NO140158B - Koblingsanordning til omforming av et pulsflanke-datasignal til et amplityde-datasignal - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en koblingsanordning til å omforme et pulsflanke-datasignal hvis pulsflanker signaliserer binærverdier av data til et amplityde-datasignal hvis amplityder signaliserer dataenes binærverdier. Til formålet benyttes en taktgenerator som frembringer et taktsignal hvis periode er lik varigheten av de enkelte binærverdier. Den beskrevne omformning er f.eks. anvendelig innen rammen av et data-overføringssystem til dekoding av et signal på mottagningssiden.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi anvisning på en koblingsanordning som tjener til å omforme et pulsflanke-datasignal til et amplityde-datasignal og er uavhengig av hastigheten av dataene som skal overføres.

Ifølge oppfinnelsen innbefatter koblingsanordningen en pulsformer som på inngangssiden får pulsflanke-datasignalet tilført, og som over sin utgang avgir et rektangulært signal hvis kortvarige rektangelpulser koinsiderer med pulsflanke-datasignalets pulsflanker. Videre finnes et første og et annet bistabilt kipptrinn, hvert med

en setteinngang, en datainngang, en taktinngang og en utgang. Over de to kipptrinns utganger blir der avgitt signaler hvis binærverdier signaliserer de to stabile tilstander. Setteinngangen til første kipptrinn får det rektangulære signal tilført. Taktsignalinngangen til første kipptrinn får taktsignalet tilført, og dette første kipptrinn inntar den ene av sine to stabile tilstander når der opptrer en rektangelpuls av det rektangulære signal. Første kipptrinn inntar den annen av sine to stabile tilstander når rektangelpulser av det rektangulære signal mangler og en pulsflanke av taktsignalet foreligger ved trinnets taktinngang. Datainngangen til annet kipptrinn

er tilsluttet første kipptrinns utgang,og annet kipptrinns taktinngang får taktsignalet tilført. Annet kipptrinn inntar samme tilstander som første kipptrinn når en av flankene av taktsignalet opptrer, og over annet kipptrinns utgang blir amp1ityde-datasignalet avgitt.

Koblingsanordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at omformingen av pulsflanke-datasignalet til amplityde-datasignalet foregår uavhengig av hastigheten av dataene som skal overføres,fordi omformningen foretas på rent digital måte. Jo større hastigheten av dataene som skal overføres,er, jo raskere følger pulsflankene av pulsflanke-datasignalet gjennomsnittlig på hverandre, men jo raskere følger gjennomsnittlig også de kortvarige rektangelpulser av det rektangulære signal, og jo raskere blir de to kipptrinn drevet uten at man behøver å foreta betjeningsoperasjoner for å tilpasse koblingsanordningen etter forskjellige dataoverføringshastigheter.

Skal området av dataoverførings-hastigheter være relativt stort, er det hensiktsmessig å frembringe et rektangulært signal hvis rektangelpulser har steile pulsflanker og bare har kort varighet.

Et annet rektangulært signal kan med liten teknisk påkostning frembringes ved hjelp av et differensieringsledd og en ikke-ekvivalensport. Til formålet blir pulsflanke-datasignalet dels direkte og dels via differensieringsleddet, tilført enda en inngang til ikke-ekvivalensporten, og over dennes utgang avgis rektangelpulsene med steile flanker og kort varighet.

I det følgende vil utførelseseksempler på oppfinnelsen bli beskrevet under henvisning til tegningen. Elementer som er vist på flere figurer,er forsynt med samme henvisningsbetegnelser.

Fig. 1 er et blokkskjema for et dataoverføringssystem.

Fig. 2 viser mer utførlig en Schmitt-trigger som er vist skjematisk på fig. 1,såvel som en koblingsanordning til omformning av et pulsflanke-datasignal til et amplityde-datasignal. Fig. 3 viser enda mer utførlig en pulsformer som er vist skjematisk på fig. 2.

.Fig. 4 viser signaler som opptrer i dataoverføringssystemet

på fig. 1.

Det dataoverføringssystem som er vist på fig. 1, inneholder

på sendesiden en datakilde DQ, en koder COD, en taktgiver TG1 samt en modulator og sender SE. Signalene A, B, Tl er vist på fig. 4. Abscisseretningen refererer seg til tiden t. Signalet A represen-terer de data som skal overføres. Binærverdiene av datasignaler er

betegnet med 1 og 0. I det foreliggende eksempel avgir datakilden DQ således ordet 100011110.

Taktgeneratoren TG1 frembringer taktsignalet Tl, hvis

periode er lik varigheten av de enkelte bits slik disse er vist i sammenheng med signalet A. Taktsignalet Tl består av enkelte, rektangulære pulser hvis varighet er lik den halve varighet av en bit.

I koderen C0D blir signalet B frembragt i avhengighet av signalet A. I den forbindelse blir bare 1-verdien av signalet A

tatt i betraktning,fordi der for hver 1-verdi av signalet A skiftevis blir frembragt en positiv resp. negativ rektangelpuls av signalet B, mens der ikke tas hensyn til 0-verdiene av signalet A. F.eks. blir der som følge av den første 1-verdi av signalet A, kort før tidspunktet ti frembragt en rektangelpuls av signalet B med positiv polaritet. Kort før tidspunktet t4 begynner neste 1-verdi av signalet A, som får tilordnet en rektangelpuls av signalet B med negativ polaritet. De rektangelpulser av signalet B som så følger, signaliserer med sin skiftende polaritet de på hinannen følgende 1-verdier av signalet A. Denne form for koding og frembringelse av signalet B er i og for seg kjent og vil derfor ikke bli beskrevet mer utførlig.

Signalet B tilføres modulatoren og senderen SE,og over dennes utgang blir der via overføringsstrekningen UST på i og for seg kjent måte overført et basisbåndsignal. Det ville også være tenkelig å overføre signalet B med PCM-modulasjon på i og for seg kjent måte.

På mottagningssiden sitter en mottager EM, en Schmitt-trigger STR, en koblingsanordning SCH, en taktgiver TG2 og et datasluk DS. Signalene D, E, H, F, T2 er likeledes inntegnet på fig. 4. Mot-tageren EM avgir signalet D til Schmitt-triggeren STR. Terskel-verdiene Sl og S2 ligger symmetrisk om den strekpunkterte 0-linje.

I avhengighet av disse terskelverdier kobler Schmitt-triggeren STR

og avgir signalet E. F.eks. når signalet D på tidspunktet ti terskelverdien Sl, så der blir dannet en positiv flanke av signalet E. Denne verdi E=l blir opprettholdt frem til det tidspunkt t4 da signalet D når den annen terskelverdi S2. Verdien E=0 blir så opprettholdt fra tidspunktet t4 til tidspunktet t6 da signalet D igjen når den første terskelverdi Sl. På denne måte fremkommer signalet E, hvis pulsflanker alltid signaliserer binærverdien 1. O-verdiene og 1-verdiene blir likedan som ved signalet A overført innen rammen av et bitraster. Det skal antas at bitrasteret for signal E opptrer en ubetydelighet senere enn bitrasteret for signal A. Når det på

tidspunktene for bitrasterétfor signalet E opptrer en pulsflanke dreier det seg altså alltid om en 1-verdi og når det på tidspunktene i birasteret ikke opptrer noen pulsflanke, blir der signalisert en 0-verdi. Alt i alt blir der med signalet E signalisert samme ord 100011110 som med signalet A.

Med koblingsanordning SCH blir der fra signalet E avledet et signal H hvis binærverdier nu ikke lenger signaliseres med pulsflanker, men med amplitydetrinn. F.eks. blir den 1-verdi av signalet E som opptrer på tidspunktet ti, signalisert med den 1-verdi av signalet H som opptrer fra og med tidspunktet t2 til tidspunktet t3. Alt i alt formidler signalet H samme ord 100011110 som signalet E. Taktgiveren TG2 tilsvarer taktgiveren TG1 på sendesiden og leverer taktsignalet T2. De overførte data blir i form av datasignalet H tilført datasluket DS.

Fig. 2 viser utførlig Schmitt-triggeren STR og koblingsanordningen SCH. Schmitt-triggeren STR består av en operasjons-forsterker OP, motstander RI, R2, R3 og en kondensator Cl. Operasjonsforsterkeren har en invertert kanal hvis inngang er markert med et minustegn, og en ikke-invertert kanal hvis inngang er markert med et plusstegn. Utgangen fra Schmitt-triggeren er via motstanden RI tilsluttet den ikke-inverterte inngang. Koblingspunktene Pl og P2

er forbundet med henholdsvis den positive og den negative pol på en ikke vist spenningskilde. På sin inngangsside får Schmitt-triggeren som allerede nevnt, tilført det signal D som er vist på fig. 4, og over utgangen fra operasjonsforsterkeren OP avgis signalet E.

Koblingsanordningen SCH består av en pulsformer FOR og to kipptrinn Kl og K2. Med pulsformeren FOR frembringes ut fra signalet E det signal F som er vist på fig. 4,og hvis rektangulære pulser koinsiderer med pulsflankene av signalet E.

Kipptrinnene Kl og K2 har hver sin setteinngang a, hver sin datainngang b og hver sin taktinngang c. De to kipptrinn har hver sin utgang e. De signaler som avgis over disse utganger e,karakteri-serer de to kipptrinns stabile tilstander, som betegnes som henholdsvis O-tilstander og 1-tilstander. Med en 0-verdi eller 1-verdi ved utgangen e inntar vedkommende kipptrinn henholdsvis sin O-tilstand eller sin 1-tilstand. Med et 0-signal eller et 1-signal ved inngangen a blir vedkommende kipptrinn satt i henholdsvis sin O-tilstand eller sin 1-tilstand hvis det ikke allerede på forhånd inntok vedkommende tilstand. Med et 0-signal eller et 1-signal ved inngangen b bevirkes nu den tilsvarende O-tilstand resp. 1-tilstand av kipptrinnet, hvis de to kipptrinn ikke på forhånd inntok denne tilstand og der ved taktinngangen c opptrer en positiv pulsflanke. Ved koblingspunktene P3 og P4 foreligger stadig O-signaler.

Med signalene F=l på tidspunktene ti, t4, t6, t8, tlO blir kipptrinnet Kl bragt fra sin O-tilstand til sin 1-tilstand, så signalet G=l blir avgitt over utgangen e. Da det ved inngangen b stadig foreligger et 0-signal,blir kipptrinnet Kl hver gang med de positive flanker av signalet T2 på tidspunktene t2, t5, t7, t9, til satt tilbake i sin O-tilstand og avgir signalet G=0. Med signalet G=l og samtidig opptredende positive pulsflanker av signalet T2 på tidspunktene t2 og t5 fremkommer 1-tilstandene av kipptrinnet K2 og de positive flanker av signalet H. Da der ved inngangen a til kipptrinnet K2 stadig foreligger et 0-signal,blir kipptrinnet K2 på tidspunktet t3 samtidig med den positive flanke av taktsignalet T2 satt tilbake i sin O-tilstand. På tidspunktene t7, t9 og til skjer det ingen tilbakeføring av kipptrinnet K2 til O-tilstand,da 1-tilstanden blir opprettholdt med signalet G=l.

Signalet H blir på rent digital måte frembragt ut fra signalet E. Hvis bitrasteretfor signalet E og dermed hastigheten av 1-verdiene forandrer seg, forandrer også bitrasteretfor signalet H seg innen et vidt område uten at det behøves å foretas manuelle innstillinger for å ta hensyn til forskjellige hastigheter av de data som formidles med signalet E. Det forutsettes i den forbindelse at varigheten av rektangelpulsene av signalet F er kort i forhold til varigheten av en bit, f.eks. til tiden t6-t4. Varigheten av rektangelpulsen av signalet F kan f.eks. utgjøre 1/1000 av varigheten av en bit.

Fig. 3 viser et utførelseseksempel på pulsformeren FOR som

er vist skjematisk på fig. 2. Den innbefatter en motstand R4, en kondensator C2 og en ikke-ekvivalensport GT. Denne pulsformer utmerker seg ved åt den med liten teknisk påkostning frembringer et signal F som for det første har steile flanker og for det annet har rektangelpulser med meget kort varighet sammenlignet med varigheten av en bit. Porten GT avgir et signal F=l bare hvis de binærverdier som foreligger ved dets to innganger, er forskjellige. Motstanden R4 og kondensatoren C2 danner tilsammen et differensieringsledd som på hvert av tidspunktene ti, t4, t6, t8, tlO ved pulsflankene av signalet E frembringer en nålpuls. Ved inngangene til porten GT foreligger der bare under varigheten av disse nålpulser innbyrdes

forskjellige signaler,så de kortvarige rektangelpulser av signalet F=l blir frembragt. Med denne pulsformer kan der frembringes rektangelpulser av signalet F=l med en varighet på omkring 1/1000 av den korteste varighet av en bit.

Claims (3)

1. Koblingsanordning til omformning av et pulsflanke-datasignal hvis pulsflanker signaliserer binærverdier av data,til et amplityde-datasignal .hvis amplityder signaliserer dataenes binærverdier, omfattende en taktgiver som frembringer et taktsignal hvis periode er lik varigheten av de enkelte binærverdier, karakterisert ved at koblingsanordningen innbefatter en pulsformer (FOR) som på inngangssiden får pulsflanke-datasignalet (E) tilført, og som over sin utgang avgir et rektangulært signal (F) hvis kortvarige rektangelpulser (F=D koinsiderer med pulsflanke-datasignalets (E) pulsflanker,og ennvidere omfatter et første og et annet bistabilt kipptrinn (Kl resp K2) som hvert har en setteinngang (a) , en datainngang (b) , en "taktinngang (c) og en utgang (e) , og som over disse utganger (e) avgir signaler hvis binærverdier signaliserer de stabile tilstander av de to kipptrinn (Kl, K2), at det første kipptrinns (Kl) setteinngang (a) får det rektangulære signal (F) til-ført, at det første kipptrinns (Kl) taktinngang (c) får taktsignalet (T2) tilført og det første kipptrinn (Kl) inntar en av sine to stabile tilstander når der opptrer en rektangelpuls (F=l) av det rektangulære signal (F), at første kipptrinn (Kl) inntar den annen av sine to stabile tilstander når der ved manglende rektangelpulser (F=l) av det rektangulære signal (F) foreligger en pulsflanke av taktsignalet (T2) ved første kipptrinns (Kl) taktinngang (c), at første kipptrinns (Kl) utgang -er tilsluttet datainngangen (b) til annet kipptrinn (K2), at taktsignalet (T2) tilføres taktinngangen (c) til annet kipptrinn (K2), at annet kipptrinn (K2) inntar samme tilstander som første kipptrinn (Kl) når en av flankene av taktsignalet (T2) opptrer,og at amplityde-datasignalet (H) blir avgitt over utgangen (e) fra annet kipptrinn (K2) (fig. 2).

2. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pulsformeren (FOR) inneholder et differensieringsledd (R4/C2) og en ikke-ekvivalensport (GT) med to innganger og en utgang, at pulsflanke-datasignalet (E) dels direkte tilføres en inngang til ikke-ekvivalensporten (GT) og dels over differensieringsleddet (R4/C2) tilføres den annen inngang til ikke-ekvivalensporten (GT),og at det rektangulære signal (F) avgis over utgangen fra ikke-ekvivalensporten (GT) (fig. 3) .

3. Koblingsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at pulsformerens (FOR) utgang er forbundet med en inngang til taktgiveren (TG2),og at taktgiveren (TG2) synkroniseres med det rektangulære signal (F) (fig. 2).