SE465345B - Foerfarande och anordning foer att i ett telekommunikationssystem aaterskapa taktsignalen ur ett informationsbaerande bituppdelat pulstaag av nrz-typ - Google Patents

Description

i 465 345 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Den kända tekniken för återbildning av taktpulser ur det informationsbärande pulståget kräver en resonator för taktpulsfrekvensen av hög kvalité både i svängningskretsen och i PLL-kretsen. En sådan resonator är dyr och mäste vanligtvis trimmas vid montering. Alternativt kan ett SAW-filter utnyttjas, vilket dock är mycket dyrt.

Ett förfarande och en anordning enligt uppfinningen löser nämnda problem genom att ett kommuterande filter utnyttjas för återbildande av taktpulser ur det informationsbärande pulståget. Anordningen enligt uppfinningen utnyttjas i ett telekommunikationssystem, exempelvis i en telefonstation med en stations- klocka varvid pulståget har en frekvens motsvarande stationsklockans frekvens men godtyckligt fasläge. Anordningen innefattar, förutom en deriverande och en likriktande krets, nämnda kommuterande filter för âterskapande av taktpul- ser under de perioder som det informationsbärande pulståget inte innehåller nagra nivåskiften. Det kommuterande filtret innefattar ett flertal kondensato- rer samt en cyklisk omkopplare som i en cyklisk turordning kopplar kondensa- torerna till den i likriktaren likriktade signalen. Det kommuterande filtret ges en resonansfrekvens lika med stationsklockans frekvens vilket innebär att omkopplaren sekventiellt kopplar var och en av kondensatorerna till den likriktade signalen en gång per klockperiod. För varje klockperiod som en puls förekommer i den likriktade signalen så laddas en del av kondensatorerna upp och för varje klockperiod som inte innefattar någon puls så laddas de tidigare uppladdade kondensatorerna ur, varigenom det kommuterande filtret lämnar en kontinuerlig taktsignal som innehåller en puls per bit i det ursprungliga informationsbärande pulståget.

Det finns flera fördelar med att utnyttja ett kommuterande filter i enlighet med uppfinningen istället för en svängningskrets eller PLL-krets i enlighet med känd teknik. Resonansfrekvensen för det kommuterande filtret är inte beroende av de ingående komponenternas noggrannhet utan beror av stationsklockans noggrannhet. Komponenterna i det kommuterande filtret behöver därför inte ha en hög noggrannhet vilket gör filtret förhållandevis billigt. Filtret behöver inte heller trimmas. Ett kommuterande filter är dessutom lättare att integrera på kisel än tidigare nämnda kretsar enligt känd teknik. Slutligen har det kommu- terande filtret en mycket fördelaktig egenskap, nämligen att om NRZ-signalens .år 465 345 3 frekvens driver sakta så förskjuts laddningsfördelningen i filtret så att den genererade taktsignalen hela tiden är synkron med NRZ-signalen.

FIGURBESKRIVNING F örfarandet och anordningen enligt uppfinningen beskrivs närmare under hänvis- ning till figurerna.

Figur 1 visar anordningen enligt uppfinningen och figur 2 visar ett signalschema över hur anordningen påverkar en inkommande signal.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Föreliggande uppfinning avser ett förfarande och en anordning för att återvinna taktinformation ur ett informationsbärande bituppdelat pulstâg av NRZ-typ.

Förfarandet och anordningen återfinns i ett telekommunikationssystem, exem- pelvis i en telefonstation med en stationsklocka som bestämmer takten på utgående signaler. Till stationen inkommande signaler avviker normalt inte från denna takt, men fasläget är på grund av fördröjningar i ledningar helt slumpmässigt. I telefonstationen har ett informationsbärande pulståg av NRZ- typ således en frekvens motsvarande klockfrekvensen, men godtyckligt fasläge.

Avsikten med förfarandet enligt uppfinningen är att skapa en taktsignal som är synkron med det informationsbärande pulståget så att taktsignalens pulser kan användas som klockpulser vid avläsning av informationen i pulståget. Taktsigna- len skapas ur det informationsbärande pulstâget med hjälp av en anordning som visas i figur 1. Det informationsbärande pulståget benämns även pulstågssigna- len eller NRZ-signalen.

Anordningen innefattar en deriverande krets 10 för differentiering av pulstags- signalen l. Till utgången på den deriverande kretsen 10 är en likriktare ll kopplad för likriktning av signalen som levereras från den deriverande kretsen lÛ. Till utgången på likriktaren ll är ett kommuterande filter 12 anslutet för alstring av taktpulser under perioder när det inte förekommer några nivåskiften i den ursprungliga pulstågssignalen l. Det kommuterande filtret 12 avger en taktsignal 4 som levereras till en förstärkare 13 vilken är kopplad till filtret l2.

Slutligen innefattar anordningen en fördröjningskrets 14 vars ingång är kopplad '4e5 345 4 till förstärkarens 13 utgång. Fördröjningskretsen 14 avger på sin utgång en fördröjd taktsignal 6 som kan utnyttjas vid avläsning av informationen i det ursprungliga pulståget l.

I figur 2 visas ett exempel på en pulstågssignal l av NRZ-typ. Varje bit i signalen upptar en tidsperiod motsvarande stationsklockans klockperiod TC, eftersom NRZ-signalen har samma frekvens som stationsklockan. Pulstågssigna- lens l nivåskiften är i figuren överdrivet långsamma eftersom dessa utnyttjas för att generera nämnda taktsignal. Förfarandet för att skapa en taktsignal inleds med att pulståget l på i och för sig känt sätt differentieras i den deriverande kretsen 10. Den differentierade pulstågssignalen 2 innehåller pulser vid nivåväxlingar i det informationsbärande pulståget l, positiva pulser vid växlingar från låg till hög nivå och negativa pulser vid växlingar från hög till låg nivå. Därefter likriktas den differentierade pulstågssignalen 2 på känt sätt i likriktaren ll varvid de negativa pulserna omvandlas till positiva pulser i den likriktade pulstågssignalen 3. Den likriktade pulstågssignalen 3 innehåller pulser endast när den ursprungliga pulstågssignalen l skiftar nivå och för att skapa taktpulser även under de begränsade perioder när pulståget l inte ändrar nivå så matas det likriktade pulståget 3 till det kommuterande filtret 12.

Det kommuterande filtret 12 innefattar ett flertal kondensatorer CPNCN, en resistor R och en cykliskt fungerande omkopplare q som i en cyklisk turordning kopplar kondensatorerna till nämnda likriktade pulstågssignal 3 mellan motstån- det R och ingången på förstärkaren 13. Det kommuterande filtret l2 ges en resonansfrekvens som motsvarar stationsklockans frekvens varvid omkopplaren q funktionellt sett roterar ett varv under klockperíoden TC, dvs var och en av kondensatorerna Cl,...CN kopplas till den likriktade pulstågssignalen 3 en gång under klockperíoden. Om omkopplaren q vid klockperiodens början kopplar den likriktade pulstågssignalen exempelvis till den första kondensatorn Cl så kopplar den vid klockperiodens slut följdaktligen den likriktade pulstågssignalen till den Nzte kondensatorn CN. Det kommuterande filtret 12 släpper igenom signaler med bibehållen kurvform om dessa har en frekvens lika med eller nästan lika med filtrets resonansfrekvens, eftersom även harmoniska övertoner släpps igenom. Eftersom det likriktade pulståget 3 har samma frekvens som det kommuterande filtrets resonansfrekvens, kommer pulserna alltid att ladda upp samma kondensatorer i det kommuterande filtret 12. Endast en del av konden- 465 345 5 satorerna Cl,...CN laddas upp eftersom pulser endast förekommer under en del av periodtiden Tc. När puls saknas i den likriktade pulstågssignalen 3, dvs inget nivåskifte mellan två bitar i den ursprungliga signalen l, laddas tidigare uppladdade kondensatorer ur varvid pulser återskapas i en taktsignal 4 på ingången till förstärkaren 13. Den återskapade taktsignalen 4 innehåller därmed en taktpuls per bit i det ursprungliga pulståget l. För att laddning skall finnas kvar så länge som möjligt i kondensatorerna, så att flera pulser kan återskapas efter varandra, väljs det kommuterande filtrets tidskonstant N R C mycket stor relativt stationsklockans periodtid Tc. Eftersom medelvärdet av spännings- nivån på taktpulserna 4 från det kommuterande filtret 12 är hälften av pulsnivån i det likriktade pulståget 3 så innefattar anordningen även en förstärkare 13 i vilken taktpulserna 4 förstärks. På förstärkarens 13 utgång bildas därvid en förstärkt taktsignal 5, vilken ej är visad i signalschemat.

Taktsignalen 4 skall efter fasjustering utnyttjas för avläsning av informationen i det ursprungliga informationsbärande pulståget l. Den genererade taktsignalen 4 innehåller taktpulser vid varje bitskifte i pulståget l. Taktpulserna i takt- signalen 4 skall utnyttjas för att i varje enskilt bitintervall avläsa signalnivån i det ínformationsbärande pulståget l. För att utnyttja taktpulserna i den genererade taktsignalen 4 för att klocka av det informationsbärande pulståget 1 mitt i varje bit fördröjs den förstärkta taktsignalen 5 1800 i fördröjningskretsen 14 så att en fördröjd taktsignal 6, lämplig för avläsning, bildas. I figur 2 visar de streckade. linjerna att om avläsning sker vid de främre flankerna: av pulserna i den fördröjda taktsignalen 6 så avläsas pulsnivån mitt i varje bit i det informationsbärande pulståget l. Alternativt kan en roterande omkopplare för avläsning. realiseras 1800 ur fas med-den tidigare nämnda.

Beskrivningen har hittills utgått från att det ursprungliga pulståget l och således även det likriktade pulståget 3 har exakt samma frekvens som stations- klockans frekvens. Det kan emellertid inträffa att det informationsbärande pulstågets l frekvens driver något så att den till det kommuterande filtret 12 inkommande signalen avviker något i frekvens från den givna resonansfrekven- sen (vilken motsvarar stationsklockans frekvens). Därvid påverkas det kommu- terande filtret 12 på sådant sätt att laddningstillståndet hos kondensatorerna CPWCN långsamt förskjuts varvet runt så att det trots denna frekvensändring skapas en taktsignal 4 som hela tiden är synkron med NRZ-signalen l. Den 465 545 6 cykliska omkopplarens q cykeltid är hela tiden konstant och lika med stations- klockans periodtid. För att det kommuterande filtret 12 skall hinna med nämnda avvikelse i frekvens så att laddningsfördelningen hos kondensatorerna långsamt förskjuts, väljs ingående komponenter så att filtrets tidskonstant N-R'C blir mindre än kortaste tiden för en frekvensändring.

Det är även möjligt att utnyttja uppfinningen om NRZ-signalen har en helt annan frekvens än stationsklockans frekvens. Exempelvis kan NRZ-signalens frekvens vara dubbelt sä hög. Det kommuterande filtret ges då en resonansfrek- vens som motsvarar NRZ-signalens frekvens, varvid omkopplaren q får en cykeltid som motsvarar NRZ-signalens klockperiod. Omkopplaren q kopplar därvid, för varje period i NRZ-signalen, var och en av kondensatorerna Cl,...CN till pulstågssignalen 3. Det kommuterande filtret ges således alltid en resonans- frekvens som motsvarar NRZ-signalens frekvens.

I stället för att de negativa pulserna från differentieríngen likriktas till positiva pulser är det tänktbart att de positiva pulserna likriktas till negativa.

-Wv \\'-«_

Claims (7)

465 345 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för att i ett telekommunikationssystem återskapa taktpulser ur ett informationsbärande bituppdelat pulståg av NRZ-typ, varvid vid återskapan- de av taktpulser, det informationsbärande pulståget (1) differentieras så att den differentierade pulstågssignalen (2) innehåller positiva pulser när spänningsnivån i det informationsbärande pulståget växlar från låg till hög och negativa pulser när spänningsnivån växlar från hög till låg nivå, den differentierade pulstågs- signalen (2) likriktas varvid de negativa pulserna omvandlas till positiva pulser eller de positiva pulserna omvandlas till negativa pulser i den likriktade pulstâgsignalen (3) k ä n n e t e c k n a t därav att - ett kommuterande filter (12) ges en resonansfrekvens motsvarande det informationsbärande pulstågets frekvens - den likriktade pulstågssignalen (3) matas till det kommuterande filtret (12) som genererar taktpulser under de klockperioder som pulser ej förekommer i den likriktade pulstågssignalen varvid det kommuterande filtret (12) levererar en taktsignal (4) som innehåller en puls för varje bit i det informationsbärande pulståget (1).

2. Förfarande enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a t därav att nämnda taktsignal (4) fördröja varvid den fördröjda taktsignalen (6) kan utnyttjas för att mitt i varje bit i det informationsbärande pulståget avläsa signalnivån.

3. Anordning för att i ett telekommunikationssystem återskapa taktsignaler ur ett informationsbärande bituppdelat pulståg av NRZ-typ, nämnda anordning innefattar en deriverande krets (10) i vilken det informationsbärande pulståget (1) differentieras varvid en differentierad pulstågssignal (2) bildas, innehållande positiva och negativa pulser härrörande från det ursprungliga pulstågets nivå- skiften, nämnda anordning innefattar en likriktare (ll) för likriktning av den differentierade pulstågssignalen (2) så att de negativa pulserna omvandlas till positiva pulser eller de positiva pulserna omvandlas till negativa pulser i den likriktade pultågssignalen (3) k ä n n e t e c k n a d därav att för att återskapa taktpulser även under de begränsade perioder då det ursprungliga informations b 465 545 8 bärande pulstàget inte ändrar nivå för varje bit, nämnda anordning även innefattar ett kommuterande filter (12) med en resonansfrekvens som motsva- rar det informationsbärande pulstägets frekvens, till vilket kommuterande filter den likriktade pultâgssignalen (3) matas varvid det kommuterande filtret genererar en taktsignal (4) innehållande en puls per bit i det ursprungliga informationsbärande pultstàget (1).

4. Anordning enligt patentkrav 3 k än n e t e c k n a d därav att nämnda kommuterande filter (12) innefattar ett flertal kondensatorer (CPNCN) Samt en oyklisk omkopplare (q) som sekventiellt kopplar kondensatorerna till nämnda likriktade pulstägssignal (3) varvid omkopplaren har en cykeltid som motsvarar det informationsbärande pulstàgets klockperiod d v s omkopplaren q kopplar var och en av kondensatorerna till pulstàgssignalen en gäng för varje klockperiod så att under de klockperioder som pulser förekommer i den likriktade pulstàgs- signalen så laddas en del av kondensatorerna, alltid samma, upp och under de klockperioder som pulser ej förekommer i den likriktade pulstàgssignalen så laddas nämnda uppladdade kondensatorer ur sä att pulser skapas, varvid det kommuterande filtret genererar nämnda taktsignal (4) innehållande en puls per bit i det informationsbärande pulstàget(l).

5. Anordning enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a d därav att den cykliska omkopplaren (q) roterar i fas med stationsklockan.

6. Anordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d därav att för att läsa av det informationsbärande bituppdelade pulstäget mitt i varje bit nämnda anordning innefattar en cyklisk omkopplare för avläsning, realiserad 1800 ur fas med omkopplaren (q) i det kommuterande filtret (12).

7. Anordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d därav att nämnda anordning även innefattar en fördröjningskrets (14) för fördröjning av den gene- rerade taktsignalen (4) sa att denna kan utnyttjas för att läsa av det informa- tionsbärande bituppdelade pulstäget mitt i varje bit. e,