DE2848516C3 - Schaltungsanordnung zur Auswertung der Außerbandsignalimpulse in Trägerfrequenzsystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der Außerbandsignalimpulse in Trägerfrequenzsystemen.

In der enipfangsseitigen Einrichtung eines Trägerfrequenz-Kanalumset?ers mössen u,at die Aiißerbandsignalzeichen empfangen, ausgewertet und in eine den ursprünglichen Gleichstromzeichen möglichst ähnliche Zeichenfolge zurückverwandelt werden. Das Problem besteht darin,' daß Schwankungen des empfangenen Signalpegels möglichst wenig Einfluß auf die zeitliche Länge der wiedergewonnenen Gleichstromzeichcn haben sollen.

Das erfolgt bisher nach dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip. Dabei stellt a die Hüllkurve eines träg^rfrequenten Signalimpulses dar, während b die Spannungswerte markiert, an denen ein nachfolgender Schwellwertschalter reagiert Der Wert der Ansprechschwelle

ist gleich -j der Höhe des Impulssollwertes, während die Abfallschwelle stets etwa gleich der tatsächlichen Höhe des Impulses entspricht Daraus geht hervor, daß einer Änderung der Höhe des Impulses auch eine Änderung des zeitlichen Abstandes der Auswertepunkte folgen muß, d.h., die Länge des durch die Auswertung erzeugten Gleichstromzeichens ist von der Impulshöhe abhängig.

In der DE-AS 25 17 177 ist eine Schaltungsanordnung zur Regeneration von bereits demodulierten Signalimpulsen angegeben. Die Entzerrung des demodulierten Signals erfolgt durch zwei Triggerschaltungen. Eine erste Triggerschaltung mit konstanter Schwelle schaltet bei der negativen Flanke als Eingangs-Impulses diesen an den Ausgang durch. Eine zweite, galvanisch entkoppelte Triggerschaltung bildet durch Differenzieren der positiven Flanke des anliegenden Eingangsimpulses ein Triggersignal für den Eingangstransistor der eigentlichen Schaltstufe, die ebenfalls einen konstanten Schwellwert besitzt Wird die zweite Schaltung aktiv, so wird die erste Triggerschaltung zurückgesetzt.

Diese Schaltung benötigt einen beträchtlichen Bauteileaufwand und einen vorgeschalteten Demodulator.

In der DE-OS 26 58 080 ist eine Schaltungsanordnung zum Regenerieren von Impulsen angegeben, bei der die Schaltschwelle einer Abtastschaltung über eine Gleichrichterschaltung und eine Uiuschahvorrichtung gesteuert wird.

Diese Schaltung reagiert aufgrund der notwendigen großen Zeitkonstante nicht auf plötzliche Pegeländerungen. Eine Ausführung mit elektronischer Umschaltung erfordert ebenfalls einen beträchtlichen Schaltungsaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung mit geringem Schaitungsaufwand zur Auswertung der Außerband-Sigru",limpu!se anzugeben, die eine verzerrungsfreie Ausgabe von Gleichstromimpulsen auch bei unterschiedlichen und schwankenden Amplituden der Außerband-Signalimpulse ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruches I angegeben.

Durch diese Maßnahme erhält man eine Schaltungsanordnung die eine größtmögliche Unabhängigkeit des durch die Auswertung erzeugten Gleichstromzeichens von der Höhe des trägerfrequenten Impulses ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung läßt sich die Erfindung auch derart ausbilden, daß die hochfrequenten Außerbandsignalimpulse über eine erste mit einem ersten Gleichstrom in Durchlaßrichtung gehaltene Diode an einen ersten Kondensator und über eine in Sperrichtuog vorgespannte zweite Diode an einen zweiten Kondensator geführt sind, daß die Sperrspannung der zweiten Diode durch zwei Teilspannungen gebildet ist. wobei die

erste durch einen von einem zweiten Gleichstrom diirchflossenen ersten ohmschen Widerstand, der mit der Kathode der zweiten Diode verbunden ist und die zweite durch einen von einem dritten Gleichstrom durchflossenen zweiten ohmschen Widerstand gebildet ist, daß die Außerband-Signalquelle außerdem Ober eine dritte von einem vierten Gleichstrom in Durchlaßrichtung gepolte Diode über den zweiten ohmschen Widerstand und einen dritten ohmschen Widerstand mit dem zweiten Kondensator und der Anode der zweiten Diode verbündet« ist, daß der negative dritte Gfeichstrom am Verbindungspunkt des zweiten und dritten ohmschen Widerstandes geführt ist, daß die Zeitkonstante zur Entladung des ersten Kondensators in Impulspausen mindestens der Abfallzeit des Impulses entspricht, daß die Zeitkonstante zur Entladung des zweiten Kondensators in den Impulspausen, die durch die Kapazität des Kondensators und die Größe der zweiten und dritten ohmschen Widerstände bestimmt ist so groß gewählt wird, daß der zweite Kondensator seinen maximalen Ladespannungswert mindestens so lange hält, bis die Spannung am ersten Kondensator um den Betrag des Gieichspannungsabfaiies am ersten ohmschen Widerstand abgefallen ist und daß die beiden Kondensatorspannungen an die Eingänge eines Differenzverstärkers geführt sind an dessen Ausgänge die demodulierten Gleichstromimpulse erhalten werden.

Diese Schaltung eignet sich besonders vorteilhaft zur monolithischen Integration und zeichnet sich dabei durch extrem niedrige Verlustleistung aus. 3η

Anhand der Diagramme nach den F i g. 2 und 4 sowie des Ausführungsbeispiels nach der Fig.3 wird die Erfindung näher erläutert

Fig.2 zeigt das angewandte Prinzip. Dabei ist der Abstand der Ansprechschwelle c zur Nullinie stets gleich dem Abstand der Abfallschwelle d vom Impulsdach. Es ist offensichtlich, daß bei diesem Prinzip der zeitliche Abstand zwischen dem Ansprechpunkt und dem Abfallpunkt in weiten Grenzen unabhängig von der Impulshöhe wird.

F i g. 3 stellt das Prinzipschaltbild der Schaltungsanordnung dar.

Die trägerfrequenten Signalimpulse werden über eine erste Diode Dl, die mit Hilfe des Stromes /1 in Durchlaßrichtung gepolt ist, dem Kondensator Cl zugeführt Gleichzeitig ist die zweite Diode D 2 mit einem ersten ohmschen Widerstand R 1 verbunden, der mit seinem anderen Ende ebenfalls an die Signalspannungsquclle t/l geführt ist und an dem durch den Strom /2 die Spannung /2 · R1 abfällt Die Anode der zweiten Diode D 2 ist mit dem zweiten Kondensator C2 und gleichzeitig mit dem einen Ende des zweiten ohmschen Widerstandes R 2 verbunden, wobei das andere Ende dieses zweiten ohmschen Widerstandes R 2 über den dritten ohmschen Widerstand R 3 mit der Anode einer dritten Diode D3 verbunden ist, die durch einen vierten Gleichstrom /4 in Durchlaßrichtung gepolt ist und mit ihrer Kathode ebenfalls an der Signalstromquelle UX liegt. Der negative Pol der Versorgungsspannungsquelle - UB ist über die dritte t>o Gleichstromquelle /3 an den Verbindungspunkt des zweiten und dritten ohmschen Widerstandes geführt, Die Spannungen der beiden Kondensatoren Cl, C2 liegen an den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers, an dessen Ausgang die demodulierten Gleich- μ Stromsignale abgenommen werden können.

Fig.4 stellt den Spannungsverlauf an wesentlichen Knoten der Schaltung dar. Ui sei eine Quelle für Wechselspannungsimpulse mit ζ, B, einer Höllkurvenform wie in F i g, 4 dargestellt. Ein erster Gleichrichter D1 ist durch den Gleichstrom /1 im Ruhezustand in Durchlaßrichtung gehalten und läßt am Kondensator Cl eine Spannung entstehen, die, um eine Diodenschwelle verschoben, ein getreues Abbild der Hüllkurve darstellt Ein zweiter Gleichrichter Dl wird durch zwei Gleichvorspannungen /2 · RI und /3 · R 3 so vorgespannt, daß die Spannung i/3 am Kondensator C2 den in F i g. 4 eingezeichneten Verlauf nimmt

Über einen Differenzverstärker Vl wird die Differenzspannung ί/2-i/l ausgewertet und in eine rechteckförmige Spannung t/4 verwandelt i/4 ändert seine Spannung stets an den Schnittpunkten von i/2 und t/3.

Liegt kein Signal an, z.B. für 0<i<f,, dann ist die Spannung t/2 am Kondensator Ct um eine Diodenschwelle positiver als die Spannung UX, die Spannung i/3 um AU=]3 ■ R3 negativer als die Spannung UZ Die Diode D 2 ist gegenüber der Diode Dl um die Summe der Spannungsabfälle

/2· Al +/3 · A3

in Sperrichtung vorgespannt

Steigt nun die Signalspannung an, dann folgt die Spannung i/2 sofort, während die Spannung t/3 am Kondenstor C2 zunächst über die Siebwirkung des Widerstandes R 2 und des Kondensators C 2 die Gleichspannung unverändert bleibt Die sog. Ansprechspannung der Schaltung ist erreicht wenn die Signalspannung gleich dem Spannungsabfall /3 · R 3 ist

Das Ansprechen wird am Ausgang des Differenzverstärkers Vl durch den Wechsel der Ausgangsspannung t/4 zu einem positiven Wert angezeigt Steigt die Signalspannung weiter an, dann folgt ab dem Wert der Spannung U1 gleich der Summe der Spannungsabfälle

/2- Rl + /3 ■ R3

auch die Spannung U3, wobei diese, solange die Spannung t/l ansteigt oder etwa konstant bleibt, zu der Spannung t/2 stets die Differenz /2RX einhalten wird. Die Entladezeitkonstante des Kondensators C2 über die Widerstände R2+R3 wird so groß gewählt, daß die Spannung i/3 seinen Maximalwert auch noch hält, wenn am Beginn der abfallenden Flanke die Spannung t/l und damit auch die Spannung t/2 um J2-RI abgesunken ist. Beim Schnittpunkt der Spannung t/2 mit der Spannung t/3 wechselt die Spannung t/4 wieder zurück auf ihren negativen Wert. Die Zeitkonstante C2(R2 + R3) soll andererseits so bemessen sein, daß die Spannung t/3 am Beginn eines nächsten Impulses seinen Ruhewert wieder eingenommen hat.
in eir-ir praktischen Realisierung wird

J3- R3 = J2RX ~ 0,4 V,
Cl =0,1 μΡ,
C2 = 0^3 μΡ und
R2 = 100k

gewählt-

Die Entladung des Kondensators Cl durch den Strom JX sollte mindestens der Abfallstollheit des Impulses entsprechen, d. h.

J₁ ^ AU,

Δ /max

In einfacher Weise kann dafür gesorgt werden, daß beim Einschalten der Versorgungsspannung kein fehlerhafter Impuls am Ausgang des Differenzverstär kers Vi abgegeben wird. Hierzu genügt es, in geringfügiger Abänderung der Schaltung nach F i g. 3 das geerdete Ende des Kondensators CX mit + i/o und das des Kondensators C2mit -UBzu verbinden.

In einer kompletten Signalempfängerschaltung kann, wie üblich, die Spannung i/4 einer Integrierstufe zur Unterdrückung kurzer Störimpulse und einem elektronischen Kontakt zur Weitergabe der Signalisierungszeichen an die Vermittlung zugeführt werden.

Zusammenfassung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Auswertung der Außerbandsignalimpulse in Trägerfrequenzsystemen. In der empfangsseitigen Einrichtung eines Trägerfrequenz-Kanalumsetzers müssen u. a. die Außerbandsignalzeichen empfangen, ausgewertet und in eine den ursprünglichen Gleichstromzeichen möglichst ähnliche Zeichenfolge zurückverwandelt werden. Das Problem besteht darin, daß Schwankungen des empfangenen Signalpegels möglichst wenig Einfluß auf die zeitliche Länge der wiedergewonnenen Gleichstromzeichen haben sollen. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß die zu demodulierenden Außerbandsignalim pulse einem Schwellwertschalter zugeführt werden, der so dimensioniert ist, daß der Abstand der Ansprechschwelle (C) zur Nullinie gleich ist dem Abstand der Abfallschwelle (D) vom Impulsdach der Signalimpulse. Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist insbe sondere für den Einsatz bei Kanalumsetzern in Trägerfrequenzsystemen geeignet (F i g. 3).

2 Rlnll

Claims (2)

1. I
   Patentansprüche;

   1, Schaltungsanordnung zur Auswertung der Au3erband-Signalimpulse in Trägerfrequenzsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwertschalter (Vt) mit veränderlicher Schaltschwelle vorgesehen ist, dessen Signaleingang (—) die hochfrequenten Außerband-Signalimpulse (t/l) über eine erste Gleichrichterschaltung (D I₁ Cl) und . dessen die Schaltschwelle bestimmenden Steuerein- ι ο gang (+) ebenfalls die hochfrequenten Außerband-SignaUmpulse (LiI) Ober eine zweite Gleichrichterschaltung (D 2, C2), die eine gegenüber der ersten Gleichrichterschaltung vergrößerte Zeitkonstante aufweist, zugeführt sind und daß die zweite is Gleichrichterschaltung (D 2, C2) so dimensioniert ist, daß der Abstand der Abfallschwelle vom Impulsdach der Hüllkurve des anliegenden Außerband-Signalimpulses gleich dem Abstand der Ansprechschwelle von der Nullinie ist
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichset, daß die hochfrequenten Außerbandsignalimpulse über eine erste mit einem ersten Gleichstrom (Ji) in Durchlaßrichtung gehaltene Diode (D 1) an einen ersten Kondensator (Cl) und über eine in Sperrichtung vorgespannte zweite Diode (D2) an einen zweiten Kondensator (C2) geführt sind, daß die Sperrspannung der zweiten Diode (D 2) durch zwei Teilspannungen gebildet ist, wobei die erste durch einen von einem zweiten Gleichstrom (J 2) durchflossenen ersten ohmschen Widerstand (R 1), der mit der Kathode der zweiten Diode verbunden ist und die zweite durch einen von einem dritten Gleichstrom durc'-flossenen zweiten ohmschen Widerstand (A3) gebildet ist, daß die Außerband-Signalquelle außerdem über eine dritte von einem vierten Gleichstrom in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D 3) über den zweiten ohmschen Widerstand (A3) und einen dritten ohmschen Widerstand (R 2) mit dem zweiten Kondensator (C2) und der Anode der zweiten Diode (D2) verbunden ist, daß der negative dritte Gleichstrom am Verbindungspunkt des zweiten und dritten ohmschen Widerstandes (R 2, R 3) zugeführt ist, daß die Zeitkonstante zur Entladung des ersten Kondensators in Impulspausen mindestens der Abfallzeit des Impulses entspricht, daß die Zeitkonstante zur Entladung des zweiten Kondensators (C2) in den Impulspausen, die durch die Kapazität des Kondensators (C2) und die Größe der zweiten und dritten ohmschen Widerstände (R 3, R 2) bestimmt ist so groß gewählt wird, daß der zweite Kondensator (C2) seinen maximalen Ladespannungswert mindestens so lange hält, bis die Spannung am ersten Kondensator um den Betrag des Gleichspannungsabfalles (]2, RX) am ersten ohmschen Widerstand (R 1) abgefallen ist und daß die beiden Kondensatorspannungen (L/2, t/3) an die Eingänge eines Differenzverstärkers (Vl) geführt sind an dessen Ausgang die demodulierten Gleichstromimpulse μ) erhalten werden.