DE1100703B

DE1100703B - Receive circuit for modulated signals with automatic gain control

Info

Publication number: DE1100703B
Application number: DEST13822A
Authority: DE
Inventors: Kurt Lindig
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-05-31
Filing date: 1958-05-31
Publication date: 1961-03-02
Also published as: BE579218A

Description

Empfangsschaltung für modulierte Signale mit automatischer Verstärkungsregelung Bei Mehrikanal-NachnichtenÜbertragungssystemen ist es bekannt, ,die Verstärkung in der Empfangsstelle regelbar auszuführen. Wind ein mehreren Kanälen gemeinsamer Empfangsverstärker geregelt, so muß diese Pegelregelung frequenzabhängig vorgenommen werden, um die frequenzabhängige Dämpfung der Leitung iauszugleichen. Es ist bereits bekannt, die F:requenzabhängigkeit in einem Gruppen-Empfangsverstärker nur grob nachzubilden und die verbleibenden Dämpfungsfehler in (den Kanalverstärkern, die das Niederfrequenzband übertragen, frequenzunabhängi;g auszuregeln. Die Kanaldemodulatoren massen in diesem Fall über einen verhältnismäßig großen P.egelbereich :aussteuerbar ,sein.Receiving circuit for modulated signals with automatic gain control In multi-channel night-time transmission systems, it is known to increase the gain to be carried out in a controllable manner in the receiving office. Wind a multiple canals common Receiving amplifier controlled, this level control must be carried out as a function of the frequency to compensate for the frequency-dependent attenuation of the line. It is already known, the F: frequency dependency in a group receiver amplifier is only roughly and the remaining attenuation errors in (the channel amplifiers, the transmit the low frequency band, frequency-independent; g to regulate. The channel demodulators in this case over a relatively large level range: controllable ,be.

Die Erfindung (betrifft einen Empfangsverstärker für modulierte Signale, der einen Demodulator mit aktiven Schaltelementen, insbesondere Transistoren, enthält. Der Demodulator gemäß der Erfindung enthält eine Pegelregelung und ermöglicht es, die demodulierten Nachrichtenspannungen eo zu verstärken, daß auf ,einen gesonderten Kanalverstärker verzichtet werden kann.The invention (relates to a receiving amplifier for modulated signals, which contains a demodulator with active switching elements, in particular transistors. The demodulator according to the invention contains a level control and allows to amplify the demodulated message tensions eo that on, a separate one Channel amplifier can be dispensed with.

Es ist an sich .bekannt, in einem Modulator zur Beeinflussung der Modulationskennlinie nichtlineare, steuerbare Widerstände anzuordnen. Den steuerbaren Widerständen wird in idiesem Fall die Modulationsspannung zugeführt. Es ist ferner bekannt, den Empfangspegel durch nichtlineare Widerstände in gewissen Grenzen zu regeln. Hierzu werden spannungsabhängige Widerstände, z. B. vorgespannte Dioden oder stromabhängige Widerstände, eingesetzt. Bekannt .ist auch die Verwendung zweier solcher Widerstände, wobei bei Eintreffen von Spannungsspitzen zunächst nur das eine, ein schnell :ansprechendes Element, wirksam wird, während später Idas zweite, ein langsam ansprechendes Element, die gesamte Begrenzung übernimmt.It is known per se in a modulator to influence the Modulation characteristic to arrange non-linear, controllable resistors. The controllable In this case, resistors are supplied with the modulation voltage. It is further known to increase the reception level through non-linear resistors within certain limits rules. For this purpose, voltage-dependent resistors such. B. biased diodes or current-dependent resistors are used. It is also known to use two of such resistances, with the occurrence of voltage peaks initially only the one, a quickly: appealing element, takes effect, while later Ida's second, a slowly responding element that takes over the entire limitation.

Bei der erfindungsgemäßen Empfangsschaltung werden mehrere derartige nichtlineare Widerstände, die gleichzeitig wirken, zur Einschränkung ödes Amplitudenbereiches der modulierten Signale verwendet. Dadurch wird eine :gewünschte und vorteilhafte Regelkennlinie erreicht. -Bei einer Empfangsschaltung für modulierte Signale mit ,automatischer Verstärkungsregelung mit einem aktive Schaltelemente, insbesondere Transistoren, enthaltenden Demodulator zur Verwendung in Nachrichtenübertragungssystemen, sind erfindungsgemäß zur Verringerung des Ampliüudenbereichs der modulierten Signale am Darnodulatoreingang ein oder mehrere nichtlineare Widerstände, vorzugsweise Dioden, und zur Regelung der demodulierten Signale am Demodulatorausgang ein oder mehrere stromabbängige Widerstände angeordnet. Die nichtlinearen Widerstände, z. B. Dioden, bewirken eine Regelung des Momentanwertes, während die stromnabhängigen Widerstände eine Regelung mit Zeitkonstante ergeben, wodurch der Regelbereich vergrößert wird.In the receiving circuit according to the invention, several such non-linear resistances that act simultaneously to limit the dull amplitude range of the modulated signals are used. This makes a: desired and beneficial Control characteristic reached. -With a receiving circuit for modulated signals , automatic gain control with an active switching element, in particular Transistors containing demodulators for use in communications systems, are according to the invention for reducing the amplitude range of the modulated signals one or more non-linear resistors, preferably diodes, at the darnodulator input, and one or more for regulating the demodulated signals at the demodulator output downstream resistors arranged. The non-linear resistances, e.g. B. Diodes, effect a regulation of the instantaneous value, while the current-independent resistors result in a control with a time constant, whereby the control range is increased.

Durch die im Eingang .angeordneten nichtlinearen Widerstände können - Klirrprodukte entstehen. Zur Unterdrückung .dieser unerwünschten Oberwellen ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung an die Eingangsklemmen des Demodulators eine .auf die Trägerfrequenz @abgestimmte ,Siebschaltung, insbesondere ein Parallelschwingungskreis, angeschlossen. Diese .Siebschaltung ruß .so (dimensioniert sein, idaß sie außer der Trägerfrequenz- auch die ankommenden Seitenbänder möglichst urgedämpft überträgt.Due to the non-linear resistors arranged in the input - Distortion products arise. To suppress these unwanted harmonics according to a further embodiment of the invention to the input terminals of the demodulator a filter circuit tuned to the carrier frequency, in particular a parallel oscillation circuit, connected. This .silver circuit must be so (dimensioned that it is the carrier frequency also transmits the incoming sidebands as attenuated as possible.

Zur Änderung des Regelbereichs können die Dioden -in Sperr- oder Durchlaßrichtung vorgespannt ,sein. Bei- Verwendung mehrerer Dioden kann @es zweckmäßig sein, .diese Vorsp,annungen unterschiedlich zu wählen.To change the control range, the diodes can reverse or forward be biased. When using several diodes, it may be useful to .these Provision to choose differently.

Gemäß einer Ausführungsfarm (der Erfindung enthält der Demodulator zwei Transistoren in Gegentaktschaltung, deren Kollektor- und Emitterelektroden direkt und deren Basiselektroden über die Sekundärwicklung eines Eingangsübertragers miteinander verbunden sind. Zwischen der Mittelanzapfung der .Sekundärwicklung und den Veribindungspunkt der Emitter ist ein Widerstand angeordnet. Die im Einggng liegenden nichtlinearen Widerstände bestehen aus. zwei gegensinnig in Reihe, der Sekundärwicklung parallel :geschalteten Dioden, und der stromabhängige Widerstand im Ausgang :ist zwischen dem Verbindungspunkt der Kollektoren und einem Pol der Speisespannungsquelle .angeordnet. Die demodulierten Signale werden in dieser Schaltung zwischen Kollektor und-dem anderen Pol .der- Speilsespannungsquelle über einen Köpplungakorideri§aföi entnöminen. -Gemäß .einer weiteren Ausbildung der Erfindung isst an der Mittelanzapfu .ng (des Eingangsüberträ@gers ein Widerstand -und in Reihe mit diesem eine Transistorschaltung .angeschlossen. In -diesem Stromkreis entsteht eine von der übertragenen Trägerspannung @abhängige Gleichspannung. Wird nun, wie -es bei verschiedenen Übertragungssystemen üblich ist, der Träger zur Übertragung von Ruf- oder Wahlzeichen getastet, so steuert der von der Trägerspannung abgeleitete Gleichstrom Iden zusätzlicher Transistor .impulsförmig :aus,- so @daß ein im Ausgangskreis des Transistors liegendes Relais entsprechend den übertragenen Ruf- oder Wahlzeichen .anspricht. -Die Erfindung soll nun an Hand von in .den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es ist dargestellt in Fig. 1 ein Empfangsverstärker mit geregeltem Demodulator in Gegentaktschaltung gemäß der Erfindung, Fig.2 Regelkennlinien zur Erläuterung ider Funktionsweise der Schaltung ,nach Fig.1, Fig. 3 ein geregelter Demodulator; !bei idem die eingangsseitig angeordneten Dioden vorgespannt,sind, Fig. 4 ein Empfangsverstärker wie Fig.1 mit .einer zusätzlichen Transistorschaltung zur Auswertung von Ruf- bzw. Wahlsignalen, Fi!g.5 ein Ermpfangsverstärker wie in Fig.4 mit Korrekturschaltung für .ankommende Ruf- bzw. Wahlimpulse.According to one embodiment of the invention, the demodulator contains two transistors in push-pull circuit, their collector and emitter electrodes directly and their base electrodes via the secondary winding of an input transformer are connected to each other. Between the center tap of the secondary winding and A resistor is arranged at the connection point of the emitters. The in the entrance lying non-linear resistances consist of. two in opposite directions in series, the Secondary winding in parallel: connected diodes, and the current-dependent resistor in the output: is between the junction of the collectors and a pole of the Supply voltage source .arranged. The demodulated signals are used in this circuit between collector and the other pole of the storage voltage source Entöminen via a coupling akorideri§aföi. -According to a further education of the invention eats a resistor at the center tap .ng (of the input transformer -and connected in series with this a transistor circuit. In this circuit a DC voltage is created that is dependent on the transmitted carrier voltage @. Will Now, as is usual with various transmission systems, the carrier for transmission when keyed by call or dialing signals, the one derived from the carrier voltage controls Direct current Iden additional transistor .pulse-shaped: off, - so @ that on in the output circuit of the transistor lying relay according to the transmitted call or dialing signals . addresses. The invention will now be illustrated with reference to in. The drawings Embodiments are explained in more detail. It is shown in Fig. 1, a receiving amplifier with controlled demodulator in push-pull circuit according to the invention, Fig.2 control characteristics to explain the mode of operation of the circuit, according to FIG. 1, FIG. 3 a regulated one Demodulator; ! in which the diodes arranged on the input side are biased, FIG. 4 shows a receiving amplifier like FIG. 1 with an additional transistor circuit for evaluating call or dialing signals, Fig. 5 a receiving amplifier as in Fig. 4 with correction circuit for incoming ringing or dialing pulses.

Die Empfangsschaltung nach Fig. t enthält zwei Transistoren Ts1, Ts2, deren Basiselektroden über,die Sekundärwicklung eines Übertragers Ü miteinander verbunden sind. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung ist über einen Widerstand R 1 an .die Emitter -der Transistoren angeschlossen. Die Primärwicklung des Übertragers Ü ist durch einen Kondensator C1 auf die Trägerfrequenz .abgestimmt. Die Güte des Kreises-ist so bemessen, -daß die Trägerfrequenz und beide Seitenbänder mit geringer Dämpfring übertragen werden. Der Schwingkreis !bildet einen Teil eines Empfangsfilters" das dbenfalls -die Trägerfrequenz und beide Seitenbänder :durehläßt. Zur Regelung des Übertragungsmäßes sind parallel zu der Sekundärwicklung des Eingangsübertragers Ü zwei Dioden D 1, DZ und zwischen die zusammengeschailteten Kollektoren der Transistoren und den negativen Pol- UB einer Batterie ein stromabhängiger WiderstandR2 geschaltet. Ohne diese &r Regelung .dienenden Widerstände würde sich die an den Ausgangsklemmen 3, 4 abgenommene .demodukerte Spannung U2 bei Änderung des modulierten Empfangspegels U1 ungefähr quadratisch ändern. Aus der in Fig. 2 idargestellten Kennliniea ist dieses Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangsspannung.zu entnehmen. Durch die Einschaltung des Widerstandes R2 ergibt sich .die Kennlinie b, die ebenfalls in Fig.2 .dargestellt ist. -Wie aus dieser Kennlinie zu ersehen ,ist, ändert sich die Ausgangsspannung U2 nahezu proportional mit der Eingangsspannung U1. Durch die Einschaltung der Dioden D1, D2 wird der Ausgangspegel dberhä@lb eines .bestimmten Wertes unabhängig vom Eingangspegel nahezu könstänt geälten. Dies ist aus ider Kennlinie c, -Fig. 2, ersichtlich. Die Kombination.des @stromabhängigen Widerstandes im Ausgang mit ider-Diodenschaltung im Eingang des Empfängers ergibt also .die gewüi@schte äutomatikhe Regelung. Die durch Punkte bezeichneten Enden der Kurven von Fig. 2: kennzeichnen die Aussteuergrenze, bei der die beiden Transistoren übersteuert werden. Wie aus den Kurven ersichtlich ist, wird idurch,die erfindungsgemäße Anordnung der Dioden und ,des stromabhängigen Widerstandes die Aussteuergrenze nach höheren Eingangs-- pegeln verschoben. Die durch die Nichtlinearität ider Diodenwiderstände entstehenden Oberwellen werden durch den eingangsseitigen P:arallelschwingkreis weitgehend unterdrückt, so daß ider Klirrfaktor am Ausgang klein gehalten wird.The receiving circuit according to FIG. T contains two transistors Ts1, Ts2, the base electrodes of which are connected to one another via the secondary winding of a transformer U. The center tap of the secondary winding is connected to the emitter of the transistors via a resistor R 1. The primary winding of the transformer U is tuned to the carrier frequency by a capacitor C1. The quality of the circle is dimensioned in such a way that the carrier frequency and both side bands are transmitted with a low damping ring. The resonant circuit forms part of a receiving filter that also lets the carrier frequency and both sidebands through. UB of a battery a current-dependent resistor R2 is connected. Without these resistors serving for regulation, the demodulated voltage U2 taken at the output terminals 3, 4 would change approximately quadratically with a change in the modulated reception level U1. This ratio is shown in the characteristic curve a shown in FIG from output voltage to input voltage. Switching on the resistor R2 results in characteristic curve b, which is also shown in FIG. 2. -As can be seen from this characteristic curve, the output voltage U2 changes almost proportionally of the input voltage U1. By switching on the diodes D1, D2 If the output level is over a certain value, independent of the input level, the output level is almost as good as possible. This is from the characteristic curve c, -Fig. 2, can be seen. The combination of the current-dependent resistor in the output with an ider diode circuit in the input of the receiver results in the desired automatic control. The ends of the curves in FIG. 2 identified by dots: identify the control limit at which the two transistors are overdriven. As can be seen from the curves, the inventive arrangement of the diodes and the current-dependent resistor shift the control limit towards higher input levels. The harmonics caused by the non-linearity of the diode resistances are largely suppressed by the P: parallel resonant circuit on the input side, so that the distortion factor at the output is kept small.

Zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Übertragers und .dem positiven Pol -f- UB der Batterie liegt ein WidenstandR3, der den Kollektor-Emitter-.Strom auf einen solchen Wert begrenzt, daß ,die Transistoren nicht überlastet werden. Dieser Widerstand ist für die Signalfrequenzendurch einen Kondensator C2 kurzgeschlossen.Between the center tap of the secondary winding of the transformer and .the positive pole -f- UB of the battery is a WidenstandR3, which the collector-emitter .current limited to such a value that the transistors are not overloaded. This resistor is short-circuited by a capacitor C2 for the signal frequencies.

Die Kennlinien der Dioden können .durch eine einstellbare Vorspannung verschoben und damit der Verlauf der Regelkennlinie ,geändert werden. Eine solche Schaltung st in Fig. 3 dargestellt, die im Prinzip ider Schaltung nach -Fig.-1 entspricht. Die Vorspannung der Dioden ist über Iden Widerstand Rv einstellbar. Die Vorspannung kann sowohl in Durchlaß- als .auch in Sperrichtung erfolgen. Je nach der -gewünschten Kennlinie können die Dioden verschieden gepolt sein.The characteristic curves of the diodes can be adjusted by means of an adjustable bias voltage shifted and thus the course of the control characteristic can be changed. Such Circuit st shown in Fig. 3, which corresponds in principle to the circuit according to -Fig.-1. The bias voltage of the diodes can be adjusted via the Iden resistor Rv. The bias can be carried out both in the forward direction as well as in the reverse direction. Depending on the desired Characteristic curve, the diodes can be polarized differently.

.In..Fiig.4 ist -eine Empfangsschaltung dargestellt, bei der in Reihe zu dem WiderstandR3 ein zusätzlicher Transiistor Ts3 geschaltet ist. Der -im Kollektorkrei.s der Transistoren Tsl und Ts2 fließende, dem Trägerempfangspegel proportionale Gleichstrom steuert die Basis des Transistors Ts3. Im Kollektorkreis dieses Transistors ist ein Ennpfangsrelais ER angeordnet. Werden über die Leitung - Ruf- oder Wahlsignale durch Tastun@g ides Trägers übertragen, dann wird der Transistor Ts3 impulsförmig :ausgesteuert, so daß ,das Relais ER entsprechend den übertragenen Zeichen anspricht. Der der Basis-Emitter-Strecke des Transistors Ts3 parallel :geschaltete Widerstand R4 bewirkt ein sicheres Abfallen .des Relais, da der -Widerstand der -Basis-Emitter-S-trecke bei keiner werdenden. Empfangspegeln @zuni@mmt und ider durch den Demodulator gleichgerichtete Trägerstrom dann über den Widerstand R4 gegen Erde abfließt.. In .. Fiig.4 a receiving circuit is shown in which in series an additional transistor Ts3 is connected to the resistor R3. The -in the collector group s the transistors Tsl and Ts2 flowing direct current proportional to the carrier reception level controls the base of transistor Ts3. In the collector circuit of this transistor is a reception relay ER is arranged. Are over the line - ringing or dialing signals transmitted by touching the carrier, then the transistor Ts3 becomes pulse-shaped : controlled so that the relay ER responds according to the characters transmitted. The resistor connected in parallel with the base-emitter path of the transistor Ts3 R4 causes the relay to drop out safely because the resistance of the base emitter S track with none expectant. Reception levels @ Zuni @ mmt and ider rectified by the demodulator Carrier current then flows through the resistor R4 to earth.

In Fig. 5 ist @in Ergänzung zu Fi@g.4 .eine Impulskorrekturschaltung dargestellt, mit der .eine Neutralstellung der Impulse (Impulsverzerrung 0 in/,sec) eingestellt werden kann. Die Einschaltung .des Kondensators C 3 über Iden Kontakt er 1 rund des Regelwiderstandes R5 ergibt z. B. .einen Regelbereich der Impulewerzerrungen von -5 bis -I-5 m/sec. Der Kondensator C3 wird .nach jedem Impuls über den Wechselkontakt erl und -diie Woklungsinduktivität L des Relais ER wieder entladen.In Fig. 5 a pulse correction circuit is shown in addition to Fig. 4, with which a neutral position of the pulses (pulse distortion 0 in /, sec) can be set. The connection .des capacitor C 3 via Iden contact he 1 around the variable resistor R5 results z. B.. A control range of the pulse distortion from -5 to -I-5 m / sec. The capacitor C3 is discharged again after each pulse via the changeover contact and the winding inductance L of the relay ER.

Claims

- PATENT CLAIMS: 1. Receiving circuit for modulated signals.: With automatic gain control with a demodulator containing active switching elements, in particular transistors, for use in communication systems, characterized in that to reduce the amplitude range of the modulated signals at the demodulator input one or more non-linear resistors (D .1 "- D2), preferably diodes, and one or more current-dependent resistors (R2) - are arranged to control the demodulated signals at the demodulator output.

2. Receiving circuit according to claim 1, characterized in that -an, the input terminals of the demodulator, a filter circuit matched to the carrier frequency, in particular a parallel oscillating circuit (Ü, Cl), is connected.

3. Receiving circuit according to claim 1 or 1 and 2, characterized in that the diodes (D1, D2) arranged at the demodulator input are biased in the reverse or forward direction.

4. Receive circuit according to claim 1 or 1 to 3, characterized in that the diodes are different Preserves preloads.

5. Receiving circuit according to claim 1 and one or more of the other claims, characterized in that the demodulator has two transistors Contains (Ts1, Ts2) in push-pull circuit, their collector and emitter electrodes directly and their base electrodes via the secondary winding of an input transformer (Ü) are connected to each other because: ß between the center tap of the secondary winding and the emitters a resistor (R1) is arranged and that the non-linear resistors at the input of two oppositely connected in series, the secondary winding in parallel Diodes (D1, D2) exist and the current-dependent resistor (R2) in the output between the collectors and one pole of the supply current source is arranged.

6. Receive circuit according to claim 5, characterized in that between the center tap of the secondary winding and a resistor (R3) is arranged at an output terminal.

7. Receiving circuit according to Claim 5 or 6, characterized in that the base-emitter path of a further transistor (Ts3), which is bridged by a resistor (R4), is located at the center tap, optionally in series with a resistor (R3) connected there , and that in the collector circuit of this transistor (Ts3) a relay (ER) for evaluating characters transmitted by carrier scanning is arranged (FIGS. 4 and 5). Considered publications: German Patent Nos. 697 073, 856 453, 1016 760; U.S. Patent No. 2,181,579.