DE2537937A1 - Schaltung zur rueckgewinnung oder abtrennung einer folge von nutzimpulsen aus einem nutzimpulse und stoerimpulse enthaltenden eingangssignal - Google Patents

Schaltung zur rueckgewinnung oder abtrennung einer folge von nutzimpulsen aus einem nutzimpulse und stoerimpulse enthaltenden eingangssignal

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DE2537937A1 DE19752537937 DE2537937A DE2537937A1 DE 2537937 A1 DE2537937 A1 DE 2537937A1 DE 19752537937 DE19752537937 DE 19752537937 DE 2537937 A DE2537937 A DE 2537937A DE 2537937 A1 DE2537937 A1 DE 2537937A1
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    • 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
    • H04L7/0337—Selecting between two or more discretely delayed clocks or selecting between two or more discretely delayed received code signals
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
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Description

DIETRICH LEWIhSKY
MÖNZ-JOACHiM HUBtS 26 8
tTSCH -
Thomson-CSF, Paris, BId.Haussmann 173 (Frankreich)
"Schaltung zur Rückgewinnung oder Abtrennung einer Folge von Nutzimpulsen aus einem Nutzimpulse und Störimpulse enthaltenden Eingangssignal"
Priorität vom 27.August 1972* aus der französischen Patentanmeldung 71* 29
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Rückgewinnung oder Abtrennung einer Folge von Nutzimpulsen einer bestimmten Wiederholperiode P aus einem sowohl Nutzimpulse als auch Störimpulse enthaltenden Eingangssignal, mit Einrichtungen zur Abtastung des Eingangssignals in η Abtastschritten der Wiederholperiode T/n und Einrichtungen zur Verteilung η Abtastwerte jeder Periode T auf η Zähler.
Derartige Schaltungen werden hauptsächlich in Informationsübertragungssystemen benutzt. Bei solchen Systemen ist die zu übertragende Information in digitaler Form kodiert und/oder in Abtastwerte zerlegt und dient zur Modulation eines Träger beispielsweise durch Frequenz- oder Phasenumtastung. Sendeseitig erfolgt die zeitliche Verteilung der die Informationen darstellenden, aufeinanderfolgenden Symbole ausgehend von durch einen Taktgeber gelieferten Synchronisationsimpulsen. Empfangsseitig muß zur ordnungsgemäßen Demodulation sichergestellt werden, daß der Demodulator mit dem sendeseitigen Modulator derart synchronisiert ist, daß feststellbar ist, wann ein Symbol oder Bit endet und wann
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das nächste beginnt. Das System enthält daher Synchronisationsschaltungen.
Das Synchronisationssignal besteht.solange im Verlauf der übertragung keine Störungen auftreten aus einer Serie von Impulsen konstanter Dauer und konstanter, bekannter Wiederholperiode. Störungen während der übertragung führen jedoch dazu, daß einzelne Impulse verschwinden, während andere zeitlich verschoben und mit Störimpulsen gemischt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, lediglich die Nutzimpulse in ihrer zeitlich korrekten Stellung und mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von der Dauer dieser Impulse rückzugewinnen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.
In der Zeichnung ist die Schaltung nach der Erfindung anhand von Blockschaltbildern und einem Diagramm in beispielsweise gewählten Ausführungsformen veranschaulicht. Es zeigt:
Pig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Diagramm der an verschiedenen Punkten der Schaltungen auftretenden Signalformen,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Zähler und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zählers.
Es wird von einem Signal ausgegangen, das aus Impulsen konstan-
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ter Dauer ^ und ebenfalls konstanter Wiederholperiode T besteht. Dieses Signal kann ein von einer Sendestelle zu einer Empfangsstelle übertragenes Synchronisationssignal sein. Im Verlauf der übertragung ist das Signal Störungen ausgesetzt. Einzelne Impulse des gesendeten Signals können verschwinden, andere sind zeitlich verschoben und außerdem können sich einzelne Störimpulse zwischen zwei Nutzimpulse schieben. Das empfangene Signal ist folglich als Synchronisationssignal nicht mehr verwendbar.
Gegenstand der Erfindung ist die Abtrennung der Nutzimpulse.
Das Prinzip der Erfindung beruht auf dem Umstand, daß die durch Störungen verursachten Störimpulse sich zeitlich nicht genau mit der Periode T wiederholen. Lediglich die Nutzimpulse können sich mit dieser Periode mit der statistisch größeren Häufigkeit als die Störimpulse wiederholen.
Jede Periode T wird nun in η Intervalle mit einer Dauer kleiner oder gleich derjenigen der Impulse zerlegt. Wenn ein Mutzimpuls sich in einem dieser Intervalle befindet, werden sich auch alle anderen Nutzimpulse in jeder Periode T in demselben Intervall befinden. Dagegen werden sich die Störimpulse in irgendeinem beliebigen Intervall in zufälliger und nichtperiodischer Weise verteilt befinden.
Zur Gewinnung der Nutzimpulse und zur Unterdrückung der Störimpulse umfaßt die Schaltung nach der Erfindung daher Einrichtungen zur Zählung der in jedem der Intervalle vorhandenen Impulse. Die Nutzimpulse füllen sehr viel schneller den entsprechenden .Zähler als die Störimpulse. Es genügt daher, den vollsten oder den am schnellsten vollen. Zähler festzustellen, um das Intervall jeder Periode T zu ermitteln, in dem sich jeder Nutzimpuls be-
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findet; anschließend werden die Nutzimpulse diesem Zähler zur Synchronisierung eines Taktgebers mit derselben Periodendauer T entnommen.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung. Sie umfaßt einen Taktgeber 1, der Impulse liefert, die eine Wiederholperiode T/n haben. Diese Impulse liegen an einem η-stufigen Schieberegister an, dessen Ausgang mit dem Eingang verbunden ist, so daß ein Bit "1" in dem Schieberegister zyklisch mit derselben Wiederholperiode T umläuft, die auch die Nutzimpulse haben, von denen der Ankunftszeitpunkt mit einem Fehler von etwa T/n gesucht ist. Jeder der Ausgänge der η Stufen des Schieberegisters ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes verbunden. Es sind daher η UND-Glieder 11, 12,... In vorhanden, die in jeder Periode T während eines Intervalls T/n ein Signal von ihrem zweiten Eingang auf ihren Ausgang übertragen können. Das empfangene Synchronisationssignal mit seinen Nutz- und Störimpulsen liegt an einem Anschluß E der Schaltung an. Dieser Anschluß E ist mit sämtlichen zweiten Eingängen der UND-Glieder 11, 12,... In verbunden. Die UND-Glieder zerlegen nun jede Periode des empfangenen Signals in η Intervalle. Jedes Glied liefert folglich eine "1", wenn in dem entsprechenden Intervall ein Impuls vorhanden ist und eine "0" im gegenteiligen Fall. Die η UND-Glieder sind einzeln mit η Zählern 21, 22,... 2n verbunden. Um zu vermeiden, daß nach Ablauf einer gewissen Zeit sämtliche Zähler voll sind, liegen an ihnen regelmäßig wiederkehrende Abwärtszählimpulse an. Diese Abwärtszählimpulse werden aus den Impulsen des Taktgebers 1 mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung 3 und eines Teilers 4 erzeugt. Der Verzögerer 3 hat den Zweck, die Abwärtszählimpulse in bezug auf die Zählimpulse zu verzögern, da andernfalls die Zähler offensichtlich nicht ordnungsgemäß arbei-
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ten könnten. Das Teilungsverhältnis des Teilers 4 ist derart festgelegt, daß die Abwärtszählimpulse mit einer Wiederholperiode erzeugt werden, die im Mittel kleiner als diejenige der Störimpulse ist, die jedoch sehr viel größer als die Periode T ist. Somit ist lediglich der die Nutzimpulse aufnehmende Zähler ständig gefüllt und die übrigen n-1 Zähler sind stets nahezu leer. Diese Zähler besitzen darüber hinaus eine Besonderheit: Wenn ihr Inhalt beim Eintreffen eines Abwärtszählimpulses Null ist, bleibt er auf Null. Un wenn ihr Inhalt beim Eintreffen eines Zählimpulses ein Maximum ist, bleibt er ein Maximum. Ausführungsbeispiele für diese Zähler werden später beschrieben.
Die Ausgänge der Zähler sind einzeln mit ή weiteren UND-Gliedern 31, 32, ... 3n verbunden. Jedes dieser UND-Glieder ist außerdem mit seinem anderen Eingang mit dem entsprechenden Ausgang des Schieberegisters verbunden. Die zwei zusammengehörigen UND-Glieder vor und nach jedem Zähler werden somit synchron gesteuert, so daß ein Signal zur gleichen Zeit nur am Ausgang eines einzigen UND-Gliedes auftreten kann. Alle Ausgänge der UND-Glieder 31, bis 3n sind mit entsprechenden Eingängen eines ODER-Gliedes 5 verbunden, dessen Ausgang S lediglich die Nutzimpulse liefert, die zur Synchronisierung eines nicht dargestellten Taktgebers dienen.
Figur 2 zeigt die Form der an verschiedenen Punkten der Schaltung auftretenden Signale.
Figur 2a zeigt das am Anschluß E anliegende Eingangssignal. Es umfaßt sich mit der Wiederholperiode T wiederholende Nutzimpulse, die teilweise fehlen und mit Störimpulsen gemischt sind.
Figur 2b zeigt die nacheinander an das Schieberegister angelegten
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Impulse. Zur Vereinfachung der Figur wurde η gleich 3 gewählt. Diese Impulse werden auf drei Zähler 21, 22 und 23, jeweils in Verbindung mit ihren eingangsseitigen und ausgangsseitigen UND-Gliedern, verteilt. Die unter den Impulsen stehenden Ziffern 1, und 3 geben an, daß alle Impulse 1 für den Zähler 21, alle Impulse 2 für den Zähler 22 und alle Impulse 3 für den Zähler 23 bestimmt sind.
Figur 2c zeigt die an allen Zählern anliegenden Abwärtszählimpulse.
Schließlich zeigen die Figuren 2d, 2e und 2f den Inhalt der Zähler 21, 22 und 23, wobei angenommen ist, daß dieser Inhalt vor dem ersten Impuls der Figur 2a Null war. Man erkennt, daß der Zähler 21 sich gleichmäßig füllt, während die Zähler 22 und 23 praktisch leer bleiben.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Zählers. Er umfaßt zwei Schieberegister 4l und 42 mit je acht Stufen, die in Serie geschaltet sind, um bis zu 16 Impulsen aufnehmen zu können. Diese zwei Schieberegister besitzen Steuereingänge für die Aufwärtszählung und die Verschiebung nach rechts (Anschlüsse DD) und für die Abwärtszählung und die Verschiebung nach links (Anschlüsse DG).
Die von dem eingangsseitigen UND-Glied, das dem Zähler (Anschluß C) vorgeschaltet ist, gelieferten Impulse liegen an den zwei Eingängen DD der Schieberegister und an einer Verzögerungsschaltung 44 an, deren Ausgang mit einem Eingang(RAl) zur Rückstellung der ersten Stufe des Registers 41 auf 1 verbunden ist. Die erste Stufe des Registers 4l wird somit bei jedem Steuerimpuls auf den Zustand 1 zurückgestellt. Jeder Abwärtszählimpuls vermehrt die
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Zahl der in den Zustand 1 gebrachten Stufen um eine Einheit.
Die Abwärtszählimpulse (Anschluß D) liegen an den zwei Eingängen DG der Register und an einer Verzögerungsschaltung 43 an, deren Ausgang mit dem Eingang (RAZ) zur Rückstellung der letzten Stufe des Registers 42 auf Null verbunden ist. Jeder Abwärtszählimpuls vermindert somit die Zahl der im Zustand 1 befindlichen Stufen um eine Einheit.
Den Ausgang des Zählers (Anschluß P) bildet die Verbindung zwischen den zwei Register 41 und 42. Diese Wahl des Ausganges entspricht einem Schwellwert. Solange nämlich das Register 4l nicht gefüllt ist, ergibt sich kein Ausgangssignal. Sobald jedoch die Zahl der gezählten Impulse den Wert 8 überschreitet, befindet sich der Ausgang F im Zustand 1. Dies ist gleichbedeutend mit einer Serie von Impulsen der Dauer T/n und der Wiederholperiode T am Ausgang S der Gesamtschaltung, die sich im Synchronismus mit dem gesendeten Synchronisationssignal befindet.
Figur 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Zählers nach der Erfindung. Er umfaßt einen Zähler 51 mit vier Bits, .
zusammengesetzt aus vier bistabilen Kippstufen und somit in der Lage, 16 Impulse aufzunehmen. Dieser Zähler besitzt einen Zähleingang CC, einen Abwärtszähleingang DC und acht Ausgänge, die die Ausgänge Ql, Q2, Q3 und Q4 der Kippstufen und ihre invertiertenAusgänge Ql, Q2~, Qj5.und ÖT sind. Die Ausgänge Ql bis Q4 sind mit den Eingängen eines NAND-Gliedes 52 verbunden.
Der Ausgang dieser Schaltung ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 53 verbunden, dessen anderer Eingang die Zählimpulse (Anschluß C) erhält und dessen Ausgang mit dem Zähleingang des Zählers 51 verbunden ist. Die Ausgänge QT bis QT sind mit den Eingängen
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eines NAND-Gliedes 51J verbunden. Ein zweites UND-Glied 55 ist mit seinem einen Eingang mit dem Anschluß D für die Abwärtszählimpulse, mit seinem anderen Eingang mit dem Ausgang des NAND-Gliedes 5^ und mit seinem Ausgang mit dem Abwärtszähleingang des Zählers 51 verbunden.
Als Ausgang P des Zählers dient der Ausgang Q4, der sich auf dem Zustand 1 befindet, sobald acht Impulse gezählt sind. Die Glieder 52 und 53 haben den Zweck, Abwärtszählimpulse zu blockieren, solange der Zähler voll ist. Ebenso sperren die Glieder 54 und 55 die Abwärtszählimpulse, solange der Zähler leer ist.
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Claims (5)

26.8.1975 8430-IV/K Thornson-CSP Patentansprüche:
1. Schaltung zur Rückgewinnung oder Abtrennung einer Folge von Nutzimpulsen einer bestimmten Wiederholperiode P aus einem sowohl Nutzimpulse als auch Storimpulse enthaltenden Eingangssignal, mit Einrichtungen zur Abtastung des Eingangssignals in η Abtastschritten der Wiederholperiode T/n und
der
Einrichtungen zur Verteilung/n Abtastwerte jeder Periode T auf η Zähler, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Erzeugung von Abwärtszählimpulsen, die an den Zählern anliegen und eine längere Wiederholperiode als T besitzen, sowie Einrichtungen zur Peststellung des am schnellsten gefüllten Zählers und Einrichtungen zur Entnahme der diesem Zähler zugeführten Nutzimpulse vorgesehen sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Taktgeber (1), der Taktimpulse mit einer Wiederholperiode von T/n erzeugt,
ein η-stufiges Schieberegister (2), das die Taktimpulse aufnimmt,
η UND-Glieder (11, 12,... In) mit je zwei Eingängen, deren einer jeweils das Eingangssignal erhält und deren anderer jeweils mit dem Ausgang der entsprechenden Stufe des n-stufigen Schieberegisters (2) verbunden ist, η Zähler (21, 22,... 2n), die mit den Ausgängen der η UND-Glieder (11, 12, ... In) verbunden sind, η weitere UND-Glieder (31, 32,... 3n) mit je zwei Eingängen, deren einer jeweils mit dem Ausgang der entsprechenden Stufe des η-stufigen Schieberegisters (2) und deren anderer jeweils
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mit dem Ausgang des entsprechenden der η Zähler verbunden ist, ein ODER-Glied (5.) mit η Eingängen, die mit den Ausgängen der η zweiten UND-Glieder (31S 32,... 3n) verbunden sind und das die Nutzimpulse liefert
und einen Teiler (3S 4), der mit dem Taktgeber (1) verbunden ist und den Zählern Abwärtszählimpulse mit einer größeren Wiederholperiode als T zuführt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zähler zwei in Serie geschaltete Schieberegister (4l, 42) umfaßt und jedes Schieberegister einen Eingang, einen Ausgang, einen Steuereingang (D) für das Aufwärtszählen, an dem die von dem entsprechenden UND-Glied gelieferten Abtastwerte anliegen, und einen Steuereingang (DG) für das Abwärtszählen, an dem die Abwärtszählimpulse anliegen, aufweist, und daß zwischen dem Eingang des ersten Schieberegisters (4l) und dem Steuereingang für das Aufwärtszählen eine erste Verzögerungsschaltung (44) liegt und daß zwischen dem Ausgang des zweiten Schieberegisters (42) und dem Steuereingang für das Abwärtszählen eine zweite Verzögerungsschaltung (43) liegt und daß der Ausgang des Zählers mit der Leitung verbunden ist, die den Ausgang des ersten Schieberegisters (4l) mit dem Eingang des zweiten Schieberegisters (42) verbindet.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zähler eine Anordnung (5D aus bistabilen Kippstufen in Aufwärts/Abwärts-Zählschaltung umfaßt,
sowie ein erstes NAND-Glied (52), dessen Eingänge mit den Ausgängen (Ql bis Q4) der Anordnung (51) verbunden sind, und ein zweites NAND-Glied (54), dessen Eingänge mit den komplementären Ausgängen (Q 1 bis Q4) der Anordnung (51) verbunden sind,
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und ein erstes UND-Glied (53)» von dem ein Eingang mit dem Ausgang des ersten NAND-Gliedes (52) verbunden ist, der andere Eingang die Eingangsabtastwerte erhält und der Ausgang mit dem Aufwärtszähleingang verbunden ist und ein zweites UND-Glied (55) > von dem ein Eingang mit dem Ausgang des zweiten NAND-Gliedes (5*0 verbunden ist, der andere Eingang die Abwärtszählimpulse erhält und dessen Ausgang mit dem Abwärtszähleingang der Anordnung (51) verbunden ist,
und daß der Ausgang des Zählers mit dem Ausgang (Q*O der letzten Kippstufe der Anordnung (51) verbunden ist.
5. Verwendung einer Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Synchronisationsimpulsextraktion im Empfänger einer Anlage zur synchronen Informationsübertragung.
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DE2537937A 1974-08-27 1975-08-26 Synchronisationsschaltung, die durch Ermittlung eines günstigen Abtastzeitpunktes den Empfang von in einem gestörten Eingangssignal enthaltenen Impulsen ermöglicht Expired DE2537937C2 (de)

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