SE434448B - Sett och anordning for att extrahera periodiska taktsignaler fran en pcm-signal - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 7810200-1 2- man från synkroniseringssignalens position i den mottagna signa- len och från takten hos klockan som är placerad vid denna ände härleda om synkronism föreligger mellan sändarsidan och mottagarsidan. Om det visar sig, att detta ej längre är fal- let, måste synkronismen återvinnas vid mottagarsidan. Den mot- tagna signalen kan emellertid även innehålla vissa bitfel för- orsakade genom störpulser och liknande. Om således en synkro- niseringssignal ej tas emot korrekt eller i rätt signalposition vid mottagarsidan behöver inte alltid en förlust av synkronismen ha uppstått utan denna olägenhet kan även ha förorsakats av bitfel. I många av de kända systemen fastställes följaktligen förlusten av synkronismen först efter att några synkronsierings- signaler emottagits felaktigt. Därefter kan behandlingen av den mottagna signalen stoppas och sökningsfunktionen påbörjas. När den förväntade synkroniseringssignalen har påträffats i sig- jnalen kan synkronismen återvinnas med hjälp av positionen för denna synkroniseringssignal i signalen men av samma anledning som beskrivits härovan först efter att synkroniseringssignalen har mottagits några gånger. I sin enklaste form innehåller så- ledes återsynkroniseringsfunktionen en söknings- och en åter- vinningsfunktion. Enligt den kända tekniken kan en återsynkro- niseringsanordning omfatta en "fel"-räknare och en "rätt"-räk- nare, varvid en sökningsfunktion startas när "fel"-räknaren har nått ett visst läge och en återvinningsfunktion startas när "rätt"-räknaren har nått ett bestämt tillstånd. Sådana synkroniseringsmetoder och anordningar användes i stor ut- sträckning.

En olägenhet med den beskrivna synkroniseringsmetoden är att tiden mellan den felaktiga mottagningen av en synkro- niseringssignal och starten av àtervinningsfunktionen är relativt lång. Dessutom blir systemet mera känsligt för bit- fel om återvinningstiden är kort. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt och en enkel och billig anordning, som inte har dessa nack- delar. är Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstad- komma ett sätt och en anordning, som är mindre känslig för imitationer av synkroniseringssignalen i den mottagna signalen.

Uppfinningen är kännetecknad som framgår av patentkraven.

Uppfinningen förklaras närmare härnedan med hjälp av ett utförings- exempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka figur 1 visar ett exempel på strukturen av en mottagen datasignal, i vilken en synkroniseringssignal s är infogad efter varje bestämt antal databitar d, figur 10 15 20 25 50 55 40 7s102ou-1 3. 2 är ett blockschema över en anordning enligt uppfinningen, figur 3 visar en lämplig utföringsform av en beslutkrets enligt uppfinningen, figur 4 är ett funktionsschema över en synkroniseringsanordning enligt uppfinningen, figur 5 visar ett exempel på ett detaljerat kopplingsschema över en synkroniseringsanordning enligt uppfinningen och figur 6 är ett diagram, som visar som funktion av tiden data-, klock- och pulssignaler som matas till kopplingen enligt figur 5.

Figur l visar en del av en datasignal, i vilken bit- orden för data betecknas med "§", medan synkroniserings- bitarna betecknas med "s". Vid större enheter som ramar och multiramar kan synkroniseringssignaler betecknade med s utgöra ett helt bitord. Detta är inte av avgörande bety- delse för kretsens arbetsprincip som kommer att beskrivas härnedan. Strukturen av varje synkroniseringssignal och dess läge i signalen är kända vid mottagarsidan, så att för att fastställa närvaron och korrektheten av synkroni- seringssignalen blir det tillräckligt att jämföra den mot- tagna signalen med signalen som är registrerad i mottagaren vid det rätta ögonblicket.

Figur 2 visar ett blockschema över en anordning enligt uppfinningen, där en signalingång betecknas med l. Den in- kommande signalen matas till en buffert 2 och en klocka 5 härleder en klockpuls från signalen. Bufferten 2 har en förbindelse 4 med en jämförelsekrets 5, vars utgång 6 upp- visar en logisk "l" om den mottagna signalen motsvarar en referenssynkroniseringssígnal och vars utgång 7 uppvisar en logisk "l", om den mottagna signalen inte motsvarar referens- synkroniseringssignalen. Utgángarna 6 och 7 är förbundna med en beslutkrets 8, med vilken även är förbunden en pulsgene- rator 9 som användes för nämnda sökförlopp och en pulsgene- rator 10 för att alstra en synkroniseringspuls som är nöd- vändig för utrustningen som är efterkopplad. Pulsgeneratorn 9 tar emot en signal från klockan 5 och alstrar en puls efter varje bestämt antal mottagna bitar. Pulsen matas till beslut- kretsen 8 genom en ingång ll. Pulsgeneratorn 10 som även är förbunden med klockan 3 har en àterställningsingàng 15 som är förbunden med beslutkretsen 8 och en utgång 14 som även är för- bunden med utgàngen 15 hos synkroniseringsenheten för att mata 10 20 25 50 55 40 7810200-1 synkroniseringspulsen till utrustningen som följer.

När en korrekt synkroniseringssignal har mottagits under en viss tid föreligger synkronism mellan pulsgeneratorerna 9 och 10. Synkronismen kommer att störas så snart en felaktig synkroniseringssignal har mottagits och pulsgeneratorn 9 åter- ställes så snart nästföljande rätta synkroniseringssignal påträffats i den mottagna signalen. Detta innebär begynnelsen av sökförloppet. som kommer att fortsätta tills synkroniserings- signalen påträffats ett antal gånger efter varandra i den mot- tagna signalen. Sedan fastställer beslutkretsen 8 att puls- generatorns 9 takt är korrekt och synkroniserar pulsgeneratorn 10 med pulsgeneratorn 9.

Arbetssättet för bufferten 2, klockkretsen 5, komparator- kretsen 5 och pulsgeneratorerna 9 och 10 är allmänt känt och förklaras inte närmare. 0 Figur 5 visar en lämplig utföringsform av beslutkretsen 8 med ingångarna 6,7,ll och 14, utgàngarna 12,15 och 15, en första räknare l6 som har en klockingång, en återvinningsingång 18 och en utgång 19 motsvarande ett inställbart räknarvärde samt en andra räknare 20 som har en återvinningsingång 21, en klockingång 22, en nollutgång 25 och en utgång 24, motsvarande ett inställbart räknarvärde. Dessutom är kretsen försedd med OCH-kretsar 25,26,27,28,29,5O och 51 och med en ELLER-krets 52.

En logisk "l" kommer att uppträda på ingången ll när puls- generatorn 9 som hör till en sökkrets avger en puls. En "l" kommer att uppträda vid ingången 14 när pulsgeneratorn 10 av- ger en puls. Om vid ögonblicket.då synkroniseringspulsen upp- träder vid ingången 14 en korrekt synkroniseringssignal mot- tages (ingången 6 uppvisar en “l") kommer en "l" att uppträda genom OCH-kretsen 2? vid räknarens 16 klockingång 17 och räk- narens 16 innehåll kommer att ökas med "l". Efter varje puls från OCH-grinden 27 utför räknaren ett ytterligare steg tills det slutliga tillståndet har nåtts och detta slutliga till- stånd bibehålles. När man har uppnått räknartillståndet T2 kommer en "l" att uppträda vid utgången 19, varigenom en "l" matas genom grindarna 29 och 52 tillräknarens 20 återvinnings- ingång 21, så att en "l" uppträder vid utgången 25 och även ut- gången l2 intar "l" tillstånd. På detta sätt synkroniseras pulsgeneratorn 9 med pulsgeneratorn 10. När en inkorrekt sunkroniseringssignal påträffas i den mottagna signalen upp- 10 15 20 25 50 40 7810200-1 träder en "l" på ingången 7 så att vid uppträdandet av en "l" vid ingången l4 matas en "l" till räknarens återvinningsin- gång genom OCH-kretsen 28, varigenom nämnda räknare åter» ställas till nolltillstånd. Om under tiden pulsgeneratorn 9 har synkroniserats med pulsgeneratorn 10, kommer en "l" att uppträda samtidigt på ingångarna ll och 14, så att när en inkorrekt synkroniseringssignal mottages, matas en "l" genom grindarna 25 och 52 till räknarens 20 återvinningsingång 21 som till följd av detta återställes till nolltillstånd.

Sökningsförloppet.

När en korrekt synkroniseringssignal har påträffats i någon position av den mottagna signalen uppträder en "l" vid ingången 6 och en "l" matas till utgången 12 över grinden šO, så att pulsgeneratorn 9 återställes och pulsgeneratornerna 9 och 10 kommer ej längre att vara i synkronism. Pulsgenera- torn 10 fortsätter att mata synkroniseringspulser genom ut- gången l5 till den efterföljande utrustningen. Pulsgeneratorn 9 har startat sökningsförloppet. Båda räknarna har återställts till nolltillstând.

Mottagningen av den inkorrekta synkroniseringssignalen kan ha två orsaker: l. Synkroniseringsaignalen innehåller en eller flera felaktiga bitar. 2. Synkronismen har gått förlorad.

I fallet l kan man förvänta sig, att i ögonblicket då pulsgeneratorn lO alstrar en puls påträffas en korrekt synkro- niseringssignal. Räknarens 16 tillstånd kommer då att ökas med l genom grinden 27. Mottagningen av varje nästföljande synkroniseringssignal kommer att öka räknarens lå tillstànd med l tills tillståndet T2 har nåtts, varigenom en "l" kommer att uppträda vid utgången 19 och genom grindarna 29 och 32 även vid räknarens 20 återvinningsingång 21. Härefter kommer den härovan beskrivna proceduren att startas åter.

I fallet 2 finns två möjligheter: 2.1 Samtidigt med pulsgeneratorns 9 puls mottages vid ingången ll en inkorrekt synkroniseringssignal. Då återställes räknaren 20 till nolltillstànd genom grindarna 25 och 52 och när nästföljande korrekta synkroniseringssignal har mottagits uppträder en "l" vid utgången 12, så att pulsgeneratorn 9 återställes och sökningsförloppet i den mottagna signalen kommer 10 l5 20 25 50 55 7810200-1 att koncentreras till en annan position. 2.2 Samtidigt med pulsgeneratorns 9 puls påträffas vid ingången ll en korrekt synkroniseringssígnal, så att en "l" kommer att uppträda vid räknarens_2O klockingång genom grin- den 26 och tillståndet hos denna räknare ökas med ett. När detta läge har inträffat ett antal gånger efter varandra kom- mer räknaren 20 att nå tillståndet Tl. Nu har det visat sig, att den korrekta synkroniseringssignalen har mottagits vid tidpunkten då pulsgeneratorns 9 puls uppträder vid ingången ll, så att sökningsförloppet kan avslutas. Nu äger återvin- ningsförloppet rum då en "l" matas till utgången 15 genom grinden 51, varigenom pulsgeneratorn 10 återställes och syn- kroniseras med pulsgeneratorn 9.

Det framgår av det ovannämnda, att ett synkroniserings- fel signaleras endast när T2 inkorrekta synkroniseringssig- naler har mottagits och att detta fel korrigeras efter att Tl korrekta synkroniseringssignaler har mottagits. Detta innebär att värdet Tl måste vara större än värdet T2. Valet av vär- dena Tl och T2 är av betydelse för den optimala funktionen av synkroniseringen; Förhållandet mellan Tl och T2 är emeller- tid beroende av systemet.

Det är uppenbart att utförandet av den beskrivna kretsen inte är begränsad till det i samband med figur 5 beskrivna.

Genom att ersätta OCH-kretsarna och ELLER-kretsarna med andra logiska kretsar kan man uppnå samma resultat. Då sådana alter- nativ kan utarbetas i enlighet med allmänt känd teknik, be- handlas inte detta i denna beskrivníng. Dessutom bör anmärkas, att en krets av den ovan beskrivna typen är särskilt tack vare de många användningsmöjligheterna som den erbjuder och tack vare dess enkla konstruktion särskilt lämpad för använd- ning i form av en mikrokrets vid vilken räknarna 16 och 20 kan anslutas till yttre anslutningar för att kunna inställa värdena Tl och T2 i beroende av systemet.

Figur 4 är ett schema som visar sättet enligt uppfin- ningen.

Med hjälp av räknarnas 16 och 20 läge belyses förhål- landena härnedan. I lO 15 20 7810200-1 7 Tillstand ïššå::::d?g°S ïåàåâïâgdlgos Anmärkningar _ > Aon O _ T2 Al O 0 Räknarens lá A2 ' 4 Ta tillstànd :sme med l O A5 > O Räknarens 20 Cl 4 Ti ' tillstànd ökas med l 02 o > o R Tl _ Pulsgeneratorn Q synkroniseras med pulsgeneratorn 1* Bokstaven s anger att synkronseringssignalen påträffas vid ögonblicket då en puls uppträder vid pulsgeneratorns 10 utgång 14. Bokstaven e anger att synkroniseringssignalen påträffas vid ögonblicket när en puls uppträder vid pulsgeneratorns 9 utgång ll. Vid normal synkronism förblir systemet i tillstån- det AO. Detta anges medelst pilen s som återvänder till sin startpunkt; Det faktum att en korrekt synkroniseringssignal inte har mottagits vid dessa tidpunkter anges med E respektive E. Om synkroniseringssignalen en gång inte har mottagits vid den rätta tidpunkten kommer tillståndet Al att inträffa då räknaren 20 återställes till nolltillstànd. Detta innebär starten för sökfunktionen.

Det har redan tidigare nämnts att när en inkorrekt syn- kroniseringssignal har påträffats kan detta ha två anledningar, nämligen: ' l. Ett enkelt bitfel i synkroniseringssignalen. Näst- följande synkroniseringssignal kan då vara korrekt igen, vil- ket kommer att leda till tillståndet A2. 2. Synkronismen är störd. Efter att man har sökt under en viss tid påträffas en synkroniseringssignal av pulsgenera- 7810200-1 10 15 20 50 35 40 torn 9, varefter tillståndet Cl uppstår. Tillståndet bibe- hålles så länge synkroniseringssignalen påträffas vid tid- punkten som anges av pulsgeneratorn 9 men inte fler än Tl gånger. Efter att signalen har påträffats Tl gånger inträf- far tillståndet R i vilket pulsgeneratorn 10 synkroniseras med pulsgeneratorn 9. Så snart en nästföljande korrekt syn- kroniseringssignal har mottagíts kommer tillståndet A9 att inträffa. ~ I 9 Efter att en korrekt synkroniseringssignal har emottagit T2 gånger ändras tillståndet A2 åter till tillståndet AO. Vill- koret att T2 korrekta synkroniseringssignaler måste mottagas efter varandra är nödvändigt för att hindra anordningen att komma till vilotillstånd (AO), då ett antal bitar tillhörande meddelandesignalerna har tagits för synkroniseringssignaler en eller flera gånger. i vid tillståndet A2 finne fyra möjligheter: l. Synkroniseringssignalen har mottagits korrekt T2 gånger i följd, varefter tillståndet AO uppstår. 2. Ett enkelt bitfel uppträder, varigenom ett sökför- lopp påbörjas omedelbart. Synkroniseringssignalen påträffas emellertid varken vid tidpunkten som anges av pulsgeneratorn 9 eller vid tidpunkten som anges av pulsgeneratorn lO, vari- genom tillståndet G2 kommer att uppstå. Då det är fråga om ett enkelt bitfel återupprättas tillståndet A, om en synkro- niseringssignal mottages korrekt vid pulsgeneratorns 10 nästa puls. 5. Synkronismen går åter förlorad, vilket innebär att synkroniseringssignalen ej påträffas vid tidpunkterna som an- ges av pulsgeneratorerna 9 och lO, varigenom tillståndet G2 kommer att uppstå och följaktligen tillståndet Al, varefter den härovan beskrivna proceduren utföres. 4. Systemets synkronism går förlorad men en synkronise- ringssignal påträffas vid tidpunkten som anges av pulsgenera- torn 9. Detta kommer att leda till tillståndet.Cl.

Tillståndet A uppnås och lämnas som är angivet i schemat.

Detta tillstånd är ett mellantillstànd över vilket tillstànden Al och Cl åter kan nås efter att en synkroniseringssignal inte har påträffats vid tillståndet Cl vid någon av tidpunkterna som anges av pulsgeneratorerna 9 och 10 eller om ingen synkroniserings- signal har påträffats vid tillståndet R vid tidpunkten som anges 20 40 --.-.~-__...-..._._..,,....._......._.., _.. 7810200-1 av pulsgeneratorerna 9 och 10, vilka då är synkrona.

Figur 5 visar ett blockschema över en utföringsform av en synkroniseringsanordning enligt uppfinningen. Signalen som mottas genom ingången l innehåller en synkroniseringsbit för varje 8 bitar. Synkroniseringsbitarna har omväxlande värdet "l" eller värdet "O". Komparatorkretsen 5 jämför varje gång biten som kommer till ingången l med biten som registreras i skiftregistrets 2 åttonde position.

Figur 6 visar positionen inritad som funktion av tiden för ett antal signaler vid kretsen enligt figur 5, nämligen på rad a klockkretsens 3 utgàngssígnal på rad b datasignalen som anländer till ingången l, varvid bitarna angivna med Sl, S2 och S5 är synkrcniserings- bitar pà rad c signalen som uppträder vid skiftregistrets 2 signalutgång (figur 5) på rad d läget för pulssignalen vid pulsformningskretsens 25 (figur 5) utgång 54 (figur 5) på raderna e och F pulssignalerna vid utgångarna 6 v respektive 7 (figur 5) En puls kommer att uppträda vid utgången 6 om de två databitarne på raderna b och c är olika. En puls kommer att uppträda vid utgången 7 om de två databitarna på raderna b och c är lika.

Användningen av (figur 6, rad d) pulsformarens 53 puls är önskvärd för att undvika tvetydiga signaler som förorsakas av en ofullständig koinoidens av pulskanterna hos datasignalen och klocksígnalen. Pulsgeneratorerna 9 och 10 är här utförda i form av delningskretsar som utför en delning med åtta, då en undersökning om synkroniseringsbitarna överensstämmer eller icke behöver endast utföras en gång för varje åtta bitar. Vid denna utföringsform omfattar beslutkretsen 8 räknarna 16 och 204 tre negeringskretsar 59, 40 och 41, fyra NOR-kretsar 42, 45, 44 och 45, tre OCH-kretsar 28, 46 och 4? och tre NAND-kretsar 48, 49 och 50.

Efter beskrivningen av figurerna 2 och 5 är det inte nöd- vändigt med en ytterligare förklaring av anordningens funktion enligt utföringsexemplet, då de uppnådda resultaten är de- samma. OCH-kretsen 46 har infogats för att göra det möjligt att återställa pulsgeneratorn 10 på ett pålitligt sätt. Be- ,...._...._..... _.-. www., . - '7810200-1 10 träffande sin funktion motsvarar OCH-kretsen 47 OCH-kretsen 51 (figur 5). Kretsen som bildas av negeringskretsen 41 och NOR-grinden 45 som har för ändamål att åstadkomma att syn- kroniseringspulsen uppträder genom utgången 15 opåverkad av signalövergångar som ej sammanfaller fullständigt, behöver ej infogas i beslutkretsen 8 utan kan monteras utanför kretsen. I . _ Det är uppenbart, att beslutkretsen 8 kan utföras i många olika former utan att påverka kretsens funktion. Å

Claims (4)

10 15 25 30 35 ,, 7810200-1 Patentkrav

1. Sätt att extrahera periodiska taktsignaler från en periafiskt i en PCM ram uppträdande ramsynkroniserings- signal, varvid den inkommande bitföljden i ramsynkroni- seringssignalen jämförs med en given bitföljd, en första pulsgenerator i en första ramposition avger taktsignaler när ramsynkroniseringssignalerna uppträder i denna ram= position och varvid en andra pulsgenerator i en andra ramppsition alstrar taktsignaler när i denna andra ram~ position en bitföljd uppträder som motsvarar den givna bitföljden samt efter uppträdandet av ett minimital ef- ter varandra följande bitföljder enligt den givna bit- följden i den andra rampositionen, den första pulsgene- ratorn som avger taktpulserna synkroniseras till den andra pulsgeneratorn, k ä n n e t e c k n a t därav, att den andra pulsgeneratorn (9) återställs när antingen i den nästföljande andra rampositionen ingen ramsynkroniserings- signal påträffas eller när ett minimital (T2) ramsynkroni- seringssignaler har uppträtt efter varandra i den första rampositionen och att minimiantalet (T2) efter varandra uppträdæræ ramsynkroniseringssignaler i den första ram- positionen är mindre än minimitalet (T1) efter varandra följande ramsynkroniseringssignaler i den andra ramposi- tionen.

2. Anordning för utförande av sättet enligt patentkrav 1 med en räknare som vid uppträdande av en bitföljd i enlig- het med ramsynkroniseringssignalen nollställs utanför den normala (första)rampositionen och som vid varje ef- terföljande uppträdande av en dylik bitföljd i denna an- dra ramposition vidarestegas med ett tills den uppnår ett minimiantal av dylika efter varandra följande bitföljder och med en beslutkoppling som styrs av räknaren efter upp- nåendet av detta minimiantal och som synkroniserar den första pulsgeneratorns taktpulser till den andra puls- generatorns taktpulser k ä n n e t e c k n a d därav, 7810200-1 10 15 20 25 _. ._ i._____._... _-, ,_.._,._._.._. _, V att en ytterligare räknare (ï6) är anordead i beslut- kopplingen (8), vilken räknare vid uppträdandet av en bitföljd i enlighet med ramsynkroniseringssignalen i en andra ramposition ävenledes nollställs och som vid varje efterföljande uppträdande ramsynkroniseringssignalen i den första (hittillsvarande) rampositionen framstegas med ett tillsden uppnår ett minimiantal (T2) ramsynkroni- serigssignaler i den första rampositionen och att båda räknarna (20,16) är över logiska kopplingar på sådant sätt förbundna med varandra och med pulsgeneratorerna.(9,10), att den av räknarna (20,16) som först uppnår sin posi- I tion enligt minimiantalen (T1,T2), bestämmer om den för- handenvarande takten (T2) bibehâlles eller synkronise- ras till den erhållna nya takten (T1).

3. Anordning enligt patentkrav 2, .k ä n-n e t e c k - n a d odärav, att respektive räknare (16,20) nollställs när i den första respektive andra rampositionen ej finns någon mot ramsynkroniseringssignalen svarande bit- följd.

4. Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att räknaren (20) ävenledes nollställs när den ytterligare räknaren (16) har nått sin minimi- position (T1).