DE1040590B

DE1040590B - Empfangs- und Korrekturschaltung fuer impulsfoermige Signale

Info

Publication number: DE1040590B
Application number: DEL29132A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Mosch
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1957-11-25
Filing date: 1957-11-25
Publication date: 1958-10-09

Description

DEUTSCHES

In der Fernmeldetechnik werden für verschiedene Zwecke impulsförmige Signale entweder in Form von Gleichstromzeichen oder von modulierten Wechselstromzeichen über Leitungen übertragen. Da sowohl die Leitungen selbst als auch die im Zuge der Leitungen liegenden Übertragungsglieder, wie Verstärker, Filter u. dgl., frequenzabhängige Dämpfungen und Laufzeiten besitzen, werden die impulsförmigen Signale in ihrer Kurvenform verzerrt. Die Flanken von ursprünglich rechteckigen Signalen erhalten bei geringer Frequenzbandbreite des Übertragungsweges einen etwa kosinusförmigen Verlauf. Außerdem entstehen durch zeitliche Dämpfungsschwankungen der Leitung Amplitudenschwankungen der Signale. In den Signalempfängern werden daher die übertragenen Zeichen nicht mehr in ihrer ursprünglichen Länge wiedergegeben.

Zur Wiederherstellung der ursprünglichen Zeichenlänge ist ein Verfahren bekannt, nach dem die Empfangsrelais nicht nur in Abhängigkeit der ankommenden Zeichen, sondern auch zusätzlich mit einem dem Differentialquotienten des Zeichens proportionalen Strom gesteuert werden. Da die größte Steilheit der nach der Verzerrung etwa kosinusförmigen Zeichenflanke bei gleicher ursprünglicher Zeichenlänge unabhängig von der Amplitude immer an demselben Punkt der Zeitachse liegt, kann aus dem maximalen Differentialquotienten die ursprüngliche Zeichenlänge direkt abgeleitet werden. Mit Hilfe des genannten Verfahrens ist also eine einwandfreie Korrektur der Zeichenlänge möglich.

Zur Bildung des Differentialquotienten werden Vierpole benutzt, die aus Reaktanzen und Ohmschen Widerständen zusammengesetzt sind. Eine einfache Ausführungsform eines bekannten Differenziergliedes ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Schaltungsanordnung ist

U₂=U₁

j ω C

Wenn

j ω C

wesentlich größer als R ist, dann ist

t/₂ = TZ₁ · /ω · CR. Dies entspricht der Bedingung für den Differentialquotienten U₂= U₁- jco · K, wobei K eine Konstante ist.

Daraus folgt, daß in der angegebenen Schaltung die Bildung des Differentialquotienten nur für einen begrenzten Frequenzbereich möglich ist, und zwar liegt die höchste Frequenz des ausnutzbaren Frequenzbereiches bei etwa einem Zehntel der Grenzfrequenz des CR-Gliedes. Außerdem tritt ein erheblicher Leistungsverlust in dem für die Differentiation brauch-Empfangs- und Korrekturschaltung
für impulsförmige Signale

Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz

Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Dipl.-Ing. Rudolf Mosch, Ditzingen (Württ),
ist als Erfinder genannt worden

baren Frequenzbereich auf. Ein weiterer Nachteil ist, daß der Eingangswiderstand der Schaltung und damit die Belastung der Quelle frequenzabhängig ist.

Es sind bereits Vorschläge zur Verbesserung der

Eigenschaften einer Differenzierschaltung nach dem Grundprinzip der Schaltung nach Fig. 1 gemacht worden. In Fig. 2 ist eine derartige verbesserte Schaltung dargestellt. Bei entsprechender Dimensionierung der Schaltelemente kann der ausnutzbare Frequenzbereich bis etwa zur Grenzfrequenz des i?C-Gliedes RCl erweitert werden. Außerdem tritt gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 ein Spannungsgewinn auf. Der Eingangswiderstand dieser verbesserten Schaltung ist jedoch niedriger, so daß der Leistungsverbrauch größer ist. Auch bei dieser Schaltung ist der Eingangswiderstand frequenzabhängig.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird eine vollkommene Differentiation bei frequenzunabhängigem Eingangswiderstand ermöglicht.

Bei einer Schaltungsanordnung zum Empfang und zur Korrektur von impulsförmigen Signalen, insbesondere der Wechselstromtelegrafie, mit einer Differentiationsschaltung zur Korrektur der amplitudenabhängigen Längenänderung der Signale wird erfindungsgemäß die prinzipiell unvollkommene Differentiation eines i?£7-Gliedes zu einer vollkommenen Differentiation in der Weise ergänzt, daß mit dem RC-Glied ein integrierendes Glied kombiniert ist.

Die Schaltungsanordnung ist zweckmäßig so ausgeführt, daß bei einem an sich bekannten Vierpol, der

SM 657/171

aus der Parallelschaltung eines LR- und eines CR-Seriengliedes besteht, an den Verbindungspunkten des LR- bzw. des Ci?-Gliedes gegen eine der beiden Eingangsklemmen zwei Spannungen abgegriffen werden.

Die Schaltung kann auch so ausgeführt sein, daß ein i?L-Parallelglied mit einem i?C-Parallelglied in an sich bekannter Weise in Serie geschaltet ist und daß die beiden Bezugsspannungen an dem i?L-Glied und an dem i?C-Glied abgegriffen sind.

Eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Schaltung besteht darin, daß eine der Bezugsspannungen an einer mit der Spule des i?L-Gliedes gekoppelten Wicklung abgegriffen wird und der Widerstand des i?L-Gliedes an diese Wicklung angeschlossen ist.

Die durch die Integration des i?L-GHedes hervorgerufene leichte Verzerrung des Eingangsimpulses kann durch eine Vorverzerrung ausgeglichen werden.

Das der Vorverzerrung dienende frequenzabhängige Glied kann mit dem Ausgangskreis eines vorgeschalteten Filters kombiniert sein.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es ist dargestellt in

Fig. 1 eine Differenzierschaltung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine verbesserte Differenzierschaltung nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Differenzierschaltung,

Fig. 4 Ortskurven zu der Schaltung nach Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Differenzierschaltung,

Fig. 6 eine Schaltung zur Vorentzerrung für die erfindungsgemäße Schaltung.

Die Funktion der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schaltungen ist bereits erläutert worden, ίο Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der erfindüngsgemäßen Schaltung besteht aus der Serienschaltung des Kondensators C mit dem Widerstand R1 und dem hierzu parallel geschalteten, aus der Spule L und dem Widerstand R2 bestehenden Serienglied. Die zu differenzierende Signalspannung wird der Schaltung an den Klemmen 1, 2 zugeführt. Unter der Voraussetzung, daß die Widerstände R1 und R2 gleich groß und die Grenzfrequenzen beider Serienglieder gleich sind, also

Ich

ILR

_J

/ω Ζ

m„L =

(O₀C

(ω₀ = Grenzfrequenz),

sind die Ströme in den beiden Zweigen gegeneinander um 90° in der Phase verschoben. Dies ist durch die Ortskurven in Fig. 4 dargestellt. Unter der Bedingung, daß Rl = R2 = 7/-^, wird das Verhältnis der Ströme

— [ω L +

C \ coC

L . 1
L O)C

L C

coC
1

--L- = JmC R.

ω C

Damit ist I_CR = I_LR · jw CR.

Der Strom I_CR ist also gleich dem Differentialquotienten des Stromes I_LR, und die Spannungen an den Widerständen Rl und i?2 verhalten sich ebenso.

Durch die integrierende Wirkung des Seriengliedes LR wird eine Verzerrung der Spannung U₁ an den Klemmen 3,4 gegenüber der Signalspannung CZ₁ an den Klemmen 1, 2 hervorgerufen. Diese Verzerrung ist durch geeignete Dimensionierung der Schaltung klein zu halten. Ist eine größere Genauigkeit erwünscht, so kann eine Vorverzerrung eingeführt werden. Der Vorverzerrer muß dann eine differenzierende Wirkung haben und kann die in Fig. 6 dargestellte Form haben.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Die Schaltung besteht aus der Serienschaltung eines RL- und eines i?C-Parallelgliedes. Sie ist zu der in Fig. 3 gezeigten Schaltung dual. Die in Fig. 4 dargestellten Ortskurven gelten entsprechend für die auftretenden Spannungen. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß die Spannung U₁ über eine mit der Spule L gekoppelte Wicklung entnommen werden kann, so daß eine Umpolung einer Teilspannung möglich ist (Fig. 5 b).

Der Eingangswiderstand beider Schaltungen ist reell und frequenzunabhängig. Die Quelle ist daher nicht wie bei den Schaltungen nach dem Stand der Technik frequenzabhängig belastet. Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Schaltungen liegt darin, daß der Differentialquotient bei allen Frequenzen erhalten wird, also keine Einschränkung des ausnutzbaren Frequenzbereiches vorhanden ist. Daher ist auch am Ausgang eine wesentlich höhere Leistung entnehmbar.

Wenn vor der Differentiationsschaltung im Zuge der Leitung ein Filter angeordnet ist, so kann der etwa notwendige Vorverzerrer mit dem Ausgang des Filters kombiniert werden, so daß weniger zusätzliche Schaltelemente erforderlich sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Empfang und zur Korrektur von impulsförmigen Signalen, insbesondere der Wechselstromtelegrafie, mit einer Differentiationsschaltung zur Korrektur der amplitudenabhängigen Längenänderung der Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die prinzipiell unvollkommene Differentiation eines Ci?-Gliedes zu einer vollkommenen Differentiation in der Weise ergänzt wird, daß mit dem Ci?-Glied ein integrierendes Glied kombiniert ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem an sich bekannten Vierpol, der aus der Parallelschaltung eines Li?- und eines Ci?-Seriengliedes besteht, an den Verbindungspunkten des LR- bzw. des CR-Gliedes gegen eine der beiden Eingangsklemmen zwei Spannungen abgegriffen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein i?L-Parallelglied mit einem i?C-Parallelglied in an sich bekannter Weise in Serie geschaltet ist und daß die beiden Bezugsspannungen an dem Li?-Glied und an dem i?C-Glied abgegriffen sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bezugsspannungen an einer mit der Spule des i?L-Gliedes gekoppelten Wicklung abgegriffen wird und der

Widerstand des i?L-Gliedes an diese Wicklung angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Integration des i?L-Gliedes hervorgerufene leichte

Verzerrung des Eingangsimpulses durch eine Vorverzerrung ausgeglichen wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverzerrung mit einem vorgeschalteten Filter kombiniert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen