DE1437824B2

DE1437824B2 - Einrichtung zur Synchronisierung von Impulsgeneratoren

Info

Publication number: DE1437824B2
Application number: DE19651437824
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl Ing Zurich Guaneila (Schweiz)
Original assignee: Patelhold Patentverwertungs & Elek tro Holding AG, Glarus (Schweiz)
Priority date: 1965-11-26
Filing date: 1965-12-20
Publication date: 1971-01-28
Also published as: GB1159320A; NL149969B; NL6611686A; FR1502432A; SE332443B; CH435363A; DE1437824A1; US3439279A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Synchronisierung der Impulsfolgen von zwei identischen, je mindestens ein über Logikschaltungen rückgekoppeltes Schieberegister aufweisenden Impulsgeneratoren.

Solche Impulsgeneratoren werden vorteilhaft in Ver- bzw. Entschlüsselungsapparaten verwendet, wo sie sende- und empfangsseitig identische und synchrone Impulsfolgen erzeugen. Durch eine geeignete Ausbildung der Impulsgeneratoren, die z. B. aus einem Schieberegister und einer aus zwei verschiedenen Stufen des Schieberegisters gespeisten Äquivalenzschaltung (Vorzeichenproduktschaltung) bestehen können, wird eine besonders lange Gesamtperiode der Impulsfolge erreicht, die länger als die Übertragungszeit einer verschlüsselten Nachricht ist.

Das Ziel der Erfindung ist eine Synchronisiereinrichtung, die den Gleichlauf der Impulsgeneratoren durch Vergleich der erzeugten Impulsfolgen und eine vom Vergleichsergebnis abgeleitete Korrektur der Impulsfolge des zu synchronisierenden, empfangsseitig angeordneten Impulsgenerators erreicht, ohne daß gelegentliche Störungen der für den Vergleich notwendigen Übertragung der sendeseitig erzeugten Impulsfolge, die eine Störung der Synchronisierung vortäuschen würden, eine ungewünschte Veränderung des Synchronlaufes nach sich ziehen. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Synchronisiereinrichtung zu schaffen, die zwischen echten und vorgetäuschten Störungen des Synchronlaufes unterscheidet.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist gekennzeichnet, durch eine Äquivalenzschaltung zur Gewinnung einer Fehlerhinweisimpulsfolge aus den eventuell nicht übereinstimmenden Impulsfolgen der Impulsgeneratoren, eine w-teilige, zumindest zeitweilig durch die Fehlerhinweisimpulsfolge gespeiste Überwachungsschaltung, wobei jeder Teil aus einer jedem der rückgekoppelten Schieberegister der Impulsgeneratoren entsprechenden Schaltung und einem nachgeschalteten, durch die Fehlerhinweisimpulsfolge zumindest zeitweilig gesteuerten »Und«-Tor besteht, und durch eine Schaltung zur Korrektur der Impulsfolge des zu synchronisierenden Impulsgenerators in Abhängigkeit von der Ausgangsimpulsfolge der Überwachungsschaltung.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren beispielsweise erläutert.

F i g. 1 zeigt eine erste einfache Variante mit einer einteiligen Überwachungsschaltung U. Die Impulsfolgen bestehen aus positiven und negativen Impulsen;

F i g. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung des dabei verwendeten Impulsgenerators A. Ein z. B. siebenstufiges Schieberegister SR gibt über seine letzte und vorletzte Stufe Impulsfolgen ab, die gegenüber der zugeführten Impulsfolge entsprechend verzögert sind. Diese verzögerten Impulsfolgen werden den Eingängen einer Vorzeichen-Produktschaltung P (Äquivalenzschaltung) zugeführt, deren Ausgang den Ausgang des Impulsgenerators A bildet. Die Wirkung derartiger Schaltungen ist an anderer Stelle (Electr. Technology, Oktober 1960, S. 389 bis 394) eingehend beschrieben.

Bei einer Verwendung zur Erzeugung von Impulsfolgen in Ver- bzw. Entschlüsselungsapparaten seien sende- und empfangsseitig zwei im wesentlichen identische Impulsgeneratoren angeordnet, die rückgekoppelte Schieberegister A₀ bzw. A₁ aufweisen, und die die Impulsfolgen e₀ bzw. e₁₀ erzeugen. Zur Einleitung der Synchronisierung wird die sendeseitig erzeugte Impulsfolge e₀ auf die Empfangsseite übertragen und über den Umschalter S₁ des rückgekoppelten Schieberegisters A₁ des empfangsseitigen Impulsgenerators zugeführt. Diese Einleitungsperiode entspricht mindestens so viel Impulsschritten, wie das Schieberegister Stufen aufweist. Ist die Übertragung der Folge e₀ störungsfrei erfolgt, so ist die Synchronisierung hergestellt. Es kann jedoch vorkommen, daß durch Übertragungsstörungen einige der Impulse mit umgekehrten Vorzeichen ankommen. Aus der Folge e₀ wird dann

ίο die empfangene Folge e_x, die sich von e_Q durch das Vorzeichen eines oder mehrerer Impulse unterscheidet. Tritt eine solche Störung während der Einleitungsperiode auf, ist die Synchronisierung nicht gegeben. Zum Vergleich des Synchronlaufes ist eine Vorzeichen-Produktschaltung (Äquivalenzschaltung) P₁₀ vorgesehen, deien Eingängen die Folgen e_x bzw. e₁₀ zugeführt werden. Ist der Synchronlauf gegeben, so wird eine Ausgangsfolge erzeugt, die nur aus positiven Impulsen besteht. Haben jedoch gleichzeitig zugeführte Impulse der beiden Impulsfolgen C₁ und e₁₀ verschiedenes Vorzeichen, so werden von der Vorzeichen-Produktschaltung P₁₀ Fehlerhinweisimpulse in Form von negativen Impulsen abgegeben. Ist eine gestörte Synchronisierung die Ursache der negativen Fehlerhinweisimpulse, so muß eine Korrektur der empfangsseitigen Impulsfolge e₁₀ vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist die Überwachungsschaltung U vorgesehen. Sie weist nach F i g. 1 eine Schaltung B₁ auf, die den Schaltungen A₀, A₁ entspricht und mit der von der Vorzeichen-Produktschaltung P₁₀ gelieferten Fehlerhinweisimpulsfolge e₂ gespeist wird. Der Ausgang der Schaltung B₁ ist an einen Eingang eines »Und«- Tores T₁ angeschlossen, dessen zweiter Eingang durch die Fehlerhinweisimpulsfolge e₂ gespeist wird. Die Ausgangsimpulsfolge e_u steuert eine Vorzeichenumpolschaltung K.

Die Funktion der Schaltung ist nun folgende. Hat ein negativer Fehlerhinweisimpuls e₂ eine mangelnde Synchronisierung zur Ursache, so ist zunächst der entsprechende Impuls der Folge e₁₀ von dem der Folge e₀ verschieden. Dieser Impuls der Folge e₁₀ stellt also eine Störung dar, die den Ausgang des Impulsgenerators A₁ nach einer bestimmten Anzahl von Impulsschritten erreicht und über die normalerweise kurzgeschlossene Umpolungsschaltung K wieder an den einen Eingang der Vorzeichen-Produktschaltung P₁₀ gelangt, die darauf einen weiteren negativen Impuls der Folge e₂ abgibt. Nach derselben Zahl von Impulsschritten erreicht die durch den ersten negativen Impuls der Folge e₂ gebildete Störung über die Schaltung B₁ den einen Eingang des »Und«-Tores T₁ in Form eines negativen Impulses der Folge e₂₁.

Ein gleichzeitiges Auftreten von negativen Impulsen der Folgen e₂ und e₂₁ ist also ein Kriterium für die Wahrscheinlichkeit eines durch den Impulsgenerator A₁ umlaufenden Fehlsignals und bewirkt über das »Und«-Tor T₁ die Abgabe eines Impulses e_u, der die Umpolung des betreffenden Rückführungs-Impulses e_n bewirkt.

Falls ein negativer Fehlerhinweisimpuls der Folge e₂ jedoch nur von einer durch die Übertragung gestörten Empfangsimpulsfolge β_Ύ herrührt, unterbleibt eine Veränderung der empfängerseitig gebildeten Impulsfolge e₁₀, da in diesem Fall einem negativen Fehlerhinweisimpuls in gewissen zeitlichen Abstand, die der Umlaufszeit einer Störung im Impulsgenerator entspricht, im allgemeinen kein weiterer negativer Fehlerhinweisimpuls nachfolgt, der erst durch Öffnung des

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Tores T₁ die Abgabe eines Korrekturimpulses c„ möglich machen würde.

Bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 wäre es immerhin denkbar, daß durch mehrere, in entsprechendem Abstand auftretende gestörte Empfangsimpulse e_x eine bestimmte umlaufende Störung in dem rückgekoppelten Schieberegister A₁ des empfangsseitigen Impulsgenerators vorgetäuscht würde. Zur besseren Störselektion kann eine mehrteilige Überwachungskette U verwendet werden.

F i g. 3 zeigt z. B. die empfangsseitige Schaltung mit einer dreiteiligen Überwachungskette U. Jede Stufe besteht aus einer dem Impulsgenerator A₁ entsprechenden Schaltung Bi und aus einem nachgeschalteten »Und«- Tor Ti (i = 1, 2, 3).

Eine im empfangsseitigen Impulsgenerator durch das Schieberegister A₁ und seine Rückführung umlaufende Störung bewirkt in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Abgabe von negativen Fehlerhinweisimpulsen <?₂, die jeweils die gleichzeitige Öffnung aller »Und«-Tore Ti bewirken. Ein bestimmter negativer Fehlerhinweisimpuls e₂ erreicht die Ausgänge der Schaltungen Bi zu Zeitpunkten, bei denen die Vorzeichen-Produktschaltung .P₁₀ jeweils einen der nachfolgenden negativen Fehlerhinweisimpulse abgibt, so daß die »Und«-Tore Ti geöffnet sind, wodurch eine Weiterleitung dieses Fehlerhinweisimpulses durch alle Teile der Überwachungsschaltung ermöglicht wird, so daß schließlich am Ausgang der Überwachungsschaltung ein entsprechender Impuls e_u abgegeben wird, der die Umpolung des betreffenden Rückführungsimpulses in der Schaltung K bewirkt.

Treten die negativen Fehlerhinweisimpulse nicht in dieser bestimmten zeitlichen Folge auf, so können sie nicht über alle Teile der Überwachungsschaltung übertragen werden, und eine Umpolung unterbleibt. Dies ist mit sehr großer Wahrscheinlichkeit der Fall, wenn die negativen Fehlerhinweisimpulse allein von Übertragungsstörungen der Impulsfolge e₁ herrühren.

Die Korrektur in der Umpolungseinrichtung K ist nicht wünschenswert, wenn während einer bestimmten Zeit sehr viele negative Fehlerimpulse auftreten. Zu diesem Zweck ist eine Schaltung O₁ zur Integration der Fehlerhinweis-Impulsfolge e₂ vorgesehen, die eine Spannung r₁ liefert, die einen Schalter R₁ steuert, derart, daß die Steuerleitung der Umpolungsschaltung K unterbrochen wird, wenn die Spannung T₁ einen Schwellwert überschreitet.

Die Korrektur soll auch bei Unterbrechung der Impulsübertragung unterbleiben. Zu diesem Zweck werden die empfangenen Impulse β_γ in Q₂ zur Bildung einer Steuerspannung r₂ gleichgerichtet, wobei der Schalter R₂, den Steuerkreis für die Umpolungsschaltung K öffnet, wenn die Steuerspannung r₂ einen Schwellwert unterschreitet.

Die Einrichtung mit einer mehrteiligen Überwachungsschaltung nach F i g. 3 erfordert jedoch einen verhältnismäßig großen Aufwand. In einer weiteren Variante nach F i g. 4 ist nur eine einteilige Überwachungsschaltung vorgesehen. Ein negativer Fehlerhinweisimpuls wird jedoch durch eine geeignete Programmsteuerung ein oder mehrmals auf den Eingang der Überwachungsschaltung rückgeleitet. Nach Einleitung der Synchronisierung durch Einspeisung der senderseitig erzeugten Impulsfolge e₂ in das rückgekoppelte Schieberegister A₁ des empfangsseitigen Impulsgenerators über den Schalter S₁ werden während drei weiteren Schaltperioden die Schalter S₂ bis S₄ selektiv geschlossen. Bei Auftreten von negativen Fehlerhinweisimpulsen e₂ wird dieser zunächst über den Schalter S₂ in die Überwachungskette U eingespeist.

Während der folgenden Schaltperiode zirkuliert dieser negative Impuls über das »Und«-Tor 7V ein oder mehrere Male durch die Schaltung S₁, falls jeweils weitere negative Fehlerhinweisimpulse über den Schalter S₃ dem zweiten Eingang des »Und«-Tores Ti zugeführt werden, um dem zirkulierenden negativen Impuls im richtigen Zeitpunkt den Durchgang frei zu machen.

Während einer letzten Schaltperiode wird dann der Schalter S₄ geschlossen, um den zirkulierenden Impuls schließlich als Steuerimpuls für die Umpolungseinrichtung K so wie bei der Variante nach F i g. 1 über das »Und«-Tor T₁ abzugeben.

Ein Programmgeber ^steuert die Schalter S₂ bis S₄. Die Auslösung des Programms wird jedoch bei längerer, fehlerfreier Synchronisierung oder bei Unterbrechung der Übertragung blockiert. Dies geschieht mit Hilfe von Steuerspannungen i\ und r₂, die in den Schaltungen Q₁ und O₂ auf gleiche Weise wie bei der Variante gemäß F i g. 3 erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Synchronisierung der Impulsfolgen von zwei identischen, je mindestens ein über Logikschaltungen rückgekoppeltes Schieberegister aufweisenden Impulsgeneratoren, gekennzeichnet durch eine Äquivalenzschaltung (P₁₀) zur Gewinnung einer Fehlerhinweisimpulsfolge (e₂) aus den eventuell nicht übereinstimmenden Impulsfolgen (e_u e₁₀) der Impulsgeneratoren, eine w-teilige, zumindest zeitweilig durch die Fehlerhinweisimpulsfolge (e₂) gespeiste Überwachungsschaltung (U) (in = 1, 2 ...), wobei jeder Teil aus einer jedem der rückgekoppelten Schieberegister (A₀, A₁) der Impulsgeneratoren entsprechenden Schaltung (Bi) und einem nachgeschalteten, durch die Fehlerhinweisimpulsfolge zumindest zeitweilig gesteuerten »Und«-Tor (Tt) besteht, und durch eine Schaltung (K) zur Korrektur der Impulsfolge (e_u) des zu synchronisierenden Impulsgenerators in Abhängigkeit von der Ausgangsimpulsfolge (e„) der Überwachungsschaltung (U).

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impulsgenerator (Ai, Bi) mindestens eine Äquivalenzschaltung (P) aufweist, deren Eingänge an zwei verschiedenen Stufen des bzw. der Schieberegister(s) angeschlossen sind.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung (K) eine in der Rückkoppelungsschleife des zu synchronisierenden Impulsgenerators aufgenommene steuerbare Umpolungsschaltung ist.

4. Einrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Q₁) zur Integration der Fehlerhinweisimpulsfolge (e₂) zur Bildung einer Steuerspannung Cr₁).

5. Einrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (.R₁), die die Ausgangsimpulsfolge der Überwachungsschaltung (U) sperrt, wenn die Steuerspannung (V₁) einen Schwellwert überschreitet.

6. Einrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Q₂) zur Gleichrichtung

der übertragenen Impulsfolge (C₁) zur Bildung einer zweiten Steuerspannung (r₂).

7. Einrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (R₂), die die Ausgangsimp'jlsfolge der Überwachungsschaltung (U) sperrt, wenn die Steuerspannung (r₂) einen Schwellwert unterschreitet.

8. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (S₁) vorgesehen ist, der zu Beginn der Synchronisierungsmaßnahmen die auf die Empfangsseite übertragene Impulsfolge (^₁) dem empfangsseitigen Impulsgenerator zuführt.

9. Einrichtung mit einer einteiligen Überwachungskette gemäß Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet durch ein »Und«-Tor (7*) zur Rückkoppelung des den Impulsgeneratoren (A₀, A₁) entsprechenden Teiles (B₁) der Überwachungskette auf den Eingang der Überwachungskette, eine Schalteinrichtung (S₂ bis S₄) zur aufeinanderfolgenden selektiven Verbindung des Ausganges der Äquivalenzschaltung (P₁₀) mit dem Eingang der Überwachungskette (U), mit dem Steuereingang des »Und«-Tores (Tk), und mit dem Steuereingang des »Und«-Tores (T₁), und durch einen Programmgeber (HQ zur Steuerung der Schalteinrichtung (S₂ bis S₄).

10. Einrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schaltung (O₁) zur Bildung einer Steuerspannung (r_t) durch Integration der Fehlerhinweisimpulsfolge (e₂), eine Schaltung (Q₂) zur Bildung einer zweiten Steuerspannung (r₂) durch Gleichrichtung der empfangenen Impulsfolge (^₁), und durch Schaltmittel zur Blockierung der Auslösung des Programmgebers (W), wenn die Steuerspannung (/^₁) einen Schwellwert überschreitet und/oder die zweite Steuerspannung (r₂) einen Schwellwert unterschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen