NL8004723A - Digitaal signaaltransmissiestelsel. - Google Patents

Description

ja C/Ca/eh/1160

Digitaal signaaltransmissiestelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een digitaal signaal-transmissiestelsel voor transmissie in serievorm van digitale informatiesignalen met een betrekkelijk grote informatie-in-houd, zoals bijvoorbeeld impulscodegemoduleerde audiosignalen.

5 Bij signaalopname, signaalweergave, signaalbewerking voor "editing"-doeleinden, en dergelijke, waarbij de audiosignalen in impulscodegemoduleerde signalen worden omgezet, vindt informatietransmissie plaats tussen de verschillende eenheden van het stelsel, zoals een opneeminrichting voor im-10 pulscodegemoduleerde signalen, een electronische "editing"-inrichting én een signaalgenerator ter verkrijging van speciale effecten., zoals een digitale reverberator. Daarbij is het ongewenst om steeds voor iedere eenheid, van het stelsel een afzonderlijke digitaal/analoog-. en analoog/digitaal-om-15 zetting toe te passen, daar aan iedere dergeljke signaalom-zetting een kwaliteitsvermindering van het desbetreffende signaal gepaard gaat, welke nadelig.inwerkt op de door toepassing van impulscodemodulatie verkregen, gunstige signaal/ ruis-verhouding. In. verband charmede wordt de voorkeur gegeven 20 aan transmissie van zuiver digitale signalen, zoals impulscodegemoduleerde signalen. In het hierna volgende zal een korte beschrijving van op audiosignalen toegepaste impulscodemodulatie worden gegeven.

Daarbij worden de analoge audiosignalen, welke in 25 principe een zowel naar de tijd als naar amplitude continu karakter hebben, bemonsterd met behulp van een bemonster-impuls van constante periodeduur; de amplitude van de aldus verkregen, bemonsterde signalen wordt ter verkrijging van kwantisering gewijzigd in een "debunching"-amplitude, waar-30 van de waarde op bijvoorbeeld binaire wijze wordt gecodeerd ter verkrijging van impulscodegemoduleerde signalen. Voor de bemonsterimpuls wordt bijvoorbeeld een impulsherhalings-frequentie van 44 of 50 KHz gekozen. In de binaire code wordt bijvoorbeeld iedere bemonsterde waarde als een woord van 16 35 bits weergegeven.

Voor transmissie in parallelvorm van dergelijke digi- o - 2 - tale signalen, bijvoorbeeld transmissie in parallelvorm van 16 bits per woord, is het noodzakelijk om 16 signaaltransmis-sieleidingen, zoals paarsgewijze vervlochten transmissie-leidingen, toe te passen; ingeval van transmissie van meer-5 kanalige audiosignalen in impulscodegemoduleerde vorm, bijvoorbeeld vier-kanalige audiosignalen van dergelijk type, dienen zelfs 64 signaaltransmissieleidingen te worden toege-. . past. Een dergelijke signaaltransmissie in parallelvorm heeft tot gevolg, dat het aantal aan de ingangs- en uitgangsaan-10 sluitingen van de verschillende eenheden van het stelsel tot stand te brengen verbindingen zeer groot wordt, hetgeen de montage bemoeilijkt en de door storingsgevoeligheid bepaalde betrouwbaarheid van het stelsel vermindert.

Ingeval van signaaltransmissie van impulscodegemo-15 duleerde audiosignalen in serievorm via een enkele signaal- transmissieleiding kan met een veel eenvoudiger montage worden volstaan en wordt een aanzienlijk grotere betrouwbaarheid van het transmissiestelsel in zijn geheel verkregen. Daarbij worden de informatieleeskloksignalen gewoonlijk gescheiden 20 verwerkt, doch de uiterst grote informatie-inhoud per tijdseenheid brengt met zich mede, dat bij een bemonsterfreguentie van 44 KHz de klokfrequentie voor lezing van ieder informatie-bit, zelfs bij toepassing van 16 bits per woord, ongeveer 0,7 Mbit/sec. dient te bedragen? bij een bemonsterfrequentie 25 van 50 KHz bedraagt deze klokfrequentie ongeveer 0,8 Mbit/sec. Voorts is het noodzakelijk in ieder informatiewoord niet slechts de audiosignaal-informatie op te nemen, doch tevens besturingsbits voor besturing van de desbetreffende eenheid van het stelsel of gebruikersbits ter beschikking van de ge-30 bruiker; in verband daarmede is het wenselijk met een codering van 32 bits per woord te werken. Bij een bemonsterfrequentie van 50 KHz komt men dan tot een transmissiesnelheid voor de digitale signalen van ongeveer i,6 Mbit/sec.; bij kloksynchronisatie tussen een zendende en een ontvangende een-35 heid van het stelsel wordt dan, zelfs indien een afwijking ter waarde van de halve golflengte van de kloksignalen is toegestaan, zelfs 100 m transmissie onmogelijk. Voorts wordt 8004723 * « i - 3 - opgemerkt, dat bij reciprocatie (heen- en terug-transraissie) van informatie tussen een meestereenheid, zoals een electro-nische "editing”-inrichting, en een slaafeenheid, zoals een signaalopneeminrichting voor impulscodegemoduleerde signalen, 5 de beschikbare transmissietijd nog aanzienlijk korter wordt.

Van de 32 bits van één woord van een dergelijk digitaal signaal worden bijvoorbeeld 20 bits aan de informatie-. . bemonstering toegewezen en 12' bits voor besturingsdoeleinden gereserveerd; de beschikking over een dergelijk aantal bits 10 voor besturingsdoeleinden kan echter bij toename van de be-sturingsinformatie of de gebruikersinformatie onvoldoende . . blijken, te zijn. Bij vergroting van het aantal bits per woord dient echter ook de klokfrequentie te worden verhoogd, hetgeen een hogere responsiesnelheid van de verschillende in het 15 stelsel toegepaste schakelingen vereist en een goede klok-syïichronisatie bemoeilijkt.

De onderhavige uitvinding beoogt, hierin verbetering te brengen en een digitaal signaaltransmissiestelsel voor in-formatietransmissie in serievorm te verschaffen, dat niet alleen 20 tot een ten opzichte van informatietransmissie in parallelvorm vereenvoudigde montage en verbeterde bedrijfszekerheid biedt, doch ook ingeval van grote transmissie-afstanden een juiste informatie-uitlezing bij een grote informatie-inhoud per tijdseenheid mogelijk maakt.

25 Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een digi taal signaaltransmissiestelsel te verschaffen, waarbij zelfs bij een toename van de te verwerken, hoeveelheid.besturings-informatie en/of gebruikersinformatie een correcte inlezing van de informatie mogelijk is zonder verhoging van het aan-30 tal per inforraatiewoord toegepaste besturingsbits, zulks gepaard aan een doeltreffende informatietransmissie.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich 35 echter niet beperkt. In de tekening tonen: figuur 1A-E enige schematische weergaven ter verduidelijking van het woordformaat van een digitaal signaal, 80 04 723 - 4 - figuur 2 een blokschema van de ingangsschakelingen aan de ontvangstzijde van een transmissiestelsel, figuur 3 een blokschema van een uitvoeringsvorm van de woordsynchronisatiebemonsteringsschakeling 2 volgens fi-5 guur 2, figuur 4A-M enige golfvormen van in respectievelijk de puten A-M in figuur 3 verschijnende signalen, figuur 5 een schematische weergave ter verduidelijking van de blokvorming van woorden en 10 figuur 6A-F enige schematische weergaven van ver schillende uitvoeringsvormen van woordformaten.

De onderhavige uitvinding zal worden beschreven aan de hand van uitvoeringsvormen, welke zijn gekozen voor toepassing bij transmissie van digitale signalen, welke de im-15 pulscodegemoduleerde versie van audiosignalen vormen. Daartoe wordt ervan uitgegaan, dat de audiosignalen worden bemonsterd met een bemonsterfreguentie van 50,1 KHz en worden gecodeerd tot woorden van 20 bits, waaraan 12 bits als bestu-ringsbits of gebruikersbits worden toegevoegd, zodat digitale 20 signalen met 32 bits in ieder woord resulteren.

Figuur 1 toont een schematische weergave ter verduidelijking van het woordformaat van een dergelijk digitaal signaal; de weergave A toont een woordsynchronisatiesignaal met een arbeidsfactor (duty cycle) van bijvoorbeeld 50% en 25 dient voor woord-tot-woord-synchronisatie van de informatie.

De weergave B toont informatie van 32 bits bij een woordsleuf-lengte van 32T, waarbij T de klokperiodeduur van de informatie bedraagt; weergave C toont het informatieformaat van een bij een·dergelijke uitvoeringsvorm gebruikt, digitaal signaal. De 30 getallen in figuur 1 hebben betrekking op de bitnummers.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 is de pe-riodeduur Twg Van eht woordsynchronisatiesignaal A gelijk aan de bemonsteringsperiodeduur van het impulscodegemoduleerde audiosignaal, te weten ongeveer 20 ^isec. voor een bemonsterings-35 frequentie van 50,1 KHz. De tijdseenheid of bitduur T van de informatiebits wordt verkregen door de woordsynchronisatie-periodeduur Tws te delen door 32. Van de 32 bits per informatie- 8004723 • * - 5 - woord worden 20 bits, dat wil zeggen het eerste bit MSB tot en met het bit 20, voor de bemonsterde informatie gebruikt, terwijl de overige 12 bits, dat wil zeggen het bit 21 tot en met het bit 32, als besturingsbits of gebruikersbits worden ge-5 bruikt. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm worden 3 bits, dat wil zeggen de bits 30, 31 en 32, als woordsynchronisatiesignaal van de informatie (WSD) gebruikt; dit signaal heeft een van de overige informatie-inhoud afwijkend formaat. Zoals figuur 1 laat zien, vormen de bits MSB-29 NRZ-signalen (non-10 return-to-zero) met T als bitduur? de overblijvende drie bits 30-32 zijn herverdeeld tot 2 NRZ-signalen met een bitduur van 1,5 T. De omgekeerde of negatieve informatiewaarde en de niet-omgekeerde of positieve informatiewaarde van het bit 29 dienen respectievelijk voor vorming van het woordsyn-15 chronisatiesignaal WSD. Wanneer de informatiewaarde van het bit 29 gelijk "O” is, vertoont het woordsynchronisatiesignaal D de waardenvolgorde "1" en "O", zoals figuur 1D laat zien? wanneer het bit 29 de informatiewaarde "1" heeft, vertoont het woordsynchronisatiesignaal WSD de waardenvolgorde "0" 20 en "1", zoals figuur IE laat zien.

Dergelijke digitale signalen C worden via een enkelvoudige transmissieleiding in serievorm of serietransmissie toegevoerd aan het ontvangende stelsel met één of meer ontvangst- of ingangsschakelingen van het type volgens figuur 2.

25 In deze schakelingen worden de woordsynchronisatiesignalen bemonsterd en worden de respectievelijke informatie-eenheden van ieder woord op basis van de bemonsterde woordsynchronisa--tiesignalen gelezen, dat wil zeggen geïnterpreteerd.

Deze digitale woordsynchronisatiesignalen, C in figuur 30 1, worden te zamen met de digitale informatiesignalen via de ingangsaansluiting 1 in figuur 2 toegevoerd aan een woordsyn-chronisatiebemonsteringsschakeling 2, welke via zijn uitgangs-aansluiting 3 de woordsynchronisatiesignalen afgeeft, via zijn uitgangsaansluiting 4 de kloksignalen en via zijn uitgangs-35 aansluiting 5 de informatiesignalen in serie vormen. Deze informatie signalen worden toegevoerd aan een schuifregister 6 — van het type voor omzetting van in serievorm aangeboden infor- 80 0 4 7?.? - 6 - matie tot informatie in parallelvorm; de aldus in parallevorm gebrachte informatiesignalen voor ieder woord worden toegevoerd aan een flipflop 7 van het paralleltype. Aan het schuifregister 6 en de flipflop 7 worden tevens de van de uitgangsaansluiting 5 4 van de woordsynchronisatiebemonsteringsschakeling 2 af komstige bitkloksignalen toegevoerd. Tot aan de flipflop 7 vindt bewerking van de digitale informatiesignalen op basis van de woordsynchronisatiesignalen en de bijbehorende klok-signalen plaats, doch na vergrendeling van de informatielij signalen door de flipflop 7 geschiedt de verdere bemerking van de informatiesignalen op basis van de inwendige kloksignalen of de woordsynchronisatiesignalen (welke respectievelijk via de ingangsaansluitingen 11 en 12 worden toegevoerd) \an het verwerkingsstelsel, waarvan de beschreven ingangs- of ont-15 vangstschakeling 2 (het eerste) deel uitmaakt, zoals bijvoorbeeld een schuifregister 8 van het type voor omzetting van in parallelvorm aangeboden informatie in uitgangsinformatie in serievorm of een flipflop 9 van het paralleltype, waardoor een willekeurig geschikte signaalverwerking door dat stelsel 20 mogelijk wordt. Het schuifregister 8 dient dan voor synchronisatie van de door de flipflop 7 in parallelvorm aangeboden informatie van ieder woord met de inwendige kloksignalen van het genoemde verwerkingsstelsel en voorts voor omzetting van deze informatie tot informatie in serievorm met een formaat, 25 dat geschikt is voor de door de tot het verwerkingsstelsel behorende eenheden uit te voeren operaties; de desbetreffende . informatie in serievorm komt ter beschikking aan de uitgangsaansluiting 13- Op vergelijkbare wijze dient de flipflop 9 voor omzetting van de ontvangen informatie in digitale infor-30 matie van voor de genoemde operaties geschikte vorm; deze laatstgenoemde informatie komt aan de uitgangsaansluiting 14 ter beschikking. Het is mogelijk, dat het schuifregister 8 of de flipflop 9 wordt weggelaten. De aan de uitgangsaansluiting 3 van de woordsynchronisatiebemonsteringsschakeling 35 2 ter beschikking komende woordsynchronisatiesignalen worden dan aan de klokverhinderingsaansluiting van de flipflop 7 toegevoerd ter behoud van de normale relatie tussen de in- 8004723 - 7 - formatie-eenheden. van ieder woord en de bitvolgorde. Via de ingangsaansluiting 15 van de schakeling 2 worden bovendien kloksignalen met hoge klokfrequentiewaarden, welke n maal zo groot als de bitklokfrequentiewaarde zijn, toegevoerd; daarbij 5 vormt n een geheel getal van 5 of meer.

Ingeval van een korte transmissieleiding als gevolg van korte afstanden tussen de verschillende eenheden van het stelsel kan de flipflop 7 van het paralleltype worden weggelaten en kunnen de door het schuifregister 6 aangeboden signalen 10 in parallelvorm rechtstreeks aan het schuifregister 8 of de flipflop 9 worden toegevoerd, waarbij het schuifregister 6 onder besturing van de via de ingangsaansluiting 11 ontvangen kloksignalen van het verwerkingsstelsel kan staan.

Aan de hand van de figuren 3 en 4 zal nu een concrete 15 uitvoeringsvorm van een woordsynchronisatiebemonsteringsscha-keling 2 worden beschreven.

Bij de schakeling volgens figuur 3 worden digitale signalen, zoals A in figuur 4, aan de ingangsaansluiting 1 toegevoerd. In het geval van de digitale informatiesignalen 20 volgens figuur 4A vormt de tijdsspanne tussen de tijdstippen t1 en t2 de tijdseenheid of bitduur T van de informatiebit; inversie van het signaal vindt plaats op de tijdstippen t2 en tj,. waarbij de tijdsspanne tussen deze laatstgenoemde tijdstippen de tijdseenheid 1,5T vormt. De door bit 29 van een 25 woord bepaalde informatie wordt gegeven tussen t^ en t2, terwijl invoeging van het woordsynchronisatiesignaal tussen de tijdstippen t2-en t^ en vervolgens tussen de tijdstippen t^ en t^ plaats vindt, waarbij t^ het tijdstip vormt, dat een tijdsduur 1,5T na het tijdstip t^ komt. Een volgende infor-30 matiewoord zal derhalve op het tijdstip t^ beginnen, waarbij de informatiewaarden MSB, 2SB,____ steeds met een tijdseen heid of bitduur T vanaf het tijdstip t^ verschijnen.

Via de ingangsaansluiting 15 worden de kloksignalen met hoge klokfrequentie toegevoerd; deze kloksignalen hebben 35 een periodeduur, welke 1/n van de bitduur T bedraagt, waarbij n een geheel getal ter waarde van ten minste 5 bedraagt.

Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm bedraagt n 6, zoals bij B

8004 723 - 8 - in figuur 4B is te zien. Van deze kloksignalen B met hoge klokfrequentie verschijnt het eerste op een na het tijdstip t^ komend tijdstip t^? de verschijntijdstippen van de volgende klokimpulsen B worden tot aan het tijdstip t2 respec-5 tievelijk aangeduid als t12, t13,—, t^g. Gezien het uit-gangsgegeven n = 6, bedraagt het aantal klokimpulsen gewoonlijk 6, doch indien de tijdsafstand At tussen de tijdstippen t1 en tA1 dicht bij 0 ligt, kan met 5 of 7 van dergelijke klokimpulsen worden gewerkt, zulks afhankelijk van de toelaat-10 bare fout tussen de ingangsinformatie en het klokritme van het verwerkingsstelsel. De verschijntijdstippen van de tussen de tijdstippen t^ en t^ verschijnende klokimpulsen worden respectievelijk aangeduid als t21, t22, enzovoorts. Het aantal tussen de tijdstippen t2 en t3 verschijnende klokim-15 pulsen met hoge klokfrequentie bedraagt gewoonlijk 9; om soortgelijke redenen als hiervoor genoemd wordt met een mogelijke fout van - 1 klokinrpuls rekening gehouden.

De via de ingangsaansluiting 1 in figuur 3 ontvangen, digitale informatiesignalen A (zie figuur 4) worden toegevoerd 20 aan een met de kloksignalen B van hoge klokfrequentie gedreven flipflop 21 van het D-type. Een dergelijke flipflop 21 werkt op bekende wijze zodanig, dat hij een toestandsverandering aan de ingangsaansluiting 1 met de via de kloksignaalingangs-aansluiting 15 ontvangen kloksignalen naar zijn uitgangsaan-25 sluiting Q doorgeeft; daardoor worden de digitale informatiesignalen A, welke mogelijkerwijs een faseverschil ter waarde At ten opzichte van de kloksignalen B met hoge klokfrequentie vertonen omgezet in digitale informatiesignalen C, welke met de genoemde kloksignalen B zijn gesynchroniseerd en met een 30 faseverschil ter waarde 0 ten opzichte daarvan aan de uit-gangsaansluiting Q van de flipflop 21 verschijnen (de respon-sietijdsduur van de schakeling kan echter een geringe ver-tragingsduur veroorzaken). Een dergelijk digitaal informatie-signaal C wordt toegevoerd aan een volgende flipflop 22 van 35 het D-type, waarvan de uitgangsaansluiting Q een digitaal informatie signaal D afgeeft, dat over een periodeduurfractie T/6 ten opzichte van het kloksignaal B van hoge klokfrequentie is verschoven. De aan de uitgang Q van de beide flipflops 21 80 0 4 72 3 4 * - 9 - en 22 verschijnende signalen worden toegevoerd aan een exclusieve OF-poortschakeling 23, welke de overgangssignalen E van de digitale informatiesignalen vormt; deze overgangssignalen E signaleren of omkering van een bitwaarde "1" of "0" optreedt 5 of niet. Het toegevoerde, digitale ingangssignaal A ondergaat op de tijdstippen t2 en t^ zonder mankeren omzetting; het overgangssignaal E vertoont als gevolg daarvan de overgangs-impulsen P^^ en P2 respectievelijk tussen de tijdstippen t2^ en t22 en tussen de tijdstippen t^ en t.^· Gewoonlijk ver-10 schijnen tussen deze beide overgangsimpulsen P^ en P2, dat wil zeggen tussen de tijdstippen t22 en t^/ ne9en klokimpulsen . . B met hoge klokfrequentie; de woordsynchronisatiesignalen WSD worden gediscrimineerd door telling en detectie Van 8,9 en 10 klokimpulsen met hoge klokfrequentie, waarbij met een 15 mogelijke fout van - 1 rekening wordt gehouden.

De woordsynchronisatiesignaaldiscriminatie vindt plaats door middel van een teller 24 en een logische matrix-schakeling 25 (zie figuur 3). De teller 24 is een hexadeci-male teller van vooraf instelbaar type. Als voorinstelwaarde 20 is 5. gekozen; de voorafinstelling vindt plaats met de over-gangsimpuls P^ van de overgangssignalen E, waarna achtereenvolgens de klokimpulsen B van hoge frequentie worden geteld, zoals in figuur 4G is weergegeven. De numerieke waarden in 4G zijn de door de teller 24 „achtereenvolgens aangenomen 2.5 -telwaarden. De uitgangen Q^, 0β, Qc en Qq van de teller 24 behoren respectievelijk bij de decimale getallen 1, 2, 4 en 8; in de logische matrixschakeling 25 wordt de NIET-EN-be-werking van Q. en Q_ uitgevoerd door een NIET-EN-poortscha-keling 26, waarvan de'·. uitgangssignalen te zamen met de aan 30 de uitgangen Qc en verschijnende signalen >· en met de overgangssignalen B aan NIET-EN-bewerking door de KIET-EN-poort-schakeling 27 worden onderworpen ter verkrijging van de uitgangssignalen. H. Het gevolg hiervan is, dat wanneer de door de teller 24 bereikte telwaarden 12, 13 en 14 zijn, alle 35 signaalwaarden aan Q^, Qg, Qc en Qq gelijk "H" worden; indien gedureride deze periode overgangsimpulsen P2 van het overgangssignaal E verschijnen, zal in Iet uitgangssignaal H een woordsynchronisatiedetectie-impuls P« verschijnen.

- 10 -

Dit uitgangssignaal H wordt aan de voorinstelaansluiting van de in het stelsel daarop volgende, hexadecimale teller 31 van vooraf instelbaar type toegevoerd.

Teneinde te verhinderen, dat de teller 24 door de 5 overgangsimpuls P2 van het overgangssignaal E wordt vooringesteld, wordt het signaal E in de gedaante F (zie figuur 4F) aan de voorinstelbesturingsaansluiting van de teller 24 toegevoerd via de ! IIET-EN-poortschakeling 28, waaraan tevens het signaal H (zie figuur 4H) wordt toegevoerd teneinde de 10 doorlating (naar de teller 24) van de overgangsimpuls P2 te blokkeren. Als gevolg daarvan zal slechts de geïnverteerde vorm P^ van de overgangsimpuls P^^ in het uitgangssignaal F van de NIET-EN-poortschakeling 28 voorkomen.

Bij de teller 24 wordt bovendien een overdrachtsim-15 puls, welke bij het bereiken van het telresultaat 15 door de teller ter beschikking komt, via een orakeerschakeling 29 aan een kloksignaalverhinderingsaansluiting toegevoerd, zodanig, dat de telwaarde 15 behouden blijft tot door het verschijnen van een volgende overgangsimpuls een volgende voorafinstel-20 ling van de teller 24 plaats vindt.

De reeds genoemde teller 31 dient voor afscheiding van de bitkloksignalen, die dienen voor lezing of interpretatie van de informatiewaarden van de verschillende bits van een woord. Daarbij vindt inversie van de overdrachtsimpuls 25 door middel van een orakeerschakeling 32 plaats; de aan deze inversie onderworpen overdrachtsimpuls (zie figuur 4K) wordt via de OF-poortschakeling 30 aan de voorinstelbesturings-aansluiting van de teller 31 toegevoerd. De teller 31 dient als een herhalingsteller, waarvan de telcyclus gewoonlijk 30 steeds na telling van 6 klokimpulsen met hoge klokfrequentie wordt herhaald, zodat een telcyclusperiodeduur tergrootte van de tijdseenheid T wordt verkregen. Van de aan de uitgangen Q^, QB, Qc en Qd verschijnende signalen wordt dit aan Qc via de omkeerschakeling 33 afgenomen.

35 Wanneer door de logische matrixschakeling 25 via de OF-poortschakeling 30 de woordsynchronisatiedetectie-- impuls P^ van het uitgangssignaal H aan de voorinstelaansluiting van de teller 31 wordt toegevoerd, zal invoer van 6n/\A 70Ύ • a - 11 - de voorinstelwaarde 10 plaatsvinden, zodat telling van de impulsen B met hoge kloksnelheid achtereenvolgens vanaf deze vooringestelde waarde 10 plaats vindt, zoals figuur 41 laat zien. De getallen in deze figuur vormen de door de teller 31 5 getelde waarden.' Wanneer het desbetreffende telresultaat van 11 naar 12 overgaat, daalt het uitgangssignaal J van de om-keerschakeling 33; wanneer het telresultaat de waarde 15 bereikt, wordt een overdrachtsignaal afgegeven; in het uitgangssignaal K van de omkeerschakeling 32 verschijnt dan een 10 aan inversie onderworpen overdrachtsimpuls P . Deze impuls PQ wordt via de OF-poortschakeling 30 aan de voorinstelaan-sluiting van de teller 31 toegevoerd, zodat voorinstelling van de waarde 10 wordt verkregen. Wanneer het telresultaat van de teller 31 de waarde 15 bereikt, begint een nieuwe tel-15 ling vanaf de waarde 10; bij overgang van het telresultaat van 15 naar 10 geeft de omkeerschakeling 33 het uitgangssignaal J af (zie figuur 4J) . Deze operatie geschiedt steeds met een periode-of cyclusduur van 6 tellingen van 10 tot 15, dat wil zeggen met de tijdseenheid ter waarde van de bitduur T 20 van de informatiebits; het tijdstip, waarop het uitgangssignaal J een stijging vertoont neemt een centrale positie in ieder van de digitale informatiesignalen D in. Dit wil zeggen, dat de mogelijkheden tot foutieve lezing of interpretatie van een digitaal informatiesignaalbit D bij desbe-25 treffende lezing of waardering ten tijde van de stijgende flank van het bitkloksignaal J minimaal zijn. Bij de hier beschreven uitvoeringsvorm worden de digitale informatiesignalen D toegevoerd aan de flipflop 34 van het D-type, welke door het bitkloksignaal J wordt bestuurd.voor afgifte van een Q-uit-30 gangssignaal aan de informatie-uitgangsaansluiting 5.

Vervolgens worden de met het bitkloksignaal J gesynchroniseerde woordsynchronisatiesignalen gevormd door middel van een flipflop 36 van het J-K-type en een flipflop 37 van het D-type. Het woordsynchronisatiedetectiesignaal H wordt 35 daartoe aan de K-ingang van de flipflop 36 toegevoerd, terwijl het Q-uitgangssignaal van de flipflop 36 aan de D-ingang van de flipflop 37 wordt toegevoerd. Indien het bitkloksignaal Q Π fl A 7 0 7 - 12 - J als kloksignaal voor de flipflop 37 dient, zal het Q-uit-gangssignaal een met het bitkloksignaal J gesynchroniseerd woordsynchronisatiesignaal vormen (zie M in figuur 4), dat aan de uitgangsaansluiting 3 van de woordsynchronisatiebe-5 monsteringsschakeling 2 ter beschikking komt. Het Q-uitgangs-signaal van de flipflop 37 van het D-type wordt als S-uit-gangssignaal van de flipflop 36 van het J-Krtype gebruikt.

Van de aldus gelezen 32 bits van êén woord worden de bits MSB-20 gebruikt als bemonsteringsbits voor audio-10 signalen, terwijl de overige bits (met uitzondering van de bits 30, 31 en 32) als besturings- of gebruikersbits dienen? de bits 30, 31 en 32 dienen als woordsynchronisatie-infor-matie; daar de noodzaak om van de 9 bits 21-29 een aantal als "copieerverhinderingsinformatiebits" (dubbing-inhibiting 15 information bits) of "accentueringsinformatiebits" (emphasis information bits) te gebruiken, reeds is vermeld, zal het duidelijk zijn, dat een betrekkelijk gering aantal bits voor vrij gebruik door de gebruiker, dat wil zeggen als gebruikersbits, ter beschikking blijven.

* 20 In verband daarmede wordt een. aantal bits gecombineerd tot een blok, waarbij de besturingsbits of gebruikersbits van ieder woord van een blok voor besturingsinformatie of gebruikers-• informatie worden bestemd, zodanig, dat het aantal beschik bare bits aanzienlijk toeneemt.

25 Figuur 5 toont een voorbeeld, waarbij 256 woorden tot êën blok zijn verenigd en het bit 29 van ieder woord als blokvlagbit dient. In figuur 5 hebben de langs de horizontale as uitgezette getallen betrekking op het bitnummer in een woord, terwijl de getallen langs de verticale as de woord-30 nummers vertegenwoordigen. De waarden "1" en "0” van het bit 29 vertegenwoordigen de informatiewaarden. De bits 21-28 van het eerste woord dienen als besturingsbits, terwijl de bits 21-28 van de overige woorden 2-256 als gebruikersbits dienen.

De blokvlagbit heeft de waarde "1" wanneer de bits 21-28 van 35 een woord de besturingsbits vormen, doch de waarde "0" wanneer deze bits 21-28 gebruikersbits zijn; het woordt met de besturingsbits vormt het bovenste woord van het blok. De samenstelling van een blok kan derhalve worden onderzocht door het bit 80 0 4 7 23 - 13 - * 4 29 van alle woorden te lezen. Wanneer het aantal besturings-bits vergroot dient te worden, dan wordt aan het bit 29 van ieder woord, te beginnen bij het eerste of bovenste woord, en vervolgens in benedenwaartse richting verder gaande, de 5 bitwaarde Hl" gegeven. De voor lezing van de besturingsbits of de gebruikersbits nodige tijdsduur bedraagt, wanneer één blok 256 woorden bevat, 256 maal de woordsynchronisatieperiode-duur Tws, dat wil zeggen bij benadering 5 m sec. bij een be-monsteringsfrequentie van ongeveer 50 KHz. Dit wijst op een 10 goede beschikbaarheid van besturingsinfotmatie.

Zoals uit de voorgaande beschrijving naar voren komt, vindt bij het digitale signaaltransmissiestelsel volgens de uitvinding transmissie in serievorm van het woordsynchroni-satiesignaal van ieder woord van de meer-bits digitale woord-15 signalen, bijvoorbeeld woordsignalen met 32 bits per woord te zamen met informatiesignalen plaats via een enkelvoudige transmissieleiding; de woordsynchronisatiesignalen worden aan de ontvangstzijde van het stelsel bemonsterd, waarbij de verschillende informatiebits van ieder woord op basis van het be~ 20 monsterde woordsynchronisatiesignaal worden gelezen of geinte rpreteerd.

Toepassing van het signaaltransmissiestelsel volgens de uitvinding verschaft derhalve de mogelijkheid tot transmissie van zowel informatie- als woordsynchronisatiesignalen 25 via één enkele transmissieleiding, zodat zelfs indien de desbetreffende leiding lang is, dat wil zeggen indien de afstand tussen de uitzendende eenheden van het stelsel enerzijds en de ontvangende eenheden daarvan anderzijds betrekkelijk groot is de' positierelatie op de tijdsas tussen de verschillende . 30 informatiesignalen enerzijds en de respectievelijk bijbehorende woordsynchronisatiesignalen anderzijds ongewijzigd blijft, waardoor een correcte lezing en interpretatie van de verzonden informatie mogelijk is. Als gevolg van het feit, dat sprake van signaaltransmissie in serievorm is, wordt uiter-35 aard in vergelijking met transmissie in parallelvorm de mogelijkheid van een vereenvoudigde montage en een hogere be-dri j fszekerheid verkregen.

- 14 -

Een ander voordeel van de uitvinding is, dat het bij een digitaal signaaltransmissiestelsel volgens de uitvinding mogelijk is om de woordsynchronisatiesignalen in één woord van de digitale signalen op te nemen en deze synchronisatiesignalen 5 van de eigenlijke informatiesignalen te onderscheiden. Dit kan bijvoorbeeld geschieden door als woordsynchronisatiesignalen impulsen te gebruiken, waarvan de irapulsduur of -breedte onderscheidbaar is van dié van de als informatiebits dienende impulsen.

10 Ter verduidelijking van het gebruik van impulsen met van dié vein de informatiebitimpulsen afwijkende impulsbreedte als woordsynchronisatiesignalen wordt het volgende opgemerkt. Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm worden als informatiesignalen NRZ-signalen met een periodeduur T gebruikt? 15 aangezien de impulsbreedte een geheel veelvoud van T bedraagt, kunnen als woordsynchronisatiesignalen 2-bits NRZ-signalen met een impulsbreedte van 1,5T worden gebruikt, welke voor de onmiddellijk aan ieder woordsynchronisatiesignaal voorafgaande signalen achtereenvolgens worden omgekeerd en niet-omgekeerd.

20 Ook is het mogelijk om voor de woordsynchronisatiesignalen verschillende andere formaten te gebruiken, zoals in figuur 6 is weergegeven. Bij de signaalformaten volgens figuur 6 worden de woordsynchronisatiesignalen WSD eveneens in de meer-bits-per-woord digitale signalen ingevoegd (zie A in figuur 6). In het 25 geval van het digitale signaal A bedraagt de bitduur T, doch de impulsduur kan andere waarden dan T hebben, afhankelijk van de wijze van uitdrukking van de informatiesignalen. Indien de informatiesignalen. bijvoorbeeld als NRZ-signalen (non-return-• to-zero) worden uitgedrukt, bedraagt de impulsduur een geheel 30 veelvoud van T, zodat de woordsynchronisatiesignalen WSD dan een impulsduur met een andere waarde dan een geheel veelvoud van T kunnen hebben, zoals bijvoorbeeld 0,5T of 1,5T, zoals respectievelijk bij B, E en F in figuur 6 is weergegeven. In het geval B in figuur 6 heeft het bit 31 de waarde "L", ter-35 wijl het bit 32 de waarde "H" of de waarde "L" heeft bij het verstrijken van iedere periode van 0,5T, waarbij deze beide bits als woordsynchronisatiesignalen WSD worden gebruikt. Bij E in figuur 6 heeft het bit 29 de waarde "L” en zijn de bits 8004723 - 15 - r* # & 30, 31 en 32 verdeeld in twee delen, die ieder bij het verstrijken van iedere periode met een duur van 1,5T hetzij de waarde "H", hetzij de waarde "L" hebben. Dit is hetzelfde als het geval, waarin het bit 29 bij de hiervoor beschreven uit-5 voeringsvorm de waarde "0" heeft, doch aangezien met een vast verdelingspatroon wordt gewerkt, verloopt de woordsynchroni-satiedetectie aanzienlijk makkelijker. In F van figuur 6 wordt alleen het bit 32 gebruikt, terwijl de ontkeer- en niet-orakeer-signaalwaarden van het bit 31 met een periodiciteit van 0,5T 10 afwisselend optreden. Ingeval van toepassing van FE-signalen of FM-signalen met een periodeduur van T als informatiesignalen kunnen, aangezien de impulsduur hetzij de waarde 0,5T, hetzij de waarde T heeft, de woordsynchronisatiesignalen WSD worden gevormd door de impulsen met een impulsduur van 1,5T te ge-15 bruiken.

Door toepassing van dergelijke woordsynchronisatie-signaien wordt de mogelijkheid verkregen om zowel de informatiesignalen als de woordsynchronisatiesignalen via een enkele transmissieleiding over te brengen, waarbij de woord-20 synchronisatiesignalen aan de ontvangstzijde van het stelsel duidelijk van de informatiesignalen kunnen worden onderscheiden, waardoor een correcte uitlezing van de informatie door bemonstering van de woordsynchronisatiesignalen mogelijk wordt.

25 De toepassing van het digitale signaaltransmissie- stelsel volgens de onderhavige uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen; de uitvinding kan eveneens gemakkelijk worden toegepast bij stelsels voor transmissie van niet alleen impulscodegemoduleerde audio-30 signalen doch ook van andere signaaltypen, zoals gedigitaliseerde versies van videosignalen. Voorts is het uiteraard mogelijk met woorden van niet slechts 32 bits te werken doch met woorden van een willekeurig ander aantal bits, zoals 16, 24, 64, enz. bits. De woordsynchronisatiesignalen kunnen niet 35 slechts door wijziging van de impulsduur of impulsbreedte van de informatiesignalen worden onderscheiden, doch ook door variatie van de fase of de amplitude van de signalen. De positie van hét woordsynchronisatiesignaal binnen een meer-bits- - 16 - woord kan bovendien op een willekeurig geschikte bitplaats worden gekozen, mits die plaats wordt vastgelegd en de mogelijkheid verschaft om de posities van de verschillende informatiebits van een woord te identificeren ten opzichte 5 van de vaste positie van het woordsynchronisatiesignaal binnen het woord.

Het zal derhalve duidelijk zijn, dat de uitvinding zich geenszins beperkt tot de in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen; verschil-10 lende wijzigingai kunnen in de beschreven elementen en in. -hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8004723

Claims (3)

1. Digitaal signaaltransmissiestelsel voor informatie" transmissie in serievorm, met het kenmerk, dat de woordsyn" chronisatiesignalen van ieder woord van de meer-bits-per-woord digitale signalen te zamen met informatiesignalen worden 5 overgebracht via een enkele transmissieleiding, waarbij de woordsynchronisatiesignalen aan de ontvangstzijde van het stelsel worden bemonsterd voor uitlezing van ieder informatie-bit van een woordsignaal op basis van het bemonsterde woord-synchronisatiesignaal.

2. Informatietransmissiestelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in ieder woord van de digitale signalen een van de informatiesignalen onderscheidbaar woordsynchro- . nisatiesignaal wordt opgenomen,

3. Signaaltransmissiestelsel volgens conclusie 1 of 15. 2, met het kenmerk, dat voor ieder woord van de meer-bits-per-woord digitale signalen een blokvlagbit wordt toegepast en dat transmissie van op basis van de blokvlagbits tot een blok samengevoegd, vast aantal woorden plaats vindt. 80 04 723