DK144549B - Kobling til faseregulering af et taktsignal - Google Patents

Description

(19) DANMARK

(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT <n) 144549 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5289/74 (51) lnt.CI.3 ^ OA L 7/02 (22) Indleveringsdag - 19. jun. 1974 (24) Løbedag 19· jun. 1974 (41) Aim. tilgængelig 21 . dec. 1974 (44) Fremlagt 22. mar. 1982 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag -(85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 20. jun. 1975, 2551601, DE

(71) Ansøger SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenc= hen 2, DE.

(72) Opfinder Heinrich _Sailer, DE: Gero ^chollmeier, DE.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bur eau.

(54) Kobling til faseregulering af et taktsignal.

Opfindelsen angår en kobling til faseregulering af et taktsignal, som frembringes under anvendelse af en oscillator og en frekvensdeler,og hvis fasebeliggenhed er variabel ved hjælp af et reguleringssignal, 0g hvormed der fastlægges af-tastningstidspunkter,hVor et impulsamplitudemoduleret signal over en overføringsstrækning tilføres en demodulator,og hvor der ud fra demodulatorens demodulerede signal under anvendelse af et aftastningstrin udvindes et datasignal, som til-ω føres en datamodtager.

^ Ved en kendt dataoverføringsfremgangsmåde bliver en datakildes data i et bitrasters tidsmæssige ramme tilført en sender i form af et basisbåndsignal og -i j- efter impulsamplitudemodulation overført over en overføringsstrækning til en pa modtagesiden anbragt demodulator. Som overføringsstrækning kan der eksempelvis ^ forefindes en telefonledning. Ud fra demodulatorens demodulerede signal afledes

O

2 U4549 der på modtagesiden under anvendeL se af et aftastningstrin et binærsignal, som repræsenterer de. sendte data. Det demodulerede signal bliver i aftastningstrinnet aftastet på aftastningstidspunkter, som er afhængige af et taktsignals fasebeliggenhed. Ved store løbetids- og/eller dæmpningsforvrængninger fremkommer der store lineære forvrængninger af det demodulerede signal, som kan bevirke en fejlagtig overføring af dataene.

Opfindelsen tager sigte på at angive en kobling til faseregulering af taktsignalet, ved hjælp af hvilken der ved et ringe teknisk opbud også kan tages hensyn til store lineære forvrængninger.

Hertil er en kobling af den indledningsvis omhandlede art ifølge opfindelsen ejendommelig ved,at det demodulerede signal og datasignalet tilføres et differenstrin,i hvilket der udvindes et differenssignal,hvis amplitude karakteriserer det demodulerede signals og datasignalets amplitudeforskel til aftastningstids-punkterne,at der med et differentiationstrin frembringes et stigningssignal,som karakteriserer stigningen af det demodulerede signal til aftastningstidspunkterne,at differenssignalet og stigningssignalet tilføres et multiplikations trin,som afgiver et multiplikativt signal,hvis amplitude er lig med produktet af amplituderne af differenssignalet og af stigningssignalet,og at det multiplikative signal tilføres et integrationstrin,som integrerer det multiplikative signal og afleder et tilsvarende integreret signal,der tjener som reguleringssignal.

Koblingen ifølge opfindelsen udmærker sig ved, at den kan fastlægge taktsignalets flanker og også aftastningstidspunkterne optimalt, selv hvis det demodulerede signals amplitudefejl er lig med den maksimale eller minimale nominalamplitude af det demodulerede signal.

Hvis der skal tages hensyn til særlig store lineære forvrængninger og tilsvarende store amplitudefejl i det demodulerede signal, er det hensigtsmæssigt, at datasignalet tilføres differenstrinnet over en modforvrænger, hvorhos modfor-vrængeren er indstillet således, at den modvirker overføringsstrækningens delvis lineære forvrængninger.

Koblingen ifølge opfindelsen er navnlig hensigtsmæssig ved anvendelse af partial-response-impulser.

Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere på grundlag af nogle udførelseseksempler under henvisning til tegningen, på hvilken ens genstande er forsynet med ens henvisningsbetegnelser i de forskellige figurer, og hvor fig. 1 viser et dataoverføringsanlæg, fig. 2 en udførelsesform for en synkroniseringsindretning, der kan anvendes i det i fig. 1 viste dataoverføringsanlæg, fig. 3 signaler, der optræder ved driften af det i fig. 1 viste dataoverføringsanlæg, fig. 4 en udførelsesform for det i fig. 1 skematisk viste aftastningstrin, og 3 144549 fig. 5 en udførelsesform for et trin til bestemmelse af det demodulerede signals stigning.

Fig. 1 viser en datakilde DQ, som afgiver data i form af et binærsignal, til hvis binærværdier der er knyttet to forskellige amplitudeværdier. De to binærværdier af binærsignalerne betegnes i det følgende med henvisningsbetegnelserne 0 og 1. Binærværdierne af det fra datakilden DQ afgivne binærsignal optræder 1 et bitrasters tidsmæssige ramme.

Binærsignalet fra datakilden DQ tilføres en sender SE, det omsættes frekvensmæssigt ved impulsamplitudemodulation, og det overføres til en demodulator DM på modtagesiden. Eksempelvis kan der til de enkelte binærværdier af det fra datakilden DQ afgivne binærsignal knyttes "partial-response*1-impulser. Som overføringsstrækning kan der eksempelvis forefindes en telefonledning.

Demodulatoren DM ophæver impulsamplitudemodulationens virkning og afgiver det demodulerede signal A. I et aftastningstrin AT aftastes det demodulerede signal A til aftastningstidspunkterne, som er afhængige af taktsignalet K. Dette taktsignal K udvindes under anvendelse af en synkroniseringsindretning SYN. Over aftastningstrinnet AT's udgang afgives datasignalet C til en datamodtager DS. Datasignalet C ligner i vidt omfang det fra datakilden DQ afgivne binærsignal. Som datamodtager DS kan der eksempelvis forefindes en fjern- skriver eller en dataskærm.

Hvis senderen SE får tilført et binærsignal fra datakilden DQ, er datasignalet C ligeledes et binærsignal. Hvis senderen SE imidlertid får tilført et signal, som antager flere amplitudetrin, antager også datasignalet G flere amplitudetrin, ved hjælp af hvilke de data, der skal overføres, karakteriseres.

Fig. 2 viser mere udførligt et foretrukket udførelseseksempel på synkroniseringsindretningen SYN, hvis virkemåde skal beskrives under henvisning til de i fig. 3 viste signaler. Abscisseretningerne i de i fig. 3 viste diagrammer refererer til tiden t.

Det i fig. 3 viste demodulerede signal A forløber i området for de to nominalværdier AO og Al. For neden i fig. 3 er indtegnet aftastningstidspunkterne ti, t2, t3, t4, t5, t6, t7 og t8, som fastlægges ved hjælp af taktsignalet k!s positive flanker. Det antages, at signalet A’s amplituder er fejlagtige på aftastningstidspunkterne tl-t8. Eksempelvis skulle den til af-tastningstidspunktet t2 optrædende amplitude A2 være lig med amplituden Al, og amplituden A4 skulle være lig med amplituden AO.

Det demodulerede signal aftastes til aftastningstidspunkterne tl-t8 ved hjælp af taktsignalet K, således at der først fremkommer et signal B og derefter et signal C. Amplituden af signalet B fra aftastningstidspunktet ti til aftastningstidspunktet t2 er lig med amplituden af signalet A til aftast- U4549 4 ningstidspunktet ti. På lignende måde er amplituden af signalet B fra aftastningstidspunktet t2 til aftastningstidspunktet t3 lig med amplituden A2. Til positive amplituder over den punkterede nul-linie for signalet B knyttes 1-vær-dier af signalet C, og til negative amplituder under den punkterede nul-linie for signalet knyttes nul-værdier af signalet C.

Signalet C karakteriserer de overførte data. Eksempelvis overføres der fra aftastningstidspunktet ti til aftastningstidspunktet t8 binærværdier 11100011. Det antages således, at den i fig. 1 viste sender SE får tilført et binærsignal, som ligner signalet C.

Signalerne A og C tilføres det i fig. 2 viste differenstrin DI, som i afhængighed af de til aftastningstidspunkterne tl-t8 optrædende amplituder af signalerne A og C afgiver differenssignalet D. Eksempelvis er amplituden Dl lig med differensen mellem den til aftastningstidspunktet t2 optrædende amplitude A2 og amplituden Cl.

Det demodulerede signal A tilføres desuden til et stigningstrin ST,i hvilket der udvindes et signal E, som karakteriserer stigningen af det demodulerede signal på aftastningstidspunkterne. I det foreliggende udførelseseksempel er der til karakterisering af stigningen kun taget hensyn til fortegnene. Man kunne også anvende den virkelige størrelse af stigningen.

På tidspunktet t2 er stigningen i punkt A5 positiv, således at signalet E i punkt El antager binærværdien 1. Til tidspunktet t4 er stigningen i punkt A6 negativ, således at signalet i punkt E2 antager binærværdien 0. Stigningen er på kendt måde afhængig af den vinkel, som tangenten i punkterne A5 henholdsvis A6 danner med den punkterede nul-linie A7.

Signalerne D og E tilføres til et multiplikationstrin MU, som danner produktet af amplituderne for signalerne D og E. Hvis der eksempelvis til amplituderne er knyttet tallene henholdsvis +1 og -1 i punkterne henholdsvis El og E2, multipliceres ved produktdannelsen signalet D's amplituder fra aftastningstidspunktet ti til aftastningstidspunktet t3 med faktoren +1, og de ændres derfor ikke. Fra aftastningstidspunktet t3 til aftastningstidspunktet t4 multipliceres signalet D's amplitude med faktoren -1, således at der ved en negativ værdi af signalet D’s amplitude fremkommer en positiv amplitude af det multi-plikative signal F.

Det multiplikative signal F tilføres et integrationstrin IN, hvorved der ved integration fremkommer et signal G. I et fortegnstrin VZ afledes i afhængighed af signalet G’s fortegn et signal H. Så længe signalet G således forløber over den punkteret indtegnede nul-linie, så længe antager signalet H binærværdien 1. Efter tidspunktet t5 forløber signalet G under den punkterede nul-linie, således at signalet H efter nulgennemgangen antager binærværdien 0.

5 146549

Under anvendelse af en oscillator OS og en frekvensdeler FT afledes der et taktsignal K. Delerforholdet for frekvensdeleren FT er variabelt i afhængighed af signalerne G og H. Hvis signalet H antager binærværdien 1, tilføjes der til en impulsfølge i frekvensdeleren FT desto flere impulser, jo større signalet G's amplitudebeløb er. På denne måde fremskyndes flankerne af taktsignalet K. Når signalet H antager binærværdien 0, undertrykkes der i frekvensdeleren FT desto flere impulser, jo større signalet G's amplitudebeløb er. På denne måde bliver taktsignalet K's flanker tidsmæssigt forsinket. Signalerne G og H er således reguleringssignaler, ved hjælp af hvilke taktsignalet K's flanker forskydes. Undertrykkelsen henholdsvis tilføjelsen af impulser i frekvensdeleren FT antages at være kendt i sig selv og er derfor ikke nærmere beskrevet.

Fig. 4 viser et udførelseseksempel på det i fig. 1 skematisk viste aftast-ningstrin AT. Det består af to operationsforstærkere 2 og 3, modstande 4, 5, en kondensator 6 og en felteffekttransistor 7. Felteffekttransistoren 7 bringes med taktsignalet K i den ledende tilstand til tidspunkterne tl-t8, således at signalet A over modstanden 4 tilføres en indgang på operationsforstærkeren 2. Over operationsforstærkeren 2's udgang afgives et modfaset signal dels til kondensatoren 6, dels til modstanden 5. Under anvendelse af modstandene 4 og 5 indstilles forstærkningsfaktoren 1, og under anvendelse af kondensatoren 6 oplagres signalet A's amplitude også under det tidsrum, hvor felteff ekttransistoren 7 er blokeret. På denne måde udvindes signalet B, som over udgangen på operationsforstærkeren 2 videregives til en indgang på operationsforstærkeren 3. Operationsforstærkeren 3 virker som et tærskelværditrin, hvis tærskelværdi repræsenteres ved den i fig. 3 ved signalet C viste nul-linie CO.

Ved henholdsvis positive og negative amplituder af signalet B afgives der over operationsforstærkeren 3's udgang et signal C med binærværdierne henholdsvis 1 og 0.

Hvis der skal regnes med meget store lineære forvrængninger, er det hensigtsmæssigt at anbringe en modforvrænger EN mellem udgangen på operationsforstærkeren 2 og indgangen på operationsforstærkeren 3, hvilken modforvrænger tager hensyn til den i fig. 1 viste overføringsstrækning UB's lineære forvrængning. Denne foranstaltning kan eksempelvis være hensigtsmæssig, hvis’ det i fig. 3 viste demodulerede signal A's fejl er større end beløbene Al henholdsvis AO.

Med en sådan modforvrænger forsinkes signalerne B og C. Med henblik på at tage hensyn til denne forsinkelse kan signalet A tilføres den i figurerne 1 og 2 viste synkroniseringsindretning SYN forsinket med et lignende beløb.

Fig. 5 viser mere tydeligt det også i fig. 2 viste stigningstrin ST. Det demodulerede signal A tilføres de to aftastningstrin 8 og 9, som bevirker en aftastning til to forskellige tidspunkter i aftastningstidspunkternes område. Eksem-