DE2221276A1

DE2221276A1 - Verfahren zur Entzerrung elektrischer Signalfolgen und entsprechende Entzerrer

Info

Publication number: DE2221276A1
Application number: DE19722221276
Authority: DE
Inventors: Richard Tzing-Yen Sha; Donald Tao-Nan Tang
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-05-24
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1972-12-07
Also published as: GB1373062A; US3716807A; FR2143652B1; JPS5418545B1; FR2143652A1

Description

Böblingen, 29. März 1972 ker·

Anmelderin*. International Business Machines

Corporation« Armonk, N. Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: YO 971 021

Verfahren zur Entzerrung elektrischer Signalfolgen und entsprechender Entzerrer

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzerrung elektrischer Signalfolgen, welche durch die Funktion 1-a' 'darstellbar sind und einem Entzerrer mit einer Vielzahl einstellbarer Dämpfungsglieder zugeführt werden. Des weiteren betrifft die Erfindung einen Entzerrer zur Durchführung dieses Verfahrens.

209850/0676

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Entzerrer mit extrem schneller Einstellung, d.h. mit solchen Entzerrern, mit deren Hilfe sich gegebene Verzerrungsgrade innerhalb kürzester Zeit kompensieren lassen. Ein betrachtetes Ausführungsbeispiel umfaßt mehrere Entzerrerstufen, die allesamt miteinander kaskadenförmig verbunden sind und deren Einstellung schrittweise in einzelnen Näherungsschritten nach einem Algorithmus durchgeführt wird, der Verzerrungen durch voranlaufende Phantomimpulse nahezu zu Null macht. Das Ausgangssignal eines solchen kaskadenförmigen Entzerrers ist durch den rekursiven Teil des betrachteten Entzerrers bearbeitet, der im wesentlichen eine reziproke Funktion auf das zugeführte Eingangssignal anwendet. Bei einer solchen Anordnung bestimmt die Anzahl der vorgesehenen Entzerrerstufen die Zahl der erforderlichen Einstellschritte.

Zweckder Erfindung

Wenn Signale über einen gegebenen Übertragungskanal übermittelt werden, tritt gewöhnlich auch ohne äußere Storungsbedingungen ein gewisser Verzerrungsgrad auf. Die zu beobachtenden Verzerrungen werden durch unerwünschte Eigenschaften des übertragungskanals beigetragen. Bei der grundsätzlichen Form der digitalen Datenübertragung werden die Symbole eines endlichen Alphabets mit gegebener übertragungsgeschwindigkeit als Impulse verschieden großer Amplituden oder unter einer anderen Modulationsform übertragen. Im Empfänger wird das empfangene Signal periodisch mit der gleichen Geschwindigkeit abgetastet und dabei bestimmt, was auf der Sendeseite eingegeben wurde. Die Verzerrung der empfangenen Wellenform fuhrt unter anderem zu gegenseitigen Störungen aufeinanderfolgender Buchstaben und Zeichen. - Ganz typisch erscheint ein übertragener Impuls im Empfänger als Hauptimpuls und eine Zahl begleitender Echos vor und nach dem Hauptimpuls. Bei der binären Datenübertragung wird die Summe aller begleitenden Echos als totale Verzerrung in bezug auf einen in ein bestimmtes Verhältnis gesetzten oder als Einheitswert betrachteten Hauptimpuls bezeichnet.

971 021 209 8 50/067 5

- 3 Stand der Technik

Um Störungen zwischen den einzelnen Zeichen aufgrund linearer Verzerrungen möglichst gering, zu halten, werden Filter mit Kompensationseigenschaften, sogenannte Entzerrer, verwendet. Eine besondere Art von Laufzeitfiltern ist insbesondere für Zwecke der digitalen Datenübertragung geeignet. Grundsätzlich besteht ein Laufzeitfilter aus einer Anzahl von hintereinandergeschalteten Verzögerungsstrecken, deren jede einzelne die gleiche Verzögerung aufweist, aus einer Vielzahl von Abgriffen an diesen Verzögerungsabschnitten mit einstellbaren Abgriffsdämpfungen und einer Schaltungsanordnung oder einem Bauelement zur Summierung. Dabei sind zwei Ausführungsformen von Laufzeitfiltern möglich: ciicht rekursive oder auch als transversal bezeichnete Filter und andererseits rekursive Filter. Da die auftretenden Kanaleigenschaften ausgangs noch nicht bekannt sind und des weiteren sich zeitlich verändern können, ist es erwünscht, den verwendeten Entzerrer automatisch an den Kanal anpassen zu können. Wegen der Unzulänglichkeiten jedes Übertragungskanals werden die übertragenen Signale gewöhnlich durch einen gegebenen Verzerrungsgrad beeinflußt, der sich zu vorgesehenen Meßzeitpunkten erfassen läßt. Die zur Wiederermittlung jedes einzelnen Bits in einer Folge erforderliche Information ist in abtastbaren Werten des empfangenen Signals vollständig enthalten. TransVersalentzerrer sind bei der Entzerrung eines empfangenen Signals unter Verarbeitung einzelner Abtastwerte sehr wirkungsvoll. Bei konstanten Übertragungseigenschaften des Kanals ist die Verwendung fest eingestellter Entzerrer möglich. Unglücklicherweise sind jedoch die Kanaleigenschaften von Übertragungskanälen nie genau bekannt und unterliegen, wie bereits erwähnt wurde, zeitlichen Schwankungen. Deshalb wäre es erforderlicn, die einzelnen Abgriffe innerhalb eines transversalen Entzerrers automatisch einstellbar zu machen, um optimale Entzerrungsverhältnisse bei einem praktischen Kanal erreichen zu können.

Die zweite erwähnte Ausführungsart von Laufzeitentzerrern, die

^{Yü y71} °²¹ 209850/067 5

rekursiven Entzerrer, erlauben schnellere Anpassungen an sich zeitlich verändernde übertragungseigenschaften, die sich normalerweise in unbekannten Zeitabständen ändern und denen durch nicht rekursive Entzerrer mit fest eingestellten Verzögerungsabgriffen nicht so einfach entsprochen werden kann. Trotz ihrer Vorteile haben rekursive Entzerrer nur wenig Eingang gefunden wegen den mit ihnen verbundenen Empfindlichkeitsproblemen, die kritisch sind, solange kein zufriedenstellender Einstellungsalgorithmus zur Verfugung steht. Es sind bereits in der Vergangenheit rekursive Entzerrer in Hybridbauweise vorgeschlagen worden, aber es wurde dabei weder an Rauschprobleme, noch an Empfindlichkeitsprobleme gedacht. Bei einer anderen rekursiven Anordnung wurde vorgeschlagen, voranlaufende Echoimpulse mit Hilfe vorgreifender Kopplungen zu unterdrücken, dem Hauptimpuls nachlaufende Echos jedoch mit Rückkopplungszweigen. Diese Technik wirkt sich jedoch in übermäßigen Verzerrungen der Impulsflanken aus. Zur Zeit ist noch kein systematischer Algorithmus bekannt, der voranlaufenden Phantomimpulsen Rechnung trägt und dabei die Gesamtverzerrung in Grenzen hält. Hierin liegt der hauptsächliche Unterschied zwischen dem Stand der Technik entsprechenden rekursiven Entzerrern und dem Entzerrer entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Aufgabe und Lösung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe eines Entzerrungsverfahrens mit sehr kurzer Einstellzeit für elektrische Signale, das sowohl für digitale, als auch für analoge Signale verwendungsfähig ist; eine rekursive Entzerrungstechnik mit Hilfe von kaskadenförmig zusammengeschalteten einfachen und wirtschaftlichen Entzerrerstufen soll verwendet werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen und entsprechende Entzerrer sind in den Unteransprüchen angegeben.

YO 9 71 021

209850/0675

Zusammenfasstang des eingeschlagenen Lösungsweges

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Entzerrung elektrischer Signale, die auf einem Übertragungskanal verzerrt worden sind. Die vorgeschlagene Technik verwendet ein rekursives Verfahren, bei dem die Vorderseite und die Hinterseite empfangener Wellen getrennt verarbeitet. werden im Gegensatz zu nicht rekursiven Verfahren, die die vorderen und hinteren Teile einfallender Signale gleichzeitig verarbeiten.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Gerätes umfaßt, ganz allgemein betrachtet, die stufenweise Verarbeitung einer elektrischen Signalfolge, die durch die Funktion l-A* ' darstellbar ist, durch eine Entzerreranordnung mit einer Vielzahl von einstellbaren Abgriffen, mit deren Hilfe nur die vorderen Teile des einfallenden Signals entzerrt werden. Nach m Schritten ergibt sich ein durch die Funktion 1-A*^m' mit m= 1, 2, 3, ..., η darstellbares Aus gangssignal, wobei 1-A^im) = 1-A ^(m) - A, ^(m) ist.Nächn Schritten wird durch Unterwerfung der Funktion 1-A* ihrem Kehrwert die Beseitigung der hinteren Verzerrungsanteile des betrachteten Signals durchgeführt.

Genauer betrachtet umfaßt die vorgeschlagene Erfindung die Entzerrung eines durch die Funktion 1-A¹ ' darstellbaren Signals in η Schritten mit Hilfe von η Entzerrerstufen, deren jede einzelne einstellbare Abgriffe aufweist. Es wird mit Hilfe der Einstellung der Abgriffe der m-ten Entzerrerstufe entsprechend der Funktion 1+A_v*^m ' das Signal behandelt, wobei sich an den einzelnen Ausgängen der aufeinanderfolgenden Stufen in aufeinanderfolgenden Schritten ein durch die Funktion 1-A^^m' mit m = 1, 2, 3, ..., η oder 1-A^(m) =* l-A„^)__A <^m> darstellbares

In} η Signal ergibt.Nachn Schritten wird die Funktion 1-A ' = ^1-Ah ihrem Kehrwert unterworfen und dabei die hinteren Verzerrungsanteile des verarbeiteten Signals beseitigt.

Das vorgeschlagen· Verfahren zur Entzerrung eines durch di· Funk-YO 971 021 209850/0675

2221270

tion 1-A darstellbaren Signals bedient sich dabei der schrittweisen Durchleitung des Signals durch η Entzerrerstufen und der Veränderung des jeweiligen Ausgangssignals aus der (m-l)-ten Stufe mit Hilfe einer Summierschaltung, wobei sich ein Signal nach der Funktion 1+A^(m~¹⁾ = l+A_v ^(m~¹⁾+A_h ^(m"¹⁾ ergibt. Bei der durchgeführten Entzerrung wird des weiteren ein Teil des durch die zuletzt angegebene Funktion darstellbaren Signals, welcher Teil den vorderen Verzerrungsanteilen des verarbeiteten Signals entspricht, AbgriffSeinstelleinrichtungen zugeführt und dabei die Einstellung der ra-ten Stufe entsprechend der Funktion 1+A durchgeführt.

Weiterhin wird entsprechend einer verbesserten Ausgestaltung das empfangene verzerrte Signal Schaltkreisen zur Signaldurchschnittsbildung zugeführt und damit ein Zwischensignal bereitgestellt, das jeweils dem Durchschnittswert einer Folge von Eingangssignalen entspricht. Des weiteren ist vorgesehen, daß zu Beginn jedes einzelnen Schrittes jedes einfallende elektrische Signal lh bezug zu seinem zugehörigen Hauptimpuls (als 1 gesetzt) gebracht wird und daß zu Beginn des Einstellvorganges sämtliche Entzerrerstufen auf O gestellt werden, ausgenommen jedoch die Einstellung der Abgriffe, die dem Hauptimpuls entsprechen und auf 1 gestellt werden. Mit Hilfe einer weiteren Summierschaltung am Ausgang der Kaskade wird die Funktion 1-A^^-1 ⁾ durch die Funktion 1+A^^-1* ersetzt. Als Verzögerungsorgane lassen sich in den einzelnen Stufen entweder angezapfte Verzögerungsleitungen oder Schieberegister verwenden.

Das genannte Verfahren ermöglicht die Entzerrung digitaler oder analoger Signale bei sehr kurzen Einstellzeiten. Dies ist sehr bedeutungsvoll, wenn zentrale Datenverarbeitungseinheiten eine größere Zahl von Endstellen über herkömmliche Nachrichtenübertragungskanäle, z.B. Telefonleitungen, bedienen sollen. Dabei sollte die optimal erreichbare Entzerrung der verzerrten Signale in kürzester Einetellzeit erreichbar sein, um die Datenübertragung für den Benutzer möglichst wirtschaftlich unter möglichst

209850/0675

YO 971 021

_ 7 — ·

günstiger Ausnutzung der zentralen Datenverarbeitungseinheit zu gestalten. Die vorliegende Erfindung genügt diesen beiden vorgenannten Anforderungen. Des weiteren ermöglicht der Einsatz der rekursiven Technik wesentliche Einsparungen an Geräteaufwand und weniger Verzögerungsabschnitte pro Entzerrerstufe, als sie bei nicht rekursiven Entzerrern erforderlich sind, wie z.B. beim Gegenstand der Patentanmeldung P 21 56 003.2.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels '

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. IA das Blockschaltbild eines verallgemeinerten

rekursiven Entzerrers nach der vorliegenden Erfindung, welcher getrennte Entzerrer für die vorderen und hinteren Verzerrungsanteile umfaßt und nach der Funktion 1-A^ eingegebene Signalfolgen als Folge entzerrter normierter Signale, sämtliche etwa des Wertes 1, abgibt,

Fig. IB den Entzerrerteil eines rekursiven Entzerrers

für die vorderen Verzerrungsanteile, der aus mehreren kaskadenförmig zusammengeschalteten Entzerrerstufen besteht, deren einstellbare Abgriffe, Summierschaltungen am Ausgang der einzelnen Stufen und Abgriffseinstelleinrichtungen für die einzelnen Stufen , die die Abgriffe entsprechend dem modifizierten Ausgangssignal der einzelnen Stufen einstellen,

. IC das Schaltbild des Teils des rekursiven Filters, der die hinteren Verzerrungsanteile beseitigt und der aus Schaltkreisen besteht, die das Aus-

971 021 209850/0675

gangssignal der letzten Entzerrerstufe nach η Schritten seinem Kehrwert unterwerfen, um dabei die hinteren Verzerrungsanteile auszuglei chen, und

Fig. ID das Blockschaltbild der Abgriffseinstelleinrichtungen gemäß Fig. IB, mit deren Hilfe das Ausgangssignal des für sämtliche Entzerrerstufen gemeinsam vorgesehenen Summierverstärkers in Einstellsignale umgewandelt wird.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines rekursiven Entzerrers als verallgemeinerte Version der speziellen Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung.

es mögen^«⁰»} = a._H<°» C₁'⁰', C₉'⁰', α_χ <°> α,/⁰'

abtastbaren Werte am Ausgang eines tibertragungskanals für einen einzigen eingegebenen Impuls sein. Dieses {<V ' wird als Eingangssignalfolge des betrachteten Entzerrers verwendet und besteht aus einem normiert als 1 betrachteten Hauptimpuls und voranlaufenden und nachfolgenden Phantomimpulsen A , die auch als Echos bezeichnet werden können. Diese Ausgangssignalfolge des tibertragungskanals läßt sich in z-Transformationsdar stellung wie folgt ausdrücken:

k=-N *
Die Eingangsverzerrungsfolge kann dann angegeben werden als:

A ss 1-Λ ss 1- 2, Ot. Z

k=-N ^K

Die Eingangsfolge in den Entzerrer gemäß Fig. IA ist mit der Funktion 1-A* bezeichnet. Der Wert A ist der Beitrag der vorderen und hinteren Phantomimpulse zum Hauptimpuls. Die Summe der einzelnen Verzerrungsanteile vor und hinter dem Hauptimpuls machen den absoluten Betrag der Gesamtverzerrung aus. Es möge

YO 971 021 2 0 9 8 5 0/0675 ORISlNAi. INSPECTED

¹ /

dazu die Verzerrung der Ausgangssignalfolge der m-ten Stufe betrachtet werden. Diese Verzerrung ist:

_Ata> _{= B}W_zi _+ψΜ_+ι /"I + ... «ta) _{2 +} !-O₀ta)

Hierin ist m < η.

Der vorstehend angegebene Gesamtbeitrag der vorderen und hinteren Phantomimpulse bzw. Echos kann auch ausgedrückt werden als:

k«-A ^κ ^υ k=l k

Dies läßt sich auch schreiben als:

a (ro) _ _a (in) _ (in)

vh .

Darin sind:

A ^im) . Τ¹ α ^im) _Z"^k + 1-ct ^(m) ν β k

und A.^(m) = I a.<^m>z-^k' .

η k=l ^K ■

Die gesamte Eingangssignalfolge in den Entzerrer gemäß Fig. IA ist somit:

_v ^(m1)) . (1-Aj_x^-¹V (1)

Darin ist m » 1, 2, ..., n.

Die vorderen Verzerrungsanteile sind nach einer Entzerrung in η Schritten begrenzt auf:

D («> _β Υ¹ Ια (η) I.. I, (n)|

ν -^L . j k. ... J .+ |ia j

YO 97X021 209850/0675

(O)

Da D ' mit entsprechend großer Stufenzahl η so klein wie verlangt gemacht werden kann, zumindest solange die Anfangsverzerrung kleiner als 1 bleibt, und da die Gesamtverzerrung nach η Schritten gleich oder kleiner als die Anfangsverzerrung D¹ ' ist, ergibt sich, daß der hintere Verzerrungsanteil sich durch entsprechende Rückkopplung des negativen Betrages der entsprechenden hinteren Verzerrungsanteile völlig eliminieren läßt. Während die Eliminierung der vorderen Verzerrungsanteile bereits durchgeführt worden ist, ergibt sich gemäß Fig. IA, daß das Resultat der Entzerrung der vorderen Anteile im Block Ib ungefähr gleich ist der Eingangssignalfolge minus dem Beitrag der hinteren Verzerrungsanteile, d.h. etwa 1"Aj₁ . Wenn dann die Eliminierung der hinteren Verzerrungsanteile im Block Ic durchgeführt wird, ist das Resultat, das sich als Ausgangsfolge ergibt, ungefähr gleich dem Wert des Hauptimpulses bzw. dem normierten Wert 1.

Es ist betrachtet worden, daß eine Eingangssignalfolge entsprechend Gleichung (1) so abgeändert werden kann, daß sich eine Ausgangssignalfolge ergibt, die durch die Funktion l-A*¹¹' = l-A - A, 'ⁿ*

ι \ ι χ ν h

darstellbar ist. Dabei sind \^K ' und \ die Beiträge jeweils der vorderen und der hinteren Phantomimpulse zur Gesamtverzerrung. Werden die hinteren Verzerrungsanteile vernachlässigt, läßt sich eine Ausgangsfunktion l-A ' erreichen durch eine stufenweise Behandlung jeweils der Eingangsfunktion 1-A^^m" ' der einzelnen m Stufen mit der Funktion l+A^"¹"¹* mit m = 0, 1, 2, 3, ... , n. Hierbei muß beachtet werden, daß trotz der Vernachlässigung der hinteren Verzerrungsanteile diese aber doch die vorderen Verzerrungsanteile in sehr komplexer Weise beeinflussen.

Die Modifizierungsfunktion in den einzelnen Stufen ist allgemein betrachtet 1+A^im . Dies aufgrund der angewandten Entzerreropera-

YO 971 021

20 9 8 50/0675

2221278

tion, bei der das Ausgangssignal der (m-l)-ten Stufe, deren Häuptabgriff auf a-a*"¹"¹' eingestellt worden ist, in einem Summierer modifiziert wird. Das Ausgangssignal der einzelnen Stufen1-A^tm wird dabei unter Umkehrung der noch vorhandenen Verzerrungsanteile A konvertiert und damit die Einstellung der Abgriffe der eigenen Stufe durchgeführt. Well der Beitrag der hinteren Verzerrungs-

t rn 1 V

anteile vorläufig vernachlässigt werden soll, ist als 1+A* die Funktion 1+A l™¹""¹' wirksam. Die Eingabefunktion in jede einzelne Stufe ist allgemein betrachtet l-A*³¹¹""¹'. Dies, weil das Resultatsignal jedes einzelnen Entzerrungsschrittes als Eingangssignal für die nächste Entzerrerstufe verwendet wird.

Entsprechend dem vorgenannten, ist für jeden Entzerrungsschritt die Eingangssignalfunktion, die Modifizierungsfunktion und die Ausgangssignalfunktion zu bestimmen. Die nachfolgende Tabelle I gibt die entsprechenden Werte der einzelnen Funktionen für jeden Schritt an.

Tabelle I

Schritt m

Eingangssignal der m-ten Stufe

Modifi ζ ieruhgs funktion in der m-ten Stufe _1+A(m-1)

Ausgangssignal der m-ten Stufe

1-A^(m»

Anfang 1 2 3 4 η

1-A

Vor dem ersten Entzerrerschritt ist noch/wie in Tabelle I dargestellt, die Ausgangsfunktion gleich l-Aⁱ⁰⁾. Diese Ausgangsfunktion

971 021

209850/0675

entspricht der Eingangsfunktion, weil alle Anzapfungseinstellungen des Entzerrerblockes. Ib für die vorderen Verzerrungsanteile noch auf 0 gestellt sind, außer dem am weitesten rechts befindlichen Abgriff, der auf 2-a_Q gestellt wird. Für jeden nachfolgenden Entzerrungsschritt gibt die Tabelle I die Werte für das Eingabesignal, die Modifizierungsfunktion und das Ausgangssignal an, das sich durch die Wirkung des Entzerrerblockes Ib gemäß Fig. 1 für die vorderen Verzerrungsanteile erreichen läßt. Der Zusammenhang zwischen Eingangsfunktion, Modifizierungsfunktion und Ausgangsfunktion ist gemäß Tabelle I gegeben; dabei sind in die allgemeinen Formeln für die Funktionen für m einfach die Schrittzahlen einzusetzen.

Entsprechend den vorstehenden Erklärungen läßt sich die allgemeine Arbeitsweise eines rekursiven Entzerrers kennzeichnen durch die schrittweise Unterwerfung einer elektrischen Signalfolge, die durch die Funktion 1-A ' darstellbar ist, einer Entzerreranordnung, wobei vorerst nur die vorderen Verzerrungsanteile des Signals berücksichtigt werden, um nach m Entzerrungsschritten ein vorentzerrtes Ausgangssignal der Funktion 1-A*¹¹¹' mit m = 1, 2, 3, ..., η und 1-A^(mi = l-A_tr ^(m) - A, ^(m) zu erzielen; nach η Schritten wird dann die Funktion 1^A ihrem Kehrwert unterworfen und damit auch die hinteren Verzerrungsanteile des verarbeiteten Signals nahezu aufgehoben. Während eine solche Behandlung die Modifizierungsfunktion nicht beeinflußt, muß beachtet werden, daß die Eingangsfunktion 1-A auf verschiedene mögliche Arten behandelt werden kann, um dabei die gewünschte Ausgangsfunktion 1-A*¹¹' zu erreichen. Ein gewähltes Ausführungsbeispiel zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend Tabelle I ist in Fig. IB dargestellt.

Nun zu den Einzelheiten der Fig. IB: Darin ist ein Ausführungsbeispiel des Entzerrerteils Ib gemäß Fig. IA mit kaskadenförmig hintereinandergeschalteten Stufen 10 von Transversalfiltern dargestellt. In dieser Anordnung führt der Ausgang einer übertragungsleitung oder eines anderen Kanals eine durch die Funktion

YO 971 021

209850/0675

1-A* darstellbare Eingangssignalfolge der ersten Kaskadenstufe 10 zu. Das jeweils in Schrittstufen verbesserte Ausgangssignal einer vorangehenden Stufe 10 wird der nachfolgenden Stufe zugeführt und so fort.

Gemäß Fig. IB ist des weiteren die Zuführung der Eingangssignalfolge l-A* ' über eine Schaltung 2 zur Signaldurchschnittsbildung vorgesehen. Diese soll den Einfluß unerwartet auftretender Störungen innerhalb der Eingangssignalfolgen auf die günstigsten Einstellungen der Entzerrerabgriffe möglichst.geringfügig halten. Schaltungen zur Signaldurchschnittsbildung sind nach dem Stande der Technik bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Da eine solche Schaltungsvorkehrung auch nicht unbedingt für die Funktionen des beschriebenen Kaskadenentzerrers erforderlich ist, sollen vorerst darüber keine weiteren Einzelheiten genannt werden. Eine variierbare Pegeleinstellung 3 in Form eines Dämpfungsgliedes oder eines variierbaren Verstärkers dient zur Anpassung des Pegels des Hauptimpulses der Eingangssignalfolge auf einen vorgegebenen Wert. Sämtliche empfangenen Eingangssignalfolgen nach der Funktion 1-A* ' werden einer Vielzahl von Entzerrerstufen 10 zugeführt, die untereinander im wesentlichen gleich aufgebaut sind und sich allenfalls in der Zahl der in ihnen vorgesehenen Verzogerungsabschnitte und der dazugehörigen einstellbaren Abgriffe von Stufe zu Stufe unterscheiden. Die nun folgende Einzelbeschreibung gilt somit für sämtliche der Kaskadenstufen 10. Der Ausgang einer vorangehenden Stufe 10 ist jeweils mit dem Eingang der nächstfolgenden Stufe verbunden.

Gemäß Fig. IB enthält jede Entzerrerstufe 10 eine homogene Verzögerungsleitung 11 mit Abgriffen 12, die über die Verzögerungsleitung in erforderlichen Abständen verteilt sind. Anstelle einer solchen Verzögerungsleitung 11 könnte auch ein Schieberegister mit einer Vielzahl von einzelnen Stufen verwendet werden, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Abgriffe 12 führen über einen Summierverstärker 13 oder eine gleichwertige Signalsuinmierschaltung zum gemeinsamen Ausgang der Stufe.

^Y0 971 021 209 8 50/067 5

Einstellbare Dämpfungsglieder 14 (mit positiver oder negativer Dämpfung) sind zwischen die einzelnen Abgriffe 12 der Verzögerungsleitung 11 und die Eingänge der Summierschaltung 13 eingefügt. Solche einstellbaren Dämpfungsglieder 14 sind in vielfältiger Form dem Fachmann aus der Entzerrungstechnik bereits bekannt. Sie können entweder elektrisch oder mechanisch zur Erzielung benötigter Einstellungen bezüglich Amplitude und Polarität verstellbar sein.

Bei der vorliegenden Ausführung wird die Einstellung der Dämpfungsglieder 14 auf Werte durchgeführt, die nach einem der betrachteten Gesamtanordnung zugrunde liegenden Algorithmus bestimmt werden. Die gestrichelten Linien 15 stellen mechanische Stellglieder dar, die durch AbgriffSeinstelleinrichtungen 16 betätigt werden, welche in Fig. IB jeweils als Block und in Details in der Fig. ID dargestellt sind.

Wenn jeweils die Abgriffseinstellungen mittels der Dämpfungsglieder 14 einer Stufe erfolgt sind, wird eine Signalfolge über den Summierverstärker 13 zum Eingang der nächsten Stufe abgegeben. Die Ausgangssignalfolge der ersten Stufe 10 geht nun beim ersten Einstellschritt unverändert durch die nachfolgenden Stufen hindurch bis zum Ausgang der η-ten Stufe 10. Die dort gegebene Signalfolge 1-A^tm~ ' wird mit Hilfe der weiteren Summierschaltung 17 in die Funktion 1+A*^m umgewandelt. Dies erfolgt durch eine Addition von zwei zum inversen Wert der in die Summierschaltung 17 eingegebenen Funktion. Dabei wird die Mitte der Eingabefunktion mittels eines Pegeldetektors festgestellt. Bei der Feststellung des mittelsten Impulses wird eine Torschaltung geöffnet und der Wert 2 amplitudenmäßig hinzuaddiert. Mathematisch ist dies wie folgt auszudrücken:

() = I₊A

Analog oder digital arbeitende Ausführungsformen solcher Summierschaltungen sind ebenfalls aus der Rechner ■ und Entzerrertechnik dem Fachmann bekannt.

YO 971 021

209850/0675

Der Ausgang der Summierschaltung 17 ist mit einem Drehschalter 18 verbunden, der in Fig. IB schematisch dargestellt ist. Dieser Schalter 18 kann ein mechanisch oder elektrisch betätigter Schalter sein, mit dessen Hilfe sich ein Eingang zu jeweils einem von mehreren Ausgängen durchschalten läßt. Gemäß Fig. IB sind alle Ausgänge des Schalters 18 mit je einer der Abgriffseinstelleinrichtungen 16 verbunden. Jede dieser Einstelleinrichtungen weist Ausgänge auf, die zur Einstellung der Abgriffe mit Hilfe der veränderbaren Dämpfungsglieder 14 führen. Diese Einstellungen erfolgen über mechanische Verbindungen, die durch die bereits genannten gestrichelten Linien 15 in Fig. IB dargestellt sind.

Nach diesem Prinzip werden die Ausgangssignale der einzelnen Entzerrerstufen gemäß Fig. IB selektiv zu ihren zugehörigen Einstelleinrichtungen 16 durchgeschaltet. Die Einstelleinrichtungen 16 werden durch das Ausgangssignal der Summierschaltung 17 gespeist, wobei diese nach der jeweiligen Ausgäbefunktion bemessene Ausgangswerte abgibt.

Eine Schaltungsanordnung, die als AbgriffSeinstelleinrichtung verwendbar ist, ist als Blockschaltbild in Fig. ID dargestellt. Das Ausgangssignal der hintereinandergeschalteten Stufen 10 wird über eine Leitung 19 einer Anordnung von UND-Schaltungen· 20 zugeführt. Die Zahl dieser UND-Schaltungen ist gleich der Zahl von Dämpfungsgliedern 14 der zugehörigen Entzerrerstufe 10. Ein Zeitgeber 21 öffnet die einzelnen UND-Schaltungen 20. Von den UND-Schaltungen 20 geht bei Koinzidenz zwischen Zeitgebersignal vom Zeitgeber 21 und abgetastetem Ausgangssignal von der Kaskade jeweils ein Ausgangssignal weiter. Hier soll wiederum darauf hingewiesen werden, daß die so erzeugten Signale zur Einstellung der Abgriffe der Entzerrerstufen 10 nur von einer Auswertung der vorderen Verzerrungsanteile herrühren. Das am weitesten rechts dargestellte Dämpfungsglied 14 in den einzelnen Stufen wird auf 2~a₀ und die übrigen Dämpfungsglieder 14 werden so eingestellt, daß sie den im gerade betrachteten Zeitpunkt herrschenden

YO 971 021

209850/0675

Verzerrungspegelverhältnissen gerade entgegenwirken. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 20 sind mit je einem Einstellantrieb 22 gemäß Fig. ID verbunden. Diese Einstellantriebe 22 können je einen Servo-Motor enthalten, dessen Ausgangswirkung proportional zum Ausgangssignal der zugehörigen UND-Schaltung 20 gehalten ist. Solche Servo-Motoren mit den entsprechenden Einstellorganen sind nach dem Stand der Technik ebenfalls gut bekannt.

Die Einstellantriebe 22 ergeben eine mechanische Stellgröße, die der Stärke des jeweiligen Ausgangssignals der betreffenden UND-Schaltung 20 proportional ist; über durch die gestrichelten Linien 15 dargestellte mechanische Stellglieder werden die Dämpfungsglieder 14 der zugehörigen Entzerrerstufe 10 eingestellt. Aus den vorbeschriebenen Ausführungen ist zu erkennen, daß die Ausgänge der einzelnen Kaskadenentzerrerstufen 10 für die einzelnen Einstellschritte Signale zu ihren Einstelleinrichtungen 16 durchgeben, wobei jeder nachfolgende Einstellschritt jeweils die durch den vorangehenden Einstellschritt bewirkte Entzerrung.noch weiter verbessert.

Schließlich wird nach η Schritten das Ausgangssignal der Summierschaltung 13 der n-.ten Stufe 10 über einen zweiten Drehschalter 23 zum Entzerrerteil Ic gemäß Fig. IA und in Einzelheiten gemäß Fig. IC durchgeschaltet. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 13 der η-ten Entzerrerstufe 10 hat die Funktion 1-A ', welches ungefähr der Funktion 1-A. ' entspricht, weil die vorderen Verzerrungsanteile bereits nahezu vollständig unterdrückt worden sind. Nun verbleibt noch die Aufgabe der Ausschaltung der hinteren Verzerrungsanteile.

Der Schalter 23 wird am Ende des η-ten Einstellschrittes aus seiner Stellung 25 in seine Stellung 26 bewegt. Dabei wird das Ausgangssignal der Summierschaltung 13 der η-ten Entzerrerstufe 10 einer Summierschaltung 27 zugeführt und in dieser zum inversen Wert der Eingangsfunktion eine 1 hinzuaddiert. Diese Operation

YO 971 021

209850/0675

läßt sich mathematisch erklären als 1-(1-A*ⁿ'). Da 1-A⁽ⁿ⁾ = 1-A_h ist, läßt sich das Eingangssignal dieser Summierschaltung 27 wie folgt schreiben:

l-fl-a ⁽ⁿ⁾ α ^ίη) α ^(n> -α ^(η))=α ^(η)+α ^(η)+α ^(η) +α ^(η) 1-(1 α -α -α ... α_Μ )-α to. .+α " *™_Ν

1 2 3 *" N ^J -I 2 3 "·^τ"ν

Oieser Ausdruck entspricht dem negativen Kehrwert der hinteren Verzerrungsanteile zu den jeweiligen SignalabgriffsZeitpunkten; das Ausgangssignal der Summierschaltung 27 wird einer Abgriffseinstelleinrichtung 36 zugeführt. Diese erzeugt Ausgangsstellgrößen entsprechend den Eingabesignalwerten zu den einzelnen Signalabtastzeitpunkten.

Noch vor dem auf den η-ten Einstellschritt folgenden Intervall wird der Schalter 23 aus seiner Stellung 26 in die Stellung 28 weiterbewegt. Das Ausgangssignal von der Summierschaltung 13 der η-ten Entzerrerstufe 10 verläuft nun zu einer Kettenschaltung aus mehreren Summierschaltμngen 29, zwischen die jeweils ein Verzögerungselement 30 gefügt ist. Auf das letzte nachgeschaltete Verzögerungselement 30 dieser Kette folgt eine Entscheidungsschaltung 31, welche ein Ausgangssignal des Wertes 1 immer dann abgibt, wenn sie.ein eine gegebene Schwelle überschreitendes Eingangssignal aufnimmt. Solange diese Entscheidungsschaltung kein solches 1-Signal abgibt, herrscht an ihrem Ausgang der Signalpegel 0. Die Entscheidungsschaltung 31 soll die gegenseitige Störung von dicht aufeinanderfolgenden Impulsen vermeiden. Wenn die Entscheidungsschaltung 31 nicht vorhanden wäre, könnte die Summe zweier dicht beeinanderliegender, Verzerrungskomponenten einem Hauptimpuls gleichen\Das Ausgangssignal der Entscheidungsfichaltung 31 führt zu einer Anordnung von mehreren einstellbaren Dämpfungsgliedern 34, die den bereits genannten Dämpfungsgliedern 14 für die Entzerrung der vorderen Verzerrungsanteile ähnlich sind. Die Ausgänge der Dämpfungsglieder 34 führen zu je einer Summierschaltung 29. Die Dämpfungsglieder 34 werden mit Hilfe der vorgesehenen Abgriffseinstelleinrichtung 36 über durch gestrichelte Linien 35 dargestellte mechanische Stellglieder betätigt.

YO 971 021 209 8 50/067 5

Während dieses Einstellschrittes gibt die Abgriffseinstelleinrichtung 36 Ausgangsstellwerte ab, die proportional zu den negativen Kehrwerten der hinteren Verzerrungsanteile zu den einzelnen Signalabtastzeitpunkten sind. Während des Intervalls nach diesem Einstellschritt wird das Ausgangssignal der Summierschaltung 13 der η-ten Entzerrerstufe über die Stellung 28 des Schalters 23 zum Eingang der Kette aus Summierschaltungen 29 und Verzögerungselementen 30 geführt. Da nun die vorderen Verzerrungsanteile des empfangenen Signals im wesentlichen bereits beseitigt sind, verbleibt der Ausgang der Entscheidungsschaltung 31 solange auf 0, bis der Hauptimpuls des empfangenen Signals einläuft und ein Ausgangssignal des Wertes 1 von der Entscheidungsschaltung 31 abgegeben wird. Dieses Signal wird den Eingängen der Dämpfungsglieder 34 zugeführt, die bereits wie vorbeschrieben eingestellt worden sind. Dabei werden den einzelnen Summierschaltungen 29 Ausgangssignale von den Dämpfungsgliedern zugeführt, die dafür sorgen, daß das jeweilige Ausgangssignal der einzelnen Summierschaltungen 0 wird. Damit werden die dem Hauptimpuls nacheilenden hinteren Verzerrungsanteile nahezu kompensiert und somit nun die gesamte Verzerrung des empfangenen Signals beseitigt.

Funktionsbeschreibung im einzelnen

Im Betrieb werden die Abgriffseinstellungen der Dämpfungsglieder 14 gemäß Fig. IB sämtlicher Entzerrerstufen 10 anfangs auf 0 gestellt, ausgenommen jedoch die Dämpfungsglieder 14, die dem Hauptimpuls des Eingangssignals zugeordnet sind. Dies sind in den einzelnen Entzerrerstufen 10 jeweils die letzten Dämpfungsglieder 14 ganz rechts. Nunmehr wird eine Eingangssignalfolge gemäß Funktion 1-A ' dem Eingang der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Weil alle Abgriffseinstellungen wie vorbeschrieben auf 0 stehen, mit Ausnahme der Dämpfungsglieder 14 an den Abgriffen für den Hauptimpuls der Eingangssignalfolge, gelangt die Folge 1-A durch alle Entzerrerstufen 10 hindurch und erscheint am Ausgang der η-ten Stufe im wesentlichen unverändert wiederum

YO 971 021 209 8BO/ 067 5

2221278

(O)

als Folge 1-A* '. Durch die Summierschaltung 17 wird, wie beschrieben, eine Ausgangssignalfolge 1+A*⁰' erzeugt. Diese ist, wie auch bereits erwähnt wurde, gleich 1+A^⁰' + A^ ° . Diese Signalfolge enthält die negativen Kehrwerte der vorderen und hinteren Verzerrungsanteile zu den einzelnen Signalabtastzeitpunkten und wird über den Schalter 18 den AbgriffeinStelleinrichtungen 16 der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Deren Dämpfungsglieder 14 werden dann entsprechend der Funktion 1+A,^ eingestellt. Bemerkt werden muß hier wiederum, daß die Abtastwerte der hinteren Verzerrungsanteile vorläufig unbeachtet bleiben und daß nur die Abtastwerte aus den vorderen Verzerrungsanteilen-zur Einstellung der Abgriffsdämpfungsglieder 14 verwendet werden. In der Praxis besteht die Einstellung der Dämpfungsglieder 14 aus der Einstellung einer Vielzahl von Potentiometern auf erforderliche Werte. Dabei wird mit jedem einzelnen Dämpfungsglied ein Wert eingestellt, der vordere Verzerrungsanteile der Eingangssignalfolge im wesentlichen kompensiert. Die Eingangssignalfolge 1-A * wird beim ersten Einstellschritt der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Diese Signalfolge wird durch die Einstellfunktion 1+A ' abgeändert und macht am Ausgang des Summierverstärkers 13 der ersten Entzerrerstufe eine Ausgangssignalfolge der Funktion 1~A* ' abnehmbar.

Die Funktion 1-A*⁰' kann geschrieben werden als 1-A

-A -Diese Funktion wird durch die erste Entzerrerstufe umgeformt

mit der Funktion 1+A *⁰'. Dabei ergibt sich eine Funktion

l-A_v ⁽⁰⁾ - A₁₁ ⁽⁰⁾- A_v ⁽⁰⁾A_h ⁽⁰⁾ als Ausgangssignal der ersten Entzerrerstufe 10. Hierbei muß daran gedacht werden, daß, obwohl die hinteren Verzerrungsanteile während der Verarbeitung nicht berücksichtigt wurden _r die Eingangssignalfolge die vorderen und hinteren Verzerrungsanteile enthält und ein Ausgangssignal erzeugt, das in gewissem Grade eine Funktion der hinteren Verzerrungsanteile ist. Alle noch verbliebenen Verzerrungsanteile werden als A bezeichnet, und das Ausgangssignal der ersten Entzerrerstufe · 10 ist darstellbar durch die Funktion 1-

YO 971 021

209850/0675

Dieses Ausgangssignal passiert sämtliche weiteren Entzerrerstufen 10 im wesentlichen unverändert und erscheint am Ausgang des Summierverstärkers 13 der η-ten Entzerrerstufe 10 als Ausgangssignalfolge 1~A* ' . Dieses' Ausgangssignal wird der Summierschaltung 17 zugeführt und ergibt an deren Ausgang eine Signalfolge der Funktion 1+A * ', Diese Funktion wird über den Schalter 18 nun der Abgriffseinstelleinrichtung 16 der zweiten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Diese Abgriffeinstelleinrichtung 16 stellt die Dämpfungsglieder 14 der zweiten Entzerrerstufe 10 entsprechend der Funktion 1+A_v ⁽¹⁾ ein.

Eine Eingangssignalfolge mit der Funktion 1-A ' wird während des zweiten Einstellschrittes dem Eingang der ersten Entzerrerstufe 10 zugeführt_f mit deren Hilfe es in die Funktion 1-A ' am Ausgang der Summierschaltung 13 der ersten Stufe 10 umgewandelt erscheint. Dieses Signal wird dem Eingang der zweiten Entzerrerstufe 10 zugeführt und darin aufgrund der Einstellung der Dämpfungsglieder 14 mit der Funktion 1+A^ ¹^ in ein Signal 1-A*²* am Ausgang der Summierschaltung 13 der zweiten Entzerrerstufe 10 umge-

wandelt. Ein Signal dieser Funktion 1-A ' wird nach den folgenden Zusammenhängen gewonnen:

Das Eingangssignal der zweiten Stufe wurde vorstehend durch 1-A bezeichnet. In der zweiten Entzerrerstufe wird dieses Signal der Modifizierungsfunktion 1+A unterworfen. Durch Multiplikation des Eingangssignals mit der Modifizierungsfunktion ergibt sich das Ausgangssignal 1-A ' -(A ) - A A_n · Wenn sämtliche Glieder dieses Ausdruckes außer dem ersten Glied 1 als bezeichnet werden, ist das Ausgangssignal der zweiten

-_Ä<²»

(2)

Entzerrerstufe definiert als 1-A . Dieses Ausgangssignal enthält Beiträge sowohl von den vorderen, als auch den hinteren Verzerrungsanteilen. 1-A ' kann geschrieben werden als 1-A -

(2) ^v

A, . Da die Abgriffseinstellungen der nachfolgenden Stufen mit der bereits bezeichneten Ausnahme für den Hauptimpuls noch auf 0

stehen, erscheint das Ausgangssignal 1-A am Ausgang der Summierschaltung 13 der η-ten Stufe und wird der Summierschaltung 17 züge-

^YO971021 209850/0675

führt. Die Summierschaltung 17 modifiziert die Funktion 1-A⁽ in 1+A '; diese Funktion wird über den Schalter 18 jetzt den Abgriffseinstelleinrichtungen 16 der dritten Entzerrerstufe 10 zugeführt. Wieder soll daran erinnert werden, daß die Einflüsse der hinteren Verzerrungsanteile vorläufig noch vernachlässigt werden.

Die Abgriffseinstellungen der dritten Stufe 10 werden nun ent-

(2)

sprechend der Funktion 1+A ausgeführt und so der dritte Einstellschritt durchgeführt. Die Eingangssignalfolge nach der Funktion 1-A ' ist vor der Einstellung der dritten Stufe insgesamt bereits zweimal modifiziert worden, bevor sie den Ausgang der Sununierschaltung 13 der η-ten Entzerrerstufe erreicht. In der ersten Entzerrerstufe 10 ist die Eingangssignalfolge mit der Funktion 1+A * modifiziert worden, in der zweiten Entzerrerstufe 10 des weiteren mit der Funktion 1+A ^v '. Somit ist die

Eingabefunktion 1-A ». tatsächlich durch zwei Abgriffseinstellungen, nämlich in der ersten und zweiten Entzerrerstufe 10, modifiziert

worden, und es ergibt sich ein Ausgangssignal 1-A^V ' am Ausgang

der zweiten Entzerrerstufe 10.

Und wieder läuft eine Eingangssignalfolge in die erste Entzerrerstufe 10 ein und wird durch die Funktion 1+A *⁰' modifiziert. Es

(1)

ergibt sich dabei 1-A , welches in der zweiten Entzerrerstufe 10 mit der Funktion 1+A ' modifiziert wird und an deren Aus-

(oY
gang die Funktion 1-A 'ergibt. Diese Funktion wird darauf in der dritten Entzerrerstufe 10 mit der Funktion 1+A *²' modifiziert und ergibt am Ausgang der η-ten Entzerrerstufe eine Ausgangssignal folge 1-A¹ '. Diese Funktion wird in der Summierschaltung 17 mit der Modifizierungsfunktion 1+A '³' umgewandelt. Daraufhin werden die Einstellungen der Dämpfungsglieder 14 in der vierten Entzerrerstufe 10 mit der Funktion 1+A ^ ' durchgeführt. Bisher wurde

(Q) V

die Eingangssignalfolge 1-A^V durch die drei Modifizierungsfunkti onen l+A_v ^t0), l+A '¹^ und 1+A_v*²* umgewandelt, bevor die Einstellung der Dämpfungsglieder der vierten Stufe mit der Gesamtmodifizierungsfunktion durchgeführt wird, wobei die Gesamtmodifizierungs funktion das Produkt der drei vorangehenden Funktionen ist. Das Produkt dieser Modifizierungsfunktionen multipliziert mit der

^ΪΟ971021 209850/0675

- 22 Eingangssignalfolgefunktion ergibt die Funktion 1-A

Alle weiteren Einstellschritte werden in ähnlicher Weise wie die vorangehend beschriebenen Einstellschritte durchgeführt. Beim η-ten Einstellschritt wird die Eingangssignalfolge 1-A* ' modifiziert durch das Produkt aller Modifizierungsfunktionen sämtlicher η Entzerrerstufen. Das sich ergebende Produkt ist das Ausgangssignal 1-A*ⁿ'.

Die vorstehende Erläuterung ist in der nachfolgenden Tabelle II für die ersten vier Einstellschritte dargestellt.

971 021 209850/067 5

c · ■ - 23 -

S Tabelle II

Schritt Modifizierungs- Entzerrerausgangssignal Ausgangssignal der Ausgangssignal der funktion vor dem nächsten Schritt Entzerrerstufe ,Summierschaltung

to Anfang 1 1-Α^Λ~' ^1+A _V ^(O)

CJ ' ·

oo , ,^ (0) .,_liÄ (0)> -,__Λ(1) . _1ΑΛ U)

S 2 1+A_v ⁽¹⁾ (1+A_v ⁽^) 1-A⁽²⁾ 1+A_v ⁽²⁾

1₊A_V<²> (1₊A_v ^(m>) 1-a'³' 1₊A_v ^t3>

1+Ά ^v ' M-I-A ^vllM 1--Ä^V ' 1+A ^v '

^{V V V} fO

Nun wiederum zur Fig. IC. Es wurde bereits ausgedrückt/ daß am Ende des η-ten, d.h. des letzten Einstellschrittes, der Schalter 23 über seine Stellung 26 das Ausgangsignal der letzten Entzerrerstufe 10 zur Summierschaltung 27 durchschaltet, an deren Ausgang eine Signalfolge erscheint, die die negativen Kehrwerte der eingegebenen Folge enthält. Was also am Ausgang dieser Summierschaltung 27 erscheint, ist der negative Betrag sämtlicher Beiträge der hinteren Verzerrungsanteile der Eingangssignalfolge. Dieser wird der Abgriffseinstelleinrichtung 36 zugeführt und sorgt für die Einstellungen der Dämpfungsglieder 34 Über mechanische Stellglieder 35 zwecks Ausblendung der hinteren Verzerrungsanteile mittels eines (n+l)-ten Schrittes. Während dieses (n+l)-ten Schrittes wird das Ausgangssignal der letzten Entzerrerstufe 10 über den Schalter 23 und dessen Stellung 28 der Kettenschaltung von UND-Schaltungen 29 und Verzögerungsschaltungen 30 zugeführt. Da die vorderen Verzerrungsanteile bereits nahezu 0 sind, ist das Ausgangssignal der letzten Entzerrerstufe 10 ungefähr 1-A. . Das, was als Aufgabe nun noch verbleibt, ist die Auslöschung der hinteren Verzerrungsanteile mittels der Schaltungsanordnung gemäß Fig. IC. Während die vorderen Verzerrungsanteile bis hierhin schon nahezu vollständig unterdrückt worden sind, wird das Ausgangssignal der letzten Entzerrungsstufe ungehindert über die Summierschaltungen 29 und Verzögerungsschaltungen 30 geführt, wobei der den Schwellwert der Entscheidungsschaltung 31 überschreitende Hauptimpuls am Ausgang der Entscheidungsschaltung abnehmbar ist. Die Entscheidungsschaltung 31 ist wiederum eine nach dem Stande der Technik bekannte Schaltungsanordnung, welche ein Ausgangssignal des Pegels 1 immer dann abgibt, wenn das eingegebene Signal eine gegebene Schwelle überschreitet. Zwischenzeitlich wird jeweils ein Signalpegel 0 abgegeben. Wenn also ein Hauptimpuls mit der Eingangssignalfolge einläuft, gibt die Entscheidungsschaltung 31 ein Ausgangssignal des Wertes 3. ab, welches parallel den Dämpfungsgliedern 34 zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieser Dämpfungsglieder ist nun das Produkt aus Eingangssignalfolge und Abgriffseinstellungen nach dem η-ten Einstellschritt. Die Ausgangssignale von den Dämpfungsgliedern 34 werden den Summierschaltungen 29 zugeführt, in denen sie

^ϊϋ971021 - 209850/0675

die Beiträge der einzelnen hinteren Verzerrungsanteile im wesentlichen kompensieren. Auf diese Weise werden somit auch die hinteren Verzerrungsanteile berücksichtigt und die Gesamtverzerrung der Eingangssignalfolge ist nunmehr auf nahezu Null reduziert.

Die Fign. IB und IG zeigen den allgemeinen Aufbau eines kaskadenförmigen automatischen rekursiven Entzerrers, der auf den vorbeschriebenen Prinzipien beruht. Zum kompletten Entzerrer ist noch eine Schaltung 2 zur Signaldurchschnittsbildung und eine Pegelvoreinstellung 3 außer den η Entzerrungsstufen 10 dargestellt. Die Schaltung 2 zur Signaldurchschnittsbildung gibt Ausgangsimpulse ab, deren jeder einzelne dem Durchschnitt einer Vielzahl von eingegebenen Impulsen entspricht. Eingegebene Testimpulse müssen weit genug entfernt sein, damit sich die hinteren und vorderen Verzerrungsanteile nicht überlappen können. Die Schaltung 2 muß übrigens überbrückt werden, sobald die Abgriffseinstellungen aller Entzerrerstufen 10 durchgeführt sind.

Die Entzerrereingangsfolge [α. ⁽⁰⁾ ]= α _Μ ^ί0) , α ,..., ⁽⁰⁾ , ... , (α^(0>=1} () ^χ ~^Ν -Ν+1

(0)
, öl, ist definiert als Folge von Eingangsimpulsen, die

zu Zeiten -N ... 0 ... N abtastbar sind. Das Einstellverfahren für die Pegelvoreinstellung 3 und die Dämpfungen der einzelnen Entzerrerstufen gemäß Fign, IB und IC ist wie folgt:

1. Einstellung der Pegelvoreinstellung und der letzten Dämpfungsglieder ß_Q , 3₀ , ·.., 3₀ ⁱⁿ⁾ der einzelnen Stufen auf 1 und aller anderen Dämpfungsglieder auf 0. Die Ausgangssignale der einzelnen Stufen sind dann gleich den Eingangssignalen, nur diesen gegenüber etwas verzögert.

2. Nach dem Ende des ersten Testimpulses über die Schaltung 2 zur Signaldurchschnittsbildung sind die Dämpfungen der ersten Stufe so eingestellt,, daß die einzelnen Dämpfungen den negativen Pegelwerten der einzelnen zugehörigen vorderen Verzerrungsanteile

^{Y0 971 ü21} 209 8 50/067 5

des in die betrachtete Entzerrerstufe eingegebenen Impulses entsprechen. Dabei blieb die Einstellung ß_Q' ' des letzten Dämpfungsgliedes unverändert.

3. Nachstellung der Pegelvoreinstellung 3 am Ende des zweiten Testimpulses. Dies dient zur Nachstellung des Hauptimpulses a_Q auf 1.

4. In'allen nachfolgenden Einstellschritten erfolgt jeweils die Dämpfungseinstellung in der p-ten Stufe mit dem (2p-l)~ten Testimpuls, der in die einzustellende Stufe eingegeben wird. Für den p-ten Einstellschritt gilt:

3_O ^(P) =-α₀ ^(ρ" ^1} für Ä<0;

ß_n = 1 und Pegelvoreinstellung mit Hilfe des 2p-ten Testimpulses so, daß der Hauptimpuls a_Q am Ausgang der betrachteten Stufe jeweils 1 ist.

5. Die Einstellschritte für den kaskadenförmigen Entzerrerteil gemäß Fig. IB sind mit dem η-ten Einstellschritt beendet. Der Verzerrungsrest der vorderen Verzerrungsanteile sollte dann unbedeutend sein.

6. Die Einstellungen des Rückkopplungspfades gemäß Fig. IC werden nun so durchgeführt, daß die Dämpfungseinstellung seiner einzelnen Dämpfungsglieder dem jeweiligen negativen Verzerrungswert der zugehörigen hinteren Verzerrungsanteile entspricht, wobei sich die genaue Einstellung auf die hinteren Verzerrungsanteile exakt durchführen läßt, wenn die vorderen Verzerrungsanteile genügend genau ausgeglichen sind:

ß_± ⁽ⁿ⁾ = -CX₁ ⁽ⁿ⁾ mit 0< i < N.

Theoretisch muß zur Durchführung des vorbeschriebenen Einstellalgorithmus die erste Entzerrungsstufe mindestens N+l Abgriffe haben; N für die einzelnen Anteile der vorderen Verzerrungen

YO 971 021

209850/0675

und dazu einen Abgriff für den HauptimpuIs.. Die Zahl von Abgriffen in der ρ-ten Stufe (p <^ n) sollte mindestens eins weniger sein als die doppelte Zahl der Abgriffe in der (p-l)ten Stufe. Praktisch kann jedoch die maximale Zahl von Verzögerungsabgriffen in den einzelnen Stufen auf eine vernünftige Zahl begrenzt werden, solange die verbleibenden Fehler vernachlässigbar groß sind. Wenn die totale Verzerrung in bezug auf den normalisierten Hauptimpuls im m-ten Einstellschritt als D*^m' (als Summe der Pegel aller Verzerrungsanteile) und die Verzerrung durch die vorderen Anteile als D„ bezeichnet wird, sind die Konvergenzbedingungen für den rekursiven Entzerrer gemäß der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ungleichungen anzugeben:

(l/2)lD_v ^(m) D_h ^(m)] (für D_v ^(ltl)

und

mit D^(m) = D ^(m) + D <^m) ν h

Es sollte auch in Betracht gezogen werden, daß die Pegelvoreinstellung 3 gemäß Fig. IB unter bestimmten Bedingungen entfallen kann:

(A) Wenn die Dämpfungsnachstellung für die einzelnen Einstellschritte unterhalb der möglichen Einstellgenauigkeit liegt.

(B) Wenn die Abgriffseinstellung ß_Q ^(p) und ebenfalls die anderen Abgriffseinstellungen in der betrachteten Stufe bei einem Einstellschritt gar nicht umzustellen sind.

Die nachstehende Tabelle III gibt ein praktisches Einstellbeispiel und die erzielten Resultate wieder.

^Y0971021 209850/0675

Tabelle IZI

^r Anfängliche signalfolge

Eingangs-

O,O05 -0,064 -O,138

0,315 -O,131 -O,059

Abgriffseinstellung im

ersten Einstellschritt -0,005 0,064 O,138 1 0 0 O

Ausgangssignalfolge

nach dem ersten

Einstellschritt: 1-A^V1; 0 0,006 . -O,0O27 -0,0177 -O,0206 O,O2O8 1,0353 0,2931 -0,1391 -0,059

ro σ co oo cn c?

U U O) N

Abgriffseinstellung im

zweiten Einstellschritt 0 -O,OO6 O,OO27 0,0177 O,O2O6 -0,0208 O,9647 0 0 0

Ausgangssignalfolge

nach dem zweiten

Eineteilschritt: 1-A^' -0,0004 -O,0007 0,0003 O,OO29 O,O058 O,0019 0,9887 0,2845 -0,1330 -0,0569

Rückkopplungs-S ignalfolge nach zweitem Einstellschritt: 1-Aj₁ '

-0,2845 O,1330 0,0569

Ausgangssignalfolge

nach Einstellung der

Rückkopplung -0,0001 -0,0004 -O,OOO5 0,0004 0,0O27 0,0051 O,OOO9 1,0006 0,0002 0,0001

Signalerkennbarkeit vor der Rückkopplungeanordnung 98,9 %

Die mit der beschriebenen kaskadenförmigen rekursiven Entzerrerausführung erzielbaren Vorteile sind die folgenden:

Schnelle Einstellbarkeit;

Wenig Aufwand im Vergleich zu nicht rekursiven Entzerrern; Wirtschaftliche Ausführbarkeit ist bereits bei Vorkehrung grober Einstellschritte gegeben;

Unempfindlichkeit gegenüber sporadischen Signalschwankungen, wenn die vorgeschlagene Schaltung zur Signaldurchschnittsbildung eingesetzt wird; . Vermeidung unnötiger Geräuschstörungen, wenn in digitalen Schritten eingestellt wird.

YO 971 021 2 09850/0675

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Entzerrung elektrischer Signalfolgen, welche durch die Funktion 1~A* ' darstellbar sind und einem Entzerrer mit einer Vielzahl einstellbarer Dämpfungsglieder zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Signalimpuls einer solchen Folge voranlaufenden vorderen Verzerrungsanteile A einer an sich bekannten schrittweisen Entzerrung von m Schritten unterworfen werden, wobei sich nach m Schritten durch die Funktion 1-A*^m' darstellbare Signale mit m = 1, 2, 3, ..., η

und 1-A^(m) = 1-A„^(m) - A, ^(m) und 1-A⁽ⁿ⁾ = 1-A, ⁽ⁿ⁾ ergeben, / \ ν η η

worin A ' die allenfalls noch vorhandenen, von den ur-

^v (0)

sprünglich zugeführten vorderen Verzerrungsanteilen A übrigbleibenden und A, bzw. A, die noch nahezu unvermindert vorhandenen, von den zugeführten hinteren Verzerrungsanteilen A, herrührenden Verzerrungsanteile sind, und daß nach η Entzerrungsschritten die Signale der Funktion 1-A durch überlagerung mit ihren negativen Kehrwerten (A^ln -1)+1 = A in einem nachfolgenden rekursiven Entzerrerteil (Ic), der ebenfalls eine Vielzahl einstellbarer Dämpfungsglieder (34) aufweist, von den noch verbliebenen, den zugeführten Signalimpulsen nachlaufenden hinteren Verzerrungsanteilen befreit werden, wobei eine Folge nahezu unverzerrter Signalimpulse verfügbar wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die vorangehende Unterwerfung der zugeführten elektrischen Signale der Funktion 1-A einer an sich bekannten Schaltungsanordnung (2) zur Signaldurchschnittsbildung, bevor die zu entzerrenden Signale dem eigentlichen Entzerrer für die vorderen und hinteren Verzerrungsanteile zugeführt werden.

YO 971 021 209 8 507 067 5

222127$

~ 31 -

Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn aller Entzerrereinstellungen die Vielzahl der Dämpfungsglieder (14, 34) auf Null gestellt wird, ausgenommen jedoch alle Dämpfungsglieder (ß ) der Abgriffe (12), die zum Hauptimpuls einer zugeführten Signalfolge gehören, und daß die zu de Hauptimpulsen gehörenden Dämpfungsglieder (ß_Q) auf einen Hauptimpulspegelwert 1 eingestellt werden.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten elektrischen Signale in η Entzerrerstufen . (10) verarbeitet werden, daß die Ausgangssignale der (m-l)-ten Entzerrerstufe (10) in einer Summierschaltung (17) zu durch die Funktion l+A*¹¹¹""¹' darstellbaren modifizierten Signalen umgewandelt werden, worin I₊A^-^ = l+A_v ^(m"^X) + A_h ^(m>1) 1st, daß die. vom jeweiligen Hauptimpuls und den vorderen Verzerrungsanteilen herrührenden Signale 1+A_v ^lm* ' AbgriffSeinstelleinrichtungen (16) zugeführt werden und daß mit Hilfe dieser Signale 1+A ' die Einstellung der Dämpfungsglieder (14) der inten Entzerrerstufe (10) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Normalisierung der Signale nach der Funktion 1-A* unter Einstellung des jeweiligen Hauptimpulses der Folge auf den normalisierten Wert 1 zu Beginn jedes einzelnen Einstellschrittes.

971 021 209 8 50/067 5

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der durch die Funktion 1-A*ⁿ' darstellbaren Signale die folgenden Schritte umfaßt:

a) Zuführung des Ergebnissignales des η-ten Einstellschrittes ' zu einer Summierschaltung (27) , die an ihrem Ausgang die negativen Werte der hinteren Verzerrungsanteile entsprechend der Funktion A, ' abgibt;

b) Zuleitung des sich dabei ergebenden Signals zu einer Abgriffseinstelleinrichtung (36);

c) Einstellung der Dämpfungsglieder (34) der nachgeschalteten rekursiven Entzerrerstufe (Ic) entsprechend der Funktion A_h ⁱⁿ*;

d) Zuführung des sich im Intervall nach dem η-ten Einstellschritt durch die Funktion l-Aⁱⁿ' darstellbaren Ausgangssignals des Entzerrerteils (Ib) für die vorderen Verzerrungsanteile zum nachgeschalteten rekursiven Entzerrerteil (Ic);

e) Abtastung, des Hauptimpulses dieses sich ergebenden Ausgangssignals;

f) Rückgekoppelte Überlagerung der negativen Kehrwerte

A, ^l der noch vorhandenen hinteren Verzerrungsanteile zwecks Kompensation der durch die Funktion -A._* ^; gegebenen hinteren Verzerrungsanteile.

209850/0675

2221278

Entzerrer zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Sender abgegebene, durch den verwendeten Übertragungskanal verzerrte und durch die Funktion 1--A darstellbare empfangene elektrische Signale mit Hilfe zweier nacheinandergeschalteter Entzerrerteile (Ib und Ic) verarbeitet werden,

daß in deren erstem Teil (Ib) Vorkehrungen an sich bekannter Art nur zur Entzerrung der den empfangenen informationstragenden Hauptimpulsen voranlaufenden Verzerrungsanteile vorgesehen sind und am Ausgang dieses ersten Entzerrerteils (Ib) durch die Funktion 1--A* darstellbare Signale nach m Einstellschritten abnehmbar sind, wobei m = 1. 2, 3, ..., η und lA^(m) = 1-A_v ^(m) - A_h ^(m) und 1-A⁽ⁿ⁾ S 1-A_h ⁽ⁿ⁾ ist,

und daß im nachgeschalteten zweiten Entzerrerteil (Ic) Vorkehrungen zur Entzerrung der im ersten Entzerrerteil (Ib)
sind,

(Ib) erzielbaren Signale der Funktion 1-A vorgesehen

wobei Signale der Funktion A, 'ⁿ' der negativen Kehrwerte

der noch verbliebenen hinteren Verzerrungsanteile -A, über mit Hilfe dieser Kehrwertsignale selbst einstellbare Dämpfungsglieder (34) den vom ersten Entzerrerteil (Ib) abgegebenen Signalen überlagert werden und am Ausgang des zweiten Entzerrerteils (Ic) die von den vorderen und hinteren Verzerrungsanteilen befreiten, nahezu unverzerrten Signale in vom Sender abgegebener Form abnehmbar sind.

8. Entzerrer nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine den beiden Entzerrerteilen (Ib und Ic) vorgeschaltete Schaltung (2) zur Signaldurchschnittsbildung aus den Pegelwerten mehrerer aufeinanderfolgender Einzelsignale.

9. Entzerrer nach einem der Ansprüche 7 oder 8 mit einem ersten Entzerrerteil zur Entzerrung der voranlaufenden

209 850/0675 ?· ·'

2221278

Verzerrungsanteile, gekennzeichnet durch:

a) eine Vielzahl kaskadenförmig hintereinandergeschalteter

Entzerrerstufen (10), die jede mehrere Abgriffe mit ein-

/nd deren Ausgangssignale zusammengefaßt dem Eingang der nachfolgenden Entzerrerstufe (10) zugeführt werden;

b) eine der letzten der vorbezeichneten Entzerrerstufen

(10) nachgeschaltete Schaltungsanordnung (17) zur Umwandlung des Ausgangssignales dieser Stufe (10) in ein Signal der Funktion l+A^""¹* = 1+A_v ^(m"¹⁾ + A_h ^{(m 1}} ;

c) mit dieser Schaltungsanordnung (17) zur Umwandlung verbundene Einstelleinrichtungen (16) zur Einstellung der Dämpfungsglieder (14) an den einzelnen Abgriffen der m-ten Entzerrerstufe (10) mit Hilfe eines Signals nach der Funktion 1+A ^(m1).

10. Entzerrer nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine

Uinwandlungsschaltungs anordnung (17) für das Ausgangs signal der letzten Stufe (10) in Form einer Summierschaltung (17) zur Umwandlung der Funktion l-A^"¹^ in die Funktion 1+A^(m

11. Entzerrer nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeich

Einstelleinrichtungen
net durch (16) , welche mit den einstellbaren Dämpfungsgliedern (14) verbundene Einstellantriebe (Servo-Motoren) (22) enthalten. \

12. Entzerrer nach einem der Ansprüche 9 bis 11/ gekennzeichnet durch je eine angezapfte Verzögerungsleitung (11) in den einzelnen Entzerrerstufen (10).

13. Entzerrer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch ein Schieberegister mit Abgriffen in den einzelnen Entzerrerstufen (10).

14. 'Entzerrer nach einem der Ansprüche 7 bis 13 mit eineiu

zweiten Entzerrerteil zur Entzerrung der nachfolgenden

20985 0/0675

— Jo—

Verzerrungsanteile_f gekennzeichnet durch:

a) eine Schaltungsanordnung (27> zur Bildung der negativen

Vierte A, *ⁿ' der hinteren Verzerrungsanteile

-A_u ^ im während des η-ten Einstellschrittes abgegebe-

in V

nen Ausgangssignal 1-A der η-ten Stufe (10).

b) eine dem Ausgang der vorgenannten Schaltungsanordnung

(27) nachgeschaltete AbgriffSeinstelleinrichtung (36)

in)

zur Abgabe den Einzelbeiträgen der Funktion A_h ^v proportionaler Stellwerte;

c) eine Vielzahl von einstellbaren Dämpfungsgliedern (34);

d) Verbindung dieser einstellbaren Dämpfungsglieder (34) mit den Einstellantrieben (Servo-Motoren) (22) der AbgriffSeinstelleinrichtung (36) zur Einstellung der Dämpfungsglieder (34) während des η-ten Einstellschrittes;

e) Kettenschaltung einer Vielzahl abwechselnd aufeinanderfolgender Summierschaltungen (29) und Verzögerungsglieder (30) _r deren Ketteneingang im auf den η-ten Einstellschritt folgenden Schritt vom Ausgang der letzten Entzerrerstufe (10) z;ur Entzerrung der voranlaufenden Entzerrungsanteile gespeist wird, und wobei die zweiten Eingänge der einzelnen Summierschaltungen (29) mit dem Ausgang je eines zugeordneten Dämpfungsgliedes (34) verbunden sind;

f) eine Entscheidungsschaltung (31) in Form einer Schwellwertschaltung, die zur Abgabe eines Ausgangssignals beim Auftreten des Hauptimpulses innerhalb aller während der nach dem η-ten Einstellschritt zugeführten Signalfolgen zu den Eingängen der vorgenannten Dämpfungsglieder (34) vorgesehen ist«

15. Entzerrer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehene Entscheidungsschaltung (31) neben der Speisung der Dämpfungsglieder (34) des zweiten Entzerrerteils (Ic) bei digitaler Informationsübertragung eine Folge von informations tragenden Hauptimpul'sen hinreichend entzerrter Form nach Durchführung des (n+l)-ten Einstellschrittes abnehmbar macht.

YO 971 021 209 850/067 5

■ι ³ⁱ ·* Leerseite