DE2462087C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge - Google Patents
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen TaktimpulsfolgeInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge für die Wiedergewinnung eines digitalen
Informationssignals aus einem digitalen Zweiphasen-Trägersignal, das zur Datenverarbeitung durch
logische Verknüpfung des Informationssignals mit der Taktimpulsfolge erzeugt wurde.
Auf dem Gebiet der Datenverarbeitung, insbesondere bei der Datenaufbereitung oder bei der Datenübertragung,
ist es üblich, die digitalen Informationssignale einem Datenträger aufzuprägen. Ein häufig benutzter
Datenträger ist das sogenannte Zweiphasen-Trägersignal (bi-phase-level-signal), das sich durch logische
Verknüpfung einer Taktimpulsfolge mit dem eigentlichen Infurmalionssignal, das häufig auch als NRZ-L-Signal
(non-return-to zero level) bezeichnet wird, ergibt. Dieses Zweiphasen-Trägersignal wird besonders bei der
Telemetrie, der Datenspeicherung und bei der drahtgebundenen Datenübertragung benutzt.
Um den eigentlichen Informationsgehalt, d. h. das NRZ-L-Signul, aus dem Zweiphasen-Tragersignal wieder
zu erhalten, ist es notwendig, dieses Signal mit einer zur ursprünglichen Taktimpulsfolge synchronen Impulsfolge
zu verknüpfen. Das bedeutet, daß z. B. bei der
Datenübertragung auf der Empfangsseite die Taktimpulsfolge irgendwie wieder erzeugt werden muß. Bisher
wurde dies mit Hilfe eines Oszillators und einer Synchroniaationseinheit realisiert, so daß hierzu ein
beträchtlicher Aufwand erforderlich war. Trou dieses
ίο Aufwandes war es jedoch nur möglich, die Synchronisation
auf das Zweiphasen-Trägersignal und damit nur
indirekt auf die ursprüngliche Taktimpulsfolge zu beziehen, so daß Störungen nicht ohne Rückwirkungen
auf die Wiedergewinnung des Informationssignals blieben.
Die Erzeugung des Taktsignals kann auch nach einem Verfahren erfolgen, das in der DE-OS 23 23 939
beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird aus dem empfangenen Trägersignal ein Signal der zweiten
Harmonischen abgeleitet und damit ein Frequenzhaibierer angesteuert. Unbefriedigend ist hierbei jedoch
die Tatsache, daß das so erzeugte Taktsignal in bezug auf seine Phase eine Ungenauigkeit von 180° aufweist
und daher zusätzlich korrigiert werden muß.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Taktimpulsfolge direkt aus dem Zweiphasen-Trägersignal wiederzugewinnen,
und zwar durch Verknüpfung des Zweiphasen-Trägersignal
mit einem davon abgeleiteten inversen Signal. Hierbei ist es möglich, eine Impulsfolge
zu gewinnen, die Impulse der Taktfolgefrequenz und der doppelten Taktfolgefrequenz enthält. Aus dieser Impulsfolge
kann somit ohne großen Aufwand durch Unterdrückung der Impulse doppelter Taktfolgefrequenz
und anschließender Impulsformung eine zur ursprünglichen Taktimpulsfolge synchrone Impulsfolge
gewonnen werden. Obwohl diese Art der Wiedergewinnung sehr einfach und sicher ist, läßt sich dieser Weg
nicht generell anwenden, insbesondere dann nicht, wenn die Taktfolgefrequenz aus verschiedenen Gründen
häufig verändert wird. Bei sich ständig ändernden Taktfolgefrequenzen müßten sämtliche Stufen einer
solchen Schaltungsanordnung jeweils neu abgeglichen werden, was einerseits sehr kompliziert und andererseits
aus Zeitgründen unrationell wäre.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wiedergewinnung einer Taktimpulsfolge
vorzusehen, mit dem es ohne großen Aufwand universell möglich ist, die gewünschte Impulsfolge aus
dem Zweiphasen-Trägersignal zu gewinnen. Gemäß der
5(/ Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine
aus dem Zweiphasen-Trägersignal erzeugte Nadelimpulsfolge einen mit Impulsen eines Impulsgenerators
gespeisten dreistufigen Zähler ansteuert und daß die dritte Zählstufe dieses Zählers den Impulsgenerator
derart sperrt, daß eine an einer Zählstufe anstehende Impulsfolge nach entsprechender Impulsformung die
Taktimpulsfolge ergibt.
Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im PA 2
angegeben.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auf einfache Weise möglich, eine zur ursprünglichen
Taktimpulsfolge synchrone Impulsfolge zu erzeugen. Hierbei kann für den Impulsgenerator ein in seiner
&■> Frequenz durchstimmbar Generator benutzt werden,
so daß es ohne großen Aufwand möglich ist, Taktimpulsfolgen verschiedener Folgefrequenzen zu
erzeugen. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel
kann der Zähler durch ein Und-Gatter gelöscht werden, das seinerseits durch einen Befehl von einem Ausgang
der dritten Zählstufe des Zählers und durch Nadelimpulse angesteuert wird, die in einer Impulsflankendifferenzierstufe
vom Zweiphasen-Trägersignal abgeleitet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
F i g. 2 ein Impulsdiagramm,
F i g 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und
F i g. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das empfangene Zweiphasen-Trägersignal, das im Impulsdiagramm nach Fig.2 mit a bezeichnet ist, steht
am Eingang 10 der Schaltung nach Fig. 1 zur Verfugung. Von dort wird dieses Signal zu einer
Impulsflankendifferenzierstufe 11 geleitet, die für jede Impulsflanke einen Nadelimpuls ausgibt. Diese im
Impulsdiagramm mit b bezeichnete Nadelimpulsfolge ist zu einem Eingang eines Und-Gatters YK geführt,
dessen zweiter Eingang an einem Ausgang Qj der dritten Zählstufe 17 eines Zählers 14 liegt. Der Zähler 14
wird mit einer im Impulsdiagramm mit c bezeichneten Impulsfolge eines Impulsgenerators 13 versorgt, die auf
den Eingang CL] der ersten Zählstufe 15 gelangt. Für den Aufbau des dreistufigen Zählers 14 können
JK-FLIP-FLOP-Bausteine verwendet werden, wobei
der Ausgang Qi der ersten Zählstufe 15 den Eingang CLi der zweiten Zählstufe 16 und der Ausgang Qi der
zweiten Zählstufe 16 den Eingang CLz der dritten
Zählstufe ansteuert. Alle drei Zählstufen 15, 16, 17 werden durch den am Ausgang des Und-Gatters 12
erscheinenden Befehl gelöscht und der Ausgang ^3 der
dritten Zählstufe 17 ist dem Impulsgenerator 13 zu seiner Sperrung aufgeschaltet.
Zur Erzeugung der ursprünglichen Taktimpulsfolge ist weiterhin ein D-FIip-Flop 18 vorgesehen, dessen
Eingang CL vom Ausgang Qi der ersten Zählstufe 15
angesteuert wird. Weiterhin wird der D-Eingang dieses Flip-Flops 18 zusätzlich durch den Ausgang Qi der
zweiten Zählstufe 16 angesteuert. Dem Ausgang Qi dieses Flip-Flops 18 kann somit eine zur ursprünglichen
Taktimpulsfolge synchrone Impulsfolge entnommen werden, während der Ausgang Q* dieses Flip-Flop 18
eine dazu inverse Impulsfolge liefert. Die am Ausgang Q4 des Flip-Flop 18 zur Verfügung stehende Taktimpulsfolge
ist danach einem Eingang eines Exklusiv-Oder-Gatters 19 zugeleitet, dessen anderer Eingang das so
empfangene Zweiphasen-Trägersignal a vom Eingang 10 erhält. Dem Ausgang dieses Oder-Gatters 19 kann
dann die ursprüngliche Information, d. h. das N RZ- L-Signal
entnommen werden.
Wie bereits erwähnt, wird in der Impulsflankendifferenzierstufe
11 aus dem empfangenen Zweiphasenträgersignal a eine Nadelimpulsfolge b erzeugt. Unter
der Voraussetzung, daß der Impulsgenerator 13 durch den Ausgang Q3 der dritten Zählstufe 17 gesperrt ist, ist
der Schaltzustand der Ausgänge
Q. = Q2 = Qj = L(L S Low)
und der Ausgang
Q, = W(W= high).
Das bedeutet, der ersts vom empfangenen Zweiphasenträgersignal
a abgeleitete Nadelimpuls löscht über das Und-Gatter 12 die Zählstufen 15,16,17 des Zählers 14,
wodurch die Schaltzustände an den Ausgängen Q der Zählstufen umkehren. Das hat zur Folge, daß drr
Löschbefehl, wie unter g im Impulsdiagramm nach Fig.2 dargestellt, ebenfalls als Nadelinipuls am
Ausgang des Und-Gatters 12 erscheint und daß die Sperrung des Impulsgenerators 13 durch das am
Ausgang φι der dritten Zählstufe 17 erscheinende und
mit /"bezeichnete Signal aufgehoben wird. Damit startet
der Impulsgenerator 13 und führt dem Zähler 14 die im !mpulsdiagramm mit c bezeichnete Impulsfolge zu. Der
vierte Impuls dieser Impulsfolge schaltet den Ausgang Qi wieder auf L, wodurch der Impulsgenerator 13 sofort
wieder gesperrt wird, so daß die Verhältnisse dem zu Anfang vorausgesetzten Ruhezustand wieder entsprechen.
Da die Folgefrequenz des Impulsgenerators 13 auf den vierfachen Wert der wiederzugewinnenden Taktimpulsfolge
eigestellt ist und das empfangene Zweiphasenträgersignal a Impulse der Taktfolgefrequenz sowie der
halben Ta'ufolgefrequenz aufweist, ist sichergestellt,
daß die von dem Zweiphasenträger.-gnal a abgeleitete
Nadelimpulsfolge b nach einem Hochiauf des Zählers 14
diesen sofort wieder löscht, so daß sich die Vorgänge in Abhängigkeit des empfangenen Zweiphasenträgersignals
laufend wiederholen.
Am Ausgang Qa des Flip-Flop 18 entsteht dabei zur
ursprünglichen Taktimpulsfoige eine synchrone Impulsfolge, die im Impulsdiagramm nach Fig.2 mit h
bezeichnet und dem Oder-Gatter 19 zugeführt ist. Dem Ausgang dieses Exklusiv-Oder-Gatters 19 kann dann
das mit / bezeichnete NRZ-L-Signal entnommen werden. Der Schaltung nach F i g. 1 können auch
phasenverschobene Taktimpulsfolgen entnommen werden, und zwar an den Ausgängen Qi bzw. Q\, so daß
diese Impulsfolgen für bestimmte Steuerzwecke zur Verfügung stehen.
Das wiedergewonnene und mit / bezeichnete NRZ-L-Signal kann jedoch noch mit nadeiförmigen
Einbrüchen bzw. Spitzen versehen sein, so daß es ,wegen dieser Störungen für bestimmte Anwendungsfälle nicht
geeignet ist. Daher ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ein zusätzliches D-Flip-Flop 20 vorgesehen, das
für die Wiedergewinnung eines einwandfreien Informationssignals sorgt. Die bei diesem Ausführungsbeispiel
im Vergleich zu Fig. 1 unverändert gebliebenen Stufen sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen und
werden der Einfachheit halber nicht mehr erläutert.
Das empfangene Zweiphasenträgersignal wird, bevor es zur Impulsfolgedifferenzierstufe 11 gelangt, über eine
umschaltbare Pufferstufe 21 geleitet, während das Ausgangsignal des Exklusiv-Oder-Gatters 19 dem
D-Eingang des Flip-Flop 20 zugeführt wird, dessen anderer Eingang CL\ durch den Ausgang Q\ der zweiten
Zähl-tu.'e 16 angesteuert wird. Das wiedergewonnene
und mit k bezeichnete Informationssignal kann bei diesem Ausführuiigsbeispiel dem Ausgang Qs entnommen
werden, das — wie aus dem Diagramm nach F i g. 2 zu erkennen ist — gegenüber dem ursprünglichen
Informationssignal eine Phasenverschiebung von 90" aufweist. Die Taktimpulsfolge mit den verschiedenen
Phasenlagen kann dabei den Ausgängen des D-Flip-Flop 18 bzw. den Ausgängen der zweiten Zähbtufe 16
entnommen werden und steht somit für bestimmte Steuerzwecke zur Verfügung. Das wiedergewonnene
NRZ-L-Signal ist jetzt frei von Spitzen und Einbrüchen und für jede beliebige Weiterverarbeitung geeignet. Da
die Impulsgeneratoren 13 nach F i g. I und F i g. 2 — wie in der Zeichnung angedeutet — in ihrer Folgefrequenz
veränderbar sind, kann die erfindungsgemäßc Schal
Uingsanordpung für die Wiedergewinnung von Taktimpulsfolgcn
verschiedener Folgefrequenz ohne großen Abgleichaufwand verwendet werden.
Heim dritten Ausführungsbeispiel nach I'ig. 4 ist im
Gegensat/ zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 der Impulsgenerator durch eine Schaltungsanordnung /ur
Frequenzsynthese ersetzt. Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß hiermit eine sehr genaue
Einstellung der Taktfolgefrequenz und eine Fernsteuerung
durch einen Rechner möglich ist. Die Schaltung /ur Frequenzsynthese bcstehl aus einem spannungsgcslcuerten
Oszillator 25. der mit einer wesentlich höheren Frequenz als die Taktfolgefrequen/ schwingt. Die
Ausgangsimpulse dieses Oszillators 25 gelangen über ein Und-Gatter 26. dessen /weiter Eingang durch den
Ausgang Qt der dritten Zählstufe 17 angesteuert wird,
auf einen Frequenzteiler 27. der eine Impulsfolge der vierfachen Taktfolgefrequenz abgibt. Diese Impulsfolge
Feiler 29. dessen eingestelltes Teilerverhältnis einen Multiplikator darstellt. Am Ausgang des programmierbaren
Teilers 29 erscheint somit eine Impulsfolge, die durch Multiplikation mit einer von einem Rel^ren/ Ge
norator 30 erzeugten Refercn/frequcn/ die Eolgefreqiien/
der Taktimpuise ergibt. Fin Teilerschritt des Teilers 29 entspricht dabei einer Änderung um den
Betrag der Refcren/frequen/. Die geteilte Frequenz des programmierten Teilers 29 und die Refcrenzfrequcn/
werden einer Phiisenvergleichsstufe 31 zugeführt, die in
Abhängigkeit von der Frequenz- und Phasenlage der Impulsfolgen eine Rcgelspannung erzeugt, welche über
ein Tiefpaßfilter 32 den Oszillator 25 nachstimmt. Durch diesen Regelkreis ist der gesteuerte Oszillator 25 starr
mit dem Referenzfrequenzgenerator 30 gekoppelt.
Die Schaltungsanordnung startet aus dem Ruhestand mit dem Fintreffen des ersten Datenwechsels am
Eingang 10. wobei der Ausgang Q\ der dritten /ahlsmfe
17 ilen Frequenzteiler 27 freigibt und die Zählstufen 15,
und Fig. 3 - dem Eingang CL, der ersten Zählstufe 15
des Zählers 14 zugeführt. Die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 27 sind weiterhin /u einem Frequenzteiler
28 geleitet, der eine Teilung im Verhältnis 4 : I vornimmt Die Aiisgangsimpulse dieses Frequenzteilers
28 durchlaufen anschließend einen programmierbaren Ausführungsbeispielen, gelöscht werden. Damit wird
das I !nd-Gatter 26 der Schaltung zur Frequenzsynthese
durchgeschaltet, so daß die Schaltungsanordnung die gewünschten Impulse der Zählstulc 15 zufuhrt Die
Erzeugung der Taktimpulsfolgc unterscheidet sich dann
nicht mehr von dem Ausführungsbeispiel nach I ι g. J
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge für die Wiedergewinnung eines
digitalen Informationssignals aus einem digitalen Zweiphasen-Trägersignal, das zur Datenverarbeitung
durch logische Verknüpfung des Informationssignals mit der Taktimpulsfolge erzeugt wurde,
dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Zweiphasenträgersignal (a) erzeugte Nadelimpulsfolge
feinen mit Impulsen eines Impulsgenerators (13) gespeisten dreistufigen Zähler (14) ansteuert
und daß die dritte Zählstufe (17) dieses Zählers (14) den Impulsgenerator (13) derart sperrt,
daß eine an einer Zählstufe (15, 16) anstehende Impulsfolge nach entsprechender Impulsformung
die Taktimpulse ergibt.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die ;n einer Impulsflankendifferenzierstufe (11) aus dem Zweiphasenträgersignal (a) erzeugte
Nadelimpulsfolge (feinem Eingang eines Und-Gatters
(12) zugeführt ist und daß der zweite Eingang des zur Löschung des Zählers (14) vorgesehenen
Und-Gatters (12) von einem Ausgang (Qs) der dritten Zählstufe (17) einen Befehl erhält.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Impulsgenerator (13) zur Erzeugung von Taktimpulsfolgen unterschiedlicher Folgefrequenz
in seiner Frequenz durchstimmbar ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folgtrrequenz des Impulsgenerators
(13) auf den vierfachen Wert der wiederzugewinnenden Folgefrtjuenz der Taktimpulse
bemessen ist
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator
(13) durch eine Schaltung zur Frequenzsynthese ersetzt ist, in der die Impulsfolge eines spannungsgesteuerten
Oszillators (25) über Frequenzteiler (27, 28, 29) zu einer mit Impulsen eines Referenzfrequenzgenerators
(30) angesteuerten Phasenvergleichsstufe (31) gelangt, die über ein Tiefpaßfilter
(32) den Oszillator (25) nachstimmt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742462087 DE2462087C3 (de) | 1974-06-20 | 1974-06-20 | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742462087 DE2462087C3 (de) | 1974-06-20 | 1974-06-20 | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2462087A1 DE2462087A1 (de) | 1976-01-08 |
DE2462087B2 DE2462087B2 (de) | 1980-08-28 |
DE2462087C3 true DE2462087C3 (de) | 1981-06-19 |
Family
ID=5934861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742462087 Expired DE2462087C3 (de) | 1974-06-20 | 1974-06-20 | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer synchronen Taktimpulsfolge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2462087C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2933322C2 (de) * | 1979-08-17 | 1982-02-18 | Wandel & Goltermann Gmbh & Co, 7412 Eningen | Schaltungsanordnung zum Ableiten eines Bittaktsignals aus einem Digitalsignal |
DE2943865B2 (de) * | 1979-10-30 | 1981-07-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur empfangsseitigen Taktrückgewinnung bei digitaler taktgebundener Nachrichtenübertragung |
-
1974
- 1974-06-20 DE DE19742462087 patent/DE2462087C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2462087A1 (de) | 1976-01-08 |
DE2462087B2 (de) | 1980-08-28 |
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