DE1237173B

DE1237173B - Process for increasing the edge of pulses and switching to carry out the process

Info

Publication number: DE1237173B
Application number: DE1965M0064004
Authority: DE
Inventors: Alfred Brian Ellis
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1964-02-06
Filing date: 1965-02-02
Publication date: 1967-03-23
Also published as: GB1063041A; FR1423540A; NL6500612A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
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Display day:

H03kH03k

Deutsche KL: 21 al - 36/04 German KL: 21 al - 36/04

M 64004 VIII a/21 al
2. Februar 1965
23. März 1967M 64004 VIII a / 21 al
February 2, 1965
March 23, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zu seiner Durchführung zur Flankenversteilerung von Impulsen. Es dient beispielsweise dazu, unerwünscht abgerundete Impulse, wie sie z. B. bei Radarempfängern oder in Fernsehübertragungsanlagen auftreten, in verbesserte Rechteckimpulse mit einer steileren vorderen und hinteren Kante umzuwandeln. Die Form der zu verbessernden Impulse und die des gewünschten Impulses werden an Hand der F i g. 1 näher erläutert.The invention relates to a method and a circuit for carrying it out for edge steepening of impulses. It is used, for example, to unwanted rounded pulses, as they are, for. B. at Radar receivers or in television transmission systems occur in improved square-wave pulses with a steeper leading and trailing edge. The shape of the impulses to be improved and those of the desired pulse are shown on the basis of FIG. 1 explained in more detail.

In Fig. 1 zeigt die Kurve (α) eine typische Kurvenform, wie sie in der Praxis oft auftritt, z. B. beim Echoimpuls im Empfängerteil einer Radaranlage oder in einem Fernsehgerät, wenn das abgetastete Bild im wesentlichen aus völlig schwarzen Marken auf einem im wesentlichen weißen Hintergrund (oder umgekehrt) besteht. Ein solcher Impuls gemäß Kurve (a) ist für die weitere Verwendung ungeeignet, weil seine vordere und hintere Kante zu stark abgerundet und abgeflacht sind. In vielen Fällen ist es wünschenswert und vorteilhaft, einen solchen Impuls wieder in einen Impuls mit annähernd vertikaler vorderer und hinterer Kante gemäß Kurve (e) umzuwandeln.In Fig. 1, the curve (α) shows a typical curve shape as it often occurs in practice, e.g. B. the echo pulse in the receiver part of a radar system or in a television set when the scanned image consists essentially of completely black marks on an essentially white background (or vice versa). Such a pulse according to curve (a) is unsuitable for further use because its front and rear edges are too strongly rounded and flattened. In many cases it is desirable and advantageous to convert such a pulse again into a pulse with an approximately vertical leading and trailing edge according to curve (e).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Impulse gemäß Kurve (ä) in Impulse gemäß der Kurve (e) umzuwandeln. Die Erfindung besteht in der Kombination folgender Maßnahmen:The invention is based on the object of converting pulses according to curve (a) into pulses according to curve (e). The invention consists in the combination of the following measures:

a) Aus der Eingangsspannung werden bei Amplitudenänderangen der Eingangsspannung oberhalb eines festgelegten Betrages Signale abgeleitet; a) The input voltage becomes amplitude changes signals derived from the input voltage above a specified amount;

b) die Polarität eines dieser Signale wird geändert, so daß beide Signale die gleiche Polarität erhalten; b) the polarity of one of these signals is changed so that both signals have the same polarity;

c) die beiden Signale gleicher Polarität werden zusammengesetzt; c) the two signals of the same polarity are combined;

d) mit dem durch diese Zusammensetzung gewonnenen kombinierten Signal wird eine Schwellwertschaltung gesteuert, die solche kombinierten Signale ausschließt, die einer Amplitudenänderung unterhalb des festgelegten Betrages entsprechen;d) with the combined signal obtained by this composition becomes a Threshold circuit controlled, which excludes such combined signals that an amplitude change below the specified amount;

e) die Ausgangsspannung der Schwellwertschaltung wird dazu ausgenutzt, die Eingangsspannung auf einen Punkt fester Spannung festzuklemmen.e) the output voltage of the threshold value circuit is used, the input voltage clamp to a point of fixed tension.

Im allgemeinen hat der Punkt fester Spannung Erdpotential. Er kann auch ein anderes, vorzugsweise einstellbares Potential haben. Vorzugsweise wird die Ausgangsspannung der Schwellwertschaltung vor ihrer Verwendung zum Festklemmen der Eingangsspannung amplitudenbegrenzt. Die Ableitung der amplitudenänderungsabhängigen Signale aus dem Verfahren zur Flankenversteilerung von
Impulsen und Schaltung zur Durchführung
des VerfahrensIn general, the point of fixed voltage is at ground potential. It can also have a different, preferably adjustable, potential. The output voltage of the threshold value circuit is preferably limited in amplitude before it is used to clamp the input voltage. The derivation of the amplitude change-dependent signals from the method for increasing the slope of
Impulses and circuit for implementation
of the procedure

Anmelder:Applicant:

The Marconi Company Limited, LondonThe Marconi Company Limited, London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,Dr.-Ing. B. Johannesson, patent attorney,

Hannover, Göttinger Chaussee 76Hanover, Göttinger Chaussee 76

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Alfred Brian Ellis,Alfred Brian Ellis,

Great Baddow, Essex (Großbritannien)Great Baddow, Essex (UK)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 6. Februar 1964Claimed priority:
Great Britain 6 February 1964

vom 13. Oktober 1964 (5017)dated October 13, 1964 (5017)

Eingangssignal erfolgt vorzugsweise mit einem Differenzierglied, das einen Reihenwiderstand und einen dazu parallelgeschalteten Verstärker enthält.The input signal is preferably made with a differentiating element that has a series resistor and contains an amplifier connected in parallel.

Zur Änderung der Polarität und zur Zusammensetzung der Signale ist vorzugsweise ein Netzwerk mit zwei Eingangselektroden vorgesehen. Ein Halbleiterelement liegt dabei in Reihe mit einem die Polarität umkehrenden Verstärker mit dem Verstärkungsgrad 1 zwischen der Ausgangsklemme der die Signale liefernden Schaltung und einer Eingangsklemme des Netzwerkes. Ein zweites, entgegengesetzt gepoltes Halbleiterelement liegt zwischen der letztgenannten Ausgangsklemme und der anderen Eingangsklemme des Netzwerkes. Der genannte Verstärker hat also eine Verstärkung von — 1.A network is preferably used to change the polarity and to compose the signals provided with two input electrodes. A semiconductor element is in series with a polarity inverting amplifier with gain 1 between the output terminal of the signals supplying circuit and an input terminal of the network. A second, oppositely polarized Semiconductor element lies between the latter output terminal and the other input terminal of the network. The amplifier mentioned has a gain of -1.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.

F i g. 1 zeigt verschiedene Kurvenformen, die im Zuge der erfindungsgemäßen Schaltung auftreten;F i g. 1 shows various waveforms which occur in the course of the circuit according to the invention;

F i g. 2 stellt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung dar.F i g. Figure 2 illustrates an embodiment of such Circuit.

Schaltungspunkte in Fig. 2 und die an diesen Punkten stehenden Spannungen sind in den F i g. 1 und 2 mit den gleichen kleinen Buchstaben bezeichnet. Circuit points in FIG. 2 and the voltages at these points are shown in FIGS. 1 and 2 denoted by the same small letters.

In F i g. 2 wird eine Spannung mit der Kurvenform gemäß α an Eingangsklemmen 1 angelegt. Eine ver-In Fig. 2, a voltage with the curve shape according to α is applied to input terminals 1. A ver

709 520/365709 520/365

besserte, dem Rechteck angenäherte Spannung gemäß Kurve e ist dann an Ausgangsklemmen 2 verfügbar. Eine der Eingangsklemmen 1 ist mit einer der Ausgangsklemmen 2 über einen Widerstand R verbunden. Die beiden anderen Klemmen des Eingangs und des Ausgangs sind miteinander direkt verbunden. Die Eingangsspannung wird einer Differenzierschaltung B zugeführt. Diese Differenzierschaltung ist von bekannter Art und enthält einen Eingangskondensator B1 in Reihe mit einem Widerstand B 2, dem ein Verstärker B 3 parallel geschaltet ist. Die Ausgangsspannung an der Leitung b besteht aus positiv gerichteten und negativ gerichteten Signalen, die der vorderen bzw. hinteren Kante der Eingangsspannung gemäß Kurve α entsprechen.Improved voltage approximating the rectangle according to curve e is then available at output terminals 2. One of the input terminals 1 is connected to one of the output terminals 2 via a resistor R. The other two terminals of the input and the output are directly connected to each other. The input voltage is fed to a differentiating circuit B. This differentiating circuit is of a known type and contains an input capacitor B 1 in series with a resistor B 2 to which an amplifier B 3 is connected in parallel. The output voltage on line b consists of positively directed and negatively directed signals which correspond to the front and rear edges of the input voltage according to curve α.

Die Ausgangsspannung von der Differenzierschaltung B wird dem Gleichrichterblock C zugeführt, der zur Umkehrung einer Polarität und zur Zusammensetzung der beiden Signale nach Kurve b dient. Die Schaltung dieses Blockes C bringt die beiden Teile der Spannung gemäß Kurve b auf gleiche Polarität, in diesem Fall beide auf positive Polarität, und setzt sie anschließend zusammen (c). Die zur Umkehrung der Polarität dienende Schaltung des Blockes C enthält zwei entgegengesetzt gepolte Dioden Cl und C 2 sowie einen die Polarität umkehrenden Verstärker C 3. Dieser Verstärker hat den Verstärkungsfaktor 1 und liefert eine Ausgangsspannung, deren Polarität zur Eingangsspannung umgekehrt ist. Das heißt die Verstärkung des Verstärkers C 3 ist = — 1. Der die Zusammensetzung der Signale bewirkende Teil des Blockes C enthält die beiden Widerstände C 4 und C 5. Die Diode Cl und der Verstärker C 3 liegen in Serie zwischen der Ausgangsklemme des Blockes B und dem linken Ende des Widerstandes C 4. Die andere Diode C 2 liegt zwischen der Ausgangsklemme des Blockes B und dem rechten Ende des Widerstandes C 5. An dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände C 4 und C 5 entsteht demgemäß eine Spannung mit der in Kurve c dargestellten Kurvenform. The output voltage from the differentiating circuit B is fed to the rectifier block C, which is used to reverse a polarity and to combine the two signals according to curve b . The circuit of this block C brings the two parts of the voltage according to curve b to the same polarity, in this case both to positive polarity, and then puts them together (c). The circuit of block C used to reverse the polarity contains two oppositely polarized diodes C1 and C2 and an amplifier C3 that reverses polarity. This amplifier has a gain factor of 1 and provides an output voltage whose polarity is reversed to the input voltage. That is, the gain of the amplifier C 3 = -1. The part of the block C which brings about the composition of the signals contains the two resistors C 4 and C 5. The diode Cl and the amplifier C 3 are in series between the output terminal of the block B. and the left end of the resistor C 4. The other diode C 2 lies between the output terminal of the block B and the right end of the resistor C 5. At the junction of the two resistors C 4 and C 5, a voltage with the curve c is produced curve shape shown.

Die Ausgangsspannung des Blockes C wird einer Schwellwertschaltung D zugeführt. Diese Schaltung besteht aus einer DiodeDl, die durch geeignete Mittel, nämlich durch ein an eine nicht dargestellte Betriebsspannung angeschlossenes Potentiometer D 2, in Sperrichtung vorgespannt ist. Die Schaltung D liefert eine Spannung gemäß Kurve d. Diese Ausgangsspannung des Blockes D wird einer Begrenzerund Klemmschaltung £ zugeführt. Diese Schaltung dient zum Festklemmen der Spannung an der Ausgangsklemme 2. Die Eingangsspannung des Blockes E wird über einen Widerstand El geführt und mit einer Begrenzerschaltung begrenzt, die aus zwei entgegengesetzt gepolten Dioden E2,E3 besteht, von denen eine, E2, positiv und die andere, E3, negativ vorgespannt ist. Die Vorspannung wird von Potentiometern E4 und ES und nicht näher dargestellten Spannungsquellen geliefert. Die durch die Begrenzerschaltung begrenzten Signale werden in einem Verstärker E 6 mit hoher Verstärkung verstärkt und dann einem Ausgangstransistor El zugeführt, dessen Kollektor mit der »heißen« Klemme der Ausgangsklemmen 2 verbunden ist. Der Transistor El bewirkt ein Festklemmen der Ausgangsspannung, so daß diese die in Kurve e dargestellte Form annimmt. Wie diese Kurve zeigt, ist die Ausgangsspannung weitgehend rechteckig. Die ursprünglichen, abgeflachten und abgerundeten Kanten der Kurven sind weitgehend beseitigt. Die äußeren Enden dieser Kanten bewirken nur einen unbedeutenden Spannungsabstieg, wie er auf beiden Seiten der rechteckigen Ausgangsspannung e dargestellt ist.The output voltage of block C is fed to a threshold circuit D. This circuit consists of a diode D1, which is biased in the reverse direction by suitable means, namely by a potentiometer D 2 connected to an operating voltage (not shown). The circuit D supplies a voltage according to curve d. This output voltage of the block D is fed to a limiter and clamping circuit £. This circuit is used to clamp the voltage at the output terminal 2. The input voltage of the block E is passed through a resistor El and limited with a limiter circuit, which consists of two oppositely polarized diodes E2, E3 , one of which, E2, positive and the other , E3, is negatively biased. The bias voltage is supplied by potentiometers E4 and ES and voltage sources not shown in detail. The signals limited by the limiter circuit are amplified in an amplifier E 6 with a high gain and then fed to an output transistor E1, the collector of which is connected to the "hot" terminal of the output terminals 2. The transistor El causes the output voltage to be clamped, so that it assumes the form shown in curve e. As this curve shows, the output voltage is largely rectangular. The original, flattened and rounded edges of the curves are largely eliminated. The outer ends of these edges cause only an insignificant voltage drop, as shown on both sides of the rectangular output voltage e .

Claims

Patent claims:

1. Method for increasing the edge steepness of pulses, in particular for processing a Radar or television sync pulse with undesirably flat and rounded edges, marked by combining the following measures:

a) Signals (b) are derived from the input voltage (a) when the amplitude of the input voltage (a) changes above a specified amount;

b) the polarity of one of these signals (b) is changed so that both signals (c) have the same polarity;

c) the two signals (c) of the same polarity are combined;

d) the combined signal (c) obtained by this composition is used to control a threshold value circuit (D) which excludes those combined signals which correspond to an amplitude change below the specified amount;

e) the output voltage of the threshold value circuit (D) is used to clamp the input voltage (a) to a point of fixed voltage.

2. The method according to claim 1, characterized in that the voltage at the point fixed voltage is adjustable.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the output voltage (d) of the threshold circuit (D) is limited in amplitude prior to its use for clamping the input voltage (a).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the derivation of the amplitude change-dependent signals (b) takes place with a differentiating element which contains a series resistor (B 2) and an amplifier (B 3) connected in parallel thereto.

5. A circuit for performing the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a differentiating circuit (B) is connected to the input voltage source (1), at the output of which two signals of opposite polarity (b) corresponding to the pulse edges are generated that the differentiating circuit (B) is connected to a rectifier block (C), which reverses one of the two signals (b) (c), and that between the rectifier block (C) and an output terminal (R) fed with the input voltage via a resistor (R) 2) a clamping circuit (E) is connected, which is controlled by the signals (c) via a threshold value circuit (D) .

6. A circuit for performing the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a network (C 4, CS) with two input terminals for changing the polarity and for composing the signals (c)

it is provided that a semiconductor element (Cl) in series with an amplifier (C 3) reversing polarity and having a gain of 1 between the output terminal (b) of the circuit (B) delivering the signals and an input terminal of the network (C 4, CS) and that a second, oppositely polarized semiconductor element (C 2) lies between the last-mentioned output terminal (b) and the other input terminal of the network (C 4, C 5).

1 sheet of drawings