DE1158580B

DE1158580B - Schaltungsanordnung mit Schmitt-Trigger-Spannungsdiskriminatoren und Taktgebern zur Verwendung in Regelkreisen, insbesondere fuer die stufenweise Pegelregelung von Vielkanal-Traegerfrequenz-Weitverkehrssystemen

Info

Publication number: DE1158580B
Application number: DET23210A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joel Korn
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-12-15
Filing date: 1962-12-15
Publication date: 1963-12-05

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNATIONALE KL.

G05f; H04m

T 23210 Villa/21a²

AflMELDETAG: 15. DEZEMBER 1962

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5. DEZEMBER 1963

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Schmitt-Trigger-Spannungsdiskriminatoren und Taktgebern zur Verwendung in Regelkreisen, insbesondere für die stufenweise Pegelregelung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen.

Es ist eine Schaltungsanordnung zur stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregelung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1135 525), bei der zwei Schmitt-Trigger als Spannungsdiskriminatoren für Über- und Unterpegel (obere und untere Toleranzgrenze der Regelung) dienen und zwei gesonderte, astabile Multivibratoren als Taktgeber derart steuern, daß im Ruhezustand der Schmitt-Trigger auch die Taktgeber in einer bestimmten Lage festgehalten werden und beim Ansprechen eines der beiden Schmitt-Trigger auch der entsprechende Taktgeber zu schwingen anfängt und Regelimpulse aussendet. Diese Schaltung erfordert einen relativ großen Aufwand, da für jede Toleranzgrenze ein Schmitt-Trigger und ein astabiler Multivibrator nötig ist.

Die Erfindung zeigt eine Möglichkeit, diesen Aufwand zu vermeiden. Es ist zwar bereits eine Schaltung bekanntgeworden (»Nachrichtentechnik«, 1960, Heft 12, S. 523, Absatz 7.2), bei welcher ein Schmitt-Trigger dadurch zu einer astabilen Schaltung ergänzt wird und nach seinem Ansprechen als Taktgeber arbeiten kann, daß ein Kondensator an die Basis des ersten Transistors angeschaltet wird. Dieser Kondensator am Eingang des Schmitt-Triggers bewirkt jedoch eine unerwünschte Trägheit der Schaltung, so daß dieser Schmitt-Trigger nicht als Spannungsdiskriminator für schnelle Vorgänge verwendbar ist.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung mit Schmitt-Trigger-Spannungsdiskriminatoren und Taktgebern zur Verwendung in Regelkreisen, insbesondere für die—stufenweise Pegelregelung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen, bei welcher der Schmitt-Trigger zu einer Schaltung, die Relaxationsschwingungen ausführen kann, ergänzt ist und nach dem Ansprechen im angeregten Zustand selbst als Taktgeber arbeitet, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Integrierschaltung, bestehend aus einem Widerstand, einer Diode, die parallel zu diesem Widerstand liegt und einem Kondensator, der in Serie zur Parallelschaltung liegt, mit ihrem Eingang an den Kollektor des zweiten Transistors des Schmitt-Triggers geschaltet wird und deren Ausgang über einen Widerstand mit der Basis dieses Transistors verbunden wird und daß zwischen dem KoI-lektor des zweiten Transistors und der Basis des ersten Transistors ein Kondensator geschaltet wird.

Schaltungsanordnung
mit Schmitt-Trigger-Spannungsdiskriminatoren und Taktgebern
zur Verwendung in Regelkreisen,
insbesondere für die stufenweise Pegelregelung von Vielkanal -Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen

Anmelder:

Telefunken

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

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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Der an sich bekannte Schmitt-Trigger besteht aus den Transistoren TsI, Ts 2 und den Widerständen R₁, R₂, i?_g, i?₄, R₅, R₆ und R₇. Die Zenerdiode D₁ wird, wie bereits anderweitig vorgeschlagen, dazu verwendet, die Abhängigkeit der Schwellwerte des Schmitt-Triggers, d.h. die Werte der Steuerspannung U_si, bei denen er anspricht bzw. in die Ruhelage zurückkehrt, von den Streuungen der Transistorparameter und der Umgebungstemperatur zu reduzieren und zu kompensieren.

Die Betriebsspannung des Schmitt-Triggers sei U_B, und die Steuerspannung sei U_si. In der Ruhelage des Schmitt-Triggers ist der Transistor TsI gesperrt und der Transistor Ts 2 leitend. Beim Übersteigen des oberen Schwellwertes der Steuerspannung wird der Transistor TsI leitend und der Transistor Ts2 gesperrt; der Schmitt-Trigger ist angeregt. Die zwei Transistoren des Schmitt-Triggers stehen in einer gewissen Rivalität zueinander; wenn der eine leitend ist, ist der andere gesperrt und umgekehrt.

Diese bekannte Schaltung wird erfindungsgemäß durch die Integrierschaltung, bestehend aus dem Widerstand R₈, dem Kondensator C₁ und der Diode D₂, deren Eingang mit dem Kollektor k₂ des zweiten Transistors Ts 2 des Schmitt-Triggers und deren Ausgang über den Widerstand .R₉ mit der Basis b₂ des

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Transistors Ts 2 verbunden ist, und durch den Kondensator C₂, der den Kollektor k₂ des Transistors Ts2 mit der BaSiSO₁ des Transistors TsI verbindet, zu einem schwingungsfähigen Gebilde erweitert (s. dick ausgezogenen Teil in der Figur).

Die Wirkungsweise dieser Schaltung nach dem Ansprechen des Schmitt-Triggers ist folgende: Die Integrierschaltung wird so lange aufgeladen, bis ihre Ausgangsspannung genügend groß ist, um über den Widerstand R₉ den Transistor Ts 2 leitend zu machen. Über den Kondensator C₂ wird dabei ein Impuls auf die BaSiSO₁ des ersten Transistors Ti 1 zurückgekoppelt, der diesen Transistor sperrt. Dadurch wird die Rivalität der zwei Transistoren des Schmitt-Triggers verstärkt und der Umklappvorgang des Schmitt-Triggers geschieht schlagartig. Die Diode D₂, die so gepolt ist, daß sie beim Aufladen der Integrierschaltung sperrt, wird nun leitend und entlädt den Integrierkondensator C₁ über den leitenden Transistor Ts 2 sehr schnell. Hierbei wird der Transistor Ts 2 wieder gesperrt, und das Spiel beginnt von neuem. Nimmt die Steuerspannung U_st bis unter den unteren Schwellwert ab, so kehrt der Schmitt-Trigger in seine Ruhelage zurück.

Der Schmitt-Trigger hat die Eigenschaft, daß der Umklappvorgang von einem Zustand in den anderen nur am Kollektor k₂ des zweiten Transistors TsI schlagartig erfolgt, während die Spannung am Kollektor^ des ersten Transistors TsI auch nach dem Überschreiten des oberen Schwellwertes von der Steuerspannung abhängt und mit wachsender Steuerspannung abnimmt. Dadurch wird auch die Spannung am Widerstand R₅ und infolgedessen die Ausgangsspannung der Integrierschaltung, die zum Leitendmachen des zweiten Transistors Ts2 notwendig ist, von der Steuerspannung abhängig. Der Taktgeber wird also keine konstante Taktfrequenz aufweisen. Ersetzt man den Koppelwiderstand i?₄ zwischen KoIIeICtOrZc₁ des ersten Transistors TsI und Basis b₂ des zweiten Transistors Ts 2 durch eine Zenerdiode passender Durchbruchspannung, so wird diese Diode bei leitendem ersten Transistor TsI sperren und die Abhängigkeit der Taktfrequenz dieses Taktgebers von der Steuerspannung stark reduzieren. Wird der Widerstand R₁ zwischen der Steuerspannungsquelle und der Basis b_t des ersten Transistors TsI mit einem Abgriff α versehen, und schaltet man zwischen diesem Abgriff und dem Potential Null eine weitere Zenerdiode passender Durchbruchspannung, die die Steuerspannung nach dem Überschreiten des oberen Schwellwertes begrenzt, so kann die Taktfrequenz dieses Taktgebers weitgehend von der Steuerspannung U_st unabhängig gemacht werden.

Bei der Anwendung solcher Diskriminator-Taktgeber für die Pegelregelung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen sind zwei solche Schaltungen — eine für Über- und eine für Unterpegel — erforderlich. Die oben beschriebene Schaltung, die bei Überpegel (wachsender Steuerspannung) anspricht, kann nicht ohne weiteres für Unterpegel (bei dem die Steuerspannung abnimmt) angewandt werden. Um dies trotzdem zu ermöglichen, überlagert man, wie bereits anderweitig vorgeschlagen, die Steuerspannung, die für den Unterpegel-Diskriminator aus einem gesonderten Pilotspannungsgleichrichter gewonnen wird, und deren Polarität so gewählt ist, daß die den Schmitt-Trigger in seine Ruhelage zu bringen trachtet, eine konstante Vorspannung, die bei Normalpegel nicht ausreicht, um den Schmitt-Trigger anzuregen. Bei Unterpegel, d. h. wenn die Steuerspannung kleiner wird, reicht die Vorspannung aus, um den Schmitt-Trigger anzuregen und ihn in einen Taktgeber zu verwandeln. Die Vorspannung läßt man zweckmäßigerweise am Abgriff a des Widerstandes R₁ angreifen.

Eine andere Möglichkeit, den oben beschriebenen Diskriminator-Taktgeber für Unterpegel anwendbar zu machen, besteht darin, den Schmitt-Trigger durch einen dritten Transistor, der über einen Spannungsteiler vom Kollektor k₂ des zweiten Transistors Ts 2 angesteuert wird, zu erweitern und die Integrierschaltung zwischen Kollektor und Basis dieses dritten Transistors zu schalten. Vom Kollektor des dritten Transistors zur Basis des zweiten Transistors und ebenso vom Kollektor des zweiten Transistors zur Basis des ersten Transistors wird jeweils ein Kondensator zur Versteilerung des Umklappvorganges geschaltet.

Die oben beschriebenen Schaltungsanordnungen sind auch für viele andere digitale Regelkreise einsetzbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung mit Schmitt-Trigger-Spannungsdiskriminatoren und Taktgebern zur Verwendung in Regelkreisen, insbesondere für die stufenweise Pegelregelung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen, bei welcher der Schmitt-Trigger zu einer Schaltung, die Relaxationsschwingungen ausführen kann, ergänzt ist und nach dem Ansprechen im angeregten Zustand selbst als Taktgeber arbeitet, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Integrierschaltung, bestehend aus einem Widerstand (Ti₈), einer Diode (D₂), die parallel zu diesem Widerstand liegt, und einem Kondensator (C₁), der in Serie zur Parallelschaltung liegt, mit ihrem Eingang an den Kollektor (k₂) des zweiten Transistors (Ts2) des Schmitt-Triggers geschaltet wird und deren Ausgang über einen Widerstand (R₉) mit der Basis (b₂) dieses Transistors verbunden wird und daß zwischen dem Kollektor (k₂) des zweiten Transistors (Ts 2) und der Basis (O₁) des ersten Transistors (TsI) ein Kondensator (C₂) geschaltet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelwiderstand (R₄) zwischen dem Kollektor (k_t) des ersten Transistors (TsI) und der Basis (b₂) des zweiten Transistors (Ts 2) durch eine Zenerdiode passender Durchbruchspannung ersetzt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteilerwiderstand (R₁) zwischen der Steuerspannungsquelle und der Basis (Zj₁) des ersten Transistors (TsI) mit einem Abgriff (a) versehen ist und daß zwischen diesem Abgriff (ä) und dem Potential Null eine weitere Zenerdiode passender Durchbruchspannung geschaltet wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 und 3, die bei Unterpegel ansprechen soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerspannung (U_st), deren Polarität so gewählt wird, daß sie den Schmitt-Trigger in seine Ruhelage zu bringen trachtet, eine konstante Vorspannung überlagert wird, die bei Normalpegel nicht ausreicht, um den Schmitt-Trigger anzuregen, während sie bei Unter-

pegel den Schmitt-Trigger zum Ansprechen bringt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung am Abgriff (a) des Widerstandes (R₁) angreift, der zwischen der Steuerspannungsquelle und der Basis (fcj) des ersten Transistors (TsI) liegt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, die bei Unterpegel ansprechen soll, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmitt-Trigger durch einen dritten Transistor, der über einen Spannungsteiler vom Kollektor des zweiten Transistors (Ts 2) angesteuert wird, erweitert ist und daß die Integrierschaltung zwischen Kollektor und Basis dieses dritten Transistors geschaltet wird und daß ferner vom Kollektor des dritten Transistors zur Basis des zweiten Transistors und ebenso vom Kollektor des zweiten Transistors zur Basis des ersten Transistors jeweils ein Kondensator geschaltet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Nachrichtentechnik«, 1960, H. 12, S. 523.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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