DE2853058A1

DE2853058A1 - Einrichtung zur taktrueckgewinnung in einer empfangsstation eines digitalen datenuebertragungssystems

Info

Publication number: DE2853058A1
Application number: DE19782853058
Authority: DE
Inventors: Keith Caves; Colin Martin Duxbury
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB1560270A

Description

K.Caves 6-1

Einrichtung zur Taktrückgewinnung in einer Empfangsstation eines digitalen Datenübertragungssystems

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Taktrückgewinnung in einer Empfangsstation eines digitalen Datenübertragungssystems aus den in der Empfangsstation empfangenen digitalen Daten und dem Leitungstakt des Datenübertragungssystems, bei der vom Leitungstakt eine Daten-Taktimpulsfolge abgeleitet wird, deren Frequenz gleich der Nenn-Bitgeschwindigkeit der empfangenen Daten ist.

Ein bekanntes Verfahren zur Übertragung eines seriellen Datenstroms an eine entfernte Datenstation besteht darin, die Daten mit einem Leitungstakt zu versehen, dessen Frequenz um ein Vielfaches höher ist als die Datenbitgeschwindigkeit und das redundant kodierte Signal über ein Modem auf die Leitung auszusenden. Nach der Demodulation in der Empfangsstation wird eine Hehrheitsentscheidung aufgrund der η zuletzt empfangenen Bits durchgeführt, wodurch eine Grundfehlerkorrektur erfolgen kann, η ist die ungerade Zahl, die dem Verhältnis zwischen der Frequenz des Leitungstaktes und des Datentaktes am nächsten kommt. Durch Ableitung des Datentaktes von diesem durch die Mehrheitsentscheidung gewonnenen Datensignal ist es möglich, dieses Datensignal wieder in das richtige Zeitraster zu bringen, und damit die Fehlerkorrektur zu vervollständigen.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Rückgewinnung des Datentaktes abhängig von einem ankommenden Datensignal anzugeben, die sich für eine Verwendung in einem digitalen Datenübertragungssystem eignet.

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen,

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 die Daten- und Taktsignale eines solchen Systems mit Maßnahmen zur Fehlerkorrektur,

Fig.2 ein vereinfachtes Blockschaltbild des zum Verständnis der Erfindung relevanten Teils einer Datenempfangsstation und

Fig.3 ein ausführlicher dargestelltes Blockschaltbild der in Fig.2 gezeigten Anordnung.

Die Signalform a in Fig.1 zeigt einen Teil eines asynchronen zu übertragenden Datenstromes in der NRZ-Kodierung (NRZ = non-return-to-zero) wogegen b den Leitungstakt zeigt, dessen Frequenz, wie leicht zu sehen ist, weitaus höher als die Bitgeschwindigkeit der Daten ist. Bei diesem Frequenzunterschied schließen jeweils zwei aufeinanderfolgende Datenbits eine

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Anzahl von Taktperioden des Leitungstakts ein, die nicht konstant sein muß, sondern von einem Paar aufeinanderfolgender Bits zum nächsten Paar um 1 schwanken kann. Die Signalform c zeigt die Verknüpfung des DatenStroms a mit dem Leitungstakt b, nämlich die auf die Leitung ausgesendeten Daten.

Die Signalform b zeigt die Daten der Signalform c, wie sie an einer Empfangsstation empfangen werden, nämlich beispielsweise mit zwei Ubertragungsfehlern A und B. Die Mehrheitsentscheidung erfolgt dadurch, daß unter der Steuerung des Leitungstaktes die relative Anzahl von 1- und O-Zuständen im empfangenen Datenstrom für jeden Satz der η zuletzt abgelaufenen Perioden des Leitungstaktes gezählt werden. Im vorliegenden Fall ist n=7, und die Mehrheit für die Mehrheitsentscheidung beträgt 4. Wie bei e gezeigt, bewirkt dies, daß der Fehler A innerhalb der Periode des 1-Zustande beseitigt wird, wie mit A¹ gestrichelt gezeigt, wogegen der Fehler B, wie mit B¹ gezeigt, eine Verzögerung des Endes des ersten 1-Zustandes um eine Periode des Leitungstaktes zur Folge hat. Die Signaiform f ist die rückgewonnene Daten-Taktimpulsfolge auf deren Rückgewinnung, wie nachstehend beschrieben wird, abhängig von dem empfangenen Datenstrom sich die vorliegende Erfindung bezieht.

Die Signalform g zeigt die durch Mehrheitsentscheid erhaltenen Daten der Signalform e, wie sie nach einem ersten Wiederherstellen der Synchronisation auftreten. Wie man sieht, ist die Verzögerung des Übergangs, die durch den ubertragungsfehler B verursacht wurde, beseitigt. Dies ist mit B'' gezeigt. Die durch Mehrheitsentscheidung gewonnenen Daten nach ihrer letzten Synchronisation zeigt schließlich die Signalimpulsfolge h,

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und man sieht, daß die normale Übereinstimmung mit dem Datentakt wiederhergestellt ist, wie mit C angedeutet ist, d.h. die Datenübergänge fallen zusammen mit den ansteigenden Flanken der Taktimpulse.

Es wird nun die Fig.2 beschrieben. Wie"bereits erwähnt, ist die Frequenz des Leitungstaktes (b) kein ganzzahliges Vielfaches der ursprünglichen Datenbitgeschwindigkeit, so daß einige der empfangenen Datenbits eine Taktimpulsperiode mehr als andere einschließen. Dazu kommt, daß die Daten und der Leitungstakt, obwohl ihre Frequenzen normalerweise fest sind und sie daher über eine lange Periode synchron zueinander sein sollten, in Wirklichkeit leicht asynchron zueinander sind aufgrund von Toleranzen dieser beiden Frequenzen. Das vorliegende übertragungssystem soll beiden dieser Faktoren Rechnung tragen. '

Weil die Daten in einem seriellen NRZ-Bitstrom über die Leitung übertragen werden, liegt die einzige Information über den Takt der Daten in den übergängen des Leitungszustandes. In einem solchen System ist es üblich, eine synchronisierende Präambel in den ausgesendeten Datenstrom einzufügen, wenn eine Reihe von aufeinanderfolgenden Bits mit demselben logischen Pegel länger als eine vorgegebene Zeit t andauert. Dies ist notwendig, weil bei einem solchen Datenstrom die Leitung für eine relativ lange Periode in einem einzigen Zustand bleibt, und der Empfänger somit keine Möglichkeit hat, die Synchronisation aufrecht zu erhalten, wenn nicht eine solche Maßnahme getroffen wird. Auf diese Weise kommt zumindest von einer Datenübergangshäüfigkeit von 1/t ein Beitrag zur Taktinformation zum Empfänger.

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Somit arbeitet das System unter den folgenden Bedingungen:

a) übertragungsfehler (bis zu einer vorgegebenen Grenze)

b) Datenbits von ungleicher Länge

c) Asynchronismus zwischen der Daten- und der Leitungstaktfrequenz (bis zu einer vorgegebenen Grenze) und

d) mindestens 1/t Datenübergänge in der Sekunde.

Bei der Anordnung nach Fig.2 wird der Leitungstakt, dessen Frequenz ein Vielfaches der Bitgeschwindigkeit (Fig.1) ist an einen Multiplizierer 1 mit einem Phasenregelkreis angelegt, dessen Ausgangssignal wiederum einem Taktteiler 2 zugeführt wird, der die rückgewonnene Daten-Taktimpulsfolge (f, Fig.1) liefert. Diese hat eine Frequenz, die gleich der Nenn-Datenbitgeschwindigkeit ist, und ist somit niedriger als die Frequenz des Leitungstaktes.

Die empfangenen Daten gelangen auf eine Phasenvergleichsschaltung 3, an die auch die rückgewonnene Daten-Taktimpulsfolge angelegt wird. Diese Phasenvergleichsschaltung 3 stellt Unterschiede zwischen den Zeitpunkten der übergänge des Leitungszustandes und den Zeitpunkten der ansteigenden Flanken des Ausgangssignals des Taktteilers 2 fest. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird über eine Einheit 4, die mit "übertragungsfehlerreduzierung" bezeichnet ist, an eine Phasenverschiebungssteuerung 5 angelegt, die die Phase der vom Taktteiler 2 erzeugten Impulse einstellt. Wie anhand von Fig.3 noch erläutert werden wird, wird eine Phasendifferenz ignoriert, wenn sie kleiner ist als ein vorgegebener Betrag

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Dies bedeutet ein "Synchronisationsfenster", außerhalb dessen ein Synchronisationsfehler erst beachtet wird.

Zusätzlich zu der Regelschleife, welche die Einheiten 3, 4 und 5 umfaßt, ist eine zweite Regelschleife vorhanden, welche die Menge der für die Phasenfehlererkennung notwendigen Information im Verhältnis zur Menge der empfangenen Taktinformation verändert. Diese Regelschleife enthält eine Taktüberwachungseinheit 6, die anhand der Anzahl der übergänge in der ankommenden Information die Menge der Taktinformation in den Daten bestimmt und die Phasenverschiebungssteuerung 5 über eine Phasenfehlersteuerung 7 entsprechend dieser Menge von Taktinformation beeinflußt.

Nachdem nun die Anordnung, die sicherstellen soll, daß die Daten-Taktimpulsfolge der empfangenden Datenstation richtig synchronisiert ist, sehr kurz beschrieben ist, sei nun das ausführlicher dargestellte Blockschaltbild nach Fig.3 betrachtet. Hier werden die Daten, nachdem sie der oben erwähnten Mehrheitsentscheidung unterworfen worden sind, einer übergangserkennungsschaltung 10 und von dort in der Hauptregelschleife einer Einheit 11 zugeführt, in welcher die synchronen Datenübergänge unterdrückt werden. Dies geschieht unter der Steuerung durch den Taktzähler 12, der die rückgewonnene Daten-Täktimpulsfolge liefert, über eine Einheit zur Bestimmung des Synchronisationsfensters. Diese Einheit 13 wird vom Taktzähler 12 so gesteuert, daß Datenübergänge, die innerhalb des Synchronisationsfensters liegen, in der Einheit 11 gesperrt werden. Wie bereits erwähnt, ist dieses

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Synchronisationsfenster derart um die ansteigende Flanke eines Taktimpulses angeordnet, daß diese Flanke in seiner Mitte liegt, und ein Datenübergang wird als zeitlich richtig liegend betrachtet, wenn er innerhalb dieser Fensterperiode liegt.

Das Ausgangssignal der Einheit 11 zur Eliminierung synchroner übergänge besteht daher aus Signalen, von denen jedes einem Datenübergang entspricht, der außerhalb des Synchronisationsfensters auftritt. Diese Signale werden einem Phasenfehler- zähler 14 zugeführt, welcher der oben erwähnte Vorwärts-Rückwärtszähler ist. Diese Einheit enthält eine logische Schaltung, die vom Ausgangssignal des Taktzählers 12 so gesteuert wird, daß der Phasenzähler um einen Zählschritt vorwärts oder rückwärts zählt, je nach den zeitlichen Beziehungen zwischen den Datenübergängen auf der Leitung und der ansteigenden Flanke des Daten-Taktimpulses. Wenn der Datenübergang zu früh kommt, wird der Zähler in der Einheit 14 um einen Zählschritt rückwärts geschaltet, und wenn der Datenübergang zu spät kommt, wird der Zähler um einen Zählschritt vorwärts geschaltet.

Die Phasenfehlerzählereinheit 14 hat zwei Ausgänge. Ein Ausgang ist mit einem Detektor 15 für den Zählerstand -N verbunden und der andere mit einem Detektor 16 für den Zählerstand +N. Wenn der Zähler 14 um N Zählschritte in einer Richtung fortgeschaltet worden ist, so spricht einer dieser beiden Zähler an und zeigt damit an, daß die Schwelle der Phasenverschiebung erreicht worden ist. Zu beachten ist, daß keiner dieser beiden Detektoren anspricht, wenn eine solche Folge von

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nichtsynchronen übergängen aufgetreten ist, die abwechslungsweise vor und nach dem Synchronisationsfenster liegen. Jeder dieser beiden Detektoren gibt, wenn er anspricht, ein Signal an eine Einheit 17 zur Rückstellung des Phasenfehlerzählers, deren Ausgangssignal in einem solchen Fall den Phasenfehlerzähler 14 zurückstellt.

Der Taktzähler 12 erhält seine Eingangssignale normalerweise aus dem Leitungstaktgenerator über einen Multiplizierer 18 mit einer Phasenregelschleife, der eine Zwlschen-Taktimpulsfolge produziert, deren Frequenz gleich einem Vielfachen der Frequenz des Leitungstaktes ist. Diese Zwischen-Taktimpulsfolge wird einer Phasenverzögerungseinheit 19 zugeführt, welche sie während des synchronen Betriebszustandes unverändert bis zum Taktzähler 12 durchläuft, der in diesem Falle als Teiler arbeitet und die wiedergewonnene Daten-Taktimpulsfolge liefert.

Falls aufgrund der oben beschriebenen Weiterschaltungen des Phasenfehlerzählers 14 der Detektor 16 für den Schwellenwert +N ein Ausgangssignal abgibt, so sperrt die Phasenverzögerungseinheit 19 eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen der vom Multiplizierer 18 stammenden Zwischen-Taktimpulsfolge auf ihrem Weg zum Taktzähler 12, und bewirkt somit eine Phasenverzögerung im Taktzähler 12 und in dessen Ausgangssignal, der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge. Wenn jedoch der Detektor 15 für den unteren Schwellenwert -N anspricht, so bewirkt sein Ausgangssignal über die Einheit 20 zur Phasenvorwärtsverschiebung, daß sich der Taktzähler 12 um eine vorbestimmte Anzahl von Impulsperioden früher als normalerweise zurücksetzt, was eine Phasenvorwärtsverschiebung des

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Taktzählers und seines Ausgangssignals, der wiedergewonnen Daten-Taktimpulsfolge, bewirkt.

Um die zweite in Fig.1 mit den Einheiten 6 und 7 dargestellte Regelschleife unter einem geeigneten Blickwinkel zu beschreiben, werden nun die Hauptmerkmale im Betrieb des digitalen Datenübertragungssystems kurz nochmals erläutert.

Wenn ein Datenübergang festgestellt wird, so wird die gerade vorhandene Phase des wiedergewonnenen Datentakts geprüft, und falls der übergang innerhalb eines kurzen Zeitintervalls, dem zentral um die ansteigende Flanke des Taktimpulses festgesetzten Synchronisationsfenster, liegt, so geschieht weiter nichts, da der Takt in diesem Falle als synchron betrachtet wird. Wenn aber festgestellt wird, daß ein Datenübergang außerhalb des Synchronisationsfensters auftritt, so wird der Zählerstand des Vorwärts-/Rückwärtszählers, des Phasenfehlerzählers 14, um einen Zählschritt geändert. Wenn der Datenübergang während des hohen Pegels der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge liegt, d.h. wenn er zu spät kommt, so wird der Zählerstand des Phasenfehlerzählers 14 erhöht und umgekehrt. Wenn also der Datentakt und die Daten nicht miteinander synchron sind, so wächst schrittweise ein Zählerstand im Phasenfehlerzähler 14 an, und sein Vorzeichen gibt die Richtung der gegenseitigen Phasenabweichung an.

Wenn der Zählerstand im Phasenfehlerzähler 14 die oben erwähnte Phasenabweichungsschwelle N erreicht hat, so wird

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die Phase der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge um einen festen Betrag in eine Richtung verschoben, die vom Vorzeichen des Zählerstandes bestimmt wird. Dies geschieht mit Hilfe einer geeigneten Steuerungseinheit für den Taktzähler 12. Außerdem wird der Phasenfehlerzähler 14 zurückgesetzt und der Zyklus wiederholt sich, falls die vorgenommene Phasenverschiebung den Phasenfehler noch nicht genügend reduziert hat.

Da ein Übertragungsfehlerbit gewöhnlich zwei fehlerhafte Übergänge des Leitungszustandes bewirkt, jedoch nur noch einen, nachdem das Datensignal der Mehrheitsentscheidung (Fig.1) unterworfen worden ist, wird dieses durch die Mehrheitsentscheidung gewonnene Datensignal als die Quelle der Information über den Datentakt verwendet. Ein Fehler bei der Mehrheitsentscheidung ist dann typischerweise ein Datenübergang, der um eine Impulsperiode des Leitungstaktes zu früh oder zu spät auftritt. Ein solcher Fehler in ansonsten synchronisierten Daten kann außerhalb des Synchronisationsfensters fallen und somit den Phasenfehlerzähler 14 um eins erhöhen oder erniedrigen. Bei zufälligen Fehlern sollte etwa eine gleiche Anzahl von zu.frühen und zu spaten übergängen auftreten, so daß Fehler bei der Mehrheitsentscheidung einander im Phasenfehlerzähler ausgleichen und dadurch zum effektiven Fehlerstand wenig beitragen. Die Genauigkeit der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge ist daher günstigerweise unabhängig von übertragungsfehlern.

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Wie bereits anhand der Fig.1 erwähnt, ist das Verhältnis zwischen der Leitungstaktfrequenz und der Datenbitgeschwindigkeit nicht ganzzahlig, so daß einige Perioden der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge mehr Perioden des Leitungstakts umfassen, als andere. Das Synchronisationsfenster ist normalerweise nicht breit genug, um beide Bitlängen unterzubringen/ wodurch manchmal der Phasenfehler zähler betätigt wird. Im praktischen Fall findet das System zu einem Gleichgewicht, wenn gleiche Anzahlen von übergängen vor und nach den Synchronisationsfenstern auftreten.

Ein Asynchronismus zwischen dem Daten- und dem Leitungstakt aufgrund von Takttoleranzen kann eine allmähliche Phasenverschiebung zwischen dem Datentakt und der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge hervorrufen. Wenn die so bewirkte Phasenverschiebung groß genug ist, so bewirkt der Phasenfehlerzähler eine Phasenverschiebung der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge, um die Synchronisation zu verbessern. Auf diese Weise kann die wiedergewonnene Daten-Taktimpulsfolge zeitlich fest an die asynchronen Daten angepaßt bleiben.

Die Forderungen nach der optimalen Phasenverschiebungsschwelle vom Betrag N führen zu einem Problem. Dies wird wiederum gelöst, indem man den Betrag N einen variablen Parameter sein läßt, der abhängig von der Häufigkeit der übergänge zwischen zwei Grenzwerten N . und N steuerbar

min max

ist. Dieser Schwellenwert wird gleich der Anzahl von übergängen gesetzt, die in der Zeit t, deren Bedeutung oben erläutert ist, auftreten. Somit wird der Phasenverschiebungs-

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Schwellenwert normalerweise in Intervallen von t aktualisiert, mit der Ausnahme, daß, wenn Nübergänge empfangen worden

max

sind bevor die Zeit t abgelaufen ist, der Schwellenwert auf N gesetzt und der Zähler der übergänge und die Zeitspanne t erneut gestartet wird.

Zu diesem Zweck hat die Einheit 10 zur Erkennung von Datenübergängen in Fig.3 einen zweiten Ausgang, der mit einer logischen Einheit 21 zur Feststellung der Häufigkeit von Übergängen verbunden ist, wobei diese Verbindung direkt und nicht über die Einheit 11 zur Eliminierung synchroner übergänge verlauft.

Die logische Einheit 21 zur Feststellung der Häufigkeit der übergänge ist ein Zähler, der die Anzahl der seit seinem letzten Rücksetzen empfangenen übergänge des Leitungszu-Standes aufaddiert. Dieser Zählerstand wird an einen Haltespeicher 23 für den Phasenverschiebungsschwellenwert und an eine Steuerungseinheit 22 angelegt. Diese Steuerungseinheit 22 leitet vom I/eitungstakt einen Impuls t ab und prüft, ob das Ausgangssignal der logischen Schaltung 21 zur Feststellung der Häufigkeit von übergängen den Grenzwert ^Nmax ^erreicnt hat.

Wenn entweder die Zeit t abgelaufen ist oder der Grenzwert

Nerreicht ist, so schaltet die Steuerungseinheit 22 max

das gerade am Ausgang der logischen Einheit 21 vorhandene Ausgangssignal zu einem Haltespeicher 23 für den Phasenverschiebungsschwellenwert durch und setzt sich selbst zurück sowie den Zähler in der logischen Einheit 21. Der Ausgang des Haltespeichers 23 hält nun einen aktualisierten Wert von +N, und dieser Wert bleibt bestehen, bis wiederum

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die Zeit t abgelaufen oder N im Zähler der Steuerungseinheit 22 erreicht ist. Den entsprechenden Wert für -N liefert ein Komplementierwerk 24 aufgrund des entsprechenden Wertes +N.

Dadurch, daß man den Phasenverschiebungsschwellenwert eine dynamische Größe sein läßt, die von der zweiten Regelschleife bestimmt wird, lassen sich die an das System gestellten Leistungsforderungen leichter erfüllen.

Auf diese Weise ist es bei einer geringen Häufigkeit von übergängen mittels eines niedrigen Phasenverschiebungsschwellenwertes möglich, daß das System seine Phase angepaßt an die asynchronen Daten hält, und bei größeren Häufigkeiten von übergängen ermöglicht ein höherer Phasenverschiebungsschwellenwert eine wirksame Fehlerbeseitigung.

Um die Fehlerbeseitigung zu vervollständigen, übernimmt die abfallende Flanke der wiedergewonnenen Daten-Taktimpulsfolge die durch Mehrheitsentscheidung gewonnenen Daten in der Mitte jedes Datenbits in ihr Zeitraster, da dieser Zeitpunkt in einem durch Mehrheitsentscheid gewonnenen Bit derjenige ist, der mit der geringsten Wahrscheinlichkeit durch übertragungsfehler verfälscht ist. Schließlich können die Daten erneut mit der ansteigenden Flanke der wiedergewonnenen Daten-T.aktimpulsfolge in ein Zeitraster übernommen werden, wodurch dann die normale Übereinstimmung mit dem Takt erreicht ist. Nachdem nun alle empfangenen Datenbits die gleiche Länge haben, mit dem Datentakt in Übereinstimmung sind und die meisten Fehler korrigiert sind, kann der Datenstrom seiner eigentlichen Verarbeitung zugeführt werden.

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Vernachlässigte Ausgangsfehler werden durch Phasenfehler zwischen den Daten und dem Datentakt hervorgerufen, so daß Verbesserungen hinsichtlich der Taktrückgewinnung die Ausgangsfehlerhäufigkeit nicht berühren. Verbesserungen sind jedoch in gewissen Fällen auf dem Gebiet des Taktjitters möglich. So könnte,ebenso wie der Phasenverschiebungsschwellenwert N abhängig von der Häufigkeit der übergänge gesteuert wird, um die Fehlerstörfestigkeit zu optimieren _t die Schrittweite der Phasenverschiebung auf eine von zwei nachfolgend beschriebenen Arten verändert werden.

Bei der ersten dieser zwei Möglichkeiten ist, wenn die Übergangshäufigkeit diejenige übersteigt, die dazu notwendig ist, N _=v zu erreichen eine Phasenverschiebungs-

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häufigkeit möglich, welche diejenige übersteigt, die nötig ist, um den angenommenen Asynchronismus zu überwinden. Anstatt einen größeren maximalen Asynchronismus zuzulassen, wie es in der oben beschriebenen Anordnung geschieht, kann man auch die Schrittweite der Phasenverschiebung reduzieren. Dies kann die Möglichkeit einer erhöhten Phasenverschiebungshäufigkeit ausgleichen, so daß der maximal zugelassene Wert & des Asynchronismus zwischen dem Datentakt und dem Leitungstakt unverändert¹ bleibt.

Bei der zweiten dieser beiden Möglichkeiten sind Mittel vorgesehen, um die näherungsweise Größe des Phasenfehlers aufzunehmen, anstatt den Phasenfehlerzähler bei jedem außerhalb des Synchronisationsfensters gelegenen übergang um eins weiterzuschalten. Dies geschieht durch zusätzliche Phasenzähler und eine aufwendigere Logik zur Bestimmung des Synchronisationsfehsters. Jeder unsynchronisierte übergang

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steuert den für das geeignete Band des Phasenfehlers
zuständigen Phasenfehlerzähler an. Die Schrittweise der
Phasenverschiebung, die ein Phasenfehlerzähler, der +U oder -N erreicht, hervorruft, ändert sich derart, daß Zähler, die einem größeren Phasenfehlerband zugeordnet sind, um größere Beträge verschoben werden und umgekehrt.

Die zweite dieser beiden Möglichkeiten ist die umfassendere, da die Jitterreduktion für alle Datenübergangshäufigkeiten arbeiten würde, sie kann jedoch nur schwierig angewendet oder optimiert werden. Das erste dieser beiden Verfahren hat den Vorteil der Einfachheit hinsichtlich Analyse und Optimierung/ aber da man gewöhnlich nur eine niedrige Häufigkeit der Datenübergänge dazu braucht, damit N den Grenzwert N ^_v erreicht,

in α χ

so ist seine Wirkung, die erst bei Häufigkeiten von übergängen oberhalb dieser Höhe einsetzt, kein großer Vorteil.

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Leerseite

Claims

Dipl.-Phys.Leo Thul
Kurze Str.8
7 Stuttgart 30

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INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Patentansprüche

iy Einrichtung zur Taktrückgewinnung in einer Empfangsstation eines digitalen Datenübertragungssystems aus den in der Empfangsstation empfangenen digitalen Daten und dem Leitungstakt des Datenübertragungssystems, bei der vom Leitungstakt eine Daten-Takt impulsfolge abgeleitet wird, deren Frequenz gleich der Nennbitgeschwindigkeit der empfangenen Daten ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einheit (10) aufweist, die den empfangenen Datenstrom auf Zustandsübergänge überwacht, daß sie einen Vergleicher (11, 13) enthält, der die Zeitpunkte jedes dieser übergänge mit der gerade vorhandenen Phase der Daten-Taktimpulsfolge vergleicht und einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (14) um einen Schritt weiterschaltet, wenn ein übergang außerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls bezogen auf die Phase der Daten-Taktimpulsfolge liegt, wobei die Richtung dieser Weiterschaltung davon abhängt, ob der übergang vor dem Zeitintervall oder danach auftritt, und daß Mittel (15, 16) vorhanden sind, die feststellen, ob der Zählerstand des Vorwärts-RückwärtsZählers (14) bei der Weiterschaltung in der einen oder anderen Richtung einen unteren (-N) oder oberen Schwellenwert (+N) erreicht hat, und in diesem Fall die Phase der vom Leitungstakt abgeleiteten Daten-Taktimpulsfolge in einer

Kg/Sch
30.11.1*78

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Richtung verändern, die davon abhängt, ob der obere (+N) oder der untere Schwellenwert (-W) erreicht ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler (14) zwei Ausgänge hat, von denen der eine mit einem Detektor (16) für den oberen Schwellenwert (+N) und der andere mit einem Detektor (15) für den unteren Schwellenwert (-N) verbunden ist, und daß jeder dieser Detektoren (15,16), wenn der Stand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (14) gleich seinem eingestellten Schwellenwert ist, ein Signal abgibt, das zusätzlich zur Phasenänderung eine Rückstellung des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (14) in den Ruhezustand bewirkt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten-Taktimpulsfolge, deren Phase einzustellen ist, von einer ZwischerHIaktimpulsfolge mit einer Frequenz, die hoch gegenüber der Daten-Bitgeschwindigkeit ist, abgeleitet wird, indem die Frequenz der Zwischen-Taktimpulsfolge in einem Taktzähler (12) derart geteilt wird, daß die Daten-Taktimpulsfolge entsteht, daß die Zwischen-Taktimpulsfolge über eine Phasenverzögerungseinheit (19) dem Taktzähler (12) zugeführt wird, die auf ein Ausgangssignal· des Detektors (16) für den oberen Schwellenwert (+N) eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen der Zwischen-Taktimpulsfolge sperrt und somit die erforderliche Phasenverzögerung bewirkt und daß das Ausgangssignal des Detektors (15) für den unteren Schwellenwert einer Einheit (20) zur Phasenvorwärtsverschiebung zugeführt wird, die den Taktzähler (12) um eine vorbestimmte Anzahl von Impulsperioden der Zwischen-Taktimpulsfolge früher als sonst zurücksetzt und somit die erforderliche Phasenvorwärtsverschiebung bewirkt.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß die Zwischen-Taktimpulsfölge mittels eines Multiplizierers (18) mit einem Phasenregelkreis vom Leitungstakt abgeleitet wird.
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der obere (+N) und der untere Schwellenwert (-N) für die Phasenverschiebung abhängig von der Häufigkeit der Zuständsübergänge des empfangenen Datenstroms betragsmäßig zwischen einem unteren (N . ) und einem oberen Grenzwert (N ) einstellbar ist.

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