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Bei der Auswertung von nacheinander eintreffenden binär bewertbaren
Spannungsimpulsen gleicher Impulsdauer, z. B. von Fernschreibzeichen, ist es vielfach
üblich, eine Abtastung in den Sollimpulsmitten durchzuführen, um die sichere Erkennung
der Binärwerte zu ermöglichen. Bei der Übermittlung von Spannungsimpulsen über Nachrichtenkanäle
treten wegen des Tiefpaßcharakters der Kanäle und auf Grund eingestreuter Störungen
Veränderungen der Impulsform auf, die im Empfänger wieder beseitigt werden müssen.
In den Empfangsstationen werden deshalb Impulsformerstufen verwendet, die aus den
zumeist glockenförmigen Empfangsimpulsen wieder rechteckförmige Impulse für die
Verarbeitung herleiten. Bei dieser Art der Impulsregenerierung ist es unvermeidlich,
daß einige Impulse eine längere, andere eine kürzere Dauer bekommen, als dies auf
der Sendeseite der Fall war.
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Durch die deutsche Auslegeschrift 1028 608 ist es bekannt, die Pulsmitten
mit einer Hilfsfrequenz herauszufinden, die höher ist als die Folgefrequenz der
abzutastenden Impulse und deren Impulse von einem Zähler gezählt werden. Diese Zählung
wird jeweils durch die Startkante des Anlaufschrittes eines Zeichens in Gang gesetzt.
Bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes wird die Impulsmitte angenommen und
die Auswertung des Impulses veranlaßt. Bei einem anderen Zählerstand, der dem doppelten
Wert des ersten Zählerstandes entspricht und der jeweils das Ende eines Übertragungsimpulses
kennzeichnet, wird ein Zählimpuls an einen die Übertragungsimpulse zählenden zweiten
Zähler abgegeben. Bei diesem Verfahren ist die Genauigkeit, mit der die Mitte eines
Impulses getroffen wird, von der Höhe der verwendeten Hilfsfrequenz und von deren
Genauigkeit abhängig. Um die Hilfsfrequenz möglichst genau und konstant zu halten,
werden zu ihrer Herstellung vielfach hochwertige Frequenzgeneratoren verwendet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung
einer Pulsmittenabtastung zu schaffen, bei der während einer Impulsdauer in der
bekannten Art Impulse einer Hilfsfrequenz, die höher ist als die Folgefrequenz der
abzutastenden Impulse, von einem Zähler gezählt werden und bei der die Hilfsfrequenz
mit großer Konstanz und Genauigkeit auf besonders einfache und vorteilhafte Weise
hergestellt wird.
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Das geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Hilfsfrequenz aus der
Netzfrequenz durch an sich bekannte Vervielfachung gewonnen wird. Eine mit einfachen
Mitteln realisierbare Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß eine von den
abzutastenden Impulsen gesteuerte erste monostabile Kippstufe mit einer Kippdauer
von etwa drei Achtel einer Impulsbreite vorgesehen ist, die so mit dem Zähler verbunden
ist, daß sie in ihrem Erregungszustand die Zählerelemente auf Null gesetzt hält.
In besonders einfacher Weise kann mit Hilfe eines Zweiweggleichrichters, einer Impulsformerstufe
und einer zweiten monostabilen Kippstufe aus der Netzfrequenz eine der vierfachen
Netzfrequenz entsprechende Hilfsfrequenz gewonnen werden.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 das Blockschaltbild einer Empfangsschaltung
für Fernschreibimpulse, F i g. 2 eine Taktauswahlschaltung mit einem zweistufigen
Zähler und F i g. 3 ein Impulsdiagramm mit den interessierenden Signalverläufen.
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Gemäß F i g. 1 werden die Fernschreibimpulse dem Empfangsumsetzer
EU zugeführt, der die Regenerierung der Impulse durchführt. Von dort gelangen
die Zeichen zum Eingang des siebenstelligen Schieberegisters SR und über die Leitung
d zu der im folgenden noch näher beschriebenen Taktauswahlschaltung TA. Das
Schieberegister SR wird über die Leitung e von der Taktauswahlschaltung
TA mit einem Schiebetakt versorgt. Die Taktauswahlschaltung TA erhält
eine Hilfsfrequenz über die Leitung c2 von der aus der Impulsformerstufe IF und
der monostabilen Kippstufe MF2 bestehenden Anordnung, die von der über den Übertrager
ÜR und die Leitung a gespeisten Gleichrichterschaltung GR über die Leitung b gesteuert
wird.
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F i g. 2 zeigt das Schaltbild der Taktimpulsauswahlstufe
TA nach F i g. 1. Die regenerierten Signale werden über den Kondensator C
dem Eingang der monostabilen Kippstufe MF1 zugeführt, deren negiertes Ausgangssignal
_m7 mit der auf der Leitung c. übertragenen Hilfsfrequenz im Konjunktionsgatter
T1 zusammengefaßt ist. Das Ausgangssignal des Gatters T1 ist an die Eingänge der
beiden als Wechsel-Flip-Flops geschalteten bistabilen Kippstufen ZI und Z2 geschaltet.
Beide Kippstufen werden über statische Eingänge vom Ausgangssignal mf der monostabilen
Kippstufe MF 1 zwangsweise auf Null zu gesetzt. In die Rückkopplungswege der Kippstufe
Z2 sind die jeweils vom Ausgang der Kippstufe Z I gesteuerten UND-Tore
T 2 und T 3 eingeschaltet. Die Ausgangssignale der beiden Kippstufen
Z1 und Z 2 liegen über dem UND-Tor T 4 am Eingang der monostabilen Kippstufe MF3,
deren Ausgang e das Taktsignal für das Schieberegister SR nach F i g. 1 abgibt.
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Mit Hilfe der in F i g. 3 gezeigten Signalverläufe soll im folgenden
die Wirkungsweise der Schaltung erläutert werden. An der Primärseite des Übertragers
ÜR liegt die Netzfrequenz; die Sekundärspannung - eine Sinusspannung von 50 Hz -
ist bei a dargestellt. Die am Ausgang des Zweiweggleichrichters GR auftretende Spannung
ist bei b dargestellt. In der anschließenden Impulsformerstufe IF wird mit Hilfe
eines Schmitt-Triggers bekannter Art oder einer anderen Schwellwertschaltung aus
der gleichgerichteten Wechselspannung eine Impulsfolgefrequenz von 100 Hz mit einem
Tastverhältnis von 1 : 1 abgeleitet, wie sie bei cl dargestellt ist. Mit bekannten
Mitteln (MF 2) werden aus den Impulsflanken dieser Rechteckspannung kurze
Spannungsimpulse abgeleitet, die bei c2 dargestellt sind. Diese haben nunmehr eine
Frequenz, die viermal so groß (200 Hz) ist wie die erzeugende Netzfrequenz (50 Hz).
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Das regenerierte Fernschreibsignal ist bei d dargestellt. Es besteht
aus dem Anlaufschritt A, den fünf Informationsschritten 1 bis 5 und dem Sperrschritt
S. Die Fernschreibimpulse werden mit einer Geschwindigkeit von 50 Baud gesendet,
d. h., jeder Fernschreibimpuls hat eine Dauer von 20 ms. Die negative Startflanke
des Anlaufimpulses A kippt die monostabile Kippstufe MF 1 nach F i g. 2,
die eine Kippzeit von drei Achtel der Schrittbreite eines der Schreibimpulse aufweist,
in ihre Arbeitslage. Das Ausgangssignal mf setzt die beiden Kippstufen Z1
und
Z2 für diese Zeit auf Null. In der übrigen Zeit hält das negierte Ausgangssignal
-m-7 das Gatter T 1 für die Impulse der Hilfsfrequenz c. geöffnet. Diese kippen
die als Wechsel-Flip-Flop geschaltete Kippstufe Z1 alle fünf Millisekunden in ihren
entgegengesetzten Zustand. Die Kippstufe Z2 kann nur dann gekippt werden, wenn die
Kippstufe Z 1 in ihrem Eins-Zustand ist, da sonst die Tore T 2 und
T 3 ge-
schlossen sind. Die Kippstufe Z2 kippt also mit der halben Frequenz
der Kippstufe Z 1. Nach dem Rückkippen der Kippstufe MF 1 kippt die Kippstufe
Z 1 im Wechseltakt so lange, bis die Kippstufe MF 1 wieder gekippt wird. Für die
Kippstufe Z2 gilt das gleiche ebenfalls mit halber Frequenz. Die monostabile Kippstufe
MF3 wird stets dann gekippt, wenn die Bedingung Z1 - Z2 erfüllt ist. Das ist jeweils
bei dem ersten, danach bei dem 5., 9. usw. auf das mf-Signal folgenden Hilfsimpuls
c2 der Fall.
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Da der erste Impuls der Hilfsfrequenz innerhalb von einem Viertel
der Fernschreibimpulsdauer auf das mf-Signal folgt, kann die Auswertung des Fernschreibimpulses
innerhalb eines Spielraumes von ±'/s der Impulsbreite um seine Mittellage erfolgen.
Jede negative Startflanke eines Fernschreibimpulses wird durch erneutes Ansprechen
der Kippstufe MF 1
zur Neusynchronisierung benutzt. Dadurch wird vermieden,
daß die zeitliche Zuordnung des gesamten Fernschreibzeichens nur auf die Startflanke
des Anlaufimpulses A bezogen wird. Sollte diese Startflanke verschoben sein, so
wird bei der Startflanke des nächsten Impulses gleicher Polarität durch erneutes
Kippen von MF1 die zeitliche Zuordnung der folgenden Pulsmitten auf diese Startflanke
bezogen.
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Es ist natürlich möglich, das gesamte Fernschreibzeichen auf die Startflanke
des Anlaufimpulses zu beziehen und nur den dieser zugeordneten MF1-Impuls auszuwerten
und die innerhalb eines Zeichens darauffolgenden zu unterdrücken.
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Soll die Hilfsfrequenz größer sein als das Vierfache der Netzfrequenz,
so kann die Vervielfachung dadurch erfolgen, daß die Netzfrequenz durch ein nichtlineares
Übertragungsglied - z. B. zu einer Rechteckfunktion - verzerrt wird und anschließend
eine der Oberwellen herausgefiltert wird. Durch erneute Impulsformung kann dann
eine höherfrequente rechteckförmige Hilfsspannung von z. B. 450 oder 900 Hz gewonnen
werden. Eine derartige Hilfsspannung kann dann auch z. B. als Zählfrequenz in der
erwähnten bekannten Schaltung zur Impulsmittenabtastung verwendet werden.
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Die Anwendung der Erfindung ist natürlich nicht daran gebunden, daß
die Netzfrequenz aus einem Versorgungsnetz üblicher Art bezogen wird, es kann sich
auch um die Frequenz anderer, gegebenenfalls hilfsweiser Wechselstromversorger handeln.