DE2003454C - Amphtudendiskriminator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Ampllmdendlskrimina- gcmftß wird dlcee Aufgabe dadurch gelöst, daß der tor zur Auswertung von mit einem Rauschsignal Über- Amplitudeiidiakriminator bei ansteigendem Signallagerten Signalen. Liegt bei Diskriminator die Ein- pegel bei einer höheren Schwölle'als bei sinkendem gangsspannung unter einem bestimmten Schwellwert, Signalpegel ansprioht und daß der unterschied der dann befindet sich die Schaltung in dem einen Schalt- 5 Signalpegel an .die Amplitude des Rausohsignals ange· zustand, Die Schaltung kippt in den anderen Schaltzu- paßt ist. Es wird also die sonst unerwünschte Hysteresis stand um, wenn die Eingangsspannung den Schwell- bei der Ansteuerung mit einem Signal, das von einem wert überschreitet. Beim Unterschreiten des Schwell- Rauschsignal überlagert ist, für eine eindeutige Umwertes wird dann der Ausgangszustand wieder einge- tchaltting ausgenutzt. Die genaue Einstellung der nommen. Der Übergang zwischen den beiden Schalt- io Hysteresis ergibt sich aus der Forderung des Einzelzustftnden kann weich oder hart eingestellt werden. falles. Man wird die Hysteresis keinesfalls größer malm ersten Fall ist eine größere Aussteuerspannung not- ohen, als es notwenig ist. Man muß sie aber andererwendig, um eine Schaltzustandsänderung zu erreichen. sells mindestens so groß machen, daß die Anzahl der Im zweiten Falle ist die Kopplung innerhalb des beim Umschalten zusätzlich entstehenden Impulse Diskriminator so groß, daß er, wenn die Eingangs- 13 unter der vorgegebenen Grenze bleibt. Sind keine zuspannung den Schwellwert erreicht, sprunghaft um- sätzlichen Impulse zugelassen, dann muß die Hysteresis schaltet. Bei größer werdendem Kopplungsgrad zeigen größer als die höchste vorkommende Amplitude des Amplitudendiskriminatoren eine Art Hysteresis. Dies Rauschsignals gewählt werden. In diesem Falle bedeutet, daß der Ansprechpegel des Diskriminators schaltet der Amplitudendiskriminator sicher in einem verschieden ist, je nachdem, ob die Eingangsspannung ao einzigen Sprung um. Beeinflussen einige zusätzliche den Schwellwert von unten oder von oben her über- Impulse das Meßergebnis nur wesentlich, dann kann schreitet. Bei zunehmender Eingangsspannung muß die Hysteresis klar eingestellt werden. Die Hysteresis sie den Schwellwert um ein bestimmtes Maß über- ist also an die Amplitude des Rauschsignals anzupassen, schreiten, bis der Diskriminator anspricht. Nimmt sie Sollen mit dem Amplitudendiskriminator Signale

ab, dann muß der Schwellwert unterschritten werden, as mit verschiedenen Rauschpegel ausgewertet werden, damit der Diskriminator umschaltet. dann ist die Hysteresis zweckmäßig einstellbar. Dies

Die Hysteresis von Amplitudendiskriminatoren ist kann, wie schon erwähnt, durch Verändern der Koppim allgemeinen unerwünscht, und man stellt daher eine lung erreicht werden. Hierzu könnte man eines oder kleine Kopplung ein, so daß die Hysteresis gering mehrere die Kopplung beeinflussende Schaltelemente bleibt und der Übergang zwischen den Schaltzusänden 30 verändern. Oft ist dies aber nicht möglich, da der weich ist Dies hat aber, wenn dem Eingangssignal ein Amplitudendiskriminator von dem Bedienungspult Rauschsignal überlagert ist, den Nachteil, daß, wenn weit entfernt ist, die die Kopplung beeinflussenden die Eingangsspannung den eingestellten Schwellwert Schaltelemente aber über kapazitätsarme und daher überschreitet, der Amplitudendiskriminator nicht plötz- kurze Leitungen angeschlossen sein müssen. Nach einer lieh von dem einen Zustand in den anderen umschaltet, 35 Weiterbildung der Erfindung wird die Einstellung der sondern daß er während des Umschaltens das Rausch- Hysteresis dadurch fernbedienbar gemacht, daß als signal verstärkt wiedergibt. Bei einer härteren Ein- Amplitudendiskriminator eine bistabile Schaltungsanstellung wird zwar schneller umgeschaltet, es wird aber ord.iung verwendet wird, deren Schaltzustand durch auch das Rauschen während dieser kurzen Zeit höher dit Ei^-i'gsspannung bestimmt ist, und die mindeverstärkt. Es entstehen daher beim Über- oder Unter- 40 stens zwei Transistoren enthält, zwischen denen schreiten des Schwellwertes mehrere Ausganc^puke mindestens eine galvanisch¹» Kopplung besteht, und was sehr störend ist, da an Arr-p!···.¹'^·'·«·'· ""'"^'natoren üau einem den Kopplurworad btM. rtmenden Wider- .'!.· - ' * ·. ·. ^-;ϊ"Ή·~ *> iiupuiaittl.ici, ange- stand eine Diode parallel geschaiui ist, ύ.- dtiar ge schlossen sind, die dann falsche Werte anzeigen. Ist die poii unü vorgespannt ist, daß sie in dem ein;n ' hait-Dauer des Nutzsignals verhältnismäßig groß, dann 45 zustand der bistabilen Schaltungsanordnung leitend können diese Schwierigkeiten dadurch umgangen wer- und in dem anderen gesperrt ist. Eine derartige Fernbeden, daß man das Signal zunächst mit einem Tiefpaß dienung der Hysteresiseinstellung ist besonders bei glättet und dann erst mit einem Amplitudendiskrimi- einem automatischen Betrieb einer Fernsehbild-Ausnator auswertet. Häufig ist dies aber nicht möglich, wertungsanlage erwünscht, damit alle Parameter von z. B. bei der fernsehtechnischen Analyse von Bildern, 50 einer Zentrale aus einstellbar sind. In diesem Falle bei der die interessierenden Bildteile entsprechend werden die Vorspannungen der Dioden von einer ihrem Helligkeitswert mit einem Amplitudendiskrimi- automatisch arbeitenden Schaltung geliefert. Selbstnator erfaßt werden. In einer Fernsehanlage werden verständlich können die Vorspannungen der Diode bekanntlich die Hclligkeitswerte der einzelnen Bild- auch von einem Potentiometer abgegriffen werden, punkte beim Abtastvorgang in Augenblickswerte der 55 Auf der Leitung der Steuerspannung ist keine Spannung Videospannung umgesetzt. Bildteile bestimmter HeI- mit rasch veränderlichem Pegel, so daß die Steuerligkeit können daher mit einem Diskriminator, dem die spannung über lange Leitungen geführt werden kann. Vitleospannung zugeführt wird, festgestellt und aus- Sie bewirkt, daß bei jeder positiven Halbwelle der sortiert werden, llüulig ist dem Videosignal ein stiren- Ausgangsspannung des Diskriminators die Diode des Ratischen überlagert. Hat man Bilder mit großen 60 leitend wird und in dieser Phase des Umschaltvor-Tdlchen /ii analysieren, so kann man den Kanal für ganges den die Kopplung bestimmenden Widerstand das Videosignal mit einem Tiefpaß schmalbandig überbrückt und damit die Kopplung verstärkt und die machen. Sollen aber Bilder mit kleinen Teilchen unter- 1 lysleresis vergrößert wird.

sucht werden, dann ist die volle Bandbreite des Video- An Hand der Zeichnung werden im folgenden die

signals erforderlich, um\ es kann kein Tiefpaß in den (»5 IliTuuiimg sowie weitere Ergänzung«!) näher beschric-Siur.alwct', «cbdialiet werden. beil und erläuicrt. Es zeigt

Der 1 rundum^ liegt die Aufgabe zugrunde, eine 1 i g, 1 einen herkömmlichen Aniplitudcndiskriini-

I .'...!HiIi lit; diese Schwierigkeiten/u finden. l.ifindimgs- luilor und

F i g, 2 und 3 je einen Arnplitüdendiskrirninator mit einstellbarer Kopplung.

In der Schaltung nach F i g, 1 arbeitet der Transistor Π in Emitterschaltung und Ti in Basisschaltung, Ein gemeinsamer Emitterwiderstand Re dient zur Mitkopplung zwischen den Transistoren. Der Kollektor des Transistors 71, dessen Basis die Eingangsspunnung Ue zugeführt ist, ist über einen Widerstand R an die Basis des Transistors 72 angeschlossen. Die Basisvorspnniiung des Transistors 72 wird von einem Span- \o nungsteiler mit den Widerständen R \ und Rl gebildet, durch deren Verhältnis der Schwellwert der Eingangsspannung Ue bestimmt wird, bei dem der Amplitudendiskriminator anspricht. Der Anteil der Ausgangsspannung des Transistors 71, der zur Basis des Transi- 15 stors 72 gelangt, d. h. der Kopplungsgrad, wird durch die Größe des Widsrstandes R bestimmt. Wird der . Widerstand R verändert, dann ändert sich nicht nur die Kupplung und damit die Flankensteilheit beim Umschalten von dem einen Schaltzustand in den anderen, *o soiukrn auch die Hysteresis der Schaltung, d. h., sie schaltet beim Ansteigen der Eingangsspannung Ue bei einem höheren Wert dieser Eingangsspannung um als beim Absinken der Eingangsspannung Ue. Soll diese Einstellung der Hysteresis fernbedienbar sein, dann 25 muß der Widerstnad R aus der Schaltung herausgenommen und an einen von dieser gegebenenfalls weit entfernten Stelle in einem Bedienungspult untergebracht werden. Dies ist jedoch nicht möglich, da der Widerstand R in einem Stromkreis liegt, in dem nur 30 kurze Leitungen zugelassen sind.

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 arbeitet der Transistor 71 wiederum in Emitterschaltung und Γ2 in Basisschaltung. Die Transistoren sind über einen gemeinsamen Emitterwiderstand Re miteinander verkoppel· Dip Eingangsspannung Ue wird wiederum der Basis tli-,j Ί ·■"·,.»ihtors'/ 1 zugeführt. Die Basisvorspannungen der beiden Transistoren werden von Spannungsteilern «7, Λ8, R9 bzw. RIO, All, R12 cn^e-•,Is-llt die den Schwellwert des Diskriminator* bestimmen. T'ic Kollektorkreise der beiden Transistorei. ■ nd über je cir r· ⁴ YlVitand Λ3 bzA. R4 mit dem Busiskrc.i it.- j ·.!■ anderen Transistors gekopp*.·'· Parallel zu diesen Kopplungswiderständen liegt je eine Diode Dl bzw. Dl. Die Arbeite widerstände R 5 und R6 der Transistoren 71 und 72 sind auf einen gemeinsamen Punkt A geführt, dem einerseits über einen Widerstand die Speisespannung UB und andererseits über einen anderen Widerstand die Steuerspannung USi zugeführt sind. 1st z. B. bei einer bestimmten Steuerspannung USt die Eingangsspannung UE kleiner als der eingestellte Schwellwert des Diskriminators, dann sind der Transistor 71 und die Diode Dl gesperrt und der Transistor 72 und die Diode Dl leitend. Bei zunehmender Eingangsspannung wird ein Arbeitspunkt des Transistors Tl erreicht, bei dem dieser leitend wird und seine Kollektorspannung sinkt. Gleichzeitig nimmt der Kollektorstrom des Transistors Tl ab, und seine Kollektorspannung steigt. Diese Zunahme gelangt zunächst nur über die Widerstände 7? 4 und Λ8 zur Basis des Transistors 71. Sobald aber die Kollektorspannung des Transistors Tl größer als die Spannung zwischen den Widerständen Rl und RH ist, wird da Widerstand R 4 von der Diode Dl kurzgeschlossen, und die Kopplung wird erhöht. Die Umschaltung in i>.i ariderer Richtung, d, h., wenn zuerst der Transistor / ί Strom fiihn u\\d der Transistor Tl gesperrt ist, erfolt't '■nKriivi-lieiid. 13er I'mschaltuirgaii!.', dauert :m\ so

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kürzer, je früher die Dioden durchschalten, d. h. jo höher die Steuörspannung USt Ul

Bei Änderung der Steuerspunnung in dor Schaltungsanordnung nach F i g, 2 ändert sich auch die Kollektorspannung des jeweils gesperrten Transistors und damit auch die Ausgangsspannung, da diese an dem Kollektor eines Transistors abgenommen wird. Manchmal ist dies nicht erwünscht. F i g. 3 zeigt eine Schaltung, die diesen Nachteil praktisch nicht aufweist. In dieser Schaltung sind die beiden Transistoren 71 und 72 wieder über einen gemeinsamen Emitterwidcrstand Re und über Widerstände A3 und A4, die von den Kollektorkreisen in den Basiskreis des jeweils anderen Transistors führen, verkoppelt. Die Basisspannungen der Transistoren werden mittels Spannungsteilern Rl Λ8, Λ9 und Λ10, Λ Π, Λ12 erzeugt. Im Gegensatz zur Schaltung nach F i g. 2 sind die Speisespannung UB und die Steuerspannung USt nicht auf einen gemeinsamen Punkt geschaltet. Die Diode D3 liegt nicht unmittelbar dem Widerstand R4 parallel, sondern es ist ihr ein Widerstand Λ16 in Reihe geschaltet, und diese Reihenschaltung liegt dem Widerstand R4 parallel. Entsprechend liegt dem Widerstand «3 die Reihenschaltung der Diode D4 mit einem Widerstand R14 parallel. Die Steuerspannung wird den Verbindungspunkten zwischen den Dioden 03 bzw. DA und den Widerständen Λ16 bzw. «14 zugeführt. Zweckmäßig werden die Steuerspannungen aus einer gemeinsamen Quelle über Widerstände R15 und RYi entnommen. Der Umschaltvorgang läuft in dieser Schaltung entsprechend dem in der Schaltung nach F i g. 2 ab. Dabei ist die z. B. am Kollektor des Transistors 72 abgegriffene Ausgangsspannung nahezu von der Größe der Steuerspannung USt unabhängig. Ist z. B. der Transistor 72 gesperrt, dann fließt ein Strom durch den Kollektorwiderstand über die Diode D3 in den Basisspannungsteiler des Transistors 71. Dieser Strom ist praktisch unabhä gig vnn ■■'-■< ''O dr· 'iteuTspannung, so daß ajch die K ailek .i.ispannung von ucr Steueri.pan.iMng iinabha«-. ig si Auf «jii Kollcku.<· spainung Jc>. -a^',''!. CL hg«*.■. *L^· > Transistors, ι. W ji· des idiisistw.Si Γ, hat die Si-üerspannung >>-;.,; d^vc h^hen Kout'r.torstro'ne: id des kleinen Kollektorwiderstandes keinen Einnuli.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Amplitüdendiskriminator zur Auswertung von mit einem Rauschsignal überlagerten Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechschwelle bei ansteigendem Signalpegel größer als die Ansprechschwelle bei sinkendem Signal pegel ist und daß der Unterschied der Signalpegel an die Amplitude des Rauschsignals angepaßt ist.

2. Amplitudendisknminator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem den Kopplungsgrad bestimmenden Widerstand (Ri, R4) einer bistabilen Schaltungsanordnung, deren Schaltzustand durch die Eingangsspannung [UE) bestimmt, isi, mit mindestens zwei Transistoren und mindestens einer galvanischen Kopplung zwischen diesen eine Diode (Dl. Dl) parallel geschaltet ist, die derart gepolt und vorgespannt ist, daß sie in dem einen Schaltzustand der bistabilen Schaltungsanordnung leitend und in dem anderen gesperrt ist. 3. Ampüuulendiskrimauuor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorkreise

von zwei Transistoren (Tl, TI) mit dem Basiskreis des jeweils anderen Transistors {Ti, Tl) über je eine Parallelschaltung einer Diode (öl, Dl) und eines Widerstandes (A3, R4) verbunden sind und daß den den Kollektoren abgewandten Enden der Ko.llektorwiderstände (RS, R6) eine Steuerspannung (USt) zugeführt ist.

4. Amplitudendiskriminator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorkreise von zwei Transistoren (7Ί, Tl) mit dem Basiskreis des jeweils anderen Transistors (Ti, Tl) über je einen Widerstand (R3, R4) verbunden sind, dem die Reihenschaltung einer Diode (D3, Z)4) und eines Widerstandes (Λ14, Ri6) parallel geschaltet ist, und daß dem Verbindungspunkt zwischen der Diode (D3, D4) und dem Widerstand (Λ14, Λ16) eine Steuerspannung (USt) zugeführt ist;

5. Amplitudendiskriminator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung über je einen Widerttand (Λ13, RiS) aus einer gemeinsamen Steuerspannungsquelle den Verbindungspunkten zugeführt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen