DE1913672C - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen - Google Patents

Description

Durch die Erfindung soll nun eine Schaltungsanordnung geschaffen werden, durch die die zwischen den Nutzimpulsen auftretenden Störimpulse auch dann unterdrückt werden, wenn sich die Frequenz der Nutzimpulse ändert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine in ihrer Verzögerungszeit steuerbare erste Zeitschaltung vorgesehen ist, an deren ersten Eingang die Nutz- und Störimpulse zugeführt werden und daß ein

Gl, Gi, GA und GS, aus einem Transistor TO, zwei Widerständen JiI und Rl und einem Kondensator C. Die NAND-Gatter G3, G4 bilden eine bistabile Kippschaltung. Die Verzögerungszeit der Impulse wird bestimmt durch das Verzögerungsglied, bestehend aus dem Widerstand Rl und dem Kondensator C sowie aus dem NAND-Gatter Gl, das einer Schwellwertschaltung entspricht Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Zeitschaltung soll einer logischen »0«

abschaltbarer Regler vorgesehen ist, dessen Eingang i° niedriges Potential, einer logischen »1« hohes Potenmit dem Ausgang der ersten Zeitschaltung und des- ' ' ' ' "" ^J ~ "*" ""* sen Ausgang mit einem anderen Eingang der ersten
Zeitschaltung verbunden ist und der eine von der Frequenz der Nuteimpulse anhängige Steuerspannung erzeugt, durch die die Verzogerungszeit der Zeitschaltung derartig verändert wird, daß das Verhältnis aus
Verzogerungszeit und Periodendauer (Tastverhältnis)
der Nutzimpulse etwa konstant bleibt

Langsame Änderungen der Impulsfrequenz können

tial entsprechen. Wird an den Eingang EM des NAND-Gatters Gl eine logische »0« gelegt, dann ist am Ausgang des NAND-Gatters Gl eine logische »1« gegeben. Der Transistor TO ist leitend gesteuert und legt eine logische »0« an den Eingang des NAND-Gatters Gl. Der Kondensator C ist bis auf die Restspannung des Transistors TO entladen. Am Ausgang des NAND Gatters G2 und damit auch am Setzeingang der aus den NAND-Gattern G3 und G4

Lang ungen der Impulsfrequenz können gg

dadurch unwirksam gemacht werden, daß zur Gewin- ²⁰ bestehenden bistabilen Kippschaltung tritt dann eine d S lgiche 1 auf Vom Eingang EM her liegt am

logische »1« auf. Vom Eingang EM her liegt am Rücksetzeingang der bistabilen Kippschaltung eine Io gische »0«. Dann ergibt sich am Ausgang Al eine Io gische »1« und am Ausgang Al eine logische »0«. Es soll nun an den Eingang EM der Zeitschaltung eine logische »1« gelegt werden. Am zweiten Eingang des NAND-Gatters Gl liegt von dem Ausgang Al der bi stabilen Kippschaltung her ebenfalls eine logische »1« an. Der Ausgang des NAND-Gatters Gl schaltet

nung der Steuerspannung die Periode der Nutzim pulse über mehrere Impulse gemittelt wird. Durch den Regelkreis wird das Tastverhältnis zusätzlich auch gegen spannungs und temperaturbedingte Schwankungen sowie gegen Exemplarstreuungen der verwendeten Bauelemente stabilisiert. Um alle Werte des Tastverhältnisses realisieren zu können, kann :u der ersten steuerbaren Zeitschaltung eine zweite parallel geschaltet werden.

Durch eine Zusat/schaltung kann der Regler abge- so dann auf eine logische »0« und sperrt damit den Tran schaltet werden und es kann gleichzeitig eine be ^sist°^{r T0}- ^{Jetzt ladt sicn der} Kondensator C über stimmte feste Steuerspannung der Zeitschaltung züge- ^den Widerstand Rl gegen die Spannung US auf. So führt werden, so daß eine bestimmte feste Verzöge- ^{bald die} Kondensatorspannunp die Schwellspannung, rungszeit eingestellt wird. Dies ist besonders dann ^{die durch das} NAND-Gatter G2 dargesteUt wird, er vorteilhaft, wenn die Schaltungsanordnung eingeschal- » ^reicht< erscheint am Ausgang des NAND-Gatters G2 tet wird. eine logische »0«. Diese kippt die bistabile Kippschal

Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben tung um, d.h. am Ausgang Al erscheint eine Io sich aus den Unteransprüchen. gische »1«, am Ausgang Al eine logische »0«. Der po-

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird ^sitive Eingangsspannungsspnmg erscheint also nach anhand der Figuren weiter erläutert. Fs zeigt «o Ablauf der Verzögerungszeit am Ausgang Al als po

Fig. lein Blockschaltbild des Regelkreises, ^sitiver- ^am Ausgang Al als negativer Spannungs-

F i g. 2 eine für die Regelstrecke verwendbare Zeitschaltung,

F i g. 3 einen Impulsplan zu dieser Zeitschaltung,

sprung. Da der Ausgang Al auf das NAND Gatter Gl zurückgeführt ist, erscheint am Ausgang des NAND-Gatters Gl eine logische »1« und steuert den

Fig 4 den Regler 45 Transistor TO leitend. Der Kondensator C kann sich

Fig'. 5 einen Impulsplan, wenn zwei Zeitschaltun- entladen. Damit geht der Ausgang des NAND-Gatters Gl wieder auf eine logische »1«. Die bistabile Kippschaltung wird jedoch erst dann wieder rückge

gen verwendet werden,

Fig. 6 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit der Verzögerungszeit t von der Steuerspannung US für die Zeitschaltung aufgetragen ist.

In dem Blockschaltbild des Regelkreises in Fig. 1 ist eine Zeitschaltung mit Z, ein Regler mit REG bezeichnet. Die Nutz und Störimpulse werden einem Eingang E der Zeitschaltung Z zugeführt. Nach der Verzögerungszeit erscheinen sie als Signale M am Ausgang der Zeitschaltung. Diese werden dem Regler REG zugeleitet. In dem Regler REG wird nun eine Spannung, die sogenannte Steuerspannung US, gebildet, die von der Frequenz der dem Eingang E gelie

setzt, wenn der Impuls am Eingang EM von einer logischen »1« auf eine logische »0« springt.

Die Verzogerungszeit der Zeitschaltung wird bestimmt durch den Widerstand Rl, den Kondensator C, die Spannung US und die Schwellspannung des NAND-Gatters G2. Wird also die Steuerspannung US geändert, dann ändert sich gleichzeitig auch die Verzogerungszeit der Zeitschaltung. Die Abhängigkeit der Verzogerungszeit von der Steuerspannung US ist in Fig. 6 aufgezeichnet. Die Verzogerungszeit \v^:rd mit t bezeichnet. Man sieht, wie mit steigender

det, die von der Frequenz der dem Eingang E gelie

ferten Nutzimpulse abhängig ist. Diese Steuerspan- ω Steuerspannung US die Verzogerungszeit / kleiner

nung US wird wiederum der Zeitschaltung Z züge- ^wird· ^Dann nämlich fließt ein großer Ladestrom zu

führt. Sie beeinflußt die Verzogerungszeit der Zeit- ^dem Kondensator C, d.h. die Zeit, bis sich der K.on-

schaltung derart, daß das Verhältnis aus Verzöge- densator auf die Schwellspannung aufgeladen hat,

rungszeit und Periodendauer der Nutzimpulse etwa ^{wird kleiner}· ^{Wird die} Steuerspannung US verringert,

konstant bleibt ^{65 dann} ^^s^^{1 ein kleinerer} Ladestrom zu dem Konden-

In Fig. 2 ist eine Zeitschaltung gezeigt, die für die sator C also wird die Zeit, in der sich der Kondensa-

erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verwendet ^{tor auf die} Schwellspannung auflädt großer ■

werden kann. Sie besteht aus NAND-Gattern Gl. In Fig. 3 sind in der ersten Zeile d_fe Nutzimpulse

leitend gesteuert. Am Kollektor des Transistors 71 ftehen entsprechende negative Impulse, die dem Tiefpaßfilter in dem Glättungsglied GG zugeführt werden. Die Zeitkonstante des Glättungsgliedes GG ist

densators C beginnen kann. Nach Ablauf der Ver- 5 groß gegenüber der Ladezeit des Kondensators C in zögerungszeit erscheint am Ausgang Al der bistabi- der Zeitschaltung und groß gegenüber der Periode len Kippschaltung ein Impuls, der erst dann wieder der Nutzimpulse. Am Ausgang des Tiefpaßfilters im

dargestellt, die der Zeitschaltung zugeleitet werden. Sie sind mit N bezeichnet. Durch die Rückflanke des Nutzimpulses wird- der Transistor TO der Zeitschaltung gesperrt, so daß der Aufladevorgang des Kon-C i k Nh Ablf d V

verschwindet, wenn dem Eingang EM die Vorderflanke des nächsten Nutzimpulses zugeführt wird (s.

p g

Glättungsglied GG entsteht also eine Gleichspannung, ^{deren Größe von der} Periodendauer und der Impuls-

Zeile 2). In Zeile 3 ist der Impulsverlauf am Ausgang io dauer der Impulse M abhängt. Mit dieser Gleichspan-

i Di Il nung wird der Emitter-Folger EFl angesteuert der

des NAND-Gatters GS gezeigt. Dieser Impulszug un terscheidet sich von dem Impulszug am Ausgang A dadurch, daß die Rückflanke der Impulse erst dann erscheint, wenn die Rückflanke der Eingangsimpulse dem Eingang EM der Zeitschaltung zugeleitet wird. In Zeile 3 der F i g. 3 ist außerdem die Verzögerungszeit / und die Periodendauer T der Ausgangsimpulse M eingezeichnet. Diese Periodendauer T entspricht der Periodendauer der Nutzimpulse, mit denen die Zeitschaltung angesteuert wird.

Erscheinen zwischen den Nutzimpulsen N Störimpulse, so müssen diese unterdrückt werden. Unter der Voraussetzung, daß die Verzögerungszeit immer kleiner gewählt wird, die Periodendauer der Nutzimpulse,

nung wird der Emitter-Folger EFl angesteuert, der eine entsprechende Spannung als Steuerspannung US abgibt. Ändert sich die Periodendauer der Impulse M und damit die Periodendauer der Nutzimpulse, dann

π ändert sich auch die Gleichspannung am Ausgang des Tiefpaßfilters im Glättungsglied GG und damit entsprechend auch die Steuerspannung US. Wird z. B. die Periodendauer T größer, so werden die positiven Impulse im Signal M und damit auch die negativen Impulse am Kollektor des Transistors Tl länger. ^Die Gleichspannung an der Basis und am Emitter des Transistors TZ sinkt dann, wodurch die Steuerspannung US kleiner wird. Dementsprechend wächst die Verzögerungszeit f, wodurch das Ziel der Rege

ner gewählt wird, die Periodendauer der Nutzimpu,

kann die Unterdrückung der Störimpulse dadurch er- 25 lung, ein annähernd konstantes Tastverhältnis herzu reicht werden, daß erst dann wieder ein Impuls auf stellen, erreicht wird, Ul ist eine konstante Span den Eingang der Zeitschaltung geführt wird, wenn nung.

der vorhergehende Impuls, um die Verzögerungszeit Durch die Wahl der Zeitkonstanten des Tiefpaßfil-

versetzt, am Ausgang der Zeitschaltung erschienen ters kann festgelegt werden, über wieviele Perioden

ist. Diese Forderung kann mit logischen Schaltkrei- 30 der Nutzimpulse die Gleichspannung am Ausgang

sen erfüllt werden, die vor den Eingang der Zeitschal- des Tiefpaßfilters gemittelt ist. Außerdem muß diese

tung gelegt sind. Zeitkonstante so gewählt werden, daß den Nutzimpul-

Damit trotz der Erholzeit der Zeitschaltung alle sen überlagerte Störsignale durch das Tiefpaßfilter eli-

Werte des Tastverhältnisses zwischen 0 und 1 reali- miniert werden.

siert werden können, können als Regelstrecke zwei 35 Durch eine Zusatzschaltung - in Fig. 4 strichparallele Zeitschaltungen verwendet werden, die ab- punktiert eingerahmt - kann der Regler abgeschaltet wechselnd angestoßen werden und die dann Signale werden. Sie ist im dargestellten Beispiel aus einer bi-Ml und Ml abgeben. Diese Signale Mi und Ml wer- stabilen Kippschaltung, bestehend aus den NAND-den dann durch NAND-Gatter G6, Gl zusammen- Gattern GS und G9, aus Transistorschaltern 74 und gefaßt (Fig. 4). Der zugehörige Impulsplan ist in to T5 und einem Emitter-Folger EFl und einem Span-Fig. 5 dargestellt. Die Impulse Ml und M2 überlap- nungsteiler ST aufgebaut. Soll der Regler arbeiten.

dann ist die bistabile Kippschaltung in einem derartigen Zustand, daß der Transistorschalter 75 gesperrt, der Transistorschalter 74 dagen leitend gesteuert ist. Soll der Regler ausgeschaltet werden, dann wird die bistabile Kippschaltung gekippt. Der Transistorverstärker 75 wird leitend und es gelangt Massepotential an den Eingang des Emitter-Folgers EFl. Der Transi-

stör 72 im Emitter-Folger EFl wird gesperrt. Ande-

GlättungsgUed GGTesteht "aus einem Tiefpaßfilter J0 rerseits wird der Transistorschalter TA gesperrt und mit Kondensatoren Cl, Ci und einem Widerstand der Transistor 73 im Emitter-Folger EFl wird lei

tend gesteuert. Da an seinem Eingang dann — be dingt durch den Spannungsteiler ST — eine be stimmte Spannung liegt, erscheint am Ausgang des 55 Emitter-Folgers EFl eine konstante Spannung, di< als Steuerspannung 175 der Zeitschaltung zugeleite wird.

pen sich teilweise. Die am Ausgang des NAND-Gatters G6 erscheinenden Impulse haben eine Impulsdauer, die der Überlappungszeit der Impulse Ml und M2 entspricht.

Der in F i g. 4 gezeigte Regler besteht aus einem Verstärker V und einem Glättungsglied GG. Der Verstärker V kann als Emitter-Verstärker mit einem Transistor 71 in üblicher Weise aufgebaut sein. Das

RZ sowie aus einem Emitter-Folger EFl mit einem Transistor 72 als Entkoppelstufe. Am Ausgang der Entkoppelstufe EFl wird die Steuerspannung US abgenommen.

Durch die positiven Impulse M am Eingang des Verstärkers V wird der Transistor 71 des Verstärkers

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

ι 2 Patentansprüche: Spannungsteiler (ST) verbunden ist und an dessen Emitter die feste Spannung abgenommen w:rd, die

1. Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von als Steuerspannung der Zeitschaltung zugeführt Störimpulsen, die zwischen mit veränderlicher Fre- wird, wenn der Regler abgeschaltet ist»

quenz angelieferten Nutzimpulsen auftreten, ge- 5

kennzeichnet durch eine in der Verzögerungs-

zeit steuerbare erste Zeitschaltung (Z), an deren ersten Eingang die Nutz- und Störimpulse angehe- Die Erfindung bezieht sich auf eine Schakungsanfert werden, und durch einen abschaltbaren Regler Ordnung zur Unterdrückung von Stonmpulsen, die (REG), dessen Eingang mit dem Ausgang der er- io zwischen in veränderlicher Frequenz angeueterten sten Zeitschaltung und dessen Ausgang mit einem Nutzimpulsen auftreten.

anderen Eingang der ersten Zeitschaltung verbun- Oftmals liegt die Aufgabe vor, Stonmpulse, die zwi-

den ist und der eine von der Frequenz der Nutzim- sehen Nuteimpulsen auftreten, zu unterdrucken. Ein

pulse abhängige Steuerspannung (US) erzeugt, Beispiel hierfür ist das Lesen von Magnetbändern,

durch die die Verzögerungszeit der Zeitschaltung π ^{wenn diese} mit Richtungstaktschnft beschrieben sind.

(Z) derartig verändert wird, daß das Verhältnis ^Beim Schreiben entstehen namhch in jeder bpur in

aus der Verzögerungszeit und der Periodendauer ^der Mitte zwischen zwei benachbarten informaüons-

der Nutzimpulse (Tastverhältnis) etwa konstant tragenden Hauptflußwechseln dann redundante

i_st. Hilfsflußwechsel, wenn die beiden benachbarten Bits

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. da- 20 gleiche logische Zustände darstellen. Die durch die durch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung ein Hilfsflußwechsel erzeugten Leseimpulsc müssen bei Verzögerungsglied enthält, das aus einem der Dekodierung des Lesesignales unterdruckt wer RC-Glied und einer am Ausgang des ÄC-Gliedes den. Bei der Unterdrückung dieser Leseimpulse, die angeschlossenen Schwellwertschaltung (G2) be- Stonmpulse genannt werden sollen, muß beachtet steht, daß die Verzögerungszeit durch diejenige 25 werden, daß die Bitperiode nicht konstant ist. Zum Zeit bestimmt wird, in der sich der Kondensator Beispie} können durch Schwankungen der Bandge (O des RC Gliedes auf die Schwellwertspannung schwindigkeit beim Schreiben und Lesen - wenn des Schwellwertgliedes (Gl) auflädt und daß die ^auch relativ langsame - Änderungen der Bitperiode Steuerspannung (US) dem Widerstand (Ä2) des hervorgerufen werden.

RC Gliedes zugeführt wird, so daß sich - je nach- 30 Aus der Funkschau 1968, Heft 16, Seite 1282 ist

dem, ob die Steuerspannung größer oder kleiner eine Schaltung zum Unterdrücken von Störimpulsen

ist - der Kondensator (C) des ÄC-Gliedes schnei beschrieben. Mit dieser Schaltung können jedoch nur

ler oder langsamer auf die Schwellwertspannung solche Störimpulse eliminiert werden, deren Ampli-

der Schwellwertschaltung (Gl) auflädt. ^tude größer ist als die Amplitude der Nutzimpulse.

3. Schaltungsanordnung nach einem der An- 35 Die Schaltung enthält nämlich einen Schaltungsteil, sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den die Nutz- und Störimpulse durchlaufen müssen, eine zweite Zeitschaltung vorgesehen ist, die ab- Dieser Schaitungsteil ist so ausgebildet, daß er für Imwechselnd zu der ersten Zeitschaltung von den pulse, deren Amplitude größer ist als die Amplitude Nutzsignalen angesteuert wird und daß die Aus- der Nutzimpulse, hochohmig ist, während er für Imgänge der Zeitschaltungen auf ein Koinzidenzgat- to pulse, deren Amplitude gleich oder kleiner als die Amter führen. plitude der Nutzimpulse ist, einen kleinen Widerstand

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorher- darstellt. Beim Lesen von mit Richtungstaktschrift begehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, schriebenen Magnetbändern haben jedoch die durch daß der Regler (REG) aus einem Verstärker (V) die Hilfsflußwechsel erzeugten Leseimpulse, also die und einem Glättungsglied (GG) besteht, an dessen 45 Störimpulse, etwa die gleiche Amplitude wie die Lese-Ausgang die Steuerspannung (US) abgenommen signale, also die Nutzsignale. Mit der bekannten wird. Schaltung würden somit die auf Hilfsflußwechseln be-

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorher- ruhenden Leseimpulse nicht unterdrückt werden, gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ^{Bleibt die} Frequenz der Nutzimpulse konstant, so daß zum Abschalten des Reglers (REG) eine Zu- 50 kann Für die Unterdrückung der Stonmpulse eine satzschaltung vorgesehen ist, die ein Signal er- Zeitschaltung verwendet werden. Die Unterdrückung zeugt, durch das der Regler (REG) gesperrt wird der Störimpulse erfolgt dadurch, daß die Zeitschal- und die gleichzeitig eine feste Spannung liefert, die ^{tune erst} dann wieder mit dem nächsten Impuls angeals Steuerspannung der Zeitschaltung zugeführt steuert werden kann, wenn die durch den vorherge_wird. 55 henden Impuls angestoßene Verzögerungszeit der

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, ge- Zeitschaltung abgelaufen ist. Dabei muß die Verzögekennzeichnet durch eine Zusatzschaltung aus einer rungsschaltung so eingestellt sein, daß sie kleiner ist bistabilen Kippschaltung (GS, G9) mit einem er- ^als die Periodendauer der Nutzimpulse.

sten Transistorschalter (TS), dessen Basis mit dem Andererseits muß sie so groß wie möglich sein, so

ersten Ausgang der bistabilen Kippschaltung (GS, 60 daß alle Stonmpulse zwischen den Nutzimpulsen un-

G9) verbunden ist und an dessen Kollektor das Si- terdruckt werden, also auch diejenigen, die nahe bei

gnal zum Sperren des Reglers abgenommen wird, den Nutzimpulsen liegen.

einem zweiten Transistorschalter (T4), dessen Ändert sich die Frequenz der Nutzimpulse, so

Basis an den zweiten Ausgang der bistabilen Kipp- ^{kann eine} solche Zeitschaltung nicht mehr allein zur

schaltung (GS, G9) angeschlossen ist, aus einem 6 5 Unterdrückung der Störimpulse benutzt werden, da

Transistor (73) in Kollektorschaltung (EFl), des- dann die Verzögerungszeit und die Periodendauer der

sen Basis einerseits mit dem Kollektor des zweiten Nutzimpulse nicht mehr im richtigen Verhältnis zuein-

Transistorschalters (T4), andererseits mit einem ^ander stehen.