DE1437824C - Einrichtung zur Synchronisierung von Impulsgeneratoren - Google Patents
Einrichtung zur Synchronisierung von ImpulsgeneratorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Synchronisierung
der Impulsfolgen von zwei identischen, je mindestens ein über Logikschaltungen rückgekoppeltes
Schieberegister aufweisenden Impulsgeneratoren.
Solche [mpulsgeneratoren werden vorteilhaft in Ver- bzw. Entschliisselungsapparaten 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 /ji-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 angeord net, 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
Zi1 des empfangsseitigen Impulsgenerators
zugeführt. Diese Einleitungsperiode entspricht mindestens so viel Impulsschritten, wie das Schieberegister
Stufen aufweist. 1st 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 eu die sich von e0 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 ^1 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„ 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 eu, der
die Umpolung des betreffenden Rückführungs-Impulses en bewirkt.
Falls ein negativer Fehlerhinweisimpuls der Folge e2
jedoch nur von einer durch die Übertragung gestörten Empfangsimpulsfolge ex 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 e„ möglich
machen würde.
Bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 wäre es immerhin denkbar, daß durch mehrere, in entsprechendem Abstand
auftretende gestörte Empfangsimpulse ex eine S
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 Tt (< = 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 e2, die jeweils die gleichzeitige ao
Öffnung aller »Und«-Tore Ti bewirken. Ein bestimmter negativer Fehlerhinweisimpuls e2 erreicht die Ausgänge
der Schaltungen Bt 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 ev 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 ελ 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 Q1 zur Integration der
Fehlerhinweis-Impulsfolge e% vorgesehen, die eine
Spannung rx liefert, die einen Schalter R1 steuert, derart,
daß die Steuerleitung der Umpolungsschaltung K unterbrochen wird, wenn die Spannung V1 einen
Schwellwert überschreitet.
Die Korrektur soll auch bei Unterbrechung der Impulsübertragung unterbleiben. Zu diesem Zweck
werden die empfangenen Impulse ελ in Q2 zur Bildung
einer Steuerspannung r2 gleichgerichtet, wobei der
Schalter R2 den Steuerkreis für die Umpolungsschaltung
K öffnet, wenn die Steuerspannung r2 einen Schwell wert 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 Tk ein
oder mehrere Male durch die Schaltung B1, falls jeweils
weitere negative Fehlerhinweisimpulse über den Schalter S3 dem zweiten Eingang des »Und«-Tores Tu
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 W 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 ^1 und r2, die in den
Schaltungen Q1 und Q2 auf gleiche Weise wie bei der
Variante gemäß F i g. 3 erzeugt werden.
Claims (10)
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 (eu e10) der Impulsgeneratoren,
eine /w-teilige, zumindest zeitweilig durch die Fehlerhinweisimpulsfolge (e2) gespeiste
Überwachungsschaltung (U) (m = 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 (Ti) besteht, und durch eine Schaltung (K) zur Korrektur
der Impulsfolge (en) des zu synchronisierenden Impulsgenerators
in Abhängigkeit von der Ausgangsimpulsfolge (eu) 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 (V1).
5. Einrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (.R1), die die Ausgangsimpulsfolge
der Überwachungsschaltung (U) sperrt, wenn die Steuerspannung (/γ) einen Schwellwert
überschreitet.
6. Einrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung (Q2) zur Gleichrichtung
der übertragenen Impulsfolge (^1) zur Bildung einer
zweiten Steuerspannung (V2).
7. Einrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (R^), die die Ausgangsimpulsfolge
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
(ej) dem empfangsseitigen Impulsgenerator
zuführt.
9. Einrichtung mit einer einteiligen Überwachungskette gemäß Anspruch 1 oder 7, gekennzeichnet
durch ein »Und«-Tor (Tk) 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
(W) zur Steuerung der Schalteinrichtung (S2
bis S4).
10. Einrichtung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Schaltung (O1) zur Bildung
einer Steuerspannung (rx) 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
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