Volldigitaler Laufzeitausgleich auf NF-Leitungswegen

Die Firma navtec GmbH hat für einen Hersteller von Gleichwellenfunksystemen eine volldigitale Entzerrung mit automatischem Laufzeitausgleich als Ersatz für die herkömmliche analoge Lösung entwickelt. Das System wurde unter Verwendung eines 80-MHz-DSP realisiert. Die technischen Daten sind am Ende dieser Seite angegeben.
 
Ein Modul zum Laufzeitausgleich
Wie es in Systemen zur digitalen Signalverarbeitung üblich ist, sind Analog- und Digitalteil strikt voneinander getrennt realisiert worden. Deutlich ist diese Trennung im nebenstehenden Bild zu erkennen. 

Der Analogteil im oberen Teil der Platine besteht aus: 

  • Zwei Übertragern zur galvanischen Trennung von der Telefonleitung und einer Signalkonditionierung, sowie
  • Einem CODEC (kombinierten 2-Kanal A/D-D/A-Umsetzer).

  •  
Der Digitalteil im unteren Teil der Platine besteht aus: 
  • DSP
  • S-RAM
  • NV-RAM
  • EPROM
  • PLD
 
Die Platine im Europa-Format mit einem DSP-Modul für das System zum digitalen Laufzeitausgleich. (Dieses Platinen-Layout wurde nicht von der Firma navtec GmbH realisiert.)

In Gleichwellenfunksystemen besteht das Problem, zwei oder mehr unbekannte Leitungswege in ihren elektrischen Eigenschaften (Betrags- und Phasen-Frequenzgang) sowie Laufzeitverhalten zu vermessen und zu kompensieren. Ziel ist es, ein aus einer gemeinsamen NF-Quelle ausgesendetes Signal derart zu übertragen, daß es mit einem minimalen Gruppenlaufzeitdifferenzfehler an den Enden aller Leitungswege vorliegt, um dann zeitgleich ausgesendet zu werden.

Das vorgestellte System führt die Messungs- und Kompensationsaufgabe vollautomatisch aus. Hierzu werden geeeignete Testsignale erzeugt, übertragen und ausgewertet. Anschließend werden geeignete Kompensationsfilter sowie Verzögerungselemente berechnet und auf die Signale angewendet.

Das System ist skalierbar. Das bedeutet, es können bis zu 15 (Vollduplex-) Leitungswege gegeneinander kompensiert werden. Die DSPs auf den einzelnen Modulen sind zum Datenaustausch untereinander vernetzt.


Technische Daten des digitalen Laufzeitausgleichs



 
 
DSP-Takt- und Instruktionsrate 78,75 MHz / 39,37 Mips
Abtastraten des analogen Signals 8,5 kHz und 25,6 kHz (Mixed-Rate)
Arbeitsspeicher 32 k - Worte
Speicher für Datenerhalt 8 kByte
Anzahl der Kanäle 2 - 15
Maximaler Gruppenlaufzeitausgleich zwischen den Signalen 20 ms
Maximaler Gruppenlaufzeitfehler < 39 * 10 -6 s
Betragsfrequenzgangsausgleich > 24 dB
Betragsfrequenzgangsfehler (ripple) < 1 dB
Gruppenlaufzeitverzerrungen 
im Bereich 300 Hz ... 3 kHz
< 50 * 10 -6 s
Zeitreferenz für die Messung
  1. Schleifenbildung in einer TX/RX-Strecke (Loop-Mode)
  2. absolute Zeit (GPS-Empfänger)
  3. Schleifenbildung mit separater RX-Strecke (externer Hilfsempfänger)

 navtec GmbH 1997
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