DE2943865B2

DE2943865B2 - Schaltungsanordnung zur empfangsseitigen Taktrückgewinnung bei digitaler taktgebundener Nachrichtenübertragung

Info

Publication number: DE2943865B2
Application number: DE2943865A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8000 München Kloeber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1981-07-30
Also published as: FI803390L; ES8107420A1; EP0028001A1; ZA806642B; AR226193A1; BR8006962A; US4361897A; AU519973B2; JPS5675746A; AU6380180A; DK458680A; NO803235L; ES496384A0; DE2943865A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur empfangsseitigen Taktrückgewinnung bei digitaler taktgebundener Nachrichtenübertragung mit einem Digitalzähler, der von einem Oszillator mit einer Frequenz vom Vielfachen der gewünschten Taktfrequenz angesteuert wird.

Eine solche Schaltungsanordnung ist durch die DE-OS 24 62 087 bekannt. Dabei ist zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge für die Wiedergewinnung eines digitalen Informationssignals aus einem digitalen Zweiphasenträgersignal vorgesehen, daß eine aus dem Zweiphasenträgersignal erzeugte Nadelimpulsfolge einen mit Impulsen eines Impulsgenerators gespeisten dreistufigen Zähler ansteuert und daß die dritte Zählerstufe dieses Zählers den Impulsgenerator derart sperrt, daß eine an eine Zählstufe anstehende Impulsfolge nach entsprechender Impulsformung die Taktimpulse ergibt.

Durch die DE-OS 28 44 506 sind ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum automatischen Einstellen der Phase eines Taktgebers bei einem Daten taktenden System bekannt, bei dem Ausgangstaktimpulse zum Veranlassen des taktmäßigen Ausgebens von Daten aus einer entfernt liegenden Einheit erzeugt werden, von denen jeder erste und zweite Periodenabschnitte und einen Übergang aufweist. Danach wird in jedem der Periodenabschnitte ein Abtastbereich bestimmt, dessen Dauer kürzer ist als die des entsprechenden Periodenabschnittes, und werden die Daten überwacht, um zu bestimmen, in welchem der Periodenabschnitte ein Übergang bei den Daten während des Abtastbereiches auftritt. Während des Abtastbereiches werden in dem anderen der Periodenabschnitte Eingangstaktimpulse erzeugt, um die Daten in eine lokale Einheit taktmäßig einzugeben.

Die Erzeugung eines zum digitalen Nachrichtensignal bitsynchronen Taktes, d.h. Synchronität in Frequenz und Phase, für den Empfang ist in verschiedenen Fällen digitaler Nachrichtenübermittlung, z. B. PCM, Deltamodulation, Diphasecodes usw., nötig. s Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierfür eine Schaltungsanordnung einfachen Aufbaues zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst daß im Empfänger an den Eingang eines κι das digitale Nachrichtensignal umwandelnden Digital-Konverters ein Exklusiv-ODER-Gatter mit dem einen Eingang direkt und mit dem anderen über ein Verzögerungselement angeschlossen ist daß der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters mit dem vom r> quarzstabilen Oszillator angesteuerten Digitalzähler und dessen Ausgang mit dem Digital-Konverter verbunden ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprü-2(i chen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung zur Nachrichtenübertragung r> mit Taktrückgewinnung,

Fig.2 das Impulsdiagramm für die Schaltung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine weitere Schaltung zur Nachrichtenübertragung mit Taktrückgewinnung,

jo Fig.4 eine Schaltung zur Nachrichtenübertragung mit Taktrückgewinnung für den Vollduplexverkehr und

Fig.5 die Sende-/Empfangsstation einer Schaltung nach F i g. 4.

In F i g. 1 ist in einem Blockschaltbild eine Übertrar> gungseinrichtung mit einem Sender S, einer Übertragungsstrecke U für die Übertragung der digitalen Nachricht d.N. und einem Empfänger Edargestellt. Die Einrichtungen zur Erzeugung des Sendetaktes s.t. und des Empfangstaktes e.t. im Sender 5 bzw. Empfänger E w sind strichpunktiert umrandet. Auf der Sendeseite und der Empfangsseite ist jeweils ein digitaler Konverter 1 bzw. 2, bestehend aus einem Modulator bzw. einem Demodulator, vorgesehen, in dem sendeseitig die Umwandlung der Nachricht in ein digitales Signal für die Übertragung und empfangsseitig die Umwandlung des empfangenen digitalen Signals in ein analoges Signal erfolgt. Der Sendetakt s.t. wird von einem quarzstabilen Oszillator Q1 abgeleitet, der an einen digitalen Zähler DZl angeschaltet ist. Der in diesem gebildete Sendetakt s.t. wird dem digitalen Konverter 1 zugeführt. Der zum Sendetakt s.t. synchron verlaufende Empfangstakt e.t. wird dadurch erzeugt, daß im Empfänger ein quarzstabilisierter Oszillator Q 2, dessen Frequenz ein Vielfaches, insbesondere ein 2"faches, der ^r>5 gewünschten Taktfrequenz beträgt, einen digitalen Zähler DZ 2 ansteuert, so daß an dessen Ausgang ein digitales Signal mit der Frequenz des zu regenerierenden Taktes entsteht. Die Frequenz der digitalen Oszillatoren ist dabei wesentlich größer als die Taktfrequenz. Das digitale Nachrichtensignal wird empfangsseitig zugleich einem dem digitalen Konverter 2 eingangsseitig parallel liegenden Exklusiv-ODER-Gatter 3 zugeführt, und zwar dem einen Eingang des Gatters 3 direkt und dem anderen Eingang über ein Laufzeitglied 4, in dem es um die Zeit r verzögert wird. Am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 3 entsteht jeweils bei einem positiven oder negativen Wechsel der binären Information eines Bits ein in der Breite von der

Verzögerungszeit τ des Laufzeitgliedes 4 abhängiger Impuls, der auf den Setzeingang des digitalen Zählers DZ2 einwirkt

Bei jedem Wechsel des binären Nachrichtensignals, der durch den Sendetakt bitweise bestimmt ist, wird der i digitale Zähler DZ 2 für kurze Zeit auf den 21ählzustand Null rückgesetzt und beginnt danach erneut mit dem Zählvorgang. Ist die Verzögerungszeit τ des Laufzeitgliedes 4 klein gegenüber der Taktfrequenz, so entspricht der am Ausgang des digitalen Zählers DZ2 to entstehende Empfangstakt e.L in Frequenz und Phase hinreichend genau dem in der Nachricht enthaltenen Sendetakt. Der Empfangstakt e.r. wird auf den digitalen Konverter 2 gegeben.

Fig.2 zeigt das Impalsdiagramm der Schaltungsan- is Ordnung nach Fig. 1. Dabei ist im Diagramm a) der Sendetakt s.t dargestellt, im Diagramm b) der Verlauf einer digitalen Nachricht, im Diagramm c) die um die Zeit τ verzögerte digitale Nachricht entsprechend Diagramm b), in Diagramm d) die Setzimpulse s.L, die jo am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 3 entstehen, und im Diagramm e) der zum Sendetakt synchron verlaufende Empfangstakt e.t.

In F i g. 3 sind in einer Teildarstellung die Einrichtungen zur Erzeugung des Sendetaktes im Sender Sund des 2^r> Empfangstaktes im Empfänger E dargestellt Sendeseitig wird mit einem quarzstabilisierten Oszillator Q1, bestehend aus einem rückgekoppelten NAND-Gatter A, das hochfrequente Signal erzeugt und übe- eine Trennstufe in Form eines Gatters B an den Zähleingang κι eines digitalen Zählers DZl abgegeben, an dessen Ausgängen die jeweils gewünschte Sendetaktfrequerz abgenommen wird. Empfangsseitig wird eine gleiche Schaltanordnung verwendet, nämlich ein aus einem rückgekoppelten NAND-Gatter A bestehender quarz- η stabilisierter Oszillator Q 2, der über eine Trennstufe in Form eines Gatters B an den Zähleingang eines digitalen Zählers DZ2 angeschlossen ist, der einen Setzeingang SE enthält. Die empfangene digitale Nachricht d.N. gelangt einmal direkt, zum anderen über w ein die Funktion eines Laufzeitgliedes übernehmendes Gatter C, das hierbei aus einer ungeradzahligen Folge von NAND-Gattern Cl ...Cn besteht, an die beiden Eingänge eines Exklusiv-ODER-Gatters D. Die am Ausgang von D entstehenden kurzer Impulse werden 4^r> über ein NAND-Gatter E auf den Setzeingang SE des digitalen Zählers DZ 2 geschaltet. Am digitalen Zähler DZ 2 kann dann an seinen Ausgängen eine Taktfrequenz (Empfangstakt e.t.) entsprechender Größe wahlweise abgenommen werden. Die Frequenzen der quarzstabilisierten Oszillatoren Q1 und Q 2 von Sender 5 und Empfänger E sowie der Teilfaktor können zweckmäßigerweise gleich sein, brauchen dies jedoch nicht unbedingt

F i g. 4 zeigt eine Schaltung zur Nachrichtenübertragung mit Taktrückgewinnung für den Vollduplexverkehr, d. h. gleichzeitiges Senden und Empfangen in den Endstellen S/E Dabei ist eine unabhängige Takterzeugung bzw. -regenerierung in Sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen. Die Sende-/Empfangsstellen S/E enthalten für die Erzeugung des Sendetaktes und des Empfangstaktes jeweils einen gemeinsamen quarzstabilisierten Oszillator Q1 bzw. Q 2. Dieser ist sowohl mit einem digitalen Zähler DZIa bzw. DZ 2a für die Abgabe des Sendetaktes s.t. verbunden, als auch mit einem digitalen Zähler DZ\b bzw. DZ2b für die Erzeugung des Empfangstaktes e.U wobei der Setzeingang SE des digitalen Zählers DZXb bzw. DZ2b im Empfangszweig der Sende-ZEmpfangsstellen S/E mit dem Ausgang eines Exklusiv-ODER-Gatters 3a bzw. 3b verbunden ist, dessen beiden Eingängen die empfangene digitale Nachricht d.N. einmal direkt und zum anderen über ein Verzögerungselement 4a bzw. 4b zugeführt wird. Aus den den Empfangskonvertern zugeführten digitalen Nachrichten d.N. wird durch Demodulation jeweils die Nachricht N gewonnen.

Fig.5 zeigt eine Schaltung für die Taktversorgung der Sende-/Empfangsstationen nach F i g. 4. Für den Sende- und Empfangstakt wird dabei ein gemeinsamer Oszillator C? verwendet. Im Grundaufbau entspricht diese Schaltung den in F i g. 3 dargestellten Schalteinrichtungen für den Sender und Empfänger, die hierbei zu einer einzigen Schaltung zusammengefaßt sind. Die empfangene digitale Nachricht d.N. wird dem einen Eingang des Exklusiv-ODER-Gatters Düber ein Gatter C und dem anderen Eingang dieses Gatters direkt zugeführt. Die am Ausgang des Gatters D entstehenden kurzen Impulse werden über ein NAND-Gatter E auf den Setzeingang des digitalen Zählers DZ2 geschaltet, an dessen Ausgängen der jeweilige Empfangstakt e.t. abgenommen wird. Der aus einem rückgekoppelten NAND-Gatter A bestehende quarzstabilisierte Oszillator Q ist über eine Trennstufe in Form eines Gatters B an den Zähleingang sowohl des digitalen Zählers DZ2 für den Empfangstakt als auch des digitalen Zählers DZl für den Sendetakt angeschlossen, an deren Ausgängen die jeweils gewünschten Taktfrequenzen abgenommen werden. Die Ausgänge sind, wie strichliert dargestellt ist, in der Weise miteinander verbunden, daß eine synchrone Umschaltung für den gewünschten Sendetakt und den entsprechenden Empfangstakt vorgenommen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur empfangsseitigen Taktrückgewinnung bei digitaler taktgebundener Nachrichtenübertragung mit einem Digitalzähler, der von einem Oszillator mit einer Frequenz vom Vielfachen der gewünschten Taktfrequenz angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger (E) an den Eingang eines das digitale Nachrichtensignal (d.N.) umwandelnden Digital-Konverters (2) ein Exklusiv-ODER-Gatter (3) mit dem einen Eingang direkt und mit dem anderen über ein Verzögerungselement (4) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters (3) mit dem vom quarzstabilen Oszillator (Q 2) angesteuerten Digitalzähler (DZ2) und dessen Ausgang mit dem Digital-Konverter (2) verbunden ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (4) ein Laufzeitglied ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (4) ein Gatter ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement (4) aus einer ungeradzahligen Folge von NAND-Gattern besteht.