DE1201880B

DE1201880B - Push button circuit

Info

Publication number: DE1201880B
Application number: DEB59196A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Drescher
Original assignee: DEUTSCHE POST INST; RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE; Deutsche Post AG
Current assignee: DEUTSCHE POST INST; RUNDFUNK und FERNSEHTECHNISCHE; Deutsche Post AG
Priority date: 1960-09-02
Filing date: 1960-09-02
Publication date: 1965-09-30

Description

Tastschaltung Die Erfindung betrifft eine Tastschaltung (elektronischen Schalter) mit sehr geringem Aufwand, die die Signale nullsymmetrisch tastet, d. h. also, daß den getasteten Signalen die Tastimpulse nicht überlagert sind und somit der Gleichstrommittelwert durch die Tastung unverändert bleibt.Key circuit The invention relates to a key circuit (electronic Switch) with very little effort, which samples the signals with zero symmetry, d. H. so that the strobe pulses are not superimposed on the strobe signals and thus the DC mean value remains unchanged by the keying.

Tastschaltungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bereits bekannt. Diese Schaltungen sind so ausgeführt; daß den getasteten Signalen die Tastimpulse additiv überlagert sind. Dabei werden z. B. Röhren über eines der Gitter impulsmäßig gesperrt und geöffnet, wobei der Anodenstrom zwischen Null (wo keine Verstärkung stattfindet) und dem Wert des eingestellten Arbeitspunktes pulsiert. Bei Transistoren und Dioden werden dagegen vor der Aussteuerung das Tastsignal und das auszutastende Signal überlagert, so daß die positive oder negative Halbwelle des gesamten überlagerten Signals in den Sperrbereich des Halbleiterelementes fällt, in dem also das zu tastende Signal nicht übertragen wird. Für viele Anwendungszwecke ist aber eine Überlagerung des Austastimpulses unzulässig, z. B. im Fernsehen bei der Erzeugung des Farbsynchronsignals (Burst). Eine Abhilfe wird bei diesen Schaltungen dadurch erreicht, daß dem getasteten mit dem Tastimpuls überlagerten Signal zusätzlich ein Tastimpuls mit entgegengesetzter Polarität überlagert wird, so daß sich die beiden Impulse zu Null addieren. Diese Methode besitzt drei Nachteile: 1. erfordert sie einen relativ großen Aufwand, 2. ist die Kompensation unvollständig, so daß immer Spitzen zurückbleiben, und 3. wird das ausgetastete Signal in gewissem Maße amplituden- und phasenmoduliert.Key circuits are already known in various embodiments. These circuits are designed like this; that the strobe signals the strobe pulses are additively superimposed. This z. B. Tubes pulsed across one of the grids locked and opened, with the anode current between zero (where no gain takes place) and the value of the set operating point pulsates. With transistors and diodes, on the other hand, become the key signal and the one to be blanked before the modulation Signal superimposed so that the positive or negative half-wave of the entire superimposed The signal falls into the blocking range of the semiconductor element, i.e. the one to be scanned Signal is not transmitted. For many purposes, however, there is an overlay of the blanking pulse is not allowed, e.g. B. on television in the generation of the burst signal (Burst). A remedy is achieved in these circuits that the keyed with the signal superimposed on the key pulse, a key pulse with the opposite one Polarity is superimposed so that the two pulses add up to zero. These The method has three disadvantages: 1. it requires a relatively large amount of effort, 2. the compensation is incomplete, so that peaks always remain, and 3. becomes the blanked signal is amplitude and phase modulated to some extent.

Eine solche Modulation erschwert z. B. die Erzeugung von getasteten HF-Meßsignalen für die Linearitätsmessung und Messung der pegelabhängigen Phase beim Fernsehen.Such a modulation makes z. B. the generation of keyed HF measurement signals for linearity measurement and measurement of the level-dependent phase watching television.

Die Funktion eines wirklichen mechanischen Schalters wird von all diesen. Schaltungen nicht exakt nachgebildet, da am Ausgang a11 dieser Schalter nicht nur das Nutzsignal erscheint, sondern auch das Schaltsignal. Die bekannten Schaltungen von Ringmodulatoren (z. B. H e n k 1 e r : »Anwendung der Modulation beim Trägerfrequenzfernsprechen auf Leitungen«, Leipzig, 1948, S.27) arbeiten fast alle symmetrisch, so daß ein direkter Vergleich nicht möglich ist. Außerdem erscheint dann bei bestimmten Schaltungen am Ausgang zwar nicht die Grundwelle des Modulationssignals (Schaltsignals), wohl aber die Oberwellen. Es ist aber erforderlich, daß das Schaltsignal in keiner Form am Ausgang erscheint, wenn man einen mechanischen Schalter in seiner Funktion nachbilden will. Für viele Anwendungen muß auch ein unsymmetrischer Betrieb möglich sein, wobei Wechsel- und Gleichstromanteile von Signalen auch aperiodisch unverzerrt geschaltet werden können.The function of a real mechanical switch is dependent on everyone this. Circuits not exactly reproduced because this switch is at output a11 not only does the useful signal appear, but also the switching signal. The known Circuits of ring modulators (e.g. H e n k 1 e r: »Application of modulation with carrier frequency telephony on lines «, Leipzig, 1948, p.27) work almost all symmetrical, so that a direct comparison is not possible. Also appears then with certain circuits at the output not the fundamental wave of the modulation signal (Switching signal), but probably the harmonics. But it is necessary that the switching signal in no way appears at the output if you put a mechanical switch in its Wants to reproduce function. For many applications, asymmetrical operation is also required be possible, with AC and DC components of signals also aperiodic can be switched without distortion.

Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung, die aus zwei Dioden und einem Übertrager oder Phasenumkehrstufe besteht und auch zur symmetrischen Amplitudenmodulation benutzt wird, ist in F i g. l dargestellt. Sie besitzt ebenfalls wesentliche Nachteile: Wenn am Ausgang C das Schaltsignal S in bezug auf Masse nicht erscheinen soll, ist nur die in F i g. 1 angegebene Schaltungsart möglich, wobe= das Wechselstrom-Schaltsignal nur über einen Übertrager ü den Dioden D 1 und D 2 zugeführt werden kann und die zu schaltende Spannung an den Mittelpunkt P eines aus den Widerständen R 1 und R 2 gebildeten, der Sekundärseite des Übertragers parallelliegenden Spannungsteilers. Dieser Übertrager wird aber für tiefe Frequenzen sehr groß und befindet sich außerdem im Schaltkreis. Dadurch entstehen oft Eigenschwingvorgänge.Another known circuit arrangement, which consists of two diodes and a transformer or phase reversal stage and is also used for symmetrical amplitude modulation, is shown in FIG. l shown. It also has significant disadvantages: If the switching signal S with respect to ground should not appear at output C, only that in FIG. 1 specified type of circuit possible, whereby = the alternating current switching signal can only be fed via a transformer ü to the diodes D 1 and D 2 and the voltage to be switched to the center point P of one of the resistors R 1 and R 2 , the secondary side of the transformer parallel voltage divider. However, this transformer is very large for low frequencies and is also located in the circuit. This often creates natural oscillation processes.

Diese Nachteile werden behoben, indem erfindungsgemäß das Schaltsignal eine anschaltbare hochfrequente Hilfsschwingung ist, die auf der Sekundärseite des Übertragers mittels einer dritten Diode gleichgerichtet wird und nach Glättung mittels Kondensatoren die Dioden im Wege des zu tastenden Signals je nach Polarität sperrt oder öffnet.These disadvantages are eliminated by the switching signal according to the invention is a switchable high-frequency auxiliary oscillation that is generated on the secondary side of the Transformer is rectified by means of a third diode and after smoothing by means of Capacitors blocks the diodes in the way of the signal to be sampled depending on the polarity or open.

Zwei antiparallele Dioden D 1 und D 2, die einmal mit den beiden äußeren Punkten zweier RC-Glieder R 1, C 1 bzw. R 2, C 2 verbunden sind und zum anderen mit dem Arbeitswiderstand R des getasteten Signals, werden für das an die Mitte der RC-Glieder am Punkt P angelegte Signal im Rhythmus des Schaltsignals geöffnet oder gesperrt, je nach eventueller Vorspannung und Polarität der Diode D 3. Je nach der Polarität der Diode D 3 kann die Anordnung entweder wie ein Ruhekontakt oder wie ein Arbeitskontakt wirksam sein. Mit dieser Schaltungsanordnung können nichtperiodische und periodische Vorgänge aller Frequenzen geschaltet werden. Der übertrager bleibt dabei in allen Fällen klein, da nur Hochfrequenz zu übertragen ist.Two anti-parallel diodes D 1 and D 2, which are connected to the two outer points of two RC elements R 1, C 1 and R 2, C 2 and to the load resistance R of the sampled signal, are used for the The signal applied to the middle of the RC elements at point P is opened or blocked in the rhythm of the switching signal, depending on the possible bias voltage and polarity of diode D 3 . With this circuit arrangement, non-periodic and periodic processes of all frequencies can be switched. The transmitter remains small in all cases, since only high frequency is to be transmitted.

Da besonders bei Ausbildung der Tastschaltung in der Funktion eines Ruhekontaktes die Dioden ohne Vorspannung noch einen Widerstand aufweisen, der vor allem bei geringen Signalspannungen verzerrend wirkt, ist es vorteilhaft, an der Ausgangsseite der Dioden D 1 und D 2 ebenfalls einen Übertrager mit einer vierten umgekehrt gepolten Diode anzuschalten, an dem eine gleichartige Hochfrequenz wie am Eingang des ersten übertragers entweder dauernd oder nur während der Zeit anliegt, in der die antiparallel geschalteten Dioden geöffnet sind. Der Durchlaßwiderstand der antiparallelen Dioden wird dadurch noch erheblich verringert. Die beiden Schaltdioden D1 und D2 befinden sich dabei zwischen zwei Paaren von RC-Gliedern, nämlich zwischen den Paaren R 1 C 1 und R 2 C 2 auf der einen Seite und den Paaren R 3 C 3 und R 4 C 4 auf der anderen Seite der beiden Schaltdioden, wobei der Eingang des zu tastenden Signals zwischen Bezugspotential und der Mitte zwischen dem ersten Paar von RC-Gliedern, nämlich zwischen R 1 C 1 und R 2 C 2 liegt und der Ausgang zwischen Bezugspotential und der Mitte des zweiten Paares, nämlich zwischen R 3 C 3 und R 4 C 4. Die Schaltvorgänge können hierbei so vorgenommen werden, daß für den durchgeschalteten Zustand die Hochfrequenz an der einen Seite A anliegt (Vorspannung in Durchlaßrichtung) und für den ausgeschalteten Zustand an der anderen Seite B (Vorspannung in Sperrrichtung) oder daß an einer Seite eine konstante Hochfrequenz anliegt und an der anderen die Amplitude zwischen Null und einem großen Wert geschaltet wird.Since the diodes without bias voltage still have a resistance, especially when the push-button circuit is designed to function as a break contact, which has a distorting effect especially at low signal voltages, it is advantageous to reverse a transformer with a fourth on the output side of the diodes D 1 and D 2 To switch on a polarized diode at which a high frequency of the same type as at the input of the first transformer is applied either continuously or only during the time in which the anti-parallel connected diodes are open. The forward resistance of the anti-parallel diodes is thereby considerably reduced. The two switching diodes D1 and D2 are located between two pairs of RC elements, namely between the pairs R 1 C 1 and R 2 C 2 on one side and the pairs R 3 C 3 and R 4 C 4 on the other side of the two switching diodes, the input of the signal to be scanned between reference potential and the middle between the first pair of RC elements, namely between R 1 C 1 and R 2 C 2 , and the output between reference potential and the middle of the second pair, namely between R 3 C 3 and R 4 C 4. The switching operations can be carried out in such a way that the high frequency is applied to one side A for the switched-through state (bias in the forward direction) and for the switched-off state on the other side B (bias in Reverse direction) or that a constant high frequency is applied on one side and the amplitude is switched between zero and a large value on the other.

Die F i g. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung nach Art eines Ruhekontaktes. Zur Vorspannungserzeugung für die beiden Dioden wird nach F i g. 2 eine Gleichrichterschaltung mit der Diode D 3 benutzt, die über den Übertrager 1`U gespeist wird, so daß bei einer Hochfrequenzeinspeisung in den Übertrager der Punkt A 2 an der Anode der Diode D 2 in bezug auf K1 an der Kathode der Diode D 1 negatives Potential annimmt und die Dioden D 1 und D 2 gesperrt werden. In der Schaltung nach F i g. 3 wird zusätzlich durch eine positive Diodenvorspannung, erzeugt durch D 4, in geöffnetem Zustand der Durchlaßwiderstand der Dioden D 1 und D 2 verringert.The F i g. 2 and 3 show exemplary embodiments of the invention in the manner of a normally closed contact. To generate a bias voltage for the two diodes, according to FIG. 2 uses a rectifier circuit with the diode D 3, which is fed via the transformer 1`U, so that in the event of a high-frequency feed into the transformer, the point A 2 at the anode of the diode D 2 with respect to K1 at the cathode of the diode D 1 assumes negative potential and the diodes D 1 and D 2 are blocked. In the circuit according to FIG. 3 is additionally reduced by a positive diode bias voltage, generated by D 4, the forward resistance of the diodes D 1 and D 2 in the open state.

Claims

Claims: 1. Tactile circuit (electronic switch), consisting from a transformer whose primary winding is connected to a first input, consisting of two anti-parallel connected diodes, which are connected in series to the secondary winding of the transmitter lie at the connection point of one connection of the consumer is switched on, which is connected with its other terminal to the reference potential is, with a second input between the reference potential and a point of symmetry which is parallel to the secondary winding of the transformer by means of two identical ones series-connected resistors is obtained, with an alternating current switching signal at the first input and the signal to be sampled at the second input, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the switching signal is a switchable high-frequency Auxiliary oscillation is generated on the secondary side of the transformer by means of a third Diode is rectified and after smoothing with capacitors the diodes in the Path of the signal to be scanned locks or opens depending on the polarity.

2. Push button circuit according to claim 1, characterized in that on the output side of the circuit a similar high frequency is switched on as the alternating current switching signal at the input and that this is either continuously rectified by means of a fourth diode or only during the time in which the anti-parallel connected diodes are open are. Documents considered: German Patent No. 696 583; German Auslegeschrift No. 1028 627; German utility model No. 1689190; »Electronics«, 1.1. 1957, p.178; O. H e n k I e r: »Use of modulation in carrier-frequency telephony on lines «, Leipzig, 1948, p. 27.