DE1944082C3 - Schaltungsanordnung zur Umwandlung von unipolaren NRZ-Impulsen in bipolare Impulse - Google Patents

Description

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Trägereingang steht über eine den Takt von Signal- F i g. 3 einen Phasenplan der Anordnung nach

Bitfolgefrequenz teilende Frequenzteilerschaltung mit F i g. 1,

dem Takteingang der Schaltungsanordnung in Ver- F i g. 4 eine Weiterbildung der Anordnung nach

bindung. Zwischen dem Signaleingang der Schaltungs- F i g. 1.

anordnung und den beiden liteuereingängen des 5 Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 enthält Doppelgegentaktmodulators ist eine derart bemessene eine Trägerspannungseinheit I, eine Steuersignalein-Steuersignaleinheit eingeschaltet, daß zwei aufein- heit Il und einen Modulator Ui.
anderfolgende logische »Eins«-Impulse an dem den Die Trägerspannungseinheit I besteht aus einem Signalausgang darstellenden Ausgang des Doppel- Takteingang £1, einer Frequenzteilerstufe 1 und einer gegentaktmodulators Impulse entgegengesetzter PoIa- io Impulsformerstufe 2.
rität hervorrufen. Die Steuersignaleinheit II besteht aus einem Ein-

Da der Takt von Bitfolgefrequenz in den meisten gang £2 für das NRZ-Signal, den beiden bistabilen

Fällen Rechteckimpulsform aufweist, ist es erf order- Kippstufen 4 und 5 vom JK-Typ, dem Inverter 3 und

lieh, eine Impulsformerstufe zwischen Trägereingang den beiden UND-Gattern 6 und 7. In der Steuer-

und Frequenzteilerstufe einzuschalten, falls ein Aus- 15 Signaleinheit Il werden die NRZ-Impulse am Eingang

gangssignal mit einer anderen Impulsform erwünscht El dem ./-Eingang der Kippstufe 4 direkt und dem

ist. /^-Eingang über den Inverter 3 zugeführt. An den

Die Erzeugung der Steuerimpulse für den Doppel- Ausgang Ql der Kippstufe4 ist je ein Eingang der gegentaktmodulator kann dabei vorteilhaft in einer zwei UND-Gatter 6 bzw. 7 angeschaltet, während der Steuersignaleinheit aus zwei bistabilen Kippstufen vom 20 Ausgang Ql mit den parallelgeschalteten Eingängen J JK-Typ, einem Inverter und zwei UND-Gattern er- und K der Kippstufe 5 verbunden ist. Der zweite folgen. Der eigentliche Signaleingang ist hierbei un- Eingang des UND-Gatters 6 bzw. 7 ist mit dem Ausmittelbar mit dem ersten Eingang (J-Eingang) der gang Ql bzw. Ql der Kippstufe 5 verbunden. Die ersten Kippstufe und mittelbar über den Inverter mit Takteingänge der beiden Kippstufen 4 und 5 sind an dem zweiten Eingang (K-Eingang) dieser Kippstufe 25 den Takteingang £1 angeschaltet,
verbunden, der erste Ausgang der bistabilen Kippstufe Der Modulator III ist ein Doppelgegentaktmodulaist an die ersten Eingänge der beiden UND-Gatter tor mit dem Eingangsüberträger 7*1, dem Ausgangsund ihr zweiter Ausgang an die beiden paralleigeschal- übertrager Tl, dem Trägereingang T", den Steuereinteten Eingänge der zweiten bistabilen Kippstufe an- gangen 51 und 52 und dem Ausgang A. Der Trägergeschaltet. Die Ausgänge der zweiten bistabilen Kipp- 30 eingang ist parallel zu einer ersten Wicklung w₀ des stufe sind mit je einem zweiten Eingang der beiden Eingangsübertragers Tl angeschaltet. Die Mittel-UND-Gatter verbunden, deren Ausgänge an je einen abgriffe der beiden übrigen Wicklungen n_t bzw. η₂ der beiden Steuereingänge des Doppelgegentakt- stellen die Steuereingänge Sl bzw. Sl dar. Der modulators angeschaltet sind. Doppelgegentaktmodulator stellt für die Träger-

Um eine Obereinstimmung der Nulldurchgänge der 35 schwingung am Trägereingang Γ bei durchgeschal-Trägerschwingung mit der Anstiegsflanke der NRZ- tetem Steuereingang 51 einen Gegentaktverstärker, beImpulse zu erzielen, ist es sinnvoll, die Takteingänge stehend aus der Wicklung /I₁, den hieran mit der der beiden bistabilen Kippstufen mit dem Takteingang Basis angekoppelten beiden Transistoren TsI, TsI' der Schaltungsanordnung zu verbinden. und dem Ausgangsübertrager Tl und bei durch-

In den Fällen, in denen die Impulsformerstufe 40 geschaltetem Steuereingang S2 einen invertierenden Laufzeitverzerrungen aufweist, ist es erforderlich, zur Gegentaktverstärker, bestehend aus der V/icklung n₂, Erzielung einer Übereinstimmung der Nulldurch- den hieran mit der Basis angekoppelten beiden Trangänge der Trägerschwingung mit der Anstiegsflanke sistoren TsI, TsI' und dem Ausgangsübertrager Tl, der NRZ-Impulse die Taktsignale für die beiden bi- dar.

stabilen Kippstufen über ein gegebenenfalls aktives 45 In F i g. 2 ist das logische Verhalten der bistabilen

Impulsformernetzwerk, dessen Eingang dem Träger- JA-Kippstufen 4 und 5 dargestellt. In den Spalten J

eingang und desssen Ausgang dem Takteingang der und K sind die möglichen Signale am J- bzw. A^--Em-

bistabilen Kippstufen parallel angeschaltet ist, von der gang vor Eintreffen eines Taktimpulses und ir der

Trägerschwingung am Trägereingang des Doppel- Spalte Q^nil das Ausgangssigna! am AusgangQ am

gegentaktmodulators abzuleiten. 50 Ende eines Taktimpulses aufgetragen. Dabei ist Qⁿ

Ein derartiges Impulsformernetzwerk kann bei- der Schaltzustand der bistabilen Kippstufe vor Einspielsweise einen Differenzverstärker enthalten, dessen treffen des Taktimpulses und Qⁿ der gegenüber dem Ausgänge über Differenzierglieder mit den beiden Schaltzustand der Kippstufe vor Eintreffen des Takt-Eingängen eines ODER-Gatters verbunden sind. Die impulses invertierte Schaltzustand. Durch die VerEingänge des Differenzverstärkers sind dabei der Ein- 55 Wendung eines Inverters vor dem /f-Eingang der gang und der Ausgang des ODER-Gatters der Aus- Kippstufe 4 nach F i g. 1 wird erreicht, daß das Signal gang des Impulsformernetzwerkes. am Α-Eingang jeweils zum Signal am /-Eingang invers

Zur Erhöhung der Signalleistung am Ausgang des ist. Wie aus der Tabelle nach F i g. 2 ersichtlich, Gegentaktmodulators ist es vorteilhaft, seine beiden nimmt daher der Ausgang β 1 der Kippstufe 4 jeweils Gegentaktschaltungen aktiv, d. h. als Gegentaktvcr- 60 den Schaltzustand des Eingangs El der Steuersignalstärker auszubilden. einheit an. Die Eingänge der Kippstufe 5 sind parallel

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus- geschaltet, die Eingangssignale sind also gleich. Aus

führungsbeispiele soll die Erfindung im folgenden noch F i g. 2 ist hierfür zu ersehen, daß für jede logische

näher erläutert werden. Es zeigt »Eins« an den Eingängen der Kippstufe 5 das Aus-

F i g. 1 eine Anordnung zur Umwandlung uni- 65 gangssignal geändert wird, während es für eine lo-

polarer NRZ-Impulse in bipolare Impulse nach der gische »Null« erhalten bleibt.

Erfindung, Im Phasenplan nach F i g. 3 sind die für das Ver-

F i g. 2 das logische Verhalten von JAT-Kippstufen, ständnis der Wirkungsweise einer Anordnung nach

Fi g. 1 wichtigen Zeitdiagramme in zeitrichtiger Darstellung untereinander aufgetragen. Es sind dies: das Taktsignal am Eingang £1, das Ausgangssignal C der Frequenzteilerstufe 1, das Ausgangssignal T der Impulsfarmerstufe 2 (als Beispiel ein Sinussignal), ein NRZ'-Signal am Eingang £2, die sich hieraus ergebenden Steuersignale 51 bzw. 52 an den Steuereingängen und das Ausgangssignal am Ausgang A des Doppelgegentaktmodulators bzw. der gesamten Schaltungsanordnung. It) : Die Bitfolgefrequenz wird als Taktsignal dem Eingang £1 und damit der Frequenzteilerstufe 1 zugeführt, In der die Bitfolgefrequenz halbiert wird. Das Ausgangssignal der Frequenzteilerstufe wird über die Impulsformerstofe 2 dem Trägereingang Γ des Doppelgegentaktmodulators III zugeführt. Durch die Ausgestaltung der Impulsformerstufe wird die Form der Ausgangssignale der Anordnung bestimmt. So können beispielsweise Rechteckimpulse mit einer Impulsbreite, die kleiner oder gleich der Periodendauer der Bitfolgefrequenz ist, oder wie in F i g. 3 gezeigt, Sinushalbwellenimpulse erzeugt werden.

Zum Verständnis der Wirkungsweise der Steuersignaleinheit II sei vorausgesetzt, daß zum Zeitpunkt /„ nach F i g. 3 eine logische »Eins« am Eingang £2 (Diagramm £2) anliegt und daß am Ausgang Ql der Kippstufe 5 ebenfalls der Schaltzustand »Eins« vorliegt. Damit ist das Gatter 6 durchgeschaltet (Diagramm Sl). Folgt nun eine Anzahl von logischen Nullen, so wird das Gatter 6 bei einer folgenden »Eins« nur dann durchgeschaltet, wenn die Anzahl der vorangehenden »Nullen« geradzahlig war. Für eine ungeradzahlige Anzahl von »Nullen« wird der Ausgang Ql und damit das Gatter 7 (Diagramm 52) duTchgeschaltet. Auch dieses Gatter wird von einer auf einer Anzahl von »Nullen« folgenden »Eins« nur dann wieder durchgeschaltet, wenn die Zahl der »Nullen« nach dem vorhergehenden Durchschalten des Gatters 7 geradzahlig war.

Für eine logische »Null« am Eingang £2 sind beide Gatter 6 und 7 gesperrt, wie ein Vergleich der zugehörigen Diagramme nach F i g. 3 erkennen läßt, während die Steuersignaleinheit Il für aufeinanderfolgende »Eins«-Impulse Schaltimpulse an die Steuereingänge Sl und 52 abgibt, die am Ausgang A (Diagramm A) der Anordnung Impulse mit abwechselnd positiver oder negativer Polarität und einer durch die impulsformerstufe 2 bestimmten Impulsform hervorruft.

In F i g. 4 ist eine Weiterbildung der Anordnung nach F i g. 1 dargestellt, die abweichend von F i g. 1 eine andere Art der Taktsteuerung der Kippstufen 4 und 5 aufweist. Bei dieser Ausführungsform wird das Taktsignal für die Kippstufen 4 bzw. 5 über ein Impulsformernetzwerk IV von den Nulldurchgängen der Trägerspannung am Ausgang der Impulsformerstufe 2 abgeleitet. Bei der Anordnung nach F i g. 1 darf die Impulsformerstufe 2 keine Laufzeit aufweisen, die von einem Vielfachen der Periodendauer der Taktfrequenz abweicht, da sonst der Zeitpunkt des Nulldurchgangs der Trägerspannung mit der Anstiegsflanke eines NRZ-Impulses am Eingang £2 nicht mehr übereinstimmt. Diese Forderung ist über einen größeren Frequenzbereich der Bitfolgefrequenz nur mit einem höheren Aufwand in der Impulsformerstufe zu erreichen. In der Anordnung nach F i g. 4 wird das Taktsignal über das Impulsformernetzwerk IV mit dem Differenzverstärker 8, den Differenzgliedern 9 und dem ODER-Gatter 10 vom Ausgangssignal der Impulsformerstufe 2 abgeleitet. Durch diese Anordnung ist eine gute zeitliche Übereinstimmung zwischen der Anstiegsflanke der Steuersignale 51 bzw. 52 mit den NuHdurchgängcn der Ausgangssignale der Impulsformerstufe sichergestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

J) den beiden Eingängen eines ODER-Gatters (10) Patentansprüche: verbunden sind, und daß dabei die Eingänge des Difierenzverstärkers den Eingang und der Ausgang

1. Schaltungsanordnung mit einem Signalein- des ODER-Gatters den Ausgang des Impulsgang, einem Takteingang und einem Signalausgang 5 formernetzwerkes darstellen.

tür Umwandlung von NRZ-Impulsen mit einer 7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhervorgegebenen Bitfolgefrequenz in bipolare bzw. gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß pseudotemäre Impulse mit beliebiger Impulsform die Gegentaktschaltungen des Doppelgegentakt- und einer in weiten Grenzen frei wählbaren Impuls- modulators (111) Gegentaktverstärker sind,
folgefrequenz, dadurch gekennzeich- io
pet, daß ein Doppelgegentaktmodulator (HI)

mit einem Trägereingang (T), zwei Steuerein- __

gangen (Sl, 52) und einem Ausgang (A) vorgesehen ist, der für ein Steuersignal am ersten
Steuereingang (51) eine Gegentaktschaltung und 15

für ein Steuersignal am zweiten Steuereingang (52) Die Erfindung feetrifft eine Schaltungsanordnung tins invertierende Gegentaktschaltung für die zur Umwandlung unipolarer NRZ-Impulse in bipolare Trägerschwingung darstellt, daß ferner der Träger- bzw. pseudotemäre Impulse mit beliebiger Impulseingang über eine den Takt von Signal-Bitfolge- form und einer in weiten Grenzen frei wählbaren frequenz teilende Frequenzteilerschaltung (1) mit 20 Impulsfolgefrequenz.

dem Takteingang (£1) in Verbindung steht, und In der elektrischen Nachrichtentechnik werden in daß zwischen den Signaleingang (£2) und die vielen Fällen Impulse über Kabelstrecken übertragen, beiden Steuereingänge des Doppelgegentaktmodu- die Verstärker oder, beispielsweise bei Pulsmodulalators eine derart bemessene Steuersignaleinheit (II) tionssystemen, regenerierende Verstärker enthalten, eingeschaltet ist, daß zwei aufeinanderfolgende »5 Da diese Verstärker über Übertrager an die Kabel anlogische »Eins«-Impulse an dem den Signalausgang gepaßt »ind, ist es erwünscht, Impulse zu verwenden, darstellenden Ausgang des Doppelgegentaktmodu- deren Spektralanteile bei niedrigen Frequenzen und lators Impulse entgegegesetzter Polarität hervor- insbesondere bei der Frequenz Null gering sind. Ist rufen. dies nicht der Fall, so müssen die Übertrager für sehr

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 30 niedrige Grenzfrequenzen dimensioniert werden und durch gekennzeichnet, daß zwischen Trägerein- gegebenenfalls die nicht übertragbaren Gleichstromgang (T) und Frequenzteilerschaltung (1) noch komponenten auf der Sekundärseite dem Signal neu eine Impulsformerstufe (2) geschaltet ist. zugeführt werden. Diese Schwierigkeiten können da-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, durch behoben werden, daß von Impulsen bei der dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalein- 35 Übertragung Gebrauch gemacht wird, deren Gleichheit (II) aus zwei bistabilen Kippstufen (4, 5) vom Stromkomponente und deren Spektralanteile bei nied- JK-Typ, einem Inverter (3) und zwei UND- rigen Frequenzen vernachlässigbar gering sind. Diese Gattern (6, 7) besteht, daß hierbei der eigentliche Forderung erfüllen bipolare Rechteckimpulse und ins-Signaleingang unmittelbar mit dem ersten Eingang besondere bipolare Sinus-Halbtvellenimpuise. Da die (/-Eingang) der ersten Kippstufe (4) und mittelbar 40 bei Pulsmodulationsverfahren erzeugten Impulse zuüber den Inverter mit dem zweiten Eingang meist unipolar sind, stellt sich die Aufgabe, derartige (tf-Eingang) dieser Kippstufe verbunden ist, daß au- unipolare Impulse in bipolare Impulse umzuwandeln, ßerdem der erste Ausgang (öl) der bistabilen Kipp- Bekannte Anordnungen zur Umformung unipolarer stufe (4) an die ersten Eingänge der beiden UND- in bipolare Impulse verwenden zumeist Impulsformer-Gatter und ihr zweiter Ausgang (Q 1) an die beiden 45 netzwerke, Sperrschwingerstufen oder Zählstufen. Der-Eingänge (/- und /^-Eingang) der zweiten bi- artige Anordnungen ergeben jedoch keine hohen Ausstabilen Kippstufe (5) angeschaltet ist, deren Aus- gangsleistungen und sind außerdem in fast allen Fällen gänge mit je einem zweiten Eingang der beiden nur für eine bestimmte Bitfolgefrequenz brauchbar. UND-Gatter in Verbindung stehen, und daß die Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgänge der UND-Gatter an je einen der beiden 5° weitere Schaltungsanordnung zur Umwandlung uni-Steuereingänge (51, 52) des Doppelgegentakt- polarer in bipolare bzw. pseudotemäre Impulse anzumodulators (III) angeschaltet sind. geben, die sich unter anderem durch ihre Anwend-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, barkeit in weiten Frequenzgrenzen auszeichnet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Takteingänge der Ausgehend von einer Schaltungsanordnung mit beiden bistabilen Kippstufen (4, 5) mit dem Takt- 55 einem Signaleingang, einem Takteingang und einem eingang (£1) der Anordnung verbunden sind. Signalausgang zur Umwandlung von NRZ-Impulsen

5. Schaltungsanordnung nach einem der An- mit einer vorgegebenen Bitfolgefrequenz in bipolare Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur bzw. pseudotemäre Impulse mit beliebiger Impuls-Ableitung des Taktes an den Takteingängen der form und einer in weiten Grenzen frei wählbaren bistabilen Kippstufen (4, 5) ein gegebenfalls aktives 60 Impulsfolgefrequenz, die nur durch die Grenzfrequenz Impulsformernetzwerk (IV) vorgesehen ist, dessen der Bauelemente begrenzt ist, wird diese Aufgabe Eingang dem Trägereingang (T) und dessen Aus- gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Doppelgang dem Takteingang der bistabilen Kippstufen gegentaktmodulator mit einem Trägereingang, zwei (4, S) parallel angeschaltet ist. Steuereingängen und einem Ausgang vorgesehen ist,

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, da- 65 der für ein Steuersignal am ersten Steuereingang eine durch gekennzeichnet, daß das Impulsformernetz- Gegentaktschaltung und für ein Steuersignal am werk (IV) einen.

Differenzverstärker (8) aufweist, zweiten Steuereingang eine invertierende Gegentaktdessen Ausgänge über Differenzierglieder (9) mit schaltung für die Trigerschwingung darstellt. Der