DE4304305C2 - Datenempfangs- und Decodiervorrichtung - Google Patents
Datenempfangs- und DecodiervorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datenempfangs- und
Decodiervorrichtung zum Empfangen und Decodieren eines
codierten Kommunikationssignals.
Eine herkömmliche Datenkommunikations-Vorrichtung zum
Übermitteln von Daten im Multiplex-Übertragungsbetrieb weist
eine kapazitive Kopplung auf, mittels welcher zwei
Kommunikationssignal-Leitungen mit einem Empfangs-Vergleicher
verbunden sind, um eine Mehrzahl von unterschiedlichen
Empfängen eines gesendeten Signals zu verwirklichen, um ein
digitales Empfangssignal zu formen. Ein mit einem Draht
verbundener OR-Ausgang aus dem Empfangs-Vergleicher stellt ein
digitales Sendesignal bereit. In diesem Fall ist als Maßnahme
gegen Störungen der Kommunikationsleitungen jeder der die
Kommunikationssignale empfangenden Vergleicher mit den
Kommunikationssignal-Leitungen mittels einer AC-Kopplung
verbunden.
Darüber hinaus wurde eine PWM (Impulsbreitenmodulation)
als Codiermethode für das Codieren der Kommunikationsdaten
angewendet.
Das SOM-Signal (Nachrichtenbeginn), welches ein
Signalsegment eines Kommunikationssignals ist und einen Beginn
desselben signalisiert, wird durch eine Kombination von "H"-,
"H"-, "H"-, "H"-, "L"- und "L"-Pegeln für eine 6 T-Zeitperiode
signalisiert, ein Datenbit "1" der Kommunikationsdaten wird
durch eine Kombination von "H"-, "H"- und "L"-Pegeln für die
Zeitspanne 3 T signalisiert, und ein Bit "0" der
Kommunikationsdaten wird durch eine Kombination von "H", "L"
und "L" für eine 3 T-Zeitperiode signalisiert.
Eine Empfangstechnik ist die, daß ein Wechsel einer
ansteigenden Flanke von den "L"- zu den "H" -Pegeln für jeden
Impuls der Kommunikationssignale erfaßt wird,
wobei eine Empfangs-Synchronisation durch die erfaßte
ansteigenden Flanke erzielt wird, wobei für den Fall, daß die
erfaßte ansteigende Flanke nach einer 4T-Zeitperiode des
Kommunikationssignals auftritt, das Signalsegment das SOM-
Signal repräsentiert wird, wenn die abfallende Flanke nach
einer 1T-Zeitperiode des Kommunikationssignals auftritt, das
Bit "0" nach dieser 1T-Zeitperiode des
Kommunikationssignals erfaßt wird, und "1" signalisiert
wird, wenn die abfallende Flanke nach einer 2T-Zeitperiode
auftritt.
Jedoch tritt in der Praxis eine Kapazität zwischen zwei
Kommunikations-Signalleitungen auf und eine Streukapazität wie
eine Einheitskapazität ruft Verzerrungen der Impulssignalform
der Impulse des Kommunikationssignals hervor.
Darüber hinaus, wenn die AC-Kopplung für jeden Empfangs-
Vergleicher vorgesehen ist, welche mit den Signalleitungen
verbunden sind, wird aufgrund eines Widerstandsspannungs-
geteilten Verhältnisses der Widerstände, welche zwischen den
Eingangsenden des Empfangs-Vergleichers und des Kopplungs-
Kondensators und einer DC-Komponente der Kommunikationssignale
verbunden sind, eine Differenzabweichung des Empfangs-
Vergleichers erzeugt, welche zu bestimmen ist. Derartige
Signalverzerrungen und Differenz-Abweichungen, wie sie zuvor
beschrieben wurden, erzeugen Impulssignalformen zwischen dem
gesendeten Signal in den Kommunikationssignal-Leitungen und dem
Empfangssignal, wodurch die Empfangssignale in dem Empfangs-
Vergleicher voneinander abweichen.
Vom Gesichtspunkt einer elektromagnetischen Wellen-
Interferenz-Messung ist es effektiver, das Kommunikationssignal
in einem größeren Maße zu verformen. Wenn jedoch die Verformung
der Impulssignalform des Kommunikationssignals größer wird,
wird auch die Änderung der Impulsbreite größer aufgrund der
Abweichung der Differenz-Abweichung dem Empfangs-Vergleicher.
Weil die DC-Komponente zwischen der "0" anzeigenden
Impulssignalform des Kommunikationssignals und der "1"
anzeigenden Impulssignalform des Kommunikationssignals
unterschiedlich ist, ist die DC-Komponente, d. h. die
Gleichstromkomponente, ein Durchschnitt aller
Impulssignalformen und die gesamte DC-Komponente des
Kommunikationssignals ändert sich entsprechend den Werten der
Kommunikationsdaten, so daß eine Vergrößerung und/oder
Verkleinerung der Impulsbreite deutlich spürbar wird.
Wenn darüber hinaus entweder eine einzelne
Kommunikationssignal-Leitung verwendet wird oder der Empfangs-
Vergleicher ist mittels einer DC-Kopplung mit den
Kommunikationssignal-Leitungen verbunden, ist eine Umgebung um
die Kommunikationssignal-Leitung(en) wie ein GND-Versatz
zwischen den Einheiten und die Stärke einer Signal-Amplitude
liefert direkten Anlaß für abweichende Differenz-Abweichung.
Aus diesem Grund ist es schwieriger, die Differenz-Abweichung
konstant zu halten.
Darüber hinaus liefert ein Überschreiben einen Anlaß für
einen Einfluß auf eine Impulsbreite. Wenn ein abgeschirmter
Draht oder ein verzwirntes Paar als Kommunikationssignal-
Leitungen verwendet wird, ist eine Zwischenleitungs-Kapazität
zwischen den Kommunikationsleitungen größer als bei allgemeinen
AV- (Audio/Video )Leitungen. Die Streukapazität zwischen
Leitungen liefert eine AC-Kopplung der Kommunikationssignal-
Leitungen miteinander.
Wenn eine der Kommunikationsleitungen beschädigt ist oder
eine Kommunikationsleitung an einem Verbinder abgetrennt ist,
welcher die jeweilige Kommunikationsleitung und die
Kommunikationseinheit miteinander verbindet, wird das
Kommunikationssignal der verbundenen Kommunikationsleitungen in
die beschädigte oder gebrochene Kommunikationsleitung aufgrund
der Streukapazität übertragen, was einen Einfluß auf die
Impulsbreite hat.
Um eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Impulsbreite
zu berücksichtigen, muß für das Decodieren des PWM-Codes
(Impulsbreitenmodulationscodes) unbedingt eine Toleranzspanne
für die Impulsbreite vorgesehen sein. In diesem Falle kann auch,
wenn das Datenbit "1" als Sendesignal ausgesendet wird und die
Impulsbreite des Empfangssignals so klein wird, daß sie nur
eine 1/2 T-Zeitperiode oder weniger beträgt, fehlerhafterweise
das Signal als Datenbit "0" erfaßt werden.
Aus diesem Grund muß der Toleranzwert für eine
Vergrößerung oder Verkleinerung der Impulsbreite unterhalb
einer Zeitperiode von etwa 1/2 T (1/6 Bit) liegen.
Bei den früher bekannten Kommunikationsdaten-
Übertragungsvorrichtungen muß in der oben beschriebenen Weise,
weil Veränderungen in der Impulsbreite bei den Empfangs-
Kommunikationssignalen aufgrund einer Verzerrung der in den
Vergleicher eingegebenen Signale auftreten können, was auf eine
Veränderung in der DC-Komponente des Kommunikationssignals
oder in einem Bruch in einer der Kommunikationsleitungen
zurückzuführen sein kann, der Empfangsschaltkreis oder die
physikalische Lage so abgegrenzt werden, daß die Impulsbreiten
der Kommunikationssignale einen vorbestimmten zulässigen
Bereich nicht überschreiten.
In STARKE, Lothar: Schaltungslehre der Elektronik,
7. Auflage, Band 2: Digitaltechnik, Frankfurt am Main,
Frankfurter Fachverlag, 1989, Seiten 248 bis 261, ist anhand
der Bilder 7.5.8 sowie 7.5.9 gezeigt, wie ein gestörtes PCM-Signal
am Empfänger wieder regeneriert werden kann. Dabei wird
vorgeschlagen, eine positive und eine negative Schaltungswelle
vorzusehen, bei deren jeweiliger Überschreitung positive und
negative Dirac-Impuse erzeugt werden, auf Grundlage derer
dann die Regeneration des PCM-Signals im Empfänger erfolgt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Empfangs-
und Decodiervorrichtung anzugeben, mit der ein Kommunikationssignal,
bei dem die Impulsbreiten aufgrund von Kanaleinflüssen
eine bestimmte Toleranzspanne aufweisen, trotzdem in korrekter
Weise empfangen und decodiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche
1, 5 und 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) den Aufbau der codierten Daten
SOM, 00, 01, 10 und 11 gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel;
Fig. 2(A), 2(B), 2(C) und 2(D) den Aufbau der
codierten Daten, beispielsweise SOM 01100110 und SOM 0011,
gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Struktur eines
Empfangsschaltkreises gemäß dem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ein gesamtes Datenformat von SOM, 4-Bit-Daten und
EOM, wie es gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
Anwendung findet;
Fig. 5(A) und 5(B) sind erläuternde Darstellungen der
Datenformate hinsichtlich der Kommunikationsdaten-
Impulssignalformen und hinsichtlich der Zeitperioden T1 bis T4;
Fig. 6 ein Blockschaltbild des Aufbaus der
Datenkommunikations-Vorrichtung gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Empfangs-
Decodierschaltung gemäß dem zweiten, in Fig. 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel; und
Fig. 8 eine erläuternde Darstellung des Datenformats von
SOM "0000" "1111" des Kommunikationssignals gemäß dem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1(A) bis 1(C) zeigen ein erstes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel einer Datencodierung eines
Kommunikationssignals wie eines Nachrichtenbeginns SOM, 00, 01,
10 und 11, welche in einer Vorrichtung zum Übermitteln von
Daten in einem Multiplex-Übertragungsbetrieb durchgeführt wird.
Ein SOM (Nachrichtenbeginn) ist wie in Fig. 1(A) gezeigt
mit einer ansteigenden Flanke und einer abfallenden Flanke
versehen.
Wenn dann eine darauffolgende ansteigende Flanke nach
einer 6T-Zeitperiode bezogen auf die ursprüngliche ansteigende
Flanke auftritt, repräsentieren die Kommunikationsdaten SOM+"0".
Wenn danach die nachfolgende ansteigende Flanke nach einer
7T-Zeitperiode ausgehend von der ursprünglichen ansteigenden
Flanke auftritt, repräsentieren die Kommunikationsdaten
SOM+"1".
Wenn, in einem allgemeinen Format ausgedrückt, N eine
natürliche Zahl bedeutet, welche größer oder gleich 1 ist, und
die nachfolgende ansteigende Flanke nach T×{4× (N-1)+6}-
Zeitperioden bezogen auf die ursprüngliche ansteigende Flanke
auftritt, zeigt das Bit des Kommunikationssignals "0" an. Wenn
die nachfolgende ansteigende Flanke nach der Zeitperiode
T×{4× (N-1)+7} bezogen auf die ursprüngliche ansteigende
Flanke auftritt, wird das Bit "1" signalisiert.
Wenn in analoger Weise eine nachfolgende abfallende Flanke
nach einer 5T-Zeitperiode bezogen auf die ursprüngliche
abfallende Flanke des SOM auftritt, erscheint das Bit "0". Wenn
die nachfolgende abfallende Flanke nach einer Zeitperiode von
4T bezogen darauf auftritt, erscheint das Bit "1".
Wenn gemäß einem verallgemeinerten Format die nachfolgende
abfallende Flanke nach der Zeitperiode
T×{4× (N-1)+4} bezogen darauf auftritt, erscheint das Bit "1".
Wenn die nachfolgende abfallende Flanke nach der
Zeitperiode T×{4× (N-1)+5} bezogen darauf auftritt,
erscheint das Bit "0".
Die Kommunikations-Impulssignalform der 2-Bit-Daten drückt
sich wie in Fig. 1(B) dargestellt aus.
Die Positionen von jeder der Flanken bezogen auf die
Zeitperiode ist in Fig. 1(C) ausgedrückt.
Auf diese Weise wird ein ungeradzahliges Bit entsprechend
einer Stellung der ansteigenden Flanke repräsentiert und ein
geradzahliges Bit entsprechend einer Position der abfallenden
Flanke.
Damit repräsentiert jede ansteigende Flanke oder jede
abfallende Flanke, welche nach dem SOM auftritt, einen in Fig.
1(A) dargestellten Datenwert je nach Position der Flanken.
Fig. 2(B) zeigt ein Beispiel für 4-Bit-Daten. Die Daten
für die jeweiligen Bits können als Beziehung zwischen den
Flankenintervallen Tu, Td und Datenwerte bei einer
vorhergehenden Flanke der gleichen Richtung ausgedrückt werden.
Es ist zu bemerken, daß aufgrund der Tatsache, daß die
Beziehung zwischen zwei gleichgerichteten Flanken der
aufsteigenden Flanken oder abfallenden Flanken stets
beibehalten wird, auch wenn eine Vergrößerung oder
Verkleinerung der Impulsbreite bei dem Kommunikationssignal
auftritt, kein Einfluß auf die oben beschriebene Beziehung und
damit auf die Flankenintervall-Messung erfolgt.
Die so codierten Kommunikationssignale werden in einem in
Fig. 3 dargestellten Empfängerschaltkreis verarbeitet.
Die Kommunikationssignale von dem Empfangs-Vergleicher 3
werden in einen Anstiegsflanken-Detektor 12 eingegeben und in
einen Abfallflanken-Detektor 14. Jeder Flankendetektor 12, 14
ist mit einem Anstiegsflanken-Intervallzähler 16 und einem
Abfallflanken-Intervallzähler 18 verbunden. Der Ausgang von
jedem der Zähler führt als Eingang in eine Empfangs-
Decodierschaltung 20.
Jede Empfangssignal-Decodierschaltung 20 ist zusätzlich
mit Zwischenspeichern 22, 24 und 26 versehen.
Immer wenn der Anstiegsflanken-Detektor 12 eine
Anstiegsflanke erfaßt, wird ein Zählwert Tu, welcher ein
Anstiegsflanken-Zeitintervall repräsentiert, in eine Empfangs-
Decodierschaltung 20 eingegeben.
Die Empfangs-Decodierschaltung 20 ist zusätzlich mit
Zwischenspeichern 22, 24 und 26 versehen.
Wann immer eine Anstiegsflanke von dem Anstiegsflanken-
Detektor 12 erfaßt wird, wird ein Zählwert Tu, welcher das
Zeitintervall der Anstiegsflanken repräsentiert, in die
Empfangs-Decodierschaltung 20 ausgegeben.
Die Empfangs-Decodierschaltung 20 gibt die SOM-
Detektorsignale und die ungeradzahligen Datenbits entsprechend
dem Wert von Tu auf der Basis von beispielsweise einem in Fig.
2(C) dargestellten Datenformat aus und gibt einen
Decodierfehler aus, welcher anzeigt, falls der Wert von Tu
nicht einer der in Fig. 2(C) gezeigten Werte entspricht.
Diese Ausgangssignale der Empfangs-Decodierschaltung 20
werden für das Erfassen von jeder der Anstiegsflanken
aufgefangen und der Anstiegsflanken-Intervallzähler 16 wird
wieder zurückgesetzt, um mit der Zählung zu beginnen.
Auf das Erfassen von jeder der Abfallflanken mittels des
Abfallflanken-Detektor-Schaltkreises 14 gibt der
Abfallflanken-Intervallzähler 18 einen Zählwert Td aus, welcher
das Zeitintervall für das Auftreten einer abfallenden Flanke
der Empfangs-Decodierschaltung 20 anzeigt.
Die Empfangs-Decodierschaltung 20 gibt eine gerade Anzahl
von Datenbits aufgrund des Werts Td auf der Basis von Fig. 2(D)
aus und gibt für den Fall, daß der Wert von Td keinem der
in Fig. 2(D) gezeigten Werte entspricht, ein Signal zum
Anzeigen eines Decodierfehlers aus.
Diese Ausgangssignale der Empfangs-Decodierschaltung
werden für jedes Erfassen von abfallenden Flanken aufgefangen,
und der Abfallflanken-Intervallzähler 18 wird wieder
zurückgesetzt, um mit dem Zählen erneut zu beginnen.
Auf diese Weise wird gemäß dem in Fig. 2(B) dargestellten
Ausführungsbeispiel SOM + "0" gemäß einem anfänglichen Wert Tu=6
erfaßt und "0" wird bei einem anfänglichen Wert Td=5
erfaßt. Dann wird gemäß einem anfänglichen Wert von Tu=5 "1"
erfaßt. Bei einem nachfolgenden Wert von Td=3 wird das Bit
"1" erfaßt, so daß auf diese Weise "0011" decodiert wird.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
unter Anwendung einer Tatsache, daß ein Flanken-Zeitintervall
von der einen Anstiegsflanke des Kommunikationssignals zu der
nachfolgenden Anstiegsflanke nicht geändert wird, obgleich die
Impulsbreite der Kommunikationssignale variiert wird, wird das
Zeitintervall zwischen den Zeiten gemessen, an welchen die
jeweiligen Anstiegsflanken auftreten, und die Intervalldauer
zwischen den Zeitpunkten, an welchen die jeweiligen abfallenden
Flanken auftreten, werden in analoger Weise gemessen. Die
Kombination der Zeitintervalle dient zum Decodieren der
Kommunikationssignale in Bits "0" und "1".
Aus diesem Grund kann, obgleich die Impulsbreite des
Kommunikationssignals vergrößert oder verkleinert wird, das
Kommunikationssignal kontinuierlich decodiert werden, bis das
Kommunikationssignal endet.
Darüber hinaus kann ein verformtes Kommunikationssignal in
die Kommunikationssignalleitungen gesendet werden, ohne daß
eine Vergrößerung/Verkleinerung der Impulsbreite einen
negativen Einfluß hat. Wenn das Kommunikationssignal die
gleiche Frequenz hat, kann kaum eine Interferenz
elektromagnetischer Wellen auftreten. Wenn das
Kommunikationssignal die gleiche Interferenzeigenschaft
elektromagnetischer Wellen hat, kann das Kommunikationssignal
mit der höheren Frequenz gesendet werden.
Gemäß dem ersten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden Daten mit geradzahligen Bits durch die Zeitintervalle
angezeigt, in welchen die jeweiligen abfallenden Flanken
auftreten und die Daten mit ungeradzahligen Bits werden durch
die Zeitintervalle angezeigt, in welchen die jeweiligen
ansteigenden Flanken auftreten. Die gleiche Wirkung kann durch
das Weglassen von abfallenden Flanken (oder ansteigenden
Flanken) erzielt werden und dadurch, daß alle Daten nur durch
die ansteigenden Flanken (oder abfallenden Flanken) angezeigt
werden. In diesem Fall, weil nur die ansteigenden oder
abfallenden Flanken erfaßt werden, gestaltet sich die
Konstruktion der Datenübertragungsvorrichtung einfacher als bei
dem ersten Ausführungsbeispiel und die Kosten können verringert
werden.
Als nächstes zeigt Fig. 4 ein zweites bevorzugtes
Ausführungsbeispiel für das Codieren von
Kommunikationssignalen.
Gemäß Fig. 4 wird das Codieren von 4-Bit-
Kommunikationsdaten durch Kombination von acht Signalpegeln in
acht Zeitperioden durchgeführt.
Von den acht Signalpegeln wird ein Anfangs-Signalpegel auf
einen Low-Potentialpegel wie in Fig. 4 gezeigt eingestellt,
während es insgesamt vier High-Potentialpegel und vier Low-
Potentialpegel gibt, wobei sowohl die ansteigenden Flanken als
auch die abfallenden Flanken jeweils zwei Positionen zwischen
den aufeinanderfolgenden acht Signalpegeln haben. Eine solche
Kombination von Potentialpegeln, wie sie zuvor beschrieben
wurde, kann insgesamt 18 Kombinationen einschließlich
Nachrichtenbeginn SOM und Nachrichtenende EOM verwirklichen. 16
der 18 Kombinationen stehen damit wie in Fig. 4 gezeigt als 4-
Bit-Daten zur Verfügung.
Eine Kommunikations-Impulssignalform für 4-Bit-Daten und
die Flankenposition sind in Fig. 5(A) bzw. 5(B) dargestellt.
Das codierte Kommunikationssignal wird dann in dem in Fig.
6 dargestellten Empfangsschaltkreis verarbeitet.
Fig. 6 zeigt den Aufbau des Kommunikations-
Empfangsschaltkreises gemäß dem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel.
Das von dem Empfangs-Vergleicher 3 ausgegebene
Kommunikationssignal wird sowohl in den Anstiegsflanken-
Detektor 12 als auch in den Abfallflanken-Detektor 14
eingegeben. Der Anstiegsflanken-Detektor 12 ist mit dem
Anstiegsflanken-Intervallzähler A 16a und dem Abfallflanken-
Intervallzähler B 16b verbunden. Der Abfallflanken-Detektor 14
ist mit dem Abfallflanken-Intervallzähler 18 verbunden. Das
Ausgangssignal des Anstiegsflanken-Intervallzählers A 16a wird
in die Empfangs-Decodierschaltung 20′ mittels des
Zwischenspeichers 30 eingegeben. Das Ausgangssignal des
Abfallflanken-Intervallzählers 18 wird in die Empfangs-
Decodierschaltung 20′ eingegeben. Das Ausgangssignal des
Anstiegsflanken-Intervallzählers B 16b wird in die Empfangs-
Decodierschaltung 20′ eingegeben, nachdem das Signal einen
Substraktor 28 über einen Zwischenspeicher 32 durchlaufen hat.
Bis das SOM-Signal erfaßt wird, wird der Zählwert Tu2 (=T2)
mittels des Zwischenspeichers 30 aufgefangen, wobei der
Zählwert Tu2 das Zeitintervall der Anstiegsflanken erfaßt und
von dem Anstiegsflanken-Intervallzähler A 16a ausgegeben wird,
immer wenn eine Anstiegsflanke erfaßt wird, wobei der
Anstiegsflanken-Intervallzähler A 16a zurückgesetzt wird, um
mit dem Zählen zu beginnen.
Der Zählwert Td (=T3), welcher das Zeitintervall zwischen
den abfallenden Flanken repräsentiert, wird in die Empfangs-
Decodierschaltung 20′ eingegeben. Die Empfangs-
Decodierschaltung 20′ gibt ein SOM-Detektorsignal aus, wenn das
SOM anzeigt, daß T2=6 und T3=2 auf der Basis von Fig. 5(B)
empfangen wird.
Analog werden immer, wenn eine Anstiegsflanke erfaßt wird,
die Werte der Anstiegsflanken-Intervallzähler A, B alternierend
aufgefangen und es erfolgt ein Zurücksetzen für einen erneuten
Beginn des Zählens.
Darüber hinaus gibt die Empfangs-Decodierschaltung 20′ 4-
Bit-Daten zu dem Zwischenspeicher 38 bzw. den Wert von T4 zu
dem Zwischenspeicher 38 aus auf der Basis von Fig. 5(B) von
einem Wert T1 (= Tu1-T4), T2 (= Tu2), welche bereits während
des Empfangs von Daten zwischengespeichert wurden mit den
Anstiegsflanken-Intervallzählern A, B als Erzeugungsquelle
aufweisen und von einem Wert von T3 (=Td, welcher den
Abfallflanken-Intervallzähler 18 als Erzeugungsquelle
aufweist. Wenn diese Werte keinem der in Fig. 5(B)
aufgelisteten Werte entsprechen, wird ein Decodierfehler
gemeldet.
Diese Ausgangssignale der Empfangs-Decodierschaltung 20′
werden mit nur einer geraden Anzahl von Malen der abfallenden
Flanke als Zwischenspeicherzeitpunkt zwischengespeichert und
der Abfallflanken-Intervallzähler 18 wird erneut zu "0"
gesetzt, um mit dem Zählvorgang zu beginnen.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Empfangs-
Decodierschaltung, welche bei dem Datenverarbeitungsablauf wie
oben beschrieben verwendet wird.
Ein Signal T1 wird in die Anschlüsse T1-B0 und T1-B1
von einem Substraktor 28 eingegeben. Ein Signal T2 von dem
Zwischenspeicher 30 wird in die Eingabeanschlüsse T2-B0 bis
T2-B2 eingegeben. Weiter wird das Signal T3 (= Td) von dem
Anstiegsflanken-Intervallzähler 18 in die Eingangsanschlüsse T3-B0
bis T3-B2 eingegeben. Die 4-Bit-Daten werden zu den
Ausgangsanschlüssen D0 bis D3 ausgegeben. Die Anschlüsse T4-B0
bis T4-B2 stellen T4 als 3-Bit-Werte bereit. Es ist
anzumerken, daß B0, B1, . . . der Anschlüsse die Bit-Nummern und
die gewünschte Anzahl von Bits darstellen, welche einem
Maximalwert von jeder Eingabe entsprechend vorbereitet werden.
Auf diese Weise wird bei dem angezeigten
Kommunikationssignal beispielsweise gemäß Fig. 9 das SOM-Signal
gemäß Fig. 6(B) aus den Anfangswerten T2=Tu2=6 und T3=Td=2
erfaßt, so daß T4=1 zwischengespeichert wird.
Als nächstes wird "0000" dadurch erfaßt, daß T1=Tu1-T4
=2-1=1, T2=Tu2=3, T3=Td=3 und T4=4 ist. In
ähnlicher Weise wird in dem nächsten Intervall "1111" dadurch
erfaßt, daß T1=Tu-T4=7-4=3, T2=Tu2=4 und T3=Td=2
und T4=1 ist.
Wie oben beschrieben, werden gemäß dem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel die 4-Bit-Kommunikationsdaten durch die
Kombination von acht Signalpegeln ausgedrückt. Unter den acht
Signalpegeln werden die Anfangs-Signalpegel auf einen Low-
Pegel festgesetzt, während die High-Potentialpegel und die Low-
Potentialpegel insgesamt jeweils die Anzahl 4 haben, während
die ansteigenden Flanken und abfallenden Flanken jeweils
zwei Positionen einnehmen. Es sind damit 16 unterschiedliche
Kombinationen der 4-Bit-Daten möglich.
Da die Intervalle zwischen den ansteigenden Flanken und
den abfallenden Flanken zwecks Decodierung des
Kommunikationssignals gemessen werden, ist das Decodieren ohne
einen Einfluß durch die Änderung der Impulsbreite möglich.
Da für die Impulsbreite selbst sowohl das High-Potential,
als auch das Low-Potential gleichermaßen zu 4 gesetzt sind,
bleibt die Gleichstromkomponente in dem Kommunikationssignal
konstant und die Impulsbreite kann sich nicht in Abhängigkeit
von dem Wert der Daten ändern. Jedoch muß angemerkt werden, daß
es nicht notwendig für die High-Potentialpegel und die Low-
Potentialpegel ist, immer die gleiche Anzahl zu haben. Wenn das
Verhältnis von deren Anzahl konstant ist, kann eine konstante
Gleichstromkomponente des Kommunikationssignals erhalten
werden.
Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß das Codieren
des Kommunikationssignals auf der Basis der Anstiegsflanken-
Intervallzeit oder der Abfallflanken-Intervallzeit der
gesendeten Daten vorgenommen (oder sowohl aufgrund der
Intervallzeit der ansteigenden Flanken, als auch der
abfallenden Flanken), um ein Kommunikationssignal zu bilden,
wobei das Kommunikationssignal bis zu seinem Ende decodiert
werden kann, ohne daß ein Einfluß aufgrund einer Änderung in
der Impulsbreite stattfindet. Obgleich das Kommunikationssignal
als ein Kommunikationssignal übermittelt wird, welches zu einem
bestimmten Grad verformt ist, wobei die
Vergrößerung/Verkleinerung der Impulsbreite Interferenzen bei
dem Senden des Kommunikationssignals hervorrufen, ist aufgrund
der Erfindung dennoch ein Empfangen und Decodieren möglich. Auf
diese Weise können verbesserte Eigenschaften zum Verhindern von
elektromagnetischen Wellen-Interferenzen erzielt werden.
Claims (12)
1. Datenempfangs- und Decodiervorrichtung mit
- a) einer Empfangseinrichtung (3) zum Empfangen eines Kommunikationssignals, das eine Datenbitsequenz darstellt, wobei die Werte der Datenbits durch die Zeiten bestimmt sind, an denen ansteigende Flanken innerhalb des Kommunikationssignals auftreten,
- b) einer Detektionseinrichtung (12) für ansteigenden Flanken, um die Zeiten zu detektieren, in denen ansteigende Flanken in dem Kommunikationssignal auftreten,
- c) einer Einrichtung zum Messen der Zeitintervalle zwischen dem Auftreten von ansteigenden Flanken in dem Kommunikationssignal und,
- d) einer Decodiereinrichtung (20) zum Bewerten der detektierten Zeitintervalle, um in Abhängigkeit davon das Kommunikationssignal in eine Sequenz von Null- und/oder Ein-Bits zu decodieren, wobei die Entscheidung, ob das entsprechend nächste Bit den Wert Eins oder Null erhält, nicht nur von dem zugewiesenen Zeitintervall abhängt, sondern auch von dem Wert des davor decodierten Bits.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Startbit
und ein Null-Bit decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall
zwischen dem Auftreten einer ansteigenden Flanke und
einer darauffolgenden, weiteren ansteigenden Flanke 6T beträgt,
wobei T der dreifache Baudrate entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Startbit
und ein Eins-Bit decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall
zwischen dem Auftreten einer ansteigenden Flanke und
einer darauffolgenden, weiteren ansteigenden Flanke 7T beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Null-Bit
decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall zwischen dem Auftreten
einer ansteigenden Flanke und einer darauffolgenden,
weiteren ansteigenden Flanke T · (4 · (N-1)+6) ausgedrückt
werden kann und das Kommunikationssignal in ein Eins-Bit decodiert,
wenn das gemessene Zeitintervall als T · (4 · (N-1)+7)
ausgedrückt werden kann, wobei N eine natürliche Zahl größer
oder gleich 1 darstellt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in das Null-Bit
decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall Tu zwischen dem
Auftreten einer zuvor als Eins-Bit decodierten ansteigenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren ansteigenden Flanke
3T beträgt oder wenn das gemessene Zeitintervall Tu zwischen
dem Auftreten einer zuvor als Null-Bit decodierten ansteigenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren ansteigenden
Flanke 4T beträgt und das Kommunikationssignal in ein Eins-Bit
decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall Tu zwischen dem
Auftreten einer zuvor in ein Eins-Bit decodierten ansteigenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren ansteigenden Flanke
4T beträgt oder wenn das gemessene Zeitintervall Tu zwischen
dem Auftreten einer zuvor als Datenbit "0" decodiert ansteigenden
Flanke und einer darauffolgenden weiteren ansteigenden
Flanke 5T beträgt.
6. Datenempfangs- und Decodiervorrichtung mit:
- a) einer Empfangseinrichtung (3) zum Empfangen eines Kommunikationssignals, das eine Datenbitsequenz darstellt, wobei die Werte der Datenbits durch die Zeiten bestimmt sind, an denen abfallende Flanken innerhalb des Kommunikationssignals auftreten,
- b) einer Detektionseinrichtung (14) für abfallende Flanken, um die Zeiten zu detektieren, in denen abfallende Flanken in dem Kommunikationssignal auftreten,
- c) einer Einrichtung zum Messen der Zeitintervalle zwischen dem Auftreten von abfallenden Flanken in dem Kommunikationssignal und,
- d) einer Decodiereinrichtung (20) zum Bewerten der detektierten Zeitintervalle, um in Abhängigkeit davon das Kommunikationssignal in eine Sequenz von Null und/oder Ein-Bits zu decodieren, wobei die Entscheidung, ob das entsprechend nächste Bit den Wert Eins oder Null erhält, nicht nur von dem zugewiesenen Zeitintervall abhängt, sondern auch von dem Wert des davor decodierten Bits.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Startbit
und ein Datenbit Null decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall
zwischen dem Auftreten einer abfallenden Flanke
und einer darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke 5T
beträgt, wobei T der dreifache Baudrate entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Startbit
und ein Eins-Bit decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall
zwischen dem Auftreten einer abfallenden Flanke und einer
darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke 4T beträgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodiereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Null-Bit
decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall zwischen
dem Auftreten einer abfallenden Flanke und einer darauffolgenden,
weiteren abfallenden Flanke T · (4 · (N-1)+5) ausgedrückt
werden kann und das Kommunikationssignal in ein
Eins-Bit decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall als
T · (4 · (N-1)+4) ausgedrückt werden kann, wobei N eine natürliche
Zahl größer oder gleich 1 darstellt.
10. Datenempfangs- und Decodiervorrichtung mit:
- a) einer Empfangseinrichtung (3) zum Empfangen eines Kommunikationssignals, das eine Datenbitsequenz darstellt, wobei die Werte der Datenbits durch die Zeiten bestimmt sind, an denen ansteigende und abfallende Flanken innerhalb des Kommunikationssignals auftreten,
- b) bei einer ersten Detektionseinrichtung (12) für ansteigende Flanken, um die Zeiten zu detektieren, in denen ansteigende Flanken in dem Kommunikationssignal auftreten,
- c) einer zweiten Detektionseinrichtung (14) für abfallende Flanken, um die Zeiten zu detektieren, in denen abfallende Flanken in dem Kommunikationssignal auftreten.
- d) einer ersten Einrichtung zum Messen der Zeitintervalle zwischen dem Auftreten von ansteigenden Flanken in dem Kommunikationssignal und,
- e) einer zweiten Einrichtung zum Messen der Zeitintervalle zwischen dem Auftreten von abfallenden Flanken in dem Kommunikationssignal und,
- f) einer Decodereinrichtung zum Bewerten der detektierten Zeitintervalle, um in Abhängigkeit davon das Kommunikationssignal in eine Sequenz von Null und/oder Ein-Bits zu decodieren, wobei für die Entscheidung, ob eine entsprechende nächste ansteigende/abfallende Flanke zu einem Eins- oder Null-Wert führt, nicht nur das entsprechende Zeitintervall von der früheren ansteigenden/abfallenden Flanke berücksichtigt wird, sondern auch der Wert des Bits, welches in Antwort auf diese frühere ansteigende/abfallende Flanke decodiert worden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Decodereinrichtung das Kommunikationssignal in ein Null-Bit
decodiert, wenn das gemessene Zeitintervall Td zwischen dem
Auftreten einer zuvor als Eins-Bit decodierten abfallenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke
5T beträgt oder wenn das gemessene Zeitintervall Td zwischen
dem Auftreten einer zuvor als Null-Bit decodierten abfallenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke
4T beträgt und das Kommunikationssignal in ein Eins-Bit decodiert,
wenn das gemessene Zeitintervall Td zwischen dem Auftreten
einer zuvor in Eins-Bit decodierten abfallenden Flanke
und einer darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke 4T beträgt
oder wenn das gemessene Zeitintervall Td zwischen dem
Auftreten einer zuvor als Null-Bit decodierten abfallenden
Flanke und einer darauffolgenden, weiteren abfallenden Flanke
3T beträgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die gesendeten Daten 4-Bit-Daten mit 18 möglichen Kombinationen
bei 8 Signalpegeln darstellen, wobei der anfängliche Signalpegel
ein Low-Potential-Pegel ist, 4 High-Potential-Pegel
und 4 Low-Potential-Pegel vorhanden sind und die ansteigenden
und abfallenden Flanken jeweils zwei Positionen haben.
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