DE1135525B

DE1135525B - Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenuebertragungssystemen, insbesondere fuer Traegerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme

Info

Publication number: DE1135525B
Application number: DET20523A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joel Korn
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-08-01
Filing date: 1961-08-01
Publication date: 1962-08-30
Also published as: CH395197A; DE1135965B; GB1010295A; US3280261A

Description

In zunehmendem Maße wird in der Trägerfrequenztechnik eine stufenweise, pilotgesteuerte Pegelregelung angewendet, da die stufenweise Regelung gegenüber der stetigen Regelung den Vorteil hat, daß bei der Hintereinanderschaltung vieler Regler in einer langen Trägerfrequenz-Übertragungsstrecke die Einschwingvorgänge bei einem plötzlich auftretenden Pegelsprung leichter zu beherrschen sind.

Bei einer bekannten Einrichtung zur stufenweisen Pegelregelung wird die empfangene, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator ausgewertet, dessen Aufgabe es ist, beim Auftreten eines Unter- oder Überpegels einer Einstellvorrichtung mit umschaltbarec Fcctschalterichtung, beispielsweise einer digitalen, elektronischen Einstellvorrichtung oder einem Schrittschaltmotor, die entsprechende Fortschalterichtung vorzuschreiben, indem z.B. bei der elektronischen Einstellvorrichtung zur Voreinstellung der Fortschalterichtung vorhandene Diodentore von dem Spannungsdiskriminator gesperrt oder leitend gemacht werden (vgl. deutsche Auslegeschrift 1118 831), und eine Durchschalteeinrichtung zu öffnen, durch welche ein freischwingender Taktgeber, beispielsweise ein astabiler Multivibrator oder ein Sperrschwinger, Fortschalteimpuls auf die Einstellvorrichtung geben kann. Die Einstellvorrichtung liefert einen stufenweise regelbaren Strom auf ein Regelelement, beispielsweise einen Thermistor. Bei dieser Regelart arbeiten der Diskriminator und der Taktgeber unabhängig voneinander, so daß der Zeitpunkt der Umkehr der Fortschalterichtung der Einstellvorrichtung um eine ganze Taktperiodendauer von einem folgenden Taktimpuls entfernt sein kann und sich die Einstellung des Stellgliedes des Pegelreglers trotz einer Umkehr der Fortschalterichtung bis zum nächsten Taktimpuls nicht ändert. Dadurch entstehen bei langen Verbindungen mit vielen Reglern bei einem Pegelsprung schlecht konvergierende Einschwingvorgänge mit relativ großem Überschwingen.

Die Erfindung betrifft eine diese Nachteile vermeidende Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenübertragungssystemen, insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme mit vielen hintereinandergeschalteten Reglern, bei der die empfangene, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator geprüft wird, der bei Auftreten eines Unter- oder Überpegels anspricht und mittels der Impulse eines Taktgebers eine den Pegel beeinflussende Einstellvorrichtung in der erforderlichen Richtung fortschaltet.

Einrichtung zur stufenweisen,
pilotgesteuerten Pegelregelung
von Nachrichtenübertragungssystemen,
insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dipl.-Ing. Joel Korn, Backnang (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

Erfindungsgemäß ist der Taktgeber mit dem Diskriminator so gekoppelt, daß der Taktgeber erst durch das Ansprechen desDiskriminators freigegeben wird und nach einer vorgegebenen kleinen Verzögerungszeit nach dem Einstellen der Fortschalterichtung der Einstellvorrichtung ein erstes Taktimpuls auftritt und die Einstellvorrichtung sofort um einen Schritt in der Sollrichtung verändert, während die weiteren Fortschalteimpulse entsprechend der Taktfrequenz folgen, bis der Diskriminator wieder in seine Ruhelage gelangt ist. Die kleine Verzögerungszeit ist erforderlich, um ein einwandfreies Vorein- stellen der Einstellvorrichtung auf die gewünschte Fortschalterichtung zu gewährleisten. Durch diese erfindungsgemäße Regelung wird bei einem Pegelsprung ein sehr gut konvergierender Einschwingvorgang bei vielen hintereinandergeschalteten Reglern erzielt, und die Systemlänge ist praktisch unbeschränkt.

Bei Verwendung von trägen Stellgliedern, beispielsweise Thermistoren, bietet sich noch der Vorteil, daß ein Regelschritt in einer Richtung, die sich

kurz danach als unerwünscht erweist, das Stellglied praktisch nicht verändert, weil der Schritt sofort wieder korrigiert wird.

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Fig. 1 veranschaulicht den Regelvorgang bei der bisher bekannten Art der stufenweisen Regelung und zeigt den Regelstrom / in Abhängigkeit von der Zeit t (beispielsweise den Heizstrom eines indirekt geheizten Thermistors), den die Einstellvorrichtung in das Stellglied liefert. Ist bei einem gewissen Pegel der Diskriminator so eingestellt, daß der Regelstrom zunimmt, so geschieht das stufenweise in gleichen Zeitintervallen. Tritt zum Zeitpunkt t_x ein Pegelsprung auf, der eine Abnahme des Regelstromes erfordern würde, so wird trotzdem fast eine ganze Impulsdauer vergehen, bis im Zeitpunkt^ der Regelstrom um eine Stufe abnimmt. Das Stellglied wird also zuerst falsch beeinflußt und erst nach relativ langer Zeit wieder korrigiert.

Fig. 2 veranschaulicht den Regelvorgang bei der erfindungsgemäßen Art der stufenweisen Regelung. Tritt hier zum Zeitpunkt t_x ein Pegelsprung auf, der eine Abnahme des Regelstromes erfordert, so wird der Regelstrom praktisch sofort um eine Stufe korrigiert.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung. Die an die Klemmen 1, 2 angelegte, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung kommt auf den Eingang eines Spannungsdiskriminators für Unter- und Uberpegel, der aus zwei an sich bekannten, transistorisierten Schmitt-Triggern ST₁ und ST₂ besteht, die jeweils zwei Transistoren Ts₁, Ts₂ und Ts₃, Tj₄ aufweisen. TG₁ und TG₂ sind zwei gleiche Taktgeber, die aus an sich bekannten symmetrischen, astabilen Multivibratoren mit jeweils zwei Transistoren Ts₅, Ts₆ und Ts₁, Ts₈ bestehen. Die Betriebsspannung der Taktgeber ist kleiner (z. B. — 12 V) als die Betriebsspannung der Schmitt-Trigger (z.B. — 24 V), wobei Widerstände ,R₁ und A₂ den nötigen Spannungsabfall erzeugen. Über Kondensatoren C₁ und C₂ werden die von den Taktgebern TG₁ und TG₂ ausgehenden Taktimpulse differenziert und über Entkopplungsdioden D₃ und D₄ an den Eingang einer elektronischen EinsteUvorrichtung EV gegeben, wie sie beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1118 831 beschrieben ist. Zwischen den Kollektor des Transistors Ts₁ und die Basis des Transistors Ts₅ ist eine Germaniumdiode D₁ und zwischen den Kollektor des Transistors Ts₁ und die Basis des Transistors Ts₇ eine Germaniumdiode D₂ eingeschaltet.

Bei Normalpegel sind die Transistoren Ts₁ und Ts₄ leitend und die Transistoren Ts₂ und Ts₃ gesperrt. Die Kollektoren der Transistoren Ts₁ und'Tj₄ liegen also auf niedrigem Potential und halten über die dadurch leitenden DiodenD₁ undD₂ die Basisanschlüsse der Transistoren Ts₅ und Ts₇ ebenfalls auf diesem niedrigen Potential. Die gemeinsamen Emitter-Vorwiderstände R₃ und R₁₁ der astabilen Multivibratoren sind so gewählt, daß ihr Spannungsabfall größer ist als die Kollektorspannungen der leitenden Transistoren Ts₁ und Ts₄. Dadurch sind die Basisanschlüsse der Transistoren Ts- und Ts₇ positiver als ihre Emitteranschlüsse, und diese Transistoren bleiben daher gesperrt. Die Taktgeber können nicht schwingen, und die Einstellvorrichtung EV bleibt in Ruhe. Bei Unterpegel wird der Transistor Ts₁ gesperrt, der Schmitt-Trigger ST₁ spricht an und stellt die Einstellvorrichtung EV auf die gewünschte Fortschalterichtung ein. Die Anode der Diode D₁ liegt am Sperrpotential des Transistors Ts₁ (—24 V). Die Kathode der Diode D₁ hat niedrigeres Potential, und die Diode D₁ sperrt. Der Taktgeber TG₁ ist somit vom Schnitt-Trigger ST₁ abgetrennt und kann schwingen. Am Kollektor des Transistors Ts₅ entsteht der erste positive Impuls, sobald seine Basispannung negativer als seine Emitterspannung wird. Der Koppelkondensator C₃ ist praktisch nicht geladen, und es dauert daher eine gewisse Zeit, bis sein linker Belag über den Widerstand R₅ das zum Leitendmachen des Transistors Ts₅ nötige Potential annimmt. Somit wird der erste positive Impuls mit einer gewissen durch die Dimensionierung der Schaltung, beispielsweise durch passende Bemessung der Widerstände R₃ und /?₄, wählbaren, kleinen Verzögerung nach dem Ansprechen des Schmitt-Triggers ST₁ auf die Einstellvorrichtung gegeben. Der erste positive Impuls tritt also praktisch sofort an der Einstellvorrichtung EV auf, während die weiteren Impulse entsprechend der Taktfrequenz folgen.

Bei Uberpegel wird der Transistor Ts_x gesperrt, und die weiteren Vorgänge spielen sich in entsprechender Weise wie vorher beschrieben ab. Die Diode D₂ trennt den Taktgeber TG₂ vom Schmitt-Trigger ST₂ ab, und dieser Taktgeber liefert mit einer kleinen, durch das Aufladen des Kondensators C₄ über den Widerstand JR₆ bestimmten Verzögerung, nachdem der Schmitt-Trigger 5T₂ die Einstellvorrichtung EV auf die gewünschte Fortschalterichtung eingestellt hat, den ersten Fortschalteimpuls an die Einstellvorrichtung usw.

Es sei angenommen, daß an den Eingangsklemmen 1, 2 zunächst ein Unterpegel vorhanden gewesen sei und der Taktgeber TG₁ gerade einen Fortschalteimpuls auf die Einstellvorrichtung EV gegeben habe. Tritt nun an den Eingangsklemmen ein Pegelsprung auf, so daß ein Überpegel herrscht, so hält der Schmitt-Trigger 5T₁ den Taktgeber TG₁ über die Diode D₁ sofort fest, der Schmitt-Trigger ST₂ spricht an und gibt in oben beschriebener Weise den Taktgeber TG₂ frei. Dieser gibt nach einer kleinen Verzögerungszeit, nachdem der Schmitt-Trigger 5T₂ die Fortschalterichtung der Einstellvorrichtung umgekehrt hat, einen Impuls auf die Einstellvorrichtung und korrigiert deren Einstellung sofort um eine Regelstufe.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenübertragungssystemen, insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme mit vielen hintereinandergeschalteten Reglern, bei der die empfangene verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator geprüft wird, der bei Auftreten eines Unter- oder Überpegels anspricht und mittels der Impulse eines Taktgebers eine den Pegel beeinflussende Einstellvorrichtung in der erforderlichen Richtung fortschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber mit dem Diskriminator so gekoppelt ist, daß der Taktgeber erst durch das Ansprechen des Diskriminators freigegeben wird und nach einer vorgegebenen kleinen Verzögerungszeit nach dem Einstellen der Fortschalterichtung der Einstellvorrichtung ein erster Taktimpuls auftritt und die Einstellvorrichtung sofort um einen Schritt in der Sollrichtung verändert, während die weite-

ren Fortschalteimpulse entsprechend der Taktfrequenz folgen, bis der Diskriminator wieder in seine Ruhelage gelangt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator aus zwei Schmitt-Triggern (5T₁ und 5T₂) besteht, die über Dioden (D₁ bzw. D₂) mit zwei gesonderten Taktgebern (JG₁ und TG₂) so gekoppelt sind, daß bei Auftreten eines Unterpegels der eine Taktgeber und bei Auftreten eines Überpegels der andere Taktgeber jeweils mit einer kleinen Verzögerung freigegeben und die Einstellvorrichtung sofort in der Sollrichtung um einen Schritt verändert wird, während die weiteren Fortschalteimpulse entsprechend der Taktfrequenz folgen, bis der Diskriminator wieder in seine Ruhelage gelangt ist (Fig. 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Einstellvorrichtung (EV) vorgesehen ist, die von den Taktgebern (TG₁ und TC₂) über Differenzierschaltungen (C₁ bzw. C₂) und Entkopplungsdioden (D₃ bzw. D₄) weitergeschaltet wird (Fig. 3).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die notwendige Verzögerung des ersten Taktimpulses nach dem Freigeben eines als Taktgeber verwendeten astabilen Multivibrators ohne zusätzliche Mittel durch entsprechende Dimensionierung der Schaltung des Multivibrators in der gewünschten Größe wählbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglieder für die Regler Thermistoren verwendet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen