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Die vorliegende Erfindung betrifft
Kurvenformanzeigevorrichtungen und im besonderen ein Gerät zur
Anzeige von entzerrten Augendiagrammen zur Erweiterung der
Nützlichkeit von Augendiagrammanalysen an jedem Punkt auf einem
digitalen Übertragungsweg.
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Digitale Systeme verarbeiten Daten zwar allgemein in paralleler
digitaler Form, wobei die parallelen digitalen Daten für
Übertragungen über lange Strecken jedoch häufig in serielle
digitale Daten umgewandelt werden. An dem Empfangsende eines
derartigen Übertragungsweges werden die seriellen digitalen
Daten zurück in die parallele digitale Form umgewandelt. Das
Empfangsende eines digitalen Übertragungsweges umfaßt einen
Empfänger mit einem Entzerrer zur Rückführung der empfangenen
Daten in die Form an dem Übertragungsende, d.h. der Entzerrer
beendet den Übertragungsweg an dem Empfangsende. Eine
Kurvenformanzeigevorrichtung, die die Daten an dem Empfangsende
nach dem Entzerrer betrachtet, kann das allgemein bekannte
Augendiagramm bzw. Augenmuster erzeugen, das zum Analysieren
der Fehlerleistung und zur Optimierung des digitalen Signals
eingesetzt wird. Wenn auf dem Übertragungsweg jedoch ein Fehler
auftritt, der dazu führt, daß an dem Empfänger kein Signal
vorgesehen wird, so ist es wünschenswert, daß an jedem Punkt
auf dem Übertragungsweg ein Augenmuster für das Signal
angezeigt werden kann. Bei Koaxialkabeln als Übertragungsmedium
mit einem Spitze-Spitze-Eingangssignal von 800 Millivolt nach
ungefähr 100 Metern ist es unter Verwendung einer herkömmlichen
Kurvenformanzeigevorrichtung nicht möglich ein Augenmuster des
Signals zu erzeugen, da das Signal so gedämpft bzw.
abgeschwächt wird, daß es in dem Rauschen verloren geht.
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Verlangt wird eine Kurvenformanzeigevorrichtung, die zum
Anzeigen von Augenmustern für ein digitales Signal an jedem
Punkt auf dem Übertragungsweg des digitalen Signals eingesetzt
werden kann.
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In US-A-4.592.068 wird ein Verstärker für PCM- bzw. digitale
Übertragungssysteme offenbart, der eine Regelschleife zur
Optimierung der Verstärkerleistung für unterschiedliche
Kabelarten und Merkmale in bezug auf den Niederfrequenz-
Energieanteil des Augendiagramms umfaßt.
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In GB-A-2094104 wird ein Entzerrer zur Wiedergewinnung eines
Signals offenbart, das die Datenkurvenform-Augenhöhe von dem
Übertragungsmedium darstellt, das danach von einem Gerät bzw.
einer Anzeigeeinheit so verarbeitet wird, daß eine numerische
Anzeige in Prozent vorgesehen wird.
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In EP-A-0413934 wird ein Frequenzentzerrer zur Korrektur bzw.
Berichtigung einer Frequenzkurve eines durch ein
Signalübertragungssystem, wie etwa ein Koaxialkabel,
übertragenen Signals offenbart. Der Entzerrer umfaßt eine
Mehrzahl seriell verbundener allgemeiner Schaltungen, in denen
jeweils ein Eingangssignal durch eine Reihenschaltung einer
Multiplikationsschaltung verarbeitet wird, und mit einem
Verstärker mit einer eigenen Frequenzkurve zur Erzeugung eines
ersten Signals, wobei das Eingangssignal von einem Verstärker
mit einer flachen Frequenzkurve verarbeitet wird, um ein
zweites Signal zu erzeugen, und wobei das erste und das zweite
Signal addiert bzw. subtrahiert werden, um ein Ausgangssignal
abzuleiten. Eine gewünschte Frequenzkurve kann somit durch die
Bestimmung der Frequenzkurven der Mehrzahl allgemeiner
Schaltungen als zweckmäßige Frequenzkurven berichtigt bzw.
korrigiert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gerät zur
Anzeige von entzerrten Augendiagrammen gemäß dem
gegenständlichen Anspruch 1. Verschiedene bevorzugte Merkmale
der Erfindung sind in den Nebenansprüchen definiert.
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Folglich sieht die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Anzeige
von entzerrten Augendiagrammen vor, und zwar zum Anzeigen eines
Augenmusters für ein digitales Signal an jedem Punkt auf dem
Übertragungsweg des digitalen Signals. Das digitale
Eingangssignal wird in das Gerät eingegeben und wahlweise
entweder direkt an eine Vorichtung übertragen, die die Spannung
ins Verhältnis zur Zeit setzt, wie etwa eine
Kathodenstrahlröhre (CRT), oder das Signal wird an einen
adaptiven bzw. automatischen Entzerrer übertragen. Bei der
Eingabe des digitalen Eingangssignals in den Entzerrer, wird
eine Umkehrtransformation zur Wiedergewinnung des digitalen
Signals durchgeführt, wie dieses an dem Eingang des
Übertragungswegs aufgetreten ist. Das entzerrte digitale Signal
wird daraufhin als Augenmuster bzw. als Augendiagramm auf der
Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Die Aufgaben, Vorteile und neuartigen Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung
deutlich, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen
Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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Figur 1 eine Augenmusteranzeige für digitale Daten;
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Figur 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines digitalen
Übertragungssystems;
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Figur 3 ein Diagramm eines kennzeichnenden Verlusts im
Verhältnis zu der Frequenz für einen Koaxialkabelabschnitt des
digitalen Übertragungssystems aus Figur 1;
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Figur 4 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen
Geräts zur Anzeige von entzerrten Augendiagrammen;
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Figur 5 einen Entzerrer für das erfindungsgemäße Gerät zur
Anzeige von entzerrten Augendiagrammen; und
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Figur 6 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines
Ausführungsbeispiels eines automatischen Entzerrers für das
erfindungsgemäße Gerät zur Anzeige von entzerrten
Augendiagrammen.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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In Figur 1 ist eine kennzeichnende Augendiagrammanzeige für ein
digitales Signal dargestellt. Aus dieser Anzeige können
verschiedene Merkmale bzw. Eigenschaften des digitalen Signals
bestimmt werden. Diese Merkmale umfassen die Amplitude zwischen
den beiden Logikstufen, die Taktperiode für das digitale
Signal, das Ausmaß des Zitterns bzw. der Instabilität für das
digitale Signal, die Anstiegszeit und Abfallzeit der Flanken
des digitalen Signals und das Ausmaß des
Überschwingens/Unterschwingens des digitalen Signals.
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Gemäß der Darstellung aus Figur 2 wird ein digitales Signal mit
einer parallelen n-Bit-Konfiguration, wie etwa 10-Bit-
digitalisierte Videosignale, mit einer bestimmten Taktfrequenz
in einen Parallel-Serienumsetzer eingegeben und mit dem n-
fachen der Taktfrequenz aus dem Parallel-Serienumsetzer
ausgelesen. Daraufhin wird der resultierende serielle digitale
Bitstrom über einen Übertragungsweg zu einem Empfänger
übertragen, wo der Bitstrom wieder in parallele digitale Daten
umgewandelt wird. Der Empfänger umfaßt einen Entzerrer zur
Wiederherstellung der Merkmale des seriellen digitalen
Bitstroms, wie diese an dem Eingang in den Übertragungsweg
gegeben waren.
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Bei dem Übertragungsweg handelt es sich kennzeichnenderweise um
ein Koaxialkabel, wobei auch Übertragungswege eingesetzt werden
können, die Lichtwellenleiter, Mikrowellenleiter oder
dergleichen verwenden. Bei einer bestimmten Art von
Koaxialkabel mit einer Länge von 100 Metern, wie dies in Figur
3 dargestellt ist, existiert ein bestimmtes Verlustmerkmal als
Funktion der Länge und der Frequenz. Das veranschaulichte Kabel
weist auf der entsprechenden Freqeuenz für Fernsehanwendungen
von 71,5 MHz einen ungefähren Verlust von 7,5 dB auf. Der
Gesamtverlust beträgt bei dem gleichen Kabeltyp bei einer Länge
von 400 Metern ungefähr 30 dB. Bei einer Spitze-Spitze-
Signaleingabe von 800 Millivolt in das Kabel mit einer Länge
von 400 Metern bei etwa 71,5 MHz beträgt die Amplitude an dem
Ausgang somit weniger als dreißig Millivolt. Bei einem
derartigen Kabel geht das digitale Signal in dem Rauschen an
dem Ausgang im wesentlichen verloren, ohne etwaige
Signalverarbeitung.
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Ein kennzeichnendes Instrument bzw. Gerät zum Messen und
Anzeigen eines empfangenen Signals umfaßt eine
Anzeigevorrichtung zur Verarbeitung des empfangenen Signals und
zur Anzeige des Signals als Kurvenform. Ein derartiges
Instrument bzw. Gerät weist jedoch an sich nicht die Fähigkeit
auf, eine Augenmusteranzeige für das empfangene Signal
vorzusehen, wenn das Signal bis zu dem Punkt geschwächt wird,
an dem es in dem Rauschen verloren geht. Das vorliegende Gerät
gemäß der Darstellung aus Figur 4 sieht einen Entzerrer vor, in
den
das empfangene Signal eingegeben wird, und mit einem
Schalter, der dazu dient, daß entweder der Eingang oder der
Ausgang des Entzerrers in die Anzeigevorrichtung eingegeben
werden kann. In Figur 5 ist die Eigenschaft des Entzerrers für
ein Kabel mit einer Länge von 400 Metern dargestellt, wobei
daraus ersichtlich ist, daß die Verstärkung bei ansteigender
Frequenz ebenfalls zunimmt. Ein automatischer Entzerrer ist
Teil der integrierten Schaltung des Serien-Parallelumsetzers
1602A, der von der Sony Corporation, Tokio, Japan, hergestellt
wird. In Figur 6 ist der Aufbau des Teilstücks des
automatischen Entzerrers des Serien-Parallelumsetzers
dargestellt. Das empfangene Signal wird in einen Hochpaßfilter
eingegeben, wobei es sich ungefähr um eine Umkehrfunktion des
Kabelverlustmerkmals handelt, und wobei das Signal ferner in
einen Summierknoten eingegeben wird. Das gefilterte Signal wird
in einen Regelverstärker eingegeben, dessen Ausgabe ebenfalls
in den Summierknoten eingegeben wird. Die Ausgabe des
Summierknotens wird in einen Spitze-Spitze-Detektor eingegeben,
der ein Regelverstärkungs-Steuersignal für den Verstärker
vorsieht, so daß der Ausgang die gleiche Spitze-Spitze-
Amplitude aufweist, wie das digitale Signal an dem Eingang des
Übertragungswegs, d.h. bei einern Signal von 800 Millivolt wird
der Verstärkungsfaktor des Verstärkers durch den Spitze-Spitze-
Detektor solange angepaßt, bis die Ausgabe des Summierknotens
ebenfalls ein Signal von 800 Millivolt darstellt.
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Im Betrieb kann das vorliegende Gerät zum Messen des seriellen
digitalen Signals an jedem Punkt auf dem Übertragungsweg zur
Erzeugung von Augenmusteranzeigen eingesetzt werden und nicht
nur an dem Empfänger, an dem der Übertragungsweg in einem
Entzerrer endet. Der Entzerrer in dem Gerät paßt das an dem
Eingang empfangene Signal an, so daß das Gerät eine
Augenmusteranzeige vorsehen kann.
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Vorstehend wurde zwar nur ein einfacher automatischer Entzerrer
beschrieben und spezifiziert, wobei auch ein manuell
einstellbarer Entzerrer verwendet werden kann, doch ist auch
der Einsatz hochentwickelterer Entzerrer möglich, bei denen
Transversalfilter bzw. digitale Filter verwendet werden, um das
Signal an eine vordefinierte Form anzugleichen, wodurch der
Entzerrer wirklich zu einem adaptiven Entzerrer zur
weitreichenderen Kompensation als in bezug auf den linearen
Übertragungswegverlust wird.
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Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung somit ein Gerät
zur Anzeige von entzerrten Augendiagrammen für
Augenmusteranzeigen an jedem Punkt in einem digitalen
Signalübertragungsweg durch Einfügen eines aütomatischen bzw.
adaptiven Entzerrers an dem vorderen Ende des Gerätes.