DE1113717B

DE1113717B - Circuit arrangement for noise suppression

Info

Publication number: DE1113717B
Application number: DES58933A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Blauert
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-07-10
Filing date: 1958-07-10
Publication date: 1961-09-14

Description

Schaltungsanordnung zur Rauschunterdrückung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Rauschunterdrückung für UKW-Empfänger mittels eines in Abhängigkeit von der gleichgerichteten Rauschspannung gesteuerten Niederfrequenzverstärkers.Circuit arrangement for noise suppression The invention relates based on a circuit arrangement for noise suppression for VHF receivers by means of a low-frequency amplifier controlled as a function of the rectified noise voltage.

Rauschsperren für UKW-Empfänger haben die Aufgabe, bei fehlendem Hochfrequenzträger den Niederfrequenzverstärker des Empfängers zu sperren und bei einem mit genügend großer Eingangsspannung einfallenden Hochfrequenzträger den Niederfrequenzverstärker augenblicklich zu öffnen. Im Prinzip kann diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß die bei fehlendem oder nur schwach eintreffendem Hochfrequenzträger hinter dem Hochfrequenzgleichrichter auftretende Niederfrequenz-Rauschspannung gleichgerichtet und als negative Gittervorspannung zur Sperrung des Niederfrequenzverstärkers benutzt wird. Um aber eine scharfe Schwelle beim Sperren bzw. Öffnen der Niederfrequenzverstärker zu erreichen, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die einen möglichst steilen Anstieg der Niederfrequenzverstärkung in Abhängigkeit von der Hochfrequenzeingangsspannung ergeben, sobald diese eine bestimmte Größenordnung erreicht.Squelch barriers for VHF receivers have the task in the absence of a high frequency carrier to block the low frequency amplifier of the receiver and with enough high input voltage, incoming high-frequency carriers feed the low-frequency amplifier open instantly. In principle, this object can be achieved in that The one when there is no or only weakly arriving high-frequency carrier behind the high-frequency rectifier occurring low-frequency noise voltage rectified and as a negative grid bias is used to block the low frequency amplifier. But to a sharp threshold when locking or opening the low-frequency amplifier, precautions must be taken that the steepest possible increase in the low-frequency gain can be achieved depending on the high-frequency input voltage, as soon as this results in a reached a certain order of magnitude.

Es ist bekannt, einen verhältnismäßig steilen Anstieg dadurch zu erzielen, daß man die Verstärkung des Rauschverstärkers mit einer dem Gitterstrom der Begrenzerröhre entnommenen, der Hochfrequenzeingangsspannung etwa proportionalen Vorspannung steuert. Dadurch wird erreicht, daß das ohnehin schon mit zunehmender Hochfrequenz" eingangsspannung eintretende Absinken der Rauschspannung durch die vorhergegangene gleichsinnige Verstärkungssteuerung am Ausgang des Rauschverstärkers zusätzlich versteilert wird. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß der übergang vom gesperrten in den geöffneten Zustand des Niederfrequenzverstärkers oder umgekehrt noch nicht steil genug verläuft und, bedingt durch die Steuerung mit dem Begrenzerstrom, hinsichtlich Steilheit und Einsetzpunkt von der Gesamtverstärkung des Empfängers in hohem Maße abhängig wird. Die in der Fertigung und bei nachträglichem Röhrenwechsel auftretenden Streuungen der Gesamtverstärkung nehmen daher auf die Funktion der Rauschsperre so starken Einfluß, daß die Korrektur auf gleiches Verhalten die Notwendigkeit mehrerer Änderungen von Bauteilewerten bedingen kann.It is known to achieve a relatively steep increase by that the gain of the noise amplifier with one of the grid current of the limiter tube taken, the high-frequency input voltage controls approximately proportional bias. This ensures that the input voltage already increases with the high frequency Occurring decrease in the noise voltage due to the previous one in the same direction Gain control at the output of the noise amplifier is also steepened. However, this method has the disadvantage that the transition from the locked to the open state of the low frequency amplifier or vice versa not yet steep enough runs and, due to the control with the limiter current, with regard to Steepness and onset of the receiver's overall gain to a large extent becomes dependent. Those that occur in production and when the tubes are subsequently changed Variations in the overall gain therefore have an impact on the function of the squelch the influence is so strong that the correction for the same behavior eliminates the need for several Can cause changes in component values.

Es ist auch bereits bekannt, durch kurzzeitige Feldstärkeschwankungen bedingte Rauscheinbrüche dadurch zu beheben, daß außer der Steuerung des Niederfrequenzverstärkers durch die Rauschspannung eine zusätzliche Steuerung der Regelröhre vorgesehen ist, die darin besteht, daß die Änderung der Empfangsfeldstärke vor dem Begrenzer eventuell nach Differentiation und Verstärkung zur zusätzlichen Steuerung benutzt wird.It is also already known from short-term field strength fluctuations to eliminate noise drops caused by the fact that in addition to the control of the low-frequency amplifier an additional control of the regulating tube is provided through the noise voltage, which consists in the fact that the change in the received field strength before the limiter possibly is used for additional control after differentiation and amplification.

Eine andere Maßnahme zur Beschleunigung des Entzerr- und Öffnungsvorganges besteht darin, daß Mittel zur Erzeugung und Rückführung einer Gleichspannung in Abhängigkeit von der Sperrung der Niederfrequenzspannung auf den die Rauschspannung verstärkenden Verstärker vorgesehen sind.Another measure to accelerate the equalization and opening process is that means for generating and returning a DC voltage in Dependence on the blocking of the low frequency voltage on the the noise voltage amplifying amplifiers are provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung anzugeben, die eine sprunghafte Änderung der Niederfrequenzverstärkung in Abhängigkeit von der Hochfrequenzeingangsspannung bewirkt und den Sperrvorgang im Gegensatz zu bekannten Schaltungsanordnungen zur Rauschunterdrückung vom zeitlichen Verlauf des Rauschspannungspegels oder des Begrenzerstromes und damit von der Empfängerverstärkung unabhängig zu machen.The invention is based on the object of specifying a circuit which is an abrupt change in the low frequency gain as a function of the high frequency input voltage causes and the locking process in contrast to known Circuit arrangements for suppressing noise from the time course of the noise voltage level or the limiter current and thus independent of the receiver gain.

Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß dem Ausgang eines mit einer Röhre großer Steilheit arbeitenden Rauschverstärkers zwei Steuerschaltungsglieder aus je einer Reihenschaltung aus einem RC-Glied und einem Gleichrichter parallel geschaltet sind und daß außer der einem dieser Steuerschaltungsglieder in an sich bekannter Weise zur Steuerung des Niederfrequenzverstärkers entnommenen negativen Gleichspannung dem anderen Steuerschaltungsglied eine positive Gleichspannung zur Regelung der Rauschspannungsverstärkerröhre entnommen wird. Da sowohl die Versteilerung des Sperrvorganges als auch die Gewinnung der Sperrspannung -mittels der Rauschspannung erfolgt, ist die Schaltung von der Hochfrequenz- bzw. Zwischenfrequenzverstärkung und von Betriebsspannungsschwankungen praktisch unabhängig.According to the invention this is achieved in that the output of a with a noise amplifier working with a tube of great steepness, two control circuit elements from a series circuit of an RC element and a rectifier in parallel are connected and that in addition to one of these control circuit elements in itself known way to control the low frequency amplifier taken negative DC voltage to the other control circuit member a positive DC voltage Control of the noise voltage amplifier tube is taken. As both the steepening of the blocking process as well as the generation of the blocking voltage means the noise voltage occurs, the circuit is from the high frequency or intermediate frequency amplification and practically independent of operating voltage fluctuations.

Das sprunghafte Einsetzen des Sperrvorganges wird maßgebend von einer geeigneten Bemessung der in weiten Grenzen variierbaren Zeitkonstante der einzelnen Gleichrichterglieder beeinflußt und vom zeitlichen Verlauf des Rauschspannungspegels bzw. der Empfangsfeldstärke unabhängig, sobald die Sperrung einmal eingesetzt hat und solange ein kleiner, für die Einleitung der Steuervorgänge notwendiger Rauschspannungspegel nicht über- bzw. unterschritten wird. Ein durch die Steuerschaltungsanordnung bedingter geringer Hystereseeffekt, der sich durch eine Verschiebung der Einsetzschwelle gegenüber derAussetzschwelle ergibt, wirkt sich bei der großen Steilheit des Sperrvorganges dadurch vorteilhaft aus, daß bei richtiger Einstellung geringfügige Feldstärkeeinbrüche unwirksam bleiben.The sudden onset of the locking process is decisive for a suitable dimensioning of the time constant of the individual, which can be varied within wide limits Rectifier elements and influenced by the time course of the noise voltage level or the reception field strength as soon as the blocking has started and as long as a small noise voltage level necessary for initiating the control processes is not exceeded or not reached. One conditioned by the control circuitry low hysteresis effect, which is offset by a shift in the onset threshold the suspension threshold, has an effect on the steepness of the locking process in that, when the setting is correct, slight field strength drops are advantageous remain ineffective.

Für eine besonders zweckmäßige Ausführung des Rauschverstärkers hat sich eine Ausbildung als Resonanzverstärker erwiesen. Dabei ist es wiederum für die Versteilerung des Sperrvorganges von Vorteil, im Anodenkreis des mit einer steilen Röhre bestückten Rauschverstärkers einen Resonanzübertrager vorzusehen, der an einen im Gebiet der größten Steilheit der Röhrenkennlinie liegenden Arbeitspunkt angepaßt ist. Um die Auslösung der Rauschsperrfunktion durch das Hochfrequenz-Nutzsignal auszuschließen, ist der Resonanzübertrager auf eine Mittenfrequenz von z. B. etwa 15 kHz abgestimmt.Has for a particularly expedient design of the noise amplifier proved to be a training as a resonance amplifier. Again, it is for the steepening of the locking process is advantageous in the anode circle of the with a steep one Noise amplifier equipped with a tube to provide a resonance transformer, which is connected to a working point in the region of the greatest steepness of the tube characteristic is. About the triggering of the squelch function by the high-frequency useful signal exclude the resonance transformer to a center frequency of z. B. about 15 kHz tuned.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Schaltungsanordnung zur Rauschunterdrückung gemäß der Erfindung werden an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.Two exemplary embodiments of a circuit arrangement for noise suppression according to the invention are explained in more detail with reference to FIGS.

Im Ausführungsbeispiel (Fig. 1) wird zur Rauschverstärkung ein Resonanzverstärker mit einer steilen Röhre 1 verwendet. Die vom Empfangsgleichrichter des Empfängers abgeleitete Rauschspannung wird an die Eingangsklemme 5 des Rauschverstärkers geführt. Am Kathodenwiderstand 2 der Röhre 1 wird mittels eines über die Kombination 3, 4 aus der Anodenspannungsquelle UB abgeleiteten Querstromes eine Spannung erzeugt, die mit einer gegen Masse negativen Spannung U' in Serie liegt und die zusammen eine so große negative Vorspannung der Röhre 1 bilden, daß die Röhre gesperrt ist, solange vom Empfangsgleichrichter keine Rauschspannung anfällt. Die Spannung U, gelangt außerdem über den Ausgang 14 der Schaltungsanordnung als negative Gittervorspannung an den in der Figur nicht dargestellten Niederfrequenzverstärker. Im Anodenkreis der Röhre 1 liegt ein Resonanzübertrager 6, dessen Sekundärseite zwei Gleichrichterglieder zur Erzeugung der Regel-bzw. Steuerspannungen parallel geschaltet sind. Die GleichrichtergIieder bestehen aus dem RC-Glied S, 9, das mit einem Gleichrichter 7 in Reihe liegt, und dem RC-Glied 11, 12, 13 mit dem in Reihe liegenden Gleichrichter 10. Der Gleichrichter 7 des ersten Gleichrichtergliedes ist so gepolt, daß sich die am Widerstand 8 abfallende Richtspannung zur festen Vorspannung U, addiert und daß die Summe dieser Spannungen über 14 als Gittervorspannung an den Niederfrequenzverstärker geführt wird. Der Widerstand des RC-Gliedes des Regelschaltungsgliedes ist aus einem festen Widerstand 13 und einem Potentiometer 12 zusammengesetzt. Der Gleichrichter 10 ist dem Gleichrichter 7 entgegengesetzt gepolt, so daß die an den Widerständen 12, 13 entstehende Regelspannung und die feste Vorspannung U, entgegengesetzt gerichtet sind. Am Potentiometer 12 wird eine variierbäre Spannung abgegriffen und über den hochohmigen Widerstand 15 an das Gitter der Röhre 1 geführt. Danach besteht die gesamte Gittervorspannung der Röhre 1 aus der Summe der am Kathodenwiderstand 2 abfallenden Spannung, der festen Vorspannung U, und der aus der am Potentiometer 12 abgegriffenen Regelspannung.In the exemplary embodiment (FIG. 1), a resonance amplifier with a steep tube 1 is used to amplify the noise. The noise voltage derived from the receiver rectifier is fed to input terminal 5 of the noise amplifier. At the cathode resistor 2 of the tube 1, a voltage derived from the anode voltage source UB via the combination 3, 4 is used to generate a voltage which is in series with a voltage U 'negative to ground and which together form such a large negative bias voltage of the tube 1, that the tube is blocked as long as there is no noise voltage from the receiving rectifier. The voltage U 1 also reaches the low-frequency amplifier (not shown in the figure) via the output 14 of the circuit arrangement as a negative grid bias voltage. In the anode circuit of the tube 1 there is a resonance transformer 6, the secondary side of which has two rectifier elements for generating the control or Control voltages are connected in parallel. The rectifier elements consist of the RC element S, 9, which is in series with a rectifier 7, and the RC element 11, 12, 13 with the rectifier 10 in series. The rectifier 7 of the first rectifier element is polarized so that the directional voltage drop across the resistor 8 is added to the fixed bias voltage U, and that the sum of these voltages is fed to the low-frequency amplifier via 14 as a grid bias voltage. The resistance of the RC element of the control circuit element is composed of a fixed resistor 13 and a potentiometer 12 . The rectifier 10 is polarized in the opposite direction to the rectifier 7, so that the control voltage generated at the resistors 12, 13 and the fixed bias voltage U are directed in opposite directions. A variable voltage is tapped at the potentiometer 12 and fed to the grid of the tube 1 via the high-resistance resistor 15. Thereafter, the entire grid bias voltage of the tube 1 consists of the sum of the voltage drop across the cathode resistor 2, the fixed bias voltage U, and the control voltage tapped at the potentiometer 12.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung wird näher erläutert: Sobald der Hochfrequenzträger des empfangenen Senders ausfällt oder die Feldstärke genügend stark abgefallen ist, erhöht sich der Rauschpegel hinter dem Empfangsgleichrichter, so daß die Rauschverstärkerröhre 1 in ihr Anodenstromgebiet ausgesteuert wird. Aus der selektiv verstärkten Rauschspannung (z. B. etwa 15 kHz) werden durch Gleichrichtung in den beiden Gleichrichtergliedern entsprechend der Polung der Gleichrichter 7 und 10 zwei entgegengesetzt verlaufende Richtspannungen abgeleitet, die sich zur festen Vorspannung U @ summieren. Während sich die am Ausgang 14 abgegriffene Vorspannung für den Niederfrequenzverstärker erhöht, verringert sich die Vorspannung der Röhre 1. Auf Grund der Verwendung einer steilen Röhre als Rauschverstärkerröhre setzt augenblicklich mit einer durch die bei 12 abgegriffene Regelspannung bewirkten Verringerung der Vorspannung an der Röhre 1 ein Aufschaukelungsvorgang ein, der die kauschverstärkerröhre in das Gebiet ihrer höchsten Steilheit hochregelt. Die Zeit, in der sich dieser Vorgang abspielt, kann durch richtige Bemessung der Zeitkonstanten des RC-Gliedes sehr kurz gehalten werden. Gleichzeitig mit diesem Regelvorgang läuft auch der Vorgang zur Sperrung des Niederfrequenzverstärkers. Der Resonanzverstärker ist vorteilhafterweise so ausgelegt, daß bei einer für die Einleitung des Regelvorganges erforderlichen Rauschamplitude am Gitter der Rauschverstärkerröhre nach Ablauf des Regelvorganges am Ausgang 14 eine die Sperrung des Niederfrequenzverstärkers bewirkende Steuerspannung erzeugt wird.The mode of operation of the circuit arrangement is explained in more detail: As soon as the high-frequency carrier of the received transmitter fails or the field strength has dropped sufficiently, the noise level increases behind the receiving rectifier, so that the noise amplifier tube 1 is controlled in its anode current area. From the selectively amplified noise voltage (e.g. about 15 kHz), two oppositely running directional voltages are derived by rectification in the two rectifier elements according to the polarity of rectifiers 7 and 10, which add up to the fixed bias voltage U @. While the bias voltage for the low-frequency amplifier tapped at output 14 increases, the bias voltage of tube 1 is reduced. Due to the use of a steep tube as a noise amplifier tube, the bias voltage tapped at 12 immediately starts to rock with a reduction in the bias voltage on tube 1 caused by the control voltage tapped at 12 one that regulates the throat amplifier tube up to the area of its highest steepness. The time in which this process takes place can be kept very short by correctly dimensioning the time constants of the RC element. At the same time as this control process, the process for blocking the low-frequency amplifier also runs. The resonance amplifier is advantageously designed in such a way that when the noise amplitude at the grating of the noise amplifier tube is required to initiate the control process, a control voltage causing the low-frequency amplifier to be blocked is generated at output 14 after the control process has ended.

Erniedrigt sich infolge eines genügend hochfrequenten Signals die Rauschspannung am Gitter der Röhre 1, so erhöht sich ihre Vorspannung, ihr Innenwiderstand wird größer, die Anodenrauschspannung bricht infolge Fehlanpassung zusammen, und die Röhre regelt sich zu. Die Niederfrequenzverstärkerröhren werden gleichzeitig geöffnet und in ihren Arbeitspunkt gesteuert. Der Resonanzverstärker wird zweckmäßig so bemessen, daß im Arbeitspunkt größter Steilheit der Röhre 1 Anpassung vorliegt und daher bei Verschiebung des Arbeitspunktes eine dem Regelsinn entsprechende Fehlanpassung auftritt, wodurch eine zusätzliche Versteilerung des Regelvorganges erzielt wird. Die Einsetzschwelle des Regelvorganges wird durch Dosierung der Regelspannung mittels eines Potentiometers eingestellt. Die infolge der scharfen Einsetzschwelle auftretende Abhängigkeit von Röhrenstreuungen der Röhre 1 kann durch eine neue Einstellung der Rauschsperre umvirksam gemacht werden. Dagegen ist die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung von der Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzverstärkung sowie von Betriebsspannungsschwankungen nahezu unabhängig. Um aber die bei Röhrenwechsel auftretenden Streuungen in der Verstärkung noch besser ausgleichen zu können, wird die der Erzeugung der Regel-bzw. Steuerspannung dienende Schaltungsanordnung in vorteilhafter Weise, wie in der Fig. 2 dargestellt, abgeändert. Soweit diese Schaltung mit der Fig. 1 übereinstimmt, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Gegenüber der Schaltung der Fig. 1 besteht der wesentliche Unterschied darin, daß der Spannungsquelle U, eine Reihenschaltung aus dem Potentiometer 16 und dem Widerstand 17 parallel geschaltet ist. Am Widerstand 17 wird für den Gleichrichter 7 eine feste Gegenspannung, am Potentiometer 16 eine regelbare Gegenspannung für den Gleichrichter 10 abgenommen. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung besteht darin, daß die am Potentiometer 16 abgegriffene Spannung zur Änderung der Gittervorspannung der Rauschverstärkerröhre 1 und damit der Einstellung der Einsetzschwelle und durch gleichzeitigeÄnderung der Gegenspannung des Gleichrichters 10 der Regelung der Regelsteilheit der Rauschverstärkerröhre dient. Die am Widerstand 17 abgegriffene Gegenspannung für den Gleichrichter 7 sorgt dafür, daß ein Abfall der Niederfrequenzverstärkung vor Erreichen der Einsetzschwelle verhindert wird.If the noise voltage on the grid of the tube 1 decreases as a result of a sufficiently high-frequency signal, its bias voltage increases, its internal resistance increases, the anode noise voltage collapses as a result of mismatching, and the tube is closed. The low-frequency amplifier tubes are opened at the same time and controlled in their operating point. The resonance amplifier is expediently dimensioned in such a way that there is adaptation at the working point of greatest steepness of the tube 1 and therefore a mismatching corresponding to the control sense occurs when the working point is shifted, whereby an additional steepening of the control process is achieved. The threshold for the control process is set by metering the control voltage using a potentiometer. The dependence on tube scattering of the tube 1, which occurs as a result of the sharp onset threshold, can be made ineffective by a new setting of the squelch. In contrast, the mode of operation of the circuit arrangement is almost independent of the high-frequency and intermediate-frequency amplification and of fluctuations in the operating voltage. However, in order to be able to even better compensate for the scattering in the gain that occurs when the tubes are changed, the generation of the control or The circuit arrangement serving the control voltage is advantageously modified, as shown in FIG. As far as this circuit corresponds to FIG. 1, the same reference numerals have been used. Compared to the circuit of FIG. 1, the essential difference is that the voltage source U, a series circuit of the potentiometer 16 and the resistor 17 is connected in parallel. A fixed counter voltage for the rectifier 7 is taken from the resistor 17 , and a controllable counter voltage for the rectifier 10 is taken from the potentiometer 16. The operation of the circuit arrangement is that the voltage tapped at potentiometer 16 is used to change the grid bias of the noise amplifier tube 1 and thus to set the onset threshold and, by simultaneously changing the counter voltage of the rectifier 10, to regulate the control slope of the noise amplifier tube. The counter voltage tapped at resistor 17 for rectifier 7 ensures that a drop in the low-frequency gain is prevented before the onset threshold is reached.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for noise suppression for VHF receivers by means of a low-frequency amplifier controlled as a function of the rectified noise voltage, the negative grid bias of which blocks the low-frequency path when the noise voltage is sufficiently high and the noise voltage amplifier tube is additionally regulated, characterized in that the output is one with a tube of great steepness working noise amplifier two control circuit elements each consisting of a series circuit of an RC element and a rectifier are connected in parallel and that in addition to one of these control circuit elements in a known manner for controlling the low-frequency amplifier, the negative DC voltage taken to the other control circuit element a positive DC voltage Control of the noise voltage amplifier tube is taken.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that at least one of the ohmic resistors the RC elements from a potentiometer or from a series connection of a a fixed resistor and a potentiometer.

3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier elements derived control voltages are connected in series with a fixed voltage.

4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifiers are biased by a fixed or variable counter voltage. Considered publications: German Patent Specifications No. 816 273, 926142; German patent application L 12013 VIII a / 21 a4 (published on August 18, 1955); U.S. Patent No. 2,531,505.