DE2343472C3 - Schaltungsanordnung zum Decodieren eines digitalen Signals bei stark schwankender Abtastgeschwindigkeit - Google Patents

Description

F? «ibt Signale mit zwei verschiedenen Impuls- bzw Lückenbreiten, die keine Grundtaktinformation Mithalten und solche mit Grundtakt, dem dann meist df ehe der beiden vorkommenden Frequenzen ent-Sicht Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Wech- «Schrift (auch F 2 F-Verfahren genannt).

Es ind zahlreiche Schaltungen zur Auswertung bzw Demodulierung solcher Signale bekannt. Wenn, wie 'das bei vielen Anwendungen der Fall ist, die bei-Intervallbreiten, aber keine Grmidinformation enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die mit relativ geringem Aufwand eine einwandfreie Auswertung von Zweifrequenzsignalen oder pulsfrequenzmodulierten Signalen erlaubt, die neben der Dateninformation auch Taktinformation enthalten, und zwar trotz Schwankungen gegenüber den nominellen Frequenzen bzw. Impulsbreiten.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, daß ein durch die Frequenz der Taktfolge einstellbarer und bei sich ändernder Frequenz der Taktimpulse nachstellbarer Schaltkreis vorgesehen ist, daß eine Vergleichsstufe mit einem vorgegebenen Toleranzbereich zum Feststellen der Abweichung und Nachführung des Schaltkreises vorgesehen ist und daß eine Auswerteschaltung vorhanden ist, die in den gerade geltenden Taktimpulsabstand, jedoch außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches fallende Impulse als Datenimpulse erkennt und ausblendet.

Die Auswertung eines Pulssignals, das Takt- und Dateninformation enthält und bei dem aufeinanderfolgende Impulse oder Pegelwechsel in zwei verschiedenen, jeweils in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehenden Intervallen auftreten, wobei jeweils ein Bezugswert, der einem Taktintervall entspricht, eingesetzt ist, geht mit der neuen Schaltungsanordnung dabei so vor sich, daß ein Anzeigewert erzeugt wird, der dem Abstand zwischen dem zuletzt bei Erzeugung eines Taktimpulses aufgetretenen breignis einerseits und dem laufenden Zeitpunkt ande^rerseits entspricht. Dieser Anzeigewert beim Auftreten des nächsten Ereignisses mit dem Bezugswert oder mindestens einem dem Bezugswert proportionalen Wert verglichen wird.

Wenn der Anzeigewert und der Bezupwert innerhalb eines vorgegebenen To eranzbereiches einander gleich sind, wird ein Taktimpuls erzeugt und der gerade vorliegende Anzeigewert wird als neuer Bezugswert an Stelle des bis dahin vorhandenen Bezugswertes eingesetzt.

35

as

aber

_erAX solcher Signal« dem Auftreten von unterschiedimpuls abgegeben „och der bisherige Bezugswert geändert wird Der laufende Anze,ge«rt w,rd dann

ESSS
SSSrsssSS as«?

handgeführte Abtaststifte verwendet, deren Relativ- ansprachen enthalten. eThSdigkeit natürlicherweise stark schwankt. 6o In den *" ζ ig

ÄSSSSSS

kanntgewordenen Einrichtungen dieser Art sind abei mir ffiir Sienale bestimmt, die zwar zwei verschiedene Fig. 4 Signale,
gemäß F1 g. 3 auttreten,

5 6

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer rein digitalen düngen ideal und wird als Eingangssignal für die er-

Schaltungsanordnung zur erfindungsgemäßen Aus- findungsgemäße, anschließend zu beschreibende

wertung von Pulssignalen, Schaltung benutzt.

F i g. 6 Signale, die beim Betrieb der Anordnung Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen

gemäß F i g. 5 auftreten, 5 Schaltung zur Decodierung dieses regenerierten Si-

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer anderen rein di- gnals ist in F i g. 2 gezeigt. Das zu decodierende

gitalen Schaltungsanordnung zur erfindungsgemäßen Eingangssignal wird am Eingang 200 zugeführt und

Auswertung von Pulssignalen, gelangt von dort an ein UND-Glied 202, zwei Tor-

F i g. 8 Signale, die beim Betrieb der Anordnung schaltungen 204, 206 für Analogsignale und an eine

gemäß F i g. 7 auftreten. io bistabile Kippschaltung 210. Die Ausgangssignale

Von den Pulssignalen in F i g. 1 ist bei 1 (a) ein der Torschaltungen 204, 206 werden einer Verglei-Impulszug mit einer Anzahl von Impulsen 10 bis 32 cherschaltung 208 zugeführt, die vorzugsweise aus von ungefähr gleicher Amplitude in bestimmten zeit- einem Differentialverstärker besteht. Dieser erzeugt liehen Abständen voneinander gezeigt. Die gerad- dann ein vorgegebenes Ausgangssignal, wenn die zahligen Impulse 10, 12, 14 ... 28, 30, 32 haben 15 beiden Eingangssignale im wesentlichen, aber nicht ungefähr gleiche zeitliche Intervalle, während die un- notwendigerweise genau gleich sind. Das Vergleichergeradzahligen Impulse 17, 21, 23 zwischen die ge- ausgangssignal wird dem Rückstelleingang des biradzahligen Impulse in Zeitintervallen eingeschoben stabilen Kippgliedes 210 und dem zweiten Eingang sind, die im wesentlichen halb so groß sind wie die des UND-Gliedes 202 zugeführt. Auf diese Weise Intervalle zwischen den geradzahligen Impulsen. Die 20 liefert das UND-Glied 202 dann und nur dann ein geradzahligen Impulse haben offensichtlich ein kon- Ausgangssignal, wenn ein Eingangssignal am Einstante Wiederholungsfrequenz F, während ein Zug gang 200 und ein Gleichheits-Ausgangssignal der geradzahliger und ungeradzahliger Impulse eine Im- Vergleicherschaltung 208 gleichzeitig auftreten. Sopulswiederholungsfrequenz 2 F hat. Aus dieser Be- mit wird bei jedem Ausgangssignal des UND-Glieziehung stammt die sehr häufig und auch nachfolgend 25 des 202 die bistabile Kippschaltung 212 umgeschaltet, in dieser Beschreibung verwendete Bezeichnung F 2 F Das ergibt eine Pegelumkehr der beiden Ausgangsfür diese Form der Impulsfrequenzmodulation. Ent- anschlüsse.

fernt man die Bezugslinie 40 aus der Kurve, so Prinzipiell gibt es zwei etwas unterschiedliche Arbleibt effektiv eine Reihe von Streifen in bestimmten ten von bistabilen Kippschaltungen.
Abständen entsprechend demselben Prinzip übrig. 30 Die eine Art hat nur einen Eingang. Bei Anlegen Werden diese Streifen gedruckt, so wird der Abstand eines richtig bemessenen Auslöseimpulses wird die in eine Strecke umgewandelt. Die zeitlichen Ab- Kippschaltung von einem ersten stabilen Zustand stände können durch Abtasten solcher Streifen mit in den zweiten umgeschaltet. Diese Schaltung arbeitet im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit wieder- für die angelegten Auslöseimpulse als einstelliger Bigewonnen werden. Bei dieser Art der Impulsfrequenz- 35 närzähler (Modulo-2-Zähler) und wird deshalb im modulation sind die geradzahligen Impulse (oder folgenden auch »bistabile Zählstufe« genannt.
Streifen) immer vorhanden und stellen daher eine Die andere Schaltung hat zwei getrennte Eingänge für die Taktgabe verfügbare Information dar, die bei zum Einstellen und Rückstellen; ein Impuls an dem zahlreichen Anwendungen sehr erwünscht ist. Ob- einen Eingang versetzt die Kippschaltung immer in wohl nicht unbedingt notwendig, ist es bei einer gro- 40 den ersten stabilen Zustand, und ein Impuls an dem Ben Anzahl von Anwendungen üblich, vor die Daten anderen Eingang versetzt sie immer in den zweiten eine Anzahl von Taktimpulsen zu setzen und even- stabilen Zustand. Diese Art von Kippschaltung wirkt tuell auch die Daten mit einer Anzahl derartiger wie ein Speicher für einen einzelnen Binärwert und Taktimpulse abzuschließen. Die Daten in der darge- wird deshalb im folgenden auch »bistabile Speicherstellten Codegruppe stellen die Binärzeichen 10110 45 schaltung« genannt.

dar, der Rest der Codegruppe besteht nur aus Takt- Die bistabile Kippschaltung 210 arbeitet als bi-

impulsen. Nach der vorlaufenden Gruppe von Takt- stabile Speicherschaltung und ist überdies so aus-

impulsen wird eine Eins durch einen Impuls, wie z. B. ge'iegt, daß sie nur beim Auftreten eines Taktimpul-

den Impuls 17, in der Mitte eines Bitintervalls er- ses an einem dritten Eingang umgeschaltet werden

kannt und eine binäre Null als das Fehlen eines Im- 50 kann.

pulses in der Mitte eines solchen Bitintervalls (zwi- Die komplementären Ausgänge der bistabiler sehen den Impulsen 18 und 20). Bei herkömmlichen Zählstufe 212 sind einzeln mit den Sägezahn-Gene-Anordnungen wird eine elektronische Abtastung in ratorschaltungen 214 und 216 verbunden. Hier kann der Mitte des Bitintervalls vorgenommen, um fest- eine Vielzahl verschiedener üblicher Schaltungen bezustellen, ob ein Impuls erscheint oder nicht. Bei 55 nutzt werden. Wesentlich ist, daß eine Integration vielen Anwendungen erscheinen impulsfrequenz- stattfindet und daß der Augenblickswert für einer modulierte Pulssignale als das in F i g. 1 (b) gezeigte nachfolgenden Zeitabschnitt festgehalten werder Signal, bei dem Taktinformation und Daten als Über- kann. Die einfachen J?C-Integrationsschaltungen, insgänge in einem Zweipegel-Signal erscheinen (Wech- besondere mit diodengesteuerten Auflade- und längeseltaktschrift). Diese Form wird besonders bei ma- 60 ren Entladezeitkonstanten, sind für die meisten Fällt gnetischer Aufzeichnung benutzt. Ein solches Signal geeignet. Zwei UND-Glieder 218 und 220 sind mii wird beim Anlegen an eine Differenzierschaltung je einem Eingang einzeln mit den komplementärer (elektromagnetische Übertrager sind das zwangläufig) Ausgängen der bistabilen Zählstufe 212 und mi in ein Signal der in F i g. 1 (c) gezeigten Form um- ihren zweiten Eingängen gemeinsam mit dem Aus gewandelt. Nachdem das differenzierte Signal gleich- 65 gang der Vergleicherschaltung 208 verbunden. Diese gerichtet und an eine Impulsformstufe angelegt UND-Glieder liefern ein Signal auf je eine von zwe wurde, erhält man ein Impulssignal der in F i g. 1 (d) Differenzierschaltungen 222 und 224 zum Rückstel gezeigten Form. Dieses Signal ist für viele Anwen- len der Sägezahn-Generatorschaltung 214 oder 21(

7 8

am Anfang eines jeden Zyklus (Taktintervalls). Eine sind übliche Integrationsschaltungen mit zwei BeGrundform einer solchen Differenzierschaltung ist triebsarten, nämlich Rückstellung auf den Anfangsein Transistor mit normalerweise hoher Impedanz, zustand und Integration. Die Schaltung 330 arbeitet der parallel zu dem kapazitiven Element der Inte- als Integrationsschaltung und die Schaltung 332 als grationsschaltung geschaltet ist. Die Differenzier- 5 Halteschaltung für ein Analogsignal. Einrichtungen Schaltungen sind mit einem ODER-Glied 226 ver- zum Rückstellen der Schaltung 330 in den Anfangsbunden, um am Ausgang 228 Taktimpulse zu er- zustand (Nullwert) sind am Eingang 334 angeschloszeugen. Die in den Sägezahn-Generatorschaltungen sen. Das Ausgangssignal der Schaltung 330 wird 214 und 216 gespeicherten Werte, die je einem Zeit- vor deren Rückstellung kurzfristig an den Eingang intervall entsprechen, werden durch die Torschaltun- io 336 angelegt, um der Halteschaltung 332 diesen Wert gen 204 und 206 an die Vergleicherschaltung 208 als Anfangswert (d. h. als zu speichernden Wert) weitergegeben. Die Torschaltungen können normaler- einzugeben. Einrichtungen zum Anlegen eines konweise gesperrte Verstärker mit Verstärkung 1 :1 sein, stanten Eingangssignals (K) an die Schaltung 330 wobei die Vorspannung beim Auftreten von Impul- sind mit dem Eingang 338 verbunden. Das Ausgangssen am Hingang 200 entfällt. Diese Torschaltungen 15 signal der Schaltung 330 entspricht daher dem Proarbeiten vorzugsweise im zu erwartenden Betriebs- dukt aus dem Konstantwert (K) und der Zeit, d. h.
bereich linear, in gewissen Grenzen kann jedoch für

viele Anwendungen eine beträchtliche Abweichung J'_okdt = k-t + 0.
von der Linearität zugelassen werden. Entsprechendes gilt für die Linearität der Sägezahn-Generator- 20 Das Signal am Eingang 340 der Schaltung 332 Schaltungen 214 und 216>. Die Anordnung stellt also ist Null, wodurch das Ausgangssignal der Schaltung die bistabile Kippschaltung 210 zurück, wenn gleiche 332 gleich dem Anfangswert ist.
Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgend abge- Der Ausgang der Integrationsschaltung 330 ist fühlten Impulsen auftreten; am Ausgang 230 tritt mit je einem Eingang der beiden Vergleicherschaldann ein Signal auf, das anzeigt, daß der zuletzt auf- 25 tungen 342 und 344 verbunden. Die anderen Eingenommene Binärwert eine binäre Null war. Der gänge der Vergleicherschaltungen 342 und 344 sind komplementäre Anschluß 231 führt dann ein Signal, einzeln mit den Verbindungspunkten eines Spandas anzeigt, daß der zuletzt empfangene Binärwert nungsteilers verbunden, der am Ausgang der Haltekeine binäre Eins ist. Das Signal für die binäre Eins schaltung 332 nach Masse angeschlossen ist und aus tritt am Ausgang 231 auf, wenn beim Auftreten 30 den in Reihe geschalteten Impedanzen 346, 347 eines Eingangsimpulses am Eingang 200 das Aus- und 348 besteht. Bei den meisten Anwendungen gangssignal des Vergleichers 208 Null ist, wodurch können hier gewöhnliche Widerstände benutzt werein aktiver Impuls am Ausgang des Inverters 234 den. Die Ausgangssignale der Vergleicherschaltunerscheint, sodaß die Kippschaltung 210 eingestellt gen 342 und 344 werden an das UND-Glied 350 wird. 35 angelegt, wobei zwischen dieses UND-Glied und die

Durch Abtasten eines ungeradzahligen Impulses Vergleicherschaltung 342 ein Inverter 352 eingewird die bistabile Kippschaltung 210 eingestellt und schaltet ist. Diese Anordnung ist eine Bereichsverdas Signal am Ausgang 231 auf den der binären Eins gleicherschaltung, die einen Ausgangsimpuls erzeugt, zugeordneten Wert gebracht. Die Sägezahn-Genera- wenn A > B > C ist, wobei B das Ausgangssignal torschaltungen 214 oder 216 werden nicht zurück- 4° der Integrationsschaltung 330 und A und C der vorgestellt, weil das Ausgangssignal der Vergleicher- gegebene obere bzw. untere Grenzwert sind,
schaltung 208 zu diesem Zeitpunkt bewirkt, daß Die Ausgangsleitung des UND-Gliedes 350 isl beide UND-Glieder 218 und 220 gesperrt bleiben. mit dem Einstell-Eingang einer bistabilen Kippschal-Zum Zeitpunkt des nächsten Impulses am Eingai g tung (Speicherstufe) 354 verbunden, deren Rückstell-200 bewirken die Ausgangssignale der Sägezahn- 45 eingang über eine Inverterschaltung 356 mit dem Generatorschaltungen 214 und 216 das Rückstellen Ausgang des UND-Gliedes 350 verbunden ist. Da: der bistabilen Kippschaltung 210, wodurch am Aus- Ausgangssignal der Inverterschaltung 356 wird auch gang 230 auf das Signal für die binäre Null auftritt. an das UND-Glied 302 angelegt, um ein Einsteller Eine bistabile Kippschaltung 236 wird zur Takt- der bistabilen Kippschaltung 304 beim Empfang vor impulszeit entsprechend den an den Anschlüssen 230 5° Impulsen, die eine binäre Eins darstellen, zu ver und 231 auftretenden Signalen eingestellt. Diese hindern. Die am Eingang 300 auftretenden Impulse Kippschaltung 236 ist die Ausgangsstufe der Gesamt- werden einem dritten Eingang der bistabilen Kipp schaltung und gibt an den Ausgängen 240 und 241 schaltung 354 zugeführt und stellen diese jeweili als Ergebnis Nullen und Einsen ab. nur beim Auftreten eines Eingangsimpulses ein bzw

Im Blockschaltbild der Fig. 3 ist eine andere 55 zurück. Die Werte der Widerstände 346 bis 348 wer

Schaltunesanordnung gezeigt. Das Eingangssignal den nach dem jeweils zu decodierenden Pulssigna

wird an"den Eingang 300 angelegt, der mit dem ausgewählt. Die Widerstände können bei vielen An

UND-Glied 302 verbunden ist, welches ähnlich ar- Wendungen gleich groß sein, so daß ζ. B. V₃ und ²/

beitet wie das UND-Glied 202. Eine bistabile Kipp- der Amplitude des Ausgangssignals der Schaltung

schaltung (Speicherschaltung) 304 wird durch das 60 332 an die Vergleicherschaltungen 344 bzw. 342 an

Ausgangssignal des UND-Gliedes 302 eingestellt, gelegt wird. Das ist ein guter Toleranzbereich für eii

das ebenfalls Taktimpulse an die UND-Glieder 318 Zweifrequenz-Pulssignal, bei dem die vorkommende!

und 320 (die ähnlich arbeiten wie die UND-Glieder Intervalle im Verhältnis 2 :1 stehen.

218 und 220) und an den Taktimpulsausgang 328 Die Impulse, die binäre Einswerte darstellen, wer

liefert. Nach dem Einstellen wird die bistabile Kipp- ⁶5 den also etwas kritischer analysiert, bevor das Signa

Schaltung 304 durch das Ausgangssignal des UND- am Eins-Ausgang 361 der bistabilen Kippschaltun

Gliedes 318 zurückgestellt und so zur Taktzeit ein 354 auf Eins gebracht wird. Im übrigen wird das Si

kurzer Impuls erzeugt. Die Schaltungen 330 und 332 gnal am Null-Ausgang 360 auf Null gehalten.

Der Toleranzbereich kann auch vergrößert werden bis zu Grenzwerten, die V₄ bzw. ³/₄ des Gesamtbereichs betragen, wobei sich die Störanfälligkeit und das Auflösungsvermögen ändern. Der Spannungsteiler könnte ebensogut mit dem Ausgang der Integrationsschaltung 330 verbunden sein.

In F i g. 4 sind als Beispiel Impulszüge zur Darstellung der Reihenfolge bei der Rückstellung bzw. Einstellung der Integrations- und Halteschaltungen 330 und 332 auf die Anfangsbedingung gezeigt. Zwei an den Eingang 300 angelegte Impulse eines Impulszuges sind in F i g. 4 (a) gezeigt. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 302 ist in F i g. 4 (b) gezeigt; daraus ergibt sich am Eins-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 304 ein Signalverlauf gemäß F i g. 4 (c). Der Einstellimpuls für die Integrationsschaltung 332 ist in F i g. 4 (d) gezeigt, und der Rückstellimpuls für die Integrationsschaltung 330, der am Ausgang des UND-Gliedes 320 auftritt, ist in Fig. 4(e) gezeigt. Für einen Toleranzbereich zwischen V₃ und ²/_s verläuft das Ausgangssignal des UND-Gliedes 350 zwischen den Datenimpulsen gemäß Darstellung in F i g. 4 (f). Das Signal steigt nach oben an im Abschnitt 410 und erreicht das durch den Abschnitt 412 dargestellte Niveau. Die Impulsflanken 414, 416, 418 und 420 treten jeweils wenige Nanosekunden nacheinander auf, wobei jede von einer vorhergehenden Impulsflanke abhängig ist. Die Impulsflanke 422 ist abhängig von den Konstanten der bistabilen Kippschaltung 304 und bewirkt die beiden Impulsflanken 424 und 426. Die Impulsflanke 428 bewirkt die Impulsflanken 430 und 432.

Die Möglichkeit, eine große Anzahl von HaIbleiterschaltungen auf einem einzigen Plättchen zu integrieren, erlaubt allgemein die Verwendung komplizierter Schaltungen, die bisher nur für Höchstleistungssysteme wirtschaftlich eingesetzt werden konnten. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 5 gezeigt. Der Eingangsimpulszug wird am Eingang 500 angelegt, der mit einem UND-Glied 502 und einer Steuerschaltung 504 verbunden ist. Die Ausgangssignale des UND-Gliedes 502 stellen einen Binärzähler 506 zurück, an dessen Eingang ein Impulsgenerator 508 mit relativ hoher Frequenz angeschlossen ist. Auf diese Weise zählt der Binärzähler 506 die Anzahl der vom Impulsgenerator 508 abgegebenen Impulse zwischen je zwei am Eingang 500 erscheinenden Eingangsimpulsen. Bei dieser Anordnung mißt der Zähler 506 das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Taktimpulsen bzw. zwischen einem Taktimpuls und einem eine binäre Eins darstellenden Impuls. Jeder vom Zähler 506 abgegebene Zählwert wird an die Rechenschaltung 510 abgegeben, die die Grenzwerte für die Feststellung der Anwesenheit eines Einerdatenbits vorherbestimmt. Der obere und der untere Grenzwert werden in die Register 512 und 514 eingespeichert, deren Ausgangssignale an die Vergleicherschaltungen 516 bzw. 518 abgegeben werden. Der obere und der untere Grenzwert werden ständig mit dem jeweiligen Zählerstand im Binärzähler 506 verglichen. Eine bistabile Kippschaltung 520 wird zurückgestellt und zeigt damit eine binäre Eins am Ausgang 521 an. Dieses Signal wird durch ein Ausgangssignal des »Kleiner«-Anschlusses der Vergleicherschaltung 516 und ein gleichzeitiges Ausgangssignai des »Größer«-Anschlusses der Vergleicherschaltung 518 bestimmt, die dem UND-Glied 522 zugeführt werden, das über

eine mit der Steuerschaltung 504 verbundene Leitung 524 entsperrt wird. Die bistabile Kippschaltung 520 wird eingestellt (dies ergibt ein der »Eins« komplementäres Signal am Ausgang 521), wenn dieVergleicher 516 und 518 andere Ausgangssignale abgeben. Der »Größer«-Anschluß und der »Gleiche-Anschluß der Vergleicherschaltung 516 sind mit dem ODER-Glied 526 verbunden, dessen Ausgangsleitung an das UND-Glied 528 angeschlossen ist, um

ίο die bistabile Kippschaltung 520 einzustellen und eir Steuersignal über eine Leitung 529 an die Steuerschaltung 504 abzugeben. Das Signal auf der Leitung 529 kennzeichnet eine Grenzwertüberschreitung oder ein Außertrittfallen und soll unter diesen Bedingungen ein Arbeiten des Systems verhindern. Dem Empfang einer binären Null entspricht das Zu-

• sammentreffen eines Taktimpulses am Anschluß 530 mit einer Null am Anschluß 521.

Die Steuerschaltung 504 liefert die Impulszüge in

so Fig. 6. Das Eingangssignal der Steuerschaltung ist in Fig. 6(a) mit 532 bezeichnet. Von diesem Eingangssignal werden die wiedergegebenen Rückstelllmpulse 534 in F i g. 6 (b) und die Ladeimpulse 536 in Fig. 6(c) sowie die Abtastimpulse 538 in

»5 Fig. 6(d) und die Durchschaltimpulse 540 in Fig. 6(e) abgeleitet. Die Steuerschaltung arbeitet in der Weise, daß die Vorderkanten der Eingangssignallmpulse 532 die Vorderkanten der Rückstellimpulse 534 bewirken. Die Hinterkanten der Rückstellimpulse

534 erzeugen die Vorderkanten der Ladeimpulse 536 und der Durchschaltimpulse 540. Die Vorderkanten der Abtastimpulse 538 werden durch die Hinterkanten der Ladeimpulse 536 erzeugt, während die Hinterkanten hinreichend verzögert werden, damit am Anschluß 530 brauchbare Abtastimpulse auftreten.

Eine andere digitale Version der Erfindung, speziell für Grenzwerte bei einem Drittel und zwei Dritteln ist in Fig. 7 gezeigt. Der Eingangsimpulszug

Γ™ ^{an den Ein}8^ang 500 angelegt, der mit einem UND-Glied 502 und der Steuerschaltung 704 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 502 ist mit dem Rückstelleingang eines Zählers 706 verbunden, der ein Drittel der von dem Impulsgenerator

508 ausgehenden Bezugsimpulse zählt. Ein UND-■Mft · ^{708 Und eine Im}Pulsfrequenzteilerschaltung 710 sind für die Weitergabe von Impulsen zwischen den Impulsgenerator 508 und den Zähler 706 eingeschaltet. Der Generator 508 ist ebenfalls direkt

mit einem Binärzähler 712 verbunden, der durch jeden von der Steuerschaltung 704 kommenden Taktimpuls zurückgestellt wird. Der Zählwert vom Binärzahler 712 wird unter Steuerung der Steuerschaltung 704 auf einen Abwärtszähler 714 übertragen. Der

Inhalt des Abwärtszählers 714 wird jeweils durch vom UND-Glied 708 kommende Impulse verändert, wenn dieses durch die Inverterschaltung 716 und ein Mehrfach-ODER-Glied 718, das mit vorbestimmten Stufen des Abwärtszählers 714 verbunden ist, ent-

sperrt ist. Der Binärzähler 712 gibt seinen Zählerstand an die Vergleicherschaltungen 517 und 518 zusammen mit vorbestimmten Ausgabewerten des Laniers 706 ab. Diese Ausgangssignale ergeben sich durch »festverdrahtete Verschiebungen«, wodurch der Wert am einen Ausgang dem binär nach rechts oder links verschobenen Wert an einem anderen Ausgang entspricht. Ein Wert beträgt z. B. ein Drittel einer Zahl, und der andere Wert ist der um eine

Binärstelle verschobene Wert oder zwei Drittel dieser Zahl. Der Rest der Schaltung ist im wesentlichen derselbe wie bei der früheren Version.

Die Steuerschaltung 704 gibt die Impulszüge gemäß F i g. 8 ab. Das Eingangssignal ist bei 732 in F i g. 8 (a) dargestellt, von der ein Abtastimpulszug

734 in F i g. 8 (b) abgeleitet wird. Das Laden Inhalts des Binärzählers in den Abwärtszähler folgt durch den Impulszug 736 in F i g. 8 (c) und Zähler 706 wird durch die Impulse 738 in F i g. ί zurückgestellt. Die Ausgangs-Durchschaltimpulse mit 740 in F i g. 8 (e) bezeichnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Decodieren eines digitalen Signals bei stark schwankender Abtastgeschwindigkeit, welches Datensignal aus Taktimpulsen und gegebenenfalls zwischen diese eingefügten Datenimpulsen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Frequenz der Taktfolge einstellbarer und bei sich ändernder Frequenz der Taktimpulse nachstellbarer Schaltkreis (212, 214; 216, 218, 220, 222, 224, 304, 330, 332, 336; 504, 506, 510, 512, 514; 706, 712, 714) vorgesehen is*; daß eine Vergleichsstufe (208; 342, 344, 346, 347, 348; 516, 518; 517, 518) mit einem vorgegebenen Toleranzbereich zum Feststellen der Abweichung und Nachführung des Schaltkreises vorgesehen ist und daß eine Auswerteschaltung (202, 204, 206, 210, 236; 302, 304, 350, 354, 356; 510, 522, 524, 526, so 528) vorhanden ist, die in den gerade geltenden Taktimpulsabstand, jedoch außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches fallende Impulse als Datenimpulse erkennt und ausblendet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zum Feststellen des jeweiligen Taktimpulsintervalls eine durch die Taktimpulse rückstellbare integrierende Schaltung (214, 216; 330) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen des jeweiligen Taktimpulsintervalls ein mit einem Impulsgenerator (508) verbundener erster Zähler (506, 706) vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zum Feststellen des Taktimpulsintervalls eine Integrierstufe (330) und eine Speicherstufe (332) sowie einen an der Speicherstufe angeschlossenen Spannungsteiler (346, 347, 348) zur Bestimmung des Toleranzbereiches enthält.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Toleranzgrenzen der Vergleichsstufe dieser zugeordnete Schaltmittel (332, 346, 347, 348; 510, 512, 514; 706, 708, 710, 712) vorgesehen und mit dem Eingang der Vergleichsstufe verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Integrationsschaltungen (214, 216; 330, 332) vorgesehen sind, deren eine der Akkumulation des Anzeigewertes und deren andere dem Speicher des Bezugswertes dient.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsstufe aus jeweils zwei Vergleichsschaltungen (342, 344; 516, 518; 517, 518) besteht, die je einen nach der einen bzw. der anderen Seite vom derzeitigen Sollwert abweichenden Toleranzwert definieren.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich im wesentlichen zwischen Vs und ²/₃ des Taktintervalls liegt.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zum Feststellen des Taktimpulsintervalls für die wechselseitige Messung der aufeinanderfolgenden Taktintervalle zwei Sägezahngeneratoren (214, 216) enthält.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsstufe aus zwei Amplitudenvergleichsschaltungen (516, 518) besteht, daß an den Ausgängen für »größer« und für »gleich« einer der beiben Vergleichsschaltungen (516) ein ODER-Glied (526) angeschlossen ist, daß eine bistabile Kippschaltung (520) mit einem mit dem ODER-Glied gekoppelten Einstelleingang, einem Rückstelleingang und zwei komplementären Ausgängen vorgesehen 35t und daß ein UND-Glied (522) mit dem Ausgang für »kleiner« der ersten Vergleichsschaltung (516) und mit dem Ausgang für »größer« der zweiten Vergleichsschaltung (518) verbunden und ausgangsseitig am Rückstelleingang der Kippschaltung (520) angeschlossen ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis zur Feststellung des Taktimpulsintervalls einen Impulsgenerator (508) aufweist, an dem ein mit e^;nem Rückstelleingang versehener erster Zähler (506) angeschlossen ist, daß zwischen Impulseingang (500) und erstem Zähler (506) ein UND-Glied (502) eingeschaltet ist, das über eine Auftastleitung ansteuerbar ist, daß ferner eine Steuerschaltung (504) mit dem Impulseingang (500), mit dem Auftasteingang des UND-Gliedes und mit dem Ausgang des an der einen Vergleichsschaltung (516) angeschlossenen ODER-Gliedes (526) verbunden ist und eine Anzahl von Ausgangsleitungen aufweist, auf denen in Abhängigkeit von den Eingangsimpulsen und dem Ausgangssigna] des ODER-Gliedes (526) zeitlich verschobene Impulse auftreten und daß mit dem ersten Zähler (506) eine Rechenschaltung (510) und zwei Register (512, 514) zur Berechnung bzw. Abspeicherung des oberen bzw. unteren Grenzwertes des Toleranzbereichs vorgesehen und mit den Vergleichsschaltungen (516, 518) verbunden sind.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zähler (712) vorgesehen ist, der unmittelbar mit dem Impulsgenerator (508) verbunden und dessen Rückstelleingang [R) mit der Steuerschaltung (704) verbunden ist, daß ferner ein UND-Glied (708) und eine Frequenzteilerschaltung (710) zwischen Impulsgenerator (508) und erstem Zähler (706) eingeschaltet sind, daß eine Abwärtszählschaltung (714) mit dem zweiten Zähler zur Aufnahme von Zählwerten, gesteuert durch die Steuerschaltung (704), verbunden und mit seiner Eingangsklemme (AB) mit dem Ausgang des UND-Gliedes (708) verbunden ist, daß ein weiteres ODER-Glied (718) mit dem Abwärtszähler (714) verbunden und ausgangsseitig an einer Inverterstufe (716) angeschlossen ist, die mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes (517, 518) über je eine Leitung mit verschiedenen Stufen des ersten Zählers (706) verbunden sind, weiche sich durch einen vorbestimmten Zählwert voneinander unterscheiden.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzteilerschaltung ein Teilverhältnis von 1 :3 aufweist

und daß der vorbestimmte Unterschied zwischen den Stufen des ersten Zählers (706), an denen die Vergleichsschaltungen (517, 51R) angeschlossen sind, den Faktor 2 beträgt

'f.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nun Decodieren eines digitalen Signals bei stark schwankender Abtastgeschwindigkeit, welches Datensienal aus Taktinipulsen und gegebenenfalls zwischen diese eingefügten Datenimpulse besteht. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen

Signa! zur Darstellung binärer Daten so modur_ert wird, daß sich zwei verschieden Frequenzen reeben. Oft ist dabei das Verhältnis der Impulsbreiten bzw. Frequenzen 2:1. Die Signale können . elektrischer Form oder auch als Aufzeichnung in Form von Magnetisierungen oder Strichmarken auf-Tptpn Zum Stand der Technik sei hier beispielsweise auf die USA-Patentschriften 28 53 357 und 32 17 329 erwiesen. In diesen Patentschriften ist eine magnef" ehe Aufzeichnung beschrieben, bei der Impulsfreauenzmodulation (pulse rate modulation PRM) it einem Verhältnis von 2 :1 benutzt wird, um Daten auf binärer Grundlage zu unterscheiden.

Im Prinzip besteht ein impulsfrequenzmoduliertes Sienal aus zwei Teilsignalen, die zueinander harmonifch sind Das Teilsignal mit der niedrigeren Fre-η .Vn/ ist meist das Taktsignal, und das Teilsignal mit Zr höheren Frequenz ist meist das modulierende Siobwohl dies nur für einen bestimmten Code