CH390317A - Amplitude discriminator - Google Patents

Amplitude discriminator

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Publication number
CH390317A
CH390317A CH1374161A CH1374161A CH390317A CH 390317 A CH390317 A CH 390317A CH 1374161 A CH1374161 A CH 1374161A CH 1374161 A CH1374161 A CH 1374161A CH 390317 A CH390317 A CH 390317A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
flip
flop
input
trigger circuit
input voltage
Prior art date
Application number
CH1374161A
Other languages
German (de)
Inventor
Heinrich Dipl Ing Braendle
Original Assignee
Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority to NL285771D priority Critical patent/NL285771A/xx
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Publication of CH390317A publication Critical patent/CH390317A/en

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/2893Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/14Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear elements having more than two poles
    • H03D1/18Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear elements having more than two poles of semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

  

      Amplitudendiskriminator       Die Erfindung betrifft einen     Amplitudendiskrimi-          nator    ohne     Hysterese.     



  Bekannte     Amplitudendiskriminatoren    weisen den  mit     Hysterese    bezeichneten Nachteil auf, dass sie  nicht bei den gleichen Werten der Eingangsspannung  ansprechen, wenn die Spannung in positiver oder ne  gativer Richtung verläuft. Das Umkippen von der  Ruhelage in die andere Lage erfolgt nicht beim glei  chen     Wert    der Eingangsspannung wie das  Zurückkippen in die Ruhelage, und die Brei  te des     rechteckförmigen    Ausgangsimpulses des       Diskriminators    entspricht deshalb nicht dem zeitli  chen Abstand zwischen den beiden von der Ein  gangsspannung angenommenen Punkten gleichen  Spannungswertes.  



  Zur Beseitigung dieses Nachteils ist ein Vor  schlag bekannt geworden, nach welchem zwei     Kipp-          schaltungen    eingangsseitig parallelgeschaltet und so  eingestellt sind, dass die eine Kippschaltung bei ab  fallendem Verlauf der Eingangsspannung bei dem  gleichen     Spannungswert        zurückkippt,    bei dem die an  dere Kippschaltung bei steigendem Verlauf der Ein  gangsspannung ausgelöst wird. Hierbei werden zur  Gewinnung der gewünschten Steuerimpulse die Vor  derflanke des von der ersten Kippstufe und die  Rückflanke des von der zweiten Kippstufe erzeugten  Impulses herangezogen.  



  Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung ermög  licht aber die     hysteresefreie    Markierung der Zeit  punkte, in denen die Eingangsspannung einen be  stimmten Wert über- oder unterschreitet, nur, wenn  an den     Amplitudenverlauf    der Eingangsspannung  ganz bestimmte Bedingungen gestellt werden. Bei  spielsweise tritt ein gefordertes Kippen der Schal  tungsanordnung nicht ein, wenn die Amplitude der  Eingangsspannung kleiner als die     Hysteresedifferenz     einer der beiden Kippschaltungen ist, oder wenn in    einem beliebigen     Amplitudenverlauf    Schwankungen  auftreten, die kleiner als die     Hysteresedifferenz    sind.  Anhand der     Fig.    1 soll dieser Sachverhalt erläutert  werden.  



  In     Fig.    1 a ist ein     mit    Schwankungen behafteter  Verlauf der an den Eingängen der beiden     Kippschal-          tungen    liegenden Spannung gezeigt. Die erste     Kipp-          schaltung    soll so eingestellt sein, dass sie von der Ru  helage in die andere Lage umkippt, wenn die Ein  gangsspannung den     Wert    u erreicht (Punkt 1). We  gen der     Hysterese    kippt diese Schaltung erst in die  Ruhelage zurück, wenn die Eingangsspannung einen  unterhalb von u liegenden Wert, beispielsweise den  Wert O angenommen hat (Punkt 2).

   Die zweite  Kippschaltung ist so eingestellt, dass sie beim glei  chen Wert u der Eingangsspannung in die Ruhelage       zurückkippt    (Punkt 4). Wegen der     Hysterese    liegt  demnach die das Umkippen aus der Ruhelage be  wirkende Spannung höher als u (Punkt 3).  



  In     Fig.        1b    und     1c    sind die Ausgangsimpulse der  ersten bzw. der zweiten Kippschaltung dargestellt.  Gemäss der vorgeschlagenen,     bekannten    Schaltungs  anordnung werden zur Gewinnung der gewünschten  Steuerimpulse die Vorderflanken der Impulse  der ersten Kippschaltung und die Rück  flanken der Impulse der zweiten     Kippschaltung     herangezogen, beispielsweise durch Differenzieren  und unter Zuhilfenahme von Gleichrichtern. In     Fig.          1d    sind die resultierenden Impulse ausgezogen einge  zeichnet.

   Es ist hieraus ersichtlich, dass     in    den Zeit  punkten 5, 6 und 7 die gestrichelt eingezeichneten       Steuerimpulse    nicht erzeugt werden, obwohl die Ein  gangsspannung den     Wert    u durchläuft. Dies deshalb,  weil die Spannungsschwankung kleiner als die     Hyste-          resedifferenz    ist.  



  Der     Amplitudendiskriminator    gemäss der Erfin  dung macht ebenfalls Gebrauch von zwei Kippschal-           tungen,    insbesondere     Schmitt-Triggerschaltungen,    die       eingangsseitig    parallelgeschaltet und so eingestellt  sind, dass die eine     Kippschaltung    bei abfallendem  Verlauf der Eingangsspannung bei dem gleichen       Spannungswert        zurückkippt,    bei dem die andere  Kippschaltung bei steigendem Verlauf der Eingangs  spannung ausgelöst wird.

   Der     Amplitudendiskrimi-          nator    ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang  jeder Kippschaltung     mit    dem Eingang der jeweils an  deren     Kippschaltung    durch ein Kopplungsglied ver  bunden ist.  



  Die Wirkungsweise des     Amplitudendiskrimina-          tors        ist    die folgende: Erreicht die Eingangsspannung  den Wert, auf welchen die erste Kippschaltung einge  stellt ist, so wird diese Kippschaltung ausgelöst.  Durch das Ausgangssignal wird über ein zwischen  dem Ausgang der ersten und dem Eingang der zwei  ten Kippschaltung liegendes     Kopplungslied    auch die  zweite     Kippschaltung        trotz    ihrer höher liegenden An  sprechspannung ausgelöst.

   Sobald die Eingangsspan  nung in der entgegengesetzten Richtung des Span  nungsverlaufs den Wert erreicht, auf welchen die  zweite Kippschaltung zum Rückkippen eingestellt ist  und der der     Auslösespannung    der ersten     Kippschal-          tung    entspricht, wird die zweite Kippschaltung in die  Ruhelage zurückgekippt. Gleichzeitig wird durch  Übertragung des Ausgangssignals mittels eines zwei  ten Kopplungsgliedes, das zwischen dem Ausgang  der zweiten und dem Eingang der ersten     Kippschal-          tung    vorgesehen ist, auch die erste Kippschaltung in  die Ruhelage zurückgekippt.

   Durch die Mitnahme der  anderen Kippschaltung, wenn die eine Kippschaltung  ihren Zustand ändert, wird demnach erreicht, dass es  zur Erfassung aller Über- bzw. Unterschreitungen  eines bestimmten     Spannungswertes    nicht mehr not  wendig ist, dass die über- bzw. Unterschreitung min  destens so gross wie die     Hysteresedifferenz    ist.  



  In     Fig.    2 ist die beschriebene Wirkungsweise dar  gestellt.     Fig.    2a     zeigt    den gleichen Verlauf der Ein  gangsspannung wie     Fig.        la.    In     Fig.        2b    ist der Ver  lauf der Ausgangsimpulse der beiden     Kippschaltun-          gen    erzeigt. Der Verlauf ist für beide     Kippschaltun-          gen    der gleiche, da die Zeitkonstante der Mitnahme  durch die zuerst ausgelöste bzw. rückgekippte Kipp  schaltungverschwindend klein gemacht werden kann.

    Die Kopplung zwischen dem Ausgang der einen und  dem Eingang der anderen Kippschaltung kann sehr  klein sein, da die mitzunehmende     Kippschaltung     ohnehin dicht vor dem Auslösen bzw. Abfallen steht.  In     Fig.    2c sind die durch Differenzieren der Aus  gangsimpulse erzeugten Steuerimpulse     dargestellt,    die  nun jeden Zeitpunkt markieren, in welchem die Ein  gangsspannung einen bestimmten Wert durchläuft.  



  Der     Amplitudendiskriminator    gemäss der Erfin  dung weist     ferner    den Vorteil auf, dass zur Gewin  nung der gewünschten Steuerimpulse nicht mehr die  Vorderflanke der von der einen     Kippschaltung    und  die Rückflanke der von der anderen Kippschaltung  erzeugten Ausgangsimpulse herangezogen werden    müssen. Jede der beiden Kippschaltungen liefert be  reits geeignete Ausgangsimpulse.  



  In     Fig.    3 ist ein Ausführungsbeispiel des     Ampli-          tudendiskriminators    gezeigt, dessen     Kippschaltun-          gen    durch bekannte transistorisierte     Schmitt-Trigger-          schaltungen   <B>ST,</B> und     ST,    verwirklicht sind.

   An der  Eingangsbuchse E liegen die Eingänge beider     Kipp-          schaltungen,        d.h.    die Basis-Elektrode des jeweils er  sten der     paarweise    angeordneten     pnp-Transistoren.     Die Kollektoren     jedesTransistors    sind     überArbeiswi-          derstände    mit dem negativen Pol der Speisespannung  verbunden, während die     Emitter    jedes Paares über  einen gemeinsamen Widerstand an dem mit der Mas  se verbundenen positiven Pol der Speisespannung lie  gen.

   Ferner ist der Kollektor des ersten Transistors  über einen Spannungsteiler mit der Basis des zweiten       Transistors    verbunden.  



  Gemäss der Erfindung sind nun in jeder     Kipp-          schaltung    der Ausgang mit dem Eingang der jeweils  anderen Kippschaltung durch ein Kopplungsglied  verbunden.     Zweckmässigerweise    wird hierfür ein  Kondensator vorgesehen; es ist aber auch möglich,  die Kopplung mittels eines Impulstransformators vor  zunehmen.

   Demnach liegt zwischen dem Kollektor  des zweiten Transistors der ersten Kippschaltung ST<B>,</B>  (Ausgang AI) und der Basis des ersten Transistors  der zweiten Kippschaltung     ST.,    der Kondensator     Cl.     Ebenso ist zwischen dem Kollektor des     zweitenTran-          sistors    der zweiten Kippschaltung<B>ST.,</B> (Ausgang     A2)     und der Basis des ersten Transistors der ersten     Kipp-          schaltung   <B>ST,</B> der Kondensator C<I>2</I> angeordnet. Zur  Verhinderung der Beeinflussung der vorgeschalteten  Anordnungen sind in den Eingangsleitungen die Wi  derstände     R1    und     R.,    vorgesehen.  



  Die Ausgangsimpulse können am Kollektor des  zweiten Transistors abgenommen werden. Hierbei ist  es ohne Bedeutung, ob der Ausgang     A1    der ersten  Kippschaltung oder der Ausgang A, der zweiten  Kippschaltung benutzt wird, da beide     Kippschaltun-          gen    den gleichen Ausgangsimpuls abgeben.



      Amplitude discriminator The invention relates to an amplitude discriminator without hysteresis.



  Known amplitude discriminators have the disadvantage, referred to as hysteresis, that they do not respond to the same input voltage values when the voltage runs in a positive or negative direction. The tilting from the rest position to the other position does not take place with the same value of the input voltage as the tilting back into the rest position, and the width of the rectangular output pulse of the discriminator therefore does not correspond to the temporal distance between the two points assumed by the input voltage Voltage value.



  To eliminate this disadvantage, a suggestion has become known, according to which two flip-flops are connected in parallel on the input side and are set so that one flip-flop switches back when the input voltage drops at the same voltage value at which the other flip-flop with a rising curve of the An input voltage is triggered. Here, the front of the flank of the first flip-flop and the trailing edge of the pulse generated by the second flip-flop are used to obtain the desired control pulses.



  The proposed circuit arrangement allows light but the hysteresis-free marking of the time points in which the input voltage exceeds or falls below a certain value, only if very specific conditions are placed on the amplitude curve of the input voltage. For example, a required tilting of the circuit arrangement does not occur if the amplitude of the input voltage is smaller than the hysteresis difference of one of the two flip-flops, or if fluctuations occur in any amplitude curve that are smaller than the hysteresis difference. This situation is to be explained with reference to FIG.



  In FIG. 1 a, a course of the voltage present at the inputs of the two flip-flop circuits, subject to fluctuations, is shown. The first multivibrator should be set so that it flips over from the rest position to the other position when the input voltage reaches the value u (point 1). Because of the hysteresis, this circuit only flips back into the rest position when the input voltage has assumed a value below u, for example the value O (point 2).

   The second trigger circuit is set in such a way that it tilts back to the rest position at the same value u of the input voltage (point 4). Because of the hysteresis, the voltage causing the overturning from the rest position is higher than u (point 3).



  In Fig. 1b and 1c, the output pulses of the first and the second trigger circuit are shown. According to the proposed, known circuit arrangement, the leading edges of the pulses of the first trigger circuit and the trailing edges of the pulses of the second trigger circuit are used to obtain the desired control pulses, for example by differentiating and with the aid of rectifiers. In Fig. 1d, the resulting pulses are drawn in solid lines.

   It can be seen from this that the control pulses shown in dashed lines are not generated at points 5, 6 and 7, although the input voltage passes through the value u. This is because the voltage fluctuation is smaller than the hysteresis difference.



  The amplitude discriminator according to the invention also makes use of two flip-flop circuits, in particular Schmitt trigger circuits, which are connected in parallel on the input side and are set so that one flip-flop circuit flips back when the input voltage drops at the same voltage value at which the other flip-flop with rising Curve of the input voltage is triggered.

   The amplitude discriminator is characterized in that the output of each flip-flop circuit is connected to the input of the respective flip-flop circuit by a coupling element.



  The mode of operation of the amplitude discriminator is as follows: If the input voltage reaches the value to which the first trigger circuit is set, this trigger circuit is triggered. The output signal triggers the second trigger circuit via a coupling element located between the output of the first and the input of the second trigger circuit, despite its higher-lying response voltage.

   As soon as the input voltage in the opposite direction of the voltage curve reaches the value to which the second trigger circuit is set for tilting back and which corresponds to the release voltage of the first trigger circuit, the second trigger circuit is tilted back into the rest position. At the same time, by transmitting the output signal by means of a second coupling element, which is provided between the output of the second and the input of the first trigger circuit, the first trigger circuit is also tilted back into the rest position.

   By taking along the other flip-flop when the one flip-flop changes its state, it is therefore no longer necessary to detect all overshoots or undershoots of a certain voltage value that the overshoot or undershoot is at least as large as is the hysteresis difference.



  In Fig. 2, the mode of operation described is provided. Fig. 2a shows the same profile of the input voltage as Fig. La. In Fig. 2b the course of the output pulses of the two flip-flop circuits is shown. The course is the same for both flip-flops, since the time constant of the entrainment can be made vanishingly small by the flip-flop that is triggered or tilted back first.

    The coupling between the output of the one and the input of the other flip-flop can be very small, since the flip-flop to be carried is close to triggering or dropping out anyway. In Fig. 2c, the control pulses generated by differentiating the output pulses are shown, which now mark each point in time at which the input voltage passes a certain value.



  The amplitude discriminator according to the invention also has the advantage that the leading edge of the output pulses generated by one trigger circuit and the trailing edge of the output pulses generated by the other trigger circuit no longer have to be used to obtain the desired control pulses. Each of the two flip-flops already supplies suitable output pulses.



  3 shows an exemplary embodiment of the amplitude discriminator, the flip-flop circuits of which are implemented by known transistorized Schmitt trigger circuits ST, ST and ST.

   The inputs of both flip-flops are at the input socket E, i.e. the base electrode of each he most of the paired pnp transistors. The collectors of each transistor are connected to the negative pole of the supply voltage via working resistors, while the emitters of each pair are connected to the positive pole of the supply voltage connected to ground via a common resistor.

   Furthermore, the collector of the first transistor is connected to the base of the second transistor via a voltage divider.



  According to the invention, the output in each trigger circuit is now connected to the input of the other trigger circuit by a coupling element. A capacitor is expediently provided for this purpose; but it is also possible to increase the coupling by means of a pulse transformer.

   Accordingly, there is between the collector of the second transistor of the first flip-flop ST., </B> (output AI) and the base of the first transistor of the second flip-flop ST., The capacitor Cl. Likewise, between the collector of the second transistor of the second trigger circuit <B> ST., </B> (output A2) and the base of the first transistor of the first trigger circuit <B> ST, </B> the capacitor C < I> 2 </I> arranged. To prevent the upstream arrangements from being influenced, the resistors R1 and R. are provided in the input lines.



  The output pulses can be picked up at the collector of the second transistor. It is irrelevant here whether output A1 of the first trigger circuit or output A of the second trigger circuit is used, since both trigger circuits emit the same output pulse.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Amplitudendiskriminator ohne Hysterese, bei welchem zwei Kippschaltungen eingangsseitig paral lelgeschaltet und so eingestellt sind, dass die eine Kippschaltung bei abfallendem Verlauf der Eingangs spannung bei dem gleichen Spannungswert zurück kippt, bei dem die andere Kippschaltung bei steigen dem Verlauf der Eingangsspannung ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang jeder Kippschaltung mit dem Eingang der jeweils anderen Kippschaltung durch ein Kopplungslied verbunden ist. UNTERANSPRUCH Amplitudendiskriminator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsglieder Kondensatoren sind. PATENT CLAIM Amplitude discriminator without hysteresis, in which two flip-flops are connected in parallel on the input side and are set in such a way that one flip-flop circuit flips back when the input voltage drops at the same voltage value at which the other flip-flop is triggered when the input voltage increases, characterized that the output of each flip-flop is connected to the input of the other flip-flop by a coupling member. SUBCLAIM Amplitude discriminator according to claim, characterized in that the coupling elements are capacitors.
CH1374161A 1961-11-23 1961-11-23 Amplitude discriminator CH390317A (en)

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