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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Pilotregelung für die Primär-
und Sekundärgruppen von Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemenmit einem
Stellglied im Übertragungsweg sowie einem mit dem Stellglied gekoppelten Speicher
und einem dem Speicher vorgeschalteten Differenzverstärker.
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Die modernen Trägerfrequenzsysteme sind im allgemeinen mit einer Pilotregeleinrichtung
ausgerüstet. Dabei weist häufig jede Übertragungsebene eine eigene Pilotregelung
auf. Bei der Primär- und Sekundärgruppenpilotregelung werden hohe Anforderungen
an die Selektion des Pilotempfängers gestellt. Das geschieht vor allem deswegen,
weil sonst die im frequenzmäßig sehr nahe liegenden Wahlkanal auftretenden Wählzeichen
den jeweiligen Pilotton stören, wodurch eine Falschregelung verursacht werden kann.
Um die nötige Selektion für einen derartigen Pilotempfänger zu erhalten, ist es
daher erforderlich, Quarzbandpässe mit Vakuumquarzen hoher Güte einzusetzen. Da
diese Quarzbandpässe häufig auch noch mehrgliedrig ausgeführt sein müssen, ist der
technische Aufwand hierfür, abgesehen von wirtschaftlichen Gesichtspunkten, sehr
hoch.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pilotregelung für Primär- und Sekundärgruppen
zu schaffen, bei der der Aufwand an teuren Bauteilen verringert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Anordnung zur Pilotregelung gemäß
der Erfindung derart ausgebildet, daß der Differenzverstärker beim Auftreten von
Störimpulsen digital durchgesteuert ist und daß sowohl Ladezeitkonstante als auch
Entladezeitkonstante für den Speicher groß gegenüber der Impulsdauer des Störimpulses
sind.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn der für die Rufladung wirksame ohmsche
Widerstand des Speichers durch Parallelschaltung eines zusätzlichen ohmschen Widerstandes
verkleinert wird. Hierzu kann parallel zum ohmschen Widerstand im Aufladekreis eine
Reihenschaltung aus Diode und ohmschem Widerstand liegen, wobei die Diode derart
geschaltet ist, daß sie während der Aufladezeit des Speichers durchlässig ist.
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In weiterer Ausgestaltung ist die Anordnung nach der Erfindung derart
ausgebildet, daß die Ansteuerleitung zum Speicher während der Dauer eines Wahlsignals
und bei Pilotausfall unterbrochen ist. Dabei läßt sich vorteilhaft als Stellglied
ein Feldeffekttransistor verwenden, dessen Gitter-Kathoden-Strecke ein Kondensator
als Speicher parallel geschaltet ist, in dessen Ansteuerleitung ein Schalter angeordnet
ist, der abhängig von den Wahlsignalen betätigt wird.
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Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der bereits im zugehörigen
Kanalumseizer vorhandene Pilotempfänger für die Wahlsperreinrichtung gleichzeitig
auch für eine pilotgesteuerte Primär- bzw. Sekundärgruppenregelung mitverwendet
werden kann, obwohl dessen Selektion wesentlich geringen ist als die Selektion eines
für diese Übertragungsebene ansonsten einzusetzenden Regelpilotempfängers. Teure
Quarze hoher Güte lassen sich auf diese Art vermeiden.
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Ferner wird die vor dem Auftreten der Störimpulse oder dem Ausfall
des Pilottones vorhandene Stellgröße festgehalten und nicht wie bei speicherlosen
Pilotregelungen auf einen Mittelwert eingeregelt. Dadurch lassen sich Störungen
in den übertragungskanälen, die z. B. dadurch auftreten können, daß negative Restdämpfungen
entstehen, weitgehend ausschalten.
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Als Schalter kann in weiterer Ausgestaltung den Erfindung entweder
ein Relaiskontakt oder, sofern kurze Schaltzeiten erwünscht sind, auch vorteilhafterweise
ein Feldeffekttransistor verwendet werden. Letzterer ist auch bezüglich des Platzbedarfes
günstiger als ein mechanischer Schalter.
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Die Unterbrechung der Ansteuerleitung des Speichers kann zweckmäßigerweise
vom Signalempfänger des jeweiligen Kanalumsetzers ausgelöst werden. Das hat den
Vorteil, daß hierfür keinerlei zusätzlicher Aufwand erforderlich ist.
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Ist jedoch zwischen Kanalumsetzer und den Primär- bzw. Sekundärgruppeneinrichtungen
eine größere Entfernung zu überbrücken, so empfiehlt es sich, zur Vermeidung entsprechender
Zuleitungen der Pilotregelung eine eigene Auswertschaltung anzugliedern, die auf
die niederfrequenten Schwebunden zwischen Pilot- und Wahlton und/oder auf Störimpulse
reagiert, wodurch ebenfalls die Unterbrechung der Ansteuerleitung für den Speicher
ausgelöst werden kann.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der nicht mit dem Schalter verbundene
Fußpunkt des Speicherkondensators an dem Abgriff eines zwischen den Klemmen der
Versorgungsspannungsquelle liegenden Spannungsteilers liegt. Dabei kann der Abgriff
des Spannungsteilers über einen Kontakt des Alarmrelais an die Kathode des als Schalter
verwendeten Feldeffekttransistors geführt sein.
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Dadurch wird erreicht, daß bei auftretenden Leckströmen im Speicherkondensator
sich die Regelung nicht auf einen Extremwert, sondern auf einen Mittelwert einstellt.
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Wegen der Hochohmigkeit der Regelanordnung ist es außerdem zweckmäßig,
den als Stellglied verwendeten Feldeffekttransistor sowie den Speicherkondensator,
den ihm vorgeschalteten ohmschen Widerstand und die Anodenzuleitung für den als
Schalter verwendeten Feldeffekttransistor mit einer Abschirmung zu versehen, die
mit dem Abgriff des Spannungsteilers verbunden ist. Der Anschluß für den Kristallkörper
(Substrat) des als Schalter verwendeten Feldeffekttransistors sollte dabei nicht
beschaltet sein.
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An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 3 sowie des
Diagramms nach F i g. 2 wird die Erfindung näher erläutert.
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Der im Leitungszug einer in F i g. 1 von rechts nach links verlaufenden
Übertragungsstrecke liegende Regelverstärker 2 enthält in seinem Gegenkopplungsweg
einen Feldeffekttransistor 4 als Stellglied. Diesem Verstärker nachgeschaltet ist
die Auskoppelgabel1, über die der Pilot vom Übertragungssignal abgezweigt wird.
Das geschieht über das im Pilotempfänger eingebaute Filter 13. Diesem Filter ist
der Pilotverstärker 12 nachgeschaltet. Das Pilotsignal wird vom Ausgang des Pilotempfängers
an eine Gleichrichteranordnung, bestehend aus dem Kondensator 7, der Diode
8,
der Diode 9 und dem Kondensator 19, geführt. Die negative Halbwelle wird
über die Diode 8 an die Basis des Transistors 20 geführt, während die positive Halbwelle
über die Diode 9 an die Basis des Transistors 10 gelangt, zwischen dessen Basis
und Kollektor ein Kondensator 11 liegt. Weiterhin wird der Basis des Transistors
20 über den Widerstand 14 ein Sollwertstrom IS zugeführt. Stimmt dieser Sollwertstrom
IS
mit dem Pilotstrom 1, überein, so ist eine Regelung nicht erforderlich. Weicht jedoch
der Pilotstrom vom Sollwertstrom ab, so wird der Transistor 20, je nach Abweichung,
entweder gesperrt oder durchlässig. In der Transistor 20 gesperrt, was dann auftritt,
wenn der Pilotgleichstrom größer als der Sollwertstrom ist, so kann sich der parallel
zur Gitter-Kathoden-Strecke des Feldeffekttransistors 4 liegende Speicherkondensator
C über die Widerstände R, 16 und 15 entladen. Damit verbunden wird das Potential
am Gitter des Feldeffekttransistors so weit verändert, daß sein Ausgangswiderstand
R, hochohmiger wird, wodurch die Gegenkopplung im Verstärker 2 vergrößert wird,
so daß der Pegel Pa am Ausgang des Regelverstärkers 2 absinkt. Ist der Transistor
20 jedoch geöffnet, weil der Pilotgleichstrom kleiner als der Sollwertstrom ist,
so wird der Speicherkondensator C über die ohmschen Widerstände R sowie 16 und die
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 20
aufgeladen, und die Regelung
erfolgt im gegenteiligen Sinne.
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Treten nun Störimpulse in Form von z. B. Wählimpulsen auf, so ist
der Transistor 20 während der Zeit der Wählimpulsdauer gesperrt und in den Impulslücken
voll geöffnet, so daß dieser Transistor während der gesamten Störzeit digital durchgesteuert
wird. Entsprechend diesem Rhythmus treffen auf den Kondensator C digital alternierende
Ladeströme. Der Ladezustand des Kondensators C und damit der Stellgröße hängt jetzt
nur von dem Zeitverhältnis Pause/Impuls (ungestörter/gestörter Pilot) ab, jedoch
nicht von der Höhe des Störpegels. Da das genannte Verhältnis sehr stark variiert,
wenn der Wert des ungestörten Pilotstromes (in der Mitte der Pause) nur sehr wenig
den Sollwertstrom unterschreitet, reagiert die Regelung, auch quantitativ, kaum
abweichend von der analogen Steuerung, wie sie ohne Störung vorliegt. Der Regelfaktor
ist deshalb bei impulsförmigen Störungen sehr klein. Allerdings wird der Regelbereich
des Stellgliedes von oben her um so mehr beschnitten, je größer das von der Pilotgleichrichtung
angebotene Zeitverhältnis Störimpuls/ Pause ist.
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Parallel zum Widerstand R liegt eine Dioden-Widerstands-Kombination
5, 6, wobei die Diode 5 so geschaltet ist, daß sie während des Entladevorganges
gesperrt und während des Aufladevorganges durchlässig ist. Durch diese Bevorzugung
des Aufladevorganges läßt sich die Beschneidung des oberen Regelbereiches wesentlich
verkleinern.
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Sinkt die Pilotspannung unter einen vorgegebenen Wert ab, so reicht
der durch die Diode 9 und den Widerstand 18 fließende Richtstrom nicht mehr aus,
um den Transistor 10 durchlässig zu halten. Dadurch wird der Strom durch das Relais
A unterbrochen, die Kontakte a l, und a 2 werden geschlossen, und
es erfolgt eine Alarmierung über ZA. Der Widerstand R und damit das Gitter des Feldeffekttransistors
4 werden auf das Potential eines über Kontakt a2 nunmehr an der vollen Versorgungsspannung
liegenden Spannungsteilers, bestehend aus den ohmschen Widerständen 16 und 17, gebracht,
so daß sich das Stellglied auf eine mittlere Stellgröße einstellt.
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Dieser Anordnung nach F i g. 1 ist eigen, daß infolge von Störimpulsen
im Prinzip kein Regelfehler auftritt, sondern lediglich eine Beschneidung des Regelbereiches
am oberen Ende, die jedoch bei praktischem Betrieb des Wahlkanals und spezieller
Dimensionierung der Speichergrößen so klein gehalten werden kann, daß sie die Regeleigenschaften
nicht wesentlich beeinträchtigt. Dies zeigt auch das den Ausgangspegel Pa in Abhängigkeit
vom Eingangspegel Pe wiedergebende Diagramm nach F i g. 2, bei dem die durchgezogene
Kurve den Regelbereich ohne Auftreten von Störimpulsen darstellt, während die beiden
unterbrochenen Linien den Regelbereich bei unterschiedlichen Störungen zeigen.
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Eine Schaltungsanordnung, bei der die Ansteuerleitung zum Speicher
mit Hilfe eines als Schalter arbeitenden Feldeffekttransistors 32 unterbrochen wird,
zeigt F i g. 3. Der Aufbau der Anordnung entspricht im wesentlichen der Anordnung
nach F i g. 1. Insbesondere stellen die mit gleichen Zahlen versehenen Schaltsymbole
gleiche Schaltelemente dar. Zusätzlich zu der Anordnung nach F i g. 1 ist neben
dem Feldeffekttransistor 32 eine eigene Ansteuerschaltung 21... 25 vorhanden.
Diese Ansteuerschaltung ist so aufgebaut, daß an der Basis des Transistors 20 eine
Gleichrichteranordnung 21... 24 angekoppelt ist. Dieser Gleichrichteranordnung
nachgeschaltet ist der Transistor 25, dessen Kollektor über den normalerweise geschlossenen
Kontakt a3 des Relais A sowohl mit dem Gitter des Feldeffekttransistors 32 als auch
über den ohmschen Widerstand 27 mit dem einen Pol der Versorgungsspannungsquelle
verbunden ist. Solange an der Basis des Transistors 20 nur Gleichspannung ansteht,
ist der Transistor 25 durchlässig, da dieser Gleichstrom durch den Kondensator 21
von der über den Widerstand 26 an positivem Speisepotential liegenden Basis des
Transistors 25 entkoppelt ist.
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Sobald jedoch Störimpulse an die Basis des Transistors 20 gelangen,
werden diese über die Gleichrichterschaltung 21 ... 24 gleichgerichtet, und
der so entstehende Gleichstrom bewirkt ein Sperren des Transistors 25. Dadurch gelangt
eine positive Gleichspannung an das Gitter des Feldeffekttransistors 32, der dadurch
ebenfalls gesperrt wird, so daß während der Zeit der Störimpulse die Speicherzuleitung
unterbrochen ist. Die Regelung wird daher durch die auftretenden Wahlimpulse nicht
beeinflußt.
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Diese Schaltung hat gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 den weiteren
Vorteil, daß der Regelbereich während des Auftretens von Störimpulsen nicht beschnitten
wird. Bei Ausfall des Pilotsignals bleibt das Regelglied außerdem in seiner zuletzt
innegehabten Stellung stehen, weil der Kontakt a 3 des Relais A dann geöffnet wird
und dadurch der Feldeffekttransistor in der gleichen Weise gesperrt wird wie beim
Auftreten von Wahlimpulsen.
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An den Klemmen der Versorgungsspannungsquelle liegt ein Spannungsteiler
28, 29, dessen Abgriff mit dem einen Belag des Speicherkondensators C und
dem zur Kathode des Feldeffekttransistors 32 führenden Kontakt a2 des Relais
A verbunden ist. An diesem Abgriff liegt auch eine Abschirmung, welche den
Feldeffekttransistor 4, den Speicherkondensator C und den Widerstand R umschließt.