DE2608879B2

DE2608879B2 - Decodierschaltung

Info

Publication number: DE2608879B2
Application number: DE2608879A
Authority: DE
Inventors: Joseph Jaroslav Poway Calif. Dobias (V.St.A.)
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1980-09-11
Also published as: FR2303423B1; GB1493555A; JPS51112220A; US3967061A; DE2608879C3; CA1066370A; DE2608879A1; FR2303423A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Decodierschaltung /um Decodieren von binären Daten, die in einer Eingangswellenform enthalten sind, in der Spannungsübergängc entsprechende Biipcriodcn definieren und in der erste und zweite binäre Werte durch die Anwesenheit oder die Abwesenheit von zusätzlichen Spanniingsiibcrgängen in einer Bitperiode repräsentiert werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Dccodicrschaltung der oben bezeichneten Art zu schaffen, die sehr einfach aufgebaut ist und die mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann. Die crfindungsgcmäße Schaltung ist gekennzeichnet durch Impulsformungsvorrichtungen, die einen Übcrgansjs-Rcpräsentationsimpuls beim Auftreten eines jeden Spannungsübergangs in der genannten Wellenform erzeugen, durch Zcitsleuervorriehlungcn. die mit den genannten Impulsformiingsvorrichuingcn verbunden sind und die Takisigna-Ic zur Definition der genannten Bitperioden erzeugen, durch Zielvorrichtungen, die mit den genannten Inipulsformungsvorrichtungcn und mit den genannten Taktsteucrvorrichtungen verbunden sind und die die Anzahl von Spanmingsübergiingen repräsentierenden Impulse, die während einer jeden Hitperiode erzeugt werden, zählen und die ein erstes oder /weites Ausgangssignal in Abhängigkeit davon erzeugen, ob die genannte Anzahl eines oder zwei ist.

Ein Aiisführiingsbcispicl der Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren besehrieben. In diesen zeigt

Fig. I ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Daicnempfängers,

Fig. 2 eine Wellenform aus codierten Daten, wie sie der Empfänger gemäß F i g. I empfangen hat.

F i g. J ein Blockschallbild eines Teils des Empfängers {Terrain·"t g. I.

F i g. 4 ein Blockschallbild eines weiteren Teils des Empfängers gemalt I i g. I und

I i g. ¹J Impiilsformen zur Erläuterung tier Arbeitsweise des Empfängers.

Eine Wellenform, die ankommende Daten repräsentiert, wird an einu geeignete l.eiiungsahschlullvorrich-

tung IO angelegt. Die empfangenen Daten können beispielsweise über eine geeignete Übertragungsleitung von einem Prozessor, einem Steuergerät, einer peripheren Einheit oder einer anderen Quelle übertragen werden. Der serielle Datenfluß kann mit einer relativ hohen Datenübertragungsgeschwindigkeit (zum Beispiel 6,6 Megabit pro Sekunde) ankommen. Üblicherweise ist der Lejtungsabsch'.yß so aufgebaut, daß eine relativ hohe Gleichspannungsisolation und eine niedrige kapazitive Kopplung, zum Beispiel über einen Opto-Isolator, vorhanden ist.

Der Ausgang der Leitungsabschlußvorrichiung 10 ist an einen Impulsformungs- und Taktwiedergewinnungskreis 12 angelegt. Der Kreis 12 ist wiederum mit einem Datenwiedergewinnungsk.-eis 14 verbunden, in dem die in dem empfangenen Datenstrom enthaltenen Informationen extrahiert und kurzzeitig gespeichert werden (zum Beispiel in einem Schieberregister), um anschließend in tiner nicht gezeigten Verarbeitungseinheit zur Verfugung zu stehen.

Anhand von Fig. 2 wird der prinzipielle Aufbau des verwendeten Codes beschrieben. Lediglich für Erklärungszwecke wird angenommen, daß mit eine.· Bitfolge von 56 Kilobit pro Sekunde gearbeitet wird, wobei eine Bilpcriodc in etwa 17,857 Mikrosekunden lang ist. Der Spannungspcgel der übertragenen Wellenform ist entweder hoch oder niedrig und der Übergang von einem Pegel zu dem anderen stellt jeweils die in der Wellenform enthaltenen Takte und Daten dar. Biiperioden sind durch Spannungsübergänge definiert. Ein zusätzlicher Spannungsübergang erscheint während einer Bitperiode. Die Information, die in dieser Bitperiode enthalten ist, wird hier willkürlich als biniire »1« angenommen. Wenn kein zusätzlicher Spannungsübergang auftritt, wird angenommen, daß es sich um eine binäre »0« handelt. Somit kann die in dem Code enthaltene Information festgestellt werden, indem der Beginn eines .Spannungsübergangs einer Bilperiode festgestellt wird und dann beobachtet wird, ob während dieser Bilperiode irgendwelche Spannungsübcrgängc auftreten.

Im folgenden wird auf die F i g. J und 4 Bc/.ug genommen. Die ankommende Wellenform, wie in Fig. 5A dargestellt, wird über eine Leitung 21 einem monostabilen Mullivibralorkreis (one-shot) 15 und einem monostabilen Multivibratorkrcis 16 /ugcführ:. Die in der Mille der BitperioJcn auftretenden Spannungsübergänge stellen binäre »I« dar. Die Wellenform wird an den monostabilen Multivibrator 15 über ein Tor 23 und einen Inverter 28 angelegt, so daß der nionoslabile Multivibrator 15 nur dann angesteuert wird, wenn ein nach negativ gehender Spannungsübergang in d"m Datenstrom auftrill. Der monost;<bilc Multivibrator 15 enthält, wie alle weiteren noch zu beschreibenden monoslabilen Multivibratorcn, zwei Ausgänge, von denen der ersle mit »Q« und der zweilc mit »Q« bezeichnet wird. Der Datensirom wird ebenfalls einem monoslabilen Multivibrator 16 direkt, das heißt ohne invertiert zu werden, zugeführt, so daß dieser jeweils nur auf nach positiv gehende SpunnungsübcrgängL· anspricht. Die »^«-Ausgänge der monostabil Miillivibraloren fj und I6 sind jeweils einem separaten umgang eines NAND-Ciliedes 30 zugeführt. Die Verwendung von zwei monoMabilen Muliivibrntorcn Ii und If) ermöglicht die Verwendung von Multivibratorcn mit einer kürzeren Ansprechzeit, da leder lediglich ;iuf einen S|i.innungsiibergnng bestimmter Kk'hiuni! ansnrechtr muß. ledoch kann auch ein einziger Multivibrator mil einer schnellen Ansprechzeit (tinie-one-shot) anstellte der beiden Multivibrator 15 und 16 verwendet werden, der dann sowohl auf nanh negativ als auch nach positiv gehende Spannungsübergänge ansprechen muß, um als Reaktion auf in dem Datenbitstrom enthaltene Spannungsübergänge Ausgangsimpulse zu erzeugen.

Der ankommende EMtstrom ist in Fig. 5A dargestellt, während in Fig.5B die am Ausgang des NAND-Gliedes 30 auftretende Impulsform dargestellt ist. Die Bitperiode (bei zum Beispiel 56 Kilobits pro Sekunde) ist, wie bereits vorangehend dargelegt, 17,857 Mikrosekunden lang, so daß eine halbe Bitperiode (die Zeit, zu der ein zweiter auftretender Spannungswechsel eine binäre »1« anzeigt) etwa 8,929 Mikrosekunden lang ist. Die von den monostabilen Mullivibratoren 15 und 16 abgeleiteten Impulse werden auf etwa 4,5 Mikrosekunden justiert.

Der Ausgang des NAND-Gliedes 30 ist mit einem weiteren monostabilen Multivibrator 17 verbunden, der, da eine Invertierung erfolgte, auf nacb positiv gehende Spannungsübergänge anspricht. Werf,) der monostabile Multivibrator 17 durch einen nach positiv gehenden .Spannungsübergang getriggcrt wurde, wird der Spannungspcgel am »(λί-Ausgang einen hohen Wert annehmen und wird nicht auf den Zustand vor der Triggeiung zurückkehren für eine Zeitneriode, die in herkömmlicher Weise bei monostabilen Multivibratoren bestimmt werden kann. Der Ausgang »Q« des monostabilen Multivibrators 17 ist in Fig. 5C dargestellt. Die Impulsbreite des Ausgangs des monostabilen Multivibrators 17 ist so gewählt, daß sie etwas größer als b.929 Mikrosekunden (halbe Bitperioden des ankommenden Bitstromes) ist. Üblicherweise wird .ils Impulsbreite 10 Mikrosekunden gewählt.

Bei der Erzeugung von Impulsen bei jcucm nach positiv und nach negativ gehenden Spannungsübergang im ankommenden Bilstrom und bei der Verwendung dieser Impulse, die eine Dauer von größer als eine halbe Bitperiode aufweisen, am monostabilen Multivibrator 17. wird die Schaltung; automalisch Spannungsübergänge iuisblcndcn, die innerhalb einer Bitperiode auftreten und die Spannungsübergänge, die zu Beginn einer jeden Bilperiode auftreten. Beispielsweise kann bei der Prüfung der Wellenform gemäß 5A, 5B und 5C festgestellt werden, da Ii die Vorderkante eines jeden der in Fig. 5C dargestellten Impulse im wesentlichen gleichzeitig mil dem Beginn einer jeden Bitperiode im Bilstrom gemäß Fig. 5A zusammenfällt. Die Talsache, daß hier Spannungsübergänge innerhalb einer Bilperiode auftreten, wird ignoriert, da die Impulsbreite in F i g. ¹JC größer ist a?s die 1 lälfte einer Bitperiode in dem Bilstrom.

Der Impulsitiisgang des monostabilen Multivibrators 17 wird von dem »Q«-Ausgjng einem weiteren monostabilen Multivibrator 19 über einen Inverter 31 zugeführt. Der monostabile Multivibrator \3 erzeugt, wenn er durch den monostabilen Multivibrator 17 gelriggcrt wird, einen Impuls von kurzer Dauer, wie in Fig. 5E dargcstC'll' ist. Diese Impulse stellen praktisch die zu Beginn einer jeden Bitperiode im ankommenden Datcnsirom enthaltenen Taklimnirlse flap. Der »(^«-Ausgang des moiosiabilen Multivibrators 17. der in Fig. 5D gezeigt ist. wird über einen Inverter 15 einem monostabilen Multivibrator 18 zugeführt, der. wenn der durch den Muliivih a;or 17 getriggcrl wird, einen Impuls von kurzer Dauer erzeugt, der kurz nach dem Mittelpunkt einer Biocriode ties ankommenden Bit-

stromes erseheint. Der Ausgang'.iiiipuls \<mi Muliiwbrator 18 kann ebenfalls als Taktimpuls belrai'liiei werden und ist in l·' i g. 51 tiargestellt Für Steuer/wecke kann es wünschenswert sein, die Taktimpulse, die in einer Bitperiode nach den in I ig. 31 dargestellten Impulsen auftreten, zu verwenden, Für diese Zwecke kann der »p«Ausgang des monostabilen Multivibrators 18 an einen Verzögerungskreis 20 angelegt werden.

Die Taktinformation im ankommenden Datenbil strom wurde nun herausgezogen und stellt sich in F i g. 5ti und F-" i g. 5Γ als Takiimpulswellenform dar. Die Wiedergewinnung der Dateninfoniiation aus dem Daienbitstrom wird im folgenden beschrieben Der Ausgang des NAND-Gliedes 30 wird an einen Anschliil.! 50 (I ig. 4) angelegt. Die zusammengeführten Aus gangsimpiilse der monostabilen Mullivibratoren 15 und 16 werden dann einem NAND-Glied 52 und einem NAND-Glied 53 zugeführt. Die Wellenform 5/:'von dem Multivibrator 19 wird UND-Gliedern 56 und 57 über eine Anschlußklemme 54 zugeführt. IJ;e impulse von dem "Qx-Ausgang des Multivibrators 17 werden über einen Anschluß einem Hip-Hop 61 zugeführt. Das Hip-Hop 61 ändert seinen Zustand beim Auftreten eines nach negativ gehenden Spannungsüberganges der \on dem Multivibrator 17 kommenden Impulse, wie bei Fig. 5G dargestellt, wodurch bewirkt wird, daß abwechselnd die Tore 52 und 5} für eine Bilperiode geöffnet werden. Wenn das Tor 52 geöffnet ist. so wird der Impulsstrom von dem Tor 30 (I ig. 3) einem Binärzähler 42 zugeführt.

Der Binärzähler 42 enthält ein Flip-Flop 65 und ein Flip-Flop 66. Die Takteingänge C der I npTlops sind mit dem Ausgang des als UND-Glied arbeitenden Tores 52 verbunden. Der Zähler 42 wird /u Beginn einer Bitperiode über das Tor 56(1 ι g 5H) zurückgesetzt. Die am Tor 52 auftretenden Ausgangssigna e sind in F ι g. 51 dargestellt. Wenn ein Impuls über das Tor 52 der' Flifi I lop 65 ziigel u h r I w 11 el. so antic rl das I iip-1 lop 6 seinen Zustand, da em Signal (true signal) an seine D Fingang /\i dieser Ze" angelegt wird. Wenn tlas I
52 ein zweites Mal leitend w ird. so ändert das I lip FIo

■ 66 seinen Zustund (Fig. 5|) und bewirkt, daß das a UND-Glied arbeitende For 71 leitend wird Di Ausgang des F'hp-Flops 61 lieferte dazu ebenfalls eine geeigneten .Spanniingspegel. so daß an ein a I IN D-Glied arbeitendes For 75 ein Signal angelegt win

« durch das angezeigt w ird. daß w ährend einer Bnpcriod zwei Impulse gezählt werden und daß in diese Hitperiotle somit eine binare ·>!<· vorhanden war. Di Ausgänge der fore 71 und 75 sind in Fig. ">K und
dargestellt. Wenn nur ein Impuls wahrend eine Bitperiode im Zähler 42 gezählt wurde, so wird dme ein Signal mit einem kleinen Pegel am Ausg.ing tie Tores 71 angezeigt, tlaß eine binare »I)" vorhanden wa Die nächste Bitpcriotle bew irkl. tlaß tlas 1 or 53 w irksai wird, so daß ein Impuls erzeugt wird, tier einem Zahle

■i' 44 zugeieitc! wird. Letzterer enthalt i-'iip-i'iops h7 uri 68. die ¹M der gleichen Weise arbeiten, wie die u Zusammenhang mil dem Zahler 42 beschriebene Flip-Flops. 15er Ausgang ties Tores 72 wird einem To 75 zugeleitet, an dem angezeigt wird, tlaß eine binär . »I« oder eine binare »0" während einer entsprechende Bitpcrit'Je vorhanden ist. Der Ausgang ties Tores 75 n mit einem Schieberegister 77 verbunden, das mit vo dem Verzcigerungskreis 20 (fig. 3) abgeleiteten Schic hcimpu'.iii arbeiten kann. Die Daten werden im

" tatsächlich durch einen Spanniingspegel für eine binar »!« und durch einen anderen Spanniingspegel fur ein binäre »0« repräsentiert.

Durch den Wechsel des Flip-Flops 61 wird abweih selnd bewirkt, daß die Zähler 42 und 44 mit der Ausgang des Tores 30 verbunden werden, um zu zähler ob ein Impuls (Hier zwei Impulse wahrend eine Bitperiode auftreten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Decodierschalwng zum Decodieren von binären Daten, die in einer Eingangswellenform enthalten sind, in der Spannungsübergänge entsprechende Bitperioden definieren und in der erste und zweite binäre Werte durch die Anwesenheit oder die Abwesenheit von zusätzlichen Spannungsübergängen in einer Bitperiode repräsentiert werden, gekennzeichnet durch Impulsformungsvorrichtungen (15, 16,30), die einen Ubergangs-Repräsentationsimpuls beim Auftreten eines jeden Spannungsübergangs in der genannten Wellenform erzeugen, durch Zeitsteuervorrichtungen (17—20), die mit den genannten Impulsformungsvorrichtungen (15, 16, 30) verbunden sind und die Taktsignale zur Definition der genannten Bitperioden erzeugen, durch Zählvorrichtungen (Fig.4), die mit den genannten Impulsformungsvorrichtungen (15, 16, 30) und mi» den genannten Taktsteuervorrichtungen (17—20) verbunden sind und die die Anzahl von Spannungsübergängen repräsentierenden Impulse, die während einer jeden Bitperiode erzeugt werden, zählen und die ein erstes oder zweites Ausgangssignal in Abhängigkeit davon erzeugen, ob die genannte Anzahl eins oder zwei ist.

2. Decodierschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnei, daß die genannten Impulsfomungsvorrichtungen erste (15) und zweite (16) monostabile Kreise enthalten, die in Abhängigkeil von der ersten und zweiten Richtung von Spannungsübergimgen in der genannten Eingangswcllenform gemagert werden und laß Kombinationsvorrichtungen (30) mit c'en genannten ersten und zweiten monostabilen Kreiselt '15, 16) verbunden sind, wobei die genannten Spannungsübergänge repräsentierenden Impulse am Ausgang der genannten Kombinationsvorrichtungcn (30) auftreten.

3. Decodierschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten /itsät/lichcn Spannungsübergänge an den Mittelpunkten der genannten Bitperioden auftreicn und wobei die genannten Zeilstcuervorrichtungcn einen dritten monostabilen Kreis (17) enthalten, der mit den genannten Kombinationsvorrichtungcn (30) verbunden ist und eine monostabile Zeitkons.antc aufweist, die größer als die Hälfte einer der genannten Bitperioden ist und wobei der genannte dritte monostabile Kreis (17) nur gctriggert wird durch die Spannungsübergänge repräsentierenden Impulse, die von Spannungsübergängen definierenden Biiperioden abgclcitc: werden.

4. Decodierkrcis nach Anspruch J. dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Zeitstcucrvorrichtungen einen vierten monostabilen Kreis (19) enthalten, der mit einem Ausgang des genannten drillen monostabilen Kreises (17) verbunden ist und der einen Taktimpuls erzeugt, der das genannte Taktsignal bildet.

5. Decodicrkreis nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. ri:ifl clip jje nannte Zählvorrichtung folgende Teile eiiihiill: erste (42) und /weile (44) Zähler; llefähigungsvorrichmngen (61, 52, 5J). durch die ermöglicht wird, daß die gen Hinten ersten unil /willen Zähler (42, 44) abwechselnd in aufeinanderfolgenden Biipcrioden wirksam werden: Torvorrichtungcn (71, 7?, 75), die mit den Ausgängen der genannten ersten und zweiten Zähler (42, 44) verbunden sind, wobei die genannten Ausgangssignale am Ausgang der genannten Torvarrichtungen entstehen,

■-,

6. Decodiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß die genannten ersten und zweiten Zähler jeweils folgende Teile enthalten: erste (65) und zweite (66) Flip-Flop-Schaltungen, die zurückgesetzt werden durch Rücksetzsignale, die

in von den genannten Taktsignalen abgeleitet werden, wobei der genannte zweite Flip-Flop-Kreis (66) mit einem Ausgang des genannten ersten Flip-Flop-Kreiscs (65/ verbunden wird, so daß der genannte erste Flip-Flop-Kreis (65) gesetzt werden kann

ti durch einen einen übergang darstellenden Impuls, der von der genannten Impulsformungsschaliung abgeleitet wurde und den Beginn einer Bitperiode definiert und wobei die genannte zweite Flip-Flop-Schaltung (66) gesetzt werden kann durch einen

j« einen Übergang darstellenden Impuls, der von der genannten Impulsformungsvorrichtung erzeugt wurde und von einem zusätzlichen Spannungsübergang abgeleitet wurde.