NO832373L - Generering av kvasitilfeldige sekvenser i ami-kode. - Google Patents

Description

Generering av kvasitilfeldige sekvenser i AMI- kode

Oppfinnelsen angår en anordning til å frembringe kvasi-tilf eldige sekvenser i AMI-kode, omfattende en generator for binære kvasitilfeldige sekvenser.

Overvåkning av overføringsstrekninger for digitale signaler skjer ofte ved at de overførte digitale signaler på enkelte steder av overføringsstrekningene blir overvåket på krenkelse av den koderegel som benyttes ved dannelsen av de digitale signaler. Disse koderegelkrenkelser må være oppstått ved feil i overføringen. En forutsetning for at koderegelkrenkelser skal kunne konstateres, er at der foreligger en redundant kode som gjør det mulig å detektere krenkelser av koderegelen. En kode som ofte anvendes ved overføring av digitale signaler, er den såkalte AMI-kode, hvor det dreier seg om en pseudoternær kode hvor på hinannen følgende ett-tegn overføres ved hjelp av pulser med skiftende polaritet, mens null-tegn er tilordnet nullnivå.

Et problem når det gjelder å overvåke overføringsstrek-ninger for digitale signaler ved å kontrollere disse signaler på koderegelkrenkelser, ligger i en leilighetsvis kontroll av de kontrollorganer for koderegelkrenkelse som inneholdes på bestemte steder i overføringsstrekningen. For denne kontroll behøves f.eks. AMI-kodede testsignaler som genereres lokalt som reaksjon på et signal som overføres i tillegg, og de AMI-kodede testsignaler behøves også ved sluttkontrollen efter fer-dig fremstilling av regeneratorene med kontrollorganene for koderegelkrenkelse.

Genereringen av AMI-kodede signaler skjer vanligvis ved

at der med utgangen fra en generator for testsignaler som foreligger i differanse-binærkode, er parallellkoblet en stikkledning som er kortsluttet ved enden, og hvis enkle signalgangtid tilsvarer halv bitvarighet av signalene som skal omformes. Ved refleksjon av en f.eks. positiv puls ved den kortsluttede ende av stikkledningen blir der frembragt et negativ puls som opptrer ved stikkledningens inngang en halv bits tid efter den positive puls. En slik form for generering av AMI-kodede signaler egner seg imidlertid ikke for å frembringe testsignaler,

da anvendelsen av en stikkledning gjør det nødvendig å overholde AMI-koderegelen, mens testsignalene må inneholde et bestemt antall koderegelkrenkelser.

Den foreliggende oppfinnelses oppgave består derfor i

å gi anvisning på en mulighet for å generere AMI-kodede testsignaler med et bestemt antall koderegelkrenkelser, samtidig som testsignalene for gjennomførelse av en optimal kontroll skal foreligge i form av kvasitilfeldige sekvenser.

Ifølge oppfinnelsen blir oppgaven løst ved at der med

en utgang fra den taktede generator for binære kvasitilfeldige sekvenser er forbundet en første inngang til en differanseforsterkeranordning og den ene inngang til en eksklusiv-ELLER-port, at den annen inngang til eksklusiv-ELLER-porten er forbundet med en styretilslutning,

at ekslusiv-ELLER-portens utgang via et forsinkelsesledd er forbundet med den annen inngang til differanseforsterkeranordningen,

at differanseforsterkeranordningen inneholder to emitterkoblede differanseforsterkere,

at den første av disse differanseforsterkere inneholder to npn-transistorer hvis emittere er forbundet med hverandre og, via en første strømkilde, med en tilslutning for den negative driftsspenning,

at første transistors basistilslutning er forbundet med første inngang til differanseforsterkeranordningen, og basistilslutningen til annen transistor med en referansespenningskilde,

at første transistors kollektortilslutning er forbundet med en utgang for det inverse utgangssignal og, via en første motstand, med differansepotensial,

at annen transistors kollektortilslutning er forbundet med en signalutgang og, via en annen motstand, med referansepotensial, at annen differanseforsterker inneholder en tredje og en fjerde npn-transistor hvis emittertilslutninger er forbundet med hverandre og, via en annen strømkilde, med den negative driftsspenning,

at tredje transistortilslutning er forbundet med annen transistors kollektortilslutning og fjerde transistors kollektortilslutning er forbundet med første transistors kollektortilslut-

ning, og

at fjerde transistors basistilslutning er forbundet med annen transistors basistilslutning og tredje transistors basistilslutning er forbundet med den annen inngang til differanseforsterkeranordningen .

Løsningen ifølge oppfinnelsen byr på en rekke fordeler, som særlig ligger i at anordningen alt i alt lett lar seg inte-grere og i forbindelse med en enkel oppbygning har lite strøm-behov.

Til å generere testsignaler som er undergitt kabeldemp-ning før de tilføres regeneratoren, går en videre utvikling av oppfinnelsen på grunn av den nødvendige effekt ut på at de to forbrukermotstander er erstattet med en eneste forbrukermotstand med forkoblet ledningstransformator,

at denne ledningstransformator består av to like lange dobbeltledninger,

at første dobbeltledning er viklet på en høypermeabel kjerne, og den første leder hos første dobbeltledning på den ene side er forbundet med utgangstilslutningen for det komplementære utgangssignal og på den annen side med differansepotensial,

at den annen leder hos første dobbeltledning er forbundet med referansepotensial over en første tilslutning som ligger nær første tilslutning til første leder, og via en annen tilslutning er forbundet med den felles forbrukermotstand samt med en annen tilslutning til første leder hos annen dobbeltledning,

at første tilslutning til denne første leder hos annen dobbeltledning er forbundet med utgangstilslutningen for utgangssignalet,

at de to tilslutninger til annen leder hos annen dobbeltledning er forbundet med referansepotensial, og

at tilslutningen til de enkelte ledere er anordnet ved de respektive ender av dobbeltledningene.

Ved en hensiktsmessig variant av anordningen ifølge oppfinnelsen for anvendelse ved lave frekvenser er forsinkelsesleddet realisert med en elektrisk koblingsanordning, særlig et taktet skiftregister.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser koblingsskjemaet for en anordning ifølge oppfinnelsen til generering av kvasitilfeldige sekvenser i AMI-kode, Fig. la viser en modifisert utformning for generering av utgangspulser som er kraftigere med hensyn til effekt, og

Fig. 2 viser et pulsdiagram for anordningen på fig. 1.

I utførelsen på fig. 1 inneholder anordningen til å generere kvasitilfeldige sekvenser i AMI-kode en generator PNG som tjener til å frembringe binære kvasitilfeldige sekvenser og får et taktsignal tilført over en tilslutning Cl. Til utgangen E fra generatoren PNG er der koblet en tilslutning til en eksklusiv-ELLER-port EXOR samt en første inngang El til en differanseforsterkeranordning. Differanseforsterkeranordningen inneholder to emitterkoblede differanseforsterkere hvorav den første inneholder en første og en annen npn-transistor Tl, T2 hvis emittertilslutninger er forbundet med hverandre og, via en strømkilde Il i form av en motstand, med en tilslutning for driftsspenningen -Ub. Kollektortilslutningen til første transistor Tl er forbundet med en utgangstilslutning A for det inverse utgangssignal samt via en første motstand RI med referansepotensial. Kollektortilslutningen til annen transistor T2 er forbundet med en utgangstilslutning A for det ikke inverterte utgangssignal samt via en annen motstand R2 med referansepotensial. Differanseforsterkeranordningens annen differanseforsterker inneholder en tredje og en fjerde npn-transistor T3, T4 hvis emittertilslutninger likeledes er forbundet med hverandre og via en strømkilde for strømmen 12 med en tilslutning f.or driftsspenningen -Ub. Kollektortilslutningen til tredje transistor T3 er forbundet med kollektortilslutningen til annen transistor T2, og kollektortilslutningen til fjerde transistor T4 er forbundet med kollektortilslutningen til første transistor Tl. Basistilslutningene til annen transistor T2 og fjerde transistor T4 er forbundet med hverandre og med en kilde for en referansespenning Ur som ligger mellom de to logiske nivåer for inngangssignalet.

Annen tilslutning til eksklusiv-ELLER-porten EXOR er forbundet med en inngang P som eksternt får tilført signaler hvormed koderegelkrenkelsene i den genererte AMI-kodede kvasitilfeldige sekvens skal utløses. Differanseforsterkeranordningens annen inngang E2, som tilsvarer basistilslutningen til tredje transistor T3, er forbundet med eksklusiv-ELLER-leddets utgangstilslutning over et forsinkelseslédd V. Dette forsinkelsesledd V er ved lave bitrater realisert med et elektronisk gangtids-ledd og ved høye bitrater med en ledning som er tilpasset med hensyn til sin bølgemotstand.

Funksjonen av koblingsanordningen på fig. 1 består gene-relt i at der med generatoren PNG for kvasitilfeldige sekvenser blir frembragt en binær kvasitilfeldig sekvens som tilføres differanseforsterkeranordningen dels direkte og dels i forsinket form ved hjelp av eksklusiv-ELLER-leddet og forsinkelsesleddet. Den samlede forsinkelse i eksklusiv-ELLER-leddet og forsinkelsesleddet tilsvarer her et bittidsrom hos de binære signaler som frembringes av generatoren PNG. I differanseforsterkeranordningen skjer der en omformning av den kvasitilfeldige binære sekvens til en AMI-kodet kvasitilfeldig sekvens som kan uttas direkte ved utgangstilslutningen A eller i invers form ved utgangstilslutningen A.

Da binære signaler har vært frembragt av generatoren PNG, kan signalene ved inngangene El og E2 til differanseforsterkeranordningen anta de logiske tilstander 0 og 1, hvorav tilstanden 1 er tilordnet det høyere potensial. Som første kombinasjon av de binære signaler kan fås det tilfelle at det logiske nivå ved første inngang El ligger på verdien 1, mens nullnivået foreligger ved den annen inngang E2. Dette fører til et positivt ett-nivå ved utgangstilslutningen A. I et annet tilfelle kan logisk ett-nivå opptre på den annen inngang E2, mens nullnivået foreligger på den annen inngang El. Isåfall fremkommer ved signalutgangen A nivået for -1. Er signalene ved de to innganger El og E2 begge lik 0 eller lik 1, fås i begge tilfeller logisk nullnivå ved signalutgangen A. I en kobling svarende til fig. 1 svarer negativt ett-nivå ved signalutgangen A til laveste og positivt ett-nivå til høyeste potensial.

I det førstnevnte tilfelle at der ved første inngang El opptrer logisk ett-nivå og ved annen inngang E2 logisk nullnivå, leder transistorene Tl og T4, så både strømmen II og strømmen 12 flyter gjennom første motstand RI, mens annen motstand R2 forblir tilnærmet strømløs og der på den derfor opp trer maksimalt potensial og dermed tilstanden +1. Opptrer null-potensial på inngangen El og ett-potensial på inngangen E2, leder på tilsvarende måte de to transistorer T2 og T3, så begge strømmene flyter gjennom annen motstand R2 og der på den og dermed på signalutgangen A opptrer laveste potensial svarende til -1-nivå. Er begge inngangssignalene på logisk nullnivå, leder transistorene T2 og T4, så der flyter like store strømmer gjennom de to motstander RI og R2, og det midlere potensial svarende til nullnivået opptrer ved signalutgangen A. Denne tilstand fås også når ett-nivået foreligger ved begge innganger, da transistorene Tl og T3 isåfall leder og der likeledes flyter tilnærmet like strømmer gjennom de to motstander Ri og R2.

Forsinkelsesleddet V har en forsinkelse svarende til varigheten av en bit av de binære signaler. Hvis der på utgangstilslutningen E til generatoren PNG for pseudotilfeldige sekvenser opptrer et signal i differansebinær kode, så opptrer dette signal praktisk talt samtidig på første inngang El og en bit-tid senere på annen inngang E2 og fører til tilsvarende omkobling av differanseforsterkeranordningen. Et potensialskift, f.eks. fra 0 til 1 ved tilslutning E, fører dermed umiddelbart til et posi^. tivt ett-nivå ved utgangstilslutningen A og en bit-tid senere til et signal med negativt ett-nivå ved denne tilslutning. Hvis generatoren PNG for pseudotilfeldige sekvenser frembringer binære kvasitilfeldige sekvenser, så fører også disse til kvasitilfeldige sekvenser som opptrer i AMI-kode ved utgangstilslutningen A. En ombytning av de to inngangstilslutninger El og E2 fører likedan som en ombytning av de to utgangstilslutninger A og A til et inverst utgangssignal.

Over tilslutningen P kan der tilføres eksklusiv-ELLER-leddet EXOR enkelte pulser som fører til en invertering av det logiske nivå som opptrer ved den annen inngangstilslutning E2. På fig. 2 er der i øvere linje vist en binær pulssekvens i NRZ-format avgitt av generatoren PNG for pseudotilfeldige sekvenser ved tilslutningen E. I midtre linje på fig. 2 ses det signal som opptrer ved annen inngang E2 til differanseforsterkeranordningen. Det viser seg at dette signal tilsvarer utgangssignalet fra generatoren for pseusotilfeldig sekvenser, riktignok med en forskyvning på varigheten av en bit. I nederste linje ses det pseudoternære signal som opptrer ved utgangstilslutningen A. I midtre linje er der stiplet antydet en inversjon In som ble frembragt med en inngangspuls på tilslutningen A i det signal som opptrer på inngangstilslutningen E2. Mens der i fravær av denne inversjon ville opptre logisk ett-nivå på begge innganger El og E2 til differanseforsterkeranordningen og der dermed ville bli frembragt logisk nullnivå ved utgangstilslutningen A, blir der på grunn av inversjonen ved inngangstilslutningen A frembragt logisk nullnivå så der ved utgangstilslutningen A blir frembragt logisk ett-nivå som følger etter en logisk ett-puls og dermed representerer en koderegelkrenkelse CRV. Det viser seg altså at der ved inversjon av en enkelt bit i eksklusiv-ELLER-leddet opptrer en koderegelkrenkelse på utgangssiden.

Blir flere direkte på hinannen følgende bits invertert,

kan antallet av koderegelkrenkelser være lavere enn antallet av innblendede inversjoner. Således opptrer f.eks. ved inversjon av to direkte på hinannen følgende bits gjennomsnittlig bare 50% av feilene i utgangssignalet som koderegelkrenkelser^ „ Koderegelkrenkelsenes antall blir lavere fordi der ved inverter-ingen bl.a. også ble omformet to på hinannen følgende tilstander i AMI-kode, f.eks. +1/-1 resp. -1/+1 til tilstanden 0/0. De feil som inneholdes i den kvasitilfeldige sekvens som avgis på utgangssiden, ytrer seg i dette tilfelle ikke som koderegelkrenkelser. Blir flere enn to direkte på hinannen følgende bits invertert, blir den relative andel hvormed disse feil. opptrer som koderegelkrenkelser, ytterligere redusert.

For overføring av de kvasitilfeldige sekvenser i AMI-kode med innblendede koderegelkrenkelser via en tilsluttet ledning behøves en større utgangseffekt enn for en testdrift i en mellom-stasjon. For dette tilfelle er der på fig. la vist en variant av utførelseseksempelet, inneholdende en ledningstransformator. Denne i og for seg kjente ledningstransformator er oppbygget

som symmetrisk-usymmetrisk ledningstransformator med overset-ningsforhold 4:1. Ledningstransformatoren inneholder to like lange dobbeltledninger Ltl og Lt2, hvorav den første Ltl er vik-

let på en høypermeabel kjerne. Den første leder i første dobbeltledning Ltl har ved sin ene ende en første tilslutning som er forbundet med tilslutningen A for det inverse utgangssignal, mens den annen tilslutning til første leder er forbundet med referansepotensial. Den første tilslutning til den annen leder hos den første dobbeltledning Ltl sitter nær første tilslutning til første leder og er forbundet med referansepotensial, mens annen tilslutning til denne leder er forbundet med første tilslutning til annen dobbeltledning Lt2 og, via en felles forbrukermotstand RV, med referansepotensial. Annen tilslutning til første leder hos annen dobbeltledning Lt2 er forbundet med tilslutningen A for utgangssignalet, mens annen leder hos annen dobbeltledning Lt2 ved begge sine endepunkter er koblet til referansepotensial. På den side av ledningstransformatoren som vender mot differanseforsterkeranordningen, ligger inngangene til ledningene i serie, mens ledningenes utganger er koblet parallelt på den usymmetriske side, som vender mot forbruker-motstanden. En økning av utgangseffekten fås ved at de effekt-verdier som i utførelseseksempelet på fig. 1 opptrer separat på de to motstander RI og R2, her står til rådighet ved én utgangstilslutning. I tillegg til denne sammenfatning av effekt-verdiene fås en opptransformasjon av den usymmetriske forbrukermotstand RV, som f.eks. kan være en efterkoblet koaksialkabel med en bølgemotstand på 75 Ohm, i forholdet 4:1 for lastmot-standene RI og R2, som ligger symmetrisk med hensyn på gods.

En ytterligere effektøkning ved hjelp av ledningstransformatoren fås ved at kollektorspenningen for de tilkoblede transistorer kan tilføres uten vesentlig fall i likespenning.

En ytterligere økning av utgangseffekten i forbindelse

med bedret flankesteilhet av de frembragte signaler er mulig ved at differanseforsterkeranordningens to differanseforsterkere påstyres i mottakt under sløyfning av referansespenningskilden. Videre er en bedring av flankesteilheten mulig ved at transis-torenes kollektorkapasitet, som i det foreliggende tilfelle er øket ved parallellkoblingen av to kollektorer, blir kompensert ved en serieinduktivitet i kollektorkretsen.

Claims (3)

1. Anordning til å frembringe kvasitilfeldige sekvenser i AMI-kode, omfattende en generator for binære kvasitilfeldige sekvenser,karakterisert ved at den første inngang (El) til en differanseforsterkeranordning og den ene inngang til en eksklusiv-ELLER-port (EXOR) er forbundet med en utgang (E) fra den taktede generator (PNG) for binære kvasitilfeldige frekvenser, at eksklusiv-ELLER-portens annen inngang er forbundet med en styretilslutning (P), at eksklusiv-ELLER-portens utgang er forbundet med differanse-forsterkeanordningens annen inngang (E2) via et forsinkelsesledd (V), at differanseforsterkeranordningen inneholder to emitterkoblede differanseforsterkere, at den første av disse differanseforsterkere inneholder to npn-transistorer (T1,T2) hvis emittere er forbundet med hverandre og, via en første strømkilde (II), med en første tilslutning for en negativ driftsspenning (-Ub), at første transistors (Tl) basistilslutning er forbundet med differanseforsterkeranordningens første inngang (El) og annen transistors (T2) basistilslutning er forbundet med en referansespenningskilde (Ur), at første transistors (Tl) kollektortilslutning er forbundet med en utgang (A) for det inverse utgangssignal og, via en første motstand (RI), med referansepotensial, at annen transistors (T2) kollektortilslutning er forbundet med en signalutgang (A) og, via en annen motstand (R2), med referansepotensial , at annen differanseforsterker inneholder en tredje og en fjerde npn-transistor (T3,T4) hvis emittertilslutninger er forbundet med hverandre og, via en annen strømkilde (12), med den negative driftsspenning (-Ub), at tredje transistors (T3) kollektortilslutning er forbundet med annen transistors (T2) kollektortilslutning, og fjerde transistors (T4) kollektortilslutning er forbundet med første transistors (Tl) kollektortilslutning, og at fjerde transistors (T4) basistilslutning er forbundet med annen transistors (T2) basistilslutning og tredje transistors (T3) basistilslutning er forbundet med differanseforsterkeranordningens annen inngang (E2).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de to forbrukermotstander (R1,R2) er erstattet med en eneste forbrukermotstand (RV) med forankoblet ledningstransformator, at denne ledningstransformator består av to like lange dobbeltledninger (Ltl,Lt2), at første dobbeltledning (Ltl) er viklet på en høypermeabel kjerne og denne dobbeltlednings første leder er forbundet på den ene side med utgangstilslutningen (A) for det komplementære utgangssignal og på den annen side med referansepotensial, at første dobbeltlednings (Ltl) annen leder via en første tilslutning, ble liggende nær første tilslutning til første leder, er forbundet med referansepotensial og via en annen tilslutning er forbundet med den felles forbrukermotstand (RV) samt med en annen tilslutning til annen dobbeltlednings (Lt2) første leder, at første tilslutning til denne første leder hos annen dobbeltledning er forbundet med utgangstilslutningen (A) for utgangssignalet, at de to tilslutninger til annen dobbeltlednings annen leder er forbundet med referansepotensial, og at de enkelte lederes tilslutninger er anordnet ved endene av de respektive dobbeltledninger (Ltl,Lt2).

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert vedat forsinkelsesleddet (V) er realisert med en elektronisk koblingsanordning, særlig et taktet skiftregister.