DE3535606A1 - Regenerator fuer signale im ami-code - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regenerator für Signale im AMI-Code, die dem Eingang eines Schmitt-Triggers zuge­ führt werden, an dessen Ausgang ein Zeitentscheider ange­ schlossen ist, wobei zwei zueinander komplementäre Aus­ gangssignale des Zeitentscheiders sowie das AMI-codierte Signal über symmetrische Grundverzögerungsglieder den Eingängen eines Coderegelverletzungsprüfers zugeführt werden und der Coderegelverletzungsprüfer zwei Schwellen­ wertvergleicher enthält, von denen der eine einen Ver­ gleich des verzögerten AMI-codierten Signales mit der unteren Schwellenspannung und der andere mit der oberen Schwellenspannung des Schmitt-Triggers durchführt.

Ein derartiger Regenerator ist in der DE-OS 32 14 555 be­ schrieben; einer seiner wesentlichen Bestandteile ist ein Coderegelverletzungsprüfer, der einen fehleranzeigen­ den Impuls abgibt, wenn in dem zu regenerierenden AMI- codierten Signal zwei positive oder zwei negative Impulse nacheinander auftreten. Die grundsätzliche Wirkungsweise des Regenerators ist die, daß z. B. ein positiver Impuls im AMI-codierten Signal über einen Schmitt-Trigger, einen Zeitentscheider und über ein oder mehrere symmetrische Verzögerungsglieder ein Vorbereitungssignal für den Coderegelverletzungsprüfer auslöst, der durch das Vorbe­ reitungssignal in die Lage versetzt (aktiviert) wird, einen nun folgenden positiven Impuls im AMI-codierten Signal als Coderegelfehler anzuzeigen. (Verzögerungsglie­ der werden im folgenden symmetrisch genannt, wenn sie steigende und fallende Flanken eines Signales um gleiche Zeiten verzögern; werden steigende und fallende Flanken unterschiedlich verzögert, heißen Verzögerungsglieder asymmetrisch). Bei der Bemessung der symmetrischen Ver­ zögerungsglieder muß dafür gesorgt werden, daß der das Vorbereitungssignal auslösende positive Impuls nicht selbst zu einem fehleranzeigenden Impuls des Coderegel­ verletzungsprüfers führt.

Bei dem bekannten Regenerator werden die symmetrischen Verzögerungsglieder so bemessen, daß das Vorbereitungs­ signal genau um eine Schrittaktperiode des AMI-codierten Signales später an einem Eingang des Coderegelverlet­ zungsprüfers eintrifft als der Impuls, der das Vorberei­ tungssignal ausgelöst hat. Hieraus ergibt sich der Nach­ teil, daß die Verzögerungsglieder für jedes fertigge­ stellte Exemplar eines Regenerators gesondert abgeglichen werden müssen, da in die Verzögerungszeit des Vorberei­ tungssignales auch die Signallaufzeiten des Schmitt-Trig­ gers und des Zeitentscheiders eingehen und diese Zeiten wegen der Exemplarstreuung von Fall zu Fall unterschied­ lich sein können.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Re­ generator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem ein Abgleich der Verzögerungsglieder wegen der Exemplar­ streuung entfallen kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verzögerung der symmetrischen Grundverzögerungsglieder so bemessen ist, daß sich unter Berücksichtigung der typischen Ver­ zögerungszeiten des Schmitt-Triggers und des Zeitent­ scheiders für die verzögerten Ausgangssignale des Zeit­ entscheiders eine symmetrische Gesamtverzögerung ergibt, die eine Schrittaktperiode länger ist als die symme­ trische Grundverzögerung des AMI-codierten Signales, daß zusätzliche Verzögerungsglieder vorgesehen sind, die die Ausgangssignale des Zeitentscheiders um einen Bruchteil der Schrittaktperiode asymmetrisch verzögern und das AMI-codierte Signal etwa um den halben Betrag symmetrisch verzögern, daß der Coderegelverletzungsprüfer zwei Schalter enthält, von denen der eine vom ersten und der zweite vom zweiten der beiden symmetrisch und asym­ metrisch verzögerten Ausgangssignale des Zeitentscheiders angesteuert wird und daß der erste Schalter den ersten Schwellenwertvergleicher und der zweite den zweiten Schwellenwertvergleicher aktiviert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

Anhand der Figuren soll ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Regenerators,

Fig. 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Regenerators und

Fig. 3 eine Ausgestaltung des Coderegelverletzungs­ prüfers.

In den Beispielen nach Fig. 1 wird an einer Klemme EA das AMI-codierte Signal SEA angelegt. Es wird einerseits einem Schmitt-Trigger ST und andererseits über ein sym­ metrisches Grundverzögerungsglied VZ 3 sowie ein weiteres symmetrisches Verzögerungsglied V 3 einem Eingang E 1 eines Coderegelverletzungsprüfers VP zugeführt.

Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers ST wechselt vom binären Null- auf den binären Einspegel, wenn das AMI- codierte Signal SEA den oberen Schwellenwert U 1 des Schmitt-Triggers ST überschreitet und es wechselt vom binären Eins- auf den binären Nullpegel, wenn ein negativer Impuls im Signal SEA den unteren, im negativen Spannungsbereich liegenden Schwellenwert U 0 unterschrei­ tet. Der Schmitt-Trigger ST wandelt als das AMI-codierte Signal SEA in eine Darstellung im Differenz-Binärcode um. Mit einem Zeitentscheider ZE - hier ein D-Flip-Flop, das mit dem an einer Klemme TE anliegenden Schritttakt STE getaktet wird - wird das Ausgangssignal des Schmitt- Triggers ST abgetastet. Die Signale am Q- und Q-Ausgang des Flip-Flops ZE werden über identische symmetrische Grundverzögerungsglieder VZ 1 und VZ 2 sowie über weitere asymmetrische Verzögerungsglieder V 1 und V 2 zwei weiteren Eingängen E 2 und E 3 des Coderegelverletzungsprüfers VP zugeführt. Über eine Klemme AZE wird das regenerierte Signal im Differenz-Binärcode an weitere, hier nicht gezeigte Einheiten des Regenerators weitergeleitet.

An einer Klemme AVP des Coderegelverletzungsprüfers VP liegen die fehleranzeigenden Impulse an. An die Klemmen P 1 und P 2 können Prüfimpulse gelegt werden, mit denen die Funktionstüchtigkeit des Coderegelverletzungsprüfers VP überprüft wird. Weitere Anschlüsse z. B. des Coderegel­ verletzungsprüfers VP sind in Fig. 1 nicht eingezeichnet, da sie für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung sind.

Im Schaltbild nach Fig. 1 verzögern die asymmetrischen Verzögerungsglieder V 1 und V 2 nur die positiven Flanken ihres Eingangssignales um eine Zeit t; die negativen Flanken bleiben unverzögert. Die Zeit t ist ein beliebi­ ger Bruchteil der Schrittaktperiode des Signales SEA. Die Verzögerungsglieder VZ 1 und V 1 bzw. VZ 2 und V 2 können auch zu einer einzigen asymmetrisch verzögernden Einheit zusammengefaßt werden. Entsprechendes gilt für die symme­ trischen Verzögerungsglieder VZ 3 und V 3. Auch Ausgestal­ tungen, bei denen die asymmetrischen Verzögerungsglieder nur die negativen Flanken verzögern, sind möglich. Ent­ scheidend ist nun zunächst die Bemessung der Grundver­ zögerungsglieder VZ 1, VZ 2 und VZ 3. Ist diese Bemessung nach dem Stand der Technik so vorzunehmen, daß für jeden einzelnen Regenerator (Einzelabgleich) z. B. eine steigen­ de Flanke im Signal SA 1 genau eine Schrittaktperiode nach der steigenden Flanke eines positiven Impulses im Signal SA 3 auftritt, der die steigende Flanke im Signal SA 1 ver­ ursacht hat, so sollen im vorliegenden Fall bei der Be­ rücksichtigung der Verzögerungszeiten bzw. der Signal­ laufzeiten des Schmitt-Triggers ST und des Zeitentschei­ ders ZE nur die typischen Werte der Signallaufzeiten ein­ gesetzt werden. Mit den typischen Werten sind Mittelwerte gemeint, die meist auch vom Hersteller der Bausteine an­ gegeben werden und von denen die tatsächlichen Verzöge­ rungszeiten abweichen können. Wenn zufällig alle tatsäch­ lichen Verzögerungszeiten mit den typischen übereinstim­ men sollten - von diesem Fall soll zunächst für die weitere Erläuterung ausgegangen werden - besteht bis hierher kein Unterschied zwischen dem Stand der Technik und der erfindungsgemäßen Lehre.

In der Fig. 2 zeigt das Impulsdiagramm SA 3 einen Aus­ schnitt aus dem Ausgangssignal SA 3 des Grundverzögerungs­ gliedes VZ 3; es stellt das verzögerte AMI-codierte Signal SEA dar. Sodann folgen für den gleichen Zeitabschnitt die Signale SA 1 und SA 2 an den Ausgängen der Grundverzöge­ rungsglieder VZ 1 und VZ 2. Das nächste Diagramm zeigt das Ausgangssignal SE 1 des symmetrischen Verzögerungsgliedes V 3, also das Signal, das gegenüber dem Signal SA 3 und t /2 verzögert worden ist. In den beiden letzten Diagrammen sind die Signale SE 2 und SE 3 aufgetragen, die an den Klemmen E 2 und E 3 auftreten. Sie gehen durch asymme­ trische Verzögerung aus den Signalen SA 1 und SA 2 hervor, und zwar sind die steigenden Flanken um t verzögert, während die fallenden Flanken unverzögert geblieben sind.

Im Beispiel nach Fig. 2 beträgt die Zeit t eine halbe Schrittperiode.

Jedes der Signale SE 2 und SE 3 steuert einen Schalter des Coderegelverletzungsprüfers VP an. Es soll unterstellt werden, daß jeder Schalter durch ein hohes Potential in den Signalen SE 2 und SE 3 eingeschaltet wird und dadurch einen ihm zugeordneten Schwellenwertvergleicher des Code­ regelverletzungsprüfers VP aktiviert und daß durch das Signal SE 2 derjenige Schwellenwertvergleicher aktiviert wird, der das Signal SE 1 auf zwei aufeinanderfolgende positive Impulse überprüft. Ein Vergleich der beiden Signale SE 2 und SE 3 zeigt dann, daß nie beide Schwellen­ wertvergleicher gleichzeitig aktiviert werden und sich beide für eine Zeit t im deaktivierten Zustand befinden. Die fallende Flanke z. B. des ersten positiven Impulses im Signal SE 1, der zu hohem Potential im Signal SE 2 führt, ist von der dazugehörigen ansteigenden Flanke im Signal SE 2 umd die Zeit t /2 getrennt; bleibt die Zeit t /2 unter einer Schrittaktperiode, so sind auch zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Impulse im Signal SE 1 als Fehler anzeigbar. Entsprechendes gilt für negative Impulse im Signal SE 1 und für das Signal SE 3.

Weicht nun die tatsächliche Signallaufzeit des Schmitt- Triggers ST oder des Zeitentscheiders ZE von der typischen Signallaufzeit ab, so bedeutet das eine rela­ tive Verschiebung der Signale SE 1 und SE 2 bzw. SE 1 und SE 3 gegeneinander. Solange diese Verschiebung bei jedem Exemplar kleiner als t /2 bleibt, ist kein Abgleich der Verzögerungsglieder erforderlich.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten des Coderegelverletzungsprüfers VP und dessen Beschaltung. Bauteile und Anschlüsse, die in Fig. 3 die gleiche Bezeichnung haben wie in Fig. 1 sind identisch. Die Schwellenwertvergleicher des Codere­ gelverletzungsprüfers VP werden von beiden Transis­ torpaaren T 1, T 2 und T 3, T 4 gebildet; die Emitter der zu einem Paar gehörigen Transistoren sind miteinander ver­ bunden. Die Kollektoren der Transistoren T 1 und T 4 sind über einen gemeinsamen Kollektorwiderstand R 1 auf Bezugs­ potential gelegt. Entsprechendes trifft für die Transis­ toren T 3 und T 2 sowie den Widerstand R 2 zu. Die fehleran­ zeigenden Impulse können an der Klemme AVP abgenommen werden. Das verzögerte AMI-codierte Signal SE 1 wird über die Klemme E 1 an die Basis der Transistoren T 1 und T 3 geleitet, während die Basis des Transistors T 2 über den Anschluß ES 1 mit der niedrigen Potentialschwelle und die Basis des Transistors T 4 über den Anschluß ES 2 mit der hohen Potentialschwelle des Schmitt-Triggers ST beauf­ schlagt wird.

Ebenso ist es möglich, an der Klemme E 1 ein invertiertes und verzögertes AMI-codiertes Signal anzulegen. In diesem Falle ist der Anschluß ES 1 mit der hohen und Anschluß ES 2 mit der niedrigen Potentialschwelle zu beaufschlagen; die fehleranzeigenden Impulse treten dann an der Klemme AVP 1 auf.

Die beiden Schalter, über die die Schwellenwertver­ gleicher T 1, T 2 und T 3, T 4 aktiviert werden, bestehen aus den beiden Transistorpaaren T 5, T 7 und T 10, T 12. Die Emitter der beiden Transistoren eines jeden Paares sind miteinander und mit einer Stromquelle verbunden. Die Kol­ lektoren der Transistoren T 5 und T 12 sind auf Bezugspo­ tential gelegt, ihre Basisanschlüsse ES 3 und ES 4 mit einem festen Referenzpotential beaufschlagt, mit dessen Hilfe die an den Basisanschlüssen E 2 und E 3 der Transis­ toren T 7 und T 10 anliegenden Binärwerte erkannt werden. Liegt am Anschluß E 2 höheres Potential als am Anschluß ES 3 an, so kann der Kollektorstrom des Transistors T 7 fließen. Dieser Strom fließt über den Widerstand R 1 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T 1, solange das AMI-codierte Signal positiver ist als die niedrige Potentialschwelle; anderenfalls fließt er über den Widerstand R 2 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T 2. Entsprechendes gilt für den Anschluß E 3, den Anschluß ES 4, den Transistor T 10 und den Transistor T 4.

Durch geeignete Potentiale an den Anschlüssen P 1 und P 2 können die Schwellenwertvergleicher auch unabhängig vom Schaltzustand der Schalter T 5, T 7 und T 10, T 12 über die Transistoren T 6 und T 11 aktiviert werden. Die asymme­ trischen Verzögerungsglieder V 1 und V 2 werden nach Fig. 3 durch die beiden pnp-Transistoren T 8 und T 9 gebildet, deren Emitter miteinander verbunden sind und über einen gemeinsamen Widerstand R 3 auf Bezugspotential gelegt sind. Die Kollektoren der Transistoren T 8 und T 9 sind über Widerstände R 4 , R 5 und R 6 an den negativen Pol einer Versorgungsspannungsquelle geführt. An den Kollektoren werden die asymmetrisch verzögerten und im vorliegenden Falle auch zusätzlich invertierten Signale abgegriffen. Die Basis des Transitors T 8 wird vom Signal SA 1 und die Basis des Transistors T 9 vom Signal SA 2 angesteuert. Die Asymmetrie der Verzögerung wird dadurch erreicht, daß bei den Transistoren - als Schalter vorgesehen - die Einschalt­ vorgänge schneller ablaufen als die Ausschaltvorgänge.

Nach Fig. 3 werden die Ausgangsleitungen der Grundver­ zögerungsglieder VZ 1 und VZ 2 über die Serienschaltung zwei Widerstände R 7, R 8 miteinander verbunden. Der Ver­ bindungspunkt der Widerstände R 7 und R 8 ist über einen weiteren Widerstand R 9 an den negativen Pol der Versor­ gungsspannungsquelle geführt. Das Widerstandsnetzwerk R 7, R 8, R 9 dient dem reflektionsfreien Anschluß der Ausgangs­ leitung der Grundverzögerungsglieder VZ 1 und VZ 2. Dieser Abschluß ist vor allem bei längeren Leitungen erforder­ lich, damit die reflektierten Anteile nicht zu verwasche­ nen Impulsflanken führen.

Ein Widerstand R 10, der zwischen dem Q-Ausgang des Zeit­ entscheiders ZE und dem Eingang des Hauptverzögerungs­ gliedes VZ 1 liegt, dient der Pegelanpassung, da der Zeit­ entscheider ZE in aller Regel in ECL-Technologie ausge­ führt ist. Entsprechendes gilt für einen Widerstand R 11, den Q-Ausgang des Zeitentscheiders ZE und dem Eingang des Hauptverzögerungsgliedes VZ 2.

Claims (4)

1. Regenerator für Signale im AMI-Code, die dem Eingang eines Schmitt-Triggers zugeführt werden, an dessen Ausgang ein Zeitentscheider angschlossen ist, wobei zwei zueinander komplementäre Ausgangssignale des Zeitentscheiders sowie das AMI-codierte Signal über symmetrische Grundverzögerungsglieder den Eingängen eines Coderegelverletzungsprüfers zugeführt werden und der Coderegelverletzungsprüfer zwei Schwellenwertver­ gleicher enthält, von denen der eine einen Vergleich des verzögerten AMI-codierten Signales mit der unteren Schwellenspannung und der andere mit der oberen Schwellenspannung des Schmitt-Triggers durchführt, dadurch gekennzeichent,
daß die Verzögerung der symmetrischen Grundverzöge­ rungsglieder (VZ 1, VZ 2, VZ 3) so bemessen, daß sich unter Berücksichtigung der typischen Verzögerungs­ zeiten des Schmitt-Triggers (ST) und des Zeitent­ scheiders (ZE) für die verzögerten Ausgangssignale (SA 1, SA 2) des Zeitentscheiders eine symmetrische Gesamtverzögerung ergibt, die eine Schritttaktperiode länger ist als die symmetrische Grundverzögerung des AMI-codierten Signales (SA 3),
daß zusätzliche Verzögerungsglieder (V 1, V 2, V 3) vor­ gesehen sind, die die Ausgangssignale des Zeitent­ scheiders um einen Bruchteil (t) der Schrittaktperio­ de asymmetrisch verzögern und daß AMI-codierte Signal etwa um den halben Betrag (t /2) symmetrisch verzögern, daß der Coderregelverletzungsprüfer (VP) zwei Schalter (T 5, T 7; T 10, T 12) enthält, von denen der eine vom ersten und der zweite vom zweiten der beiden symme­ trisch und asymmetrisch verzögerten Ausgangssignale (SE 2, SE 3) des Zeitentscheiders (ZE) angesteuert wird und
daß der erste Schalter (T 5, T 7) den ersten Schwellen­ wertvergleicher (T 1, T 2) und der zweite Schalter (T 10, T 12) den zweiten Schwellenwertvergleicher (T 3, T 4) aktiviert.

2. Regenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrischen Verzögerungsglieder (V 1, V 2) aus zwei Transistoren (T 8, T 9) bestehen, deren Emit­ teranschlüsse miteinander verbunden sind, wobei die Basis des einen Transistors (T 8) von einem der asym­ metrisch zu verzögernden Signale (SA 1) und die Basis des anderen Transistors (T 9) von dessen komplemen­ tärem Signal (SA 2) angesteuert wird und daß die beiden asymmetrich verzögerten Signale (SE 2, SE 3) an den Kollektoranschlüssen der beiden Transistoren (T 8, T 9) abgegriffen werden.

3. Regenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der symmetrischen Verzögerung der zueinander komplementären Ausgangssignale des Zeit­ entscheiders (ZE) die Leitung durch eine Wider­ standsschaltung (R 7, R 8, R 9) reflektionsfrei abge­ schlossen sind.

4. Regenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter (T 5, T 7 bzw. T 10, T 12) aus zwei Transistoren (T 5, T 7 bzw. T 10, T 12) besteht, deren Emitter miteinander und mit einer Stromquelle verbunden sind, wobei die Basis des einen Transistors (T 5 bzw. T 12) mit einem Referenz­ signal und die Basis des anderen Transistors (T 7 bzw. T 10) mit einem der beiden symmetrisch sowie asymmetrisch verzögerten Ausgangssignale (SE 2, SE 3) des Zeitentscheiders (ZE) beaufschlagt ist und der Kollektor des einen Transistors (T 5 bzw. T 12) auf festes Potential gelegt ist, während über den Kollek­ tor des anderen Transistors (T 7 bzw. T 10) ein Schwel­ lenwertvergleicher (T 1, T 2 bzw. T 3, T 4) aktiviert wird.