DE2339806A1 - CARRIER FREQUENCY TRANSMISSION OF DIGITAL SIGNALS - Google Patents
CARRIER FREQUENCY TRANSMISSION OF DIGITAL SIGNALSInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den - 6. AUG. 1373SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Munich, - AUG 6. 1373
Berlin und München Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich Wittelsbacherplatz 2
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Trägerfrequente Übertragung digitaler Signale, Zusatz zu VPA 73/6570 (Akt.Zeh.: P 23 18 800^3-31)Carrier-frequency transmission of digital signals, addition to VPA 73/6570 (current number: P 23 18 800 ^ 3-31)
Das Hauptpatent betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem für eine trägerfrequente Übertragung von Analogsignalen mit zwei Endstellen,die durch gegebenenfalls durch Zwischenstellen unterbrochene mehrpaarige symmetrische oder koaxiale Kabel verbunden sind. Das Nachrichtensystem nach dem Hauptpatent ist so aufgebaut, daß für wenigstens eine Zweidrahtverbindung im Sendeteil der Endstellen eine Quelle für digitale, insbesondere pulscodemodulierte Signale vorgesehen ist, daß in den Zwischenstellen entweder ein Regenerator oder ein Leitungsverstärker vorgesehen ist, daß im Empfangsteil der Endstellen ein Regenerator vorgesehen ist, daß jeder Quelle in den Endstellen und jedem Regenerator in den Zwischenstellen ein Modulator nachgeschaltet ist, in dem die digitalen Signale durch trägerfrequente Umsetzung in ihrer Prequenzlage verschoben werden, daß jedem Modulator ein Frequensfilter nachgeschaltet ist, daß im Empfangsteil jeder Endstelle und in jeder Zwischenstelle mit Regenerator ein Demodulator vorgesehen ist, in dem die digitalen Signale wiedergewonnen werden und daß ein Leitungspaar des Kabels für die Übertragung der trägerfrequenzmäßig umgesetzten digitalen Signale vorgesehen ist.The main patent relates to a communication system for a carrier-frequency transmission of analog signals with two end points, which are optionally interrupted by multiple pairs of symmetrical or coaxial ones Cables are connected. The communication system according to the main patent is constructed so that for at least one two-wire connection a source for digital, in particular pulse-code-modulated signals is provided in the transmitting part of the terminals, that in the intermediate points either a regenerator or a line amplifier is provided that in the receiving part of the Terminals a regenerator is provided that every source in the terminals and every regenerator in the intermediate points a modulator is connected downstream in which the digital signals are converted into their frequency position by means of carrier-frequency conversion be shifted so that each modulator has a frequency filter it is connected downstream that a demodulator is provided in the receiving section of each terminal and in each intermediate point with a regenerator is in which the digital signals are recovered and that a pair of lines of the cable for the transmission of the Carrier-frequency converted digital signals is provided.
Dabei sind zweckmäßigerweise in den Endstellen und in den Zwischenstellen mit Regeneratoren Frequenzmultiplizierer und/oder Frequenzteiler vorgesehen, die aus der Bitfolgefrequenz des digitalen Signales Trägerfrequenzen ableiten, die auf der Sendeseite eine Umsetzung des digitalen Signals um die halbe Bit-It is useful in the end points and in the intermediate points provided with regenerators frequency multipliers and / or frequency dividers, which from the bit rate of the Derive digital signal carrier frequencies, which on the transmission side convert the digital signal by half the bit
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folgefrequenz und auf der Empfangsseite eine entsprechende Rückumsetzung bewirken.repetition frequency and a corresponding one on the receiving side Effect reversal.
Bei dem Nachrichtenübertragungssystem nach dem Hauptpatent ist es "also möglich, über eine Trägerfrequenzverbindung parallel analoge und digitale Signale zu übertragen. Dabei kommt es zu einer gegenseitigen Beeinflussung, die sich insbesondere beim Analogsignal auswirkt und dort in einer Erhöhung des Nebensp-*rechgeräusches durch Übersprechen des digitalen Signals äußert. Es erhebt sich deshalb die Forderung nach einem möglichst geringen Pegel für das digitale Signal.In the communication system according to the main patent, it is "possible via a carrier frequency connection to transmit analog and digital signals in parallel. It comes to a mutual influence, which especially with the analog signal and there in an increase in the side-by-side speech * due to crosstalk of the digital signal expresses. There is therefore a demand for the lowest possible level for the digital signal.
Da die Hauptenergie einer zufälligen Bitfolge des digitalen Signales im tieferen Frequenzbereich liegt, wird besonders für diesen Frequenzbereich eine Pegelverringerung gefordert. Dem steht die mit der Frequenz zunehmende Kabeldämpfung entgegen, so daß für die Verschiebung des zu übertragenden digitalen Signales nach höheren Frequenzen ein Kompromiß gefunden werden muß.Since the main energy of a random bit sequence of the digital signal lies in the lower frequency range, becomes special a level reduction is required for this frequency range. This is countered by the cable attenuation, which increases with the frequency, so that a compromise was found for shifting the digital signal to be transmitted to higher frequencies must become.
Nach einer besonders günstigen Ausführungsform des Hauptpatentes erfolgt deshalb eine Umsetzung des digitalen Signales auf der Sendeseite um die halbe Bitfolgefrequenz und auf der Empfangsseite eine entsprechende Rückumsetzung. Bei der Umsetzung auf der Sendeseite sind eine Reihe von Überlegungen zu beachten. Wird die Umsetzung in einem einzigen Schritt durch Modulation mit Hilfe eines Trägers entsprechender Frequenz vorgenommen, dann erscheint das modulierte Ausgangssignal teilweise im gleichen Frequenzbereich wie das zu modulierende digitale Signal am Eingang, so daß eine Trennung beider Signale nicht möglich ist und deshalb auf der Ausgangsseite beide Signale auftreten.According to a particularly favorable embodiment of the main patent, the digital signal is therefore converted on the sending side by half the bit rate and on the receiving side a corresponding reverse conversion. In the implementation There are a number of considerations to keep in mind on the sending side. Will be implemented in a single step made by modulation with the aid of a carrier of the appropriate frequency, then the modulated output signal appears partly in the same frequency range as the digital signal to be modulated at the input, so that the two signals are separated is not possible and therefore both signals appear on the output side.
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Es wird deshalb üblicherweise eine Doppelumsetzung, also die aufeinander folgende Modulation mit zwei Trägern unterschiedlicher Frequenz vorgenommen. Durch die Modulation mit dem ersten relativ hochfrequenten Träger entstehen in ausreichenden Frequenzabstand zum ursprünglichen Band zwei hochfrequente Seitenbänder, von denen eines mit Hilfe eines Bandpasses ausgesiebt wird. Durch Modulation dieses ausgesiebten Seitenbandes mit einem frequenzmäßig benachbarten Träger geringfügig höherer Frequenz ergibt sich neben anderen Modulationsprodukten ein relativ niederfrequentes Signs.lband in dem gewünschten Frequenzbereich. Es ist erkennbar, daß die beschriebene Doppelumsetzung einen erheblichen Aufwand erfordert. It is therefore usually a double conversion, i.e. the successive modulation with two carriers different frequency made. The modulation with the first relatively high-frequency carrier creates in sufficient frequency spacing from the original band two high-frequency sidebands, one of which with the help of one Bandpass is screened out. By modulating this sifted out sideband with an adjacent one in terms of frequency Carriers of a slightly higher frequency result, along with other modulation products, in a relatively low-frequency signal band in the desired frequency range. It can be seen that the double conversion described requires considerable effort.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bei der Umsetzung des digitalen Signales zu verringern. Bei der Lösung der Aufgabe ist weiterhin zu berücksichtigen, daß das modulierte digitale Signal auf der Übertragungsstrecke direkt regenerierbar sein soll und daß beispielsweise ein psoudoternär codiertes Signal nach der Modulation wieder in pseudoternär codierter Form vorliegen soll. Dies erfolgt unter Berücksichtigung der Energieverteilung in pseudoternär codierten Signalen, durch die die Übertragung digitaler Signale in pseudoternär codierter Form besonders vorteilhaft ist.The invention is therefore based on the object, the effort when converting the digital signal. When solving the task, it must also be taken into account that the modulated digital signal should be directly regenerable on the transmission link and that, for example, a pseudo-ternary coded signal should be available again in pseudo-ternary coded form after the modulation. this happens taking into account the energy distribution in pseudo-ternary coded signals through which the transmission of digital signals in pseudo-ternary coded form is particularly advantageous.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Modulation gelöst, bei dem als Träger eine Rechteckimpulsfolge mit der halben Bitfolgefrequenz aus der Bitfolgefrequenz des digitalen Signales abgeleitet wird und die Nulldurchgänge der Impulse des digitalen Signales und des Trägers um 90° gegeneinander verschoben sind. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Umsetzung des digitalen Signales in den gewünschten Frequenzbereich durch eine einzige Modulation mit einem einzigen Träger unter Ausnützung des digitalen Charakters des umzusetzenden Signales erfolgt.The object is achieved according to the invention by a method for modulation in which a rectangular pulse train is used as the carrier with half the bit rate is derived from the bit rate of the digital signal and the zero crossings the pulses of the digital signal and the carrier are shifted by 90 ° against each other. The advantage of this procedure is that the conversion of the digital signal into the desired frequency range by a single modulation with a single carrier using the digital character of the signal to be converted takes place.
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Eine besondere günstige spezielle Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens nach. Anspruch 1 ergibt sich dadurch, daß das zu modulierende digitale Signal und der in Form einer Folge von Rechteckimpulsen mit positiver oder negativer Amplitude vorliegende Träger so miteinander verknüpft werden, daß bei Wegfall des digitalen Signales unabhängig von der Trägeramplitude keine Ausgangsgröße abgegeben wird, daß bei Wegfall des Trägers unabhängig von der Amplitude des digitalen Signales keine Ausgangsgröße abgebeben wird, daß bei positiver Amplitude des digitalen . Signals und positiver Amplitude des Trägers ein positiver Amplitudenwert als Ausgangsgröße abgegeben wird,According to a particularly favorable special variant of the method according to the invention. Claim 1 results from that the digital signal to be modulated and that in the form of a sequence of square-wave pulses with positive or negative Amplitude present carriers are linked so that when the digital signal disappears independently the carrier amplitude does not emit any output variable that is independent of the amplitude when the carrier is no longer available of the digital signal no output variable is emitted that with a positive amplitude of the digital. Signal and more positive Amplitude of the carrier a positive amplitude value is given as the output variable,
daß bei negativer Amplitude des digitalen Signales und positiver Amplitude des Trägers ein negativer Amplitudenwert als Ausgangsgröße abgegeben wird, daß bei positiver Amplitude des digitalen Signales und negativer Amplitude des Trägers ein negativer Amplitudenwert als Ausgangsgröße abgegeben wird und daß bei negativer Amplitude des digitalen Signales und negativer Amplitude des Trägers ein positiver Amplitudenwert als Ausgangssignal abgegeben wird. that in the case of a negative amplitude of the digital signal and a positive amplitude of the carrier, a negative amplitude value is output as an output variable, that in the case of a positive amplitude of the digital signal and a negative amplitude of the carrier, a negative amplitude value is output as an output variable and that in the case of a negative amplitude of the digital signal and a negative amplitude of the carrier, a positive amplitude value is emitted as the output signal.
Dieses Verfahren ergibt auf Grund seiner Einfachheit und Übersichtlichkeit eine Reihe von Vorteilen, es läßt sich bei der Verwendung von Spannungsgrößen als Signalgrößen besonders vorteilhaft mit Hilfe der bekannten digitalen Schaltungsanordnungen durchführen.Because of its simplicity and clarity, this method has a number of advantages; it can be when using voltage variables as signal variables, it is particularly advantageous with the aid of the known digital ones Perform circuit arrangements.
Eine besonders einfache und leicht zu realisierende digitale Schaltungsanordnung zur Durchführung des obengeschilderten Verfahrens besteht in einem Modulator, der nach Art eines digitalen Doppelgegentaktmodulators aufgebaut ist und ein erstes Eingangsklemmenpaar für das digitale Signal , ein zweites Eingangskiemmenpaar für den Träger, vier NAND-A particularly simple and easy to implement digital circuit arrangement for implementing the above The method consists in a modulator which is constructed in the manner of a digital double push-pull modulator and a first pair of input terminals for the digital signal, a second pair of input terminals for the carrier, four NAND
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Gatter, zwei AND-Gatter, einen Ausgangsübertrager und zwei Signalausgänge enthält und bei dem der erste Eingang des ersten Gatters mit dem ersten Eingang für das digitale Signal verbunden ist, der zweite Eingang des ersten Gatters mit dem ersten Eingang für den Träger verbunden ist, bei dem der erste Eingang des zweiten Gatters mit dem zweiten Eingang für das digitale Signal verbunden ist und der zweite Eingang des zweiten Gatters mit dem zweiten Eingang für den Träger verbunden ist, bei dem der erste Eingang des dritten Gatters mit dem zweiten Eingang für den Träger und der zweite Eingang des dritten Gatters mit dem ersten Eingang für das digitale Signal verbunden ist, bei dem der erste Eingang des vierten Gatters mit dem ersten Eingang für den Träger und der zweite Eingang des vierten Gatters mit dem zweiten Eingang des digitalen Signals verbunden ist,Gates, two AND gates, an output transformer and two signal outputs and in which the first input of the first gate is connected to the first input for the digital signal, the second input of the first gate is connected to the first input for the carrier, in which the first input of the second gate with the second Input for the digital signal is connected and the second input of the second gate with the second input for the carrier is connected, in which the first input of the third gate with the second input for the carrier and the second input of the third gate is connected to the first input for the digital signal, in which the first input of the fourth gate with the first input for the carrier and the second input of the fourth Gate is connected to the second input of the digital signal,
bei dem der Ausgang des ersten NAND-Gatters mit dem ersten Eingang des ersten AND-Gatters verbunden ist, bei dem der Ausgang des zweiten NAND-Gatters mit dem zweiten Eingang des ersten AND-Gatters verbunden ist, bei dem der Ausgang des dritten NAND-Gatters mit dem rersten Eingang des zweiten AND-Gatters verbunden ist, bei dem der Ausgang des vierten NAND-Gatters mit dem zweiten Eingang des zweiten AND-Gatters verbunden ist, bei dem die Ausgänge des ersten und des zweiten AND-Gatters jeweils mit einem Anschluß der Primärwicklung des Ausgangsübertragers verbunden sind,in which the output of the first NAND gate is connected to the first input of the first AND gate, in which the output of the second NAND gate is connected to the second input of the first AND gate, in which the output of the third NAND gate is connected to the first input of the second AND gate, in which the output of the fourth NAND gate is connected to the second input of the second AND gate, in which the outputs of the first and the second AND gate each with a connection of the primary winding of the output transformer are connected,
bei dem die Ausgänge für das Ausgangssignal jeweils mit einem Anschluß für die Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers
verbunden sind und
bei dem Anschlüsse für die Stromversorgung vorgesehen sind.in which the outputs for the output signal are each connected to a connection for the secondary winding of the output transformer and
in which connections for the power supply are provided.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments shown in the drawing will.
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Dabei zeigt .It shows.
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Nachrichtenübertragungssystems nach dem Hauptpatent,1 shows the schematic representation of a message transmission system according to the main patent,
Fig. 2 die Spannungsverlaufe des zu modulierenden digitalen Eingangssignales, des Trägers und des modulierten Ausgangssignales,2 shows the voltage curves of the digital to be modulated Input signal, the carrier and the modulated output signal,
Fig. 3 die Spektralverteilung für das pseudoternär codierte Signal einer Zufallsfolge vor und nach der Modulation,3 shows the spectral distribution for the pseudo-ternary coded signal of a random sequence before and after Modulation,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines digitalen Doppelgegentaktmodulators nach der Erfindung und4 shows the schematic representation of a digital double push-pull modulator according to the invention and
Fig. 5 die Schaltung eines digitalen Doppelgegentaktmodulators nach der Erfindung.5 shows the circuit of a digital double push-pull modulator according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt eine Endstelle I, Zwischenstellen II und III und eine weitere Endstelle IV des Nachrichtenübertragungssystems nach dem Hauptpatent. Die Endstellen und die Zwischenstellen enthalten eine Reihe von Elementen, wobei der Übersichtlichkeit halber lediglich die Elemente dargestellt sind, die zur Übertragung von Nachrichten von der Endstelle I zu der Endstelle IV notwendig sind.Fig. 1 shows a terminal I, intermediate points II and III and a further terminal IV of the communication system according to the main patent. The terminals and the intermediate points contain a number of elements, whereby for the sake of clarity only the elements are shown which are necessary for the transmission of messages from the terminal I to the terminal IV.
Die Endstelle Γ enthält für die Übertragung digitaler Signale eine Quelle 1, einen Modulator 5» einen Frequenzfilter 7 und einen Frequenzteiler und/oder Frequenzmultiplizierer 12. Für die Übertragung trägerfrequenter Analogsignale enthält die Endstelle I eine Quelle 13.The terminal Γ contains a source 1, a modulator 5 »a frequency filter for the transmission of digital signals 7 and a frequency divider and / or frequency multiplier 12. For the transmission of carrier-frequency analog signals the terminal I contains a source 13.
Die Zwischenstelle II enthält für die Übertragung digitaler Signale einen Demodulator 9» einen Regenerator 2, einen Modulator 6, ein Frequenzfilter 8 und einen Frequenzteiler lind/oder Frequenzmultiplizierer 13. Für die Übertragung .trägerfrequenter Analogsignale enthält die Zwischenstelle IIThe intermediate point II contains a demodulator 9 »a regenerator 2, a for the transmission of digital signals Modulator 6, a frequency filter 8 and a frequency divider and / or frequency multiplier 13. For the transmission The intermediate point II contains the carrier-frequency analog signals
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einen Verstärker 14.an amplifier 14.
Die Zwischenstelle III enthält einen Verstärker 12 für die trägerfrequente Übertragung von Analogsignalen und einen Leitungsverstärker 3 für die trägerfrequente Übertragung von digitalen Signalen jeweils einer Zweidrahtleitüng. The intermediate point III contains an amplifier 12 for the carrier-frequency transmission of analog signals and a line amplifier 3 for the carrier-frequency transmission of digital signals in each case a two-wire line.
Sind die Verstärker- beziehungsvreise Regeneratorabstände für Übertragung des umgesetzten Digitalsignales kleiner als die erforderlichen Verstärkerabstände für die Übertragung des trägerfrequenten Analogsignals, dann enthalten die Zwischenstelle II bzw. III an Stelle der Verstärker 14 bzw. 12 Frequenzfilter zur Vermeidung einer durch das Nebensprechen zwischen den Zweidrahtleitungen auftretenden Rückkopplung vom Ausgang auf den Eingang des digitalen Leitungszuges.Are the amplifier or regenerator distances for Transmission of the converted digital signal smaller than the required amplifier spacing for the transmission of the Carrier-frequency analog signal, then contain the intermediate point II and III instead of the amplifier 14 and 12, respectively Frequency filter to avoid feedback caused by crosstalk between the two-wire lines from the output to the input of the digital cable run.
Die Endstelle IV enthält einen Demodulator, einen Regenerator 4 und einen Frequenzteiler und -Multiplizierer 14 für den Empfang der digitalen Signale. Weiter enthält die Endstelle IV einen Empfänger 15 für trägerfrequente Analogsignale,The terminal IV contains a demodulator, a regenerator 4 and a frequency divider and multiplier 14 for the reception of the digital signals. The terminal IV also contains a receiver 15 for carrier-frequency analog signals,
Die Endstelle I ist über die Zwischenstellen II und III mit der Endstelle IV durch vielpaarige Übertragungspaare 11 verbunden. Die Nachrichtenübertragung in dem Nachrichtenübertragungssystem nach dem Hauptpatent geht so vor sich,daß von der Quelle 1 die digitalen Signale ausgesendet werden, die im Modulator 5 durch eine trägerfrequente Umsetzung in ihrer Frequenzlage verschoben werden. Die hierzu notwendige Trägerfrequenz oder die notwendigen Trägerfrequenzen werden mittels des Frequenzmultiplizierers und/oder Frequenzteilers 12 aus der Bitfolgefrequenz der digitalen Signale abgeleitet.The terminal I is via the intermediate points II and III with the terminal IV is connected by multi-pair transmission pairs 11. The message transmission in the message transmission system according to the main patent, the procedure is that the digital signals are transmitted from source 1, which are shifted in their frequency position in the modulator 5 by a carrier-frequency conversion. The necessary for this The carrier frequency or the necessary carrier frequencies are determined by means of the frequency multiplier and / or frequency divider 12 derived from the bit rate of the digital signals.
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Die Ausgangssignale des Modulators 5 werden über das Frequenzfilter 7 und einer Zweidrahtleitung des Kabels 11 in der Zwischenstelle II dem Demodulator 9 zugleich mit den über den über den Frequenzmultiplizierer und Frequenzteiler 13 aus der Bitfolgefrequenz des Digitalsignals abgeleiteten Trägerfrequenzen zugeführt. Das wiedergewonnene Digitalsignal wird im Regenerator 2 regeneriert und anschließend im Modulator 6 auf die durch den Frequenzmultiplizierer und Frequenzteiler 13 gewonnenen Träger aufmoduliert. Das Ausgangssignal des Modulators 6 wird über das Frequenzfilter 8 und eine Zweidrahtleitung des Übertragungskabels 11 der Zwisehenstelle III zugeführt. Nach der Verstärkung im Leitungsverstärker 3 gelangt das Signal über eine Zweidrahtleitung des Kabels 11 in der Endstelle IV zugleich mit den durch den Frequenzmultiplizierer und Frequenzteiler 14 aus der Bitfolge des digitalen Signals gewonnenen Trägerfrequenzen zum Demodulator 10 und über diesen zum Regenerator 4, von dem es entnommen werden kann. Die folgenden Ausführungen bezehen sich hauptsächlich auf eine Weiterbildung der Modulationsverfahren und auf entsprechend ausgebildete Modulatoren, die in dem beschriebenen Nachrichtenübertragungssystem als Modulatoren 5,6 in der Endstelle I und der Zwischenstelle II einsetzbar sind.The output signals of the modulator 5 are transmitted via the frequency filter 7 and a two-wire line of the cable 11 in the intermediate point II the demodulator 9 at the same time with the over the frequency multiplier and frequency divider 13 derived from the bit rate of the digital signal carrier frequencies. The recovered The digital signal is regenerated in the regenerator 2 and then in the modulator 6 to the frequency multiplier and frequency divider 13 modulated carrier obtained. The output signal of the modulator 6 is via the Frequency filter 8 and a two-wire line of the transmission cable 11 of the intermediate point III. After the reinforcement In the line amplifier 3, the signal arrives at the same time via a two-wire line of the cable 11 in the terminal IV with that obtained by the frequency multiplier and frequency divider 14 from the bit sequence of the digital signal Carrier frequencies to the demodulator 10 and via this to the regenerator 4, from which it can be taken. The following Explanations relate mainly to a further development of the modulation method and to appropriately trained ones Modulators that are used in the communication system described as modulators 5, 6 in the terminal I and the Intermediate point II can be used.
In der Fig. 2 sind die Phasenbeziehungen zwischen dem zu mo- " dulierenden digitalen Eingangssignal E1, dem Träger E2 und dem modulierten digitalen Ausgangssignal P dargestellt. Es ist erkennbar, daß das zu modulierende digitale Eingangssignal E1 und das modulierte Ausgangssignal P die Amplitudenwerte +1, 0, -1, annehmen können und in pseudoternär codierter Form vorliegen, während es sich bei dem Träger E2 um eine Rechteckimpulsfolge handelt, deren Amplitude die Werte +1 und -1 annehmen kann.In Fig. 2, the phase relationships between the to mo- " Dulating digital input signal E1, the carrier E2 and the modulated digital output signal P shown. It it can be seen that the digital input signal E1 to be modulated and the modulated output signal P can assume the amplitude values +1, 0, -1 and are coded in pseudo-ternary fashion Form present, while the carrier E2 is a rectangular pulse train, the amplitude of which Can assume values +1 and -1.
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Die Fig. 3 besteht aus zwei Teilen, im ersten Teil ist die Spektralverteilung eines pseudoternär codierten digitalen Eingangssignales und im zweiten Teil die Spektralverteilung des ebenfalls pseudoternär codierten und in die höhere Frequenzlage umgesetzten Ausgangssignals dargestellt. In beiden Fällen zeigt die durchgezogene Linie den Spannungspegel, also die Energieverteilung einer Zufallsfolge in Abhängigkeit von der normierten Frequenz; außerdem sind eine Reihe periodischer Folgen markiert, von denen insbesondere die mit χ bezeichnete Folge bemerkenswert ist, die das Signal während der Sprachpause bezeichnet. Die Gegenüberstellung läßt erkennen, daß der Bereich maximalen Pegels und damit maximaler Energie durch die Modulation zu höheren Frequenzen verschoben wurde, so daß auch der Bereich maximalen Nebensprechens zu höheren Frequenzen verschoben wurde. Dies gilt besonders auch für die zusätzlich dargestellten periodischen Folgen, die bei derartigen Betrachtungen oft vernachlässigt werden, obwohl sie auf Grund ihres hohen Pegels oft besonders störend wirken.Fig. 3 consists of two parts, the first part is the spectral distribution of a pseudo-ternary coded digital Input signal and in the second part the spectral distribution of the also pseudo-ternary coded and in the higher frequency position converted output signal shown. In both cases the solid line shows the voltage level, that is, the energy distribution of a random sequence as a function of the normalized frequency; also are marks a series of periodic sequences, of which the sequence denoted by χ is particularly noteworthy, which describes the signal during the pause in speech. The comparison shows that the area is maximum Level and thus maximum energy was shifted to higher frequencies by the modulation, so that the The area of maximum crosstalk has been moved to higher frequencies. This is especially true for the additional depicted periodic sequences, which are often neglected in such considerations, although they are based on Due to their high level, they are often particularly annoying.
Die Fig. 4 zeigt die schematische Darstellung eines digitalen Doppelgegentaktmodulators nach der Erfindung mit einem ersten Eingangsklemmenpaar 21, 22 für die erste Eingangsgröße E1, einem zweiten Klemmenpaar 23» 24 für die zweite Eingangsgröße E2 und einem Ausgangsklemmenpaar 25, 26 für die Ausgangsgröße P. Führt man einer solchen Schaltung entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung als Eingangsgröße E1 die Spannung eines in einem pseudoternären Code (AM^ HDBn, CHDBn, B6ZS) codierten Signales mit vollbitbreiten Rechteckimpulsen und gleichzeitig als Eingangsgröße E2 eine rechteckförmige Taktsignalspannung mit dem Taktverhältnis 1:2 und der halben Bitfolgefrequenz des pseudoternären Signales zu, so erhält man als Ausgangsgröße P die Spannung eines Signales, das ebenfalls pseudoternär4 shows the schematic representation of a digital double push-pull modulator according to the invention with a first pair of input terminals 21, 22 for the first input variable E1, a second pair of terminals 23 »24 for the second input variable E2 and an output terminal pair 25, 26 for the output variable P. Leads such a circuit according to the method according to the invention, the voltage of a signal encoded in a pseudo-ternary code (AM ^ HDB n , CHDB n , B6ZS) with full-bit-wide square-wave pulses as input variable E1 and, at the same time, a square-wave clock signal voltage with a clock ratio of 1: 2 as input variable E2 and half the bit rate of the pseudo-ternary signal, the output variable P is the voltage of a signal that is also pseudo-ternary
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codiert ist. Sind entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung die Nulldurchgänge der Impulse des zu modulierenden Eingangssignales E1 und des Trägers E2, gegeneinander um eine halbe Bitbreite verschoben, dann liegt jeder Nulldurchgang der rechteckförmigen Impulsfolge des Trägers E2 in der zeitlichen Mitte zwischen zwei Nulldurchgängen von E1. Damit ist der Pegel des pseudoternär codierten und modulierten Ausgangssignals P bei der Frequenz O, also bei Gleichstrom, gleich der des zu modulierenden Eingangssignales, also ebenfalls gleich 0.is coded. According to the method according to the invention, the zero crossings of the pulses of the to be modulated Input signal E1 and the carrier E2, shifted against each other by half a bit width, then each zero crossing of the square-wave pulse train of the carrier E2 lies in the middle of time two zero crossings of E1. The level of the pseudo-ternary coded and modulated output signal is thus P at frequency 0, i.e. with direct current, the same as that of the input signal to be modulated, i.e. also the same 0.
Die Fig. 5 zeigt die Ausführung eines digitalen Doppelgegentaktmodulators nach der Erfindung, der aus 4 NAND-Gattern, 2 AND-Gattern, 4 Eingangsklemmen 21, 22, 23, 24, einem Ausgangsübertragers und Zwischenverbindungen besteht. Bei einem derartig aufgebauten digitalen Doppelgegentaktmodulator ist es zweckmäßig, daß ankommende pseudoternär codierte Eingangssignal E1 zunächst in zwei unipolare Impulsfolgen E1'und E1' aufzuspalten, wobei E1' nur die positiven und E1'f nur die negativen Impulse des Eingangssignales enthält. Die Impulsfolge E1' wird ausschließend der Eingangsklemme 21 und die Impulsfolge E1'f der Eingangsklemme 22 zugeführt.5 shows the design of a digital double push-pull modulator according to the invention, which consists of 4 NAND gates, 2 AND gates, 4 input terminals 21, 22, 23, 24, an output transformer and interconnections. In a thus constructed digital double-balanced modulator, it is expedient that incoming pseudoternär encoded input signal E1 'split, wherein E1' initially in two unipolar pulse trains E1'und E 1 includes only the positive and E1 'f only the negative pulses of the input signal. The pulse train E1 'is supplied to the input terminal 21 and the pulse train E1' f is supplied to the input terminal 22.
Aus dem rechteckförraigen Taktsignal der Eingangsgröße E2 wird ein invertiertes rechteckförmiges Taktsignal abgeleitet, wobei der Eingangsklemme 23 das ursprüngliche rechteckförmige Taktsignal und der Eingangsklemme 24 das invertierte rechteckförmige Taktsignal zugeführt werden. Von den beiden Eingangsklemmenpaaren werden die Signale den Eingängen der 4 NAND-Gatter . zugeführt und zwar die Signale der ersten Eingangsklemme 21 jeweils einem Eingang 71, 92 des ersten und des dritten NAND-Gatters 27, 29; die SignaleFrom the rectangular clock signal of the input variable E2 an inverted square-wave clock signal is derived, the input terminal 23 being the original square-wave Clock signal and the input terminal 24, the inverted square-wave clock signal are fed. Of the Both input terminal pairs are the signals to the inputs of the 4 NAND gates. supplied namely the signals the first input terminal 21 each have an input 71, 92 of the first and third NAND gates 27, 29; the signals
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der zweiten Eingangsklemme 22 jeweils einem Eingang 81, 102 des zweiten und des vierten NAND-Gatters 29, 30,' die Signale der dritten Eingangsklemme 23 dem anderen Eingang 72, 101 des ersten und des vierten NAND-Gatters 27, 30 und die Signale der vierten Eingangsklemme 24 dem anderen Eingang 82, 91 des zweiten und des dritten NAND-Gatters 28, 29. Entsprechend der bekannten Funktion der NAND-Gatter werden die zugeführten Signale miteinander verknüpft und stehen in verknüpfter Form an den Ausgängen der jeweiligen NAND-Gatter zur Verfügung. Anschließend v/erden die Signale vom Ausgang des ersten NAND-Gatters 27 dem einen Eingang 111 des ersten AND-Gatters 81, die Signale des zweiten NAND-Gatters 28 dem zweiten Eingang 112 des ersten AND-Gatters, die Signale des dritten NAND-Gatters dem ersten Eingang 121 eines zweiten AND-Gatters und die Signale des vierten NAND-Gatters dem zweiten Eingang 122 des zweiten AND-Gatters zugeführt. Entsprechend der bekannten Verknüpfung in den AND-Gattern entstehen neue Ausgangssignale, die vom Ausgang der beiden AND-Gatter jeweils einem Anschluß der Primärwicklung eines Ausgangsübertragers zugeführt werden. Die Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers ist jeweils mit einer der beiden Ausgangsklemmen 25f 26 verbunden, von denen das Ausgangssignal in symmetrischer Form abgenommen werden kann. Der Ausgangsübertrager kann in üblicher Weise durch bekannte Gegentaktschaltungen ersetzt sein. Die Stromversorgung der digitalen Verknüpfungsglieder erfolgt im vorliegenden Falle über eine hier nicht dargestellte Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ausgangsübertragers .the second input terminal 22 each to an input 81, 102 of the second and fourth NAND gates 29, 30, 'the signals of the third input terminal 23 to the other input 72, 101 of the first and fourth NAND gates 27, 30 and the signals of the fourth input terminal 24 to the other input 82, 91 of the second and third NAND gates 28, 29. According to the known function of the NAND gates, the supplied signals are linked and are available in linked form at the outputs of the respective NAND gates . The signals from the output of the first NAND gate 27 then ground to one input 111 of the first AND gate 81, the signals from the second NAND gate 28 to the second input 112 of the first AND gate, and the signals from the third NAND gate the first input 121 of a second AND gate and the signals of the fourth NAND gate are fed to the second input 122 of the second AND gate. Corresponding to the known link in the AND gates, new output signals arise which are each fed to a connection of the primary winding of an output transformer from the output of the two AND gates. The secondary winding of the output transformer is connected to one of the two output terminals 25 f 26, from which the output signal can be tapped in symmetrical form. The output transformer can be replaced in the usual way by known push-pull circuits. In the present case, the power supply to the digital logic elements is provided via a center tap, not shown here, of the primary winding of the output transformer.
Zur weiteren Absenkung insbesondere der niederfrequenten Anteile des modulierten Ausgangssignals können die Ausgangsklemmen des digitalen Doppelgegentaktdemodulators nach der Erfindung mit einem Bandpaß, dessen Durchlaßbereich zwischenThe output terminals can be used to further reduce the low-frequency components of the modulated output signal in particular of the digital double push-pull demodulator according to the invention with a bandpass filter, the pass band between
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den normierten Frequenzen Ω = 0,5 und Ω = 1,5 liegt, verblinden werden. Man erhält so das modulierte digitale Ausgangssignal in analoger Form das entsprechend dem Hauptpatent den weiteren Teilen des Nachrichtenübertragungssystems zugeführt wird.the normalized frequencies Ω = 0.5 and Ω = 1.5. The modulated digital one is obtained in this way Output signal in analog form that corresponds to the main patent of the other parts of the communication system is fed.
5 Figuren5 figures
4 Patentansprüche4 claims
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