DE1298119B

DE1298119B - Vorrichtung zum Phasieren einer Rechteckspannung mit einer ankommenden Impulsreihe, insbesondere zum Entzerren von Telegrafierzeichen in Synchrontelegrafieranlagen

Info

Publication number: DE1298119B
Application number: DEST27451A
Authority: DE
Inventors: Brok Wilhelm Frederik
Original assignee: Nederlanden Staat
Current assignee: Nederlanden Staat
Priority date: 1966-11-01
Filing date: 1967-10-13
Publication date: 1969-06-26
Also published as: CH465000A; US3564425A; BE705893A; GB1178430A; NL6615427A; JPS534381B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Speicherelement im Phasenkorrekturkreis in die zum Phasieren einer Rechteckspannung mit einer an- 1-Lage kommt.

kommenden Impulsreihe, wobei zum Erzeugen der Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeich-

Rechteckspannung ein von Impulsen eines Uhr- nungen in Einzelheiten beschrieben, impulsgenerators gesteuerter frequenzteilender Recht- 5 Fig. 1 zeigt den Grundsatz einer bekannten Syneckspannungsgenerator verwendet wird. Die Wieder- chronisierungsvorrichtung;

holungsfrequenz dieser Impulse ist ein Vielfaches der Fig. 2, 3 a und 3b sind Zeitdiagramme der Wir-

Wiederholungsfrequenz der ankommenden Impuls- kung dieser Vorrichtung;

reihe, wobei das Teilverhältnis des Rechteckspan- F i g. 4, 5 und 6 sind Zeitdiagramme der Wirkung

nungsgenerators vorübergehend je nach dem Ergeb- io einer anderen bekannten Vorrichtung, nis eines Vergleichs der Rechteckspannung mit der Fig. 7 und 8 sind Zeitdiagramme der Wirkung

ankommenden Impulsreihe erhöht oder erniedrigt der Vorrichtung nach der Erfindung; werden kann. Fig. 9 zeigt den Frequenzteiler mit dem Phasen-

Eine solche digital ausgeführte Vorrichtung ist aus korrekturkreis; der deutschen Patentschrift 1230 837 bekannt. 15 Fig. 10 zeigt den Additionskreis mit dem

Dieser bekannten Vorrichtung haften einige Schwie- Flankendifferentiator;

rigkeiten an. Insbesondere bei gewissen Phasenver- Fig. 11 zeigt den Integrator mit den hinterein-

schiebungen erfolgt die Regelung sehr langsam oder andergeschalteten Kippschaltungen DA bis DK; ist die Vorrichtung ganz unwirksam, wodurch gar Fig. 12 gibt ein Zeitdiagramm der Frequenz-

keine Regelung stattfindet, bis irgendein zufälliger 20 teilung;

Impuls die Vorrichtung aus diesem labilen Gleich- F i g. 13 gibt zwei Beispiele der Phasenkorrektur;

gewicht bringt. Fig. 14 gibt Tafeln bezüglich der Kippschal-

Die Erfindung schafft in dieser Hinsicht eine Ver- tungen;

besserung und ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Fig. 15 gibt ein Blockschaltbild der Korrekturvor-

Verzeichnen einer Flanke ermittelt wird, in welche 25 richtung in einer Funktelegrafenanlage; Lage des frequenzteilenden Rechteckspannungs- F i g 16 zeigt die numerierten Lagen der Zählschalgenerators diese Flanke fällt, und diese Lage bei der rung.

des Integrators aufgezählt wird, wobei der Integrator, Die Synchronisierungsvorrichtung in einem Emp-

wenn seine Lage bestimmte Einstellungen über- oder fänger für Telegrafier- oder Datenzeichen hat die unterschreitet, einen Korrekturimpuls abgibt und in 30 Aufgabe, so genau wie möglich die Mitten der in die Ruhelage zurückkehrt. Zeitfolge ankommenden Schritte zu bestimmen. Diese

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, Mitten gehen ja mit der größten Wahrscheinlichkeit daß die Dauer von 2N+1 aufeinanderfolgenden Im- den richtigen Wert des betreffenden Schrittes an. Die pulsen des Uhrimpulsgenerators der Dauer eines un- Aufgabe kann gelöst werden dadurch, daß zwischen verzerrten Schrittes entspricht und daß der Frequenz- 35 einer dazu erzeugten Wechselspannung und den teiler diese 2ATH-I-ImPUlSe in solcher Weise abzählt, Schritten der ankommenden Zeichen ein konstantes daß, wenn die Lagen der bistabilen Speicherelemente Phasenverhältnis aufrechterhalten wird. Mit beim Frequenzteiler dem Wert +N entsprechen, beim kannten Mitteln kann aus dieser Wechselspannung nächsten Impuls des Uhrimpulsgenerators dem Wert eine Impulsreihe abgeleitet werden, wobei jeder Im- —N entsprechende Lagen eingenommen werden, wo- 40 puls mit der Mitte des im betreffenden Augenblick nach bei jedem folgenden Impuls dieser Wert mit 1 ankommenden Schrittes zusammenfällt, gesteigert wird, bis der Wert +N wieder erreicht Der Grundsatz, auf dem praktisch alle bisher beworden ist. Des weiteren enthält die Vorrichtung kannten Synchronisierungsvorrichrungen beruhen, einen aus einer Anzahl bistabiler Speicherelemente ist in Fig. 1 angegeben. Die Phase der Schritte eines bestehenden Integrator, mit dem positive und nega- 45 Telegrafen- oder Datenzeichens ist ausschließlich an tive ganze Zahlen bis auf den Wert η registriert wer- den 0-1- und den 1-0-Übergängen erkennbar. Aus den können, wobei n^>N. In einem Additionskreis diesen Übergängen wird im Flankendifferentiator 3 wird für jede Lage des Frequenzteilers die Summe eine Impulsreihe abgeleitet. Diese Impulsreihe und der im betreffenden Augenblick in Frequenzteiler und die Ausgangsspannung des Wechselspannungsgene-Integrator vorhandenen Zahlen gebildet. Die Vor- 50 rators 1 werden an die Phasenvergleichsschaltung 2 richtung enthält auch einen Flankendifferentiator, der geführt. Ein Vor- oder Nacheilen der Wechselspanbei jedem 0-1- und 1-0-Übergang im Zeichen einen nung mit Rücksicht auf die Impulsreihe ruft bei Impuls erzeugt. Bei jedem Speicherelement sind im jedem Impuls eine gewisse positive oder negative Integrator Tore vorgesehen, die beim Auftreten eines Spannung am Ausgang des Phasenvergleichers her-Impulses im Flankendifferentiator geöffnet werden 55 vor. Der Integrator 4 summiert diese Ausgangsspan- und über welche die im Additionskreis gebildete nungen. Wenn ein bestimmter positiver oder nega-Summe dem Integrator übertragen wird. Zum Schluß tiver Wert im Integrator erreicht worden ist, wird die enthält die Vorrichtung einen aus zwei bistabilen Phase der Wechselspannung mittels des Phasen-Speicherelementen bestehenden Phasenkorrekturkreis, korrekturkreises 5 um einen gewissen Betrag vorvon welchen Speicherelementen eines kurzzeitig in 60 oder zurückgeschoben.

die 1-Lage kommt, sobald die Zahl im Integrator den In vielen Fällen ist die Ausgangsspannung des

Wert +n überschreitet, und das andere kurzzeitig die Wechselspannungsgenerators rechteckförmig, wie in 1-Lage einnimmt, wenn sich diese Zahl unter den Fig. 2 angegeben. Beim Auftreten eines vom Flan-Wert —n senkt. Dabei ist der Frequenzteiler derart kendifferentiator abgegebenen Impulses gibt die angeordnet, daß, wenn die bistabilen Speicherele- 63 Phasenvergleichsschaltung dann eine bestimmte posimente im Phasenkorrekturkreis in die 1-Lage korn- tive Spannung ab, wenn der Impuls in die positive men, das Teilverhältnis 2 N+1 in 2 N oder in 2 N+2 Halbperiode, und gibt sie eine bestimmte negative geändert wird, je nachdem das eine oder das andere Spannung ab, wenn der Impuls in die negative Halb-

Claims

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periode der rechteckförmigen Wechselspannung fällt. Die Spannungen BF 3 bzw. BG 3 werden beim

Der Phasenvergleicher stellt also das Vor- oder Überschreiten der Lage — η bzw. + η des Integrators

Nacheilen der Wechselspannung fest, ohne über die den Kippschaltungen BF bzw. BG im Phasenkorrek-

Größe des Phasenunterschieds Aufschluß zu geben. tor (F i g. 9, unten) entnommen (s. die Tafeln unten Den bekannten Korrekturschaltungen haftet aber der 5 und oben rechts in Fig. 14), wenn sich bei dieser

Nachteil an, daß das Berichtigen eines großen Überschreitung, weiche durch den Übergang der

Phasenunterschieds verhältnismäßig viel Zeit bean- Kippschaltung DK von »1« nach »0« bzw. »0« nach

spracht, was beim Öffnen einer Verbindung eine »1« des Integrators (Fig. 11, unten) angezeigt wird,

Schwierigkeit bilden kann. auch die Kippschaltung DJ in der Lage »0« bzw.

Weiter entsteht bei Zeichen mit Vorzugsverzerrung io »1« befindet (vgl. die Tafeln). Ist beim Übergang von ein toter Synchronisierungsraum, wie es die Zeit- DK die Lage von DJ umgekehrt, also »1« bzw. »0«, diagrammed« und 3 b zeigen. Bei einer bestimmten so zeigt sie einen Nulldurchgang von + nach — Vorzugsverzerrung des Zeichens kann das Abtast- bzw. von — nach + an, wie aus den Tafeln links in moment über einen gewissen Abstand nach links Fig. 14, unten bzw. oben, zu ersehen ist.
oder nach rechts verschoben werden, ohne daß die 15 Fig. 12 zeigt, wie im Frequenzteiler die P-Im-Phasenvergleichsschaltung einen Phasenunterschied pulse mit einer Frequenz von 192 Hz abgeleitet findet. In beiden Fällen gibt diese Schaltung ja ab- werden. Die P-Impulse werden im Flankendifferenwechselnd einen positiven und einen negativen Im- tiator über ein Impulstor einem Eingang der Kipppuls ab, so daß der integrierte Wert Null ist. schaltung CB zugeführt, welche zusammen mit einer

In elektronischen Funktelegrafensystemen wird 30 Kippschaltungen und einigen Toren die Flanken

auch oft von einem rechteckförmigen Bezugssignal des den Klemmen 12 und 13 zugeführten Infor-

ausgegangen. Die tote Zone wird aber vermieden, in- mationssignals verarbeitet.

dem Phasenvergleicher und Integrator, unter Verlän- I_n den Augenblicken, wo diese Übergänge am

gerung der Dauer der Impulse des FlankendiSeren- Leiter 14 erscheinen, zählt der Integrator von

tiators bis auf die halbe Zeitdauer eines unverzerrten as Fig. 11 die Lage des Generators von Fig. 9 bei

Schrittes, kombiniert werden. In der geöffneten Lage seiner Momentanlage auf, bis endlich beim Uber-

des Tors entspricht die Polarität der Ladung des gang der KippschaltungDK (Fig. 11) die Korrek-

Kondensators der Polarität des Vergleichssignals. tür nach F i g. 13 und 14 erfolgt.

Fig. 4 zeigt, wie ein bestimmter Phasenunterschied Es ist zu beachten, daß in Fig. 14 jedesmal die

eine zunehmende positive Ladung des Kondensators 30 oberste Zeile die Momentanlage des Integrators und

hervorruft, und in F i g. 5 sieht man, wie bei einem die unterste die nach der komplementären Aufzäh-

Zeichen mit Vorzugsverzerrung ein Phasenunter- lung bis 2 der Frequenzteilerlage neu erhaltene Lage

schied gleichermaßen angezeigt wird. Fig. 6 zeigt des Integrators angibt.

den Nachteil dieses Systems: Der möglichst große Fig. 15 zeigt die in der taktgebenden und in der

Phasenunterschied hat eine Nulladung des Konden- 35 taktempfangenden Station eines Funktelegrafen-

sators zur Folge. systems mit Fehlerkorrektur vorhandenen Steuer-

Bei der verbesserten Synchronisierungsvorrichtung kreise. In der taktgebenden Station wird ein fester

wird nicht von einem rechteckförmigen, sondern von Frequenzteiler als Taktgeber für den Sender verwen-

einem sägezahnförmigen Vergleichssignal ausge- det, und dieser Sender bestimmt die Phase der ganzen

gangen (s. F i g. 7). Beim Auftreten eines Impulses 40 Schleife. Aus den an der taktempfangenden Station

aus dem Flankendifferentiator wird vom Phasenver- ankommenden Zeichen wird mit dem System nach

gleicher der dann gültige Wert des Sägezahns dem der Erfindung die Steuerung für den regelbaren Fre-

Integrator überbracht. Die Ausgangsspannung des quenzteiler 21 abgeleitet, und dieser bestimmt direkt

Phasenvergleichers ist dadurch stets der Größe des die Empfängerphase und dadurch, mittels einer an

Phasenunterschieds direkt proportional. Die Herstel- 45 dieser Seite vorgesehenen Kupplung, auch die Sender-

lung einer Verbindung wird also beschleunigt, da ein phase.

etwaiger größter Phasenunterschied in möglichst F i g. 16 ist aus sich selbst verständlich,
kurzer Zeit korrigiert wird. Zudem ist das System im-

stände, auch bei Zeichen mit den größten Vorzugsver- Patentansprüche:

Zerrungen Phasenunterschiede anzuzeigen (s. Fig. 8). 50 l. Vorrichtung zum Phasieren einer Rechteck-

Eine digitale Ausführungsform des Systems kann spannung mit einer ankommenden Impulsreihe,

mit nahezu der gleichen Anzahl von Bestandteilen wobei zum Erzeugen der Rechteckspannung ein

wie das obenerwähnte System verwirklicht werden. von Impulsen eines Uhrimpulsgenerators gesteu-

Ein nebensächlicher Vorteil des Systems ist die ein- erter frequenzteilender Rechteckspannungsgene-

fache Programmierbarkeit für »real time processing« 55 rator verwendet wird, von welchen Impulsen die

von Verbindungssystemen auf Rechenanlagen. Wiederholungsfrequenz ein Vielfaches der

Dem Frequenzteiler von F i g. 9 wird bei 11, und Wiederholungsfrequenz der ankommenden Imbei 10 mit einer Phasenverschiebung von 90°, eine pulsreihe ist, wobei das Teilverhältnis des Recht-Normalfrequenz von 4800 Hz zugeführt. Von Span- eckspannungsgenerators vorübergehend je nach nungenßG3 bzw. BF 3 gesteuerte Tore sperren die 60 dem Ergebnis eines Vergleichs der Rechteckspan-Eingänge, und zwar ist das erstere normal geöffnet nung mit der ankommenden Impulsreihe erhöht und das letztere geschlossen, solange die Phase nicht oder erniedrigt werden kann, insbesondere zum korrigiert zu werden braucht. Ein zusätzlicher Im- Entzerren von Telegrafierzeichen in Synchronpuls zur Beschleunigung kann gegeben werden, in- telegrafieranlagen, dadurch gekennzeichdem auch das TorßF3 geöffnet wird (vgl. Fig. 13, 65 net, daß der frequenzteilende Rechteckspanlinks). Eine Verzögerung wird erzielt, indem mittels nungsgenerator derart angeordnet ist, daß wäheiner an BG 3 gelegten Spannung ein Impuls unter- rend der Dauer eines Schrittes seine Ausgangsdrückt wird (vgl. F i g. 13, rechts). spannung von einem bestimmten negativen nach

einem bestimmten positiven Wert eine gewisse Anzahl Zwischenwerte durchläuft und dann unmittelbar nach dem negativen Wert zurückkehrt und daß beim Verzeichnen einer Flanke ermittelt wird, in welche Lage des frequenzteilenden Rechteckspannungsgenerators diese Flanke fällt und diese Lage bei der des Integrators aufgezählt wird, wobei der Integrator, wenn seine Lage bestimmte Einstellungen über- oder unterschreitet, einen Korrekrurimpuls abgibt und in die Ruhelage zurückkehrt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer von 2 N+1 aufeinanderfolgenden Impulsen des Uhrimpulsgenerators der Dauer eines unverzerrten Schrittes entspricht und daß der Frequenzteiler diese 2 N+1 Impulse in solcher Weise abzählt, daß, wenn die Lagen der bistabilen Speicherelemente im Frequenzteiler dem Wert +N entsprechen, beim nächsten Impuls des Uhrimpulsgenerators dem ao Wert — N entsprechende Lagen eingenommen werden, wonach bei jedem folgenden Impuls dieser Wert mit 1 gesteigert wird, bis der Wert +N wieder erreicht worden ist, daß die Vorrichtung einen aus einer Anzahl bistabiler Speicherelemente bestehenden Integrator enthält, mit dem positive und negative ganze Zahlen bis auf den Wert« registriert werden können, wobei η^,Ν, daß die Vorrichtung einen Additionskreis enthält, der in jeder Lage des Frequenzteilers die Summe der im betreffenden Augenblick in Frequenzteiler und Integrator vorhandenen Zahlen bildet, daß die Vorrichtung einen Flankendifferentiator enthält, der bei jedem 0-1- und 1-0-Übergang im Zeichen einen Impuls erzeugt und bei jedem Speicherelement im Integrator Tore vorgesehen sind, die beim Auftreten eines Impulses im Flankendifferentiator geöffnet werden und über welche die im Additionskreis gebildete Summe dem Integrator übertragen wird, daß die Vorrichtung einen aus zwei bistabilen Speicherelementen bestehenden Phasenkorrekturkreis enthält, von welchen Speicherelementen eines kurzzeitig in die 1-Lage kommt, sobald die Zahl im Integrator den Wert +n überschreitet, und das andere kurzzeitig die 1-Lage einnimmt, wenn sich diese Zahl unter den Wert — η senkt, und daß der Frequenzteiler derart angeordnet ist, daß, wenn die bistabilen Speicherelemente im Phasenkorrekturkreis in die 1-Lage kommen, das Teilverhältnis 2 iV+1 in 2 N oder 2ΛΓ+2 geändert wird, je nachdem das eine oder das andere Speicherelement im Phasenkorrekturkreis in die 1-Lage kommt.

Hierzu
3 Blatt Zeichnungen