DE2242638C3 - Schaltungsanordnung zur Verzerrungsmessung von binären Schritten eines Datensignals - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Verzerrungsmessung von binären Schritten eines Datensignals, insbesondere Telegrafiesignaien, wobei die maximal auftretende Verkürzung der Schrittdauer, bezogen auf die Sollschritidauer, ermittelt und zur Anzeige gebracht wird, mit einem Taktgenera-

2s tor, der beim Auftreten einer Schrittflanke Taktimpulse an eine Zählkette abgibt, die während der Zeitdauer eines Sollschrittes einmal durchzählt und so viele Zählstellungen aufweist, wie Verzerrungswerte anzuzeigen sind, einem Speicher, in dem die Meßwerte

ίο gespeichert sind, und einer optischen Anzeige der Verzerrungswerte.

In der Fernschreibtechnik ist die Telegrafieverzerrung, die auch Schrittverzerrung genannt wird, ein Maß für die Güte der Übertragung bei der Übermittlung von

vs Nachrichten in digitaler Form. Neben den bekannten oszillografischen und digitalen Verzerrungsmeßgeräten zum Messen der individuellen Verzerrung, der isochronen Verzerrung und der Start-Stop-Verzerrung kann für einfache fletriebsmessungen auch ein Meßverfahren genügen, bei dem nur der Spitzenwert der auftretenden Schrittverkürzungen unter einer SoUschrittdauer als Meßgröße ermittelt wird. Mit dieser Einschränkung hinsichtlich der Signalbewertung ergibt sich ein verhältnismäßig einfaches Meßverfahren. Vorausset-

4s zung für die Anwendbarkeit des Verfahrens ist, daß die zu bewertende Signalfolge Einzelschrittte sowohl mit Start- als auch mit Stop-Polarität enthält. Das Verfahren, die Schrittverzerrung nur aus der Verkürzung der Einzelschritte zu ermitteln, baut auf der Erkenntnis auf, daß praktisch bei allen eine Verzerrung bewirkenden Einflüssen, die Einzelschritte der einen oder der anderen Polarität einer Schrittfolge verkürzt werden. Die Verkürzung der Einzelschritte wird hierbei repräsentativ für die Schrittverzerrung der gesamten

ss Schrittfolge betrachtet. Ein Vorteil des Verfahrens ist die Codeunabhängigkeit, da nur eine Anpassung an die jeweilige Schrittgeschwindigkeit erforderlich ist.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, die die Verkürzung von Einzelschritten bewertet und

ho anzeigt. Die Schaltungsanordnung arbeitet in analoger Schaltungstechnik mit flC-Kreisen und einem Kondensator-Meßwertspeicher. Während der Schrittdauer wird ein Kondensator entladen, und aus der Restladung wird auf die Größe der Schrittverkürzung geschlossen. Die

(15 bekannte Schaltungsanordnung ist empfindlich gegenüber Temperatur-, Spannungsschwankungen und Alterungserscheinungen der Bauteile. Die Meßgenauigkeit ist daher nicht sehr groß. Bei der Umschaltung auf

unterschiedliche Schrittgeschwindigkeiten müssen entsprechend geeichte Zeitkreise umgeschaltet werden.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Verzerrungsmessung für Fernschreib- und Datenübertragungssysteme bekannt, bei der unter anderem auch die Verkürzung der Schrittdauer, bezogen auf die Sollschrittdauer in den Verzerrungsmeßwerten, enthalten ist. Bei diesem bekannten Verfahren ist ein Taktgenerator angeordnet, der an eine Zählkette Taktimpulse abgibt Die Zählkette besitzt so viele Zählsteü'jngen, wie Verzerrungswerte anzuzeigen sind und zählt während einer Sollschrittdauer einmal durch. Die Verzerrungswerte werden in einen Speicher eingegeben und über einen Digital-Analog-Umsetzer auf einer Anzeigeröhre mit einer geeichten Skala als Strichmarken angezeigt. Das Verfahren ist codeabhängig, so daß eine eigene Start-Stop-Steuerung für die Zählkette erforderlich ist. Bedingt durch die Vielzahl der unterschiedlichen Verzerrungsmessungen ist der Aufwand für das bekannte Gerät verhältnismäßig groß.

Es soll daher eine neue Schaltungsanordnung zur Verzerrungsmessung vorgeschlagen werden, die codeunabhängig und nur einen bestimmten Verzerrungswert anzeigt, der für die Bestimmung der Übertragungsqualität in vielen Fällen ausreichend ist. Die Anordnung soll besonders einfach und kostengünstig realisierbar sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für die Bestimmung der maximalen Schrittverkürzung aufzuzeigen, die wesentlich einfacher ist und die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnung vermeidet.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Zählkette beim Auftreten einer Schrittflanke auf einen bestimmten Zählwert eingestellt wird und dann rückwärts zählt, daß beim Auftreten der nachfolgenden Schrittflanke der Zählerstand der Zählkette abgefragt und die Zählkette erneut auf den bestimmten Zählwert eingestellt wird, daß der Zählerstand in einem Vergleicher mit dem im Speicher eingegebenen Zählwert verglichen wird und daß der Vergleicher die Einspeicherung des Zählwertes in den Speicher vom Beginn der Rückwärtszählung bis zum Erreichen des eingespeicherten Zählwertes freigibt und danach sperrt.

Die Schaltungsanordnung ist vollständig in integrierter Schaltkreistechnik aufgebaut und arbeitet digital. Es können sehr hohe Genauigkeitsforderungen verwirklicht werden, da die Genauigkeit des Meßverfahrens im wesentlichen durch die Genauigkeit des Taktgenerators und die Wahl des Taktrasters bestimmt ist. Die Umschaltung der Meßeinrichtung auf verschiedene Schrittgeschwindigkeiten ist auf einfache Weise durch Umschaltung des dem Taktgenerator nachgeschalteten digitalen Frequenzteilers möglich. Die Anzeige der Meßwerte erfolgt mittels Leuchtziffern, so daß Ablesefehler vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung arbeitet im Prinzip wie folgt. Die Verkürzung der Schrittdauer unter die Sollschrittdauer wird durch Abzählen der Anzahl der während der zu messenden Schrittdauer von einem Taktgenerator erzeugten Taktimpulse gemessen. Als Zähler dient ein Rückwärtszähler, der bei jeder auftretenden Schrittflanke voreingestellt wird und mit dem gleichzeitig angeschalteten Taktimpuls rückwärts zählt, so daß er genau nach einer Sollschrittdauer den Zählerstand »Null« erreicht hat. Bei einer vorliegenden Schrittverkürzung hat der Rückwärtszähler stets einen Zählerstand, der proportional der vorliegenden Schritt

Verkürzung ist Der jeweilige Zählerstand wird abgefragt und einem Meßwertspeicher angeboten. Die Eingabe in den Meßwertspeicher wird mittels einer logischen Vergleicherstufe gesteuert, die den jeweiligen Meßwert mit dem bereits vorliegenden Speicherstand dem Betrage nach vergleicht 1st der Meßwert betragsmäßig größer als der Speicherstand, dann wird der neue Meßwert in den Meßwertspeicher eingegeben. Auf diese Weise wird eine Maximaiwertbildung durchgeführt Der Meßwertspeicherstand wird beispielsweise mit einer digitalen Ziffernanzeige sichtbar gemacht

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines vorteilhaften als Blockschaltbild in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert In der Figur liegt das Datensignal mit einer festgelegten Sollschrittdauer am Eingang E der Eingangsschaltung ES an. die bistabiles Verhalten hat und den Eingangspegel in den schaltungsinternen Pegel der verwendeten Schaltkreistechnik umsetzt. In der folgenden Abtastschaltung AS werden die Schrittflanken der Empfangssignale zeitiich in das interne, beispielsweise l°/oige Taktraster eingephast. Von jeder eingephasten Schrittflanke werden zwei zeitlich um eine Taktperiode gestaffelte Impulse abgeleitet, der Meßimpuls PX und der Start- und Setzimpuls Pl. Der Meßimpuls Pi dient unter Berücksichtigung der jeweiligen Eingabesteuerung zum Abfragen des augenblicklichen Standes der Zählkette Z als Meßwert der Schrittdauer des vorangegangenen Schrittes, während der zeitlich später kommende Start- und Setzimpuls Pl den als bistabilen Kippstufe K\ ausgebildeten Zyklusschalter in die »Ein«-Stellung schaltet, falls dieser bereits in der »Aus«-Stellung lag, und somit den Zähltakt 7~an die Zählkette Z anlegt und gleichzeitig die Zählkette über die Setzeingänge S voreinstellt, beispielsweise auf den Zählerstand 99.

Die Zählkette ist als Rückwärtszähler ausgeführt. Sie ist so ausgelegt, daß durch ihre Zählkapazität beim Anlegen des internen Taktes T bei der festgelegten Voreinstellung, beispielsweise 99, von dem als Bezugspunkt dienenden Zeitpunkt, der durch jede in das Taktraster eingephaste Schrittflanke der Empfangssignale gegeben ist, bis zu ihrer Nullstellung genau eine Sollschrittdauer gebildet wird. Zweckmäßig wählt man einen Zähler mit der Zählkapazität 100 und einen l%igen intern Generatortakt T. Dann gibt bei dem Rückwärtszählvorgang der jeweilige augenblickliche Zählerstand unmittelbar den Prozentwert einer Schrittverkürzung an, wenn in den durch eine Flanke der Empfangssignalfolge ausgelösten Zählvorgang eine weitere Schrittflanke innerhalb einer Sollschrittdauer fällt Wird dagegen während eines Zählvorganges keine Schrittflanke der Empfangssignalfolge von der Eingangsschaltung registriert, so erreicht der Zähler Znach Ablauf einer Sollschrittdauer seine Nullstellung. Dabei gibt der Zähler beim Durchlaufen der Nullstellung einen Übertragimpuls P3 ab, der an den Zyklusschalter A. I geleitet wird und diesen in die »Aus«-Stellung behaltet Der Zykliisschalter K 1 bewirkt seinerseits das Abschalten des Taktes Tder Zählkette, so daß die Zählkette in der Nullstellung stehenbleibt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß von der Zählkette nur Meßwerte von vorliegenden Schrittverkürzungen unter einer Sollschrittdauer gebildet und abgefragt werden können. Die Meßweite werden bei l°/oiger Meßwertauflösung und dekadischer Anzeige als 8stellige Binärzahlen dargestellt.

Der Meßwertspeicher SP ist als 8stellieer Binärsnei-

eher aufgebaut und dient zum Speichern der von der Zählkette Z abgefragten Meßwerte. Als Speicherelemente werden beispielsweise bistabile Kippschaltungen verwendet. Für die Eingabesteuerung der Meßwerte, die zur Maximalwertbildung erforderlich ist, wird eine logische Vergleicherstufe V verwendet. Die Vergleicherstufe V steuert ein UND-Gatter Gl, dem an einem Eingang die Meßimpulse Pi zugeführt werden, und das nur dann durchlässig ist, wenn der augenblickliche Zählerstand der Zählkette dem Betrage nach größer ist als der Meßwert im Speicher SP. Durchläuft die Zählkette beim Rückwärtszählen den Zählerstand, der dem vorangegangenen eingespeicherten Meßwert entspricht, dann wird ab diesem Zeitpunkt das UND-Gatter G 1 gesperrt, und nach diesem Zeitpunkt kann durch einen Meßimpuls PX der augenblickliche Stand der Zählkette nicht mehr in den Meßwertspeicher SP übertragen werden.

Für die interne Taktversorgung der Schaltungsanordnung ist ein, der jeweilig gewünschten Meßwertauflösung entsprechend feinstufiger Takt erforderlich, beispielsweise ein 1%-Takt. Der Taktgenerator TG liefert diesen Takt, dessen Oszillatorfrequenz so gewählt wird, daß durch Einschalten eines umschaltbaren Frequenzteilers FT auf unterschiedliche Schrittgeschwindigkeiten umgeschaltet werden kann. So kann beispielsweise für die Schrittgeschwindigkeit 50, 100, 200,600 und 1200 Bd mit einem auf die Teilungsverhältnisse 24 : 1, 12:1, 6:1, 2:1 und 1 : 1 umschaltbarer Frequenzteiler der 1%-Takt von einem Oszillator mit der Schwingungsfrequenz von 12OkHz abgeleitet werden. Die erforderliche Konstanz und Genauigkeit der Oszillatorfrequenz ist durch die gewünschte Meßgenauigkeit gegeben. Die Taktimpulse Tliegen an einem Eingang des UND-Gatters G2 an, an dessen anderem Eingang die Kippstufe K 1 mit dem einen Ausgang anliegt. Die Lage der Kippstufe K 1 entscheidet darüber, ob die Taktimpulse an den Zähleingang der Zählkette Zgelangen. Zur Anzeige A der Meßergebnisse eignet sich besonders vorteilhaft eine digitale Ziffernanzeigeeinheit, die bei 1°/oiger Meßwertauflösung zweistellig sein muß. Das im Meßwertspeicher SF als 8stellige Binärzahl vorliegende Meßergebnis muß für eine zweistellige dekadische Anzeige entsprechend umcodiert werden, beispielsweise je Dekade vom

BCD-Code in einen ('"j-Code. Als Anzeigeelemente

eignen sich vorteilhaft die für Ziffernanzeigen erhältlichen Anordnungen mit Leuchtdioden. Grundsätzlich kann aber jede beliebige Ziffernanzeigeeinheit bei entsprechender Anpassung und Decodierung verwendet werden. Falls eine analoge Anzeige mittels eines Instruments gewünscht ist, wird ein verhältnismäßig einfacher Digital-Analog-Umsetzer anstelle des Decodierers eingesetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Verzerrungsmessung von binären Schritten eines Datensignais, insbesondere Telegrafiesignalen, wobei die maximal auftretende Verkürzung der Schrittdauer, bezogen auf die SoUschrittdauer ermittelt und zur Anzeige gebracht wird, mit einem Taktgenerator, der beim Auftreten einer Schrittflanke Taktimpulse an eine Zählkette abgibt, die während der Zeitdauer eines Sollschrittes einmal durchzählt und so viele Zählstellungen aufweist, wie Verzerrungswerte anzuzeigen sind, einem Speicher, in dem die Meßwerte gespeichert sind, und einer optischen Anzeige der Verzerrungswerte, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählkette (Z)belm Auftreten einer Schrittflanke auf einen bestimmten Zählwert eingestellt wird und dann rückwärts zählt, daß beim Auftreten der nachfolgenden Schrittflanke der Zählerstand der Zählkette (Z) abgefragt und die Zählkette erneut auf den bestimmten Zählwert eingestellt wird, daß der Zählerstand in einem Vergleicher (V) mit dem im Speicher (SP) eingegebenen Zählwert verglichen wird und daß der Vergleicher die Einspeicherung des Zählwertes der Zählkette in den Speicher vom Beginn der Rückwäntszählung bis zum Erreichen des eingespeicherten Zählwertes freigibt und danach sperrt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (TG) eine den anzuzeigenden Verzerrungsstufen entsprechende Anzahl von Taktimpulsen während der Sollschrittdauer abgibt, daß eine Abtastschaltung (AS) die binäre Schrittfolge in das vom Taktgenerator abgegebene Taktraster einordnet und daß die Abtastschaltung (AS) von jeder Schrittflanke einen Meßimpuls, der den Zeitpunkt der Übernahme des Zählerstandes der Zählkette (ZJ in den Speicher (SP) festlegt, und einen Startimpuls bildet, der den Zähler (Z) voreinstellt und die Taktimpulse an den Zähler durchschaltet

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse des Taktgenerators an einem Eingang eines UND-Gatters (GT) anliegen, an dessen Ausgang der Eingang der Zählkette (Z) angeschlossen ist, daß der andere Eingang des UND-Gatters mit dem Ausgang einer Kippstufe (K 1) verbunden ist, die von dem am Ausgang der Abtastschaltung (AS) beim Auftreten einer Schrittflanke entstehenden Startimpuls, der die Zählkette auf den maximal möglichen Verzerrungswert voreinstellt, in die Lage gesteuert wird, in der die Taktimpulse die Zählkette steuern, und daß beim Auftreten des Zählerstandes »Null« die Zählkette die Kippstufe (K 1) in die andere Lage steuert und die Zählkette (Z,)gestoppt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Abtastschaltung (AS) abgegebene Meßimpuls zeitlich um einen Taktimpuls gegenüber dem Startimpuls voreilt und an einem Eingang eines weiteren UND-Gatters (G 1) anliegt, dessen Ausgang am Steuereingang des Speichers (SP) angeschaltet ist, daß der zweite Eingang des UND-Gatters (Gl) am Ausgang des Vergleichers (V) anliegt, daß im Vergleicher fortlaufend der augenblickliche Zählerstand mit dem Speicherstand verglichen wird und solange der Zählerstand dem Betrage nach größer als der Speicherstand ist, die Freigabe des UND-Gatters (G 1) durch den Vergleicher (V^erfolgt und daß beim Auftreten einer Schrittflanke in diesem Zeitbereich der Zählerstand der Zählkette (?) in den Speicher (SP) eingegeben wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Taktgenerator ein auf verschiedene Teilungsverhältnisse umschaltbarer digitaler Frequenzteiler (FT) nachgeschaltet ist und daß die Umschaltung der Teilungsverhältnisse so wählbar ist, daß Taktimpulse für die Messung der Schrittverkürzung von unterschiedlichen Sollschrittdauern entstehen.