DE2055356C3 - Rastersynchronisierschaltung für digitale Kommunikationssysteme - Google Patents

Description

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j- ι ii. 4 ein lmpulsilK!gra::i:ii .".ir 1 );·.! .ie'.liii:·.: u;. ■ ^rbeTtsv.eise der Schaltung \on F'. μ ^; -.eigt.

ι !-ι die eründungsgemäi'-en MerkmaL b-.-sL" h.r-_Xl,','uhebeii. wird zuerst ciiu- übln-he Ra- ieis^ nchri.)-J₁'..;-."---'haltung im Zusammenhang I¹I" ^;u;.: he

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\. rhee I akt- io -..· Takte:n nor-

Si i.iltung 4 ist aus Zählern i.--w Ui' I wird in Abhangigki-it \on dem Au-uau.'-sigiuil ι Oi-- Austastgatters 3 weitergesidlt. um \ ;-rseh;edene Z. liiteuerimpuiszüge an den •Nusgnnii^'s'emmen 9 zu e:,-engen, die die gleiche Periode wie die Kasierperi!..^!-.-besitzen. Diese Schaltung 4 kann ein Zählwerk 30 se:r.·. wie es im Kapitel 18 von .-Pulse. Digital and Sv-. !!china Waveforms^ von Jacob M i 11 m a η η i:!ui Herbert Taub, veröffentlich: durch die MeCiraw-Hill Book Company im J.-.hre 1465, bewhricben ist. Fine Schaltung 5 zur RastersvnchronisiL-rimpulserzeugung empfangt die Zeiisieuerimpulszuj.e von üer Schaltung 4, wodurch nur ein vorläufiger Synchronisierimpuls r in jeder Rasterperiode erzeugt wird. Die Schaltung 5 kann, wie in Kapitel 9 der obengenannten Veröffenilichuiiü beschrieben, .ins UND-Gattern gebildet sein. Im allgemeinen benimmt sich die zeitliche Posi'ion des vorlaufigen Svnchronr.ierimpulses c nach dem ursprünglichen Zustand der empfangsseitigen Schaltung Diese zeitliche Position koinzidiert nicht immer mit der zeitliehen Position des ^ynchronisiermuster«. des empfangenen Impulszuges. Aus diesem Grunde wird eine Synchronisierung benötigt, um die beiden zeitlichen Positionen in Koinzidenz zu bringen. Bei der in F i g. 1 gezeigten Schaltung wird der Synchronisierungsvorgang durch eine Schaltungsschleife bewirkt, die das Austastgatter 3, die Schaltung 4 für die Zeitsteuerimpulserzeugung und die Schaltung 5 für die Rastersynchronisierimpulserzeugung umfaßt. Die Schaltungsschleife umfaßt ferner ein Vorgatter 6 zum Unterdrücken des Synchronisierimpulses c, wenn der Impuls d erzeugt wird. Außerdem weist die Leitungsschleife eine Verzögerungsschaltung 7 zum Verzögern des Ausgangssignals d des Vorgatters 6 auf. Das Austastgatter 3 unterdrückt oder sperrt die Taktimpulse jedesmal dann, wenn ein verzögerter Synchronisierirnpuls e mti Ausgang der Verzögcrungssihaltung 7 auftritt.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Impulsschema tritt die richtige Pos.lion des Synchronisierimpulses des Empfangsimpulszuges zum Zeitpunkt T₁. auf, und der Vorsynchronisicnmpuls c wird zum Zeitpunkt 7'., erveuai. An diesem Zeitpunkt des Taktimpulses 7"., erreicht demtiemul.' die Schaltung 4 zur Zeitsteuerimpulserzeugung und stellt dies;. >chaltung 4 entsprechend weiter Nach dem Zeitpunkt T₁. wird so lange kein Auinahrneimpuls /) erzeugt, bis die nächsten Impulse des S\nchronisiersinnalmiisters in 'tem empfangenen Impuls7ui erscheinen. Auf diese Wci-e wird die Position des auf der hmpfangsseite erzeugten Svnchrunisienmpulses c in Koinzidenz mit derjeniaen des Svnehronisiersienalimpulses gebracht. Mit anderen Worten wird somit eine korrekte Rastersynclronisieruniz erreicht, um nenau synchronisierte ZeitsteiKrimpulszüge an den Ausgangsklemmen 9 zu er/eunen.

Bei dieser Schaltung ist da^ Sperren oder Austasten des Austasigattt-rs 3 von wesentlicher Bedeutung. Damit dieser Vorgang richtig aufrechterhalten wird, muß dasjenige Zeitintervall, in welchem der aufeinanderfolgende Vorgang in der Leitungsschleife vollendet wird, kleiner als ein TaktiiilervLÜ sein. Fin solcher aufeinanderfolgender Vorsang beginnt dabei ■ on der Anlegung eines Taklimpulses an das Austastgatter 3 und endet mit der Anlegung des verzögerten Synchronisierimpulses c an das Austastgattcr 3. Bei der in Fig. I gezeigten Schaltung wurde dabei angenommen, daß die l.auf-eit in jeder liinzelschaltung gleich Null ist und dab die Verzögerungsschaitung 7 eine \ e^rzögerung-./e\t von etwa drei Viertel eines Taktintcrvalles ei/eugt. In der Praxis jedoch ist eine l.auf/citverzögerunu in jeder Fin/elschaltung unvermeidlich, und daher sollte die Rastersynchronisierschaltung im voraus mit einer solchen Verzögerungszeit entworfen werden.

Unter Bezugnahme auf die F i g. ? und 4 hat die darin gezeigte Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die Dekannte Schaltung, wobei m gleicher Weise ein empfangener Impulszug an eine Fir.gangsklemme 101 angelegt wird, ein Synchronisiersignalmusteraufna'.meimpuls h durch eine Synchrunisiersignahriusteraufnahmeschaltung 108 erzeugt wird, durch eine Taktimpulsquelle 102 erzeugte Taktimpulse an einem Austastgatter 103 angelegt werden, dessen Austast- oder Sperreingang I von einer Verzögerungsschaltung 107 gespeist wird, und ferner die Ausgangsimpuisc m einer Schaltung 104 zur Zeitsteuerimpulserzeugung zugeleitet werden, welche die Zeitsteuerimpulszüge Ausgangsklemmen 109 zuleitet, und wobei außerdem ein Vorsynchronisierimpuls / durch eine Schaltung 105 zur Synchronisicrimpulserzeugung erzeugt und derS>nchronisiersignalmusterimpuls h st^wie der Vorsynchronisierimpuls / an eine Rastersynchronisicrschaltung angelegt wer-

den. Auf Grund der von Natur aus bestehenden Laufzeitverzögerung erzeugt das Vorgatter 106 den Diskoinzidenzimpuls / bei einer ersten Verzögerungszeit/), nach der Erzeugung des Impulses/. Diese Rastcrsynchronisicrschaltung umfaßt eine Flip-Flop-Schaltung 110, die durch den Diskoinzidenzimpuls/ geschaltet wird, um nach einer Verzögerungszeit D., ein Ausgangssignal k für die Erstvcrzögcrungsschultung 107 zu erzeugen. Die Rastersynchronisierschaltung umfaßt ferner eine zweite Vcrzögerungsschaltung 111, die zwischen der Ausgangsklcmme der Synchronisicrsignalmusleraufnahmeschaltung 108 und der Rückstcllklcmmc der Flip-Flop-Schaltung 110 eingeschaltet ist, um diese Schaltung 110 nach der Erzeugung des Impulses nach Verstreichen einer dritten Verzögerungszeit D., zurückzustellen, die im wesentlichen gleich den Verzögerungszeiten D₁ I D,,ist.

Bei der Schaltung gemäß den Fig. 3 und 4 wird angenommen, daß die richtige Synchronisierposition 2" zum Zeitpunkt T₅ besteht und daß der Vorsynchronisicrimpuls /' zum Zeitpunkt T₃ erzeugt wird. Der Vorsynchronisicrimpuls ;' schaltet die Flip-FIop-Schaltung 110 über das Vorgatter 106 zu einem Zeitpunkt D₁ 4- D₂ nach der Erzeugung des Impulses/. Der Signalmustcraufnahmeimpuls /1, der zum Zeitpunkt 7'₅ erzeugt wird, stellt die Flip-Flop-Schaltung HO bei einer Zeit D.. nach dem Zeilpunkt T. zurück. Die Breite des Ausgangssignals k der Flip-Flop-Schaltung 110 ist gleich einem ganzen Vielfachen des Taktimpulsintervalls, das ist gleich der zeitlichen Differenz zwischen der Erzeugung des Vorsynchronisierimpulses / und der Erzeugung des Impulses /1. Daher werden so viele an die Schaltung 104 zur Zeitsteuerimpulserzeugung anzulegende Taktimpulsc g ausgetastet, daß die Erzeugung des nächsten Synchronisierimpulses / sich in Synchronismus mit der Erzeugung des nächsten Synchronisiersignalmusteraufnahmeimpulses /1 befindet.

Nebenbei bemerkt, wird die erste Vervrögerungsschaltung 107 dazu verwendet, die Vorder- und Rückflanke des erzeugten Austastimpulses 1 außer Koinzidenz mit den entsprechenden Flanken der Taktimpulse g zu bringen, und es kann daher auf diese Schaltung verzichtet werden, falls die Verzögerungszeitspanne D, -t D„ oder D_n ziemlich unterschiedlich von dem Taktintervall oder einem ganzzahligen Vielfachen davon ist.

Es wird somit jetzt klar, daß die immer auftretende Laufzeitverzögerung der Schaltungsschlcifc nicht direkt mit dem Synchronisiervorgang in Beziehung steht. Ferner sollte die Größe der Laufzeilverzögerung der Schalt ungsschlcife lediglich ein Wert sein, mit dem der Synchronismus zum Zeitpunkt des Auftretens des nächsten Synchronisiersignalmusters in dem empfangenen Impulszug wiederhergestellt wird und der nicht kleiner als ein Taktzeitintervali zu sein braucht. Ferner ist es möglich, die erforderliche Anzahl von Taktimpulsen g bei irgendeinem Zeitintervall während eines Rasters auszutasten, das im allgemeinen mehr als einige hundert Bits umfaßt. Auf Grund der Laufzeitverzögerungen in den Leitungsführungen und anderer Verzögerungen kann gegebenenfaiis die in Fi g. 4 gezeigte Phasenbeziehung noiwendigerweise nicht eingehalten werden. Es sei jedoch bemerkt, daß, da die verschiedenartigsten, in dem vorliegenden System erzeugten Impulse mit den Taktimpulsen synchronisiert werden, die Erfindung unabhängig von der Phasenbeziehung Anwendung finden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 ° 2

der Empfängerseile em Diskoinzidenzimpuls erzeugt

Patentanspruch: wird, wenn eine Koinzidenz zwischen dem Synv.nro-

nisiersignalmusterimpuls. der erzeugt wird, wenn das

Rastersvnchronisicrschaltung für digitale Korn- in dem empfangenen Impulszug enthaltene SynchroniLnikationssysteine mit einer Einrichtung zum 5 nisiersignalmuster aufgenommen bzw. abgetastet Erzeugen eines SMichronisiersisinaimustcnmpul- worden ist. uno dem S\ nchronisierimpuls. der durch SCs, wenn mindestens ein Impuls eines w:rbe- Verwendurüi von \>^λ:ι einer Ze;tsieuer>eiuiltung abgestimmten \\ nchroniaiersignalmusters in dem emp- gebenen Zeustcuenrnpu^en erzeugt wird. fehl, wofangenen digitalen Impiilszug erscheint, einer au! bei die der Zeitstcuerschaliung zuzuführenden faktdie Taktimpulse ansprechenden Einrichtung zum :-. impulse durch den Diskoi'izidenzimpuls unterbunde·- Erzeugen eines Rastcrsynehronisierimpulses in oder ausgetastet werden.

jeder Rasi,rpeiiode. einer Einrichtung zum Er- Diese V,nchronisierschaliuni: wird nicht nchr.g zeugen eines Di-koin/i.ieiViPipulses dann, wenn hei.-ieberi. wenn nicht das Verzogerr.ngszeitinienni: der S\r,chronisiei impuls sich mit dem Synchro- zwischen der Anlegung eines Taktinipulses und der nisiersignalmiisicrinipuK nicht in Koinzidenz be- ij Lrzeu^un·; des Diskoinzidenzimpulses kleiner ais ein linder, und einer AusUisiemrichumg zum Aus- Taktintervall ist. In der Praxis ist es jedoch oft der lasten oder Sperren einer einsprechenden Anzahl Full, daß die Verzögerungs- oder Laufzeit dei Schaivon Taktimpuls.-,, gekennzeichnet durch tungssehleife mit dem Anwachsen der Taktfrequenz eine der AustMeinrichtung zugeordnete erste des digitalen Kommunikationssystems relativ anEinrichtung (110) zum Erzeugen eines. Ausgangs- 20 steint. Dies ist der Grund, warum eine konventionelle impulses (/ι-) von einer Breite, mit der die erfor- Synchronisierschaltung nicht immer zum Einsatz bei derliche Anzahl der Taktimpulse austastbar ist. digitalen Kommunikaiionssystemen geeignet ist.
einer zweiten Einrichtung (Schaltungsweg mit Aus der deutschen Auslegeschrift 1 277 91 2 ist fer-Gatter 106: zum Zufuhren des Diskoinziuenz- ner ein Synchronisierungsverfahren bekannt, bei dem impulses /l der ersten Einrichtung (110) und 25 dieTaktimpulse wähand jeder zweiten Abtastperiode einer dritter. Einrichtung ! 1! 1 ί zum Zuführen des um ein Bit verschoben werden, bis die synchrone SynchroniMcrsienahnusterimpulses zu der ersten Zuordnung der empfangenen Impulse zum Pulsrah-Einrichtimg. wobei die Breite des Ausgangs- men erreicht wird. Bei diesem Verfahren muß der impulses (A) dur^.i die zeitliche Differenz zwi- Rückgewinnungszeitraum daher entsprechend langer sehen dem Diskoinzidenzimpulr und dem Svn- 30 sein als bei dem vorstehend als bekannt vorausgesetzehronisiersignalmusterimpiih hestimmt ist. ten Verfahren nach der USA.-Patentschrift 3 065 3()2

bzw. bei der unten als bekannt beschriebenen Rastersynchronisierschaltung nach Fig. 1 und 2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

35 Rastersynchronisierschaltung zu schaffen, bei der die Schwierigkeiten, die sich bezüglich der Laufzeit ergeben, praktisch ausgeschaltet sind.

Bei den bisher bekannten Schaltungen wurde

Die Erfindung betrifft eine Rastersynchronisier- immer ein gemeinsamer Schaltungsweg verwendet,

schaltung für digitale Komniunikationssjsterne, wie 40 um die Taktimpulsunterdrückung einzuleiten oder

ein PCM-Kommunikaüonssystem. wobei die Syn- aufzuheben. ErfindungsgemaB wird jedoch dieser

chronisierschaltung bei hohen Taktfrequenzen arbei- Schaltungsweg in zwei Wege aufgeteilt. Ferner wird

ten kann. die Zei'differenz zwischen dem Synchronisiersignal-

Bei digitalen Kommtinikationssystemen, insbeson- musterimpuls und dem Synchronisierimpuls, die auf

dere bei dem PCM-Kommunikationssystem, wird das 45 der Empfiingerseite erzeugt werden, direkt gemessen,

zu übertragende digitale Signal per Wort oder Raster um die Erzeugung des nächsten Zeitsteuerimpulses

inMultiplexschaltung gesendet. Daher ist eine Raster- um einen der Zeitdifferenz oder dem Zeitunterschied

synchronisiereinrichtung notwendig, wodurch die entsprechenden Wert zeitlich zu verschieben. Durch

Wortfolge auf der Empfängerseite genau und richtig Anwendung dieses Prinzips wird die Laufzeit . η

identifiziert werden kann. Gewöhnlich wird ein vor- 50 Faktor von sekundärer Wichtigkeit. Mit der Erfm-

bestimmtes besonderes Signalmuster, welches das dung ist es somit möglich, eine Rastersynchronisier-

digitale Signal nicht annimmt, auf der Senderseite an schaltung mit rascher Wiedergewinnungszeit für die

einer besonderen Position in jedem Raster eingefügt. Synchronisation zu schaffen, so daß diese Schaltung

Auf der Empfängerseite wird das spezifische Signal- auch für digitale Kommunikationssysteme mit hohen

muster, um die Zeitsteuerschaltung in Synchronisation 55 Taktfrequenzen anwendbar ist, bei denen die Lauf-

zu bringen, aufgenommen bzw. abgetastet, wodurch zeit der Schaltung nicht mehr vernachlässigbar ist.

die Rastersynchronisierung bewirkt wird. Zwei Typen Der Einsatz der ernndungsgemäßen Schaltung ist ins-

von Synchronisiermustern sind bekannt. Der eine besondere in den Fällen zweckmäßig, in denen ein

Typus besteht darin, in jedem Raster ein Bit zu ver- Synchronisiersignalmiister aus einer Vielzahl von Bits

wenden, während der andere Typus darin besteht, 60 Verwendung findet.

eine Reihe von mehreren Bits in jedem Raster zu Die Erfindung wird im folgenden an Hand sche-

verwenden. Der letztere Typus ist durch seine rasche matischer Zeichnungen noch näher erläutert.

Rückgewinmmgszeit für dir. Synchronisation gekenn- Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bisher üb-

zeichnet. liehen Rastersynchronisierschaltung;

Ein Ausführungsbeispiel einer Rastersynchronisier- 65 Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm zur Darstellung

schaltung ist in der USA.-Patentschrift 3 065 302 von der Arbeitsweise der in Fi g. 1 gezeigten Schaltung;

Hisashi Kaneko beschrieben worden. Kurz Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Raster-

tzesast wird diese Schaltung so betrieben, daß auf Synchronisierschaltung gemäß der Erfindung, während