Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer mit dem empfangenen Signal synchronisierten Taktim pulsfolge in einem Empfänger oder Repeater für telegraphische Synchronübertragung. Bei Synchronübertragung können Zeichenwechsel jeweils nur zu bestimmten Zeitpunkten auftreten, die voneinander einen konstanten Abstand haben.
Zum Empfang der Zeichen wird im Empfänger eine Taktimpulsfolge erzeugt, wobei der Impulsabstand gleich dem genannten konstanten Abstand ist. Dieser Impulsgenerator wird durch die Zeichenübergänge der empfangenen Impulsfolge synchronisiert.
Es sind Anordnungen bekannt, bei welchen aus den Übergängen der empfangenen Signale kurze Impulse abgeleitet und diese mit den durch einen Impulsgenerator erzeugten Impulsen in der Phase verglichen werden. Bei Phasenabweichun- gen wird ein Fehlersignal erzeugt, das die Frequenz des Impulsgenerators verstellt, bis die richtige Phasenlage wieder hergestellt ist.
Diese Anordnung ist zwar für Empfänger gut brauchbar, jedoch für Leitungsverstärker (Repeater), wie sie bei Übertragungsverfahren mit sehr hohen Impulsfrequenzen, z. B. bei PCM, in grosser Zahl Verwendung finden, sehr aufwendig.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Taktgenerator anzugeben, welcher einen wesentlich verringerten Aufwand benötigt Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine bistabile Schwellwertschaltung, deren Ausgang über ein RC-Glied auf den Eingang rückgekoppelt ist, derart, dass sie eine Rechteck- spannung abgibt, deren Frequenz ohne äussere Beeinflussung etwa gleich der Übertragungsfrequenz ist, und durch eine monostabile Kippschaltung, welche durch Signalübergänge ausgelöst wird und Reckteckimpulse erzeugt, deren Impulsdauer zwischen Einviertel- und Dreiviertel-Taktzeiten liegt, und durch einen Widerstand, welcher den Ausgang der monostabilen Kippschaltung mit dem Eingang der bistabilen Schwellwertschaltung verbindet.
Im folgenden wird anhand der Figuren eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung beispielsweise er läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Blockschaltung der Vorrichtung,
Fig. 2a-2e Spannungsverläufe, welche im Betrieb derselben auftreten.
In Fig. 1 ist 1 der mit der ankommenden Leitung verbundene Eingang, der ein Signal der Signalelementdauer T0 führt und mit dem Eingang eines Univibrators (einer monostabilen Kippschaltung) 2 verbunden ist, welche für jeden Signalübergang in einer bestimmten Richtung oder in beiden Richtungen einen Ausgangsimpuls der Dauer To/2 erzeugt.
3 ist eine Schmitt-Trigger-Schaltung, an deren Ausgang der Wert 1 auftritt, wenn der Eingang unter einen unteren Grenzwert fällt und an deren Ausgang der Zustand 0 auftritt, wenn die Eingangspannung über einen oberen Grenzwert steigt. Dabei ist die dem Wert 1 entsprechende Spannung positiver als die dem Wert 0 entsprechende.
Der Ausgang des Schmitt-Triggers ist über ein RC-Glied 4, 5 zum Eingang rückgekoppelt, so dass er als Kippschwinger wirkt, der am Ausgang 7 eine Rechteckspannung erzeugt, die die gewünschte Taktimpulsfolge darstellt. Ausser durch die Grenzwerte und die Ausgangsspannungen ist die Frequenz der Rechteckspannung nur durch die Zeitkonstante RC gegeben, sofern der innere Widerstand des Schmitt-Triggers als unendlich angesehen werden kann. Der Eingang des Schmitt-Triggers ist ausserdem über einen Widerstand 6, welcher in der Regel grösser ist als der Widerstand 4, an den Ausgang des Univibrators 2 angeschlossen, wodurch in noch näher zu beschreibender Weise die Schwingung des Rechteckgenerators synchronisiert wird.
Die Taktimpulsfolge wird in bekannter \Ni ise zum Erkennen und Regenerieren der Eingangssignale verwendet. Zu diesem Zweck ist der Ausgang des Schmitt-Triggers mit dem Auslöseeingang eines Flip-Flops 8 verbunden, der bei einem Übergang von 1 auf 0 an seinem Auslöseeingang auf die Stellung gebracht wird, die der Eingangsspannung auf Leitung 1 entspricht. Am Ausgang 9 dieses Flip-Flops wird das regenerierte Signal abgenommen.
Die Spannungszeitdiagramme der Fig. 2a-2e erläutern die Wirkungsweise der Schaltung. Fig. 2a zeigt das Eingangssignal mit der Signalelementzeit To. Der einzige gezeichnete Impuls dauert vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t5. Der O-l-Übergang des Signals bei t3 löst den Univibrator 2 aus; dieser erzeugt einen positiven Impuls der Länge Tod2, welcher von t3 bis t4 dauert (Fig. 2b).
Die Fig. 2c... 2e zeigen jeweils oben die Spannung am Eingang und unten in einem anderen Massstab die Spannung am Ausgang des Schmitt-Triggers 3. Dabei ist zu beachten, dass die Amplitude der Ausgangsspannung U4 wesentlich grösser ist als die der Eingangsspannung U3.
Die Ausgangsspannung U4 geht jeweils zu den Zeitpunkten tell, tal,, t15 bzw. t21, t23 usw. von 0 auf 1, zu den Zeitpunkten t12, t14 bzw. t22 usw. von 1 auf 0. Die Eingangsspannung hat einen steigenden Verlauf, wenn der Ausgang auf 1, einen fallenden Verlauf, wenn der Ausgang auf 0 ist. Nimmt man an, dass die Amplitude der Dreieckspannung U3 kleiner ist und in der Nähe von 0 liegt, dass die beiden Werte der Ausgangsspannung U4 gleichen Betrag, aber verschiedene Vorzeichen haben, so ist die Anstiegszeit gleich der Abfallzeit von U3, und U4 stellt eine symmetrische Rechteckspannung dar. Die Kippschwingung des Rechteckgenerators wird durch die Ausgangsspannung U2 des Univibrators nicht beeinflusst, wenn dieser auf 0 ist.
Ist er jedoch auf 1, so wird der Anstieg der Dreieckspannung U3 beschleunigt und der Abfall verlangsamt.
Bei einer bestimmten Lage des Impulses U2, so, dass er etwa zur Hälfte mit dem Anstieg, zur Hälfte mit dem Abfall von U3 zusammenfällt (Fig. 2c), heben sich seine Wirkungen auf den Anstieg und den Abfall aus und die Periodenlänge von U3 bleibt unverändert.
Geht der Rechteckgenerator jedoch vor im Vergleich zur Signalspannung (Fig. 2d), so ist die Zeit t,... t24, während der der Anstieg beschleunigt wird, kleiner als die Zeit ...... t4, während der der Abfall verlangsamt wird, wodurch sich eine Verlängerung der Periode und damit eine Verzögerung der Rechteckspannung ergibt. Das Gegenteil ist der
Fall, wenn der Taktimpulsgenerator nachgeht (Fig. 2e): Hier ist die Zeit t3... t34 zur Beschleunigung des Anstiegs wesentlich grösser als die Zeit34... t4 zur Verlangsamung des Abfalls, so dass eine Kürzung der Periode resultiert. In den Fig.
2d und 2e ist gestrichelt gezeichnet der Verlauf von U3 ohne Impuls U2 und ausgezogen mit dem Impuls U2. Auf diese Weise verschiebt sich die Phase des Taktgenerators, bis die Verhältnisse der Fig. 2c erreicht werden. Die Abta stung des Signals erfolgt mittels Flip-Flop 8 zur Zeit t,4.
Diese Zeit lässt sich mittels eines weiteren Schmitt-Triggers mit RC-Eingang ohne weiteres in die Mitte des Zeichenele ments verschieben.
Die günstigste Lage für die Impulse U2 ist gleich einer halben Taktzeit, jedoch arbeitet die Schaltung auch mit ande ren Impulslängen, wobei nur die Folgegeschwindigkeit bei
Frequenzänderungen und der Synchronisations- und Fangbe reich verkleinert wird.
Die Eingangsfrequenz kann auch ein Bruchteil oder ein
Vielfaches der Ausgangsfrequenz sein, wobei die Länge des
Impulses U2 stets etwa gleich der halben Ausgangstaktpe riode sein soll.
Eine solche Schaltung hat zur Voraussetzung, dass der nichtsynchronisierte Taktgenerator eine genügend konstante
Frequenz hat, so dass auch bei kurzzeitigem Ausbleiben des empfangenen Signals bzw. bei einem Signal ohne Übergänge zwischen beiden Zuständen sich die Phase der erzeugten Rechteckspannung nicht zu sehr gegen die Phase des Senders verschiebt, weil dies beim Wiedereinsetzen des Signals Übertragungsfehler zur Folge haben würde.
Ein derartiger frequenzkonstanter Taktgenerator kann mittels einer Schmitt-Schaltung gebaut werden, seidem derart tige Schaltungen ausführbar sind, die einen genügend hohen Eingangswiderstand haben und deren Ansprechschwellen nicht temperaturabhängig sind.