NO831368L - Kontrollorgan for koderegelkrenkelse for digitale signaler i ami-kode. - Google Patents

Description

Kontrollorgan for koderegelkrenkelse

for digitale signaler i AMI-kode

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

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 Schraitt-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 terskelverdisammenlignere som aktiveres av omkoblere^ 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 få,s 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 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 spenning svarende til Schmitt-triggerens negative koblingsterskel,

og at basistilslutningen til sjette transistor er forbundet med.en kilde for en spenning sva,rende 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 +1- og det annet -1-nivå, 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 UE, 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-trig- : gerens funksjon skifter dens utgangssignal fra. logisk 0- til logisk 1-nivå såfremt inngangssignalet UEoverskrider Schmitt-triggerens øvre. terskelverdi Ul. På tilsvarende måte skifter Schmitt-triggerens. utgangssignal fra 1 til 0 når en negativ puls av inngangssignalet UEunderskrider, Schmitt-triggerens nedre koblingsterskel U0, som . ligger i det negative spenningsområde. Avstanden mellom terskelverdiene Ul- U0 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 terskelverdisammenlignere. 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 u 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 styresignalUg. Det er vist i tredje linje på fig. 2. Man ser her at Schmitt-triggeren ved en første positiv puls i inngangssignalet u„ kobler til tilstanden uA= 1. Under forutsetning av at pulsens varighet svarer, til skrittperioden resp. varigheten av en bit, blir også styresignaletUg = 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 uFved kontrollorganets utgang A2. Kontrolltilstanden for positive pulser varer til. slutten av ..første negative inngangspuls, hvormed Schmittrtriggeren blir koblet om til utgangssignal-.. iiA = 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 u_ = 0, og dermed blir kontrollorganet styrt slik at det ved etterfølgende ytterligere negative inngangspulser hver gang avgir et feilsignal uF= 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 dev.digitålé 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 U0. I så fall blir der for det tidsrom.da styresignalet u = 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. tidssignale.t ug = 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 U0 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-triggéren 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 ref eransepotensial.- 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 styresignaletUg 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 iig = 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. u„ r = 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-trlggeren 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 tøa.trånsistorer Til og T21 koblet parallelt med transistorene henholdsvis Tl.og T2 på emitter- og kollektorsiden. 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 uc = 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

u„ r ="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. ved en monoflop; idet man gir avkall på en nøyaktig konstatering av feilpulsenes antall, kan forlengelsen av pulsene dermed strekke seg over flere skrittperioder.

Claims (6)

o

1. Kontrollorgan for koderegelovertredelse ved digitale signaler i AMI-kode, karakterisert ved

at der er anordnet en inngang (E) 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 f eildetektoren .inneholder en omkobler (.(Tl, T2) styrt ved hjelp av et Schmitt-triggerutgangssignal som er forsinket en skrittperiode i forhold til.inngangssignalet, samt to terskelverdisammenlignere (T3, T4; T5, T6) som .aktiveres av omkobleren og hvorav den ene gjennomfører en sammenligning av inngangssignalet med en nedre terskelspenning (UO) og den annen en 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) kollektorti.lslutning er forbundet med de sammenførte emittertilslutninger til en tredje og en fjerde .transistor (T3, T41,

at kollektortilslutningen til. første trans.is.tor (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 referansepotensial,

at basistilslutningen til fjerde transistor (T4) er forbundet med en kilde for en spenning (UO) svarende til Schmitt-triggerens (ST) negative koblingsterskel,

og at basistilslutningen til sjette transistor (T6) er forbundet med en kilde for en spenning (Ul) svarende til Schmitt-triggerens (ST).positive koblingsterskel.

3. Kontrollorgan som angitt i krav 2, karakteris ert ved at basistilslutningen til 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 kollektorsiden,

og at der tilføres en av de to basistilslutninger (Pa, P2) til disse ytterligere transistorer (T11,.T21) en spenning som.overskrider Schmitt-triggerens (ST) øyre omkoblingsterskel (Ul), eller en spenning som.underskrider. Schmitt-triggerens (ST) nedre koblingsterskel .(UO).

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

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