DE1295628B

DE1295628B - System for pulse regeneration during the transmission of pulse-shaped information

Info

Publication number: DE1295628B
Application number: DE1967ST026982
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans; Marko
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1969-05-22

Description

Zur Übertragung von pulsförmigen Informationen (z. B. PCM, PPM) sind bereits Systeme bekannt, bei denen die an der Sendestelle angelegten Impulse in gewissen Abständen durch Regenerativverstärker wieder neugeformt und in die richtige Phasenlage gebracht werden. Üblicherweise werden die Regenerativverstärker über das Kabel ferngespeist. Für die Zuführung und Trennung der Fernspeisung von den Nachrichten ist eine Fernspeiseweiche erforderlich, die meist recht groß und aufwendig ist. Die Regenerativverstärker bestehen bei den bekannten Systemen aus vielen Halbleiterbauelementen und sind somit ebenfalls aufwendig. Damit werden auch noch besondere Verstärkergehäuse für die Aufnahme der Regenerativverstärker notwendig.For the transmission of pulse-shaped information (e.g. PCM, PPM) are already known systems in which the impulses applied to the transmission point in re-formed at certain intervals by regenerative boosters and into the correct one Phased are brought. Usually the regenerative boosters are over the cable is powered remotely. For the supply and separation of the remote power supply from the Messages a remote feeder is required, which is usually quite large and complex is. In the known systems, the regenerative amplifiers consist of many semiconductor components and are therefore also complex. This also makes special amplifier housings necessary for the absorption of regenerative enhancers.

Es ist weiterhin eine Leitung für die Übertragung elektrischer Nachrichtenimpulse bekannt, die aus in Reihe geschalteten Impulsregenerationseinrichtungen besteht. Jede Impulsregenerationseinrichtung enthält ein Speicherelement, daß durch eine Spannungsquelle aufgeladen wird und parallel dazu einen Schalter, der bei Empfang eines Impulses einen Kurzschlußimpuls erzeugt, der der nächsten Regenerationseinrichtung als Eingangsimpuls zugeführt wird. Eine solche Leitung ist nur für kurze Strecken einzusetzen.It is also a line for the transmission of electrical message pulses known, which consists of series-connected pulse regeneration devices. Each pulse regeneration device contains a storage element that by a Voltage source is charged and, in parallel, a switch that works when receiving of a pulse generates a short-circuit pulse that the next regeneration device is supplied as an input pulse. Such a line is only for short distances to use.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Impulsregenerierung bei der Übertragung von pulsförmigen Informationen, bei dem im Verlauf der Übertragungsleitung Speicherelemente durch eine angelegte Gleichspannung aufgeladen werden und in Abständen elektronische Schalter eingefügt sind, die bei Empfang eines Impulses einen Kurzschlußimpuls erzeugen, der zum nächsten Regenerationselement übertragen wird, zu schaffen, das für die Übertragung von Informationen über längere Strecken verwendbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei Verwendung eines Zweileiterkabels als Übertragungsleitung definierte Kabelabschnitte als Speicherelemente verwendet werden.The invention is based on the object of a system for pulse regeneration in the transmission of pulse-shaped information, in which in the course of the transmission line Storage elements are charged by an applied DC voltage and at intervals Electronic switches are inserted that generate a short-circuit pulse when a pulse is received that is transferred to the next regeneration element to create the can be used for the transmission of information over longer distances. this is achieved according to the invention that when using a two-wire cable cable sections defined as a transmission line are used as storage elements will.

Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß auf den Einsatz besonderer Speicherelemente verzichtet werden kann und die Regenerationselemente dadurch einfacher im Aufbau werden.This results in the advantage that special on the use Storage elements can be dispensed with and the regeneration elements are therefore simpler be under construction.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind zur gerichteten Ausbreitung der Impulse bei den Schaltern Sperrmittel für eine Richtung angeordnet.According to a further embodiment of the invention are for directed propagation of the pulses at the switches, locking means for one direction are arranged.

Gemäß einer weiteren Ausbildung werden als Schalter monostabile Halbleiter-Schaltstufen verwendet.According to a further embodiment, monostable semiconductor switching stages are used as switches used.

Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung des Systems, F i g. 2 eine erweiterte Darstellung des Systems nach F i g. 1, F i g. 3 das Zeitverhalten eines zweipoligen Schalters, F i g. 4 das Zeitverhalten eines dreipoligen Schalters, F i g. 5 die Schaltung eines Regenerationsverstärkers, F i g. 6 eine weitere Ausbildung eines Regenerativverstärkers, F i g. 7 einen Regenerativverstärker mit Entzerrer, F i g. 8 einen Regenerativverstärker mit zusätz- i licher zeitlicher Regenerierung und F i g. 9 die Speisung eines Systems.The invention will now be illustrated with reference to the drawings Embodiments explained in more detail. It shows F i g. 1 is a schematic representation of the system, FIG. 2 shows an expanded representation of the system according to FIG. 1, F i G. 3 the time behavior of a two-pole switch, FIG. 4 the time behavior of a three-pole switch, FIG. 5 the circuit of a regeneration amplifier, F i g. 6 shows a further embodiment of a regenerative booster, FIG. 7 a regenerative booster with equalizer, FIG. 8 a regenerative amplifier with additional time Regeneration and fig. 9 feeding a system.

In der F i g. 1 ist eine Übertragungsstrecke dargestellt, über die von B nach E impulsförmige Informationen übertragen werden sollen. In der Empfangsstelle E wird über eine Induktivität L eine Gleichspannung U angelegt, und das Kabel K wird dadurch aufgeladen. Die Dioden D sind für diese Ladespannung in Durchlaßrichtung gepolt. Wird jetzt in der Sendestelle B ein Impuls, der durch einen Kurzschluß des Einganges Ein dargestellt wird, über den Kondensator C an das Kabel angelegt, so spricht der erste Schalter St auf diese Spannungsabsenkung an und schließt seinerseits die Leitung kurz. Durch diesen Kurzschluß wird die Spannung zum vollständigen oder nahezu vollständigen Zusammenbruch gebracht. Der als monostabile Halbleiter-Schaltstufe aufgebaute Schalter ist hier zur Vereinfachung der Darstellung nur als Kontakt gezeichnet.In FIG. 1 shows a transmission path over which pulse-shaped information is to be transmitted from B to E. In the receiving point E, a direct voltage U is applied via an inductance L, and the cable K is charged as a result. The diodes D are polarized in the forward direction for this charging voltage. If a pulse, which is represented by a short circuit of the input A , is now applied to the cable via the capacitor C in the transmission point B, the first switch St responds to this voltage drop and in turn short-circuits the line. As a result of this short circuit, the voltage is brought to a complete or almost complete breakdown. The switch, which is constructed as a monostable semiconductor switching stage, is shown here only as a contact to simplify the illustration.

Die Wirkung des Kurzschlusses breitet sich jetzt über das Kabel aus und erreicht dann über die Diode D, die in Durchlaßrichtung gepolt bleibt, den Schalter S2, der auf die Spannungsabsenkung anspricht und seinerseits einen Kurzschluß erzeugt. Es erfolgt dabei gleichzeitig die Impulsregenerierung. Durch den Kurzschluß wird die Diode D in Sperrrichtung gepolt, so daß sich der regenerierte Impuls nur in Richtung zur Empfangsstelle E ausbreiten kann. In gleicher Weise wird der Impuls auch durch die weiteren Schalter regeneriert und kann dann über einen Kondensator C am Ausgang A abgenommen werden. Das Zeitverhalten eines als Zweipol ausgebildeten Schalters ist in F i g. 3 dargestellt. Die Spannung ohne Einsatz des Schalters ist gestrichelt dargestellt. Wenn die Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat, schaltet die monostabile Schaltstufe die Leitung kurz und läßt die Spannung zusammenbrechen. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit öffnet der Scahlter wieder, und die Spannung steigt wieder bis zur gestrichelten Kurve an.The effect of the short circuit now spreads over the cable and then reaches the switch via the diode D, which remains polarized in the forward direction S2, which responds to the voltage drop and in turn generates a short circuit. The pulse regeneration takes place at the same time. The short circuit will the diode D polarized in the reverse direction, so that the regenerated pulse is only in Direction to the receiving point E can spread. In the same way is the impulse also regenerated by the further switch and can then be via a capacitor C at output A. The time behavior of a trained as a two-pole Switch is shown in FIG. 3 shown. The voltage without using the switch is shown in dashed lines. When the voltage has reached a certain value, it switches the monostable switching stage shorts the line and lets the voltage collapse. After the specified time has elapsed, the switch opens again and the voltage increases again up to the dashed curve.

In der F i g. 2 ist eine Übertragungsstrecke ausführlicher dargestellt. Die monostabilen Halbleiter-Schaltstufen sind jetzt als Kreise mit einem Kontakt dargestellt, die mit einem zusätzlichen Steuereingang versehen sind. Es ist hier also eine als Dreipol ausgeführte Schaltstufe vorgesehen.In FIG. 2 shows a transmission link in more detail. The monostable semiconductor switching stages are now as circles with one contact shown, which are provided with an additional control input. It is here thus a three-pole switching stage is provided.

Die an den Eingang Ein angelegten Impulse gelangen über den Kondensator C an den Steuereingang des Schalters, der in Abhängigkeit davon den Kurzschluß erzeugt. Die Arbeitsweise des Schalters läßt sich aus der F i g. 4 entnehmen, in der die Spannung U über der Zeit aufgetragen ist, und zwar als gestrichelte Kurve die Spannung am Steuereingang und ausgezogen die Spannung über dem Schalter. Wenn die Spannung am Steuereingang einen bestimmten Wert (Ansprechwert) unterschritten hat, wird der Schalter betätigt und erzeugt den Kurzschluß. Da der Schalter als monostabile Stufe ausgebildet ist, wird der Kurzschluß nach vorgegebener Dauer wieder aufgehoben. Man hat so wieder einen in der Dauer regenerierten Impuls. Durch entsprechende Gestaltung der Stufe kann verhindert werden, daß sie ein zweites Mal betätigt wird, wenn die Steuerspannung infolge ihrer Verzerrung nach Schluß des erzeugten Impulses noch im Bereich des Ansprechwertes liegt.The pulses applied to the input A pass through the capacitor C to the control input of the switch, which generates the short circuit as a function of this. The mode of operation of the switch can be seen from FIG. 4, in which the voltage U is plotted against time, namely the voltage at the control input as a dashed curve and the voltage across the switch when drawn. If the voltage at the control input has fallen below a certain value (response value), the switch is actuated and creates the short circuit. Since the switch is designed as a monostable stage, the short circuit is canceled again after a specified period. In this way one has an impulse that has been regenerated in the duration. By appropriately designing the stage, it can be prevented that it is actuated a second time if the control voltage is still in the range of the response value due to its distortion after the end of the generated pulse.

Zur Verhinderung der Impulsausbreitung zur Sendestelle sind hier Induktivitäten L an Stelle der Dioden D verwendet.To prevent the pulse from spreading to the transmission point, there are inductances here L used in place of the diodes D.

Bei der Verwendung von Induktivitäten ist es möglich, die Speisespannung U für das Kabel von beiden Seiten aus anzulegen, wie es in der F i g. 2 dargestellt ist.When using inductors, it is possible to adjust the supply voltage U for the cable from both Pages to be created as it is in the F i g. 2 is shown.

Durch den Kurzschluß des Schalters wird die in Längsrichtung wirkende Diode gesperrt, und das Kabel ist dann nicht mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen, und es können Reflexionen der ankommenden Impulse auftreten. Um dieses zu verhindern, kann die im Längszweig liegende Sperrdiode D durch einen nicht dargestellten Widerstand mit dem Wellenwiderstand Z überbrückt werden. Dieser ist unwirksam, wenn die Diode durchgesteuert ist, und schließt während der Dauer eines Impulses, in der die Diode gesperrt ist, den links davon liegenden Kabelabschnitt ab.Due to the short circuit of the switch, the one acting in the longitudinal direction Diode blocked, and the cable is then not terminated with the characteristic impedance, and reflections of the incoming impulses can occur. To prevent this the blocking diode D located in the series branch can be replaced by a resistor (not shown) be bridged with the wave resistance Z. This is ineffective when the diode is turned on, and closes for the duration of a pulse in which the diode blocked, the cable section lying to the left of it.

In F i g. 5 ist eine weitere Möglichkeit für den Kabelabschluß dargestellt. Der für die Ankopplung des Steuersignals dienende Kondensator C kann gleichzeitig auch für die Ankopplung des Wellenwiderstandes Z verwendet werden. Die Sperrmittel L und D können wahlweise eingesetzt werden.In Fig. 5 shows another possibility for the cable termination. The capacitor C used for coupling the control signal can simultaneously can also be used to couple the wave impedance Z. The locking means L and D can be used alternatively.

Bei dem Regenerativverstärker nach F i g. 6 dient die Zenerdiode ZD der Stabilisierung der zugeführten Gleichspannung für den Schalter, die über den Widerstand Z und die Induktivität L an den Schalter gelangt. Der Widerstand Z dient dabei gleichzeitig der Anpassung des Kabels in der ankommenden Richtung. Der Schalter ist über einen Koppelkondensator C an die Leitung angekoppelt.In the case of the regenerative booster according to FIG. 6 the Zener diode ZD is used the stabilization of the supplied DC voltage for the switch, which is via the Resistance Z and inductance L reaches the switch. The resistor Z is used at the same time adapting the cable in the incoming direction. The desk is coupled to the line via a coupling capacitor C.

Durch Einsatz eines Entzerrers in die zum Steuereingang führende Leitung, kann die Dauer der ankommenden Impulse, die durch die Einwirkung des Kabels verschliffen wurden, verkleinert werden. Wird zusätzlich zu dem Entzerrer EZ noch ein Vorverstärker V eingeschaltet, wie es F i g. 7 zeigt, so kann der Verstärkerabstand vergrößert werden. Der Verstärker kann mit Siebung aus der am Kabel anliegenden Spannung gespeist werden.By using an equalizer in the line leading to the control input, can reduce the duration of the incoming pulses, which are slipped by the action of the cable have to be reduced in size. Is a preamplifier in addition to the EZ equalizer V switched on as shown in F i g. 7 shows, the amplifier spacing can be increased will. The amplifier can be fed with filtering from the voltage applied to the cable will.

In der F i g. 8 ist ein Regenerativverstärker dargestellt, in dem gleichzeitig eine Zeitlagenregenerierung durchgeführt wird.In FIG. 8 shows a regenerative booster in which a time slot regeneration is carried out at the same time.

Unter der Annahme, daß die Laufzeit durch den Verstärker VZ gerade r/2 (r = Taktzeit) beträgt, bzw. auf diesen Wert ergänzt wird, werden die Impulse am Ausgang der Anordnung abgenommen und an ein beidseitig reflektierendes Laufzeitglied LZ mit der Laufzeit r/2 in der dargestellten Weise angelegt. An der UND-Schaltung UND treten jetzt Impulse im Abstand ,t auf, die schärfer (kürzer) als die ankommenden Impulse sind, da sie nach der Regenerierung am Ausgang abgenommen werden.Assuming that the transit time through the amplifier VZ is just r / 2 (r = cycle time) or is supplemented to this value, the pulses at the output of the arrangement are picked up and sent to a transit time element LZ reflecting on both sides with the transit time r / 2 applied in the manner shown. At the AND circuit AND there are now pulses at an interval, t, which are sharper (shorter) than the incoming pulses, because they are picked up at the output after the regeneration.

Mit diesen Impulsen wird über die UND-Schaltung das ankommende Signal jeweils im richtigen Zeitpunkt abgetastet. Auch wenn kurzzeitig am Ausgang keine Impulse auftreten, werden durch das deshalb beidseitig reflektierende Laufzeitglied Impulse an die UND-Schaltung abgegeben.With these pulses, the incoming signal is generated via the AND circuit each sampled at the right time. Even if none at the exit for a short time Pulses occur are caused by the delay element, which is therefore reflective on both sides Pulses sent to the AND circuit.

Wir die Laufzeit durch den Regenerativverstärker zu 0 angenommen, muß die Einspeisung von der anderen Seite erfolgen, also an der gleichen Stelle, an der die Ausgangssignale abgenommen werden. Das erstmalige Durchschalten der UND-Schaltung kann z. B. dadurch erfolgen, daß die UND-Schaltung beim ersten Auftreten eines Impulses direkt vom Eingang aus freigegeben wird. Die am Ausgang auftretenden Impulse sperren dann die Freigabeleitung jeweils für eine Zeit, die ein Mehrfaches von r beträgt.If the running time through the regenerative amplifier is assumed to be 0, the feed must come from the other side, i.e. at the same point, at which the output signals are picked up. The first switching through of the AND circuit can e.g. B. be done in that the AND circuit at the first occurrence of a pulse is released directly from the entrance. Block the impulses occurring at the output then the release line for a time that is a multiple of r.

Um eine größere Strecke mit der Speisespannung zu versorgen, kann an einzelnen Verstärkerstellen eine Neueinspeisung einer stabilisierten Speisespannung vorgesehen werden, wie es in F i g. 9 dargestellt ist. An einen längeren Abschnitt einer aus Hin- und Rückweg bestehenden Übertragungsstrecke wird ein Konstantstrom J an den Kabelmantel als Ringstrom angelegt. In jeden n-ten Regenerativverstärker ist in dem Stromkreis des Mantels eine Zenerdiode ZD eingefügt.To supply a longer distance with the supply voltage, can A new feed of a stabilized supply voltage at individual amplifier points can be provided, as shown in FIG. 9 is shown. A longer section a transmission path consisting of a return path becomes a constant current J applied to the cable jacket as a ring current. In every nth regenerative amplifier a Zener diode ZD is inserted in the circuit of the jacket.

Die über dieser Zenerdiode abfallende Spannung wird als Speisespannung zwischen Kabelmantel und Innenleiter über eine Induktivität L angelegt. Durch das Anlegen der Spannung über der Zenerdiode in bestimmten Abständen kann die Spannung am Kabel auf einem konstanten Wert gehalten werden.The voltage drop across this Zener diode is used as the supply voltage between the cable sheath and the inner conductor via an inductance L. By the Applying the voltage across the Zener diode at certain intervals can increase the voltage be kept at a constant value on the cable.

Da für einen Regenerativverstärker nicht viel Bauelemente benötigt werden, ist es möglich, diese in einer Kabelmuffe oder einer Kabelabstandsscheibe einzubauen.Since not many components are required for a regenerative amplifier it is possible to place them in a cable sleeve or a cable spacer to be built in.

Claims

Claims: 1. System for pulse regeneration during transmission of pulse-shaped information, in which memory elements in the course of the transmission line are charged by an applied DC voltage and are electronic at intervals Switches are inserted which generate a short-circuit pulse when a pulse is received, which is transferred to the next regeneration element, characterized in that Defined cable sections when using a two-wire cable as the transmission line can be used as storage elements.

2. System according to claim 1, characterized in that that for the directional propagation of the pulses represented by the voltage drop at the switches locking means (L, D) are arranged for one direction.

3. System according to claim 2, characterized in that rectifiers and / or inductors can be used.

4. System according to claim 1, characterized in that that monostable semiconductor switching stages are used as switches.

5. System according to claim 4, characterized in that the monostable semiconductor switching stages are designed as three-pole with separate control input.

6. System according to claim 2, characterized in that the rectifier (D) used as blocking means are bridged by a resistor (Z), the size of which corresponds to the wave resistance.

7. System according to claim 2, characterized in that the conductor sections in front the regeneration element to be completed with their wave resistance. B.

system according to claim 5, characterized in that in the control input of the switch Equalizer and / or a preamplifier is included.

9. System according to claim 5, characterized in that the control pulses are applied via a logic circuit (AND) which is only permeable when at the same time a pulse applied from the output of the regeneration element is applied after a corresponding delay as a clock.

10. System according to claim 9, characterized in that that a double-sided reflective delay element is used to form the clock will.

11. System according to claim 1, characterized in that in parallel systems, z. B. for the back and forth direction, to the cable sheaths closed in series Longitudinal current is applied and that in one or more of any regenerative amplifier A Zener diode is switched on in the circuit of the jacket and the one falling across it Voltage is applied as supply voltage.