DE1239739B - Amplitudendiskriminatorschaltung zur Abgabe eines Ausgangssignals bei innerhalb eines bestimmten Amplitudenbereichs liegenden Eingangssignalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DE UTSC HES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 04b

H04m
Deutsche Kl.: 21 a2 - 36/14

Nummer: 1239 739

Aktenzeichen: N 24194 VIII a/21 a2

. Anmeldetag: 21. Dezember 1963

Auslegetag: 3. Mai 1967

Die Erfindung betrifft eine Amplitudendiskriminatorschaltung zum Trennen von Signalen, deren Amplitude zwischen zwei Grenzwerten liegt, von Signalen mit einer Amplitude, die außerhalb des durch diese Grenzwerte bestimmten Bereichs liegt, und zur Abgabe eines Ausgangssignals bei innerhalb dieses Bereichs liegenden Eingangssignalen.

Bekannte Schaltungsanordnungen dieser Art sind mit Elektronenröhren oder Transistoren ausgerüstet und sind infolgedessen mit einer gewissen Trägheit wirksam. Außerdem ist bei den bekannten Anordnungen die Stabilisierung schwierig.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben, indem Tunneldioden benutzt werden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale dem Verbindungspunkt ungleichnamiger Elektroden des einen und des anderen zweier Paare von Tunneldioden gegenphasig zugeführt werden, die, jeweils in Reihe geschaltet, durch gegenphasige Spannungen im Bereich fallender Kennlinie betrieben werden, daß den Verbindungspunkten der beiden Paare von Tunneldioden jeweils Einstellgleichströme zugeführt werden, deren Größe und Polarität verschieden sind, und daß die Verbindungspunkte der Tunneldiodenpaare über je einen Widerstand mit der Ausgangsklemme verbunden sind.

Die neue Schaltung ist nicht mit einer der bekannten Schaltungsanordnungen zur Amplitudenbegrenzung zu vergleichen, denn mit solchen Anordnungen kann man nicht ohne weiteres feststellen, wann der Wert einer willkürlichen Größe innerhalb bestimmter enger Grenzen liegt, was z. B. zum Anzeigen einer bestimmten Temperatur, Druck usw. notwendig ist,, falls die Temperatur, der Druck usw. als Funktion der Zeit variieren. Die Ausnutzung des fallenden Teils der Kennlinie einer Tunneldiode zum Zweck der Abtrennung von Impulsen aus Signalgemischen ist an sich bereits bekannt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Einstellgleichströme konstant und weisen einen nur geringen Größenunterschied auf.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 das Pfirizipscnaltbild einer Schaltung nach der Erfindung und

F i g. 2 Diagramme zur Erläuterung der Wirkung der Schaltung nach F i g. 1 zeigt. -^; ■-

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird das von der Quelle 1 stammende Wechselspannungsspeisesignal, das sowohl sinusförmig als auch rechteckimpulsförmig sein kann, über den Gegentakttransformator 2, dessen Sekundärwicklung einen geerdeten Amplitudendiskriminatorschaltung zur Abgabe
eines Ausgangssignals bei innerhalb eines
bestimmten Amplitudenbereichs liegenden
Eingangssignalen

Anmelder:

N.V.Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoben (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Johan Cornells Balder, Eeltje de Boer;
Gerardus Johannes Jacobus Moonen,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 27. Dezember 1962 (287 235)

Mittenabgriff 12 hat, der Reihenschaltung der Tunneldioden 3 und 4 zugeführt. Diese Tunneldioden sind mit ungleichnamigen Elektroden miteinander verbunden. Das Wechselspannungsspeisesignal hat eine solche Amplitude, daß der Arbeitspunkt der Tunneldioden 3 und 4 beim Auftreten dieser Spannungen den abfallenden Teil ihrer Strom-Spannungs-Kennlinie durchläuft.

Die Erfindung benutzt die an sich bekannte Erkenntnis, daß die Polarität eines Signals, das dem Verbindungspunkt zweier Tunneldioden entnommen wird, die mit ungleichnamigen Elektroden miteinander verbunden sind und die gegenphasig durch eine Hilfswechselspannung gespeist werden, gleich der Polarität eines dem Verbindungspunkt zugeführten Steuersignals ist.
An den Verbindungspunkt 30 der Tunneldioden 3

- - und 4 und an den Verbindungspunkt 31 der^ Tunneldioden 7 und 8, die auf gleiche Weise wie die Tunneldioden 3 und 4 geschaltet sind und die durch 'eine Quelle5 über den Transformator6 mit bei 13 geerdetem Mittenabgriff der Sekundärwicklung gespeist werden, wird das Eingangssignal gelegt. Dieses einer Wechselspannungsquelle 10 entstammende Eingangssignal wird über einen Transformator 11 mit einer Sekundärwicklung, deren Mitten-

T ' Γ; :· : ;■·.-.:■· 709 578/232

abgriff 14 auf konstantem Potential, insbesondere Erdpotential liegt, und über Widerstände 21 und 22 den beiden Verbindungspunkten 30 und 31 gegenphasig zugeführt.

Gemäß der Erfindung werden außerdem den Verbindungspunkten 30 und 31 Einstellgleichströme verschiedener Polarität und Größe über Widerstände 15 und 18 zugeführt. Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind diese Einstellströme konstant und haben einen geringen Größenunterschied, d. h., ihr Größenunterschied ist gering im Vergleich zu dem Spitzenstrom jeder Tunneldiode. Es wird z. B. der Klemme 23 ein negativer, konstanter Einstellgleichstrom —{i — Ai) und der Klemme 24 ein positiver, konstanter Einstellgleichstrom + (i + Ai) zugeführt. Ist die Amplitude des Signals der Quelle 10 kleiner als i — Δ i, so wird der Ausgangsklemme 25 aus dem Verbindungspunkt 30 bzw. 31 ein negativer bzw. ein positiver Strom zugeführt. Diese Ströme heben sich bei passend gewählten Tunneldioden und/oder Widerständen 36 und 37 ganz auf. Dies ist auch der Fall, wenn die Amplitude des Signals der Quelle 10 größer ist als i + Δ i, da dann am Verbindungspunkt 30 bzw. 31 ein positiver bzw. ein negativer Strom entsteht. Beide Ströme heben sich wieder auf.

Liegt jedoch z. B. zwischen den Zeitpunkten t_x und t₂ (s. Fig. 2) die Amplitude des Eingangssignals zwischen (i -Ai) und (i + A i), so erscheint an beiden Verbindungspunkten ein positiver Strom und an der Klemme 25 somit die Summe dieser positiven Ströme.

In Fig. 2 stellt die Kurve40 den der Klemme 25 zugeführten Strom der Tunneldioden 3 und 4 dar; die Kurve 41 ist der der Klemme 25 zur Verfügung stehende Strom der Tunneldioden 7 und 8, und die Kurve 42 zeigt den Gesamtstrom an der Klemme 25. Zwischen den Zeitpunkten t_x und t₂ steht also eine Reihe von Impulsen zur Verfugung.

In einer Ausführungsform waren 3,4,7 und 8 Germanium-Tunneldioden einer Versuchsausführung mit einem Strommaximum von 5 mA bei einer Spannung von 55 mV und einem Stromminimum von 0,5 mA bei einer Spannung von 350 mV. Die Quellen 1 und 5 lieferten Rechteckspannungen mit einer Größe von 0,2 V und mit einer Wiederholungsfrequenz von 10 MHz. Die Quelle 10 lieferte Spannungen mit einer veränderlichen Amplitude zwischen 0,2 und OV und mit einer Wiederholungsfrequenz von 1 MHz. Die Widerstände 15 und 18 hatten Werte von je 1 kß, die Widerstände 21 und 22 Werte von je 100 Ohm und die Widerstände 36 und 37 Werte von je 390 Ohm. Der Klemme 23 wurde ein negativer Gleichstrom von 100 μΑ und der Klemme 24 ein positiver Gleichstrom von 300 μΑ zugeführt. An der Klemme 25 standen Gruppen von Impulsen mit einer Größe von 100 mV und einer Wiederholungsfrequenz für jede Gruppe von 10 MHz zur Verfügung, wenn die Amplitude des Signals der Quelle 10 über einen Bereich von 200 μΑ veränderlich war.

Da die Speisesignale für die Paare von Tunneldioden gleichphasig sein müssen, ist es empfehlenswert, die gleiche Spannungsquelle sowohl für das Paar 3, 4 als auch für das Paar 7, 8 zu benutzen. Dies erfolgt durch Anschluß des Paares 7, 8 über die in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Verbindungen 16 und 19 an die Sekundärwicklung des Transformators 2 und durch Unterbrechung der Verbindung mit der Sekundärwicklung des Transformators 6.

Es kann eine Anzahl dieser Diskriminatorschaltungen parallel gelegt werden. Werden dabei die

ίο Grenzwerte für jede Schaltung verschieden gewählt, so stehen am Ausgang Impulsreihen aus einer Anzahl von Eingangspegeln zur Verfügung, die gleich der Anzahl der Schaltungen ist. Es ist dabei erwünscht, eine Entkopplung vorzusehen, z. B. indem Emitterfolgetransistoren den Paaren von Tunneldioden vorangehen und folgen.

Es können selbstverständlich auch Einstellgleichströme der gleichen Polarität den Verbindungspunkten 30 und 31 zugeführt werden. Das Eingangssignal, das eine dem Einstellstrom entgegengesetzte Polarität hat, wird dann gleichphasig den Verbindungspunkten der Diodenpaare zugeführt. An der Ausgangsklemme erscheint entweder ein Signal A (wenn das Eingangssignal kleiner ist als der niedrigere Einstellstrom), kein Signal (wenn das Eingangssignal zwischen beiden Einstellströmen liegt) oder ein Signal B mit einer Polarität, die der des Signals A entgegengesetzt ist (wenn das Eingangssignal den größeren Einstellstrom überschreitet).

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Amplitudendiskriminatorschaltung zum Trennen von Signalen, deren Amplitude zwischen zwei Grenzwerten liegt, von Signalen mit einer Amplitude, die außerhalb des durch diese Grenzwerte bestimmten Bereiches liegt, und zur Abgabe eines Ausgangssignals bei innerhalb dieses Bereiches liegenden Eingangssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignale dem Verbindungspunkt (30 bzw. 31) ungleichnamiger Elektroden des einen und des anderen zweier Paare von Tunneldioden (3, 4 bzw. 7, 8) gegenphasig zugeführt werden, die, jeweils in Reihe geschaltet, durch gegenphasige Spannungen im Bereich fallender Kennlinie betrieben werden, daß den Verbindungspunkten (30 bzw. 31) der beiden Paare von Tunneldioden (3, 4 bzw. 7, 8) jeweils Einstellgleichströme zugeführt werden, deren Größe und Polarität verschieden sind, und daß die Verbindungspunkte der Tunneldiodenpaare über je einen Widerstand (36 bzw. 37) mit der Ausgangsklemme (25) verbunden sind (Fig. 1).

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellgleichströme konstant sind und einen nur geringen Größenunterschied aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1132 584.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 578/232 4.67 Q Bundesdruckerei Berlin