DE3425335C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterdrückung von Störimpulsen bei der Übertragung von digitalen Fernsteuersi­ gnalen, wobei die digitalen Fernsteuersignale aus Impulspaketen der Dauer tD bestehen, welche über mehrere Verstärkerstufen, von denen zumindest eine mit Hilfe einer Regelschleife in seiner Verstärkung regelbar ausgebildet ist, und mehrere Band­ pässe an eine digitalisierende Stufe gelangen, deren Ausgang mit dem Eingang einer Komparatorstufe zur Unterdrückung von Störimpulsen verbunden ist.

Es ist eine Schaltung bekannt, die eine automatische Verstär­ kungsregelung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal besitzt, so daß diese eine nahezu konstante Ausgangsspannung liefert. Das Ausgangssignal wird einer Detektions- und Komparatorschaltung zugeführt, die die Fernsteuersignale aufbereitet. In den DE 31 02 256 C2 und DE 29 43 913 A1 werden Anordnungen beschrieben, bei denen die Komparatorschwelle automatisch gleitend veränderbar ist, damit Störimpulse, deren Amplitude unterhalb der Amplitude der Nutzimpulse liegen, unterdrückt werden. Auf diese Weise werden nur die stärkeren Nutzimpulse verarbeitet, die schwächeren Signale werden grundsätzlich als Störimpulse interpretiert.

In der DE 22 51 094 C2 ist beschrieben, wie durch eine kurze Ansprechzeit und eine lange Abklingzeit der automatischen Ver­ stärkungsregelung die Schaltung die ersten empfangenen Nutzim­ pulse bereits verarbeitet, die von Störimpulsen befreit sind. Es handelt sich bei dieser Regelung um die bekannte amplituden­ abhängige Regelung. Störsignale werden durch einen Pegeldetek­ tor unterdrückt, indem nur solche Impulse durchgelassen werden, welche einen vorbestimmten Schwellwert übersteigen. Die Schwel­ le wird dabei so gelegt, daß durch kurzzeitig auftretende Stör­ impulse die nur bei länger andauernden Nutzimpulsen überschreit­ bare Schwelle nicht erreicht wird und diese Störimpulse deshalb am Ausgang des Pegeldetektors kein Signal hervorrufen können.

Nachteilig bei diesen bekannten Schaltungen ist die Tatsache, daß bei fehlendem Nutzsignal die Gesamtverstärkung des Empfän­ gers so weit aufgeregelt ist, daß Spitzen eines Störsignals als Nutzsignal interpretiert werden können. Störsignale können z. B. Rauschimpulse sein oder von Störern herrühren, die in der Über­ tragungsbandbreite des Empfängers liegen. Die Fernsteuersignale werden hingegen durch Impulspakete von einigen Schwingungen eines Trägers dargestellt, wobei der Inhalt des Fernsteuersi­ gnals codiert in den verschiedenen zeitlichen Abständen der Impulspakete liegt. Störimpulse, die in der Bandbreite des Empfängers liegen, können ein Nutzsignal vortäuschen. Die Impul­ se für die Nutzsignale werden durch Abzählen bzw. Aufsummieren der einzelnen Schwingungen eines Impulspaketes erzeugt. Sobald die integrierte Spannung die eingestellte Schwelle des Kompara­ tors erreicht, wird ein Ausgangssignal erzeugt. Werden nun durch Störimpulse derartige scheinbare Nutzsignale erzeugt und diese einem Mikroprozessor als Signale angeboten, lehnt dieser diese jedoch nach einer Codeüberprüfung ab und verarbeitet sie nicht. Die Überprüfung kostet für den Mikroprozessor Rechen­ zeit, die zur Erfüllung weiterer dem Mikroprozessor obliegender Aufgaben fehlt.

Weiter ist eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung von in einem Verstärker verstärkten impulsförmigen Signalen, insbeson­ dere von optisch übertragenen Signalen bekannt. Die Signale besitzen eine Wechselspannungskomponente, der eine Gleichspan­ nungskomponente überlagert ist. Dieser Anordnung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Aufbereitung der Signale bei Vorhandensein von Störungen auch dann zu gewährleisten, wenn diese Störsignale nahe dem Erdpotential liegen. Dazu besitzt die bekannte Anordnung einen Vorverstärker mit fest dimensio­ nierter Verstärkung sowie einen regelbaren Verstärker, dessen Ausgangsspannung auf Spitzendetektoren geschaltet ist, welche die positiven und negativen Spitzen des Signals detektieren. Die Ausgangssignale werden zwecks Regelung des regelbaren Verstärkers zurückgeführt, damit dieser bei Unterschreiten einer vorgegebenen Spannung auf maximale und bei Überschreiten dieser Spannung auf minimale Verstärkung geregelt wird (DE 28 53 353 B2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterdrückung von Störsignalen bei der Übertragung von digitalen Fernsteuersignalen derart zu verbessern, daß Störun­ gen, die in den Durchlaßbereich der Trägerfrequenz der digitalen Impulspakete fallen, mit Sicherheit unterdrückt wer­ den. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß bei vorhandenen wie bei fehlenden Eingangssignalen Ausgangssignale, die durch Rauschen oder einen Störer mit konstanter Trägerampli­ tude erzeugt werden, verhindert werden. Dadurch werden nur Nutzsignale an den Mikroprozessor gegeben.

Nachstehend soll an einem Ausführungsbeispiel das Wesentliche der Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild.

Fig. 2 zeigt die sich an den in Fig. 1 gekennzeichneten Stellen des Schaltbildes ergebenden Signalformen.

Das Empfangssignal z. B. ein Infrarotsignal, gelangt über die Empfängerdiode 1 an den Vorverstärker 2 und von dort über einen Bandpaß 3 an eine geregelte Verstärkerstufe 4, deren Ausgangs­ spannung über einen weiteren Bandpaß 5 an einen Endverstärker 6 gelangt. Die Ausgangsspannung ist an den Eingang eines Transi­ stors 7 geschaltet, in dessen Emitterkreis ein Kondensator 8 liegt, der eine von der Ausgangsspannung abhängige Spannung speichert, die zur Regelung des regelbaren Verstärkers 4 dient, so daß bei ansteigendem Eingangssignal die Verstärkung herunter­ geregelt wird. Das Ausgangssignal bei A gelangt an einen Kompa­ rator 11, dessen Schwelle mit Hilfe einer Vorspannungsquelle 24 fest eingestellt wird, die über den Widerstand 9 an dem inver­ tierenden Eingang des Komparators 11 liegt. Der Kondensator 10 dient zur Abblockung der Wechselspannungsanteile an diesem Eingang. Positive Signalamplituden, die über dieser definierten Schwelle liegen, schalten den Transistor 12 durch, so daß ein Kondensator 13 durch diesen entladen wird. Die Schwelle U _{ref 1} sorgt dafür, daß bei fehlendem Nutzsignal bei A der Komparator 11 immer ein dem Transistor 12 sperrendes Potential liefert. Diese als Offset für den Komparator 11 dienende Spannung muß derart groß gewählt werden, daß Störsignale, die durch die Stufen hinter der geregelten Verstärkerstufe 4 hervorgerufen werden, unterhalb dieser Offset-Spannung liegen, damit der Transistor 12 nicht durchgesteuert wird. Der Kondensator 13 wird von einer Konstantstromquelle 14 auf eine Spannung aufgela­ den, die größer ist als U _{ref 2} sobald keine die Referenzspannung überwiegenden Signalanteile mehr am Transistor 12 anliegen. Die am Kondensator 12 bei B entstehende Spannung ist an den Eingang einer weiteren Komparatorschaltung 15 mit der Referenzspannung U _{ref 2} geschaltet. Die am Ausgang C der Komparatorschaltung 15 entstehende Spannung ist an den Eingang eines Transistors 16 geschaltet, der bei Durchschaltung einen von einer Konstant­ stromquelle 17 aufladbaren Kondensator 18 entlädt. Die Spannung am Punkt D des Kondensators 18 ist an den Eingang eines Kompara­ tors 19 geschaltet, der an der Referenzspannung U _{ref 3} liegt und an dessen Ausgang bei E das Fernsteuersignal abgenommen werden kann. Am Ausgang C des Komparators 15 ist eine weitere Regel­ schleife angeschlossen. Das Signal am Ausgang C gelangt an die Basis eines Transistors 20. Der Kollektor dieses Transistors ist mit einer Konstantstromquelle 21 verbunden, der Emitter liegt auf Masse-Potential. Der Kollektor des Transistors 20 ist über eine Entkopplungsdiode 22 mit dem Speicherkondensator 8 für die automatische Regelspannung verbunden. Nur wenn der Transistor 20 gesperrt ist, wird der Kondensator 8 von der Konstantstromquelle 21 aufgeladen. Das ist dann der Fall, wenn das Signal am Punkt C nahezu Null wird, wenn entweder Nutzsigna­ le oder Störspitzen den Kondensator 13 entladen und das Poten­ tial am Punkt C herunterziehen. Parallel zum Kondensator 8 für die Regelspannung ist eine Entladestrecke, im gezeichneten Beispiel in Form eines Widerstandes 23 vorgesehen. Nun wird der von der Konstantstromquelle 21 gelieferte Ladestrom IL derart bemessen, daß bei einem ungestörten Eingangssignal der mittlere Ladestrom ILN gleich (tD/tP) · IL kleiner ist als der durch Entladestrecke verursachte Entladestrom IE. Die Zeiten tD und tP ergeben sich aus Fig. 2, wobei tD die Zeitdauer des Impuls­ paketes und tP der Zeitabstand der Impulspakete ist. Da die Impulspakete zwei unterschiedliche Abstände besitzen, ist für tP der kürzere Abstand einzusetzen. Die zusätzliche Regelschleife reagiert auf den zeitlichen Mittelwert ILN des Nutzsignals. Bei einem störungsfreien Nutzsignal ist das Gleichgewicht der Rege­ lung noch nicht vorhanden. Die Schaltung ist jedoch funktionsfä­ hig, weil immer Störimpulse vorliegen, z. B. in Form von Eigen­ rauschen der Verstärker oder durch das Rauschen der Empfangsdi­ ode. Selbst bei Fehlen eines Nutzsignals, wobei durch die erste Regelschleife die Schaltung auf volle Verstärkung aufgeregelt ist, sorgt der immer vorhandene Rauschpegel dafür, daß dann die zusätzliche Regelschleife einen mittleren Ladestrom ILS verur­ sacht, der die Verstärkung so weit herunterregelt, daß gerade nur noch einzelne Störimpulse bis zur Komparatorschaltung 19 gelangen können, die von dieser dann aber eliminiert werden. Dies ist im sogenannten stand-by-Betrieb der Fall. Hieraus ergibt sich, daß bei nicht vorhandenen Nutzsignalen bzw. bei kleinen Nutzsignalamplituden die Regelung durch die erste Regel­ schleife keine weitere Wirkung zeigt. Die erste Regelschleife verhindert lediglich nur im Falle von sehr großen Signalamplitu­ den, daß die Verstärker und Bandpässe in die Begrenzung kommen und durch ein nicht lineares Verhalten dieser Stufen die Selekti­ vität beeinträchtigt wird.

In Fig. 2 ist mit VA die Spannung am Punkt A der Schaltung nach Fig. 1 gezeigt. Sie besteht aus den Nutzschwingungen N der Impulspakete und den Störimpulsen S. Am Punkt B ergibt sich der Verlauf VB. Zusammen mit der Schwelle U _{ref 2} wird am Ausgang C des Komparators 15 der Spannungsverlauf VC erzeugt, dessen niedriges Spannungspotential den Kondensator 18 durch die Kon­ stantstromquelle 17 auflädt. Nur die die Referenzspannung U _{ref 3} überragenden Spannungswerte VD erzeugen am Ausgang E die von Störungen befreiten Impulse VE.

Das Ausführungsbeispiel geht davon aus, daß eine Spannungserhö­ hung am Verstärkungsregeleingang eine Reduzierung der Verstär­ kung des Verstärkers 4 bewirkt. Bei umgekehrten Verhältnissen, daß nämlich eine Erniedrigung der Spannung am Verstärkungsregel­ eingang eine Reduzierung der Verstärkung bewirkt, daß die Span­ nung Vc den Kondensator 8 zusätzlich entlädt, wenn Störsignale vorhanden sind.

Claims (3)

1. Verfahren zur Unterdrückung von Störimpulsen bei der Über­ tragung von digitalen Fernsteuersignalen, wobei die digitalen Fernsteuersignale aus Impulspaketen der Dauer tD bestehen, welche über mehrere Verstärkerstufen, von denen zumindestens eine mit Hilfe einer Regelschleife in seiner Verstärkung regelbar ausgebildet ist, und mehrere Bandpäs­ se an eine digitalisierende Stufe gelangen, deren Ausgang mit dem Eingang einer Komparatorstufe zur Unterdrückung von Störimpulsen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang (C) der digita­ lisierenden Stufe (11-15) ein Signal abnehmbar ist, welches als Eingangssignal für eine zusätzliche auf die erste Regelschleife einwirkende zweite Regelschleife dient, daß während der Anwesenheit von aus Nutzimpulsen N und Störimpulsen S bestehenden digitalen Signale am Aus­ gang (C) über einen Schalter (20) eine Konstantstromquelle (21) zur Aufladung eines an den Regeleingang des regelba­ ren Verstärkers (4) angeschalteten Kondensators (8) ange­ schaltet ist, daß eine zum Kondensator (8) parallelge­ schaltete Entladestrecke (23) dem Kondensator (8) einen konstanten Entladestrom (IE) einprägt, der größer ist als der durch die digitalen Nutzimpulse N verursachte mittlere Ladestrom ILN und daß die Störimpulse (S) einen zusätzli­ chen Ladestrom (ILS) für den Kondensator (8) verursachen, der diesen auf einen die Verstärkung des regelbaren Ver­ stärkers (4) herabsetzenden Spannungswert einstellt, und daß ein Gleichgewicht der Regelung vorhanden ist, wenn der mittlere Aufladestrom (ILN + ILS) des Kondensators (8) durch die digitalen Nutzsignale (N) und Störimpulse (S) dem konstanten Entladestrom (IE) des Kondensators (8) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Kondensator (8) ein konstanter zur Erhöhung der Verstärkung dienender Umladestrom einge­ prägt ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umladestrom (IL) zur Herabsetzung der Verstärkung derart eingestellt ist, daß bei störungsfreiem Empfangssignal der mittlere Umladestrom zur Herabsetzung kleiner ist als der konstante Umlade­ strom (IE) zur Aufregelung des regelbaren Verstärkers (4), wodurch die Verstärkung dadurch so weit aufgeregelt wird, daß sich ein zur Einstellung eines Gleichgewichtes notwen­ diges geringes Störsignal, d. h. Rauschsignal, zum Nutzsi­ gnal einstellt.