DE1135965B - Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenuebertragungssystemen, insbesondere fuer Traegerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

T20580Vffla/21a²

ANMELDETAG: 10. A U G U S T 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 6. SEPTEMBER 1962

Es sind bereits Einrichtungen zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung, insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanai-Weitverkehrssysteme vorgeschlagen worden, bei denen die verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator ausgewertet wird, dessen Aufgabe es ist, beim Auftreten eines Über- oder Unterpegels einer Einstellvorrichtung für den Pegel mit umschaltbarer Fortschalterichtung, 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 entweder eine Durchschalterichtung zu öffnen, durch welche ein freischwingender Taktgeber Fortschalteimpulse auf die Einstellvorrichtung gibt, oder Taktgeber, die mit dem Diskriminator gekoppelt sind und bei Normalpegel stillstehen, freizugeben, die ihrerseits auf die Einstellvorrichtung Fortschalteimpulse geben. Dabei werden als Spannungsdiskriminator für die gleichgerichtete Pilotspannung zwei an sich bekannte Schmitt-Trigger verwendet, deren Schwellwerte entsprechend Fig. 1 der Zeichnung gewählt sind. Der erste Schmitt-Trigger spricht bei Uberpegel an, wenn die Pilotspannung seinen oberen Schwellwert OSW₁ überschreitet, und ist in Ruhelage bzw. kommt in Ruhelage, wenn die Spannung seinen unteren Schwellwert USW₁ unterschreitet. Der zweite Schmitt-Trigger spricht bei Unterpegel an, wenn die Spannung seinen unteren Schwellwert USW₂ unterschreitet und ist in Ruhelage bzw. kommt in Ruhelage, wenn die Spannung seinen oberen Schwellwert OSW₂ überschreitet. Wenn der erste Schmitt-Trigger angesprochen hat, werden im Rhytmus der Taktgeberimpulse solange Regelschritte ausgelöst und dadurch der Pegel herabgeregelt, bis sein unterer Schwellwert USW₁ erreicht ist. Wenn der zweite Schmitt-Trigger angesprochen hat, werden solange Regelschritte ausgelöst und dadurch der Pegel heraufgeregelt, bis sein oberer Schwellwert OSW₂ erreicht ist. Nun kann man aber den Schwellwertabstand eines Schmitt-Triggers nicht beliebig klein machen, und bei kleinen zulässigen Pegelabweichungen müssen die inneren Schwellwerte USW₁ und OSW₂ nahe zusammenrücken oder sich überlappen. Das bedingt aber folgende Nachteile: Die Regelschritte müssen kleiner als der jeweilige Abstand der beiden oberen oder der beiden unteren Schwellwerte sein, sonst können unerwünschte Überregelungen und Regelschwingungen auftreten. Die zu-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

lässigen Pegelabweichungen können nicht beliebig klein gemacht werden, und die Regelgüte bleibt daher begrenzt.

Die Erfindung betrifft eine diese Nachteile vermeidende Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenübertragungssystemen, insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme, bei der die empfangene, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator, der aus zwei Schmitt-Triggern besteht, ausgewertet 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.

Erfindungsgemäß ist der Taktgeber mit den Schmitt-Triggern so gekoppelt, daß kurz vor dem Auftreten eines Fortschalteimpulses kurze, vorzugsweise differenzierte Impulse aus dem Taktgeber auf die geeigneten Basisanschlüsse der transistorisierten Schmitt-Trigger gelangen und diese in ihre Ruhelage zurückführen. Besteht nach dem Abklingen der Rückführimpulse immer noch Über- oder Unterpegel, so spricht der entsprechende Schmitt-Trigger wieder an, und ein weiterer Fortschalteimpuls kann auf die Einstellvorrichtung gelangen. Sobald aber der Pegel innerhalb der von den Schwellwerten OSW₁ und USW₂ begrenzten, zulässigen Pegelabweichung Hegt, spricht keiner der beiden Schmitt-Trigger nach dem Rück-

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führimpuls an, und ale weiteren Regelimpulse werden daher unterbunden, bis wiederum ein Über- oder Unterpegel auftritt. Die Schwellwerte USW₁ und OSW₂ können sich überlappen oder auch außerhalb des zulässigen Pegeltoleranzbereichs Hegen, weil sie mit Hilfe der Rückführimpulse quasi unterdrückt werden. Die Erfindung bietet also den weiteren Vorteil, daß man auf den Schwelwertabstand der einzelnen Schmitt-Trigger nicht zu achten braucht und somit Abgleichsarbeit spart.

Die Erfindung wird an Hand zweier in den Fig. 2 und 3 dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 2 bezieht sich auf den Fall eines frei schwin-

auf die Einstellvorrichtung gelangen. Ist dagegen nach dem Abklingen des Rückführimpulses infolge der Regelung kein Überpegel mehr vorhanden, so bleibt der Schmitt-Trigger ST₁ in Ruhelage, und die weiteren Fortschalteimpulse bleiben gesperrt.

Bei Unterpegel wird der Transistor Ts₃ gesperrt und der Transistor Ts₄ leitend. Damit ist das Diodentor D₂ entsperrt und läßt Fortschalteimpulse auf die Einstellvorrichtung durch. Entsprechend der Asym-

.o metrie des Taktgebers wird kurz vor dem Auftreten eines Fortschalteimpulses vom Kollektor des Transistors Ts₅ über die Diode D₃ und den Kondensator C₃ ein positiver Impuls auf der Basis des Transistors Ts₄ gegeben. Dieser Rückführimpuls sperrt also den Tran-

genden Taktgebers. Die an den Klemmen 1, 2 ange- 15 sistor Ts₁ und das Diodentor D₂, das bereits einen legte, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung Fortschalteimpuls durchgelassen hat, kurzzeitig und gelangt auf den Eingang zweier als Spannungsdiskri- bewirkt damit, entsprechend der Wirkungsweise des minator dienender transistorisierter Schmitt-Trigger Schmitt-Triggers, ein Leitendwerden des Transistors ST₁ und ST₂, die jeweils zwei Transistoren Ts₁, Ts₂ Ts₃. Ist nach dem Abklingen des Rückführimpulses und Ts_s, Ts₁ aufweisen. TG ist ein aus einem an sich 20 immer noch Unterpegel vorhanden, so spricht der bekannten, stark asymmetrischen, astabilen Multivi- Schmitt-Trigger ST₂ wieder an, entsperrt das Diodenbrator mit zwei Transistoren Ts₅ und Ts₆ bestehender
Taktgeber. Dieser Taktgeber ist so dimensioniert, daß

innerhalb einer Periodendauer der Transistor Ta₈ nur

tor D₂ von neuem, und ein weiterer Fortschalteimpuls kann auf die Einstellvorrichtung gelangen. Ist dagegen nach dem Abklingen des Rückführimpul-

sehr kurz, der Transistor Ti₅ dagegen fast die ganze 25 ses infolge der Regelung kein Unterpegel mehr vor-Periodendauer gesperrt ist. Ts₇ ist ein vom Taktgeber handen, so bleibt der Schmitt-Trigger 5T₂ in der gesteuerter Schalttransistor, der zur Phasenumkehr Ruhelage, und die weiteren Fortschalteimpulse wer- und Impulsversteilerung dient. Über Kondensatoren den gesperrt.

C₁ und C₂ werden die vom Taktgeber ausgehenden Der Rückführimpuls wird jeweils auf die Basis des

Taktimpulse differenziert und über Diodentore D₁ 30 zweiten Transistors des Schmitt-Triggers gegeben, da-

" mit er nur den jeweils gewünschten Schmitt-Trigger

beeinflußt. Wenn der Rückführimpuls auf die Basis des ersten Transistors gegeben würde, so könnte er auch auf den parallel geschalteten Eingang des an-

und D₂ an den Eingang einer elektronischen Einstellvorrichtung EV gegeben, wie sie beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1118 831 beschrieben ist. Über Widerstände R₁ und A₂ werden die Diodentore

D₁ und D₂ von den Schmitt-Triggern 5T₁ und 5T₂ 35 deren Schmitt-Triggers gelangen, vorgespannt. Die Basis des Transistors Tj₄ ist über - —

die Reihenschaltung eines Differenzierkondensators C₃ und einer Diode D₃ mit dem Kollektor des Transistors Ti₅ des Taktgebers verbunden, während die

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Fall eines mit dem Spannungsdiskriminator gekoppelten Taktgebers dargestellt, der nur bei Auftreten eines Über- oder Unterpegels freigegeben wird. Die an die

Basis des" Transistors Ts₂ über die Reihenschaltung 40 Klemmen 1, 2 angelegte, verstärkte und gleichgericheines Differenzierkondensators C₄ und einer Diode D₄ tete Pilotspannung gelangt wie in Fig. 2 auf den Einmit dem Kollektor des Transistors Ty₇ in Verbindung gang der beiden Schmitt-Trigger 5T₁ und 5T₂. Zu steht. jedem der beiden Schmitt-Trigger gehört ein aus je

Bei Normalpegel sind die Transistoren Ts₂ und Ts₃ zwei an sich bekannten, transistorisierten monostabileitend und die Transistoren Ts₁ und Ts₄ gesperrt. 45 len Multivibratoren M₁, M₂ und M₃, M₄ bestehender Damit sind die Diodentore D₁ und D₂ über die Wider- Taktgeber. Der Multivibrator M₁ enthält zwei Transtände A₁ und A₂ negativ vorgespannt und sperren " ~ alle Impulse, die vom Taktgeber TG abgegeben werden. Die Einstellvorrichtung EV bleibt also in Ruhe.

Bei Überpegel wird die Auslöseschwelle
Schmitt-Triggers 5T₁ überschritten, der Transistor
Ts₁ leitend und der Transistor Ts₂ gesperrt. Damit
wird das Diodentor D₁ entsperrt und läßt Fortschalteimpulse auf die Einstellvorrichtung EV durch. Entsprechend der Asymmetrie des Taktgebers wird kurz 55 Ti₁₄ leitend sind, und befinden sich im angeregten vor dem Auftreten eines Fortschalteimpulses vom Zustand, wenn die Transistoren Ts₉, Ts₁₁, Ts_ls und Kollektor des Transistors Ts₁ über die Diode D₄ und Ts₁₅ leitend sind. Der Schalttransistor Ts₁₆ ist im den Kondensator C₄ ein negativer Impuls auf die Ruhezustand gesperrt. Die Multivibratoren M₁ und Basis des Transistors Ts₂ gegeben. Dieser Rückführ- M₃ haben eine sehr kurze, die Multivibratoren M₂ impuls macht also den Transistor Ts₂ kurzzeitig lei- 60 und M₄ dagegen eine viel längere Impulsdauer, so daß tend und bewirkt damit, entsprechend" der Wirkungs- sich, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, zwei weise des Schmitt-Triggers, eine Sperrung des Tran- stark asymmetrische Taktgeber ergeben. Über die sistors Ts₁ und auch des Diodentores D₁, das bereits Kondensatoren C₁ und C₂ werden die von den beiden einen Fortschalteimpuls durchgelassen hat. Ist nach Taktgebern ausgehenden Impulse -differenziert und dem Abklingen des Rückführimpulses immer noch 65 über die Entkoppelungsdioden D₁ und D₂ an den ein Überpegel vorhanden, so spricht der Schmitt- Eingang der elektronischen Einstellvorrichtung EV Trigger ST₁ wieder an, entsperrt das Diodentor D₁ gegeben. Zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₁ von neuem, und ein weiterer Fortschalteimpuls kann und der Basis des Transistors Ts_s ist ein Konden-

sistoren Ts_s und Ts₉, der Multivibrator M₂ zwei Transistoren Ts₁₀ und Ts₁₁, der Multivibrator M₃ zwei Transistoren Ts₁₂ und Ts₁₃ und der Multivibrator M₄ des 50 zwei Transistoren Ts_u und Ts₁₅. Mit Ts₁₆ ist ein zur Phasenumkehr und Impulsversteilerung dienender Schalttransistor bezeichnet, der vom Multivibrator M₂ gesteuert wird. Die Multivibratoren M₁ bis M₄ sind in Ruhelage, wenn die Transistoren Ts₈, Ts₁₀, Ts₁₂ und

sator C₅, zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₈ und der Basis des Transistors Ji_1n ein Kondensator

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C₀, zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₁ und der Basis des Transistors Tj₁₂ ein Kondensator C₇, zwischen dem Kollektor des Transistors Ti₁₂ und der Basis des Transistors Ts₁₄ ein Kondensator C₈, zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₉ und der Basis des Transistors Ts₄ eine Diode D₅, zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₁₃ und der Basis des Transistors Ts₁ eine Diode D₀, zwischen dem Kollektor des Transistors Ti₁₄ und der Basis des Transistors Ts₄ eine Reihenschaltung eines Kondensators C₃ und einer Diode D₃ und zwischen dem Kollektor des Transistors Ts₁₀ und der Basis des Transistors Ts₂ eine Reihenschaltung eines Kondensators C₄ und einer Diode D₄ eingeschaltet. Die Basisanschlüsse der in Ruhelage gesperrten Transistoren der Multivibratoren M₁ bis M₄ sowie Basis des Phasenumkehrtransistors Ts₁₀ sind durch eine kleine Hilfsspannung U₁₁ positiv vorgespannt, so daß die thermische Stabilität der Multivibratoren und des Schalttransistors gewährleistet ist und zwischen den Kollektoren der leitenden Transistoren der Multivibratoren und dem Bezugspotential 0 nur die Restspannung liegt.

Bei Normalpegel sind die Transistoren Ts₂ und Ti₃ leitend und die Transistoren Ti₁ und Ts₄ gesperrt. Die Multivibratoren M₁ bis M₄ werden nicht angeregt, und auf die Einstellvorrichtung EV gelangen keine Fortschalteimpulse.

Bei Überpegel wird der Transistor Ts₁ leitend und der Transistor Ts₂ gesperrt. Über den Kondensator C₅ gelangt ein differenzierter, positiver Impuls auf die Basis des Transistors Ti₈, und der Multivibrator M₁ wird angeregt, so daß der Transistor Tj₈ gesperrt und der Transistor Ts₉ leitend wird. Am Ende seiner Impulsdauer kippt der Multivibrator M₁ in seine Ruhelage zurück und regt über den Kondensator C₀ den Multivibrator M₃ an, der sofort einen Fortschalteimpuls auf die Einstelvorrichtung gibt. Am Ende der Impulsdauer des Multivibrators M, kippt dieser in seine Ruhelage zurück und gibt über den phasenumkehrenden Transistor Ts₁₆ und über die Diode D₄ und den Kondensator C₄ einen differenzierten, negativen Rückführimpuls auf die Basis des Transistors Ts₂, so daß dieser leitend und der Transistor Ts₁ gesperrt wird und damit der Schmitt-Trigger 5T₁ in seine Ruhelage zurückkehrt. Ist nach dem Abklingen des Rückführimpulses immer noch Überpegel vorhanden, so spricht der vorgenannte Schmitt-Trigger wieder an, und das Spiel beginnt von neuem. Ist dagegen nach dem Abklingen des Rückführimpulses infolge der Regelung kein Überpegel mehr vorhanden, so bleibt der Schmitt-Trigger ST₁ in Ruhelage, und es werden keine weiteren Fortschalteimpulse an die Einstellvorrichtung gegeben.

Bei Unterpegel wird der Transistor Ts₃ gesperrt und der Transistor Ts₄ leitend. Über den Kondensator C₇ gelangt ein differenzierter, positiver Impuls auf die Basis des Transistors Ts₁₂ und der Multivibrator M₃ wird angeregt, so daß der Transistor Ts₁₂ gesperrt und der Transistor Tj₁₃ leitend wird. Am Ende seiner Impulsdauer kippt der Multivibrator M₃ in seine Ruhelage zurück und regt über den Kondensator C₈ den Multivibrator M₄ an, der sofort einen Fortschalteimpuls auf die Einstelvorrichtung EV gibt. Am Ende der Impulsdauer des Multivibrators M₄ kippt dieser in seine Ruhelage zurück und gibt über die Diode D₃ und den Kondensator C₃ einen differenzierten, positiven Rückführimpuls auf die Basis des Transistors Ts₁, so daß dieser gesperrt und der Transistor Ts₃ leitend wird und damit der Schmitt-Trigger ST₂ in Ruhelage kommt, Ist nach dem Abklingen des Rüekführimpulses immer noch Unterpegel vorhanden, so spricht der Schmitt-Trigger ST₂ wieder an, und das Spiel beginnt von neuem. Ist dagegen nach dem Abklingen des Rückführimpulses infolge der Regelung kein Unterpegel mehr vorhanden, so bleibt der Schmitt-Trigger ST₂ in Ruhe, und es werden keine weiteren Fortschalteimpulse auf die Einstellvorrichtung gegeben.

Es sei angenommen, daß an den Eingangsklemmen I₁ 2 zunächst ein Überpegel vorhanden ist und kurz nach dem Ansprechen des Multivibrators M₁ ein Pegelsprung auftritt, so daß ein Unterpegel herrscht. In diesem Falle muß verhindert werden, daß an die Einstellvorrichtung gleichzeitig von beiden Taktgebern Fortschalteimpulse gelangen können. Zu diesem Zweck wird die Basis des Transistors Ts₄ über die Diode D₅ so lange auf dem Restspannungspotential des Transistors Ts₉ und damit der Schmitt-Trigger 5T₂ in Ruhelage gehalten, bis der Multivibrator M₁ in seine Ruhelage zurückkippt. Erst dann kann der Schmitt-Trigger ST₂ ansprechen und seinen Taktgeber auslösen. Entsprechend wird bei einem Pegelsprung von Unter- zu Überpegel der Schmitt-Trigger 5T₁ über die Diode D₆ vom Multivibrator M₃ so lange in Ruhelage gehalten, bis der Multivibrator M₃ in seine Ruhelage zurückkippt.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Nachrichtenübertragungssystemen, insbesondere für Trägerfrequenz-Vielkanal-Weitverkehrssysteme, bei der die empfangene, verstärkte und gleichgerichtete Pilotspannung von einem Spannungsdiskriminator, der aus zwei Schmitt-Triggern besteht, ausgewertet 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 (TG: M₁... M₄) mit den transistorisierten Schmitt-Triggern (5T₁," ST₂) so gekoppelt ist, daß kurz vor dem Auftreten eines Fortschalteimpulses kurze, vorzugsweise differenzierte Impulse (Rückführimpulse) aus dem Taktgeber auf die geeigneten Basisanschlüsse der Schmitt-Trigger gelangen und diese in ihre Ruhelage zurückführen (Fig. 2 und 3).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführimpulse jeweils auf die Basis des zweiten Transistors (Ts₂ bzw. Ts₄) der Schmitt-Trigger (ST₁ bzw ST₂) gegeben werden, deren erste Transistoren (Ts₁ bzw. Ts₃) von der Pilotspannung gesteuert werden (Fig. 2 und 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Taktgeber (TG) ein stark asymmetrischer, frei schwingender, astabiler Multivibrator dient, der kurz vor dem Auftreten eines Fortschalteimpulses über je eine Reihenschaltung eines Kondensators (C₄ bzw. C₃) und einer Diode (D₄ bzw. D₃) differenzierte Rück-

führimpulse geeigneter Polarität auf den entsprechenden Schmitt-Trigger (5T₁ bzw. 5T₂) gibt (Fig..2).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schmitt-Trigger (ST₁ bzw. ST₂) ein gesonderter Taktgeber aus je zwei monostabilen Multivibratoren (M₁, M₂ bzw. M_a, M₄) zugeordnet ist, von denen je einer (M₁ bzw. M₃) eine sehr kurze Impulsdauer und der andere (M₂ bzw. M₄) eine viel größere Impulsdauer besitzt, und daß die beiden letzteren Multivibratoren am Ende ihrer Impulsdauer über je eine Reihenschaltung eines Kondensators (C₄ bzw, C₃) und einer Diode (D₄ bzw. D₃) differenzierte

Rückführimpulse geeigneter Polarität auf den entsprechenden Schmitt-Trigger (ST₁ bzw. ST₂) geben, der seinerseits beim erneuten Ansprechen den zugehörigen Taktgeber (M₁, M₂ bzw. M₃, M₄) zur Abgabe einer neuen Taktimpulsfolge anregt (Fig. 3).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils angeregte Multivibrator für kurze Impulsdauer (M₁ bzw. M₃) den für die entgegengesetzte Pegelabweichung vorgesehenen Schmitt-Trigger (ST₂ bzw. ST₁) in seiner Ruhelage z. B. über eine Diode (D₅ bzw. D₆) so lange festhält, bis der Multivibrator (M₁ bzw. M₃) wieder in seine Ruhelage zurückfällt (Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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