DE1910493B2 - Schaltungsanordnung zur Umwandlung von aus digitalen Signalen bestehenden Codeworten in positive und negative Strom- bzw. Spannungswerte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von aus digitalen Signalen bestehenden Codeworten in positive und negative Strom- oder Spannungswene im Empfangsteil einer PCM-Übertragiingsanlage.

Eine Schallungsanordnung zur Umwandlung von Codeworten in nur positive oder nur negative Stromoder Spannungswene isl beispielsweise in IEEE Trans, un Comm. and Electronics, März 1964, S. 185... 191 beschrieben.

Derartige Einrichtungen sind auch unter der Bezeichnung »Digital-Analog-Wandler« bekannt geworden, mit denen in einem ersten Schritt das Codewort interpretiert und jedem Bit des Wortes ein Spannungs- oder ein Stromwert zugeordnet wird, und in einem zweiten Schritt diese zugeordneten Werte summiert und gegebenenfalls in eine Spannung umgewandelt werden.

Die Durchführung des ersten Schrittes benötigt eine Anzahl Spannungs- bzw. Stromquellen, deren Ausgangswerte in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, beispielsweise eine binäre Reihe bilden, sowie Schalter, die durch das Codewort bestätigt, Ausgangswerte auswählen, und für die Durchführung des zweiten Schrittes diese Ausgangswerte einem Summierer zuleiten, der dieselben in einen Wert zusammenfaßt und in bekannter Weise einen einzigen Spannungswert erzeugt.

Die Spannungs- bzw. Stromquellen werden häufig mit sogenannten Gewichtssätzen gebildet. Dies sind Widerstandsnetzwcrkc, auch Leitcrneizwcrke genannt, mit denen aus konstanten Spannungen und konstanten Strömen Tcilströme erhalten werden, deren Größen zueinander in einem gegebenen Verhältnis stehen. So ist beispielsweise im oben erwähnten Artikel ein Leiternetzwerk, bestehend aus in Reihe geschalteten Liingswidcrständcn und zwischen diesen angeschlossenen Querwidersläridcn, beschrieben.

Im allgemeinen werden Spannungen bzw. Ströme mit nur einer Polarität angeschaltet und ergeben damit sogenannte unipolare Analogsignale. Aus den unipolaren Analogsignalcn werden durch Verstärker, die bei Bedarf die Polarität des Signals umkehren, bipolare Analogsignale erhaben. Dies ist ein Arbeitsgang, der einen unerwünschten Aufwand erfordert, da insbesondere zu dessen Rcalisiening zwei Lcitcrnctzwcrke nötig sind.

hs ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Analog-Digi-IaI Wandler zu schaffen, mit dem direkt bipolare Analogsignale erzeugt werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Codeworte ein einziges Schieberegister und zur Bildung der Strom- oder Spannungswerte ein einziges aus in Reihe geschalteten l.ängswiderständen und zwischen diesen angeschlossenen Qiierwidcrsianden bestehendes Widerstandsnetzwerk vorhanden sind, daß ferner der freie Anschluß jedes Querwiderstandes jeweils eine Schallcrgruppc bildend individuell über einen ersten Schalter mit einer positiven .Spannungsquelle, über einen /weilen Schalter mit einer negativen Spanniingsqucilc sowie über einen dritten Schalter mit einem /wischen dem negativen und dem positiven Spannungsqiicllenpntcntial befindlichen Bczugspoten-

lial verbunden ist undduU für jeden derQuerwiderstände eine mit jeweils einem der Paralleluusgänge eines Schieberegisters verbundene individuelle Speieherzelle sowie für ulle Querwiderstände eine mit dem die Polaritätsinformation abgebenden Ausgang des Schieberegisters verbundene gemeinsame Speicherzelle vorhanden sind, wobei die Schalter durch die von den Speicherzellen jeweils nach Empfang eines Codewortes abgegebenen Signale gesteuert werden.

Die erfindungsgemäUc Schaltungsanordnung weist iu vorieilhafterweise ein einziges Widerstandsnetzwerk auf.

An Hand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung in einem Ausfübrungsbeispiel näher erläutert.

Die Anordnung zur Umwandlung ist ein fünfstelliges Leiternetzwerk mit den Knotenslellen B 1, B 2, B 3, B 4 und BS. Der Ausgang tics Leiternetzwerkes ist über einen mit einem Widerstand RG gegengekoppeltcn Verstärker OA zur Slrom-Spannungswandlung mit einem Ausgang A verbunden.

Das Leiternetzwerk ist durch eine Reihe hintcreinandergeschalteter Widerstände R. alle mit dem gleichen Widerstandswert, gebildet. An den Verbindungsstellen, den Knutenstellen Bi bis Ö5 des Leiternetzwerkes, sind Querwiderstände 2R angeschlossen, die ebenfalls ?ί unter sich gleiche Widerstandswerte aufweisen. An den Enden des Leiternetzwerkes sind Ausgleichswidersländc angeschlossen: am ersten Knotenpunkt BI ein Anschlußwiderstand RA und am letzten Knotenpunkt 05 ein Lasiwiderstand /?/„die beide an Massepotential J» liegen. Die Fuüpunkte der Querwiderslände 2R sind je auf drei elektronische Schalter .S' 1 bis S 15 geführt, je der erste dieser Dreiergruppen von Schaltern ist mit einem positiven Pol einer Konsianlspannungsquellc, der zweite mit einem negativen Pol einer Konsianispan- J^r> nungsquelle und der dritte mit Masse verbunden. Als elektronische Schalter sind Feldeffekttransistoren vorgesehen. Die Steuerung dieser Schalter erfolgt über eine .Schaltersteuerung nach Maßgabe des empfangenen Wortes. Dieselbe besteht für jede Dreiergruppe von 4» Schaltern aus zwei UN D-Toren mit invertiertem Ausgang ί/1 bis U 10, denen paarweise die Information eines Polarilätsbifs und die Information aus dem Codewort zugeleitet ist. Der Ausgang von jedem dieser Tore LIX bis fy JO ist auf je einen ersten und einen is zweiten elektronischen Schalter .Vl. 52 usw. geführt, während der jeweils dritte elektronische Schalter S3 jeder Dreiergruppe direkt mit der Information des Codewortes beaufschlagt wird.

Bei Empfang eines CoiJewortcs werden die einzelnen ^r>o Bits nacheinander dem Eingang C zugeleitet. Mit Hilfe eines Schiehetaktes am Eingang .SV wird das Codewort in das Schieberegister SR eingeschrieben. Mit einem Übergabclakt (/T wird der Inhalt des Schieberegisters parallel in einen am den Speicherzellen SZ 1 bis SZ 6 π gebildeten Speicher übergeführt. Am Ausgang ζ) dieser Speicherzellen SZ I bis SZ6 erscheint für eine logische />1« im Codewort ebenfalls eine logische »I«, an der Speicherzelle SZb, die die Polaritätsinformation enthält, erscheint zudem an einem Ausgang Q für eine w> logische »0« im Codewort eine logische »I«.

ledern der vorgenannten Tore IlX bis i/10 der Schaltcrstcucrung wird die Information aus einer Speicherzelle .5Zl bis .V/5 für die Maßgabe des Ampliludenwcrles und die Information aus der hi Speicherzelle SZb für die Polarität zugeführt, und zwar Heran, daß jede der erstgenannten .Speicher/eilen SZ I bis .VZ5 je zwei Tore steuern, von denen je eines mit dem Ausgang Q und eines mit dem Ausgang Q der Speicherzelle SZ 6 in Verbindung steht.

Die SehaUersteuerung und die elektronischen Schaller arbeiten in der Weise,daß bei einer logischen »l«die elektronischen Schalter die angelegte Spannung vom Fußpunkt fernhalten, also offen sind, und nur bei einer logischen »0« die angelegte Spannung an den Fußpunkt leiten, also geschlossen sind. Die Schaltersteuerung schließt bei dieser Bedingung immer nur einen elektronischen Schalter einer Dreiergruppe.

Ist beispielsweise der Zustand des in der Speicherzelle SZl gespeicherten Bits eine logische »0«, so erhält der elektronische Schalter S3 diese direkt zugeleitet. An den Ausgängen der Tore UX und L/2, infolge der Inversion, erscheint je eine logische »1«, und zwar unabhängig von der Polaritätsinformation. Der Fußpunkt des Leiternetzwerkes wird mit dem elektronischen Schalter S3 mit Masse verbunden. Im Gegensatz dazu, wenn die Speicherzelle SZl eine logische »1« gespeichert hat, so erhält der elektronische Schalter S3 diese direkt angelegt. Am Ausgang des Tores U1 erscheint infolge der Inversion bei positiver Polarität, also bei logischer »1« am Ausgang ζ) und bei logischer »0« am Ausgang (?der Speicherzelle SZ6. eine logische »0«. Dagegen weist der Ausgang des Tores U2 eine logische />l« auf. Dies bewirkt, daß nur der elektronische Schalter Sl schließt und die beiden übrigen elektronischen Schalter S2 und S3 geöffnet bleiben. Der entsprechende Fußpunkt des Leitenetzwerkes erhält damit positive Spannung.

Mit einer gespeicherten logischen »1« in der Speicherzelle SZl und mit negativer Polarität, also mit logischer »0« am Ausgang Q und mit logischer »1« am Ausgang Q. weist der Ausgang des lores Ll 1 durch die Inversion eine logische »I« und der Ausgang des Tores Ll2, ebenfalls durch die Inversion, eine logische »0« auf. Dadurch wird mit dem elektronischen Schalter S2 die negative Spannung an den Fußpunkl gelegt. An jedem Fulipunkt des Leiternetzwerkes ist entsprechend dem Codewort Masse oder positive bzw. negative Spannung angelegt. Jeder Fußpunkt der mit positiver bzw. negativer Spannung beaufschlagt ist. liefert einen Strom an den Ausgangsknoten B5 des Leiternetzwerkes, der ein gcwichtetcs Verhältnis zum entsprechenden Fußpunkl hat. Infolge der Widerstandskclte, gebildet durch die Rcihenwidersländc R in Verbindung mit den Querwiderständen 2R, liefert der FuBpunkt für den Knotenpunkt BX den gcrings'.cn Teilsirom an den Ausgangsknotenpunkl B5. Die Spannung an jedem weiteren Fußpunkt liefert jeweils einen um den Faktor 2 gegenüber dem verangehenden Fußpunkt höheren Teilstrom an den Ausgi-.ngsknotenpunkt B 5.

An diesem Ausgangsknotenpunkl Ö5 erscheint somit eir Su.nmenstrom, der dem empfangenen Codewort entspricht. Die Polarität dieses Summenstroms vird dabei direkt durch die Steuerung mit der Polai itätsinformation aus der entsprechenden positiven oder negativen Spannung erzeugt. Im gegcngekoppelten Verstärker OA wird anschließend der Summenstrom in eine Spannung umgewandelt, die am Ausgang A abgenommen werden kann. Als positive und negative Spannungen, die über die Schalter Sl bis All an das l.citerneizwcrk angeschaltet werden, sind geregelte Spannungen vorgesehen, wobei der positive Spannungswert und der -egative .Spannungswert symmetrisch zu Massepotential liegen.

Im obigen Ausführungsbeispiel wurde ein Wandler für ein Codewort mit fünf Bits beschrieben. Für eine

l'iilscodeanlagc. bei der das eingegebene Signal komprimiert übertragen und an der Lmpfangsslclle wieder expandiert wird, müßte /wischen dem Schieberegister SR und dem Speicher SZi bis S/.b eine Kompandcrlogik eingeschaltet werden. Selbstverständlich muß das Leiternetzwerk in jedem l'allc so viele knoten aufweisen wie digitale Stellen für die Darstellung des Ampliliidcnwerles vor der Kompression notwendig sind.

Mit dem dargestellten l.eilcrnei/wcrk wird eine binäre Reihe gebildet, und es ist somit für einen Dinarcode gedacht. Tür beispielsweise einen Ternärco de müßte entsprechend eine tcrnärc Reihe gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !.Schaltungsanordnung zur Umwandlung von aus digitalen Signalen bestehenden Codeworten in positive und negative Strom- oder Spannungswene im Empfangsteil einer PCM-Übertragungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Codeworte ein einziges Schieberegister (SR) und zur Bildung der Strom- oder Spannungswene to ein einziges aus in Reihe geschalteten Längswiderständen (R) und zwischen diesen angeschlossenen Querwiderständen (2R) bestehendes Widerstandsnetzwerk vorhanden sind, daß ferner der freie Anschluß jedes Querwiderstandes (2R) jeweils eine ^|5 Schaltergruppe bildend individuell über einen ersten Schalter (S 1, S4, 57, S10, S 13) mit einer positiven Spannungsquelle ( + Ur), über einen zweiten Schalter (52, 55, 58, 511, 514) mit einer negativen Spannungso'ielle (-Ur) sowie über einen dritten Schalter (53,56,59. 5 12. 515) mit einem zwischen dem negativen und dem positiven Spannungsque!- lenpotential befindlichen Bezugspotential (O) verbunden ist und daß für jeden der Querwiderstände (2R) eine mit jeweils einem der Parallelausgänge eines Schieberegisters (SR) verbundene individuelle Speicherzelle (5Zl ... SZ5) sowie für alle Querwiderstände (2R)e\ne mit dem die Polaritätsinformation abgebenden Ausgang des Schieberegisters (SR) verbundene gemeinsame Speicherzelle >° (SZb) vorhanden sind, wobei die Schaller (Sl...515) uurch die von den Speicherzellen (SZ \ ...SZf>) jeweils /lach F.ipfang eines Codewories abgegebenen Signale gesteuert werden.
2. 2.Schaltungsanordnung nach Λ spruch !,dadurch ⁾⁵ gekennzeichnet, daß im Widerstandsnetzwerk die Längswiderstände (R)unter sich und die Querwiderstände (2R) unter sich gleiche Widcrstandswerle aufweisen und daß die Querwiderstände (2R) einen doppelt so großen Widcrsiandsweri wie die Querwiderstände f/ty besitzen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Schalter von jeder Schaltergruppe eine Schaltersteuerung ((71... U 10) vorhanden ist, welche jeweils einen ⁴^ Schalter leitend und zwei Schalter nichtleitend schaltet.
4. 4.Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter durchwegs Feldeffekttransistoren verwendet sind, von denen die "> Quellenelektrode mit der Spannungsquclle, die .Senkeelektrode mit dem Querwidersland des Widerstandsnetzwerkes und die Torelektrode von der Schaltersteucrung (1/1...(VIO) aus gesteuert ist. «
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalicrsiciierung ei in: logische Verknüpfungsschaltung ist.

   b. Schallungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Vcrkniipfungs- ^h0 Schaltung aus zwei UND-Toren mit invertierten Ausgängen gebildet ist, daß die UND-Torc jeweils aus ein und derselben Speicher/eile für ein Codewortbit einerseits und aus einer Speicherzelle für die Polaritälsinformation anderseits angesteuert ^hr> sind und deren Ausgänge mit den zwei Schaltern, die die Spanniingsqiicllen anschalten, verbunden sino¹ und daß der dritte Schalter direkt mit der Information aus der Speicherzelle für ein Codewortbit angesteuert ist.