NO158398B - Kontrollorgan for koderegelkrenkelse for digitale signaler i ami-kode. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et kontrollorgan for koderegelkrenkelse for digitale signaler i AMI-kode.

Fra UA-A-3048819 er det allerede kjent et kontrollorgan for koderegelkrenkelse for digitale signaler i AMI-kode. Kombinasjonen av et kontrollorgan for koderegelkrenkelse og en regenerator for digitale signaler i AMI-kode er kjent fra EP-A-0044554 og EP-A-0044555. Kombinasjonen av kontrollorgan for koderegelkrenkelse av den i det følgende beskrevne art med en regenerator for AMI-kodede digitale signaler er omtalt i EP-A-00922215 som baserer seg på en samtidig, parallell søk-nad .

Ved overføring av digitale signaler er det nødvendig ved grensesnitt mellom forskjellige deler av overføringssystemet eller også mellom forskjellige overføringssystemer som f.eks. mellom kabelstrekninger og mellom retningsradiostrekninger,

å overvåke de digitale signaler på hyppigheten av opptredende feil. Foruten overvåkning av den kumulerte digitale sum blir det ved passende koding ofte kontrollert, om den nødvendige koderegel er overholdt. Dermed er der i et stort antall til-feller sikret en betryggende konstatering av feil. Et organ som kontrollerer krenkelse av koderegelen og anvendes for overvåkning av de digitale signaler, utgjør altså et ekstra apparat som innbygges i tillegg i et stort antall av overføringsinn-retninger ved skritthastigheter opptil noen 100 Mbaud og derfor foruten å betinge liten påkostning også må ha enkel oppbygning. Et ytterligere vesentlig krav til et slikt kontrollorgan består i at det skal være mulig å overvåke funk-sjonen av særlig kritiske deler ved en enkel test uten dermed å influere på overføringen av de digitale signaler.

For den foreliggende oppfinnelse foreligger altså den oppgave for digitale signaler med skritthastigheter opptil noen 100 MBaud å skaffe et organ som egner seg til å kontrollere koderegelkrenkelse, og som foruten å ha en enkel oppbygning og betinge liten påkostning lett lar seg integrere og også gir

en testmulighet.

Ifølge oppfinnelsen blir oppgaven løst ved

at der er anordnet en inngang for de digitale signaler

til hvilken der i serie er koblet en Schmitt-trigger, et forsinkelsesledd og en annen inngang til en feildetektor,

at feildetektoren inneholder en omkobler som styres av et Schmitt-triggerutgangssignal som er forsinket en skrittperiode i forhold til inngangssignalet, samt to terskelverdi-sammenlignere som aktiveres av omkobleren, og hvorav den ene gjennomfører en sammenligning av inngangssignalet med en nedre terskelspenning og den annen en sammenligning med en øvre terskelspenning for Schmitt-triggeren,

at der med kontrollorganets inngang er direkte forbundet en første inngang til feildetektoren,

og at der i tilfellet av koderegelkrenkelser til enhver tid kan uttas en feilpuls ved feildetektorens utgang, som tilsvarer kontrollorganets utgang. En strømsparende og derfor foretrukken videre utforming av oppfinnelsen fås ved

at feildetektoren inneholder en første og en annen transistor hvis emittertilslutninger er forbundet med hverandre og med en strømkilde,

at basistilslutningen til første transistor danner den annen inngang til feildetektoren,

at basistilslutningen til annen transistor er forbundet med en referansespenningskilde,

at denne annen transistors kollektortilslutning er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til en tredje og en fjerde transistor,

at kollektortilslutningen til første transistor er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til en femte og en sjette transistor,

at basistilslutningene til tredje og femte transistor danner første inngang til feildetektoren,■

at kollektortilslutningene til fjerde og femte transistor er forbundet med hverandre, med en utgangstilslutning og via en første motstand med et referansepotensial,

at kollektortilslutningene til tredje og sjette transistor er forbundet med hverandre, med en ytterligere utgangstilslutning og via en annen motstand med referansepotensial,

at basistilslutningen til fjerde transistor er forbundet

med en kilde for en nedre terskelspenning svarende til Schmitt-triggerens negative koblingsterskel,

og at basistilslutningen til sjette transistor er forbundet med en kilde for en øvre terskelspenning svarende til Schmitt-triggerens positive koblingsterskel.

Ytterligere foretrukne utforminger av kontrollorganet ifølge oppfinnelsen er angitt nærmere i patentkravene 3-6.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere

under henvisning til,tegningen.

Fig. 1 viser blokkskjemaet for kontrollorganet ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 er et pulsdiagram til fig. 1, og

fig. 3 er et detaljert koblingsskjerna for.den feildetektor som forekommer.i kontrollorganet på fig. 1.

På fig. 1 betegner E kontrollorganets inngang for de digitale signaler, hvor første inngang til en feildetektor FD samt inngangen til en Schmitt-trigger ST er tilkoblet. Schmitt-triggerens utgang er via et forsinkelsesledd VL forbundet med den annen inngang til feildetektoren FD. Feildetektoren har to ytterligere innganger Pl, P2 hvor der kan påtrykkes kontrollpulser til testing av feildetektoren. Feildetektorens utgang A utgjør samtidig kontrollorganets utgang, og ved konstaterte koderegelkrenkelser blir der til enhver tid frembragt en puls ved denne utgang A.

Kontrollorganet på fig. 1 er anordnet for å behandle AMI-kodede digitale signaler. Ved AMI-koden dreier det seg om en pseudoternær kode hvor det ene logikknivå tilsvarer 0 og det annet +1 eller -1, samtidig som en positiv puls alltid må etterfølges av en negativ og omvendt.

Til belysning av virkemåten av kontrollorganet på fig. 1 tjener pulsdiagrammet på fig. 2, som i øverste linje betegnet U_, viser det inngangssignal som opptrer ved inngangen E til kontrollorganet. I neste linje/ betegnet U^ er utgangssignalet fra Schmitt-triggeren ST vist. I samsvar med Schmitt-triggerens funksjon skifter dens utgangssignal fra logisk 0- til logisk 1-nivå såfremt inngangssignalet UE overskrider Schmitt-triggerens øvre. terskelverdi Ul. På tilsvarende måte skifter Schmitt-triggerens utgangssignal fra 1 til 0 når en negativ puls av inngangssignalet UE underskrider Schmitt-triggerens nedre koblingsterskel UO, som ligger i det negative spenningsområde. Avstanden mellom terskelverdiene Ul - UO svarer her til Schmitt-triggerens hysterese. Schmitt-triggeren virker altså her som pseudoternær amplitudedesisjons-ledd som frembringer utgangssignaler som opptrer i differanse-binærkode.

Schmitt-triggerens inngangs- og utgangssignaler tilføres feildetektoren FD. Feildetektoren består i prinsippet av tre passende sammenkoblede emitterkoblede differanseforsterkere, hvorav den første tjener som styrt omkobler for de to andre differanseforsterkere, som er koblet som terskelverdisammen-lignere. Omkobleren styres av Schmitt-triggerens utgangssignal, som er forsinket en skrittperiode i forhold til inngangssignalet. Den ene terskelverdisammenligner får en referansespenning svarende til Schmitt-triggerens nedre terskelspenning UO, mens der på den annen terskelverdisammenligner opptrer en referansespenning svarende til Schmitt-triggerens øvre terskelspenning Ul. Schmitt-triggerens utgangsspenning uA blir via forsinkelsesleddet VL i form av en logikkport, altså flere kjedekoblede invertertrinn, forsinket slik at summen av gang-tidene hos Schmitt-trigger og forsinkelsesledd svarer til en skrittperiode av de digitale signaler. Det forsinkede signal opptrer ved den annen inngang E2 til feildetektoren og vil i det følgende også bli betegnet som styresignal ug. Det er vist i tredje linje på fig. 2. Man ser her at Schmitt-triggeren ved en første positiv puls i inngangssignalet uE kobler til tilstanden u = 1. Under forutsetning av at pulsens varighet svarer til skrittperioden resp. varigheten av en bit, blir også styresignalet ug = 1 straks den positive inngangspuls er svunnet hen. Derved blir kontrollorganet aktivert for å identifisere ytterligere positive pulser som ikke ville stemme med koderegelen i inngangssignalet uE« En ytterligere positiv puls/ betegnet CV, fører dermed til opptreden av et feilsignal u„ ved kontrollorganets utgang A2. Kontrolltilstanden for positive pulser varer til slutten av første negative inngangspuls, hvormed Schmitt-triggeren blir koblet om til utgangssignal u^ = 0. Dermed er det altså også mulig å konstatere flere på hinannen følgende feilpulser uavhengig av hverandre og f.eks. fastslå dem tallmessig. En skrittperiode etter opptreden av første negative inngangspuls blir styresignalet

uc = 0, og dermed blir kontrollorganet styrt slik at det ved etterfølgende ytterligere negative inngangspulser hver gang avgir et feilsignal u^, = 1. I det foreliggende tilfelle ble en forlengelse av den negative inngangspuls identifisert som koderegelkrenkelse CV og en tilsvarende feilpuls frembragt, uten at inngangspulsene i .mellomtiden behøver å ha svunnet til 0.

Til utgangen A er der i det foreliggende tilfelle koblet en innretning til overføring av telemetridata, ved hvis hjelp feilpulsene blir formidlet til en sentral over-våknings stas jon.

Feilpulser behøver ikke bare å skyldes koderegelkrenkelser i det digitale signal. Således kan der også fore-komme en unøyaktig funksjon, f.eks. i feildetektoren, hvis referanse- resp. terskelspenning f.eks. forandrer seg ved temperaturinnflytelser. For å sondre feil som er oppstått i overføringsveien for de digitale signaler fra de feil som oppstår i selve feildetektoren, behøves en leilighetsvis kon-troll av feildetektoren FD. Til formålet har feildetektoren FD to innganger Pl, P2 hvor der kan påtrykkes kontrollpulser. Kontrollpulsene kan i så fall være frembragt lokalt, men kan også sendes av en tolkende sentral over den for videreiedning av feilpulsene innrettede overføringsstrekning til de enkelte kontrollorganer ved hjelp av en telemetriinnretning.

For innkobling av kontrollpulsene foreligger der flere muligheter. Den ene består i å innkoble kontrollpulser slik i feildetektoren at.signalet ved inngangen El til stadighet forblir under Schmitt-triggerens nedre terskelverdi UO. I så fall blir der for det tidsrom da styresignalet ug = 0, altså mellom opptreden av en.negativ inngangspuls og en positiv inngangspuls, utløst en feilpuls.

På tilsvarende måte kan kontrollpulsene innkobles slik at signalet ved inngangen El under varigheten av pulsen stadig forblir over øvre terskelverdi Ul. Da blir en feilpuls utløst for det tidsrom da tidssignalet uc = 1, altså etter opptreden av en positiv inngangspuls frem til opptreden av neste negative inngangspuls.

Enda en mulighet for innkobling av kontrollpulser består i å sette styresignalet ug = 0. Da frembringer hver negativ inngangspuls en feilpuls. Likeledes kan man sette styresignalet us = 1, så hver positiv inngangspuls frembringer en feilpuls i tilfellet av korrekt funksjon av feildetektoren.

På fig. 3 ses den detaljerte kobling for feildetektoren FD på fig. 1. Feildetektoren består i prinsippet av.tre passende sammenkoblede emitterkoblede differanseforsterkere. Første differanseforsterker dannes av to transistorer Tl og T2, annen differanseforsterker av transistorer T3 og T4 og tredje differanseforsterker av transistorer T5 og T6.

Emittertilslutningene til første og annen transistor Tl og T2 er forbundet med hverandre og via en strømkilde I med en negativ driftsspenning -Ub. Basistilslutningen til første transistor Tl utgjør annen inngang E2 til feildetektoren, mens basistilslutningen til transistor T2 er forbundet med en referansespenningskilde Ur. Basistilslutningene til tredje og femte transistor T3, T5 er forbundet med hverandre og med en tilslutning som utgjør inngangen El til feildetektoren på fig. 1, Basistilslutningen til fjerde transistor T4 er forbundet med en kilde som avgir en spenning svarende til nedre omkoblingsterskel UO for Schmitt-triggeren ST, mens basistilslutningen til sjette transistor T6 er forbundet med en kilde som avgir en spenning svarende til øvre omkoblingsterskel Ul for Schmitt-triggeren ST. Kollektortilslutningen til første transistor Tl er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til femte og sjette transistor T5 og T6, mens kollektortilslutningen til annen transistor T2 er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til tredje og fjerde transistor T3, T4. Kollektortilslutningene til fjerde og femte transistor T4, . T5 er. forbundet med hverandre, med en første utgangstilslutning Al og via en første motstand Ri med referansepotensial. Kollektortilslutningene til tredje og sjette transistor T3, T6 er likeledes forbundet med hverandre, med en annen utgangstilslutning A2 samt via en annen motstand R2 med referansepotensial. Utgangstilslutningene Al og A2 fører til enhver tid de til hinannen inverse pulser og kan derfor etter valg tjene som utgangstilslutning A2 i samsvar med fig. 1.

For å øke omkoblingshastigheten er det også mulig å til-føre basistilslutningen til annen transistor T2 den til styresignalet Ug inverse spenning ug istedenfor referansespenningen Ur. Hvis styresignalet ug f.eks. stammer fra den ene utgang fra en flipflop med komplementære utganger, kan det inverse styresignal uten ytterligere påkostning uttas fra den annen utgang fra denne flipflop og istedenfor referansespenningen Ur anvendes med til styring av feildetektoren.

Feildetektoren på fig. 3 representerer med henblikk på inngangen E og utgangen A en logikkobling hvis utgang kan anta de to tilstanden 0 og 1, og hvor.tilstanden.1 tilsvarer det høyere potensial. Ved hjelp av den differanseforsterker som dannes av første og annen transistor Tl og T2, blir styre-signalets logiske nivå konstatert ved sammenligning mellom styresignalet ug og referansespenningen Ur. Ved en styre-spenning ug = 0 leder transistoren T2 og mater den differanseforsterker som dannes av tredje og fjerde transistor med strømmen I. Dermed er nedre terskelverdi UO effektiv som referansespenning for inngangssignalet ved inngangen El. Underskrider inngangsspenningen i dette tilfelle denne terskelverdi 0, så sperrer tredje transistor T3, og der oppstår ved utgangen A2 et feilsignal up = 1 resp. ved utgangen Al et tilsvarende inverst pulssignal. Er styresignalet ug = 1, så leder første transistor Tl. I så fall går strømmen I via kollektoren hos første transistor Tl til den differanseforsterker som dannes av femte og sjette transistor., så den øvre koblingsterskel Ul for Schmitt-triggeren ST dermed virker som referansespenning for inngangssignalet. Et feilsignal ved ut-gangstilslutningen A2 blir frembragt når inngangsspenningen overskrider spenningen Ul, da transistoren T6 i dette tilfelle blir sperret.

I tillegg er to transistorer Til og T21 koblet parallelt med transistorene henholdsvis Tl og T2 på, emitter- og kollektor-siden. De to transistorer Til og T21 tjener til tilførsel av primærpulser, da deres basistilslutninger Pl og P2 tilsvarer tilslutningene for kontrollpulser på fig. 1.

Blir den påtrykte spenning ved tilslutningen Pl mer positiv enn styresignalet Ug = 1, går strømmen I stadig gjennom den differanseforsterker som dannes av transistorene T5 og T6. I dette tilfelle frembringer alle positive inngangspulser ved desisjonsleddets inngang tilsvarende feilpulser ved utgangen A2 så lenge den positive tilstand av signalet ved Pl varer. På tilsvarende måte bevirker et positivt signal ved tilslutningen P2 at strømmen I da går gjennom den differanseforsterker som dannes av transistorene T3 og T4.

Da frembringer alle negative inngangspulser feilpulser

uF = 1 ved utgangen A2.

Varigheten av de frembragte feilpulser svarer omtrent

til varigheten av pulsene i det digitale overføringssignal.

Ved overføringssystemer med meget høye overføringshastigheter fås derved meget korte feilpulser som det faller forholdsvis kostbart å overføre til sentralen og å tolke. Ved digitale signaler med meget høye bitrater er det derfor gunstig før overføringen å forlenge de frembragte feilpulser f.eks. med en monostabil vippe; idet man gir avkall på en nøyaktig konstatering av feilpulsenes antall, kan forlengelsen av pulsene dermed strekke seg over flere skrittperioder.

Claims (6)

1. Kontrollorgan for koderegelovertredelse ved. digitale signaler i AMI-kode, karakterisert ved at der er anordnet en inngang (É) for de digitale signaler hvor der i serie er tilkoblet en Schmitt-trigger (ST), et forsinkelsesledd (VL) og en annen inngang (E2) til en feildetektor (FD), at feildetektoren inneholder en omkobler (Tl, T2) styrt ved hjelp av et Schmitt-triggerutgangssignal som er forsinket en skrittperiode i forhold til inngangssignalet, samt to ters-kelverdisammenlignere (T3, T4; T5, T6) som aktiveres av omkobleren (Tl, T2) og hvorav den ene gjennomfører en sammenligning av inngangssignalet med en nedre terskelspenning (UO) og den annen sammenligning med en øvre terskelspenning (Ul) for Schmitt-triggeren (ST), at der med kontrollorganets inngang (E) er forbundet en første inngang (El) til feildetektoren (FD), og at der i tilfellet av koderegelkrenkelser til enhver tid kan tas ut en feilpuls. ved feildetektorens utgang (A), som tilsvarer kontrollorganets utgang.

2. Kontrollorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at feildetektoren (FD) inneholder en første og en annen transistor (Tl, T2) hvis emittertilslutninger er forbundet med hverandre og med en strømkilde (I), at første transistors (Tl) basistilslutning danner feildetektorens (FD) annen inngang (E2), at basistilslutningen til annen transistor (T2) er forbundet med en referansespenningskilde (Ur), at den annen transistors (T2) kollektortilslutning er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til en tredje og en fjerde transistor (T3, T41, at kollektortilslutningen til første transistor (Tl) er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til en femte og sjette transistor (T5, T6), at basistilslutningene til tredje og femte transistor (T3, T5) danner første inngang (El) til feildetektoren, at kollektortilslutningene til fjerde og femte transistor (T4, T5) er forbundet med hverandre, med en utgangstilslutning (Al) og via en første motstand (RI) med referansepotensial, at kollektortilslutningene til tredje og sjette transistor (T3, T6) er forbundet med hverandre, med en ytterligere utgangstilslutning (A2) og via en annen motstand (R2) med et referansepotensial, at basistilslutningen til fjerde transistor (T4) er forbundet med en kilde for den nedre terskelspenning (UO) svarende til Schmitt-triggerens (ST) negative koblingsterskel, og at basistilslutningen til sjette transistor (T6) er forbundet med en kilde for en øvre terskelspenning (Ul) svarende til Schmitt-triggerens (ST) positive koblingsterskel.

3. Kontrollorgan som angitt i krav 2, karakterisert ved at det er modifisert ved at basistilslutningen til den annen transistor (T2) er forbundet med en kilde som avgir et styresignal (ug) som er inverst til det styresignal (ug) som opptrer ved den annen inngang (E2).

4. Kontrollorgan som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at der for tilførsel av kontrollpulser er koblet to ytterligere transistorer (Til, T21) parallelt med henholdsvis første transistor (Tl) og annen transistor (T2) på emitter- og kollek-torsiden, og at der tilføres en av de to basistilslutninger (Pl, P2) til disse ytterligere transistorer (Til, T21) en spenning som overskrider Schmitt-triggerens (ST) øvre terskelspenning (Ul), eller en spenning som underskrider Schmitt-triggerens (ST) nedre terskelspenning (UO).

5. Kontrollorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at der som forsinkelsesledd (VL) er anordnet en logikkport.

6. Kontrollorgan som angitt i krav 1, karakterisert ved at der med feildetektorens (FD) utgang er forbundet en monostabil vippe.