專利名稱:高速數(shù)字回路收發(fā)兩用機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及數(shù)字遠(yuǎn)距離通信裝置，特別是以兆位/秒數(shù)據(jù)速度傳遞的數(shù)字遠(yuǎn)距離通信裝置，該裝置使用一個(gè)幾千英尺長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)電話扭絞雙芯電纜。本發(fā)明主要是用于本地回路數(shù)字用戶電話系統(tǒng)，能夠支持傳送話音、數(shù)據(jù)和圖象。不過，本發(fā)明的裝置也可以用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)字控制工作。
過去，頻率超過兆位/秒的數(shù)字信息傳送一般是用昂貴的電纜線路系統(tǒng)來完成，比如用同軸電纜，屏蔽扭絞雙芯電纜及光導(dǎo)纖維電纜。在過去，這些系統(tǒng)一般需要有復(fù)雜的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，包括模擬均衡和脈沖同步。
這種大家熟悉的技術(shù)可以被用于計(jì)算機(jī)設(shè)備之間的信息交換，盡管這里費(fèi)用不是主要因素，不過，還是有必要提供一種價(jià)格較低同時(shí)也更可靠的系統(tǒng)，最好使用價(jià)格不太貴的，經(jīng)常用的標(biāo)準(zhǔn)扭絞雙芯電纜。為此目的，一臺(tái)收發(fā)報(bào)機(jī)不僅必須滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)而且要能滿足嚴(yán)格的位誤差率標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)和串音標(biāo)準(zhǔn)。
為電話接口提供各種類型的數(shù)字通訊設(shè)備的需要量正在增長(zhǎng)，這些數(shù)字通信設(shè)備包括個(gè)人計(jì)算機(jī)等，接到以前裝設(shè)的扭絞雙芯電纜。用來實(shí)現(xiàn)共用話音和數(shù)據(jù)通信的一個(gè)可能的技術(shù)是使用分組交換，其分組內(nèi)包括話音、數(shù)字或控制和信號(hào)信息。為了有效起見，分組交換通信必須具有很高的速度足以能夠在最少延時(shí)的條件下傳送話音信號(hào)，以便進(jìn)行對(duì)話通信。在一個(gè)小交換機(jī)(PBX)設(shè)備中，那里要求盡量減少線路數(shù)目，最好是在傳送數(shù)據(jù)的同一物理線上提供電能。這就要求數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是以交流(ac)形式進(jìn)行的而且沒有直流(dc)偏移。這樣，發(fā)送機(jī)和接受機(jī)可以用脈沖變換器與傳送媒體相連接，同時(shí)還必須使用數(shù)據(jù)和編碼系統(tǒng)比如交替標(biāo)志倒相(AMI)。交替標(biāo)志倒相(AMI)編碼系統(tǒng)對(duì)變換器偶合線路是適用的，可是交替標(biāo)志倒相(AMI)系統(tǒng)不是自同步的因此容易失去同步。一般的解決辦法是用改進(jìn)的交替標(biāo)志倒相(AMI)系統(tǒng)，那就是考慮任意長(zhǎng)的零序列，這樣一來，在脈沖之間就會(huì)有任意長(zhǎng)的時(shí)間。改進(jìn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)流中插入了有意的雙極性破壞點(diǎn)。這些系統(tǒng)的檢查系統(tǒng)一般是復(fù)雜和昂貴的。
在超過幾百英尺的距離上工作的高頻傳輸系統(tǒng)一般采用一個(gè)自譯碼系統(tǒng)并且采用具有連續(xù)頻率和(或)相位跟蹤的鎖相環(huán)路同步技術(shù)。鎖相環(huán)路同步技術(shù)需要在每個(gè)幀開始時(shí)有一個(gè)有限的采集時(shí)間，以致帶寬抑制和延時(shí)嚴(yán)重地妨礙在一個(gè)具有頻率同步的高速度設(shè)備中使用。另外常常需要四線系統(tǒng)來得到全雙工能力，因?yàn)樵谝酝募夹g(shù)系統(tǒng)中，線路轉(zhuǎn)換被同步延時(shí)減慢下來。
另外一個(gè)問題，尤其是用了超過幾百英尺長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)扭絞雙芯電纜的時(shí)候，是由于線本身造成的低通道濾波器作用。與低通道濾波器特性有關(guān)的傳輸媒體會(huì)引起干擾，而當(dāng)數(shù)據(jù)速度接近傳輸媒體的帶寬時(shí)，這種干擾會(huì)增加符號(hào)間的干擾。在過去，低通道濾波器特性已經(jīng)用模擬均衡在一個(gè)通道的接受端予以補(bǔ)償了，以便得到可以接受的位誤差率。模擬均衡其本身不具備數(shù)字集成，從而減少了從其他電路的大規(guī)模集成中所得的好處。此外，符號(hào)間的干擾還在值檢測(cè)閥上產(chǎn)生沖突要求，這個(gè)檢查閥用來區(qū)別邏輯值“1”和“0”。比如，用于把脈沖和沒有脈沖分離開的電壓閥盡可能的低以便補(bǔ)償符號(hào)間干擾的作用。一個(gè)脈沖的傳送后面跟著沒有脈沖，如果用來區(qū)分脈沖和沒有脈沖的閥電壓調(diào)到低值的話，該脈沖可能在接受端被不正確地檢查出來作為連續(xù)的脈沖。這種誤讀是由于起低通道濾波器作用的傳送媒體的放電時(shí)間較長(zhǎng)。直接檢測(cè)系統(tǒng)是更為復(fù)雜的因?yàn)镈C自由編碼系統(tǒng)如交替標(biāo)志倒相(AMI)是非同步定時(shí)的。為了同步的目的，在交替標(biāo)志倒相(AMI)編碼中常常要包含一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。遺憾的是時(shí)鐘信號(hào)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)人為的DC。
這樣那樣的問題已經(jīng)提出來并且在高速數(shù)字收發(fā)兩用機(jī)的改進(jìn)中得到解決，該兩用機(jī)適合于在一個(gè)小交換機(jī)(PBX)設(shè)備中用來交換話音和數(shù)據(jù)。
一個(gè)數(shù)字收發(fā)兩用來在一個(gè)小交換機(jī)(PBX)設(shè)備中通過一個(gè)分組規(guī)程來交換話音和數(shù)據(jù)。小交換機(jī)(PBX)設(shè)備包括扭絞電纜連接類似的收發(fā)兩用機(jī)以兆位/秒的速度進(jìn)行通信，大尤其是，每一個(gè)收發(fā)兩用機(jī)用純交替標(biāo)志倒相(AMI)編碼發(fā)送分組化脈沖編碼調(diào)制信息。幀同步是通過使用一個(gè)長(zhǎng)度可變的頻率同步窗而得到的，該頻率同步窗由一個(gè)高速時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的高速計(jì)數(shù)器得到同步。用一個(gè)高速計(jì)數(shù)器來得到同步就不需要一個(gè)鎖相回路同步系統(tǒng)以及它伴隨的有限相探測(cè)延時(shí)。此外，收發(fā)兩用機(jī)的接收部分還使用一種選擇兩個(gè)閥值的裝置。其接換的作用響應(yīng)傳輸信號(hào)中任何沒有雙極性破壞點(diǎn)的預(yù)計(jì)。符號(hào)間的干擾作用由傳輸信號(hào)中數(shù)字補(bǔ)償?shù)难b置進(jìn)一步降至最低，而在連續(xù)位之間的轉(zhuǎn)換速率升至最高。前置補(bǔ)償線路的基礎(chǔ)是位圖形和連續(xù)位中所含的能量大小的知識(shí)。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)是在分組化全雙工雙線話音和數(shù)字通信系統(tǒng)中使用乒乓規(guī)程，該規(guī)程具有與DS1(T1)脈沖碼調(diào)制數(shù)據(jù)通信幀兼容的分組大小。最多每125微秒16字節(jié)幀可被傳輸，該幀相對(duì)1.024兆位/秒的最大數(shù)據(jù)速率。在扭絞雙芯電纜上的實(shí)際傳輸速率為2兆位/秒。以便適應(yīng)一條扭絞雙芯電纜上的全雙工雙線通信。由在一幀內(nèi)一個(gè)方向上傳輸信息的短促脈沖而獲得全雙工功能，在此之后，在下一幀內(nèi)相反方向上傳送信息的短促脈沖。同步必須在每個(gè)幀上更換，在具體的實(shí)施例中(在此)即為每125微秒?；谝粋€(gè)高速計(jì)算器的幀同步時(shí)鐘的應(yīng)用使得可能一頻率基準(zhǔn)上快速同步。
通過以下聯(lián)系附圖的詳細(xì)說明將使大家更進(jìn)一步理解本發(fā)明。
圖1 本發(fā)明的收發(fā)兩用機(jī)的方框圖。
圖2 本發(fā)明的接收機(jī)部分的原理圖。
圖3 本發(fā)明中具有前置補(bǔ)償?shù)陌l(fā)射機(jī)部分的原理圖。
圖4 A為本發(fā)明中發(fā)射波的波形圖。
圖4 B為本發(fā)明中用變閥接受波的波形圖。
圖4 C為表示經(jīng)有效分辨數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)窗信號(hào)的示意波形圖。
圖5 A表示數(shù)據(jù)輸出波或者同步位信號(hào)的波形圖。
圖5 B表示幀的或者FRM的一部分波形圖。
圖5 C為一個(gè)典型的時(shí)鐘信號(hào)。
圖5 D為一個(gè)與圖4C的波形等效的典型數(shù)據(jù)窗信號(hào)的波形圖。
圖5 E為代表一個(gè)典型數(shù)據(jù)輸出信號(hào)的波形圖。
圖1為本發(fā)明數(shù)字收發(fā)兩用機(jī)10的方框圖。其輸入端包括八位數(shù)據(jù)線和三位控制線，它們連接到一組傳輸寄存器12相同數(shù)量的端;這組發(fā)射機(jī)寄存器12轉(zhuǎn)而連接到一個(gè)并行-串行轉(zhuǎn)換器14，在那里所有并行數(shù)據(jù)線上的接收信號(hào)在時(shí)鐘控制(時(shí)鐘在此沒有表示出)下轉(zhuǎn)變?yōu)榇行问?。并?串行轉(zhuǎn)換器14的輸出送入一個(gè)調(diào)制器和前置補(bǔ)償電路16。調(diào)制器和前置補(bǔ)償電路16執(zhí)行操作將串行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字脈沖，根據(jù)本發(fā)明的每個(gè)脈沖被產(chǎn)生具有足夠的能量使得在連續(xù)脈沖之間產(chǎn)生最佳轉(zhuǎn)化率(在下面將給予說明)。電路16的調(diào)制器部分的執(zhí)行過程已經(jīng)出現(xiàn)在普通的現(xiàn)有技術(shù)輸出特性的說明中。序列控制器18選擇控制調(diào)制器和/前置補(bǔ)償電路。序列控制器18監(jiān)子輸入波形，并且指示調(diào)制器前置補(bǔ)償器16中每個(gè)脈沖的波形幅度的能量。
調(diào)制器/前置補(bǔ)償電路16的輸出被送到一個(gè)輸出端，該輸出端通過一脈沖變壓器20跨接到一個(gè)均衡負(fù)載上，它包括電阻R1和R2。脈沖離壓器20包括一個(gè)帶中心抽頭的初級(jí)線圈21，其抽頭為131、133和134，以及一對(duì)帶偏壓的初級(jí)線圈23和25，第一個(gè)次級(jí)線圈接到一個(gè)扭絞雙芯電纜22的第一個(gè)抽頭24和直流電流DC偏壓的負(fù)極(例如，直流-48V DC)，第二個(gè)次級(jí)線圈接到扭絞雙芯電纜22的第二抽頭26和直流電源DC的零伏端。直流聯(lián)接是為了通過直接偶合向遠(yuǎn)程站供電。脈沖變壓器20的兩個(gè)初級(jí)線圈23和25之間的信號(hào)聯(lián)接是用一個(gè)偶合電容器28來完成的。因此，交流AC信號(hào)決不會(huì)聯(lián)到直源電壓DC中。
送入扭絞雙芯電纜雙的接收的信號(hào)被選定通路送入脈沖變壓器20的初級(jí)線圈21中的抽頭30和32。
扭絞雙芯電纜22被接到遠(yuǎn)程收發(fā)兩用機(jī)(在此未表示出)。由于收發(fā)兩用機(jī)10的接收部分是同樣的，因此我們僅注意收發(fā)兩用機(jī)10的接部分33。通過閥控制器36不同的接收元件34接收閥設(shè)置信號(hào)。閥控制器36可是一固定的電壓電源，并可以探測(cè)抽頭30和32的電壓值，在基準(zhǔn)線38上產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓值。滿意的電壓基準(zhǔn)電壓值最好是有關(guān)于或基于平均電壓的幅值或正向脈沖和負(fù)向脈沖之間的幅有。這樣的閥值設(shè)備是常見的。由于它與本發(fā)明的權(quán)利要求
無關(guān)，所以在此就不詳細(xì)說明了?；鶞?zhǔn)線38連接到接收器34的基準(zhǔn)輸入端40和42。接收器元件34在輸出端44產(chǎn)生RI+信號(hào)和在輸出端46產(chǎn)生RI-信號(hào)。輸出端44和46連接到一個(gè)數(shù)據(jù)恢復(fù)和同步邏輯電路48。邏輯電路48使用一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘，或者另外輸入一個(gè)高頻率時(shí)鐘，其速率至少比最小位率快六倍以至能驅(qū)動(dòng)內(nèi)部時(shí)鐘，這一點(diǎn)在下文將給予解釋。邏輯電路48還連接著序列控制器18。邏輯電路48的執(zhí)行過程也將在下文給予解釋。
數(shù)據(jù)恢復(fù)和同步邏輯電路48的輸出是代表從交替標(biāo)志倒相AMI的編碼數(shù)據(jù)而恢復(fù)的數(shù)據(jù)的一串行模式。該輸出送入串行并行轉(zhuǎn)換器50，由它轉(zhuǎn)而連接到接收寄存器52。接收寄存器52具有8位數(shù)據(jù)輸出線，一條幀同步線和一條按照限定的一組數(shù)據(jù)控制程序進(jìn)處理所用的同步時(shí)鐘線。這組數(shù)據(jù)控制程序的細(xì)節(jié)在此就不加以討論了，因?yàn)楸景l(fā)明僅僅涉及由分組環(huán)境限制的操作，即需要迅速和經(jīng)常的獲得同步的乒乓規(guī)程限制的操作。
為了幫助理解編碼技術(shù)和碼恢復(fù)技術(shù)，請(qǐng)參考附圖4A到4C。圖4A到4C是一般時(shí)間范圍的波形圖，它們分別代表一發(fā)射波形200，一接收波形300和數(shù)據(jù)窗波形400用以檢測(cè)接收波形。在下面的數(shù)據(jù)窗波形200是一個(gè)高速的，高精確的時(shí)鐘信號(hào)，例如，以數(shù)據(jù)窗波形400所代表信號(hào)速率的六倍的速率操作。一個(gè)數(shù)據(jù)窗，如窗A在半周期內(nèi)被起動(dòng)，因此，這樣的一個(gè)高速時(shí)鐘在每個(gè)數(shù)據(jù)窗上的6次變化產(chǎn)生三個(gè)完整的周期。每個(gè)數(shù)據(jù)窗變化的次數(shù)代表一個(gè)相分辨度，這一點(diǎn)的文將給予解釋。
圖4A說明了發(fā)射交替標(biāo)志倒相(AMI)編碼，其中脈沖與邏輯“1”對(duì)應(yīng)，而且沒有脈沖與邏輯“0”對(duì)應(yīng)。按照本發(fā)明的脈沖是沒有極性變化的。根據(jù)本發(fā)明，交替標(biāo)志倒相的編碼(AMI)必須包含全部不含有意向雙極性破壞點(diǎn)。
關(guān)于圖4B，在這里表示了一個(gè)接收波形300的代表，即一個(gè)被送入傳輸媒介體的信號(hào)，由于媒體頻帶寬度的限制，使其受到符號(hào)間的干擾。如果兩個(gè)相鄰脈沖的時(shí)間間隔比送入發(fā)射媒體脈沖的完全放電時(shí)間短，其符號(hào)間的干擾將發(fā)生。圖4B所示的效果是在典型的扭絞雙芯電纜上的接收脈沖波形的效果。其數(shù)據(jù)速率大于0.5兆位/秒，且離收發(fā)兩用機(jī)的發(fā)射機(jī)的距離大于200米。很明顯，接收波形不能設(shè)置為零，因?yàn)闀r(shí)間間隔比兩個(gè)符號(hào)可容時(shí)間大，如由“高”或“允許”(ENABLED)所表示的，指出數(shù)據(jù)窗波形400的A，B，C，D，等……(見圖4C)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，使用了雙閥系統(tǒng)，其中用于區(qū)分有脈沖和沒有脈沖的閥值按照信號(hào)接收的歷史和傳輸波形不包含雙極性破壞點(diǎn)的多少來修正。例如，在接受的開始，當(dāng)某個(gè)接受信號(hào)中能量大時(shí)，閥310或閥320將指定一個(gè)脈沖接收。在圖中所示的例子中，在數(shù)據(jù)窗A狀態(tài)下，第一次達(dá)到閥310。如下面將解釋的那樣，電路在下一個(gè)數(shù)據(jù)窗狀態(tài)時(shí)，即數(shù)據(jù)窗狀態(tài)B時(shí)截止閥值310并維持閥值320。在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)B內(nèi)，一個(gè)指示一邏輯“1”值的脈沖被檢測(cè)。閥值320為閥值310關(guān)于dc直流基準(zhǔn)值330的鏡象或互補(bǔ)值。
一個(gè)脈沖被檢測(cè)后，數(shù)據(jù)窗狀態(tài)B后的閽倒置。因此，在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)C中，閥值310被恢復(fù)，指明有效的脈沖必須具有足夠能量以克服前一個(gè)符號(hào)中的符號(hào)中的符號(hào)間的干擾作用。在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)C中，閥沒有被倒置，由于符號(hào)間的干擾，一個(gè)零讀入將被錯(cuò)誤的讀作一個(gè)脈沖。當(dāng)脈沖大于閥310再次發(fā)生時(shí)(在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)D中)，閥值310再次被倒置，恢復(fù)閥值320。閥310保持被屏敝，直到一個(gè)負(fù)向脈沖大于閥值320，它在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)I中發(fā)生。閥值310再次倒置，以便在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)J中，檢測(cè)一個(gè)脈沖。在此之間，閥質(zhì)再次倒置以便在數(shù)據(jù)窗狀態(tài)K中避免錯(cuò)誤讀出。
參見圖4B和4C的波形圖，數(shù)據(jù)窗狀態(tài)A和接收波形的第一次大于閥310或大于閥320的出現(xiàn)同步。此后，只有在一個(gè)大于閥值310或大于閥值320中的一個(gè)脈沖出現(xiàn)后，在一個(gè)預(yù)定的期間允許數(shù)據(jù)狀態(tài)A?；鶞?zhǔn)高速時(shí)鐘決定數(shù)據(jù)窗狀態(tài)A。的相對(duì)定時(shí)以及所有隨后的數(shù)據(jù)窗狀態(tài)。大于閥310或大于閥320的信號(hào)將導(dǎo)致在基準(zhǔn)高速時(shí)鐘的下一次變換時(shí)它許數(shù)據(jù)窗狀態(tài)A。因此關(guān)于接收波形的一個(gè)數(shù)據(jù)窗的分辨度是相對(duì)于高速時(shí)鐘的最近的隨后一次變換。由于相對(duì)于數(shù)據(jù)窗的開始有兩個(gè)可能的變換，同步可能是與接收數(shù)據(jù)脈沖發(fā)生之前或緊隨其后的閥值同步。
由一個(gè)高精度晶體振蕩器來驅(qū)動(dòng)高速時(shí)鐘是理想的。比特位端的同步是幀定向的。在以下所講的特殊實(shí)施例中，每125微秒產(chǎn)生同步采集。根據(jù)本發(fā)明的同步采集在每個(gè)幀開始后第一個(gè)脈沖中執(zhí)行。如果有至少5微秒的時(shí)間，則符號(hào)間干擾將不作用于脈沖;因此，在一串脈沖中第一個(gè)脈沖的前沿被用來啟動(dòng)第一個(gè)數(shù)據(jù)窗。如果本機(jī)時(shí)鐘的操作在想要容許的時(shí)鐘速率之外，此后同步僅僅是一個(gè)問題。更進(jìn)一步說，人們將認(rèn)真考慮，僅僅125秒幀的一小部分將被用來作信息的傳輸。因此，在系統(tǒng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上裝有高精度振蕩器，該振蕩器在相同標(biāo)稱的頻率下操作該振蕩器，可以用數(shù)據(jù)窗的本機(jī)控制。只要本機(jī)時(shí)鐘與每個(gè)幀的開始同步，則不需要通用時(shí)鐘。在一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)中所期望漂移量的一個(gè)例子，考慮到二個(gè)振蕩器(其中在一個(gè)中心轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)上裝一個(gè)振蕩器，而在遙遠(yuǎn)設(shè)備的終端節(jié)點(diǎn)上裝另一個(gè)振蕩器)。如果每個(gè)振蕩器具有百萬分之50(PPm)的精密度，則在125微秒的幀期間最大漂移量為12.5毫微秒。這個(gè)漂移量為幀同步的允許限度。實(shí)際上，精確度要高的多，因?yàn)閮H僅用了125微秒幀的一小部分，并且跟隨著一個(gè)空閑時(shí)間同步捕獲不會(huì)發(fā)生，直到執(zhí)行實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，使用一個(gè)和一個(gè)高精度計(jì)數(shù)器相連的移位寄存器來完成同步捕獲。一般的同步捕獲技術(shù)使用一種精密的鎖相環(huán)路。鎖相環(huán)路的捕獲時(shí)間實(shí)際上要比本發(fā)明中的捕獲時(shí)間長(zhǎng)，并且用一般的鎖相環(huán)路系統(tǒng)所能得到的精度，不會(huì)比本發(fā)明所能得到的精度高。
參見圖2，它示出了用以克服符號(hào)間的干擾并獲得同步的邏輯電路。圖1中的比較器34的輸出44和46被輸入到數(shù)據(jù)恢復(fù)和同步邏輯48(圖2)中。一個(gè)高速時(shí)鐘54連接到第一個(gè)移位寄存器56和第二個(gè)移位寄存器58的時(shí)鐘輸入端。高速時(shí)鐘54最好以比要恢復(fù)的數(shù)據(jù)的最低位速率至少快6倍的速率操作。象以上所講的那樣由一個(gè)高精度振蕩器60驅(qū)動(dòng)高速時(shí)鐘54。高速時(shí)鐘54和高精度振蕩器60不必只有數(shù)據(jù)恢復(fù)和同步邏輯電路48才配有，而它可由收發(fā)兩用機(jī)的需要一數(shù)字時(shí)鐘的其它部件共享。邏輯電路48還包括一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器或觸發(fā)器62，一個(gè)第一與門64和一個(gè)第二與門66，其中每個(gè)相應(yīng)的與門64和66的輸出端到連接到移位寄存器56和58的數(shù)據(jù)輸入端。每個(gè)移位寄存器56和58具有兩個(gè)輸出端，一個(gè)第一反饋輸出端通過相應(yīng)的反相器68和70;以及同步輸出72和74接到一個(gè)或門76?；蜷T76的輸出是一個(gè)同步位信號(hào)，被送到觸發(fā)器78的時(shí)鐘輸入端。
而圖2中邏輯電路48的閥屏蔽操作已經(jīng)是一種現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于本領(lǐng)域的人來是很明顯的的，其操作的說明具有啟發(fā)性。當(dāng)邏輯電路48的接收相位開始以前，信號(hào)線90上的一個(gè)幀信號(hào)FRM由一個(gè)輸入到觸發(fā)器78的置位輸入端的置位信號(hào)置為邏輯“0”，該信號(hào)線90和構(gòu)成觸發(fā)器62的專門80和82的各自三個(gè)輸入端的一端相連。因此，觸發(fā)器62的兩個(gè)輸出端被設(shè)為邏輯“1”。與門64和66在其輸入44或輸入46工作時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)輸出。與門64和66的輸出狀態(tài)，經(jīng)過移位寄存器56和58(其在高速時(shí)鐘54的控制下)連續(xù)移位。當(dāng)信號(hào)大于由閥控制器36所設(shè)的閥值發(fā)生時(shí)，帶有信號(hào)RI+的輸入44或者帶有信號(hào)RI-的輸入46在連接串行一并行移位寄存器56或者58的數(shù)據(jù)輸入端產(chǎn)生一個(gè)邏輯“1”。通過啟動(dòng)的移位寄存器，直到該移位器由經(jīng)過反相器68的反饋輸出或者經(jīng)過反相器70的反饋輸出截止，數(shù)據(jù)將被一直移位，該反饋輸出分別由
R1和
R2表示。
R2信號(hào)被反饋到與非門82的
R2輸入端。
R1信號(hào)被反饋到與非門80的
R1輸入端。根據(jù)從中能獲得數(shù)據(jù)的移位寄存器中的位置，在數(shù)據(jù)輸入端引入一信號(hào)后的一個(gè)固定的有限延遲后，產(chǎn)生上述這些補(bǔ)碼信號(hào)。
當(dāng)由信號(hào)線44或46傳來的信號(hào)送入與門64或66時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)被送入到移位寄存器56或58的輸入端，因?yàn)閮蓚€(gè)與非門80和82的輸出端最初是高的。通過移位寄存器信號(hào)被輸送到輸出抽頭。例如，如果信號(hào)RI+允許將一個(gè)邏輯“1”加到移位寄存器56的數(shù)據(jù)輸入端上，通過反相器68產(chǎn)生信號(hào)
R2加到與非門82的一個(gè)輸入端。開始時(shí)，因?yàn)閹盘?hào)線90是在邏輯“0”值，該信號(hào)沒有作用。然而，移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)通過或門76到觸發(fā)器78的時(shí)鐘輸入端進(jìn)而送到輸出線12。觸發(fā)器78的數(shù)據(jù)輸入端在終端Z處被設(shè)置為邏輯“1”(+5V電壓)。因此，當(dāng)邏輯“1”送入觸發(fā)器78的時(shí)鐘輸入端時(shí)，幀線90上的輸出變?yōu)檫壿嫛?”，同時(shí)送往與非門80和82的輸入端。線90上的幀信號(hào)FRM剛一變?yōu)檫壿嫛?”，與非門80的輸出端變?yōu)檫壿嫛?”，因而引起與門64的輸入端成為邏輯“0”。所以，根據(jù)本發(fā)明，輸入44上的任何信號(hào)將被屏蔽不能進(jìn)入移位寄存器56。移位寄存器58保持響應(yīng)通過輸出端46提供的輸入信號(hào)，因?yàn)榕c非門82的輸出端只要一個(gè)輸入端保持為邏輯值“0”就維持在邏輯“1”上。在這種情況下，與非門80的輸出被交叉偶合到與非門82的三個(gè)輸入端的一端，因此使得與非門82的輸出端維持在邏輯“1”值上。在一個(gè)預(yù)定循環(huán)數(shù)之后，當(dāng)經(jīng)過移位寄存器，送出移位寄存器56的數(shù)據(jù)輸入端的邏輯“0”時(shí)，信號(hào)回復(fù)為邏輯“1”狀態(tài)。邏輯電路48將等待接受輸入端46中的下一個(gè)指示指示數(shù)字“1”的脈沖。如果在數(shù)據(jù)窗的特別時(shí)期，輸出端46上沒有接收到脈沖，電路譯碼信號(hào)為數(shù)字“0”。然而，如果在為數(shù)字“1”的信號(hào)加在輸入端46上，這樣的信號(hào)通過與門66送到移位寄存器58，該寄存器在預(yù)置期間后在
R1輸出端顯出邏輯“0”轉(zhuǎn)而輸出到與非門80。之后與非門80被強(qiáng)制為邏輯“1”狀態(tài)，它又轉(zhuǎn)而強(qiáng)制與非門82為邏輯“0”狀態(tài)用以從移位寄存器58中將輸入端46送進(jìn)的信號(hào)屏蔽掉。在這種剃法中，每個(gè)脈沖的寬度并不依靠于傳輸介體上的脈沖的實(shí)際寬度，并且由傳輸介體上的初始數(shù)據(jù)脈沖決定對(duì)于中性基準(zhǔn)的初始閥的極性。
再參考圖2，其中示出了本發(fā)明的一個(gè)數(shù)據(jù)窗電路92。數(shù)據(jù)窗電路92包括一個(gè)串行-并行移位寄存器94，聯(lián)接到一個(gè)時(shí)鐘適配器電路96上。時(shí)鐘適配器電路96的目的在于在高速時(shí)鐘54每個(gè)輸出脈沖的上升邊和下降邊提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)的極性與初始脈沖和全部接續(xù)信號(hào)脈沖的極性一致。
移位寄存器94在清除輸入端CLEAR接收線90上幀信號(hào)FRM，并接收來自時(shí)鐘轉(zhuǎn)接器電路96的時(shí)鐘信號(hào)CLOCK。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，移位寄存器94的第三個(gè)輸出抽頭通過一個(gè)反相器98被反饋輸入到移位寄存器94的輸入端點(diǎn)100。移位寄存器的輸出在線102上為一個(gè)數(shù)據(jù)窗信號(hào)聯(lián)接到具有兩個(gè)輸入端的與非門104。與非門104在其另一個(gè)輸入端接受來自或門76的同步位信號(hào)。與非門104的輸出是在一個(gè)有效數(shù)據(jù)脈沖狀態(tài)發(fā)生期間(如圖5D)為一個(gè)所需的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)(如圖5E)。特別是關(guān)于圖5A、5B、5C、5D和5E中表示了移位寄存器94中定時(shí)序列的一個(gè)例子。在圖5A表示了由或門76的輸出發(fā)出一個(gè)同步位信號(hào)。在同步位信號(hào)的下降邊，線90上(圖5B)產(chǎn)生一個(gè)幀信號(hào)。該幀信號(hào)被送到移位寄存器94的清除輸入端(圖2)使移位寄存器94中的全部剩余的數(shù)據(jù)清除在線106上的來自時(shí)鐘適配器96產(chǎn)生的一個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)移位寄存器94。在一個(gè)理想的實(shí)施例中，該移位寄存器94響應(yīng)一個(gè)正向上升邊的時(shí)鐘脈沖。在一預(yù)定幾個(gè)時(shí)鐘周期之后(在這個(gè)具體的實(shí)施例中，為三個(gè)周期之后)，由移位寄存器94送到線102上一個(gè)輸出信號(hào)。這是一個(gè)數(shù)據(jù)窗信號(hào)輸出到與非門104，以及反相器98。反相器98的輸出被反饋到移位寄存器94的輸出端100。關(guān)于圖5D，數(shù)據(jù)窗信號(hào)被啟動(dòng)來響應(yīng)時(shí)鐘(圖5C中)的正向上升邊，并且被截止來響應(yīng)后來的正向上升邊。在同步位線上(圖5A所示)的數(shù)據(jù)信號(hào)與數(shù)據(jù)窗信號(hào)(圖5B所示)的“與”產(chǎn)生一個(gè)在接收信號(hào)中出現(xiàn)脈沖的指示(指示為一個(gè)數(shù)字“1”)，或者產(chǎn)生一個(gè)無脈沖的指示(指示為一個(gè)數(shù)字“0”)。
進(jìn)一步解釋時(shí)鐘適配器96，圖中示出了第一觸發(fā)器108和第二觸發(fā)器110，它們具有輸出端分別聯(lián)接與門112和114，該與門輸出連接到一個(gè)或門116，該或門在時(shí)鐘線106上產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)。觸發(fā)器108和觸發(fā)器110被高速時(shí)鐘54驅(qū)動(dòng)，其中用一個(gè)反相器118使兩個(gè)觸發(fā)器為反相的關(guān)系。高速時(shí)鐘54也被反相驅(qū)動(dòng)與門114的第二個(gè)輸入端。其非反相的時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)與門112的第二個(gè)輸入端。觸發(fā)器108和觸發(fā)器110的每一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端是經(jīng)或門76的同步位信號(hào)。觸發(fā)器108和觸發(fā)器110的補(bǔ)碼輸出被分別交叉偶合到另一個(gè)觸發(fā)器110和觸發(fā)器108的清“0”CLEAR輸入端。因此上述電路元件合作來輸出一個(gè)上沿時(shí)鐘輸出信號(hào)，并且與每個(gè)幀數(shù)據(jù)的首位同相且同步。
圖3為本發(fā)明前置補(bǔ)償電路120的原理圖，該電路用來提供傳輸前置補(bǔ)償，可以用在圖1中的調(diào)制器前置補(bǔ)償器16中。在此我們只對(duì)前置補(bǔ)償電路120感興趣，而其中所用的其它電路已經(jīng)是通用的了，而不需要詳細(xì)說明。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的前置補(bǔ)償電路120是為了傳輸脈沖的目的，在這種方式中，例如在一個(gè)扭絞雙芯電纜的傳輸媒介體的接收端，使其數(shù)據(jù)恢復(fù)上符號(hào)間的干擾作用產(chǎn)生最小的影響。前置補(bǔ)償完全是以一位接著一位的方式執(zhí)行，使得符號(hào)間的轉(zhuǎn)速率最大(考慮到前兩個(gè)傳輸位)，并且提供一個(gè)前置補(bǔ)償信號(hào)到下一個(gè)連續(xù)位(根據(jù)對(duì)前面兩位形模式的考慮)。關(guān)于圖3中一個(gè)特殊的元件，從以前階段在串行-并行移位寄存器122中接收數(shù)據(jù)，其寄存器的輸出并行地接到一個(gè)可編程只讀存儲(chǔ)器PROM124的最高有效位地址的輸入端(MSB)。經(jīng)由一個(gè)本機(jī)高頻時(shí)鐘154驅(qū)動(dòng)的計(jì)數(shù)器輸出一個(gè)最低有效位地址(LSB)。本機(jī)高頻時(shí)鐘154最好是用接收器內(nèi)的同一個(gè)時(shí)鐘，可編程只讀存儲(chǔ)器PROM124的輸出最好是至少有三個(gè)數(shù)據(jù)位線連接到移位寄存器126。該數(shù)據(jù)輸出提供8個(gè)可定動(dòng)態(tài)電平的選擇，以及后續(xù)程序所用的寬度。特別是寄存器126。為移位寄存器的操作，就象一個(gè)鎖存器，來自可編程只讀存儲(chǔ)器PROM124的數(shù)據(jù)被裝其中，其每一個(gè)輸出端連接到并驅(qū)動(dòng)負(fù)載電阻器128，提供給脈沖變壓器20(圖1中所示)脈沖。(圖3中的脈沖變壓器僅僅為了表示清楚，并不是前置補(bǔ)償器電路16的一部分)。
在具體的實(shí)施例中，寄存器126具有四個(gè)輸出端，每一個(gè)輸出均經(jīng)過一個(gè)電阻器R3、R4、R5、R6，每一個(gè)電阻器的一端均被連接到脈沖變壓器初級(jí)輸入的一端或者另端。特別是第一個(gè)輸出電阻器R3被跨接在脈沖變壓器20初級(jí)線圈的第一個(gè)輸入端21和寄存器126第一個(gè)輸端130之間。第二個(gè)輸出電阻器R4跨接在初級(jí)線圈的輸入端21和第二寄存器輸出端132之間。第三個(gè)輸出電阻器R5跨接在脈沖變壓器20的抽頭或者輸入端134和寄存器126的第三個(gè)輸出端136之間。第四個(gè)輸出電阻器R6跨接在脈沖變壓器20的抽頭134和寄存器126的第四個(gè)輸出端138之間。電阻器R3最好與電阻器R5為同一個(gè)值;電阻器R4最好與電阻器R6為同一個(gè)值，以便共同維持脈沖變壓器20初級(jí)線圈之間的平衡。
前置補(bǔ)償電路120的操作過程如下在一個(gè)循環(huán)的開始，一個(gè)兩兆赫茲或另一個(gè)數(shù)據(jù)高速時(shí)鐘脈沖清除計(jì)數(shù)器125，使其為“0”計(jì)數(shù)狀態(tài)，并且開始讓時(shí)鐘脈沖輸入串行-并行的移位寄存器122。一個(gè)高頻時(shí)鐘154對(duì)計(jì)數(shù)器125以比兩兆赫茲的輸入時(shí)鐘多幾倍的速率定時(shí)，該兩兆HZ頻率使得只讀存儲(chǔ)器124中最低有效位(LSB)地址來讀取有關(guān)脈沖和寬度幅質(zhì)的數(shù)據(jù)。
用一個(gè)與兩兆赫茲相當(dāng)連續(xù)時(shí)鐘脈沖輸入到移位寄存器122，輸入到移位寄存器122的數(shù)據(jù)被送給只讀存儲(chǔ)器124的最高有效位(MSB)地址。連續(xù)時(shí)鐘將通過移位寄存器122移動(dòng)數(shù)據(jù)，因此使得讀存儲(chǔ)器124中地址部分的最高有效位(MSB)模式變化。所以，輸入的數(shù)據(jù)被用來選定只讀存貯器124的不同的區(qū)域，使其按照計(jì)數(shù)器125產(chǎn)生的一個(gè)計(jì)數(shù)序列來存取數(shù)據(jù)，只讀存儲(chǔ)器124內(nèi)每一個(gè)區(qū)段中的數(shù)據(jù)是為定時(shí)和想要的補(bǔ)償效果的幅度特性而預(yù)先選定的，它們將被提供給發(fā)送器輸出網(wǎng)路。例如，一個(gè)或多個(gè)區(qū)段可能含空數(shù)據(jù)，而其它區(qū)段可能含有數(shù)據(jù)以代表特殊長(zhǎng)度和脈沖幅度結(jié)合(脈沖形狀)。區(qū)段基于當(dāng)前和緊接前面過去提供移位寄存器122的數(shù)據(jù)輸入端的位的結(jié)合來定址，例如，對(duì)于由三個(gè)連續(xù)的“1”代表一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，區(qū)段將被定址，將允許最低有效位對(duì)數(shù)據(jù)定址，定址數(shù)據(jù)代表一個(gè)區(qū)段表示一個(gè)與較短脈沖的高幅度的數(shù)據(jù)模式。信號(hào)以指定最大幅度的組合輸出到電阻器R3、R4、R5、和R6。脈沖將由地址區(qū)段中最低地址單元上的空數(shù)據(jù)而終結(jié)。根據(jù)地址區(qū)段中包含的非空位數(shù)的時(shí)間發(fā)出一模擬信號(hào)。
按照本發(fā)明的前置補(bǔ)償方法是基于想要增加轉(zhuǎn)換速率的數(shù)據(jù)模式，這種增加是靠基于緊接前一個(gè)過去存在脈沖增加最大幅度和使脈沖長(zhǎng)度減至最小來獲得。它產(chǎn)生一個(gè)三值邏輯決定。
根據(jù)本發(fā)明特殊實(shí)施例模式如下如果當(dāng)前傳輸位為一位(有一個(gè)脈沖)，并且緊接前面兩位為“0(沒有脈沖)，用只讀存貯器數(shù)據(jù)產(chǎn)生的脈沖是具有一個(gè)長(zhǎng)的維持時(shí)間的低幅度模式如果當(dāng)前傳輸位為“1”，第一個(gè)緊接前面的位為“1”，而第二個(gè)緊接前面的位為“0”，然后由只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)位產(chǎn)生的模式是具有中等脈沖長(zhǎng)度中等幅度模式。如果當(dāng)前傳輸位為“1”，并且一個(gè)或所有緊接前面的位為“1”，只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)位產(chǎn)生模式是一個(gè)較短的高幅度脈沖模式。如果當(dāng)前位為“1”，緊接前面的位為“0”，并且第二個(gè)緊接前面的位為“1”，數(shù)據(jù)位表示具有中間長(zhǎng)度的幅度脈沖。其目的在于在每一個(gè)脈沖上提供相同的總能量。
本發(fā)明已結(jié)合特定實(shí)施例給予能釋了。其他實(shí)施例對(duì)中本領(lǐng)域的一般人員來說是很顯然的。所以除了在權(quán)利要求
中所講的以外，不想對(duì)本發(fā)明加以限制。
權(quán)利要求
1.一個(gè)在有限帶寬信道上發(fā)射和接受數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的設(shè)備包括用來從數(shù)字信息信號(hào)發(fā)生和傳輸純交替標(biāo)志倒相脈沖編碼信號(hào)的裝置；以及用于接收受和檢測(cè)交替標(biāo)志倒相脈沖編碼信號(hào)的裝置，該檢測(cè)裝置可以用來恢復(fù)上述數(shù)字信息，該檢測(cè)裝置包括限定兩個(gè)檢測(cè)閥的裝置和根據(jù)接收的一個(gè)代表脈沖的信號(hào)交替標(biāo)志上述檢測(cè)閥的裝置，以便減小符號(hào)間的干擾作用。
2.一個(gè)在有限帶寬信道上發(fā)射和接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的設(shè)備包括用來從數(shù)字信息信號(hào)中發(fā)生和傳輸純交替標(biāo)志倒相編碼的裝置，該發(fā)生和傳輸裝置包括一個(gè)裝置用于在傳送以前基于前面的信號(hào)對(duì)產(chǎn)生的交替標(biāo)志倒相脈沖編碼信號(hào)進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，以便抑制接受脈沖信號(hào)的符號(hào)間的干擾作用，同時(shí)也是為了簡(jiǎn)化檢測(cè)，此外還包括一個(gè)裝置用來接收和檢測(cè)交替標(biāo)志倒相脈沖編碼信號(hào)以便恢復(fù)上述數(shù)字信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1中的設(shè)備，其中該發(fā)生和傳輸裝置包括一個(gè)用于基于前一個(gè)信息信號(hào)的數(shù)字值對(duì)所產(chǎn)生的交替標(biāo)志倒相脈沖編碼信號(hào)的幅度和寬度進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償?shù)难b置，以便將所接受信號(hào)中的符號(hào)間的干擾作用減到最小。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3中的設(shè)備，其中上述前置補(bǔ)償裝置包括一個(gè)裝置用來選擇每一個(gè)發(fā)出的脈沖信號(hào)的長(zhǎng)度和寬度，以便在保持脈沖之間所含能量大致相等的同時(shí)把轉(zhuǎn)變速率增加到最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3中的設(shè)備，其中上述前置補(bǔ)償裝置包括一個(gè)移位寄存器用來接受上述信息信號(hào);一個(gè)可編程序只讀存儲(chǔ)器聯(lián)接去接收該移位寄存器的輸出作為最高有效位地址以便選擇上述存儲(chǔ)器裝置中的區(qū)段;一個(gè)數(shù)字計(jì)數(shù)器連接到上述存儲(chǔ)器的最低有效位地址，用來生產(chǎn)一個(gè)地址程序以便讀出由信息信號(hào)選擇區(qū)段中的數(shù)據(jù)給上述移位寄存器;以及一個(gè)用來把上述存儲(chǔ)器裝置的區(qū)段中的上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，該信號(hào)的幅度和寬度由上述數(shù)據(jù)來確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1，2，3，4或5的設(shè)備，其中上述接收和檢測(cè)裝置包括一個(gè)數(shù)字裝置用來捕獲得數(shù)據(jù)窗的同步，給所接收的上述脈沖信號(hào)的每次第一個(gè)脈沖，上述接收的脈沖信號(hào)是在一個(gè)寬度有限的分組中，上述同步捕獲裝置包括一個(gè)本機(jī)高精度時(shí)鐘用于在上述有限寬度中保持同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6中的設(shè)備還包括一個(gè)裝置用來在第一檢測(cè)閥值和第二檢測(cè)閥之間進(jìn)行選擇的裝置，第一檢測(cè)閥值是對(duì)第一極性脈沖信號(hào)，而第二檢測(cè)閥值是對(duì)與第一極性相反的第二極性的脈沖信號(hào)，該選擇裝置是基于所接受的上述脈沖信號(hào)中的第一個(gè)的極性。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的設(shè)備還包括一個(gè)裝置用來在第一檢測(cè)閥值和第二檢測(cè)閥之間進(jìn)行選擇的裝置，第一檢測(cè)閥值是對(duì)第一極性的脈沖信號(hào)，而第二檢測(cè)閥值是對(duì)與第一極性相反的第二極性的脈沖信號(hào)，該選擇裝置包括一個(gè)裝置用來感測(cè)所接受的脈沖信號(hào)中每第一個(gè)的極性，并且響應(yīng)所感測(cè)的極性，屏蔽接受同樣極性的下一個(gè)脈沖信號(hào)直到一個(gè)極性相反的脈沖信號(hào)被感測(cè)為止。
9.按照權(quán)利要求
8的設(shè)備還包括一個(gè)裝置用來選擇本機(jī)高速時(shí)鐘的極性，對(duì)所接受的上述脈沖信號(hào)的第一個(gè)的極性進(jìn)行響應(yīng)。
專利摘要
用于小交換機(jī)PBX設(shè)備中的高速數(shù)字回路收發(fā)兩用機(jī)包括與一般收發(fā)兩用機(jī)連接的扭絞四芯電纜，每臺(tái)收發(fā)兩用機(jī)在普通扭絞四線電纜上操作以分組化形式交換話音、數(shù)據(jù)和控制信息。特別是每臺(tái)收發(fā)兩用機(jī)以分組化脈沖碼調(diào)制信息(以純交替標(biāo)志倒相(AMI)編碼)通信，為除去雙極性破壞點(diǎn)脈沖的導(dǎo)入提供同步。用數(shù)字電路本機(jī)高速時(shí)鐘導(dǎo)出同步，在第一脈沖內(nèi)獲得幀同步。另外，一個(gè)接受部分使用一個(gè)閥選擇電路，由發(fā)射信號(hào)中數(shù)字前置補(bǔ)償?shù)膬?chǔ)備進(jìn)而使符號(hào)間的干擾作用降至最低，而將連續(xù)脈沖間的轉(zhuǎn)變速率升至最高。
文檔編號(hào)H04B3/02GK85103998SQ85103998
公開日1986年12月31日 申請(qǐng)日期1985年5月23日
發(fā)明者卡菲埃羅, 馬佐拉, 普蒂 申請(qǐng)人:D·A·V·I·D·系統(tǒng)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan