella ja eri kaapelinpituuksilla, kuvioissa 4a ja 4b on kuvioiden 3a ja 3b signaa-25 lien integrointituloksia, kun ilmaisu tapahtuu oikeassa ja väärässä vaiheessa, kuvio 5 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön mukaisesta korjaimesta, kuvio 6 on kuvion 5 mukaisen korjaimen taajuusvas-30 te erilaisilla korjauskertoimen k arvoilla, kuviot 7a ja 7b esittävät bi-phase signaalin sil-mäkuvioita 80 kbit/s siirtonopeudella ja eri kaapelinpituuksilla, kun käytetään keksinnön mukaista korjainta, kuviot 8a ja 8b esittävät kuvioiden 7a ja 7b sig-35 naalien integrointituloksia, kun ilmaisu tapahtuu oikeassa ja väärässä vaiheessa, ja 4 73849 kuvio 9 esittää erästä esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen suoritusmuotoa.

Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ymmärtämiseksi tarkastellaan ensin bi-phase koodattua signaa-5 lia ja sen ilmaisemista "Integration and dump"-menetelmällä. On kuitenkin ymmärrettävä, että vaikka seuraavassa selostettava keksinnön ensisijainen suoritusmuoto on toteutettu bi-phasekoodille, voidaan menetelmää käyttää myös muille koodeille, esimerkiksi kolmitasoinen AMI.

10 Alkuperäisen signaalin koodaaminen bi-phase sig naaliksi selviää kuvioista 2a ja 2b. Havaitaan, että yhtä alkuperäisen datan nollabittiä kohden tarvitaan kaksi bi-phase pulssia. Tästä syystä täytyy tarkasteltava taajuusalue ulottaa aina 320 kHz:iin saakka käytettäessä bi-phase 15 koodia ja siirtonopeutta 160 kbit/s. Kuviosta la nähdään, että juuri tällä alueella vaimennus kasvaa hyvin jyrkästi .

Kuvion la mukaisen kaapelin aiheuttamaa bi-phase signaalin vääristymistä havainnollistetaan kuvioilla 3a 20 ja 3b. Kuviot esittävät bi-phase signaalin silmäkuvioita 80 kbit/s siirtonopeudella. Kuviossa 3a on kaapelinpituus 3 km, jolloin vastaanottopäässä voidaan vielä selvästi erottaa ykkösbittejä vastaava suurempi silmä ja nollasitte jä vastaava pienempi silmä. Pienempi silmä (suurempi 25 taajuus) on kuitenkin kaapelin aiheuttaman vääristymän seurauksena selvästi vaimentunut. Kuviossa 3b kaapelinpituus on 7 km, jolloin pienempi silmä häviää ja signaalia on vaikea tunnistaa bi-phase signaaliksi. Näin vääristyneen signaalin ilmaisu on käytännössä hyvin vaikeaa, ku-30 ten myöhemmästä selostuksesta ilmenee.

Bi-phase signaali ilmaistaan sinänsä tunnetulla "Integration and dump"-menetelmällä, jota havainnollistetaan kuviossa 2. Ilmaisun aikana integroidaan vastaanotettua bi-phase signaalia jakson 0^ ajan ja invertoitua 35 signaalia jakson 0^ «'iän, joka seuraa välittö mästi jaksoa 0^. Kuviossa 2c nollataan ajanhetkellä t^ il 5 73849 integraattori ja aloitetaan integrointijakso. Koska biphase signaali (kuvio 2b) on ajanhetkellä t1 tasolla "1", tapahtuu integrointi jakson 0^ ajan ylöspäin. Jakson 02 alkaessa on bi-phase signaali tasolla "-1", mutta koska 5 jakson 02 aikana integroidaan invertoitua bi-phase signaalia (t.s. integraattorin sisääntulo on tasolla "1"), jatkuu integrointi edelleen ylöspäin. Jakson 02 lopussa otetaan integrointitasosta näyte. Seuraavan jakson 0^ alussa integraattori jälleen nollataan ja integrointi 10 aloitetaan uudelleen. Jos integrointi tapahtuu oikeassa vaiheessa, sijoittuvat integrointitulokset nollatason molemmille puolille lähelle tasoja "1" ja "-1" muodostaen kaksitasoisen signaalin, josta data voidaan dekoodata.

Mikäli integrointi alkaa väärällä hetkellä, tapah-15 tuu integrointi kuvion 2d mukaisesti. Tarkastellaan tällaista väärässä vaiheessa tapahtuvaa integrointia ajan-hetkestä t2 eteenpäin. Bi-phase signaali (kuvio 2b) on hetkellä t2 tasolla "-1", joten integrointi (kuvio 2d) : tapahtuu jakson 0^ ajan alaspäin. Jakson 02 alkaessa on 20 bi-phase signaalin taso edelleen "-1". Kuitenkin jakson 02 aikana integraattorille viedään invertoitu bi-phase signaali eli tässä tapauksessa taso "1". Tämän seurauksena integrointisuunta muuttuu, joten integrointi tapahtuu jakson 02 ajan ylöspäin. Kun nyt jakson 02 lopussa ote-25 taan näyte integrointitasosta, saadaan lähellä nollatasoa oleva integrointitulos. Havaitaan, että integroitaessa väärässä vaiheessa ja vastaanotettaessa "0" dataa saadaan lähellä nollatasoa olevia integrointituloksia. Tätä tietoa voidaan käyttää hyväksi väärässä vaiheessa tapahtuvan 30 integroinnin havaitsemiseksi.

Kuvion 2 tilanne on ideaalinen eli bi-phase pulssit ovat suorakaiteen muotoisia. Kaapeli kuitenkin vääristää signaalia ja aiheuttaa pulssien pyöristymistä. Tämä puolestaan vaikuttaa ilmaisimen integrointituloksiin. 35 Kuvioissa 4a ja 4b esitetään kuvioiden 3a ja 3b signaalien integrointitulokset. Kuviossa 4a oikeassa vaiheessa 6 73849 saadut integrointitulokset ovat vielä lähellä ideaalisia tasoja "1" ja "-1". Näiden oikeassa vaiheessa saatujen integrointitulosten ja väärässä vaiheessa saatujen "nolla" integrointitulosten välinen ero eli kohinavara N., on

M

5 kuitenkin vielä suuri, joten väärässä vaiheessa tapahtuva ilmaisu on vielä mahdollista havaita. Kuviossa 4b on kaa-pelinpituutta kasvatettu 7 km:iin. Oikeassa vaiheessa saadut integrointitulokset ovat siirtyneet toisiaan kohti ja lähemmäksi nollatasoa. Voidaan myös havaita, että vää-10 rän vaiheen antamat "nolla" integrointitulokset ovat nyt lähellä oikean vaiheen integrointituloksia. Oikeaa ja väärää vaihetta ei enää pystytä erottamaan toisistaan eikä vastaanotto ole mahdollinen.

Edellä todettu oikeassa vaiheessa saatujen in-15 tegrointitasojen siirtyminen toisiaan kohti on seurausta kaapelin vaimennusvääristymästä ja on itse asiassa verrannollinen kaapelin aiheuttamaan signaalin vääristymiseen. Signaali on oleellisesti vääristymätöntä, kun saadut integrointitasot ovat tasoilla "1" ja "-1", 20 ja kun signaali vääristyy, saadut integrointitasot alkavat erota tasoista "1" ja "-1". Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän perusideana on käyttää tätä tietoa hyväksi säätämään adaptiivista korjainta niin, että kor-jaimen vaikutus oleellisesti korjaa kaapelin aiheuttaman 25 vääristymän. Tietoa voidaan soveltaa monella tavalla.

Myöhemmin esitettävissä keksinnön ensisijaisissa suoritusmuodoissa on säätökriteeriksi asetettu ehto, että oikeassa vaiheessa saadut integrointitasot pysyvät vakiona en-naltamäärätyllä tasolla signaalin vääristymisestä riippu-30 matta. Tällöin korjaimen vaikutusta signaaliin lisätään kunnes vääristymä on korjaantunut ja integrointitasot ovat siirtyneet ennaltamäärätylle tasolle.

Kuviossa 5 on lohkokaavio vastaanottimesta, jossa on sovellettu edellä esitettyä ehtoa. Bi-phase signaali 35 siirretään lähettimeltä vastaanottimelle kaapelilla, jolla on sen parametreista riippuva siirtofunktio H^iS). Ky- II: 7 73849 seessä voi olla nelijohtiminen järjestelmä, jolloin molemmilla siirtosuunnilla on omat johdinparinsa. Mikäli molemmat siirtosuunnat käyttävät yhteistä johdinparia, on lähtevän signaalin vaikutus vastaanotettuun signaaliin 5 eliminoitava esimerkiksi kaiunpoistomenetelmää käyttämällä. Tällöin tilanne palautuu kaiunpoistolaitteita seuraa-vien vastaanottimen asteiden osalta samaksi kuin 4-johti-misessa järjestelmässä. "Integration and dump"-tyyppinen ilmaisin vaatii vastaanotetun signaalin tason korjaamisen 10 ennen signaalin viemistä ilmaisimelle. Tason korjaamiseen tarvitaan automaattinen vahvistuksensäätöpiiri 2, joka voi sisältyä vastaanottimen etuasteisiin. Automaattisen vahvistuksensäätöpiirin 2 ulostulosignaali johdetaan sum-maimelle 5 ja korjainpiirille 3, jolla on kiinteä siirto-15 funktio H2(s).

Kuviosta Ib voidaan nähdä, että jo yhdellä suoralla voidaan karkeasti approksimoida kaapelin vaimennus-käyttäytymistä. Kuvion Ib vaimennuskäyristä on poistettu kaapelin perusvalmennus, jolloin jäljelle on jäänyt vain 20 oleellisesti taajuudesta riippuva vaimennuksen osa. Kuvion 5 korjainpiirin 3 taajuusvaste voi olla myös kuvion 6 mukainen. Kaapelin pituuden tai muiden parametrien muut-;-· tumisen vaikutus vaimennusvääristymään kompensoidaan kor- jauskertoimella k. Kuvion 5 vastaanottimessa tämä on to-25 teutettu kertomalla korjainpiirin 3 ulostulo kertojassa 4. Kertoimen k arvo määritetään myöhemmin selostettavassa sää-tösilmukassa. Korjainpiirin 3, kertojan 4 ja summaimen 5 muodostaman säädettävän korjaimen siirtofunktio on siten l+k*H2(s), joka pyrkii mahdollisimman hyvin approksimoimaan 30 kaapelin siirtofunktion käänteisfunktiota 1/H^(s), t.s. se vahvistaa signaalin eri taajuuksia yhtä paljon kuin kaapeli niitä vaimentaa. Kertojan 4 ulostulosignaali summataan vastaanotettuun signaaliin summaimella 5, jonka ulostulosignaa- 8 73849 li on näin korjattu vastaamaan signaalia ennen kaapeliyhteyttä. Kuvioissa 7a ja 7b nähdään kuvioiden 3a ja 3b signaalit korjattuina summaimen 5 ulostulossa.

Summasignaali johdetaan edelleen ilmaisimelle 6, 5 joka ilmaisee tämän bi-phase signaalin aikaisemmin selostetulla "Integration and dump"-menetelmällä. Kuvion 2 suoritusmuodossa ei ilmaisin 6 sisällä näytteenotto- ja pitopiiriä, joten ilmaisimen 6 ulostulosignaali on kuvion 2c mukainen signaali.

10 Ilmaisimen 6 ulostulosignaali tasasuunnataan tasa suuntaajalla 7 ja tasasuunnatusta signaalista otetaan näyte näytteenotto- ja pitopiirillä 10 kunkin aikajakson 02 lopussa. Näin saadaan selville ilmaisimen integrointi-taso, jota verrataan vertailijassa 8 ennaltamäärättyyn 15 vertailutasoon Vrg^. Vertailun perusteella ohjataan gene-rointipiiriä 9, joka esitetyn säätökriteerin mukaisesti muuttaa k:n arvoa siten, että ilmaisimelta 6 saadut in-tegrointitasot saadaan yhtäsuuriksi ennaltamäärätyn ver-tailutason kanssa. Tasasuuntaaja 7, näytteenotto- ja pi-20 topiiri 10, vertailija 8 ja generointipiiri 9 muodostavat siten aikaisemmin mainitun säätösilmukan.

Tarkastellaan vielä esitetyn vastaanottimen toimintaa. Oletetaan, että yhteyden alkaessa signaali saapuu ilmaisimelle 6 kuvion 3b mukaisesti vääristyneenä. Ilmaisin 25 6 ilmaisee kuvion 3b signaalin "Integration and dump"- menetelmän mukaisesti oikeassa vaiheessa integroimalla, jolloin integrointitulokset ovat periaatteessa kuvion 4b kaltaisia. Oikean vaiheen nollatason ylä- ja alapuolella olevat integrointitasot ovat lähestyneet toisiaan ja nol-30 latasoa. On huomattava, että kuvion 4b integrointitulokset saadaan ottamalla näytteitä suoraan ilmaisimen 6 ulostulosta toisella näytteenotto- ja pitopiirillä, jota ei ole kuviossa 5. Mainitun näytteenotto- ja pitopiirin ulostulosignaali johdetaan sitten dekooderille, joka dekoodaa 35 bi-phase signaalin takaisin alkuperäiseksi dataksi. Kuvion 9 73849 5 säätösilraukassa kuitenkin tasasuunnataan ilmaisimen 6 ulostulosignaali ennen näytteenottoa säätösilmukan omalla näytteenottopairillä 8. Tasasuuntaaja antaa näytteen-ottopiirille 8 näytteen itseisarvon. Tasasuuntaaja 7 ja 5 näytteenottopiiri 10 voivat olla myös toisessa järjestyksessä. Kuvion 3b mukaiselle signaalille on piirin 10 ulostulotaso huomattavasti alle ideaalisen tason "1", jolloin vertailutason Vre^ ollessa asetettu vastaamaan tätä ilmaisimen tasoa "1", antaa vertailija 8 erosig-10 naalin. Tämä erosignaali ohjaa generointipiiriä 9 muuttamaan k:n arvoa niin, että korjaimen vaikutus lisääntyy. Tämän seurauksena signaali ilmaisimen sisääntulossa hieman paranee, jolloin myös näytteenotto- ja pitopiirin ulostulotaso lähenee hieman tasoa "1". Generointipiiri 9 15 kuitenkin edelleen muuttaa korjauskerrointa k ja sitä kautta korjaimen vaikutusta, kunnes näytteenotto- ja pito-piirin 10 ulostulotaso on yhtä suuri kuin vertailutaso V £. Tällöin on korjain saatu säädettyä siten, että kaapelin aiheuttama vääristymä kumoutuu. Asetuksen siirtymi-20 nen tästä optimiarvosta jompaan kumpaan suuntaan aiheut-taa aina signaalin vääristymisen ja integrointitasojen putoamisen kohti nollaa, jolloin säätösilmukka korjaa asetuksen kohdalleen.

Kuvion 5 korjaimen ominaisuuksiin kuuluu pieni vii-25 ve signaalin ensimmäisten pulssien vastaanottamisesta korjaimen säädön asettumiseen kohdalleen. Tämä viive on kuitenkin käytännössä merkityksetön.

Keksinnön mukaisen adaptiivisen korjaimen tehokkuus voidaan nähdä kuvioista 7a ja 7b, joissa esitetään : : 30 kuvioiden 3a ja 3b silmäkuviot käytettäessä keksinnön mu kaista menetelmää. Kuvioissa 8a ja 8b esitetään kuvioita 4a ja 4b vastaavat integrointitulokset käytettäessä keksinnön mukaista korjausmenetelmää. Oikeassa vaiheessa tapahtuvan integroinnin integrointitulokset ovat siirtyneet halutuil-35 le tasoilla "1" ja ''-1". Vastaavasti ovat väärän vaiheen ίο 7 3 8 4 9 "nolla" integrointitulokset siirtyneet lähemmäksi nolla- tasoa eli kohinavara N,, väärän ja oikean vaiheen erottaja miseksi on kasvanut.

Kuvio 9 esittää erään käytännön ratkaisun kuvion 5 5 mukaisen vastaanottimen toteuttamiseksi. Kuviossa 9 on esitetty vain adaptiivisen korjaimen toimintaan liittyvät osat.

Vastaanotettu signaali käsitellään vastaanottimen etuasteessa, joka sisältää ainakin automaattisen tason-10 säädön (AGC). AGC:n ulostulojännite uQ johdetaan korjain-piirille 3, joka on toteutettu operaatiovahvistimella A^. Korjainpiirin 3 siirtofunktio ^(s) määräytyy seuraavasti : 1 + sT..

15 h2(s> - - r-r*r2 missä = R-^C^ ja T2 = R2^2·

Pisteen A jännite on siten u^ = ^(s) · uQ. Vastus 20 ja kanavatransistori TR^ muodostavat vaimentimen, jossa kanavatransistorin TR3 resistanssia muutetaan ohjaus jännitteellä Ug. Tämä vaimennin toteuttaa kuvion 5 kertojan 3. Ohjausjännitteestä riippuen vaihtelee jännite U2 välillä U2 = 0 - Jännite Uj invertoidaan operaatio- 25 vahvistimen A2 muodostamalla invertterillä, jotta jännite u~ olisi samassa vaiheessa jännitteen u kanssa. Ope-raatiovahvistin A3 muodostaa summaimen, joka summaa jännitteet u ja -u0 = -H_(s) · u · k. Tällöin saadaan pis-o 2 2 o r teen C jännitteeksi 3° u3 = uq(1-H2(s) . k) eli 1 + sT1 u3 = uo(1 + k 1 + ST2> 35 Ilmaisin 6 on toteutettu integraattorilla A^ ja 11 73849 invertoivalla vahvistimella A^. Integraattori nollataan jakson 0g alussa purkamalla kondensaattorin Cg varaus kytkentäelimellä 1, jota ohjataan muualta vastaanottimesta saatavalla nollaussignaalilla RESET. Kytkentäelimellä 5 2 kytketään integraattorin A^ sisääntulo suoraan summai- men Ag ulostuloon jakson 0^ ajaksi ja invertterin A4 ulostuloon jakson Φ^ ajaksi. Kytkentäelintä 2 ohjaa ohjaussignaali joka saadaan muualta vastaanottimesta.

Kuviosta 2e voidaan nähdä ohjaussignaalien ajoitukset.

10 Jakson 0^ alussa integraattori nollataan kytkentäelimellä 1 ja integraattorin sisääntulo kytketään summaimen Ag ulostuloon kytkentäelimellä 2. Jakson 0g ajan integroidaan jännitettä Ug. Jakson 0^ päättyessä ja jakson 0g alkaessa kytketään integraattorin A,, sisääntulo invertoivan 15 vahvistimen A^ ulostuloon, jolloin integroidaan jännitettä -Ug jakson φ^ ajan. Integraattorin Ag ulostulojännite u^ on kuvion 2c esittämän kaltainen. Jännite u^ tasasuun-: nataan tasasuuntaajalla 7, jonka ulostulosta näyttenotto- ja pitopiiri 10 ottaa näytteen juuri ennen integraattorin : 20 Ag nollausta. Näin saadaan säätösilmukassa käytettävä jännite Ug. Operaatiovahvistin Ag toimii vertaili jana, ; : : joka vertaa jännitettä Ug ennaltamäärättyyn vertailujän- nitteeseen Vref Vertailijän 8 ulostulona saatua erojän-nitettä integroidaan integraattorilla A^ säätösignaalin 25 Ug muodostamiseksi. Integraattori A? muodostaa tässä suoritusmuodossa kuvion 5 generointipiirin 9. Integraattorin ulostulona saadaan kertoimen k säädössä käytettävä ohjaus-jännite Ug.

Kun näytteenotto- ja pitopiirin 10 ulostulojännite 30 eroaa vertailujännitteestä Vre^, pyrkii integraattorin Ag ulostulojännite Ug lisäämään korjaimen vaikutusta vastaanotettuun signaaliin eli kasvattamaan korjauskertoimen k arvoa. Tämä tapahtuu siten, että ohjausjännite Ug kasvattaa kanavatransistorin TR^ resistanssia, jolloin vaimen-35 timen (vastus Rg ja transistori TR^) vaimennus pienenee ja 12 73849 jännite kasvaa. Tämä puolestaan kasvattaa ilmaisimen ulostulotasoja ja jännitettä u^. Näin jatkuu, kunnes

Uj = Vre£. Tällöin on erojännitteellä arvo 0 ja säätöjän- nitteellä uc jokin arvo välillä -V _ ... 0. Poikkeaminen o ref 5 äsken löydetystä optimiasetuksesta aiheutta, että signaali vääristyy ja jännite u,. laskee. Tämän seurauksena ero-jännite kasvaa ja integraattorin A^ ulostulojännite u^ siirtyy, jolloin säätö siirtyy jälleen kohti optimiase-tusta. Kun integraattorin A7 aikavakio on paljon suurempi 10 kuin näytteenottoaikaväli, pitää säätösilmukka asetuksen hyvin tarkasti paikallaan.

Edellä on keksinnön mukaista menetelmää kuvattu bi-phase-koodatun signaalin yhteydessä. Menetelmä ei kuitenkaan ole rajoitettu ainoastaan bi-phase-koodiin, vaan 15 sitä voidaan soveltaa myös muihin koodeihin, esim. kolmitasoinen AMI. Koodin vaihtaminen aiheuttaa muutoksia ainoastaan ilmaisulohkossa (kuvio 5, lohko 6).

Selityksessä on kuvattu täysin analogista suoritusmuotoa, mutta laite voidaan toteuttaa myös täysin digitaa-20 lisena. Tällöin A/D-muunnos voidaan suorittaa joko ennen automaattista tasonsäätöä tai mieluummin sen jälkeen. Laite voi edelleen olla muutoin analoginen paitsi että kor-jauskertoimen generointi tapahtuu digitaalisesti, korjaus-kertoimen arvojen ollessa tällöin diskreettejä. Keksinnön 25 vielä eräässä suoritusmuodossa voivat muut osat olla digitaalisia, kuvion 5 lohkojen 3 ja 5 ollessa analogisia ja lohkon 4 ollessa diskreettiarvoinen analoginen.

Vaikka selityksessä on kuvattu esillä olevan keksinnön tiettyjä suoritusmuotoja, on ymmärrettävää, että 30 erilaisia muutoksia ja muunnelmia voidaan tehdä poikkea-| matta oheisissa vaatimuksissa määritetystä suojapiiristä.

il

Claims (15)

13 73849

1. Menetelmä kaapelissa (1) syntyvän signaalin vääristymisen korjaamiseksi digitaalisen tiedonsiirtojärjes-5 telmän vastaanottimessa, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: vastaanotetun signaalin käsittelemisen korjainpii-rillä (3), jonka siirtofunktio approksimoi kaapelin siirtofunktiota tai siirtofunktion käänteisfunktiota tietyillä 10 kaapelin parametreillä, korjainpiirin ulostulosignaalin kertomisen kor-jauskertoime11a, kertomisen tuloksena saadun signaalin yhdistämisen vastaanotettuun signaaliin korjatun signaalin aikaansaa-15 miseksi, korjatun signaalin ilmaisemisen, näytearvon ottamisen ilmaistusta signaalista en-naltamäärätyllä hetkellä ja näytearvon säilyttämisen seu-raavaan näytteenottoon asti, - 20 näytearvon vertaamisen ennaltamäärättyyn vertailu- ; arvoon, ja uuden korjauskertoimen arvon kehittämisen mainitun vertailun perusteella vertailuarvon kanssa yhtä suuren näytearvon aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe korjatun signaalin ilmaisemiseksi käsittää korjatun signaalin johtamisen integ-i raattorille (A^), joka integroi integraattorin (A^) si sääntulossa olevaa korjattua signaalia ennaltamäärätyn en-30 simmäisen aikavälin ajan, ja joka integroi integraattorin (Ag) sisääntulossa olevaa korjattua signaalia invertoituna ennaltamäärätyn toisen aikavälin ajan, ja integraattorin (Ag) nollaamisen mainitun toisen aikavälin lopussa, ja että vaihe näytearvon ottamiseksi ilmaistusta signaa-35 lista tapahtuu ennaltamäärätyllä hetkellä toisen aikavälin lopussa ennen integraattorin (A,.) nollausta. n 73849

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe korjauskertoimen arvon muuttamiseksi sisältää mainitun vertailun tuloksen integroimisen analogisesti.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe korjauskertoimen arvon muuttamiseksi sisältää mainitun vertailun tuloksen integroimisen digitaalisesti.

5. Vastaanotin digitaalisessa tiedonsiirtojärjestel-10 mässä, vastaanottimen käsittäessä kaapelissa (1) syntyvän signaalin vääristymisen korjaamista varten: signaalinkäsittelypiirin (3) vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi, kertojavälineen (4), joka kertoo ensimmäiseen sisään-15 tuloonsa johdetun signaalinkäsittelypiirin (3) ulostulosignaalin korjauskertoimellä (k), kertojavälineen toiseen sisääntuloon johdetun signaalin määrittäessä korjauskertoimen (k) arvon, yhdistämisvälineen (5) korjatun signaalin tuottami-20 seksi yhdistämisvälineen (5) ensimmäisessä sisääntulossa olevasta mainitusta vastaanotetusta signaalista ja toisessa sisääntulossa olevsta kertojavälineen (4) ulostulosignaalista, tunnettu siitä, että signaalinkäsittelypiiri on 25 korjainpiiri (3), jonka siirtofunktio approksimoi kaapelin siirtofunktiota tai siirtofunktion käänteisfunktiota tietyillä kaapelin parametreillä, jolloin korjainpiirin (3), kertojavälineen (4) ja yhdistämisvälineen (5) muodostaman kor jaimen siirtofunktio approksimoi kaapelin (1) siirtofunk-30 tion käänteisfunktiota, ja että vastaanotin edelleen käsittää ilmaisinvälineen (6) korjatun signaaalin ilmaisemiseksi, näytteenotto- ja pitopiirin (10) näytearvon ottami-35 seksi ilmaisinvälineen (6) ulostulosta ennaltamäärätyllä hetkellä ja saadun näytearvon säilyttämiseksi seuraavaan näyteenottoon saakka, tl 15 73849 vertailuvälineen (8) näytearvon vertaamiseksi en-naltamäärättyyn vertailuarvoon (V · korjauskertoimen generointivälineet (9) uuden kor-jauskertoimen (k) arvon, joka aikaansaa vertailuarvon 5 ^vref) kanssa yhtäsuuren näytearvon, määrittävän signaalin kehittämiseksi vertailuvälineen (8) ulostulosignaalin perusteella, generointivälineiden (9) ulostulon ollessa kytketty kertojavälineen (4) mainittuun toiseen sisääntuloon .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ilmaisinväline (6) sisältää integraattorin (A^), joka integroi sisääntulossaan olevaa korjattua signaalia ennaltamäärätyn ensimmäisen aikavälin ajan, ja joka integroi sisääntulossaan invertoituna olevaa 15 korjattua signaalia ennaltamäärätyn toisen aikavälin ajan, että ilmaisinväline (6) edelleen sisältää välineet (A^) integraattorin (A,.) sisääntuloon johdettavan korjatun sig-... naalin invertoimiseksi toisen aikavälin ajan sekä välineet integraattorin nollaamiseksi toisen aikavälin lopussa, ja 20 että integraattorin (A^) ulostulo on kytketty näytteenotto- ja pitopiirin (10) sisääntuloon näytearvon ottamiseksi integraattorin (A^) ulostulosta ennaltamäärätyllä hetkellä toisen aikavälin lopussa ennen integraattorin (A^) nollausta.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaan otin, tunnettu siitä, että korjauskertoimen (k) generointivälineet (9) käsittävät integraattorin (A^), jonka sisääntulo on kytketty vertailuvälineen (8) ulos-.. tuloon. .30 8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaan otin, tunnettu siitä, että vastaanotin on analoginen .

9. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin on muutoin 35 analoginen, mutta korjauskertoimen generointivälineet (9) ovat digitaaliset, korjauskertoimen arvojen ollessa diskreettejä. 16 7384 9

10. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin on digitaalinen.

11. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaan-5 otin, tunnettu siitä, että vastaanotin on muutoin digitaalinen, mutta korjainpiiri (3) ja yhdistämisväline (5) ovat analogisia ja kertojaväline (4) on diskreetti-arvoinen analoginen.

12. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaan-10 otin, tunnettu siitä, että näytteenotto- ja pito- piiri (10) sisältää tasasuuntaajavälineen (7), joka muodostaa ilmaisinvälineen (6) ulostulosignaalista itseisarvon näytteenottoa varten.

13. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen vastaan-15 otin, tunnettu siitä, että näytteenotto- ja pito- piiri (10) sisältää tasasuuntaajavälineen (7), joka näytteenoton jälkeen muodostaa itseisarvon otetusta näyte-. . arvosta.

14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, 20 tunnettu siitä, että ilmaisinvälineen (6) integ- raattori (A^) on analoginen.

15. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ilmaisinvälineen (6) integ-raattori (A5) on digitaalinen. I? 7 3849