DE2261742A1 - Schaltungsanordnung zur automatischen entzerrung - Google Patents

Description

Anmeldsr: N.Y. Philips' GioeilampenfabriekeD

AkteNo.j PHN- 6012
A«m«!dung vomi -] 5 . Des. 1972

Schaltungsanordnung zur automatischen Entzerrung. .

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur automatischen Entzerrung der durch die Amplitude Frequenz- und Phase Frequenzkennlinie gebildeten Übertragungscharakteristik eines zu einer Ubertragungsstrecke gehörenden Ubertragungsbandes für die Übertragung synchroner informationssignale. . -

Abhängig von der Art und vom Charakter der Ubertragungsstrecke sind die automatischen Entzerrungsanordnungen im wesentlichen in Zwei Typen aufzuteilen und zwar die automatischen Entzerrungsanordnungen vom Voreinstellung- oder pre-set-Typ für Ubertragungsstrecken mit während der Signalübertragung nahezu konetanten Übertragungscharakteriatiken, beispielsweise bei festen Verbindungen, wobei vor der Signalübertragung die automatische Entzerrungsanordnung mit Hilfe eines übertragenen Prüfsignale " eingestellt wird, und automatische Entzerrungaanordnungon vom kontinuierlichveränderlichen oder adaptiven Typ fÜ* tfbertragungaatrecken mit während der

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Signalübertragung veränderlicher übertragungscharakteristik, beispielsweise geschaltete Verbindungen, wobei die Einstellung während der Signalübertragung ständig korrigiert wird.

Der Aufbau derartiger automatischer Entzerrungsänordnungen beruht im wesentlichen auf demselben Prinzip, insbesondere iit eine derartige automatische Entzerrungsanordnung mit einem einstellbaren Entzerrungsnetzwerk versehen, dessen Ausgangssignalform in einem kieitdiagramm gesehen in einer Prüfschaltung mit einem Einstellkriterium zur Erzeugung eines Steuersignals verglichen wird, das zur Einstellung des einstellbaren Entzerrungsnetzwerkes einer Steueranordnung zugeführt wird, üblicherweise 1st das einstellbare Entzerrungsnetzwerk als Netzwerk in der i^eitdomäne in Form eines Verz3gerungskreisea mit einer Anzahl Anzapfungen mit darin aufgenommenen einstellbaren dampfenden Hetzwerken ausgebildet, die durch die Steueranordnung gesteuert werden, wobei durch Zusammenfügung der Ausgangssignale der dampfenden Netzwerken das Ausgangesignal der automatischen Entzerrungsanordnung erhalten wird, das lader Prüfschaltung mit dem Einstellkriterium zur Erzeugung des genannten Steuersignals verglichen wird.

Bei den automatischen Entzerrungeanordnungen vom Voreinstell- oder pre-set-Typ ist das Einetellkriteriuo ein festes Bezugsignal, das auf einfache Weise dadurch gegeben ist, dass die unterschiedlichen Pegel dea unverzerrt übertragenen Prfifslgnals eapfangsseitig bekannt sind. Wesentlich verwickelter ist dieses Einstellkrlteriua bei den automatischen Entzerrungsanordnungen voa kontinuierlich veränderlichen oder adaptiven Typ, wobei beispielsweise ale Sinetellkriteriun die For« dea Augenmusters der entzerrten Signale, die genauen ÜbergangsZeitpunkt· der Signalszeichen in den entzerrten impulsen und dergleichen benutzt werden·

Bei den beiden typen von automatischen Entaerrungeanordnungen wird die gewünschte Einstellung stufenweise oder iterativ erreicht, insbe-

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sondere tritt nach Feststellung der Abweichung des Ausgangssignals der cutomatischen Entzerrungsanordnung gegenüber dem Einstellkriterium eine Einstellung der einstellbaren Dämpfungsnetzwerke in den Anzapfungen des Verzögerungskreises durch die Steueranordnung auf,wonach der obenstehend beschriebene Prozess sich jeweils wiederholt, bis das angestrebte Einstellkriterium erfüllt ist. Mit den beschriebenen Anordnungen werden, obschon in der Praxis gute Resultate erreicht worden sind, unter.bestimmten Umständen dennoch Schwierigkeiten auftreten· So ist bei diesen bekannten Anordnungen durch den iterativen EinstellprozesB eine verhältnismässig grosse Einstellzeit oder-Adaptionszeit notwendig, wodurch beim Einschalten der Verbindungen sowie beim Empfangen schneller Änderungen der Ubertragungscharakteristiken der Ubertragungsstrecke, wie diese beispielsweise bei schnellen Schwunderscheinungen in Funkverbindungen auftreten, Information verlorengeht. Ausserdem hat es sich herausgestellt,-dass bei TTbertragungsstrecken schlechter Qualität und folglich mit sehr starker Signalverzerrung die Einstellung der gewünschten EntZerrungskennlinie nicht erreicht wird, was also bedeutet, dass die bekannten automatischen Entζerrungsanordnungen bei sehr starken Verzerrungen unstabil sind.

Die Erfindung bezweckt nun, eine automatische Entzerrungsanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei die Einstelloder Adaptionszeit praktisch auf Kuli zurückgebracht ist, so dass keine Information verlorengeht, welche Anordnung ausserdem auch bei sehr starken Verzerrungen stabil ist.

Nach der Erfindung enthält eine derartige automatische Ent ζ errungs anordnung dazu eine Anzahl parallelgeschalteter Entz^erruiigB-netzwerke» die durch ein Schieberegister gebildet werden, dessen Eingang die übertragenen Signale zugeführt werden und wobei .an Anzäpfpunkte des Schieberegisters ein aus Wägungselementen aufgebautes Matrixnetzwerk angeschlossen ist, dessen Wägungselemente derartige Werte haben, dass sie

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für eine pro Matrixzeile feste, untereinander verschiedene Übertragungscharakteristik bestimmend sind und wobei diese Matrixzeilen mit ihrem Ausgang einerseits mit gesonderten Sperrstul'en und andererseits in Parallelschaltung mit einem Qualitätsanalysator gekoppelt sind, der die am Ausgang jeder der Matrixzeilen auftretenden entzerrten Signale auf Qualität untersucht und über seine an die genannten Sperrstufen angeschlossenen parallelen .ausgangskreise ein Steuersignal liefert, das diejenigen Sperrstufen durchlässig macht, an denen ein entzerrtes Signal guter qualität auftritt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in folgenden näher beschrieben. Es zeigern

Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen automatischen Entzerrungsanordnung

Fig. 2a und 2b zur Erläuterung zwei Augenmuster,

Fig. 3 die zu diesen Augenmustem gehörende Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion P (x),

Fig. 4 genormte Dichtefunktionen,

Fig. 5 eine mögliche Ausführungsform dee bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Qualitäteanalysators,

Fig. 6 eine Anzahl Zeitdiagramme zur Erläuterung des in Fig. 5 dargestellten Qualitätsanalysators,

Fig. 7 eine mögliche andere Ausführungsform der im Qualitätsanalysator nach Fig. 5 vorhandenen Kanäle.

In Fig. 1 ist 1 eine Übertragungsstrecke, deren durch die Amplitude/Frequenzkennlinie und Phase/Frequenzkennlinie gebildete Übertragungscharakteristik innerhalb gewisser Grenzen willkürlich variierenkann. Zur Verwirklichung einer automatischen Entzerrung dieser Übertragungscharakteristik werden die über die genannte Übertragungsstrecke übertragenen analogen Signale einer automatischen Entzerrungsanordnung

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zugeführt, die nach der Erfindung aus einer Anzahl parallelgeschalteter Entzerrungsnetzwerke aufgebaut ist, die durch ein einziges Schieberegister 2 und ein an die Anzapfpunkte des Schieberegisters angeschlossenes aus. · ϊ/ägungselementen aufgebautes Matrixnetzwerk gebildet werden» deren Wägungselemente derartige Werte aufweisen, dass sie für eine pro Matrixzeile feste untereinander verschiedene Übertragungscharakteristik bestimmend sind und wobei die Ausgänge der Matrixzeilen einerseits mit gesonderten Sperrstufen CL, G„, G,, ...» Cr und andererseits in Parallelschaltung mit einem Qualitätsanalysator 5 gekoppelt sind, welcher letztere die ihm zugeführten entzerrten Signale auf Qualität untersucht und über seine an· die genannten Sperrstufen G., G_?, G, .... G angeschlossenen parallelen Ausgahgskreise ein Steuersignal liefert, das diejenigen Sperrstufen durchlässig macht,

I -

an denen ein entzerrtes Signal guter Qualität auftritt,

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein digitales Schieberegister 2 verwendet und der E'ntzerrungsprozess - ■ vollzieht sich an den impulsförmigen Ausgangssignalen eines Analog-Digital-Umsetzers 6, dem die übertragenen analogen Signale zugeführt werden. Der bei der Analog-Digital-Umsetzung verwendete Kode hat dabei keinen Einfluss auf den Entzerrungsprozess. . ■

Bei der Anordnung nach .Fig. 1 ist als Analog-Digital-Umsetzer 6 ein Deltamodulator verwendet, der durch einen an einen Impulsgenerator angeschlossenen Impulskodemodulator 8 gebildet wir.d, dessen- Ausgangsimpulse über einen Impulsregenerator 9 einem Digital-Analog-Umsetzer 1ΐ) in Form eines integrierenden Netzwerkes zugeführt werden. Das Ausgangssignal des integrierenden Netzwerkes 10 wird ebenso wie das eintreffende analoge Signal einem DIfferenzerzeüger 11 zur-Bildung^ eines Differenzsignals, das den Impulacodemodulator 8 steuert, zügefüirrt. . .

In dem durch den Deitamodulator gebildeten Analog-Dlgital-Unyetztr 6 «erden lurch den Iflipulr^enerator ¹J dem Impulscodemodulator 8

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Impulse abgegeben, deren Wiederholungsfrequenz ein Multipel der höchsten Frequenz in dem durch das analoge Signal eingenommenen Frequenzband ist. Abhängig von der Tatsache, ob der Augenblickswert des Ausgangssignals des integrierenden Netzwerkes 10 kleiner oder grosser ist als das ebenfalls dem Differenzerzeuger 11 zugeführte analoge Signal entsteht am Ausgang dee Differenzerzeugera 11 ein Differenzsignal negativer oder positiver Polarität. Je nach dieser Polarität des Differanzaignala treten die vom Impulsgenerator 7 herrührenden Impulse gegebenenfalls am Ausgang des inpulscodemodulators 8 auf. Biese Impulse werden fiber den Impulsregenerator 9 aur Unterdrückung der im Impulscodemodulator θ entstandenen Änderungen in der Amplitude, Dauer oder Form dem Digital-Analog-Umestzer 10 zugeführt.

Der ob «anstehend beschriebene Deltamodulator hat die Neigung, das Differenzsignal Null zu machen, wodurch das Ausgangssignal des integrierenden Netzwerkes 10 eine quantifizierte Annäherung des analogen Signals bildet.

Denn bei einem Differenzsignal negativer Polarität wird

durch den Impulscodemodulator θ dem integrierenden netzwerk 10 ein impuls zugeführt, wodurch dem negativen Differenzsignal entgegengewirkt wird, während umgekehrt bei einem Differenzsignal positiver Polarität durch den impulscodemodulator θ dem integrierenden Netzwerk 10 kein impuls zugeführt wird und auf diese Weise dem Welterbestehen des positiven Differenzsignala entgegengewirkt wird. Durch den Deltamodulator 6 wird auf diese Weise eine impuls-reihe gebildet, in der die Impulse durch ihr Vorhandensein und Fehlen das eintreffende analoge Signal kennzeichnen. Diese Impulsreihe wird über einen Impulsverbreiterer 12 dee genannten Schieberegister 2 zugeführt, das sechs Gruppen 13§ 14t 15i 16, 17 und IO zu je 0 Schiüberegisterelemeufcen enthält, die zur Vereinfachung der Figur nicht einaeln dargestellt ^ind und derjn Inhalt unter Ansteuerung von Schiebeimyulsen mit einer üchieboperiode ν wüiter^oschobüii wird. JJiu

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Schiebeimpulse werden bei der vorliegenden Ausführungsform einem Frequenz- ' verdoppler 19 entnommen, der an denselben impulsgenerator 7» &er auch die Impulse für den Deltamodulator 6 liefert, angeschlossen ist.

Das mit dem genannten Schieberegister 2 zusammenarbeitende Matrixnetzwerk 3 enthält eine grosse Anzahl im Zeilen und Spalten geordneter Wägungselemente, die bei der wiedergegebenen Ausführungsform aus Widerständen bestehen, die pro Matrixzeile·zusammen ,ein Wägungsnetzwerk W1- bzw. W2_rW3-,· . . . .-W]J bilden, über die die Gruppen von Schieberegisterelementen 13» 14» "'S» 16> 17 bzw. 18 an ein zugehörendes Zusammenfügungsnetzwerk S>, S_, S₇,,,. . . bzw. S^ zur Zusammenfügung der um ein Zeitintervall T verschobenen Impulsreihen angeschlossen sind.

Die auf diese Weise nach Zusammenfügung erhaltenen Impulsreihen werden mit Hilfe der an die Zusammenfügungsnetzwerke S., S«, S₇.,. . . . S„ angeschlossenen Digital-Analog-Umsetzer D/A., d/A_?, ΰ/Α,ι ... D/A„in ebensoviele analoge Signale umgewandelt. Jedes der Vägungsnetzwerke y. bzw, Wp, W₇., . . . W„ ist dabei für eine feste unterschiedliche Übertragungscharakteristik bestimmend. Diese festen untereinander unterschied* liehen Ubertragungscharakteristiken sind entsprechend den in Fernsprechkanälen in der Praxis unter wechselnden Umständen wirklich auftretenden Verzerrungen und entsprechend dem betreffenden Datenübertragungs.system gewählt worden. Jede dieser gewünschten Ubertragungscharakteristiken kann dabei dadurch erhalten werden, dass bei einer bestimmten Schiebeperiode die betreffenden Übertragungskoeffizienten C ,, C _O»,C ,1 C_n, C₁, C₀, C-. der Viägungselemente der V/ägungsnetzwerke YL, bzw. W-, W_.,. .... W„ auf die richtige Art und Weise bemessen werden. Denn per Definition gilt, dass bei Verwendung eines Schieberegisters mit 2N + 1 Schieberegisterelementen eine bestimmte Amplitude/Frequenzkennlinie und Phase/Frequenzkennlinie durch eine richtige V/ahl der Werte der Wägungselemente erhalten werden kann.

. . . W„ mit

&ü Schieberegister 2 und die Wägungsnetzwerke W., W^, W-, . . . W^.

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den zugehörenden Zusammenfügungsnetzwerken bilden auf diese Weise zusammen eine der Anzahl Y/ägungsnetzwerke entsprechende Anzahl paralleler Entzerrungsnetzwerke nit fester untereinander verschiedener Ubertragungscharakteristik. Dement sprechend wird ein übertragenes analoges Signal, das über den Analog-Digital-Umsetzer 6 dem Schieberegister 2 zugeführt wird, zu einer Anzahl an den jeweiligen .ius^ungen der Digital-Analog-Umsetzer D/A,., D/AP, D/A , . . · D/a„ auftretender entzerrter Signale untereinander verschiedener Qualität, abhängig von Ausmaea der Korrektur der jeweiligen Entzerrungsnetzwerke, führen. Diese entzerrten Signale werden über an die Ausgänge der jeweiligen Digital-Analog-Umsetzer D/A.., D/a₂, D/A,, . · · D/a„ angeschlossene Abtastanordnungen E1 bzw Έ2, L3, . . . EN mit diesen Abtastanordnungen gekoppelten Sperranordnungen Gt,' G2, GJ, ... GN zugeführt und über die Leitungen i., i , i , '«...... i„ dera genannten Qualitätsanalysator 5» der auf Grund gewisser nachstehend zu erläuternder Kriterien das entzerrte Signal mit der höchsten Qualität aussucht und die Sperranordnung, der dieses Signal zugeführt wird, durchlässig macht. , :

Da das ausgesandte Signal als solches empfangeseitig unbekannt ist, kann die Qualität jedes der entzerrten Signale aus Hangel an einem derartigen festen Bozugswert nicht ohne weiteres bestimmt werden. Wohl sind jedoch empfangsseitig die Pegel bekannt, die das ausgeaandte Signal möglicherweise haben kann. Für beispielsweise ein dreiwertiges Signal sind dies drei mögliche feste Pegel.

Indem nun das entzerrte Signal beispielsweiee einer

Quantisierungsanordnung zugeführt wird, deren QuantiBierungsstufen dem Pegeluiiterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden festen Pegeln entsprechen, kann auf einfache Art und V/eise geschätzt werden, welcher der genannten festen Pegel pro Bitintervall als Bezugswert in .Betracht 'Lomr.it. Wenn vorausgesetzt wird, dass die Grösr.e jeder Quantisierungs.'itufö gl 1 ist, wird der niedrigste der genannten fei;tun Pegel als Bezugswert

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selektiert, wenn der Nennwert des der Quantisierungsanordnung zugeführten Signals diesen niedrigsten oder Nullpegel überschreitet, aber, nicht in ". einen halben Quantisierungssehritt des nächsten festen Pegels kommt» Jeder der übrigen festen Pegel wird selektiert, je nachdem der Nennwert des der Quantisierungsanordnung zugeführten Signals innerhalb eines halben Quantisierungsschrittes des betreffenden festen Fegeis liegt* Nennen wir den Nennwert des der Quantisierungsanordnung zugeführten entzerrten Signals y_ und den pro Bitinteryall selektierten Bezugspegel z_, so kann durch Vergleich des Nennwertes χ mit dem selektierten Bezugspegel £ ein Fehlersignal ^e erhalten werden, daa im Bereicji - js <£ e <£\ liegt« '

Für jedes der- entzerrten Signale, die dem Qualitätsanalysator 5 zugeführt werden, gilt nun, dass das zugehörende Fehlersignal e_ eine eigene statistische Hegelmässigkeit aufweist, 'die ausgedrückt, in der "Fehler^Wahracheinliehkeit-Dichtefunktion P (x). als Maas für die Qualität

des betreffenden entzerrten Signals dienen kann.

Die genannte Dichtefunktion kann nämlich.dem zur QualitätS'-buurteilung von Datenübertragungssystemen, bekannten Augenmuster hergeleitet werden« Ein derartiges Augenmuster wird erhalten, wenn man das Aus** gangsüignal (für beispielsweise eine Pseudo-Streuimpulsrelhe) in Segmente mit einer Dauer der doppeltenBitlänge verteilt.und.diese Segmente alle Ln ein und demselben Zweibitintervall wiedergibt» Die. Jnnenkontur des uut' diese V/eise erhaltenen Augenniusters wird Augenpffnung genannt, 2um Kennzeichnen der Dichtefunktion wird die maximale Höhe der Augenaffnung vfcrwendefc, Uie grösste maximale· Höhe der Augeniiffnung wird erhalten, wenn dus Üburtragun,i£isystem li^quists .erstem, Kriterium entspricht.· Zur Erläuterung sind in Pig# 2a und 2b zwei Augenwuster

d.^r^oüttillt, die zu unterschiedlichen zweiwertigen Signalen untereinander un tpi'üchludl ichor Qualität gehören.";, "-.-■■

vorausgesetzt wird, dass dig grooate maximale ilöhe

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der AugenSffnung gleich 1 und die Abweichung davon gleich 2a ist, hat iIl.ü in Fig. 2a dar&eotellte Augenmuster eine Augenötfnung entsprechend 1 - 2a » 0,75 und das in Pig* 2b dargestellte Augenmuster eine Äugenöffnung, entsprechend 1 - 2a « 0,1. Der Wert a, iat, wie Pig. 2a und 2b zeigen, für eine bestimmte Qualität des Augeiimusters kennzeichnend· Die Qualität des Augeiiinuetero wird ausserdem durch eine

bestimmte Verteilung des Fehlersiüiiala £ gekennzeichnet. Di es ο Verteilung weiat nämlich eine jowiose üesetzmlssigkeit auf_f nach der die Wahrschein» lichkeita-Dichte-Funktion ρ (χ) multipliziert mit dem Fehlerspannungage·« biet dx die Yiahrscheinlichkeit ρ (χ) angibt, dass der Fehlersignalswert· js auf irgendeinem Abtastzeitpunkt im Gebiet (χ,- χ + dx) liegt· Bie Dichtefunktion ρ (x), die zu de» in Fig. 2a und 2b

dargestellten Augenmustern gehören, sind zur Erläuterung in Fig.'3 durch die Kurve A* bzw. B' dargestellt. Eine Normung mit dem Wert ti als Paru-. meter, wobei a im Gebiet O^ a^ ^- liegt, liefert die in Fig. 4a darge- ' »teilte genormte Dichtefunktion!

(D P_e (x) -Jd -f)

wobei χ im Gebiet -a ζ χ ^ +a liegt. Fig. 4b »eigt die entoprechende abgeleitete Dichtefunktion·

(2) p_e ⁸ U) - ^fd'-f) o^s(^

der willkürlichen Veränderlichen e*i

wÄhrend Fig. 4^C die entsprechende abgeleitete Dichtefunktioni

der willkürlichen Veränderlichen |e) zeigt.

Da, wie obenstehend erläutert wurde, die in ihrer Qualität unterschiedlichen Augenmuster duroh verschiedene Wahrscheinlichkeits-Dichte-Punktionen ρ (x) des Fehlersignals £ gekennzeichnet werden, kann daher dadurch, das α für jedes der entzerrten Signale der Mittelwert des zugehörenden Fehlersignals e» für eine beschrankte Anzahl von Abtast wert en beotimi.it wird,

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eine Andeutung in besug auf die Qualität "jedes der entzerrten Signale erhalten werden.

Daraus folgt, dass die Selektion des entzerrten Signals mit der testen Qualität nach drei unterschiedlichen Kriterien erfolgen kann: · a) Durch Bestimmung der ",änderung" Q~ ^z über eine beschränkte Anzahl yon K Abtastwerten für jedes der entzerrten Signale und Selektion des entzerrten Signals, für das gilt»
(4) m- =? J = .5T ^ev^Ä = minimal .

"2 2

b) · k=1

' Durch'Bestimmung des mittleren Wertes des Fehlersignals JeJ

über eine beschränkte Anzahl von K Abtastwerten für jedes der entzerrten Signale und durch Selektion des entzerrten Signals wofür giltt

K
(5) -Hi₁ = ^~ \e\ = minimal

k=1 ,
c) Durch Bestimmung der maximalen Abweichung des Fehlersignals ^e

gegenüber dem mittleren Wert O, der in einer bestimmten Beobachtungszeit für jedes der entzerrten Signale auftritt und Selektion des entzerrten Signals, wofür gilt: ' . . ~

(6) e = Max Ie₁ I = minimal .. . ■

^x ' max · k·

* k = 1, 2, 3, ...K ■ . ■ . Eine Ausführungsform des Qualitatsanalysators 5» die auf dem

sub a) genannten Kriterium beruht, ist in Fig. 5 dargestellt. Wie diese Figur zeigt, τ/erden die über die Leitungen i.., !„, i,, .... i„ dem Qualitätsanalysator 5. zugeführten entzerrten Signale darin je einem ein-

... A₁₁

bezeichneten, einzelnen Kanäle sind alle auf gleiche V/eise ausgebildet, bo enthalten diese Kanäle-nacheinander je eine Quantisierungsanordnung 3 bzw. Q₀, Q-,, .... Q„, einen Differenzverstärker D.- bzw. D„, D^, ... D„, eine statistische Detektionsanordnung SD. bzw. SD_, SD,, .... SD^, die durch lie Kaskadenschaltung einer Vervielfacherstufe M. bzw. M^, M,,...

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zclnnen Kanal zugeführt. Diese in der Figur durch A. bzw. A„, A,, ... *.„

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und eines Integrators L₁. bzw. I , I , ... 1„ gebildet wirdf zwei Schalter S_w , S« bzw. S,„ , S' , S_ , S» | . . . S_ , S« , einen Speicher W₁ W₁ W₂ W₂ W₅ W₃ W_n W_n

in Form eines Kondensators C₁ bzw. C_?, C,, . . . C„, einen als Schmitt-Triggerschaltung geschalteten Verstärker P₁ bzw. P_?, P,, . . . P„, eine RS- Flip-Flop-Schaltung FF_RS1 bzw. i'F_RS2, FF^₂, FF_Rsy . . . FF_RSN und einen durch eine D-Flip-Flop-Schaltung FF_D1 bzw. FF_D_, FF-*, . . . FF_D„ gebildeten Ausgang. Ausserdem enthält der Qualitätsanalysator 5 noch eine allen Kanälen gemeinsame Zeitsteueranordnung 19, welche die in Fig. 6 dargestellten Ausgangssignale liefert.

Die Wirkungsweise des obenstehend beschriebenen QualitätsanalysatoiB ist wie folgtt

Die über die Eingangsleitungen I₁, i_?, i_, . . . i^ in diskreten Zeitpunkten kT (siehe Fig. 6a) den jeweiligen Kanülen A₁, A₂, A,, · . . A„ zugeführten entzerrten Signale y. werden je in den einen Teil der jeweiligen Kanäle bildenden Quantisierungsanordnungen'Q. bzw. Q„, Q,, ... Q_n quantisiert und zwar zur Erzeugung der jeweiligen dem geschätzten Augenblickswert des Sendepegels entsprechenden Bezugssignalen z_v, die danach in den jeweiligen Verstärkern D₁, D₀, D_x, . . . D_w mit den ebenfalls diesen Verstärkern zugeführten entzerrten Signalen y, zur

■■■■' ,^: "' ' ι

Erzeugung der Fehlersignalwerte e, «= y, - z, verglichen werden.

Die auf diese V/eise in den jeweiligen Kanälen pro Abtastung erhaltenen Fehlersignalwerte e. werden danach nachdem sie in den jeweiligen Vervielfacherstufen M₁ bzw. IiL, Ji,, . . . M-. quadriert sind, den jeweiligen Integratoren I₁ bzw. I , J. , ... I_ zugeführt, die einmal pro JC Abtastperioden gleichzeitig ausgelesen werden. Dazu werden die an die Ausgänge der Integratoren angeschlossenen Schalter SW₁ bzw. SW-, SW., ... SW-alle gleichzeitig während kurzer Zeit durch das der Zeitsteueranordnung 19 entnommene und in Fig. 6b dargestellte Steuersignal, das einmal pro £' Abtastperioden auftritt, geschlossen. Sobald diese Schalter geschlossen werden, wird die in den jeweiligen Integratoren i ^bz*· I , I , ... I

* 309828/1018 ^{1 2} 3

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gebildete Susiroe 'SJier¹ K Abtajstperiodeji auftretender Werte yon e, * ausgelesen und iji de« durch die Kondensatore» C., Q _f Q₁. * „ , G~ gebildete» Speichern gespeichert., !!»mittelbar; nach jedein Ausleseintervall werden

ι ■ ■ · ■

integratoreriL alle während kurzer 2eit durch das der Z 19 entnommene und i» fig» 6c, dargestellte Steuersignal indem dieses Signal die an die Ausgänge der Integratoren angeschlossenen Schalter SW* bzw, SW'g, SW¹,, * ♦ , St*^ alle gleichzeitig wfhrend kurzer Seit schliefst, visnach die m der folgenden K Ahtastperiode auftretenden V/erte von e, ^Ä suniiaiert werdew können, ~

■ti *

lach jeder Periode mit eine? Dauer ΚΦ befindet sich als©

in den jeweilige» Speichern das über JC Abtastperioden guramierte Quadrat

des Fehiersignals & _}, wqbei dieser Suomenwert ' §* kleiner ist, je

nachdem das entzerrte üinganBs^igwal vo» besserer Qualität ist« ßaher kann nach jeder Periode niii; einer gau@r J^ festgestellt werde», welches der entzerrten' Eingangs Signale de» kleinste» Suroieiwert' & *

werden die in den jeweilige» Speichern (L, Gp, 0,.,

C„ gespeicherte:» §umjne».werte ■' e, * in de» an diese Speiisher

Verstärkers P ' bgw, Pp, f_,. ♦ . « P„ mit der dea? gei anordnung 19 entnommene» und in fig* 6d dargestellten gl Spannung vergliche»! die über- die Leitung 20 diesen Fer-stärker» wird., äebftld der Augenbliekswert dieser sägeaahnförfflige» Spannung wird als der kieiaet« der genannten den jeweiiigeja Verstärker»"P

K -■·.■'·■""■

te» Suiamenwerte ' β,,* geht der betreffende als. gchmitt«Trigger

.icei-"''· '■' ^% ..-■■■-■ ■

geschaltete'Yerstärker in de».anderen öleichgewichtlage über und wird.diese ^uatO:nd@ifinderung. durch die an den Verstärker angeschlossene RS-flip-Flop haivil tuna FF^gj'egistr-ierjb;, während zugleich die Ausgänge der übrige» YeT¹UtUrJr-OJ? ig ,,espar-rt ««rdert. Paa 4us gangs signal der. ftS™flif-*FlQp,-.S:chal.tu»g_f

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«reiche die genannte ^ustandsäuderung registriert, wird danach untur iSwiacfaenkunft der daran angeschlossenen D-FlIp-Flop-Schaltang als lo₀ir.ches Signal» das das beste entzerrte üignal angibt, synchron Mit den empfangenen Paten zur Kntsperrung der betreffenden 3perranordnun£ <S in Fig. 1, an der das aia beaten entzerrtü Signal auftritt, zugeführt.

Bei Anwendung der erfindungsgeaiässen Massnahuen wird der wichtige Vorteil erhalten, dass die Anordnung völlig stabil ist, wodurch Informationsverlust vermieden wird, da für jede ala normal zu betrafteule Inderung der öbertragungscharakteristik ein geeignetes Entzerrungsnetzwerk vorhanden ist. Inabesondere kann die beschriebene Anordnung weiter dadurch vervollständigt werden, dass die übertragene Information in juit dan Ausgängen des jeweiligen Entzerrungsnetavierjkea ßekoppulten Pufferspeichern gespeichert wird, während die Statistiken der übertragenen Informationssignale auf die obenatehend beschriebene Art und »/eise analysiert worden um zu der Selektion derjenigen gespeicherten information au gelangen, deren Qualität die beste ist. Diese neue Konzeption, wobei die übertragene Information während der <5eit, in der die Wahl gemacht wird, aufbewahrt arird, weist den wichtigen Vorteil'auf, dass auch in de» Falle, wo die Entzerrung während der Signalübertragung ständig korrigiert werden muss, kein Verlust der übertragenen Information auftritt» Auaserdem ist die Adaptionszeit, d.h. die Zeitdauer, die zum Machen der richtigen Wahl notwendig ist, besonders kurz*

Insbesondere ist die genannte Adaptionszeit gleich der iieit ETf die der Qualitätsanalysator braucht zum Bilden der Summensignale

·- e * oder 1^{1 1} e, und zuä Selektieren des um besten entzerrten

fc-1 . ' ' ' lt-i '
Signale auf Grund dieser Summensignale.

Anwendung von beispielsweise dem zentralen Orenewerttheoreiia ermSglicht es, die Statistik der Werte, wie diese in dem obenstehend aub a) und b) angegebenen Kriterien definiert sind, zu evaluieren.

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Berechnen wir nun die Anzahl Abtästwerte K des Fehlersignals' _e, die notwendig ist um bei einem als Anforderung gestellten Wahrscheinlichkeitsgrad WSH = 0,999 einen richtigen Unterschied zwischen zwei durch beispielsweise die Werte a. «' 0,05 ^und a« = 0,1 gekennzeichneten Augenaustern machen zu können, so ergibt die Berechnung, dass die genannte Anforderung erfüllt wird, wenn die Anzahl Abtastwerte k ^ 35 gewählt wird» ·

Bei Anwendung in einem Übertragungssystem, deren Abtastfrequenz 8 kHz betragt, bedeutet dies, dass die zum Bilden der'Summensignale erforderliche Zeit ca. 5 ^ms und die -Gesamtadaptionszeit nur ca. 7 ms betragt.

Durch diese besonders kurze Adaptionszeit ist es'nun möglich, bei sogenannten festen Verbindungen, wobei der Sender und der Empfänger in einem der Informationsübertragung vorangehenden Zeitintervall durch'ein in diesem Synchronisationszeitintervall übertragenes Synchronisationssignal syncrhonisiert werden, die Selektion der richtigen Entzerrung ebenfalls im genannten Syneirronisationszeitintervall und an Hand der Synchronisationst signalqualität stattfinden zu lassen, wodurch die richtige Entzerrung unmittelbar vom Anfang der Informationsübertragung" an gewährleistet ist und ein Verlust von Information daher ohne Anwendung von Pufferspeichern vermieden wird. " ' ' '

Wenn' die Selektion "der richtigen Entzerrung auch während der Informationsübertragung stattfindet, wie dies bei festen sowie geschalteten Verbindungen der Fall ist, wird der Verlust der Information auf einfache V/eise dadurch vermieden, dass, wie Fig. 1 zeigt, in jeder der Verbindungen zwischen dem Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers D//L· bzw. D/A , D/A,, .-. . ^D/^w und äer Sperranordnung G. bzw» ö"₂, G ,. .·. . · G„ ein Pufferspeicher in Form eines Verzögerungskre.ises B^ bzw. IL._f B*>- . . . B„ angeordnet wird,-dessen Verzögerjungszeit der Adapt ions zeit entspricht. ...-,-.-, -.-./ ,.-. ;·-.-.-:. ■■. -- i ,.·"- -, "·: .'-' ■' ■ ■■-■-·.- ^: ;.. ·--; , ' -.-.-'■- ■ Eine „aqd.ere.mögliche Aus-führungsf.o-rm. des 'Qualitätsanalysators

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^lj_t der auf dem obenstehend, sub b) genannten Kriterium beruht» wird erhalten, wenn die jeweiligen Kanäle A., A₀, A₇, . , .. A- in Fi&. 5 je uuf die Art und .'/eise, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, ausgebildet werden.

Wie diese Figur zeigt, unterscheidet sich; diese Ausführungsform nur darin von der nach Figi 5» dass die statistische» Detektionsanordnungen SD₁ bzw. SD_?, SD₇., . . . SD„ je durch die Kaskadenschaltung einer Gleichrichterstufe R, welche die am Auegang des piiferenzyerstärkers D auftretenden Fehlersignalwerte e, in ihre Absolutwertefe. | umwandelt, und eines Integrators 1 gebildet werden. Nach Integration ober K Ab.tast-

K Perioden wird das: auf diese Weise erhaltene Summensignal le, I

■ Ki ■ -'■ * ^κ'

weiter auf dieselbe V/eise behandelt wxe in Fig. 5» vfobei null jedoch das entzerrte Signal selektiert wird, wofür giltt

κ ^ . "■■ .

^ \ e, \ = Minimal

k=1 ^k
In bezug auf diese Ausführungsform lSsst sich bemerken,

dass bei derselben Entscheidungsgenauigkeit die Anzahl erforderlicher Abtaetwerte K des Fehlersignals | e, | dabei kaum von der Anzahl abweicht, die beider in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform notwendig ist.

Eine v/eitere mögliche Ausführungsform, die auf dem obenstehend sub c) genannten Kriterium beruht

e = Max. J e, I = Minimal max. ' k' .

wird erhalten, wenn bei den beschriebenen Ausführungsformen des Qualitätsanalysators der in jedem der Kanäle vorhandene statistische Detektor SD. bzw. SDp» SD,, . . . SD„ durch die Kaskadenschaltung einer Gleichrichterstute R, die den ihr zugeführten Pehlersignalwert e, in seinen Absolutwert | e. | umwandelt, und eines Spitzendetektors (niöht dargestellt) gebildet wird, der die maximale Abweichung von ^eJ gegenüber dem Littelwert 0, der in einer Beobachlungsperioue t.iner bestimmten Dauer auftritt, 'feststellt. Eine derartige Ausführung^'orui iat störimpulaoupfindiich, da keine Integration angev.';:ndt wire:. Zwar i-um dion zu fehlerhaften Lut-

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s cli ei dung β» führen, aber andererseits gewährleistet diese Ausführungsforin, dass immer das ,Entzerrungsnetzwerk gewählt wird, db.ö die Stb'riiapulse auf die v/irksamste Art und Weise ■ dämpft* " · " .

An diese? Stelle sei bemerkt;, dass statt des bei der Aus'-naoii Fig» 1· verwendeten PsltaKiödul^tors 6: auQh ein Impuls-

als Analog^Bigital-nfisetger verwendet werde» kann, wobei eine der ^nzalil Codebits entspreebende Anzahl ■ paralleler Schieberegister Spalteiiveisü über gine ^usaiawenfügungsanordnung an die Wägungs"elemente des liatriifnetgiyierkes anf.resßhl.Gssen sind» Die y/sgun^sele'iaente braueJien

ni-cnt unbedingt aus Wideretänden (y/ie dargestellt) su bestehe»,, könne» aueh durch' Terstärker mit unterschiedlichem Yerst^rkungs* faktor oder durch jeweilige Stromquellen gebildet .werden*

gum Sehluss sei bemerkt, dass an Stelle eines digitalen Schieberegisters auch ein mit SiIfe von Kondensatoren gebildetes analoges Schieberegister verwendet werden kann, in welchem Fall die Umsetzung fortbleiben, kann»

_ÖAD0R1G1NAL

Claims (6)

-18- PHN. 6012 226174? PATEHTANSPRPCHEt

1. Schaltungsanordnung zur automatischen Entzerrung der durch

die Aiaplitude/Prequenz- und Phase/Frequenzkennlinie gebildeten Übertragungscharakteristik eines zu einer tfbertragungsstrecke gehörenden Übertru^ungabaiides für die übertragung synchroner Informationssignale, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Anordnung eine Anzahl paralleler Entzerrimgenetzwerke enthält, die durch ein Schieberegister gebildet werden, dessen Eingang die übertragenen Signale zugeführt werden und wobei an Anzapfpunkte des Schieberegisters ein aus Wägungeelementen aufgebaute» Utttrixuetzwai-k angeschlossen ist, dessen Wagungselemente derartige Werte haben, daLüj sie für eine pro Matrixzeile feste, untereinander verschiedene Übertraguiißscharakteriatik bestimmend sind und wobei diese Matrixzeilen mit ihri.n Ausgang einerseits mit gesonderten Sperrstuten und andererseits in Parallelschaltung mit einem Qualitätsanalysator gekoppelt sind, der die am Ausgang jeder der i.latrixzeilen auftretenden entzerrten Signale auf Qualität untersucht und über seine an dis genannten Sperrstufen angeschlossenen parallelen Ausgangskreise ein Steuersignal liefert, daa diejenigen Sperretufen durchlässig macht, an denen ein entzerrtes Signal guter Qualität auftritt.

2» Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass in jeden der Kreise, über welche die Matrixzeilen an die genannten einzelnen Sperrstufen angeschlossen sind, ein Pufferspeicher aufgenommen iat, dessen Verzögerungszeit der Zeit, die der Qualitatsanalysator für die Analyse der ihm zugeführten entzerrten Signale braucht, entspricht.

3· - Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Qualitatsanalysator eine der Anzahl H&trixzeilen entsprechende Anaahl untereinander gleicher KanSle enthält, denen die Jeweiligen entafrrten Signale zugeführt werden und dasa jeder dieser Kanäle nacheinander mit einer Quantieierungsanordnung, die auf Grund des Augenblickewertes y. des ihr abgeführten entzerrten Signals ein dent geschätzten Pegel dea

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ausgοεandten Signals entsprechendes Bezugssignal Z₁ liefert, einem Differenzverstärker, dem das betreffende entzerrte Signal und das genannte Bezugssignal zur Erzeugung eines Fehlersignalwertes e, = (y, - z' ) züge-

xC iC iC

führt werden, einer statistischen Detektionsanordnung, der die genannten Fehlersignalwerte zugeführt werden und von der der mit der Qualität des Eingangssignals ändernde Ausgangsopannungswert periodisch ausgelesen wird, einem Speicher zur vorübergehenden Speicherung.des ausgelesenen Spannungswertes und mit einer Triggerschaltung versehen ist, die über ihren Ausgangskreis an die zugehörende Sperranordnung angeschlossen ist und diene Sperranordnung unter Ausschluss der anderen 'Sperranordnungen durchlässig macht, wenn eine der Triggerschaltung gemeinsam zugeführte sägezahnförmige Spannung grosser wird als der dem Speicher der betreffenden Triggerschaltung zugeführte - Spannungswert.

4· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in jedem der Kanäle des Qualitätsanalysators vorhandene statistische Detektioneanordnung durch die Kaskadenschaltung einer Vervielfacl.erstufe, welche den ihr zugeführten Fehlersigrialwert e, quadriert, und

ic

eines Integrators gebildet wird, dem diese quadrierten Signalwefte j e, *|' zugeführt werden und der einmal pro K Abtastperioden ausgelesen wird, wobei der Spannungswert ^-—-— e, * vorübergehend im genannten Speicher

gespeichert wird· ' .. - _

5· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-,

zeichnet, dass die in jedem der Kanäle des Qualitätsanalysators vorhandene statistische Detektionsanordnung durch die Kaskadenschaltung einer Gleichrichterstufe, die den ihr zugeführten Fehlersignalwert e, in seinen Absolutwert J e, J umwandelt und eines Integrators gebildei», wird, dem diese Absolutwerte ) e, J zugeführt werden und der einmal ,PrO₁ K Abtastwerte ausge-

K
lesen wird, wobei der Spannungswert *r Ie₁ I vorübergehend im genannten

. , ' . , ■ k=1
gespeichert wird.

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6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2_r dadurch gekennzeichnet, dass die in jedem der Kanäle des Qualität ßanaly sat oi*s vorhandene statistische Detektioneanordnung durch die Kaskadenschaltung einer Gleichrichterßtuie, die den ihr zugeführten Fehlersignalwert e, in seinen

ic

Absolutwert \q, \ umsetzt und eines Spitzendetektors gebildet wird, der die maximale Abweichung von |ej gegenüber dem Mittelwert 0, der in einer Beobachtungsperiode einer bestimmten Dauer auftritt, feststellt, wobei dieser Maximalwert von \ eA vorübergehend im genannten Speicher gespeichert wird.

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