DE1170464B - Mit Pulscodemodulation arbeitende UEber-tragungsanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 03 k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/12

Nummer: 1170464

Aktenzeichen: B 64379 VIII a / 21 al

Anmeldetag: 14. Oktober 1961

Auslegetag: 21. Mai 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Pulscodemodulation arbeitende Übertragungsanordnung, in welcher sendeseitig periodisch aus dem zu übertragenden Signal amplitudenproportionale Probewerte entnommen werden, die Dauer von Probewertimpulsen proportional zur Größe der Probewerte moduliert wird und die Dauer jedes dauermodulierten Probewertimpulses dadurch codiert wird, daß während der Dauer jedes Probewertimpulses periodische Zählimpulse in einem Binärzähler gezählt werden, dessen Zählerstand in eine binär verschlüsselte Impulsgruppe umgesetzt wird, die zum Empfänger übertragen wird, und in welcher empfangsseitig die dauermodulierten Probewertimpulse dadurch wiederhergestellt werden, daß die durch die übertragene Impulsgruppe übertragene Binärzahl in einen binären Rückwärtszähler eingebracht wird, dessen Zählerstand durch periodische Zählimpulse bzw. Rückwärtszählimpulse auf Null gebracht wird, wobei der Zählbeginn den Anfang und das Erreichen des Zählerstandes Null das Ende des wiederhergestellten Probewertimpulses bestimmen.

Bei bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Quantisierung linear, d. h., die Zahl der Zählimpulse ist in dem gesamten Bereich der Impulsdauern der Probewertimpulse eine lineare Funktion der Impulsdauer. Nun ist es aber bekannt, daß die Güte der Übertragung bei einem mit Pulscodemodulation arbeitenden System unter anderem von dem Wert abhängt, der für das Verhältnis zwischen der maximalen Amplitude des Modulationssignals und der Größe der Einheitsstufe der Quantisierung gewählt wird. Diese Güte ist offensichtlich um so größer, je weniger das quantisierte Signal, dessen Größe sich zeitlich stufenweise ändert, in jedem Augenblick von dem ursprünglichen Modulationssignal verschieden ist, je größer also dieses Verhältnis gewählt wird. Der größte augenblickliche Unterschied, der durch den Quantisierungsvorgang zwischen dem Modulationssignal und dem quantisierten Signal erzeugt wird, ist höchstens gleich der Hälfte der Einheitsstufe der Quantisierung, wenn die Quantisierungsanordnung geeignet ausgeführt ist.

Aus vorstehendem ergibt sich folgendes: Wenn die Einheitsstufe der Quantisierung in dem gesamten Amplitudenbereich der zu codierenden Probewerte eine konstante Größe hat, nimmt die Übertragungsgüte augenblicklich ab, wenn die Amplitude des Modulationssignals kleiner wird. Es ist daher erwünscht, die Quantisierungsstufe derart veränderlich zu gestalten, daß ihr Wert mit der Amplitude der zu codierenden Probewerte wächst.

Mit Pulscodemodulation arbeitende Übertragungsanordnung

Anmelder:

Gerard Battail, Paris,

Andre Eugene Pinet, Saint-Maur, Seine

(Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,

Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Gerard Battail, Paris,

Andre Eugene Pinet, Saint-Maur, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 30. November 1960 (845 500) --

Eine derartige nichtlineare Quantisierung wird bei bekannten Anordnungen dadurch erhalten, daß das Modulationssignal vor der Quantisierung und Codierung einer Kompression und vor der Decodierung einer Dehnung unterworfen wird. Die Einheitsstufe der Quantisierung ist dann mit der Amplitude kontinuierlich veränderlich, und diese Systeme weisen die bekannten Nachteile von Anlagen auf, die mit stetiger oder analoger Kompression und Expansion arbeiten; diese Schwierigkeiten bestehen in der Bildung von Kompressionsschaltungen und Dehnungs-Schaltungen, die streng komplementär sind, was bedeutet, daß ein Signal, das der Reihe nach durch die Anordnungen hindurchgegangen ist, am Ausgang wieder mit sich selbst identisch ist.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das Vorzeichen des zu codierenden Probewerts durch eine Binärziffer darzustellen und die Amplitude des Probewerts dadurch zu codieren, daß der mögliche Änderungsbereich der Amplitude des Modulationssignals in eine bestimmte Zahl von Teilbereichen, sogenannten »Codierungsbereichen«, unterteilt wird, in deren Innerem die Einheitsstufe der Quantisierung einen konstanten und für den betreffenden Teilbereich spe-

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heit die Einheitsstufe der Quantisierung gewählt wird), liegen die erhaltenen Punkte auf einer gebrochenen Linie, die aus Geradenabschnitten besteht, von denen der erste die Steigung 1 hat und vom Ursprung ausgeht, der zweite die Steigung 1/2 hat, der dritte die Steigung 1/4 usw. Die Punkte, an denen die Geradenabschnitte zusammenstoßen, haben als Ordinaten die Übergangscodezahlen; ihre Abszissen werden als »Codierungsbereichsgrenzen« bezeichnet.

Empfangsseitig fügt die Steueranordnung zunächst so viele binäre Teilerstufen in den Frequenzteiler ein, wie sendeseitig zuletzt eingeschaltet waren, denn diese Zahl entspricht dem Zählerstandsbereich, dem die übertragene Binärzahl angehört. Die Rückwärts-

zifischen Wert hat. Die Einheitsstufe der Quantisierung ändert sich dann unstetig und stufenweise mit der Amplitude. Es ist dadurch möglich, eine Übereinstimmung zwischen den Vorgängen bei der Quantisierung und der Codierung einerseits und bei der Decodierung andrerseits zu erhalten, welche gegenüber den analogen Übertragungssystemen die Genauigkeit von numerischen Übertragungssystemen aufweist.

Bei diesem älteren Vorschlag ist die Einheitsstufe ic
der Quantisierung eine Amplitude, die sich von einem
Codierungsbereich zum nächsten um den Faktor 2
ändert, und der Codierungsvorgang besteht in einer
Folge von Divisionen, mit denen die Amplitude jedes
Codierungsbereichs (bzw. des von der Amplitude des 15 zählung beginnt also mit der Impulsperiode, mit wel-Probewerts in dem obersten, im allgemeinen nur teil- eher sendeseitig die Zählung endete. Wenn im Rückweise besetzten Codierungsbereich eingenommenen wärtszähler bei dem abnehmenden Zählerstand die Abschnitts) durch die zu dem betreffenden Bereich erste Übergangscodekombination erscheint, schaltet gehörige Einheitsstufe der Quantisierung dividiert die Steueranordnung eine binäre Teilerstufe aus dem wurde, worauf die Quotienten dieser Division addiert 20 Frequenzteiler aus, wodurch die Zählimpulsperiode wurden. Dieses vorgeschlagene System arbeitet zwar halbiert wird. Beim Überschreiten weiterer Überbefriedigend, doch stellt die Division einer den
Probewert darstellenden elektrischen Spannung durch
eine andere, die Einheitsstufe der Quantisierung darstellende elektrische Spannung einen Vorgang dar, 25
der nicht leicht zu realisieren ist, weshalb die Anordnung verhältnismäßig kompliziert ist.

Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung die Weiterbildung einer Übertragungsanordnung der eingangs
angegebenen Art in der Weise, daß mit einfachen 30 Eingänge der Und-Schaltungen mit verschiedenen Mitteln eine nichtlineare Quantisierung nach vielge- Ausgängen von Zählerstufen in solchen Kombinastaltigen Kompressionsgesetzen ermöglicht wird. tionen verbunden sind, daß jeweils eine dem entspre-

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, chenden Zählerstandsbereich zugeordnete Und-Schaldaß sendeseitig und empfangsseitig zur Erzeugung tung geöffnet ist, daß der Ausgang der ersten Undder Zählimpulse jeweils einem Impulsgenerator mit 35 Schaltung unmittelbar mit dem Ausgang des Frefester Impulsfrequenz ein Frequenzteiler nachge- quenzteilers verbunden ist und daß die Ausgänge der schaltet ist, der mehrere wahlweise in Kaskade schaltbare binäre Teilerstufen enthält, daß in wachsender
Richtung aufeinanderfolgenden Bereichen des Zählerstandes jedes Binärzählers jeweils eine wachsende 40
Zahl von Teilerstufen zugeordnet ist und daß für

gangscodekombinationen wird jeweils eine weitere binäre Teilerstufe aus dem Frequenzteiler ausgeschaltet.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß die Steueranordnung für den Frequenzteiler mehrere Und-Schaltungen enthält, daß ein Eingang jeder Und-Schaltung mit dem Ausgang des Zählimpulsgenerators verbunden ist, daß die übrigen

jeden Frequenzteiler eine Steueranordnung vorgesehen ist, die eine dem jeweiligen Zählerstand entsprechende Zahl von Teilerstufen in die Kaskade einschaltet.

Die nach der Erfindung ausgeführte Anordnung arbeitet in folgender Weise: Sendeseitig ist beim Beginn der Zählung kein Frequenzteiler eingefügt. Sobald eine bestimmte Codekombination, die als »Überübrigen Und-Schaltungen jeweils mit einem Eingang einer der in Kaskade geschalteten Teilerstufen verbunden sind.

Es ist natürlich erforderlich, daß nach dem Empfang der aus seiner Codekombination wiederhergestellte Probewertimpuls eine Dauer hat, die so nahe wie möglich bei der Dauer des ursprünglichen Probewertimpulses liegt, daß also der größte Unterschied zwischen der ursprünglichen Dauer und der wiederhergestellten Dauer die Hälfte der größten, bei der Codierung verwendeten Einheitsdauer der Quantisierung nicht überschreitet.

Diese Genauigkeit hängt von der zeitlichen Lage gangscodekombination« bezeichnet wird und die 50 des Zugs der Zählimpulse (bzw. der Rückwärtszähl-Grenze zwischen zwei der gewählten Zählerstands- impulse) in bezug auf die Vorderflanke des (ursprüngbereichen darstellt, im Verlauf der Zählung in dem liehen oder wiederhergestellten) Probewertimpulses Binärzähler erscheint, fügt die Steueranordnung die und in bezug auf den Augenblick des Auftretens einer erste binäre Teilerstufe in den Frequenzteiler ein, Übergangscodekombination ab. Es gibt verschiedene welche dem Impulsgenerator nachgeschaltet ist. Dies 55 Lösungen zur Erzielung einer möglichst guten Überhat zur Folge, daß die dem Zähler zugeführten Zähl- einstimmung. Die Wahl einer bestimmten Lösung impulse eine doppelt so große Periode haben und hängt von dem gewünschten Kompressionsgesetz und daß dementsprechend die Einheitsdauer der Quan- von den sonstigen Betriebsbedingungen ab. tisierung verdoppelt wird. Das Auftreten weiterer Eine erste Lösung besteht beispielsweise darin,

Übergangscodekombinationen bewirkt jeweils das 60 daß empfangsseitig der erste Rückwärtszählimpuls Einfügen einer weiteren binären Teilerstufe in den um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die Frequenzteiler und dementsprechend die Verdoppelung der vorhergehenden Zählimpulsperiode.

Das erhaltene Kompressionsgesetz kann graphisch dargestellt werden. Wenn man auf der Ordinate die 65 ist.

einem Probewertimpuls entsprechende Codezahl auf- Bei einer zweiten Lösung wird so vorgegangen,

trägt und auf der Abszisse den Probewertimpuls durch sein quantisiertes Maß darstellt (wobei als Eingleich dem Eineinhalbfachen der längsten bei der Codierung verwendeten Zählimpulsperiode, vermindert um die Hälfte der kürzesten Zählimpulsperiode

daß empfangsseitig der erste Rückwärtszählimpuls um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die

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gleich der längsten bei der Codierung verwendeten F i g. 22 ein Diagramm zur Darstellung des zeit-

Zählimpulsperiode ist, und daß beim Übergang von liehen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punkeinem Zählerstandsbereich des Rückwärtszählers zu ten der Codierungsanordnung von F i g. 21,

dem folgenden die Abschaltung einer Teilerstufe je- F i g. 23 einen Teil einer Codierungsanordnung für

weils mit einer Verzögerung erfolgt, die gleich der 5 den Fall der Codierungs-Decodierungs-Übereinstim-

Hälfte der dem neuen Bereich entsprechenden Zähl- mungsbedingung von Fig. 15,

Impulsperiode ist. F i g. 24 ein Diagramm zur Darstellung des zeit-

Diese beiden Lösungen erfordern nur empfangs- liehen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punkseitig besondere Maßnahmen. Eine weitere Lösung, ten der Codierungsanordnung von F i g. 23, die auch sendeseitig zusätzliche Maßnahmen erfor- io Fig. 25 einen Teil einer Decodierungsanordnung dert, besteht darin, daß sendeseitig beim Übergang für den Fall der Codierungs-Decodierungs-Übereinvon einem Zählerstandsbereich zum folgenden die Stimmungsbedingung von Fig. 15 und Zuschaltung einer Teilerstufe jeweils mit einer Vor- F i g. 26 ein Diagramm zur Darstellung des zeiteilung erfolgt, die gleich dem vierten Teil der dem liehen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punkneuen Bereich entsprechenden Zählimpulsperiode 15 ten der Decodierungsanordnung von F i g. 25. ist, und daß empfangsseitig der erste Zählimpuls um F i g. 1 zeigt eine Codierungsanordnung bekannter eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die Art, zu der eine gleichfalls bekannte Schaltung zur gleich der längsten bei der Codierung verwendeten Feststellung des Vorzeichens und zur Modulation Zählimpulsperiode ist. der Impulsdauer hinzugefügt ist. Die Anordnung entin diesem Fall liegen vorzugsweise die Grenzen 20 hält eine Schaltung 1 zur Feststellung des Vorzeider Zählerstandsbereiche empfangsseitig um eine chens und zur Modulation der Impulsdauer, deren Einheit kleiner als sendeseitig. Eingang 101 die Probewerte des zu codierenden

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Signals zugeführt werden, einen Zählimpulsgenera-Zeichnungen beispielshalber erläutert. Darin zeigt tor 3, eine Schaltung 4, die in ihrer einfachsten Form

F i g. 1 eine bekannte Codierungsanordnung für 25 eine Torschaltung nach Art einer Und-Schaltung ist,

dauermodulierte Impulse, wobei eine konstante Ein- einen Binärzähler 5, der aus einer Kette von in Kas-

heitsdauer der Quantisierung angewendet wird, kade geschalteten Kippschaltungen 50 bis 55 gebildet

F i g. 2, 4 und 6 unstetige Kompressionsgesetze, ist, eine Ubertragungs- oder Leseschaltung 6, die aus

bei denen die Ubergangscodekombinationen beson- ebenso vielen Torschaltungen nach Art von Und-

ders einfache Binärzahlen sind, 30 Schaltungen 60 bis 65, wie Kippschaltungen in dem

F i g. 3, 5 und 7 Codierungsanordnungen nach der Zähler 5 vorhanden sind, plus einer weiteren Tor-Erfindung, deren Kompressionsgesetze denjenigen schaltung 66 besteht, einen Generator? zur Erzeuvon F i g. 2, 4 bzw. 6 entsprechen, gung von Ubertragungs- und Löschimpulsen, welche

F i g. 8 eine Codierungsanordnung nach der Erfin- periodisch die Torschaltungen 60 bis 66 gemeinsam

dung für den Fall beliebig gewählter Übergangscode- 35 öffnen und den Zähler auf Null zurückstellen, und

kombinationen, eine Verzögerungsleitung 8, mit ebenso vielen gleich-

F i g. 9 eine Decodierungsanordnung für der Im- förmig gestaffelten Abgriffen 80 bis 86, wie Torschalpulsdauer nach modulierte Impulse, die mit Rück- tungen in der Übertragungsschaltung vorhanden wärtszählung arbeitet und dabei eine konstante Ein- sind; die Abgriffe sind mit den Ausgängen dieser heitsdauer der Quantisierung anwendet, 40 Torschaltungen verbunden, und die Verzögerungs-

F i g. 10 eine Decodierungsanordnung nach der leitung ist an einer Seite durch einen Widerstand 87

Erfindung, die in Verbindung mit der Codierungs- abgeschlossen, der ihrem Wellenwiderstand gleich ist,

anordnung von F i g. 3 arbeiten soll, während sie andererseits an einen Übertragungs-

Fig. 11 bis 15 Diagramme zur Darstellung der kanal2 angeschlossen ist.

zeitlichen Lage der Zählimpulse, der Rückwärtszähl- 45 Diese bekannte Codierungsanordnung von F i g. 1

impulse, der Vorderflanke des Probewertimpulses arbeitet in folgender Weise:

und der Zeitpunkte des Auftretens der Übergangs- Die Torschaltung 4 läßt so viele der vom Genera-

codekombinationen zur Erläuterung der zuvor defl- tor 3 erzeugten Zählimpulse durchgehen, wie die

nierten Codierungs-Decodierungs-Übereinstimmungs- Periode dieser Zählimpulse in der Dauer des der

bedingungen, 50 Dauer nach modulierten Impulses enthalten ist, der

Fig. 16 eine Decodierungsanordnung für den Fall von der Schaltung 1 zur Feststellung des Vorzei-

der Codierungs-Decodierungs-Übereinstimmungsbe- chens und zur Modulation der Impulsdauer erzeugt

dingung von Fig. 11, worden ist. Diese Zählimpulse werden von dem Zäh-

F i g. 17 ein Diagramm zur Darstellung des zeit- ler 5 gezählt, und am Ende der Zählung ist jede der

liehen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punk- 55 Kippschaltungen 50 bis 55 in einem Zustand, der die

ten der Codierungsanordnung von F i g. 3, Binärziffer des binären Stellenwerts darstellt, welcher

F i g. 18 ein Diagramm zur Darstellung des zeit- dem Rang dieser Kippschaltung entspricht. Die

liehen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punk- Kippschaltungen 50, 51, 52, 53, 54, 55 speichern so-

ten der Decodierungsanordnung von F i g. 16, mit die Binärziffern oder Codeelemente der Stellen-

F i g. 19 eine Verschiebungsschaltung, die in der 60 werte 0, 1, 2, 3, 4, 5 des Codes für den Probewert-Anordnung von Fig. 16 enthalten ist, impuls. In wiederkehrenden Zeitpunkten, welche den

F i g. 20 ein Diagramm zur Darstellung des zeit- vom Ubertragungsgenerator 7 erzeugten Ubertra-

lichen Verlaufs von Signalen an verschiedenen Punk- gungsimpulsen entsprechen, werden die Codeelemente

ten der Anordnung von Fig. 19, parallel an die Verzögerungsleitung 8 gelegt und von

F i g. 21 eine Codierungsanordnung, die aus der 65 dieser in Serie in den Übertragungskanal 2 über-

Codierungsanordnung von F i g. 8 für den Fall tragen.

der Codierungs-Decodierungs-Ubereinstimmungsbe- Die Schaltung 1 zur Feststellung des Vorzeichens

dingung von Fig. 13 abgeleitet wird, und zur Modulation der Impulsdauer enthält einen

Vorzeichendetektor 102, eine Vorzeichenkippschaltung 56, die von dem Vorzeichendetektor 102 gesteuert wird und den einen oder den anderen Zustand annimmt, je nachdem ob das Vorzeichen des Probewerts positiv oder negativ ist, einen Umkehrverstärker 103, zwei elektronische Schalter 104 und 105, die von der Vorzeichenkippschaltung 56 in der Stellung »Eins« bzw. in der Stellung »Null« gesteuert werden, und einen eigentlichen Impulsdauermodulator 106.

tungen eingefügt, und die Anordnung hat den Teilerfaktor 4; wenn der Generator 3 mit der Klemme 921 verbunden ist, ist nur eine Kippschaltung eingefügt, und die Anordnung hat den Teilerfaktor 2; wenn 5 schließlich der Generator 3 mit der Klemme 920 verbunden ist, ist keiner der Binärteiler eingefügt, und der Teilerfaktor hat den Wert 1. Der Generator 3 ist mit den Klemmen 920 bis 923 über die Torschaltungen 930 bis 933 verbunden. Die Torschaltung 930 ist

Es ist zu erkennen: Wenn der Probewert positiv ist, io offen, wenn die Binärziffern der Binärstellen 5 und 4 wird er dem Impulsdauermodulator 106 über den ge- in dem Zähler 5 beide 0 sind, also bis zu der Codeschlossenen Schalter 104 zugeführt, und wenn der zahl 16. Die Torschaltung 931 ist offen, wenn die Probewert negativ ist, wird seine Polarität in dem Binärziffern dieser beiden Binärstellen die Werte 0 Umkehrverstärker 103 umgekehrt, und erst nach die- und 1 haben, also von der Codezahl 16 bis zur Codeser Polaritätsumkehr wird er dem Impulsdauermodu- 15 zahl 32. Die Torschaltung 932 ist offen, wenn diese lator 106 über den geschlossenen Schalter 105 züge- Binärziffern die Werte 1 und 0 haben, also von der führt. Der Impulsdauermodulator 106 empfängt so- Codezahl 32 bis zur Codezahl 48. Schließlich ist die mit eine Größe von konstantem Vorzeichen, welche Torschaltung 933 offen, wenn diese Binärziffern die Amplitude des Probewerts darstellt. beide den Wert 1 haben, also von der Codezahl 48

Es ist natürlich möglich, die Verzögerungsleitung 8 20 bis zur Codezahl 63.

durch Einrichtungen zu ersetzen, welche die Tor- Es ist zu erkennen, daß den Stufen 0 bis 16 die

schaltungen 60 bis 66 der Reihe nach öffnen, deren Codezahlen 0 bis 16 entsprechen, daß den Stufen 16 Ausgänge dann parallel an den Übertragungskanal 2 bis 48 die Codezahlen 16 bis 32 entsprechen, weil angeschlossen sind. in diesem Codierungsbereich der Teilerkoeffizient den

Die Codierungsanordnung nach der Erfindung ist 25 Wert 2 hat, daß den Stufen 48 bis 112 die Codezahin F i g. 3 für den Fall dargestellt, daß das Kompres- len 32 bis 48 entsprechen, weil in diesem Codierungssionsgesetz dem Diagramm von F i g. 2 entspricht. bereich der Teilerkoeffizient den Wert 4 hat, und Die Teile, die mit denjenigen von Fig. 1 identisch daß schließlich den Stufen 112 bis 232 die oder vergleichbar sind, sind mit den gleichen Bezugs- Codezahlen 48 bis 63 entsprechen, weil in diesem zeichen versehen. Zwischen dem Zählimpulsgenera- 30 Codierungsbereich der Teilerkoeffizient den Wert 8 tor 3 und der Torschaltung 4 ist eine Frequenzteiler- hat.

schaltung 9 eingefügt, welche die Frequenz des Gene- Der Frequenzteiler 9 nimmt die Form der Anord-

rators 3 unterteilt und durch den Zähler 5 gesteuert nung 9' von F i g. 5 an, wenn das Kompressionsgesetz wird. Wie bereits einleitend erläutert worden ist, muß die in F i g. 4 gezeigte Gestalt hat. Es gibt drei mögdie veränderliche Quantisierungsstufe, die hier die 35 liehe Teilerfaktoren: Den Faktor 4, wenn die Binär-Wiederkehrperiode der Impulse am Ausgang des Fre- teiler 911', 912' der Kette 91' beide eingeschaltet

sind (Generator 3 mit der Klemme 922' verbunden), den Faktor 2, wenn nur der Binärteiler 911' eingeschaltet ist (Generator 3 mit der Klemme 921' ver-40 bunden), und den Faktor 1, wenn kein Binärteiler eingeschaltet ist (Generator 3 mit der Klemme 920' verbunden). Die Torschaltung 930', die den Generator 3 mit der Klemme 920' verbindet, ist offen, wenn die Binärziffern der Binärstellen 5 und 4 des Zäh-Binärteiler kann mittels eines elektronischen Um- 45 lers 5 beide den Wert 0 haben; die Torschaltung 931', schalters verändert werden, der unter der Steuerung die den Generator 3 mit der Klemmme 921' verbindet, ist offen, wenn die Binärziffern der Binärstellen 5 und 4 die Werte 0 und 1 haben; die Torschaltung

quenzteilers 9 ist, stufenweise in Abhängigkeit von der Dauer des Probewertimpulses veränderlich sein, welche durch die vom Zähler 5 gespeicherte Zahl ausgedrückt ist.

Der Frequenzteiler 9 mit stufenweise veränderlichem Teilungsfaktor besteht aus einer Kette von mehreren Binärteilern, die nach Art eines Zählers geschaltet sind, und die Zahl der die Kette bildenden

932', die den Generator 3 mit der Klemme 922' ver-

des Zählers 5 steht.

In F i g. 3 ist angenommen, daß das Kompressionsgesetz dem Diagramm von F i g. 2 entspricht, bei dem
die Codierungsbereichsgrenzen der Zahl von 0, 16, 50 bindet, ist offen, wenn die Binärziffer der Binärstelle 5 48, 112 und 232 Stufen der Impulsdauer entsprechen den Wert 1 hat, unabhängig von dem Wert der Binär- und die Übergangscodezahlen die Werte 16, 32 und ziffer in der Binärstelle 4.

48 haben; die größte Codezahl ist offensichtlich 63, Der Frequenzteiler 9' von F i g. 5 erlaubt also eine

da die 64 möglichen Werte von 0 an gezählt werden. Zählung bis zum Wert 16 mit einer Frequenzteilung

Der Frequenzteiler 9 (Fig. 3) enthält eine Binär- 55 durch den Faktor 1, eine Zählung von 16 bis 48 mit teileranordnung 91 und einen elektronischen Um- einer Frequenzteilung durch den Faktor 2 und eine schalter 92, der so beschaffen ist, daß der Genera- Zählung von 48 bis 127 mit einer Frequenzteilung tor 3 jeweils nur einen der vier Kanäle beschickt, die durch den Faktor 4.

an den Klemmen 920, 921, 922, 923 enden. Die An- Der Frequenzteiler 9 nimmt die Form der Anord-

ordnung 91 enthält drei Binärteiler 911, 912, 913, 60 nung 9" von F i g. 7 an, wenn das Kompressionsgedie als Binärzählkette geschaltet sind, in der jeder setz die Gestalt von F i g. 6 hat. Es gibt drei Fre-Binärteiler aus einer symmetrisch angesteuerten quenzteilerfaktoren: Den Faktor 4, wenn die Binär-Kippschaltung besteht. Die Kippschaltungen liegen teiler 911", 912" der Kette 91" beide eingeschaltet alle drei zwischen dem Generator 3 und der Tor- sind (Generator 3 mit der Klemme 922" verbunden), schaltung 4 und haben den Frequenzteilerfaktor 8, 65 den Faktor 2, wenn nur der Binärteiler 911" in Bewenn der Generator 3 mit der Klemme 923 verbun- trieb ist (Generator 3 mit der Klemme 921" verbunden ist: wenn dagegen der Generator 3 mit der den), und den Faktor 1, wenn keiner der Binärteiler Klemme 922 verbunden ist, sind nur zwei Kippschal- in Betrieb ist (Generator 3 mit der Klemme 920" ver-

bunden). Die Torschaltung 930", die den Generator 3 mit der Klemme 920" verbindet, ist offen, wenn die Binärziffer der Stelle 5 den WertO hat, also bis zu der Codezahl 32; die Torschaltung 931", die den Generator 3 mit der Klemme 921" verbindet, ist offen, wenn die Binärziffern der Stellen 5 und 4 die Werte 1 und 0 haben, also bis zu der Codezahl 48; die Torschaltung 932", die den Generator 3 mit der Klemme 922" verbindet, ist offen, wenn die Binärziffern der Stellen 5 und 4 beide den Wert 1 haben, also bis zu der Codezahl 63.

Es ist zu erkennen, daß der Frequenzteiler 9" von F i g. 7 eine Zählung bis zum Wert 32 mit einer Frequenzteilung durch den Faktor 1, eine Zählung von 32 bis 64 mit einer Frequenzteilung durch den Faktor 2 und eine Zählung von 64 bis 124 mit einer Frequenzteilung durch den Faktor 4 ermöglicht.

In F i g. 8 ist ein Frequenzteiler 29 dargestellt, der etwas komplizierter als die bisher beschriebenen ist und dann angewendet wird, wenn die Übergangscodekombinationen zahlreich und beliebig gewählt sind, und nicht mehr, wie bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 3, 5 und 7, durch die Binärwerte der Binärziffer mit dem höchsten Stellenwert und der Binärziffer mit dem unmittelbar darunterliegenden Stellenwert gekennzeichnet sind.

Es wird angenommen, daß in dem Zähler 5 insgesamt (n+1) Kippschaltungen vorhanden sind, die mit 5O₀, 50^..5Oj, bezeichnet sind, und daß (p+1) Codierungsbereiche und damit ρ Übergangscodekombinationen vorhanden sind, die jeweils aus (n+1) Binärziffern bestehen (es wird angenommen, daß links von der Ziffer 1 des höchsten Stellenwertes Nullen gesetzt werden, so daß die Gesamtzahl der Binärziffern in jeder Übergangscodekombination den Wert [n+1] hat).

Der Frequenzteiler 29 enthält eine Gruppe 291 von ρ Binärteilern 29I₁, 29I₂ ... 291_P und einen elektronischen Umschalter 292, der aus (p +1) Torschaltungen 293₀, 293_X... 293^ gebildet ist, deren Ausgangsklemmen 292₀, 29I₁... 292„ mit den Kippschaltungen der Gruppe 291 in gleicher Weise wie bei den Anordnungen von Fig. 3, 5 und 7 verbunden sind.

Die Eingänge der Torschaltungen 293₀ bis 293_P sind aber nicht direkt mit den Kippschaltungen 5O₀ bis 50„ des Zählers 5 verbunden. Zwischen den Zähler 5 und den elektronischen Umschaltern 292 ist ein Codekombinationsumsetzer 294 eingefügt. Dieser Umsetzer enthält eine Matrix 296 mit zwei (n+1) Zeilenleitungen, die in (η+ί) Gruppen von je zwei Leitungen zusammengefaßt sind, wobei die eine Leitung jeder Gruppe der Ziffer 0 und die andere Leitung der Ziffer 1 einer bestimmten Binärstelle zugeordnet sind. Ferner enthält der Umsetzer/? (n+1) Spaltenleitungen, die zu ρ Gruppen von jeweils (n+1) Leitungen zusammengefaßt sind. In jeder Gruppe von (n+1) Spaltenleitungen ist jede Leitung einer Binärziffer einer bestimmten Binärstelle zugeordnet, und wenn diese Ziffer in der Übergangscodekombination, welche die gleiche Ordnungszahl wie die betreffende Gruppe von (n+1) Spaltenleitungen hat, den Wert 0 hat, ist diese Spaltenleitung mit der Zeilenleitung verbunden, welche die Ziffer 0 in der Binärstelle darstellt, welche der betreffenden Spaltenleitung entspricht; wenn dagegen diese Ziffer den Wert 1 hat, ist die Spaltenleitung mit der Zeilenleitung verbunden, welche die Ziffer 1 in der Binärstelle darstellt, die der betreffenden Spaltenleitung entspricht.

Jede Gruppe von (n+1) Spaltenleitungen ist mit den Eingängen einer der Torschaltungen 294_± bis 294p verbunden, und die Ausgänge dieser Torschaltungen sind an Kippschaltungen 29S₁ bis 295_P angeschlossen. Wenn also der Zähler durch eine Übergangscodekombination geht, öffnet sich eine der Torschaltungen 294_t bis 294p, und diejenige der Kippo schaltungen 295_X bis 295_P, die der offenen Torschaltung entspricht, wird in den Zustand »Eins« gebracht. Die Torschaltungen 293₀ bis 293_P empfangen an einem ihrer Eingänge die Zählimpulse, und außerdem ist ein Eingang jeder der Torschaltungen 293_X bis 293p mit dem den Zustand »Eins« darstellenden Ausgang derjenigen Kippschaltung 29S₁ bis 295„ verbunden, die den gleichen Rang hat, während ein weiterer Eingang an den den Zustand »Null« darstellenden Ausgang derjenigen Kippschaltung 29S₁ bis 295_P angeschlossen ist, deren Rang um Eins größer ist. Bei der Torschaltung 293₀ ist nur ein Eingang an den den Zustand »Null« darstellenden Ausgang der Kippschaltung 29S₁ angeschlossen. Wenn somit nacheinander die Übergangscodekombinationen erscheinen, werden dadurch die Kippschaltungen 29S₁ bis 295_P nacheinander in der Reihenfolge der ansteigenden Indizes in den Zustand »Eins« gebracht. Aus der zuvor beschriebenen Verbindung zwischen den Kippschaltungen 295j bis 295p und den Torschaltungen 293₀ bis 293p folgt, daß jeweils nur eine der Torschaltungen in einem gegebenen Zeitpunkt geöffnet ist. Die Torschaltung 293₀ ist von Beginn an offen, und das Erscheinen jeder Übergangscodekombination bewirkt das Öffnen der Torschaltung, deren Index gleich dem Rang der betreffenden Codekombination ist, und das Schließen der Torschaltung mit dem unmittelbar darunterliegenden Index, wodurch der Frequenzteilerfaktor entsprechend dem gewählten Kompressionsgesetz verändert wird.

F i g. 9 zeigt eine Decodierungsanordnung, die einen Probewertimpuls unter der Voraussetzung, daß eine Quantisierung mit konstanter Stufe erfolgt ist, wiederherstellt. Dieser Anordnung ist eine Schaltung 11 zur Demodulation der nach der Impulsdauer modulierten Impulse und zur Wiederherstellung des Vorzeichens hinzugefügt. Die so gebildete Anordnung kann also in Verbindung mit dem Modulator von F i g. 1 arbeiten. Außer der zuvor erwähnten Schaltung 11 enthält die Anordnung von F i g. 9 einen Rückwärtszählimpulsgenerator 13, eine Schaltung 14, die in ihrer einfachsten Form eine Torschaltung in Art einer Und-Schaltung ist, einen Binärzähler 15, der aus einer Kaskadenschaltung von Kippschaltungen 150 bis 155 besteht, eine Übertragungs- oder Eingabeschaltung 16, die ebensovielen Torschaltungen 160 bis 165, wie Kippschaltungen in dem Zähler 15 vorhanden sind, und einer weiteren Torschaltung 166 besteht, einen Übertragungsimpulsgenerator 17, der periodisch die Torschaltungen 160 bis 166 gemeinsam öffnet, und eine Verzögerungsleitung 18 mit ebenso vielen gleichmäßig gestaffelten Abgriffen 180 bis 186, wie Torschaltungen in der Übertragungsschaltung vorhanden sind, wobei diese Abgriffe mit den Eingängen der Torschaltungen verbunden sind und die Verzögerungsleitung einerseits durch einen Widerstand 187 abgeschlossen ist, der gleich ihrem Wellenwiderstand ist, während sie an der anderen Seite an den Übertragungskanal 2 angeschlossen ist.

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11 12

Die Decodierungsanordnung enthält ferner eine Tor- erläutert wird. Die Rückwärtszählimpulse gehen schaltung 12 nach Art einer Und-Schaltung, die durch die Torschaltung 14, die offen ist, solange die ebenso viele Eingänge hat, wie Kippschaltungen Impulsdauerkippschaltung 10 im Zustand »Eins« ist, in dem Binärzähler 15 vorhanden sind, wobei diese und sie vermindert die in dem Zähler 15 gespeicherte Eingänge jeweils mit dem »Nulk-Ausgang der 5 Codekombination, welche das quantisierte Maß des Kippschaltungen verbunden sind, und die einen In- ursprünglichen Probewertimpulses darstellt, Einheit hibitionseingang aufweist, der mit dem Ubertragungs- für Einheit bis auf Null. Sobald der Zähler 15 auf impulsgenerator 17 verbunden ist. Schließlich liegt Null zurückgestellt ist, öffnet sich die Torschaltung eine Impulsdauerkippschaltung 10 zwischen der Tor- 12, und dadurch wird die Impulsdauerkippschaltung Schaltung 12 und der Schaltung 11 für die Wiederher- io 10 in den Zustand »Null« gebracht. Es ist zu erkenstellung des Vorzeichens und die Impulsdauerdemodu- nen, daß die Impulsdauerkippschaltung 10 in dem lation. Diese Kippschaltung wird durch den Über- Zustand »Eins« für eine Zeitdauer war, die gleich tragungsimpulsgenerator 17 in den Zustand »Eins« (oder sehr nahezu gleich) der Dauer des Probewert- und durch die Torschaltung 12 in den Zustand »Null« impulses ist, der durch die Codierungsanordnung in gebracht. Die Torschaltung 12 dient zur Feststellung 15 Form von Codeelementen übertragen worden ist. des Augenblicks, in dem alle Kippschaltungen des Zäh- Es wird angenommen, daß das vom Generator 13

lers 15 gleichzeitig den Zustand »Null« haben, in erzeugte Signal eine Rechteckform hat. dem also der Zähler 15 den Zählerstand »Null« Der vom Generator 17 abgegebene Impuls muß

angibt. mit einer Halbwelle des Ausgangssignals des Genera-

Es ist zu bemerken, daß die Kippschaltungen 50 20 tors 13 so zusammenfallen, daß die Hinterflanke des bis 55 des Zählers 5 im Sinne wachsender Zählung vom Generator 17 abgegebenen Impulses gleichin Kaskade geschaltet werden, daß also für den Fall, zeitig mit dem ersten Rückwärtszählimpuls auftritt, daß die betreffenden Kippschaltungen auf die Vor- Wenn die empfangene Codezahl den Wert 0 hat,

derflanken der Signale ansprechen, die dem Über- kehrt daher die Impulsdauerkippschaltung 10 in den gang aus dem Zustand »Eins« in den Zustand »Null« 35 Zustand »Null« nach einer Zeit zurück, die gleich entsprechen (im folgenden als »negative Vorder- der Hälfte der Einheitsdauer der Quantisierung ist. flanken« bezeichnet), der Ausgang »Eins« einer Wenn angenommen wird, daß sendeseitig die Fest-Kippschaltung eines bestimmten Ranges mit dem stellung des Vorzeichens des Probewertes selbst bei symmetrischen Eingang der Kippschaltung des un- Amplituden, die kleiner als die Hälfte der Quanitimittelbar darüberliegenden Ranges verbunden ist; 30 sierungsstufe sind, richtig erfolgt ist, ist der bei der dagegen sind die Kippschaltungen 150 bis 155 des Wiederherstellung auftretende Fehler höchstens Zählers 15 im Sinne abnehmender Zählung in Kas- gleich der Hälfte dieser Stufe, was auch der gekade geschaltet, so daß also der Ausgang »Null« wünschten Annäherung entspricht, einer Kippschaltung eines bestimmten Ranges mit Die Impulsdauerkippschaltung 10 ist an einen Im-

dem symmetrischen Eingang der Kippschaltung des 35 pulsdauerdemodulator 1106 angeschlossen, dessen unmittelbar darüberliegenden Ranges verbunden ist. Ausgang seinerseits mit der Ausgangsklemme 1101 Diese Art von Zählern, die auch als Rückwärtszähler der Decodierungsanordnung über zwei Wege verbunbezeichnet werden, ist in der Technik bekannt; den ist, von denen der eine den elektronischen Schalhierzu kann auf das Buch von J. Milim an und ter 1104 enthält, während der andere den elektroni-H. Taub »Pulse and digital circuits«, McGraw-Hill 40 sehen Schalter 1105 und den Umkehrverstärker Book Company, 1956, S. 335, Absatz 11.6, verwiesen 1103 enthält; die Schalter 1104 und 1105 sind mit werden. den elektronischen Schaltern 104 und 105 der An-

Die Decodierungsanordnung von Fi g. 9 arbeitet Ordnung von Fig. 1 identisch. Das Schließen der in folgender Weise: Schalter 1105 und 1104 erfolgt in Abhängigkeit von

Die Codeelemente (einschließlich des Vorzeichen- « dem den Zustand »Null« bzw. dem den Zustand elements), die der Reihe nach über den Ubertragungs- »Eins« darstellenden Teil der Vorzeichenkippschalkanal 12 übertragen werden, erscheinen in jedem tung 156. Es erscheint somit am Ausgang 1101 ein Zyklus an den Klemmen 180 bis 186 der Verzöge- Impuls, dessen Amplitude gleich der am Ausgang des rungsleitung 18. In wiederkehrenden Zeitpunkten, die Impulsdauerdemodulators 1106 erscheinenden Amden vom Übertragungsimpulsgenerator 17 erzeugten 50 plitude ist, die sich aus der Decodierung der die Ubertragungsimpulsen entsprechen, werden die Code- Amplitude des ursprünglichen Probewerts darstellenelemente parallel den Kippschaltungen 150 bis 155 den Kombination ergibt, während das Vorzeichen des über die Torschaltungen 160 bis 165 zugeführt, und Impulses gleich dem vom Vorzeichenelement darim gleichen Augenblick wird das Vorzeichenelement gestellten Vorzeichen ist. Die am Ausgang 1101 aufder Vorzeichenkippschaltung 156 der zur Wieder- 55 tretenden Probewerte werden in üblicher Weise herstellung des Vorzeichens und zur Impulsdauer- mittels eines nicht dargestellten Tiefpaßfilters dedemodulation dienenden Schaltung 11 über die Tor- moduliert.

Schaltung 166 zugeführt. Der Zähler 15 verhält sich Die nach der Erfindung ausgeführte Decodierungs-

wie ein Speicher. Der Übertragungsimpuls wird einer- anordnung ist in F i g. 10 für den Fall dargestellt, daß seits an den Eingang »Eins« der Impulsdauerkipp- 60 das Kompressionsgesetz demjenigen von Fig. 2 entschaltunglO und andrerseits an den Inhibitionsein- spricht. Die Teile, die mit den Teilen der Anordgang der Torschaltung 12 angelegt, deren Ausgang den nung von F i g. 9 identisch oder vergleichbar sind, Eingang »Null« der Kippschaltung 10 steuert. Diese sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zwi-Kippschaltung 10 wird also in den Zustand »Eins« sehen dem Rückwärtszählimpulsgenerator 13 und der gebracht. Wenn die Codeelemente in dem Zähler 15 65 Torschaltung 14 ist eine Frequenzteilerschaltung 19 gespeichert sind, wird der Rückwärtszählimpuls- eingefügt, die die Frequenz des Generators 13 untergenerator 13 ausgelöst, da die Generatoren 13 und 17 teilt und von dem Zähler 15 gesteuert wird. Die miteinander synchronisiert sind, wie später noch Wiederkehrperiode der Ausgangsimpulse des Fre-

quenzteilers 19 muß stufenweise in Abhängigkeit von der Dauer des Probewertimpulses veränderlich sein, die durch die im Zähler 15 gespeicherte Zahl ausgedrückt ist.

Der Frequenzteiler 19 mit stufenweise veränderlichem Frequenzteilerfaktor besteht aus einer Kette von mehreren nach Art eines Zählers geschalteten Binärteilern, wobei die Zahl der in der Kette wirksamen Binärteiler mittels eines vom Zähler 15 gesteuerten Umschalters verändert werden kann.

In Fig. 10 ist angenommen, daß das Kompressionsgesetz demjenigen von Fig. 2 entspricht, bei dem die Codierungsbereichsgrenzen der Zahl von 0, 16, 48, 112 und 232 Stufen der Impulsdauer entsprechen, während die Übergangscodezahlen die Werte 16, 32 und 48 haben und die größte mögliche Codezahl den Wert 63 hat.

Der Frequenzteiler 19 (Fig. 10) enthält eine Binärteileranordnung 191 und einen elektronischen Umschalter 192. Die Anordnung 191 enthält drei Binärteiler 1911,1912,1913. Sie liegen alle drei zwischen dem Generator 13 und der Torschaltung 14, und man hat den Teilerfaktor 8, wenn der Generator 13 an die Klemme 1923 des elektronischen Umschalters 192 angeschlossen ist. Wenn dagegen der Generator 13 mit der Klemme 1922 verbunden ist, sind nur zwei Binärteiler eingefügt, und man hat den Teilerfaktor 4. Wenn der Generator 13 mit der Klemme 1921 verbunden ist, ist nur ein Binärteiler eingefügt, und man hat den Teilerfaktor 2. Wenn schließlich der Generator 13 mit der Klemme 1920 verbunden ist, ist keiner der Binärteiler eingefügt, und man hat den Teilerfaktor 1. Der Generator 13 ist mit den Klemmen 1920 bis 1923 über die Torschaltungen 1930 bis 1933 verbunden. Die Torschaltungen 1930 bis 1933 sind mit den Kippschaltungen 154 und 155 des Zählers 15 genau in der gleichen Weise verbunden, wie die Torschaltungen 930 bis 933 mit den Kippschaltungen 54 und 55 des Zählers 5 verbunden sind.

Die Beziehung zwischen den Signalen der Generatoren 13 und 17 sind aus dem gleichen Grund dieselben wie zuvor.

Bei der vorstehenden Erläuterung wurde sowohl für die Codierung wie für die Decodierung keine Annahme hinsichtlich des Augenblicks des Auftretens des ersten Zählimpulses bzw. Rückwärtszählimpulses in bezug auf den Augenblick des Erscheinens der Vorderflanke des ursprünglichen oder wiederhergestellten Probewertimpulses gemacht. Damit bei der Codierung des ursprünglichen Probewertimpulses in der Umgebung des Nullwertes des Modulationssignals kein Fehler eingeführt wird, der größer als die Hälfte der Quantisierungsdauer ist, ist es angebracht, daß jede Dauer, die zwischen dem Einfachen und dem Dreifachen der Hälfte der kleinsten Quantisierungsdauer also zwischen dem Einfachen und dem Dreifachen der halben Periode der Zählimpulse liegt, durch die Codekombination 1 ausgedrückt wird. Daraus folgt, daß der erste Zählimpuls um eine halbe Zählimpulsperiode nach der Vorderflanke des Probewertimpulses erscheinen muß. Für den Fall, daß die Zählimpulse aus den positiven oder negativen Flanken eines Rechtecksignals abgeleitet werden, muß also eine Flanke dieses Signals, die nicht zur Entstehung eines Zählimpulses führt, mit der Vorderflanke des Probewertimpulses in der Weise zusammenfallen, daß die folgende Flanke, die den Zählimpuls erzeugt, von der Vorderflanke des Rechteckimpulses um eine Halbperiode des Signals entfernt ist. Dies wird in folgendem erläutert. Es sollen nun die Genauigkeit der Wiederherstellung der Nachricht bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem und die Mittel untersucht werden, mit denen diese Wiederherstellungsgenauigkeit optimal (oder nahezu optimal) gemacht werden können, also welche Änderungen an den zuvor beschriebenen. Anordnungen zu diesem Zweck vorgenommen werden müssen.

Die beste Wiederherstellungsgenauigkeit wird dann erhalten, wenn unter der Annahme, daß der ursprüngliche Probewertimpuls (oder Codierungsbereich) von seinem Beginn an in Zeitintervalle unterteilt ist, die gleich der Einheitsdauer der Quantisierung sind (die gegebenenfalls von dem Codierungsbereich abhängt), die Zählimpulse in der Mitte dieser Intervalle auftreten, und wenn ferner jeder Probewertimpuls, dessen Vorderflanke mit einem der Teilungspunkte dieser Intervalle zusammenfällt (im folgenden als »normaler« Probewertimpuls bezeichnet) bei der Decodierung genau wiederhergestellt wird. Gemäß der ersten Bedingung unterscheiden sich nämlich die durch die gleiche Codezahl ausgedrückten ursprünglichen Probewertimpulse von dem normalen Probewertimpuls höchstens um die Hälfte der Einheitsdauer der Quantisierung.

In Fig. 11, 12, 13, 14, 15 sind als Funktion der Zeit die in dem Zähler 5 (bei der Codierung) aufgezeichnete Codezahl und die in dem Zähler 15 (bei der Decodierung) aufgezeichnete Codezahl dargestellt, und es ist dabei angenommen, daß der ursprüngliche Probewertimpuls ein normaler Probewertimpuls war.

Die zuvor angegebenen Bedingungen für die optimale Wiederherstellung erfordern, daß einerseits die Rückwärtszählimpulse in bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses (um eine Zeit, die meist eine Funktion des Codierungsbereichs ist) verzögert werden und daß andrerseits in bestimmten Fällen, die noch genauer anzugeben sind, die Impulszüge entweder bei der Zählung oder bei der Rückwärtszählung vom Auftreten eines Übergangs an derart verschoben werden, daß das Intervall, welches den ersten auf das Auftreten eines Übergangs folgenden Zählimpuls (oder Rückwärtszählimpuls) von dem vorhergehenden Impuls trennt, nur das l,5fache der Einheitsdauer der vorhergehenden (oder zukünftigen) Einheitsdauer der Quantisierung beträgt, während das folgende Zeitintervall natürlich den doppelten Wert hat.

In Fig. 11, 12 und 13 ist angenommen, daß die Übergangscodezahlen sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig die Werte 4 und 8 haben, und daß die den ursprünglichen und den wiederhergestellten Probewertimpuls darstellende Codezahl den Wert 10 hat.

In allen Fig. 11 bis 15 ist angenommen, daß die Zeitachse bezüglich der Codierung von links nach rechts und bezüglich der Decodierung von rechts nach links verläuft.

Im Fall von Fig. 11 ist angenommen, daß das Auftreten einer Übergangscodekombination unmittelbar die Verdoppelung der Zählimpulsperiode beim Senden und die Halbierung der Rückwärtszählimpulsperiode beim Empfang zur Folge hat. Sobald beim Senden (Kurve 31) die Übergangscodekombina-

tion 4 im Zeitpunkt 3,5 erreicht wird, verdoppelt sich die Zählimpulsperiode vom Wert T₁ zum Wert %_v und sobald im Zeitpunkt 11,5 die Übergangscodekombination 8 erreicht wird, verdoppelt sich in gleicher Weise die Zählimpulsperiode vom Werti₂ auf den Wert T₃. Sobald beim Empfang (Kurve 32) die Übergangscodekombination 8 im Zeitpunkt 9,5 erreicht wird, halbiert sich die Rückwärtszählimpulsperiode vom Wertr₃ auf den Wert T₂, und ebenso drei Codierungsbereichen gleich dem Wert T₃ ist. Die Wiederherstellung erfolgt ohne Fehler, und zwar unabhängig davon, ob die Codekombination des Probewertimpulses eine Übergangscodekombination ist oder nicht.

Im Fall von Fig. 13 ist angenommen, daß beim Senden (Kurve 34) das Auftreten einer Übergangscodekombination eine Voreilung des ersten auf diesen Zeitpunkt folgenden Zählimpulses zur Folge hat,

halbiert sich die Rückwärtszählimpulsperiode erneut io wobei diese Voreilung gleich einer Halbperiode des

vom Wert T₂ auf den Wert T₁, sobald die Übergangscodekombination 4 im Zeitpunkt 17,5 erreicht wird. Man erkennt aus Fig. 11, daß unter diesen Bedingungen jeder normale Probewertimpuls genau wieniedrigeren Bereichs oder einer Viertelperiode des höheren Bereichs ist, während beim Empfang (Kurve 35) das Auftreten einer Übergangscodekombination unmittelbar die Halbierung der Rückwärts-

derhergestellt wird, wenn empfangsseitig darauf ge- 15 zählimpulsperiode zur Folge hat. Beim Senden wird

achtet wird, daß der erste Rückwärtszählimpuls in bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses um einen Betrag verzögert wird, der gleich dem l,5fachen der größten bei der Codierung verwendeten Periode, vermindert um das 0,5fache der kleinsten bei der Codierung verwendeten Periode ist, also im Falle von drei Codierungsbereichen gleich dem Wert (1,5T₃-OjSt₁). Jedoch ist die Wiederherstellung nur dann richtig, wenn die die Übergangscodekombination 4 im Zeitpunkt 3,5 erreicht, und die erste darauffolgende Zählimpulsperiode beträgt 0,75 T₂ und nicht T₂; die Übergangscodekombination 8 wird im Zeitpunkt 11 erreicht, ao und in gleicher Weise beträgt die erste folgende Zählimpulsperiode 0,75 T₃ und nicht T₃. Sobald beim

Empfang die Übergangscodekombination 8 im Zeitpunkt 8 erreicht wird, wird die Rückwärtszählimpulsperiode halbiert, so daß sie von τ₃ nach T₂ geht,

den Probewertimpuls darstellende Codekombination 25 und in gleicher Weise wird die Rückwärtszählimpulskeine Übergangscodekombination ist. Wenn dagegen periode von τ₂ auf T₁ halbiert, wenn die Übergangsdie den Probewertimpuls darstellende Codekombination eine Ubergangscodekombination ist, beispielsweise die Übergangscodekombination 8 (also der
Probewertimpuls im Zeitpunkt α endet), entspricht 30 derhergestellt wird, wenn beim Empfang darauf die Decodierung der Kurve 32', und es ist zu erken- geachtet wird, daß der erste Rückwärtszählimpuls in

codekombination 4 im Zeitpunkt 16 erreicht wird. Man erkennt aus Fig. 13, daß unter diesen Bedingungen jeder normale Probewertimpuls genau wie-

nen, daß die Dauer des wiederhergestellten Probewertimpulses um eine halbe Periode des zweiten Bereichs, also um t₂/2 zu kurz ist.

Die Wiederherstellung ist daher nicht stets genau richtig. Der auftretende Fehler ist jedoch ziemlich klein und erscheint außerdem so selten (nur bei den Übergängen), daß dieses Verfahren praktisch von Interesse ist. Es wird später zu sehen sein, daß ihm außerdem die einfachsten Anordnungen entsprechen.

Im Fall von Fig. 12 ist angenommen, daß beim Senden (Kurve 31) das Auftreten einer Übergangscodekombination unmittelbar die Verdoppelung der Zählimpulsperiode zur Folge hat, daß aber beim Empfang (Kurve 33) das Auftreten einer Übergangscodekombination eine Verzögerung des ersten unmittelbar darauffolgenden Rückwärtszählimpulses zur Folge hat, wobei die Verzögerung gleich einer Halbperiode des niedrigeren Bereichs ist. Sobald bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses um einen Betrag verzögert wird, der gleich der größten bei der Codierung verwendeten Periode, also im Fall von drei Codierungsbereichen gleich dem Wert T₃ ist. Die Wiederherstellung erfolgt ohne Fehler, unabhängig davon, ob die Codekombination des Probewertimpulses eine Übergangscodekombination ist oder nicht .

In Fig. 14 und 15 sind als Übergangscodezahlen beim Senden die Zahlen 4 und 8 gewählt, während beim Empfang die Zahlen 3 und 7 gewählt sind, die also um eine Einheit kleiner als die Übergangscodezahlen beim Senden sind.

In Fig. 14 ist wie im Fall von Fig. 11 angenommen, daß das Auftreten einer Übergangscodekombination unmittelbar die Verdoppelung der Zählimpulsperiode beim Senden zur Folge hat (so daß die sich auf die Codierung beziehende Kurve von

beim Senden die Übergangscodekombination 4 im 50 Fig. 14 mit der zur Codierung gehörenden Kurve31 Zeitpunkt3,5 erreicht wird, wird die Zählimpuls- von Fig. 11 übereinstimmt) und daß das Auftreten

periode verdoppelt, so daß sie von T₁ nach T₂ geht, und in gleicher Weise wird die Zählimpulsperiode von τ., auf T₃ verdoppelt, wenn die Übergangscodekombination 8 im Zeitpunkt 11,5 erreicht wird. Beim Empfang wird die Ubergangscodekombination 8 im Zeitpunkt 8 erreicht, und die erste darauffolgende Periode beträgt 1,5 T₂ und nicht T₂, die Ubergangscodekombination 4 wird im Zeitpunkt 17 erreicht, und die erste darauffolgende Periode ist in gleicher Weise 1,5 T₁ und nicht T₁. Man erkennt aus Fig. 12, daß unter diesen Bedingungen jeder normale Probewertimpuls genau wiederhergestellt wird, wenn beim Empfang darauf geachtet wird, daß der erste Rückwärtszählimpuls in bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses um einen Betrag verzögert wird, der gleich der größten bei der Codierung verwendeten Periode, also im Falle von einer Ubergangscodekombination beim Empfang unmittelbar die Halbierung der Rückwärtszählimpulsperiode zur Folge hat. In Fig. 14 ist zu erkennen, daß eine Wiederherstellung ohne Fehler eintritt (Empfangskurve 36), wenn beim Empfang der erste Rückwärtszählimpuls in bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses um einen Betrag verzögert wird, der gleich der Hälfte der größten bei der Codierung verwendeten Periode, vermehrt um die kleinste bei der Codierung verwendete Periode ist, im Falle von drei Codierungsbereichen also gleich dem Wert (^/2+T₁).

In Fig. 15 ist wie im Fall von Fig. 13 angenommen, daß das Auftreten einer Ubergangscodekombination beim Senden eine Voreilung des ersten auf diesen Zeitpunkt folgenden Zählimpulses zur Folge hat, wobei diese Voreilung gleich einem Viertel der

größeren Periode ist (so daß die sich auf die Codierung beziehende Kurve von Fig. 15 mit der zur Codierung gehörenden Kurve34 von Fig. 13 übereinstimmt), während beim Empfang das Auftreten einer Übergangscodekombination unmittelbar die Halbierung der Rückwärtszählimpulsperiode zur Folge hat. Aus Fig. 15 ist zu erkennen, daß eine Wiederherstellung ohne Fehler erhalten wird (Empfangskurve 37), wenn empfangsseitig der erste Rückwärtszählimpuls in bezug auf die Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses um einen Betrag verzögert wird, der gleich der kleinsten bei der Codierung verwendeten Periode, also T₁ ist. Dieses Verfahren ist nur dann möglich, wenn die Zahl der Codierungsbereiche nicht größer als 3 ist.

Bevor im einzelnen Beispiele von Anordnungen untersucht werden, mit denen einige der in Fig. 11 bis 15 dargestellten Verfahren realisiert werden können, sollen zunächst einige Bemerkungen allgemeiner Art gemacht werden.

In Fig. 3 und 10 sowie in den anderen Figuren, in denen die Frequenzteiler 9,9'... bzw. 19,19'... dargestellt sind, ist der Ausgang »Eins« der den Frequenzteiler bildenden Kippschaltungen direkt an die Klemmen 920 bis 923 bzw. 1920 bis 1923 angeschlossen, denen das vom Generator 3 bzw. vom Generator 13 kommende Signal zugeführt wird. Nun gilt folgendes: Wenn eine Kippschaltung im Ruhezustand ist und daher kein Nutzsignal an ihrem Ausgang »Eins« erscheint und wenn dann der zu diesem Ausgang gehörenden Klemme ein binäres Signal zugeführt wird, so ist dieses Signal am Eingang der unmittelbar dahinterliegenden Kippschaltung wahrnehmbar. Streng genommen müßte die Verbindung zwischen der erwähnten Klemme am Ausgang »Eins« einer vorn liegenden Kippschaltung und dem symmetrischen Eingang der dahinterliegenden Kippschaltung mittels einer Oder-Schaltung erfolgen. Diese Oder-Schaltung ist in Fig. 3 und in den folgenden Figuren nicht dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen und weil in zahlreichen Fällen in der Praxis die Einfügung einer derartigen Oder-Schaltung wegen der nicht reziproken Eigenschaft der die Kippschaltungen bildenden Elemente überflüssig ist.

Allgemeiner bedeutet dies: Wenn eines der beiden Signale, die am symmetrischen Eingang einer der die Frequenzteiler 9, 9'... bzw. 19,19'.. . bildenden Kippschaltungen auftreten, einen konstanten Wert (0 oder 1) beibehält, während das andere Signal ein binäres Signal ist, ist es erforderlich, daß die am Eingang der betreffenden Kippschaltung wirksam wahrnehmbaren Signale die Binärsignale sind. Es wird daher angenommen, daß in jedem Fall, wo dies erforderlich ist, die Verbindung zwischen den Signalquellen und dem symmetrischen Eingang der Kippschaltung nur für die hochfrequenten Komponenten der Signale vorhanden ist. Dies bedeutet, daß die Impulsfronten ohne ihre Gleichstromkomponenten übertragen werden, daß also der Zustand am Eingang einer Kippschaltung in dem Augenblick, in dem eine Front auftreten kann, nicht von der Polarität der zuvor empfangenen Front abhängt. Diese Verbindungsart wird im folgenden als »kapazitive Kopplung« oder »Wechselstromkopplung« bezeichnet. In den folgenden Zeichnungen sind die Signale entweder in binärer Form (Zustand »Null« oder »Eins« in der Ordinate) oder in Form eines Signals dargestellt, das durch Differentiation aus einem binären Signal abgeleitet ist, wenn es unerläßlich ist, daß die Kopplung als Wechselstromkopplung ausgeführt ist.

Außerdem werden in der folgenden Beschreibung folgende Übereinkünfte getroffen:

Alle symmetrisch angesteuerten Kippschaltungen sprechen nur auf die Fronten an, die einem Übergang aus dem Zustand »Eins« in den Zustand »Null« entsprechen; diese Fronten werden als »wirksame negative Fronten« für diese Kippschaltungen bezeichnet;

die von den Generatoren 3 und 13 abgegebenen Signale sind Rechtecksignale;

der vom Generator 7 (bzw. 17) abgegebene Übertragungsimpuls fällt mit einer Halbperiode des vom Generator 3 (bzw. 13) abgegebenen Signals zusammen, die dem Zustand »Eins« entspricht.

Im Falle der Codierungs-Decodierungs-Übereinstimmung von Fig. 11 stimmt die Codierungsanordnung mit derjenigen von F i g. 3 überein, wobei der Frequenzteiler 9 durch den Frequenzteiler 9' von Fig. 5 ersetzt wird. Damit aber die Übergangscodekombinationen die Werte 4 und 8 haben, wie in Fig. 11 angenommen ist, ist angenommen, daß die Zähler 5 und 15 nur vier Kippschaltungen enthalten, nämlich die Kippschaltungen 50 bis 53 für den Zähler 5 und die Kippschaltungen 150 bis 153 für den Zähler 15, und daß die Verbindungsleitungen, von denen in F i g. 5 angegeben ist, daß sie zu den Kippschaltungen 54 und 55 gehen, in Wirklichkeit zu den Kippschaltungen 52 bzw. 53 gehen.

Die Decodierungsanordnung entspricht derjenigen von F i g. 10, wobei aber der Frequenzteiler 19 durch die Schaltung 19' von Fig. 16 ersetzt ist, die mit dem Frequenzteiler 9' von F i g. 5 vergleichbar ist, darüber hinaus aber eine Umkehrschaltung 197 enthält, die zwischen die Klemme 1920' des elektronischen Umschalters 192' und den Ausgang des Binärteilers 191' eingefügt ist, und wobei ferner eine Verschiebungsschaltung 198 zwischen den Ausgang des Binärteilers 191' und die Torschaltung 14 eingefügt ist.

Fig. 17 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten des für die Codierung verwendeten Frequenzteilers 9' von Fig. 5. In Zeile a sind die vom Ubertragungsimpulsgenerator 7 erzeugten Übertragungsimpulse dargestellt, während die Zeile b das Rechtecksignal 21 zeigt, das mit seinen negativen Flanken, wie angegeben, über die Torschaltung 4 auf den Zähler 5 einwirkt.

Der Probewertimpuls beginnt mit der Vorderflanke des in der Zeile α dargestellten Übertragungsimpulses. Es ist zu erkennen, daß die Vorderflanke des Probewertimpulses mit einer unwirksamen positiven Flanke des Signals 21 zusammenfällt. Die Zeilen 922', 921' und c zeigen den zeitlichen Verlauf der Signale, die an den mit den gleichen Bezugszeichen in F i g. 5 bezeichneten Klemmen auftreten. Bis zur Übergangscodezahl 4 hat man am Ausgang c ein Signal 22, das mit dem Signal 21 identisch ist. Zwischen den Übergangscodezahlen 4 und 8 besteht dort ein Signal 23, das die doppelte Periode wie das Signal 22 hat, während jenseits der Ubergangscodezahl 8 ein Signal 24 auftritt, dessen Periode das Vierfache der Periode des Signals 22 beträgt. Wie aus Fig. 17 erkennbar ist, ist angenommen, daß die

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Frequenzteilung unmittelbar nach dem Auftreten einer Übergangscodekombination erfolgt, also in der ersten Halbperiode des Signals 21 erfolgt, die auf dieses Auftreten folgt.

Fig. 18 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten des Frequenzteilers 19' von Fig. 16, der für die Decodierung verwendet wird. In der Zeile α' sind die vom Übertragungsimpulsgenerator 17 erzeugten Übertragungsimpulse dargestellt, und die Zeile b zeigt das Rechtecksignal 21, dessen negative Flanken die die Rückwärtszählung bewirkenden wirksamen Flanken sind. Der Probewertimpuls beginnt mit der Vorderflanke des Übertragungsimpulses der Zeile a'. Es ist zu erkennen, daß die Vorderflanke des Probewertimpulses mit einer unwirksamen positiven Flanke des Signals 21 zusammenfällt. Die Zahlen 1922', 1921, c' und d' zeigen den zeitlichen Verlauf der Signale, die in den mit den gleichen Bezugszeichen in Fig. 16 bezeichneten Klemmen auftreten. In Fig. 18 ist zu erkennen, daß infolge der Wahl der Lage der ersten wirksamen Flanke e' des Signals 21, die auf den Beginn des Probeweitimpulses folgt, der erste an der Klemme c' abgegebene Rückwärtszählimpuls /' um (T₃-O₅Sr₁) in bezug auf die Vorderflanke des Probewertimpulses verzögert ist. Die Verschiebeschaltung 198 verschiebt das Anlegen der Rückwärtszählimpulse an den Zähler 15 um eine Zeit, die gleich einer halben Periode der Rückwärtszählimpulse für den letzten Codierungsbereich des Probewertimpulses ist. Da der Probewertimpuls bei dem beschriebenen Beispiel durch die Codezahl 10 dargestellt ist, führt die Schaltung 198 hier die Verschiebung 0,5 r₃ ein. Man erhält somit einen Impuls g', dessen Gesamtverzögerung in bezug auf die vom Generator 13 (F i g. 10) abgegebenen Impulse den Wert (1,5T₃-O₁Sr₁) beträgt, was mit dem Verfahren von Fig. 11 übereinstimmt. Die durch die Schaltung 198 bewirkte Verschiebung ist eine Verzögerung, die sich mit dem höchsten Codierungsbereich ändert, der von der betreffenden Codezahl erreicht wird. Der Aufbau der Schaltung 198 wird später beschrieben.

Fig. 18 zeigt die Notwendigkeit der Einfügung der Umkehrschaltung 197 für den ersten Codierungsbereich. Der negativen Flanke /' entspricht nämlich ein unwirksamer positiver Impuls /", und der Flanke k' muß ein negativer Impuls m' entsprechen. Wenn die Umkehrschaltung 197 nicht das Rechtecksignal für den ersten Codierungsbereich umkehren würde, würde der Flanke kf ein positiver Impuls entsprechen.

Die Verschiebeschaltung 198 ist in Fig. 19 gezeigt. Sie kehrt die ihr zugeführten wiederkehrenden Impulse um, überträgt aber nicht die erste von ihr empfangene wirksame Flanke, was einer Verzögerung des Impulszuges um eine halbe Periode gleichkommt. Sie enthält zwischen ihrem Eingang c' und ihrem Ausgang d' zwei Wege, von denen der erste eine Umkehrschaltung 1984 und eine Und-Schaltung 1983 enthält, während der zweite eine Verzögerungsschaltung 1981, eine Kippschaltung 1982 und die Und-Schaltung 1983 enthält. Die Verzögerung t der Verzögerungsschaltung 1981 ist größer als die Kippzeit der Kippschaltung 1982, aber kleiner als die Halbperiode der vom Generator 13 abgegebenen Impulse.

Der zeitliche Verlauf der Signale an den Punkten c, h', d' ist in F i g. 20 dargestellt. Der erste am Eingang c' erscheinende negative Impuls /' wird durch die geschlossene Und-Schaltung 1983 blockiert. Er bringt die Kippschaltung 1982 in den Zustand »Eins«, wodurch die Und-Schaltung 1983 geöffnet wird. Die folgenden Impulse werden dann übertragen, doch wird ihre Polarität durch die Umkehrschaltung 1984 umgekehrt.

Fig. 21 zeigt den Frequenzteiler29' einer Codierungsanordnung, welche entsprechend der Codierungs-Decodierungs-Übereinstimmung von Fig. 13 arbeitet. Die Codierungsanordnung von Fig. 21 ist mit derjenigen von F i g. 8 vergleichbar. Die Binärteilerkette 291 its mit derjenigen von Fig. 8 identisch; das gleiche gilt für den elektronischen Umschalter 292 und die Matrix 296. Dagegen ist die Übergangssteueranordnung 294' von der entsprechenden Schaltung 294 verschieden. Der Unterschied besteht darin, daß zwei Verzögerungsschaltungen 299₂ und 299₃ hinzugefügt sind, welche die Verzögerungen /₂ bzw. t₃ haben und zwischen den Und-Schaltungen 294₂ bzw. 294₃ und den Übergangskippschaltungen 295₂ bzw. 295₃ liegen. Ferner sind Umkehrschaltungen 297₁₅ 297., und 297₃ zwischen die Klemmen 292₁₅ 292₂ bzw. 292₃ und die Eingänge der Kippschaltungen 29I₁, 29I₂ und 29I₃ eingefügt.

Fig. 22 zeigt in Zeile α die Übertragungsimpulse,

die von dem Übertragungsimpulsgenerator 7 erzeugt werden, während die Zeile / das Rechtecksignal 21 zeigt, dessen negative Flanken die die Zählung bewirkenden wirksamen Flanken sind. Es ist zu erkennen, daß wie im Fall von Fig. 17 und 18 die Vorderflanke des Probewertimpulses mit der unwirksamen positiven Flanke des Signals 21 zusammenfällt. Die Zeilen b ,c, d und e zeigen den zeitliehen Verlauf der Signale, die an den entsprechend bezeichneten Klemmen von Fig. 21 auftreten.

Die Verzögerung t₂ liegt zwischen 0,5 T_x und T₁, während die Verzögerung i₃ zwischen 3 T₁ und 4 T₁ liegt.

Es ist ferner angenommen, daß das Auftreten einer Übergangscodekombination in dem Zähler 5 das Öffnen der Und-Schaltung, die dem Rang der betreffenden Ubergangscodekombination entspricht, nach einer Zeit bewirkt, welche die Halbperiode des Generators 3 nicht überschreitet.

F i g. 22 zeigt, daß unter diesen Bedingungen die Polaritätsumkehr der Impulse durch die Schaltung 294j die Wirkung hat, daß die erste wirksame Flanke nach dem ersten Übergang auf die letzte wirksame Flanke des ersten Codierungsbereichs mit einem Abstand von nur 0,75 T₂ folgt; ein Intervall von 0,75 τ₃ beim zweiten Übergang und ein Intervall von 0,75 T₄ beim dritten Übergang wird dadurch erhalten, daß die Steuerung der Frequenzteilung durch die Schaltungen 299₂ bzw. 299₃ um i₂ bzw. t₃ verzögert wird. Die Lage der wirksamen Flanken entspricht somit der Darstellung von F i g. 13.

In Verbindung mit dieser Codierungsanordnung erfolgt die Decodierung mit einer Schaltung, die mit derjenigen von Fig. 16 vergleichbar ist, sich davon aber dadurch unterscheidet, daß einerseits die Frequenzteilerschaltung 192' durch eine Frequenzteilerschaltung ersetzt ist, deren Übergangscodekombinationen die gleichen wie bei der Schaltung 294' von Fig. 21 sind (die somit die in Fig. 8 angegebene Form haben könnte), und daß andrerseits die Verschiebeschaltung 198 von Fig. 16 durch eine Verr zögerungsschaltung ersetzt wird, die eine konstante

Verzögerung erzeugt, die gleich einer Halbperiode des vom Generator 13 abgegebenen Signals ist.

In Fig. 13 ist nämlich erkennbar, daß das Zeitintervall zwischen der Vorderflanke des wiederhergestellten Probewertimpulses und der ersten wirksamen Flanke gleich einer Periode des größten Codierungsbereiches sein muß, welcher der empfangenen Codezahl entspricht. Nun ist beim Fehlen der Schaltung 198 von Fig. 16 dieses Intervall, wie bemerkt wurde, gleich einer Periode des größten verwendeten Codierungsbereichs, vermindert um eine Halbperiode der vom Generator 13 abgegebenen Impulse. Es genügt daher, an Stelle der Schaltung 198 von Fig. 16 eine Verzögerungsschaltung einzufügen, die eine konstante Verzögerung von der Größe dieser Halbperiode hat, um die gewünschte Maßnahme von Fig. 13 zu realisieren.

F i g. 23 zeigt den Frequenzteiler 29", der entsprechend der Codierungs-Decodierungs-Übereinstimmung von Fig. 15 arbeitet. Die die Frequenzteilung steuernde Schaltung 294 entspricht derjenigen von Fig. 8, jedoch nur für drei Codierungsbereiche. Die Und-Schaltungs-Anordnung 292" von F i g. 23 unterscheidet sich von der Anordnung 292 von F i g. 8 dadurch, daß die Und-Schaltung 293₀ direkt mit dem Zählimpulsgenerator 3 verbunden ist, während die beiden anderen Und-Schaltungen 293_X und 293₂ mit dem Generator 3 über die Umkehrschaltung 30 verbunden sind.

Die Klemme 292₀ ist nicht direkt mit dem Ausgang des Frequenzteilers 291" verbunden, sondern mit einem Eingang der Oder-Schaltung 290, deren anderer Eingang an den Ausgang »Eins« der Kippschaltung 29S₁ angeschlossen ist, während der Ausgang dieser Oder-Schaltung mit dem Ausgang des Frequenzteilers 291" verbunden ist.

Schließlich unterscheidet sich die Frequenzteilerschaltung 291" von der Schaltung291 von Fig. 8 dadurch, daß jede der Kippschaltungen mit dem symmetrischen Eingang der folgenden Kippschaltung an ihrem Ausgang »Null« verbunden ist.

F i g. 24 zeigt den zeitlichen Verlauf des Signals an verschiedenen Punkten der Schaltung von F i g. 23, wobei die Zeilen von F i g. 24 mit den gleichen Bezugszeichen wie die entsprechenden Punkte in Fig. 23 bezeichnet sind.

Die Zeile α zeigt das vom Generator 7 abgegebene Übertragungssignal, und die Zeile e zeigt das Rechtecksignal des Generators 3.

Es ist wieder angenommen, daß alle symmetrisch angesteuerten Kippschaltungen auf die negativen Flanken ansprechen, doch ist ferner angenommen, daß das Kippen der Kippschaltungen 29S₁ und 295₂ nach dem Auftreten eines Übergangs mit einer Verzögerung erfolgt, die zwischen einer Halbperiode und einer Periode des vom Generator 3 abgegebenen Signals liegt. Es ist angenommen, daß die Übergänge bei den Codezahlen 5 und 9 stattfinden.

Unter diesen Bedingungen wird das vom Generator 3 abgegebene Signal zunächst dem Punkt d zugeführt. Der erste auftretende Übergang (für die Codezahl 5 in F i g. 24) bewirkt das Umkippen der Kippschaltung 29S₁ in den Zustand »Eins« mit der angegebenen Verzögerung. Die Umschaltung der Frequenzteilerschaltung erfolgt dann, während der Generator 3 im Zustand »Eins« ist. Um dem ungewollten Erscheinen einer wirksamen Front zuvorzukommen, wird durch das Umkippen der gleichen Kippschaltung 295_X der Zustand »Eins« über die Oder-Schaltung 290 an den Punkt d (und an den Eingang des Zählers 5) angelegt. Gleichzeitig wird das durch Umkehr aus dem Rechtecksignal des Generators 3 erhaltene Signal dem symmetrischen Eingang der Kippschaltung 29I₁ zugeführt (Punkt c). Daraus ergeben sich bei c und d die Signale, deren Verlauf in F ί g. 24 dargestellt ist. Insbesondere sind die den Codezahlen 5 und 6 entsprechenden wirksamen Flanken voneinander um 0,75 τ₂ entfernt, was der Darstellung von F i g. 15 entspricht.

Das Erscheinen des zweiten Übergangs bei der Codezahl 9 bewirkt, wie bereits erwähnt wurde, daß

is an den Punkt b das Signal angelegt wird, das aus dem bei e in F i g. 24 dargestellten Signal durch Umkehr erhalten wird. Die erste für die Kippschaltung 29I₂ wirksame Flanke erscheint um eine Periode des Generators 3 nach dem Auftreten der (der Zahl 9 entsprechenden) Übergangscodekombination in dem Zähler 5. Das Umkippen der Kippschaltung 29I₂ bringt die Kippschaltung 29I₁ in den Zustand »Eins«. An den Punkten c und d wird somit der Verlauf der Signale ohne Änderung über den Übergang hinweg um eine Periode des Generators 3 (also um 0,25 T₃) verlängert. Die den Zahlen 9 und 10 entsprechenden wirksamen Flanken shad somit, wie erforderlich, um 0,75 T₃ voneinander entfernt.

Die in Verbindung mit der Codierungsanordnung von F i g. 23 verwendbare Decodierungsanordnung kennzeichnet sich durch den in F i g. 25 dargestellten Aufbau des Frequenzteilers.

Entsprechend der Darstellung von F i g. 15 entsprechen die Übergänge hier den Werten 8 und 4 (für die Werte 9 und 5 bei der Codierung). Der Frequenzteiler von F i g. 25 leitet sich aus demjenigen von Fig. 16 sehr einfach ab; er unterscheidet sich von diesem dadurch, daß die Kippschaltung 1912" an ihrem Ausgang »Null« mit dem symmetrischen Eingang der Kippschaltung 1911" verbunden ist, und daß die Kippschaltung 1911" gleichfalls an ihrem Ausgang »Null« an die Torschaltung 14 angeschlossen ist; die Klemmen 1920', 1921' und 1922' sind mit den entsprechenden Eingängen der Schaltung 191" über die Polaritätsumkehrschaltungen 1970, 1971 und 1972 verbunden. Von dem Generator 13' ist angenommen, daß er sich im Beginn des Zyklus im Zustand »Eins« befindet, und erst mit dem Übertragungsimpuls so anläuft, daß sein Ausgangssignal zu diesem die gleiche Lage wie zuvor hat.

Der zeitliche Verlauf der Signale an verschiedenen Punkten der Anordnung von F i g. 25 ist in F i g. 26 dargestellt, wobei diese Diagramme und die entsprechenden Punkte von F i g. 25 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Zeile α zeigt den vom Generator 17 abgegebenen Übertragungsimpuls, während die Zeile e das vom Generator 13' abgegebene Signal zeigt. Es ist angenommen, daß die empfangene Codezahl den Wert 11 hat. In der Zeichnung ist zu erkennen, daß die erste für den Zähler 15 wirksame Flanke 10 um eine Periode des Generators 13' nach der Vorderflanke des Probewertimpulses auftritt. Man erkennt daraus den Grund für die Bedingung über den Zustand des Generators 13 vor dem Beginn des wiederhergestellten Probewertimpulses. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, würde die erste wirksame Flanke mit der Vorderflanke des Probewertimpulses zusammenfallen, und die gewünschte

Verzögerung von einer Periode des Generators 13 wäre nicht erhalten.

Die Lage der wirksamen Flanken in der Nähe der Übergänge ist so, daß trotz der angegebenen Verzögerung die Steuerung einer Frequenzteilung die Hai- ί bierung der Periode vom Auftreten des Übergangs an hervorruft, so daß die Aufeinanderfolge der wirksamen Flanken der Darstellung von Fig. 15 entspricht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mit Pulscodemodulation arbeitende Übertragungsanordnung, in welcher sendeseitig periodisch aus dem zu übertragenden Signal amplitudenproportionale Probewerte entnommen werden, die Dauer von Probewertimpulsen proportional zur Größe der Probewerte moduliert wird und die Dauer jedes dauermodulierten Probewertimpulses dadurch codiert wird, daß während der Dauer jedes Probewertimpulses periodische Zähl- ao impulse in einem Binärzähler gezählt werden, dessen Zählerstand in eine binär verschlüsselte Impulsgruppe umgesetzt wird, die zum Empfänger übertragen wird, und in welcher empfangsseitig die dauermodulierten Probewertimpulse dadurch wiederhergestellt werden, daß die durch die übertragene Impulsgruppe übertragene Binärzahl in einen binären Rückwärtszähler eingebracht wird, dessen Zählerstand durch periodische Zählimpulse bzw. Rückwärtszählimpulse auf Null gebracht wird, wobei der Zählbeginn den Anfang und das Erreichen des Zählerstandes Null das Ende des wiederhergestellten Probewertimpulses bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig und empfangsseitig zur Erzeugung der Zählimpulse jeweils einem Impulsgenerator mit fester Impulsfrequenz ein Frequenzteiler nachgeschaltet ist, der mehrere wahlweise in Kaskade schaltbare binäre Teilerstufen enthält, daß in wachsender Richtung aufeinanderfolgenden Bereichen des Zählerstandes jedes Binärzählers jeweils eine wachsende Zahl von Teilerstufen zugeordnet ist, und daß für jeden Frequenzteiler eine Steueranordnung vorgesehen ist, die eine dem jeweiligen Zählerstand entsprechende Zahl von Teilerstufen in die Kaskade einschaltet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung für den Frequenzteiler mehrere Und-Schaltungen enthält, daß ein Eingang jeder Und-Schaltung mit dem Ausgang des Zählimpulsgenerators verbunden ist, daß die übrigen Eingänge der Und-Schaltungen mit verschiedenen Ausgängen von Zählerstufen in solchen Kombinationen verbunden sind, daß jeweils eine dem entsprechenden Zählerstandsbereich zugeordnete Und-Schaltung geöffnet ist, daß der Ausgang der ersten Und-Schaltung unmittelbar mit dem Ausgang des Frequenzteilers verbunden ist, und daß die Ausgänge der übrigen Und-Schaltungen jeweils mit einem Eingang einer der in Kaskade geschalteten Teilerstufen verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den in wachsender Richtung aufeinanderfolgenden Bereichen des Zählerstandes jedes Binärzählers jeweils eine Zahl von Teilerstufen zugeordnet ist, die um Eins größer als die Zahl des nächstniedrigeren Bereichs ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig der erste Rückwärtszählimpuls um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die gleich dem Eineinhalbfachen der längsten bei der Codierung verwendeten Zählimpulsperiode, vermindert um die Hälfte der kürzesten Zählimpulsperiode ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig der erste Rückwärtszählimpuls um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die gleich der längsten bei der Codierung verwendeten Zählimpulsperiode ist, und daß beim Übergang von einem Zählerstandsbereich des Rückwärtszählers zu dem folgenden die Abschaltung einer Teilerstufe jeweils mit einer Verzögerung erfolgt, die gleich der Hälfte der dem neuen Bereich entsprechenden Zählimpulsperiode ist.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig beim Übergang von einem Zählerstandsbereich zum folgenden die Zuschaltung einer Teilerstufe jeweils mit einer Voreilung erfolgt, die gleich dem vierten Teil der dem neuen Bereich entsprechenden Zählimpulsperiode ist, und daß empfangsseitig der erste Zählimpuls um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die gleich der längsten bei der Codierung verwendeten Zählimpulsperiode ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen der Zählerstandsbereiche empfangsseitig um eine Einheit kleiner als sendeseitig liegen.

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen der Zählerstandsbereiche empfangsseitig um eine Einheit niedriger als sendeseitig liegen und daß der erste Rückwärtszählimpuls um eine Zeit nach dem Zählbeginn erzeugt wird, die gleich der Hälfte der längsten bei der Codierung verwendeten Zählimpulsperiode, vermindert um die Hälfte der kürzesten Zählimpulsperiode ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: ÖTF (österreichische Zeitschrift für Telegraphic, Telefonie und Fernmeldewesen), 1954, Jg. 8, H. 9/10, S. 125 bis 132.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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