DE2360376B2

DE2360376B2 - Schaltungsanordnung zum empfang von gleichstromzeichen

Info

Publication number: DE2360376B2
Application number: DE19732360376
Authority: DE
Inventors: Herbert 8000 München Reiter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE2360376C3; AU7601674A; CH578293A5; DE2360376A1; BE822954A; US3978283A; JPS5087751A; SE408003B; CA1017011A; SE7415131L; JPS5547775B2; NL7415422A; GB1482798A; FR2253336A1; FR2253336B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Empfangsschaltung für Gleichstromzeichen mit einer in der Empfangsleitung angeordneten Schwellwertschaltung mit zwei Schwellwerten.

Bei der Übertragung von Gleichstromzeichen treten bekanntlich Verzerrungen auf, die den Empfang der einzelnen Nachrichtenschritte, aus denen solche Zeichen gebildet sind, erschweren. Eine Übertragungsstrecke umfaßt bekanntlich nicht nur die Leitung selbst, sondern auch die Sende- und Empfangsschaltungen, die die Leitung beidseitig abschließen. Somit lassen sich im wesentlichen zwei Verzerrungen verursachende Einflüsse unterscheiden.

Eine erste Art von Verzerrungen, denen Gleichstromzeichen unterliegen, ist dadurch bedingt, daß jede μ Leitung kapazitive und ohmsche Bestandteile aufweist. Mit jedem Schrittwechsel auf der Leitung, der sendeseitig durch eine Unterbrechung oder durcii eine Umpolung der Leitung geschieht, findet eine Auf- und Entladung bzw. eine Auf- und Umladung der Leitung _b5 statt. Die Zeitkonstante des durch die Öbertragungsstrecke gebildeten ÄC-Kreises führt dabei zu unterschiedlichen Verschleifungen der Flanken der einzelnen Nachrichtenschritte. Das tritt vor allem dann auf, wenn mit Unterbrechungstastung gearbeitet wird.

Eine zweite Art von Verzerrungen wird durch den Einfluß induktiver Elemente verursacht Dabei läßt sich vor allem der Einfluß der an der Empfangs- und/oder der Sendeschaltung vorhandenen Induktivitäten nicht ganz eliminieren, so daß sich eine solche Übertragungsstrecke einschließlich Leitung und Empfangs- und/oder Sendeschaltung als schwingungsfähiges Gebilde darstellt Das bedeutet, daß eine Stromänderung auf der Leitung, die beispielsweise durch Unterbrechung oder durch Kurzschlußumpolung der Leitung hervorgerufen wird, Schwingungen erzeugt, die erst langsam abklingen. Da in der Regel die Empfangseinrichtungen polungsunabhängig sein sollen, können die Unterschwingungen einer solchen Schwingung bei Verwendung der üblichen Miüenabtastung mit bewertet werden. Das kann dazu führen, daß die empfangenen Zeichen nach jedem Schrittwechsel eine Folge von kurzen Strom- und Pausenschritten aufweisen.

Sowohl die erste Art von Verzerrungen, die man als sogenannte RC-Verzerrung bezeichnet, als auch die zweite Art von Verzerrungen, die als sogenannte RLC-Verzerrung bezeichnet wird, bedingen deshalb zusätzliche entzerrende Einrichtungen bei der Empfangsstelle. Es ist in der Übertragungstechnik für digitale Signale bekannt (DT-AS 12 48 700), an der Empfangsstelie Schwellwertschaltungen vorzusehen und durch Vergleich der empfangenen Datensignale mit einstellbaren Schwellwerten den Pegel der empfangenen Datensignale zu bestimmen. Derartige Anordnungen sind insbesondere zur Eliminierung von durch eine hohe Übertragungsfrequenz bedingte Verzerrungen geeignet. Da hierbei zur Erkennung eines Datenbits jeweils die Pegelwerte der vorher eintreffenden Datenbits festgestellt und gespeichert werden müssen, mit denen dann das neu eintreffende Datenbit verglichen wird, ist der damit verbundene Aufwand erheblich. Da weiterhin die die RC-Verzerrungen verursachenden Einflüsse von Leitung zu Leitung verschieden sind, ist es häufig notwendig, die Bewertungsschwellc individuell für jede Leitung einzustellen. Trotz dieser mit einem sehr hohen Aufwand verbundenen Schaltungen ist es nicht immer möglich, kurze durch Störungen verursachte Impulse von echten Nachrichtenschritten zu unterscheiden. Zur Eliminierung solcher Verzerrungen mußten bisher spezielle Schaltungen, wie beispielsweise eine Anlaufsciirittprüfung, vorgesehen werden. Durch geeignete Einstellung des Schwellwertes in der Empfangsschaltung lassen sich zwar auch die durch Unterschwingungen verursachten Einflüsse vermeiden. Die optimale Einstellung des Schwellwertes im Hinblick auf den Empfang von durch RLC-Einflüsse verzerrter Zeichen bedeutet jedoch auf der anderen Seite eine Verschlechterung im Hinblick auf den Empfang von durch RC-Einflüsse verzerrter Zeichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit geringem Schaltungsaufwand realisierbare Empfangsschaltung anzugeben, mit der über eine Empfangsleitung verzerrt ankommende Gleichstromzeichen weitgehend verzerrungsfrei bewertet werden können.

Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der erste Schwellwert in der Nähe des die Trennlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes und der zweite Schwellwert in der Nähe des die Zeichenlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes liegt, daß ein Zeitgeber vorhanden ist, der über eine Verknüpfungsschaltung sowohl bei

fallender Flanke eines Nachrichtenschrittes durch ein bei Unterschreiten des ersten Schwellwertes am ersten Ausgang als auch bei steigender Flanke eines Nachrichtenschrittes durch ein bei Überschreiten des zweiten Schwellwertes am zweiten Ausgang der Schwellwertschaltung abgegebenes Signal eingeschaltet wird, und der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit einen Taktimpuls an eine Ausgangsschaltung sendet, und daß die Ausgangsschaltung über eine durch die an beiden Ausgängen der Schwellwertschaltung abgegebenen ι ο Signale steuerbare Eingangsschaltung vorbereitet ist.

Mit einer solchen Anordnung zum Empfang verzerrt ankommender Gleichstromzeichen wird die Empfangsverzerrung auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitig sind Bewertungsfehler, die durch kurze Impulse verursacht werden könnten, ausgeschlossen, da die Umsteuerung der vorbereiteten Ausgangsschaltung erst nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit wirksam wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Anwendung in Übertragungssystemen, die mit Einfachstrom arbeiten, als auch mit den gleichen Vorteilen in Übertragungssystemen, die mit Doppelstrom arbeiten, eingesetzt werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen. Dort ist in F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Empfangsschaltung nach der Erfindung angegeben. Anhand von F i g. 2 wird der Empfang eines durch die kapazitiven Einflüsse der Leitung verzerrten Zeichens und anhand von Fig.3 der Empfang eines durch die induktiven Einflüsse einer Leitung verzerrten Zeichens beschrieben.

Die Empfangsschaltung in F i g. 1 enthält eine Schwellwertschaltung SW, an die die beiden Adern a, b einer Empfangsleitung L angeschaltet sind. In der Schwellwertschaltung ist ein erster Schwellwert 51 und ein zweiter Schwellwert 52 eingestellt. Für die folgende Betrachtung wird von Einfachstrom ausgegangen, so daß der erste Schweilwert 51 als oberer und der zweite Schwellwert 52 als unterer Schwellwert angesehen werden kann. Die Ausgänge der beiden Schwellbereiche 51 und 52 der Schwellwertschaltung SW sind mit A und B bezeichnet. Dabei wird angenommen, daß stets dann, wenn der auf der Leitung L fließende Strom größer ist als der Schweilwert 51, am Ausgang A eine Null abgegeben wird. Ebenso wird am Ausgang B des Schwellbereiches 52 stets dann eine Null abgegeben, wenn der auf der Leitung L fließende Strom größer ist als der Schwellwert S 2.

Die Ausgänge A und ßder Schwellwertschaltung SW sind sowohl mit einer Eingangskippstufe EK als auch so mit einer die Gatter G 2, G 4 und G 5 enthaltenden Verknüpfungsschaltung verbunden. Die Empfangsschaltung enthält weiterhin einen über die Verknüpfungsschaltung steuerbaren Zeitgeber ZG sowie eine Ausgangskippstufe AK, die über die Eingangskippstufe 5s EK vorbereitet wird und durch einen Ausgangsimpuls des Zeitgebers ZG steuerbar isL Die Eingangskippstufe bereitet stets dann die Ausgangskippstufe AK vor, wenn beide Ausgänge A und Ader Schwellwertschaltung SW ein übereinstimmendes Ausgangssignal abgeben. Die eo Umsteuerung der Ausgangskippstufe AK in die jeweilige, einem Schritt auf der Leitung entsprechende Lage geschieht dabei mit dem Ausgangsimpuls des Zeitgebers ZG, der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzelt erzeugt wird. Über die Verknüpfungsschai- <,■> tung wird der Zeitgeber ZG bei fallender Flanke eines ankommenden Nachrichtenschrittes mit dem Unterschreiten des Schwellwertes 51, bei steigender Flanke eines ankommenden Nachrichtenschrittes bei Überschreiten des Schwellwertes 52 angelassen. Die Verknüpfungsschaltung enthält dazu zwei Exklusiv-Oder-Gatter G3 und 54 sowie zwei Nand-Gatter G 2 und G5. Mit dem ersten Exklusiv-Oder-Gatter G3 werden die an den Ausgängen A und B der Schwellwertschaltung 5Wabgegebenen Signale und mit dem zweiten Exklusiv-Oder-Gatter G 4 wurden die an den Ausgängen der Ausgangs- und der Eingangskippstufe AK und EK abgegebenen Signale bewertet. Die Ausgänge der beiden Gatter G 3 und G 4 werden im Gatter G 5 verknüpft, das einerseits mit dem Eingang des Zeitgebers ZG verbunden ist Ein arn Ausgang des Gatters G 5 erzeugter Zustand startet den Zeitgeber ZG, der nach Ablauf der gewählten Schutzzeit ts die entsprechend vorbereitete Ausgangskippstufe AK umsteuert, wodurch diese eine der Polarität auf der Leitung entsprechende Lage einnimmt. Mit der Umsteuerung der Ausgangskippstufe AK wird der Zeitgeber ZG wieder in die Ausgangslage zurückgestellt

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Empfangsschaltung wird von einem stabilen Zustand ausgegangen, der dadurch gekennzeichnet sein kann, daß der Strom auf der Leitung oberhalb der beiden Schwellwerte 51 und 52 liegt. In diesem Falle geben die Ausgänge A und B jeweils eine 0 ab. Über den Ausgang der Eingangskippstufe EKwWd somit eine 1 abgegeben. An den Ausgängen der beiden Gatter G 3 und G 4 wird jeweils eine 1 abgegeben, so daß über das Gatter G 5 der Eingang des Zeitgebers ZG nicht erregt ist. Trifft auf der Leitung L ein Nachrichtenschritt ein, so gibt der Ausgang A der Schwellwertschaltung SW beim Unterschreiten des oberen Schwellwertes 51 eine 1 ab, während am Ausgang B nach wie vor eine 0 zur Verfügung steht. Die Lage der Eingangskippstufe EK ändert sich dadurch nicht. Allerdings wi.d über das Gatter G 3 nunmehr eine 0 abgegeben, so daß über das Gatter G 5 in Form einer 1 der Zeitgeber ZG gestartet wird. Dort beginnt nun die Schutzzeit is zu laufen. Unterschreitet der Strom auf der Leitung L den Schwellwert 52, so steht auch am Ausgang deine 1 an, wodurch nunmehr die Eingangskippstufe EK umgesteuert wird und an ihran Ausgang eine 0 abgibt. Diese gelangt als Vorbereitungszustand an die Ausgangskippstufe AK. Der bei Ablauf der Schutzzeit vom Zeitgeber ZG abgegebene Ausgangsimpuls steuert die Ausgangskippstufe AK in diese neue Lage um. Über das Gatter G 4 wird damit der Zeitgeber ZG zurückgestellt

Durch die Einführung von zwei Schwellwerten, durch die Verknüpfung der beiden an den Ausgängen der Schwellwertschaltung abgegebenen Signale sowie durch die Einführung einer wählbaren Schutzzeit werden Bewertungsfehler und Störungen durch kurze Impulse ausgeschlossen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung lassen sich deutlicher anhand der Fig.2 und 3 zeigen, in denen die Erfindung anhand des Empfangs von Einfachstromzeichen erläutert wird. In F i g. 2 ist in der oberen Zeile ein unverzerrtes Gleichstromzeichen dargestellt, dessen Schrittwechsel zu den Zeitpunkten tO,t4 und 18 stattfinden. In der zweiten Zeile ist das am Eingang der Empfangsschaltung eintreffende und durch ÄC-Einflüsse der Leitung verschliffene Zeichen dargestellt. In den Zeilen 3 und 4 sind die am Ausgang A und B der Schwellwertschaltung abgegebenen Signale aufgetragen, während in der Zeile 5 die Lage der Ausgangskippstufe AK dargestellt ist. Bedingt durch die Zeitkonstante der Übertraeunesstrecke nimmt bei

einem sendeseitigen Wechsel von Trennlage in Zeichenlage der Strom am Eingang der Empfangsschaltung nur langsam ab. Zum Zeitpunkt 11 wird der obere Schwellwert S1 unterschritten. Damit wechselt der Ausgang A von 0 auf 1, was dazu führt, daß im Zeitgeber die Schutzzelt /5 zu laufen beginnt. Zum Zeitpunkt t 2 wird der untere Schwellwert 52 erreicht, so daß nunmehr auch am Ausgang S die 1 abgegeben wird, was zur Umsteuerung der Eingangskippstufe EK führt. Nach dem Ablauf der Schutzzelt is zum Zeitpunkt f 3 wird die über die Eingangskippstufe entsprechend vorbereitete Ausgangskippstufe AK umgesteuert. Auf Grund der gewählten logischen Bedingungen ändert die Ausgangskippstufe ihre Lage von 1 auf 0, d. h. sie nimmt die dem empfangenen Zeichen entsprechende Lage ein. Wird auf der Sendeseite zum Zeitpunkt tA ein folgender Schrittwechsel von Zeichen- nach Trennlage ausgesendet, so beginnt am Eingang der Empfangsschaltung, bedingt durch die Zeitkonstante der Übertragungsstrekke, der Strom wiederum langsam zu steigen, wobei allerdings infolge der unterschiedlichen Zeitkonstanten für Auf- und Entladung der Leitung die Flanken jeweils unterschiedliche Steilheiten aufweisen. Zum Zeitpunkt f5 wird im Zuge der steigenden Flanke der untere Schwellwert 52 überschritten, was dazu führt, daß am Ausgang B wiederum eine 0 abgegeben wird. Damit beginnt im Zeitgeber erneut die Schutzzelt is zu laufen. Zum Zeitpunkt i6 überschreitet der auf der Leitung fließende Strom auch den oberen Schwellwert Si, so daß auch am Ausgang A eine 0 erscheint. Damit wird die Eingangskippstufe erneut umgesteuert. Nach Ablauf der Schutzzelt ts zum Zeitpunkt 17 wird die Ausgangükippstufe AK entsprechend dem neuen Zustand der Eingangskippstufe umgesteuert. Sie nimmt nunmehr die neue, dem auf der Leitung herrschenden Zustand entsprechende Lage ein. Diese Vorgänge wiederholen sich in beschriebener Weise zu den Zeitpunkten /8, i9, ί 10 und ill.
In ähnlicher Weise erfolgt der Empfang von durch Einschwingvorgänge auf der Leitung verzerrter Zei chen, wozu auf die F i g. 3 verwiesen wird.

Dort ist wiederum in der ersten Zeile das unverzerrtf Zeichen dargestellt, dessen Schrittwechsel zu der Zeitpunkten fO, f 10 und ί 16 stattfinden. Störunger äußern sich in diesem Falle dadurch, daß jederr Schrittwechsel eine Reihe von Schwingungen folgen wobei infolge der Polungsunabhängigkeit des Empfängers die Unterschwingungen, wie in der Zeile 7 dargestellt, ebenfalls bewertet werden. Bei einer fallenden Flanke wird der Schwellwert 51 zum Zeitpunkt 11 erreicht. Damit ändert sich der Ausgang A der Schwellwertschaltung von 0 auf 1. Infolge der Einschwingvorgänge wird der untere Schwellwert 52 jeweils zu den Zeitpunkten f2, /4, t% und Ji unterschritten und zu den Zeitpunkten i3, f5, ti überschritten. Erst zum Zeitpunkt /8 sind die Schwingungen soweit abgeklungen, daß der untere Schwellwert 52 nicht mehr überschritten wird. Bereits mit dem Wechsel des Ausgangs A von 0 auf 1 wurde im Zeitgeber die Schutzzeit is gestartet, die nunmehr zum Zeitpunkt f 9 die Ausgangskippstufe AK entsprechend dem Vorbereitungszustand, der in beschriebener Weise von der Eingangskippstufe abgegeben wird, umsteuert Bei einem erneuten Schrittwechsel des Zeichens treter am Empfänger wiederum Schwingungen auf. Während nunmehr aber der untere Schwellwert 52 lediglich durch die ansteigende Flanke zum Zeitpunkt ill einmal überschritten wird und dabei das Ausgangssignal am Ausgang B von 1 auf 0 ändert, wird jetzt der obere Schwellwert Sl mehrmals über- bzw. unterschritten Das geschieht zu den Zeitpunkten f 12, fl3 und rl4 Bereits zum Zeitpunkt ill, nämlich mit dem Wechsel des Ausgangssignals am Ausgang B von 1 auf 0 wurde die Schutzzelt ts gestartet. Zum Zeitpunkt i 12, also bei der ersten Überschreitung des oberen Schwellwertes 51, wird die Eingangskippstufe umgesteuert. Nach Ablauf der Schutzzeit ts wird auch die Ausgangskippstufe AK in die neue Lage umgesteuert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Empfangsschaltung für Gleichstromzeichen mit einer in der Empfangsleitung angeordneten Schwellwertschaltung mit zwei Schwellwerten, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwellwert (Si) in der Nähe des die Trennlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes und der zweite Schwellwert (S 2) in der Nähe des die Zeichenlage eines Nachrichtenschrittes kennzeichnenden Stromwertes liegt, daß ein Zeitgeber (ZG) vorhanden ist, der über eine Verknüpfungsschaltung sowohl bei fallender Flanke eines Nachrichtenschrittes durch ein bei Unterschreiten des ersten Schwellwertes (S 1) am ersten Ausgang (A) als auch bei steigender Flanke eines Nachrichtenschrittes durch ein bei Überschreiten des zweiten Schwellwertes (52) am zweiten Ausgang (B) der Schwellwertschaltung (SW) abgegebenes Signal eingeschaltet wird, und der nach Ablauf einer wählbaren Schutzzeit (ts) einen Taktimpuls an eine Ausgangsschaltung (AK) über eine durch die an beiden Ausgängen (A, B) der Schwellwertschaltung (S W) abgegebenen Signale steuerbare Eingangsschaltung (^,(vorbereitet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung zur Einschaltung des Zeitgebers (ZG) eine Gatterschaltung ist, in der ein erstes Exklusiv-Oder-Gatter (G 3) die an den Ausgängen (A, B) der Schwellwertschaltung (SW) abgegebenen Signale und ein zweites Exklusiv-Oder-Gatter (G 4) die an den Ausgängen der Ausgangs- und der Eingangskippstufe (AK, EK) abgegebenen Signale bewertet, und daß die Ausgänge der beiden Exklusiv-Oder-Gatter (G 3, GA) über ein weiteres Gatter (GS) mit dem Eingang des Zeitgebers (ZG) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (EK) eine bistabile Kippstufe und die Ausgangsschaltung (A K) eine taktgesteuerte bistabile Kippstufe ist.