DE2603608A1

DE2603608A1 - Schaltungsanordnung zur umsetzung von analog-signalen in digital-signale und von digital-signalen in analog- signale

Info

Publication number: DE2603608A1
Application number: DE19762603608
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Schlichte
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE2603608B2; DE2603608C3; US4118697A

Description

SIEMENS AKTISNGESEILSCKAPT unser Zeichen

Berlin und München g ' VPA 76 P 6 0 18 BRD

Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen in Digital-Signal e und von Digital-Signalen in Analog-Signale

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen, insbesondere PAM-Signalen, in Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale, und zur Umsetzung von Digital-Signalen, insbesondere PCM-Signalen, in Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, unter Verwendung eines nach dem Iterativprinzip arbeitenden Analog-Digital-handlers, umfassend einen Analog-Vergleicher, an dessen einem Eingang ein Speicherkondensator liegt, dem das jevreils in ein Digital-Signal umzusetzende Analog-Signal zugeführt wird und von dessen Ausgang ein Digiiä.-

O Analog-Umsetzer über ein Register steuerbar ist, welchem bei der. Umsetzung eines Analog-Signals in ein Digital-Signal eine sich fortlaufend ändernde Codefolge zugeführt wird und welcher, bei der Umsetzung eines Digital-Signals in ein Analog-Signal das betreffende Digital-Signal zugeführt wird, wobei der Digital-Analog-Umsetzer ausgangsseitig mit dem anderen Eingang des , Analog-Vergleichers verbunden ist.

Eine Schaltungsanordnung der vorstehend bezeichneten Art - auch als Codec (Codierer/Decodierer) bezeichnet - ist bereits bekannt

ο (US-PS 3 883 864). Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ',vird ein in ein Digital-Sign al umzusetzendes Analog-Signal als PAI.!- Signal auf einem an einem Eingang eines Analog-Vergleichers angeschlossenen Speicherkondensator gespeichert. Einem weiteren Eingang dieses Analog-Vergleichers, der durch einen Operationsverstärker gebildet ist, wird eine entsprechend einem gewünschten

VPA 76 E 6020

Nt 13 KeI /29.1.1976 - 2 -

709831 /0852

COPY

OBIGiNAL INSi

2G03608

Verlauf zeitlich sich ändernde Vergleichsspannung zugeführt. Stellt der betreffende Vergle icher eine Übereinstimmung der miteinander verglichenen Signale fest, so gibt er einen S" erimpuls an ein Schieberegister ab, in welchem mit Auftreten c betreffenden Steuerimpulses eine Codefolge enthalten ist, die dem genannten Analog-Signal entspricht. Die betreffende Ccdefc stammt von einem Zähler, der mit Auftreten der einen vorgegebei Amplitudenbereich durchlaufenden Vergleichsspannung für den erwähnten Analog-Vergleicher sämtliche Zähler Stellungen durchläi Mithin existiert zwischen den Zähler Stellungen des erwähnten Zählers und den Amplituden der erwähnten VergMchsspannung ein« bestimmte feste Beziehung.

Ist bei der zuvor betrachteten bekannten Schaltungsanordnung < Digital-Signal in ein Analog-Signal-umzusetzen, so wird das b< treffende Digital-Signal zunächst mittels eines Digital-Vergleichers mit den von dem genannten Zähler abgegebenen versch: denen Codefolgen verglichen. Wird eine Übereinstimmung des Digital-Signals mit einer dieser Codefolgen festgesellt, so wird ein Signal mit der zu dem betreffenden Zeitpunkt vorhandf Amplitude des erwähnten Vergleichssignals auf-einem weiteren Zwischenspeicher zwischengespeichert, um dann über eine geson·' dsrte Leitung zu einer Empfangseinrichtung vreiterübertragen zi werden. Pur die Übertragung der Analog-Signale sind somit zwe:

Zweidrahtleitungen erforderlich - eine Zweidrahtleitung für d: Zuführung von in Digital-Signale umzusetzenden Analog-Signal ei und eine weitere Zweidrahtleitung für die Weiterleitung von Analog-Signalen, die umgesetzten Digital-Signalen entsprechen Damit ist der erforderliche Leitungsaufwand relativ hoch.

Es ist ferner eine ebenfalls als Codec zu bezeichnende Schalti anordnung der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 3 540 037. bei der ein In ein Analog-Signal umzusetzendes

VPA 76 E 6020 ■ - - 3 -

7 0 9 8 3 1 /JO 8 5 2 COPY

Digital-Signal nach Einspeicherung in einem Register ein einen Digital-Analog-'Yandler darstellendes R-2R-Widerstandsnetzwerk derart ansteuert, daß am Ausgang dieses Y/iderStandsnetzwerks eine dem betreffenden Digital-Signal ertsprechende Analog-Signal-Spannung zur Verfügung steht. Diese Analog-Signal-Spannung wird über einen als Operationsverstärker geschalteten Differenzverstärker an eine gesonderte Übertragungsleitung abgegeben. Ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal wird dem betreffenden Yergleicher zusammen mit einevon dem R-2R-V/iderstandsnetzwerk abgegebenen Analog-Yergleichsspaionung zugeführt. Der betreffende VergMeher steuert auscsngsseitig in diesem Pail über eine Ablaufsteuerlogik die Einstellung bzw. den Inhalt des bereits erwähnten Registers, welches in diesem Fall als Zähler betrieben ist und ausgangsseitig das R-2R-7/iderstandsnetzwerk steuert. Stellt der Vergleicher eine Übereinstimmung zwischen dem ihn zugeführten Analog-Signal und der von dem E-2R-"'iäerstandsnetzwerk gelieferten Analog-Vergleichsspannung fest, so hört die Einstellung des erwähnten Registers (Zählers) auf; die zu dem betreffenden Zeitpunkt in dem Register befindliche Codefolge stellt dann das den erwähnten Analog-Signal entsprechende Digital-Signal dar, das dann über eine gesonderte Leitung abgebbar ist. Damit sind also auch bei diesem bekannten Codec für die Übertragung von Analog-Signalen zwei gesonderte Zweidraht-Übertragungsleitungen erforderlich. Dies stellt, wie oben bereits erwähnt, einen rela tiv hohen Aufwand dar.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen T/eg zu zeigen, wie auf relativ einfache Weise bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art in Digital-Signale umzusetzende Analog-Signale und Analog-Signale, die durch Umsetzung von Digital-Signalen gewonnen werden, über ein und dieselbe Zweidrahtleitung übertragen werden können.

VPA 76 E 6020 . -A-

709831/0852

COPY j

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß zum einen dadurch, da:? der genannte eine Eingang des Analog-Vergleichers über einen Schalter an einer ^weidrahtleitung angeschlossen ist, über die die Analog-Signale übertragbar sind, daß zwischen dem genannten einen Eingang des Analog-Vergleichers und dessen Ausgang eine Konstantstronquelle über einen weiteren Schalter angeschlossen ist, daß der genannte eine Schalter jev/eils für eine Dauer geschlossen ist, während der die Aufladung des genannten Speicherkondensators durch ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal und/oder während der die Entladung des genannten SpeicherkoEäensatcrs im Zuge der Abgabe eines einem Digital--Signl entsprechenderJL:"!älcg-Signals erfolgt, und daß der genannte v/eitere Schalter nach Aufnähme eines in ein Analog-Signal umzusetzenden Digital-Signals in dem genannten Register des Analog-Digital-Wandlers für ei'.ne Dauer geschlossen ist, während der der Speicherkondensator auf eine der von dem Digital-Analog-Umsetzer auf die Zuführung des Digital-Signals hin abgegebenen Spannung entsprechende Spannung ladbar ist.

Eine andere Lösung der bezeichneten Aufgabe besteht erändungs-gemäß darin, daß der genannte eine Eingang des Analog-Vergleicher über einen Schalter an einer Zweidrahtleitung angeschlossen ist, über die die Analog-Signale übertragbar sind, daß der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers über einen weiteren Schalter und einen dazu in Reihe liegenden Irennverstärker mit dem genannten einen Eingang des Analog-Vergleichers verbunden· ist, daß der genannte eine Schalter jeweils für eine Dauer geschlossen ist, während der die Aufladung des genannten Speicherkondensators durch ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal und/oder während der die Entladung des genannten Speicherkondensators im Zuge der Abgabe eines einem* Digital-Signal entsprechenden Analog-Signals erfolgt, und daß der genannteweitere Schalter nach Aufnahme eines in ein Analog-Signal

VPA 76 E 6020 - 5 -

709831/0852

COPY

-. - . ORiGINAL INSPECTED

umzusetzenden Digital-Signals in dem genannten Register des Analog-Digital-Wandiers für eine Dauer geschlossen ist, während der der Speicherkondensator auf eine der von dem Digital-Analog-Umsetzer auf die Zuführung des Digital-Signals hin abgegebenen Spannung entsprechende Spannung ladbar ist.

Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Schaltungsanordnungen den Vorteil mit sich, daß sie für die Übertragung der Analog-Signale mit einem geringeren Leitun^saufwand auskommt. Gemäß der Erfindung wird nämlich sowohl für die -Übertragung der Analog-Signale, die durch den Analog-Digital-Wandler in Digital-Signale umzusetzen sind, als auch für die Übertragung der Analog-Signale, die von dem Digital-Analog-Umsetzer des erwähnten Analog-Digital-Wandlers auf die Aufnahme entsprechender Digital-Signale hin abgegeben worden sind, ein und dieselbe Zweidrahtleitung verwendet, ohne daß es bei der Übertragung der Analcg-Signale zu gegenseitigen Störungen zwischen diesen Signalen kommt.

Von Vorteil bei der zuletzt betrachteten Lösung der oben bezeichneten Aufgabe ist es, wenn der genannte Analog-Vergleicher.durch einen Operationsverstärker gebildet ist, dessen Ausgang mit dessen genannten einer Eingang üb'er den genannten we it eien Schalter verbindbar ist. Diese Maßnahme bringt den Vorteil mit sich, ohne einen gesonderten Trennverstärker aus-

" Verkommen zu können; der derTNgleicher bildende Operationsverstärker kann nämlich die Funktion des Trennverstärkers mit übernehmen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung liegt in Reihe zu der Zweidrahtleitung eine Induktanz, an der ein Ableitkondensator eines insbesondere einer Teilnehmer-* stelle zugehörigen Tiefpaßfilters angeschlossen ist. Hierdurch

VPA 76 E 6020 - 6 -

709831/0852

COPV j_ •hcaßlMAL INSPECTH)

ergibt sich der Vorteil, daß über die Zweidrahtleitung Analogsignale unter Ausnutzung des Resonanzumlädungsprinzips zwischen dem genannten Speicherkondensator und dem Ableitkondensator übertragbar sind.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Pig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt in einem Impuls-Zeit-Diagramm den Verlauf von Steuerimpulsen für die Betätigung von bei der Schaltungsanordnung nach Fig.1 und Fig.2 vorgesehenen Schaltern.

Die in Fig.1 dargestellte Schaltungsanordnung enthält einen durch eine Strichpunktlinie umrahmten Schaltungsteil, der generell als CODEC bezeichnet ist. Dieser CODEC umfaßt einen (wie noch ersichtlich werden wird) nach'dem Iterativprinzip arbeitenden Analog-Digital-Wandler, der Analog-Signale, insbesondere PAM-S ign ale, in Digital-Signale , insbesondere PCIi-Signale, umzusetzen gestattet und der mit^einem ihm zugehörigen Digital-Analog-Wandler Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale, in Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, umzusetzen gestattet. Der betreffende CODEC umfaßt einen Analog-Vergleicher Vgl, der durch einen Operationsverstärker bzw. Differenzverstärker gebildet sein mag. Am Ausgang dieses Vergleichers Vgl ist eine Verknüpfungssteuerschaltung Vs angeschlossen. Dabei ist in Fig.1 angedeutet, daß in dieser Verknüpfungssteuerschaltung Vs enthaltene Verknüpfungs-Glieder,

• beispielsweise UND-Glieder, mit ihren einen Eingängen am Ausgang des Analog-Vergleichers Vgl direkt angeschlossen sein mögen. Mit ihren anderen Eingängen sind die betreffenden Verknüpfungsglieder an den Ausgängen eines Zählers Z angeschlossen, der von einem Taktgenerator Tg aufeinanderfolgend Taktimpulse für eine

VPA 76 E 6020 ,.., - 7 -

70983iV0852

COPY
" " ORK3INAL INSPECTED

Zählung zugeführt erhält. Der Zähler Z mag ein 1-aus~n-Zähler oder ein Binärzähler mit nachgeschaltetem Decodiernetzwerk sein; er soll stets an einem seiner Eingänge ein Ausgangssignal abgeben.

Am Ausgang des Verknüpfungssteuernetzwerks Vs sind die Eingänge von Registerstufen eines Schieberegisters Reg angeschlossen. An den Ausgängen der Registerstufen des Schieberegisters Reg ist ein Digital-Analog-Umsetzer DAC mit seinen Eingängen angeschlossen. Der Ausgang dies .s Digital-Analog-Umsetzers DAC ist mit dem einen (in Pig.1 unteren) ..Eingang (+) des Analog-"Vergleichers Vgl verbunden. Bei dem Digital-Analog-Umsetzer DAC kann es sich um ein R-2R-Widerstandsnetzwerk handeln, wie es bei der einen der oben betrachteten bekannten Schaltungsanordnungen verwendet ist.

Das c^hieberegi. uar Reg ist im vorlegenden Pall mit einem SchieDeeingang an einer Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale, in ankommender Richtung übertragenden Zweidrahtleitung PCMan angeschlossen; mit einem Schiebeausgang ist das betreffende Schieberegister Reg an einer Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale,in abgehender Richtung übertragenden Zweidrahtleitung PCMab angeschlossen. Die beiden Zweidrahtleitungen PCMan und PCMab bilden somit zusammen eine Vieriraht-Übertragungsstrecke für die Übertragung von Digital-Signalen, insbesondere PCM-Signalen, in beiden Übertragungsrichtungen.

An dem noch nicht erwähnten anderen Eingang (-) des Analog-Vergleichers Vgl ist ein Speicherkondensator C2 angeschlossen. Auf diesem Speicherkondensator C2 werden sowohl die jeweils im Zuge einer Codierung in Digital-Signale umzusetzenden Analog-Signale zwischengespeichert als auch die Analog-Signale, die von_%dem CODEC nach Umsetzung (Decodierung) von ihm zugeführten Digital-Signalen abgegeben werden, wie dies weiter unten noch näher ersichtlich werden wird. Die betreffenden Analog-Signale werden

VPA 76 E 6020 - 8 -

709831 /0852

durch Betätigung eines Schalters S1 von einer Zweidrahtleitung L her zugeführt "bzw. an diese abgegeben. In Reihe zu dieser Zweidrahtleitung L liegt eine Induktanz 12, die an dem Verbindungspunkt einer weiteren Induktanz L1 und eines Ableitkondensators Cl angeschlossen ist. Dieser Ableitkondensator C1 bildet zusammen mit der Induktanz L1 zumindest einen Teil eines Tiefpaßfilters, an welchem, wie in Fig.1 als Beispiel gezeigt, • eine Teilnehmerstation Tn angeschlossen sein mag.

Zusätzlich zu den bisher betrachteten Schaltungselementen weist die in Fig.1 dargestellte Schaltungsanordnung noch eine Konstant stromquelle Cs auf, die über einen v/eiteren Schalter S21 in die Verbindung zwischen dem Ausgang des Analog-Yergleicher Vgl und dessen zuletzt betrachteten Eingang (-) wirksam sehaltbar ist. Die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung enthält die in Fig.1 dargestellte Schaltungsanordnung einen CODEC mit ei-nem nach dem Iterativprinzip arbeitenden Analog-Digital-™andler (Codierer). Dieser CODEC ist in der gleichen Weise aufgebaut wie der in Fig.1 dargestellte CODEC; demgemäß sind entspre-chende Schaltungsteile in Fig.2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie die entsprechenden Schaltungsteile in Fig.1. Der CODEC gemäß Fig.2 ist wie der DODEC gemäß Fig.1 mit seinem für die Aufnahme von Analog-Signalen bestimmten Eingang - das ist der eine Eingang des Analog-Vergleiches Vgl - mit einem Speicherkondensator C2 verbunden und über einen Schalter S1 an. einer Zweidrahtleitung L angeschlossen. Diese Zweidrahtleitung L ist wie in Figur 1 über eine Induktanz 12 mit einem Tiefpaßfilter verbunden, bestehend aus einer Induktanz L und einem Kondensator C1. An diesem Tiefpaßfilter mag ebenfalls eine Teilnehmerstation Tn angeschlossen sein. An dieser Stelle sei bemerkt, daß in Abweichung von den in Fig.1 und,2 dargestellten Verhältnissen an dem Speicherkondensator C1 nicht

VPA 76 E 6020 - 9 -

709831/0852

COPY ORIGINAL !NSPEiCTED

eine Teilnehmerstation Tn über eine Induktanz L1 angeschlossen zu sein braucht, sondern daß es auch möglich ist,da:3 an dem betreffenden Kondensator C1 ein weiterer CCDEC angeschlossen ist.

Im Unterschied zu der in Fig.1 dargestellten Schaltungsanordnung ist bei der in Pig.2 dargestellten Schaltungsanordnung der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers DAC über die Reihenschaltung eines weiteren Schalters S22 und eines Trennverstärkers Bv mit dem bereits erwähnten einen Eingang des Analog-

"io Vergleichers Vgl verbunden, also mit dem Eingang (-) des An al ο g-VergleLchers Vgl, an dem der Speicherkondensator C2 angeschlossen ist. Die Punktion des Trennverstärkers Bv kann gegebenenfalls auch durch den Analog-Vergleicher Vgl übernommen werden, wenn, wie oben bereits erwähnt, dieser Analog-Vergleicher durch einen Operationsverstärker gebildet ist. In diesem Fall genügte es, den Schalter S22 zwischen dem Ausgang und dem erwähnten einen Eingang (-) - an welchem der Speicherkondensator C2 angeschlossen ist- des betreffenden Operationsverstärkers anzuschließen.

Nachdem zuvor der Aufbau der in Pig.1 und 2 der dargestellten Schaltungsanordnungen in dem hier erforderlichen Umfang erläutert worden ist, sei nunmehr die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnungen näher betrachtet. In Fig.3 ist^n einem Impuls-Zeit-Diagramm der Verlauf von Impulsen angedeutet, die an den Betätigungseingängen x, y1 bzw.x, y2 der Schalter S1, S21 bzw. SI, S22 auftreten mögen. Dabei sind die an den Betätigungseingängen χ der Schalter S1 auftretenden Impulse in Fig. 3 mit Ix bezeichnet, und die an den Betätigungseingängen yi bzw. y2 der Schalter S21 bzw. S22 auftretenden Impulse sind in Fig.3 mit Iy bezeichnet. Treten die betreffenden Impulse Ix bzw. Iy auf, so führen die entsprechenden Betätigungseingänge der erwähnten Schalter jeweils ein hohesPotential (E-Signal);

VPA 76 E 6020 - 10 -

709831/0852

ί ,COPY

ORIGINAL I

zu allen übrigen Zeitpunkten führen die Betätigungseingänge der betreffenden Schalter ein niedriges Potential (L-Sigmil)

in Fig.3 gezeigt, treten die Impulse Ix und Iy abwechselnd aufeinanderfolgend auf. Auf das Auftreten der einzelnen Betätigungsimpulse Ix bzw. Iy laufen folgende Vorgänge ab. Auf das Auf treten eines Betätigunpsimpulses Ix während einer Zeitspanne tx(von z.B. 5/us -) (entsprechend der Dauer eines Zeitfaches eines einer Verbindung zugeteilten Zeitkanals mix zyklisch wiederholt in Pulsrahmen auftretenden Zeit fächern) mag über die Zweidraht leitung L auf dem Speicherkondensator C2 ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal als PAM-Signal swischengespeichert werden. Gleichzeitig mit der Abspeicherung eines solchen Analog-Signals auf dem Zwischenspeicher C2 kann unter Zugrundelegung der- in Pig.1 und 2 gezeigten Verhältnisse ein auf dem Zwischenspeicher C2 zuvor zwisch engespei eher te s Analog-Signal über die Zweidrahtleitung L zu dem Kondensator CI hin übertragen werden, ^abei wird das an sich bekannte Prinzip der Resonanzumladung ausgenutzt. Dies bedeutet, daß während der Schließung des Schalters 81 ein Austausch der auf den Kondensatoren C1 und C2 enthaltenen Ladungen erfolgt.

Innerhalb der Zeitspanne te, die mit der. Rückflanke des Betätigungsiinpulses· Ix beginnt, führt der CODEC einen ümsetzvcrgang aus, im Zuge dessen das auf dem Speicherkondensator C2 gespeicherte Analog-Signal sukzessiv in ein Digital-Signal umgesetzt wird. Am Ende dieses nach dem an sich bekannten Iterativprinsip arbeitenden Umsetzvorgangs befindet sich in dem Schieberegister Reg eine Codefolge, dieHas Digital-Signal des Analog-Signals darstellt, welches auf dem Speicherkondensator C2 noch gespeichert ist.

Innerhalb der sich an die Zeitspanne te unmittelbar anschließenden Zeitspanne td kann die in dem Schieberegister Reg enthaltene Codefolge aus diesem Schieberegister herausgeschoben und über

VPA 76 E 6020 - 11 -

709 8.3 1/0852

ι ι

ORIGINAL INSPECTED

die Leitung PCKab an eine Signalaufriahmeeinrichtung weitergeleitet werden. Gleichzeitig mit diesem Vorgang kann eine Codefolge, die ein in ein Analog-Signal umzusetzendes Digital-Signal darstellt, über die Leitung PClIan in das Schieberegister Eeg eingeführt werden. Am Snde der Zeitspanne td mag in dem Schieberegister Reg das in ein Analog-Signal umzusetzende Digital-Signal enthalten sein. Damit steht praktisch su diesem Zeitpunkt an Ausgang des Digital-Analcg-Umset-s ers DAC eine Spannung zur Yerfügur.f die das Analog-Signal öes betreffenden Digital-Signal? darstellt,

Innerhalb der sich an die Zeitspanne td anschließenden Zeitspanne ty (mit einer Dauer von z.B. 10 /us) tritt ein Betätigungsimpuls Iy auf. Das Auftreten des Betätigungsimpulses führt dazu, daß der Speicherkondensator C2 am Ende der Zeitspanne ty eine Spannung führt, die der Spannung am Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers DAC entspricht. Im Falle der Schaltungsanordnung gemäß Fig.1 erfolgt während der Dauer des Auftretens eines BetätiguBirsimpulses Iy eine solche Ladung bzw. Umladung des Speicherkondensators C2 über die wirksam geschaltete Konstantstromquelle Cs, daß an dem Speicherkondensator C2 an Ende der Zeitspanne ty die Spannung liegt, die an dem mit den Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers DAC verbundenen Eingang des Azialcg-Yergleichers Vgl liegt. An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Polarität der Spannung, auf die der Speicherkonaer.sator infolge Wirksamseins der Konstant stromquelle Cs maximal ladbar ist_f entgegengesetzt ist zu der Polarität der Spannung, auf die der Speicherkondensator C2 von der Teilnehnerstation Tn her maximal ladbar ist und die das Analog-Signal darstellt, welches zuvor in ein Digital-Signal umgesetzt worden ist. Absolut betrachtet treten jedoch die erwähnten Spannungen innerhalb gleich großer Amplitudenbereiche auf .Letztrasjtrifft auch für die Schaltungsanordnung gemäß Fig.2 zu.

Im Hinblick auf die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß während der Zeitspanne ty, also während der Betätigung des Schalters S22, über den Trennverstärker Bv sichergestellt wird, daß am Ende der Zeitspanne ty auf dem Speicherkondensator C2 die am Ausgang des

709831 /0852
VPA 76 E 6020 - 12 -

BAD ORfGfMAL

Digital-Analog-Umsetzers DAC vorhandene Spannung liegt. Der Trennverstärker Bv wird vorzugsweise eine hohe Eingangsinpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz besitzen.

Nach Ablauf der Zeitspanne ty, also mit Wiederöffnen des Schalters S21 bzw. S22 liegt an dem Speicherkondensator C2 eine Spannung, die dasjenige Analog-Signal darstellt, welches dem Digital-Signal entspricht, welches dem Schieberegister Reg über die Leitung PCL'an zuvor zugeführt worden ist. Damit sind innerhalb der in Pig.3 mit ΐ bezeichneten Zeitspanne ein Codiervorgang (Umsetzung eines Analog-Signals in ein Digital-Signal) und ein Decodiervorgang (Umsetzung eines Digital-Signals in ein Analog-Signal) abgewickelt worden. Ist die Zeitspanne T gleich die Dauer (von z.B. 125 /Us) eines Puls-ahmens in einem Zeitmultiplexsystem, so tritt unmittelbar im Anschluß an das Verschwinden eines Betätigungsimpulses Iy wieder ein Betätigungsinipuls Ix auf, wie dies in Ii¹Ig₁J auch veranschaulicht ist. Im Hinblick auf Fig.3 sei noch bemerkt, daß zwar angedeutet ist, daß die Betätigungsimpulse Iy von längerer Dauer sind als die Betätigungsimpulse Ix. Diese längere Dauer ergibt sich mit Rücksicht darauf, daß die Umladung des Speicherkondensatofs C2 durch die wirksam geschaltete Konstantstromquelle Cs im Falle der Schaltungsanordnung nach Pig. 1 bzw. nach Pig.2 im ungünstigsten Pail langer dauert als ein Austausch von Ladungen zwischen den Kondensatoren C1 und C2.

Abschließend sei noch bemerkt, daß man in Abweichung von den vorstehend erläuterten und aus Pig.1 und 2 ersichtlichen Verhältnissen für die Übertragung von Analog-Signalen über die jeweilige Zweidrahtleitung L in beiden Übertragungsrichtungen gegebenenfalls ohne Ausnutzung des Prinzips der Resonanzumladung auskommt. So ist es z.B. denkbar, den jeweiligen Schalter S1 während der

VPA 76 E 6020 - 13 -

709831/08 5 2

BAD ORIGINAL

erwähnten Zeitspannen tx zu schließen, um an den jeweiligen ^peicherkondensator C2 über die zugehörige Zweidrahtleitung L Analog-Signale abzugeben, die in Digital-Signale umzusetzen sind. Während anderer Zeitspannen wären dann dem jeweiligen Schalter S1 weitere Betatigungsimpulse zuzuführen, um zuvor auf dem zugehörigen Speicherkondensator C2 abgespeicherte Analogsignale über die zugehörige Zweidrahtleitung L weiterzuleiten. In diesem Falle müßten die Betätigungsimpulse Iy vor Auftreten der zuletzt erwähnten weiteren Betätigungsimpulse für den jeweiligen Schalter S1 beendet sein.

Es ist außerdem möglich, daß ein gemäß der Erfindung betriebener CODEC in Abweichung von den erläuterten Verhältnissen nicht nur für eine Teilnehmerstation vorgesehen wird, sondern in einer PAM-Konzentrationsstufe für eine Anzahl von Teilnehmerstationen.

4 Patentansprüche

VPA 76 E 6020 - 14 -

709831/0852

Claims

Patentansprüche

1) Schaltungsan oranung zur Umsetzung von Analog-Signalen, insbesondere PAM-Signalen, in Digital-Signale, insbesondere PCM-Signale, und zur Umsetzung von Digital-Signalen, insbesondere PCM-Signalen, in Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, unter Verwendung eines nach dem Iterativprinzip arbeitenden Analog-Digital-Wandlers, umfassend einen Analog-Vergleicher, an dessen einen Eingang ein Speicherkondensator liegt, dem das jeweils in ein Digital-Signal umzusetzende Analog-Signal zugeführt wird und von dessen Ausgang ein Digital-Analog-Umsetzer über ein Register steuerbar ist, welchem bei der Umsetzung eir.es Analog-Signals in ein Digital-Signal eine sich fortlaufend ändernde Codefolge zugeführt wird und welchem beifder Umsetzung eines Digital-Signals in ein Analog-Signal das betreffende Digital-Signal zugeführt wird, wobei der Digital-Analog-Umsetzer ausiranrsseitig mit dem anderen Eingang des Analog-Vergleichers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte eine Eingang (-) des Analog-Vergleichers (Vgl) über einen Schalter (S1) an einer· Zweidrahtleitung (L) angeschlossen ist, über die die Analogsignale übertragbar sind,daß zwisciHi dem genannten einen Eingang (-) des Analog-Vergleichers (Vgl) und dessen Ausgang eine Konstant Stromquelle (Cs) über einen weiteren Schalter (S21) angeschlossen ist, daß der genannte eine Schalter (S1) jeweils für eine Dauer (tx) geschlossen ist, während der die Aufladung des genannten Speicherkondensators (C2) durch ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal und/oder während der.die Entladung des genannten Kondensators (C2) im Zuge der Abgabe eines einem Digital-Signal entsprechenden Analog-Signals erfolgt, und daß der genannte weitere Schalter (S21) nach Aufnahme eines in ein Analog-Signal umzusetzenden Digital-Signals in den genannten Register (Reg) für eine Dauer (ty) geschlossen ist, während der der Speicherkondensator (C2) auf eine dsr von dem Digital-Analog-Umsetzer (DAC) auf die Zuführung des genannten Digital-Signals

VPA 76 E 6020 - 15 -

709831/0852 '—-

ORIQiNAL !NSPBCTED

hin abgegebenem Spannung entsprechende Spannung ladbar ist.

2) Schaltungsanordnung zur Umsetzung von Analog-Signalen, insbesondere PAM-Signalen*/insbesondere PCM-Signale, und zur Umsetzung von Digital-Signalen, insbesondere PCr.!-Signalen, in Analog-Signale, insbesondere PAM-Signale, unter Verwendung eines nach dem Iteri tivprinzip arbeitenden Analog-Digital-Wandlers, umfassend einen Analog-Vergleicher, an dessen einen Eingang ein Speiche-kondensator liegt, dem das jeweils in ein Digital-Signal umzusetzende Analog-Signal zugeführt wird und von dessen Ausgang ein Digital-Analog-Umsetzer über ein Register steuerbar ist, welchem bei der Umsetzung eines Analog-Signals in ein Digital-Signal eine sich fortlaufend ändernde Codefclge zugeführt wird und welchem bei der Umsetzung eines Digital-Signals in ein Analog-Signal das betreffende Digital-Signal zugeführt wird, wobei der Digital-Analog-Umsetzer ausgangsseitig mit dem anderen Eingang des Analog-Vergleichers verbunden ist,dadurch gekennzeichnet, daß der genannte eine Eingang des Analog-Vergleichers (Vgl) über einen Schalter (S1) an einer Zweidrahtleitung (L) angeschlossen ist, über die die Analog-Signale übertragbar sind, daß der Ausgang des Digital-Analog-Umsetzers (DAC) über einen weiteren Schalter (S22) und einen dazu in Reihe liegenden Trennverstärker (By) mit dem genannten einen Eingang des Analog-Vergleichers (Vgl) verbunden ist, daß der genannte eine Schalter (S1) jeweils für eine Dauer (tx) geschlossen ist, während der die Aufladung des genannten Speicherkondensators (C2) durch ein in ein Digital-Signal umzusetzendes Analog-Signal und/oder während der die Entladung des genannten Speicherkondensators (C2) im Zuge der Abgabe eines einem Digital-Signal entsprechenden Analog-Signals erfolgt, und daß der genannte weitere Schalter (S22) nach Aufnahme eines in ein Analog-Signal umzusetzenden Digital-Signals in dem genannten Register (Reg) des Analog-Digital-Wandlers für eine Dauer (ty) geschlossen ist, während der

VPA 76 E 6020 - 16 -

*/in Digital-Signale,

709831/0852

der Speicherkondensator (C2) auf eine der von dem Digital-Analog-Umsetzer (DAC) auf die Zuführung eines in ein Analog-Signal umzusetzenden Digital-Signals hin abgegebenen Spannung entsprechende Spannung ladbar ist.

3) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Analog-Vergleicher (Vgl) durch einen Operationsverstärke: gebildet ist, dessen Ausgang mit dessen genannten einen Eingang (-) über den genannten weiteren Schalter (S22) verbindbar ist.

4) Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Zweidrahtleitung (L) eine Induktanz (L) liegt, an der ein Ableitkondensator (C1) eines insbesondere einer Teilnehmerstation (Tn) zugehörigen Tiefpaßfilters (L1, C1) angeschlossen ist,.

VPA 76 E 6020

7 0 9 8 3 1 / 0 8 R 2