DE2033824B2 - Amplitudendiskriminator - Google Patents

Description

3. Amplitudendiskriminator nach Anspruch 1 minator wird eine sehr befriedigende Trennung der Si- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den gnale großer Spannungsamplitude von Signalen klei-Spannungsvergleicher (14) ein Abtast- und Halte- nerer Spannungsamplitude erreicht, weil er als Kritekreis (18) angeschlossen ist, der auf das Ausgangs- rium für die Unterscheidung der Amplituden die Signal des Spannungsvergleichers (14) mit dem er- 45 Größe der vorher festgestellten Amplituden heransten Pegel anspricht und den ausgewählten Bruch- zieht. Daher sind die Ausgangssignale dieses Amplituteil der Amplitude des Ausgangssignales des Spit- dendiskriminators eine Funktion der Geschichte der zenwertdetektors (12), der dem Spannungsverglei- ihm vorher rugeführten Eingangssignale.

eher (14) zugeführt wird, während der Dauer des Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfi.i-

Vergleichs mit dem Eingangssignal konstant hält. 50 dung wird dem Spitzenwertdetektor jedes Eingangs-

4. Amplitudendiskriminaior nach Anspruch 3, signal zugeführt. Der Spitzenwertdetektor ist so ausdadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ab- gewählt, daß er eine ein für allemal festgelegte Enttast- und Haltekreis (18) und den Spannungsver- ladungs-Zeitkonstante hat. Dieser Spitzenwertdetekgleicher (14) ein Gleichrichter (70) eingeschaltet tor wird auf die Spitzenamplitude des» ersten Einist. 55 gangssignales aufgeladen. Danach wird er auf die

5. Amplitudendiskriminator nach einem der Spitzenamplitude jedes nachfolgenden Eingangsvorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- signales aufgeladen, wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem zeichnet, daß der Spitzenwertdetektor (12) von das nachfolgende Signal empfangen wird, das Auseinem ersten Eingangssignal auf eine Spannung gangssignal des Detektors kleiner ist als die Spitzenaufgeladen wird, die im wesentlichen der Spitzen- So amplitude dieses nachfolgenden Eingangssignales, amplitude dieses Eingangssignales gleich ist, und Demnach ist während des Betriebes des Amplitudensich danach mit der ausgewählten Zeitkonstante diskriminators die Amplitude des Spitzenwertdetekentlädt und nur dann erneut auf die Spitzenampli- tors eine Funktion der Spitzenamplituden der vorher tude eines Eingangssignales aufgeladen wird, empfangenen Eingangssignal)!. Unter »Amplitude« ist wenn diese Spitzenamplitude die Amplitude des 65 hier der Spannungspegel eines Signales gemeint.
Ausgangssignales des Spitzenwertdetektors (12) Der Erfindungsgemäße Amplitudendiskriminator "■berschreitet. enthält weiterhin einen Spannungsvergleicher, dem

das Eingangssignal und ein ausgewählter Bruchteil

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der Amplitude des Ausgangssignales des Spitzenwert- tudendiskrimüiafors wird auf das Diagramm nach detektors zugeführt werden. Der Spannungsverglei- F ig. 2 Bezug genommen, das in Zeile α eine Folge eher liefert ein digitales Ausgangssignal, das einen be- von sieben Eingangssignalen 21 bis 27 zeigt wie sie stimmten Pegel, beispielsweise ein«n hohen Pegel, der beispielsweise der Eingangsklemme 15 des Amplituals binäre 1 aufgefaßt werden kann, annimmt, wenn 5 dendiskriminators nach F i g. 1 zugeführt werden. Die die Amplitude des Eingangssignales nicht kleiner ist Eingangssignal sind lediglich zum Zwecke derErläuals der ausgewählte Bruchteil der Amplitude des Aus- terung als Rechtecksignale verschiedener Amplituden gangssignales des Spitzenwertdetektors. Wenn jedoch dargestellt, die in bezug auf ein Bezugspotential wie die zuletzt genannte Amplitude größer ist als die Am- Masse oder Erde positiv sind. Diese Eingangssignale plitudfc des Eingangssignales, nimmt das Ausgangs- io werden sowohl dem Spitzenwertdetektor 12 als auch signal des Spannungsvergleichers einen zweiten Pegel dem Spannungsvergleicher 14 zugeführt,
an, beispielsweise einen niederen Pegel der als binäre Im Betrieb spricht der Spitzenwertdetektor 12 auf 0 aufgefaßt werden kann. das erste Eingangssignal 21 an und lädt sich auf die Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- Spitzenamplitude des Signales 21 auf. Der Spitzendung umfaßt der Diskriminator einen Abtast- und 15 wertdetektor hat eine vorgewählte Entladungs-Zeit-Haltekreis, der zwischen den Spitzenwertdetektor und konstante, die durch die Steigung der Linien 31 bis 33 den Spannungsverglcicher eingeschaltet ist. Dieser wiedergegeben ist. Der Spit2env . .!detektor spricht Abtast- und Haltekreis wird von dem Ausgangssigiial nar dann auf ein folgendes Eingangssignal an und lädt des Spannungsvergleichers mit dem bestimmten Pegel sich auf die Spitzenamplitude eines solchen Eingangsveranlaßt, den Bruchteil der Amplitude des Aus- 20 signales auf, wenn diese Spitzenamplitude die Ampligangssignales des Spitzenwertdetektors, der dem tude des Ausgangssignales des Spitzenwertdetektors Snannungsvergleicher zugeführt wird, während der überschreitet. Bei dem dargestellten Beispiel lädt sich Dauer des Vergleiches konstant zu halten. In stark der Spitzenwertdetektor auf die Spitzenamplituden verrauschten Signalgebieten kann das Eingangssignal der Signale 24 und 26 auf, denn es ist beim Empfang für den Spitzenwertdetektor so gewählt werden, daß 25 dieser Signale die Ausgangsamplitude des Amplitues von der Amplitude des eigentlichen Eingangssigna- dendiskriminators jeweils geringer als die Spit/cn-Ies abzüglich eines vorgewählten Schwellenwertes ge- amplitude dieser Signale. Dagegen wird das Ausbildet wird, während der Spannungsvergleicher nur gangssignal des Amplitudendiskriminators durch keidann das Ausgangssignal mit dem bestimmten Pegel nes der Signale 22., 23, 25 und 72 beeinflußt, denn es liefert, wenn die Amplitude des Eingangssignales die 30 ist beim Empfang dieser Signale das Ausgangssignal Gesamtamplitude aus dem vorgewählten Scnwellen- des Spitzenwertdetektors größer als die Spitzenampliwert zuzüglich des ausgewählten Bruchteiles des Aus- tude dieser Signale.

gangssignales des Spitzenwertdetektors erreicht oder Die tatsächliche Amplitude des Ausgangssignales überschreitet. des Spitzenwertdetektors 12 gegenüber einem Bezugs-Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Er- 35 potential wird durch die Kurve 35 in Zeile b des Diafindung sind der folgenden Beschreibung zu entneh- gramms nach F i g. 2 veranschaulicht. Ist der Abgriff men, in der die Erfindung an Hand der in der Zeich- 19 in der Mitte des Widerstandes 17 angeordnet, se ist nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher be- die Spannung am Abgriff 19 halb so groß wie die Ausschrieben und erläutert wird. gangsspannung des Spitzenwertdetektoi's. Die Span-Die der Beschreibung zu entnehmenden Merkmale 40 nungsamplitude am Abgriff 19 ist in F i g. 2 in Zeile c können hei anderen Ausführungsformen der Erfin- wiedergegeben.

dung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Wird zunächst die Funktion des Abtast- und Halte-Kombination Anwendung finden. kreises 18 außer acht gelassen und angenommen, daß Es zeigt der Abgriff 19 unmittelbar mit dem Eingang des F i g. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Aus- 45 Spannungsvergleichers 14 verbunden wäre, so wäre führungsform der Erfindung, ersichtlich, daß in jedem Fall die Amplitude jedes F i g. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Eingangssiguales unmittelbar mit der Amplitude am Wirkungsweise der Erfindung und Abgriff 19 verglichen würde, die zum Zwecke der Er-F i g. 3 das Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh- läuterung mit X bezeichnet werden soll. Ein solcher rungsform der Erfindung. 5° Amplitudenvergleich ist in F i g. 2 in Zeile d wtederge-Der in Fi g. 1 dargestellte Amplitudendiskrimina- geben, in der auch die Signale 21 bis 27 wieder dargetor nach der Erfindung umfaßt einen positive Ampli- stellt sind. In dieser Zeile d der F i g. 2 geben die Litudenspitzen registrierenden Spitzenwertdetektor 12 nien 41 bis 47 die Amplituden von X während der und einen Spannungsvergleicher 14, die beide mit Dauer der Eingangssignale 21 bis 27 wieder,
einer Eingangsklemme 15 verbunden sind, an der Ein- 55 Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß Ausgangssignale zugeführt werden. Das Ausgangssignal gangssignale in Form einer binären 1 von dem Spandes Spitzenwertdetektors 12 liegt an einem Ausgangs- nungsvergleicher 14 nur auf die Eingangssignale 21, widerstand 17 an. Dieser Widerstand ist an einer aus- 22, 24, 26 und 27 erzeugt werden, weil die Amplitude gewählten Stelle mit einem Abgriff 19 versehen, so nur diese Eingangssignal die X-Amplitude überdaß ein ausgewählter Bruchteil der Amplitude des 60 schreiten, mit der sie verglichen werden. Diese Aus-Ausgangssignales des Spitzenwertdetektors 12 einem gangssignale in Form einer binären 1 sind in F i g. 2, Abtast- und Haltekreis 18 zugeführt wird, dessen Zeile e, durch die Rechteckimpulse 51,52,54,56 und Ausgangssignal einem zweiten Eingang des Span- 57 wiedergegeben. Es ist ersichtlich, daß solche Ausnungsvergleichers 14 zugeführt wird. Der Ausgang gangssignale nicht für die Eingangssignale 23 und 25 des Spannungsvergleichers 14 ist mit einer Ausgangs- 65 erzeugt wurden, weil die Amplitude dieser beiden Einklemme 20 verbunden, die den Ausgang des Amplitu- gangssignale geringer ist als die X-Amplitude, mit dendiskriminators darstellt. der sie verglichen worden sind.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieses Ampli- Eine Betrachtung der Zeile d in F i g. 2 läßt erken-

nen, daß die Amplituden mancher der Eingangs- eher 14 ein Gleichrichter eingeschaltet. Die in F i g. 3 signale nicht mit konstanten Amplituden verglichen dargestellte, bevorzugte Ausführungsform der Erfinwerden, weil die Eingangssignale eine endliche Dauer dung weist einen solchen Gleichrichter 70 auf. Bei haben und während der Dauer dieser Eingangssignale diesem Gleichrichter kann es sich vorzugsweise um die X-Amplitude abnimmt. Diese Tatsache ist beson- 5 eine Schaltungsanordnung handeln, die von Operaders für die Kurvenabschnitte 42 und 47 deutlich. Ob- tionsverstärkern Gebrauch macht, wohl ein solches Verhalten bei vielen Anwendungen Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Ernicht schädlich ist, kann es auch Anwendungsfälle ge- findung findet besonders dann Anwendung, wenn die ben, bei denen ein Vergleich der Amplitude jedes Ein- Eingangssignale aus einer stark verrauschten Umgegangssignales mit einer während des Vergleichs kon- to bung stammen. In diesem Fall wird das Eingangssistanten Amplitude gefordert wird. Beispielsweise ist gnal für den Spitzenwertdetektor nicht von jedem empein solcher Vergleich dann notwendig, wenn es erfor- fangenen Eingangssignal gebildet, sondern vielmehr derlich ist, die wahre Mitte des die Vergleichsampli- von dem Ausgangssignal eines Analog-Subtrahierers tude X überschreitenden Anteiles des Eingangssigna- 72, der von jedem Eingangssignal eine voreingestellte les festzustellen. In einem solchen Fall muß die is Schwellenwertspannung abzieht, die an einer Ein-X-Amplitude, die einen Schwellenwert darstellt, mit gangsklemme 74 anliegt. Demgemäß ist das Eingangsdem das Eingangssignal verglichen wird, konstant signal für den Spitzenwertdetektor gleich der Spanbleiben, wenn die zeitliche Mitte festgestellt werden nung jedes Eingangssignales abzüglich der eingestellsoll. Für diesen Zweck ist der Abtast- und Haltekreis ten Schwellenwertspannung. Wie ersichtlich, wird die 18 hinzugefügt. ao Schwellenwertspannung auch dem Spannungsverglei-

Bei Fehlen eines eine binäre 1 darstellenden Aus- eher 14 zugeführt. Bei einer solchen Ausführungsform gangssignales des Spannungsvergleichers 14 tastet der vergleicht dann der Spannungsvergleicher die Ampli-Kreis 18 die Amplitude am Abgriff 19 ab und führt sie tude je^es Eingangssignales mit der Summe aus den dem Eingang des Spannungsvergleichers 14 als Amplituden der voreingestellten Schwellenwertspan-X-Amplitude zu. Sobald jedoch von dem Spannungs- »5 nung und der über den Gleichrichter 70 von dem Abvergleicher 14 ein Ausgangssignal mit dem eine bi- tast- und Haltekreis 18 zugeführten X-Amplitude. näre 1 darstellenden, bestimmten Pegel geliefert wird, Nur wenn das Eingangssignal die Amplitude der wie beispielsweise das Signal 51, hält der Kreis 18 die Summe dieser beiden Amplituden überschreitet, wird zuletzt abgetastete Spannung fest und führt diese ab- von dem Spannungsvergleicher ein für eine binäre 1 getastete Spannung dem Spannungsvergleicher 14 zu. 30 charakteristisches Ausgangssignal geliefert. In der Praxis wird am Ausgang des Spannungsverglei- Wird die Amplitude des Eingangssignales mit /, die chers 14 das Ausgangssignal mit dem bestimmten Pe- eingestellte Schwellenwertspannung mit T, die Ampligel sofort erzeugt, wenn die Vorderflanke eines Ein- tude des Ausgangssignales des Spitzenwertdetektors gangssignales eine die X-Amplitude erreichende oder 12 mit D, die Amplitude des Ausgangssignales des überschreitende Amplitude aufweist. Infolgedessen 35 Abtast- und Haltekreises 18 mit X bezeichnet, so hält der Abtast- und Haltekreis 18 die zuletzt am Ab- kann das Ausgangssignal des Subtrahierers 72 mit 5 griff 19 anstehende Amplidude fest, so daß das Ein- bezeichnet werden, und es ist S = / - T. Der Spangangssignal während seiner ganzen Dauer mit einer nungsvergleicher 14 erzeugt eine binäre 1 als Auskonstanten X-Ampliiude verglichen wird. gangsignal nur dann, wenn / > T + X, wogegen er

In solch einem Fall werden die Amplituden der Si- 40 eine binäre 0 als Ausgangssignal erzeugt, wenn

gnale 21, 22, 24, 26 und 27 nicht mit den X-Amplitu- KT + X. Wie oben angegeben, ist X als ein bestimm-

den verglichen, die jeweils von einem der Kurvenab- ter Prozentsatz des Ausgangsssignales Ό gewählt,

schnitte 41, 42, 44, 46 und 47 dargestellt werden, son- und es war bei dem vorhergehenden Ausführungsbei-

dern mit den X-Amplituden, die in Fig.2, Zeilec spiel ein Prozentsatz von 50° 0 angenommen. Es ver-

durch jeweils eine der gestrichelten Linien 61. 62, 64, 45 steht sich, daß X auch ein anderer Brachte⁵¹ von D

66 und 67 wiedergegeben sind. Jede dieser Linien ist sein kann.

horizontal und stellt eine konstante Amplitude wan- Aus der vorhergehenden Beschreibung und insberend der Gesamtdauer eines anderen Eingangssignales sondere aus F i g, 2, Zeilen d und e, wird deutlich, daß dar, dessen Amplitude mit der konstanten Amplitude durch einen Vergleich der Amplitude jedes Eingangsverglichen wird. Hs sei besonders darauf hingewiesen, so signales mit einem Prozentsatz der Ausgangsamplidaß der Abtast- und Haltekreis 18 in den Betriebszu- tude des Spitzenwertdetektors, die eine Funktion der stand i'cr Abtastung zurückkehrt, sobald das Aus- Amplituden des vorher empfangenen Eingangssigangssignal des Spannungsvergleichers 14 auf den gnales ist- Eingangssignale geringer Amplituden, wie Pegel einer binären 0 zurückkehrt. beispielsweise der Signale 23 und 25, daran gehindert

Infolge der Umschaltung des Abtast- und Halte- 55 werden, einer binären 1 entsprechende Ausgangssikreises zwischen den Abtast- und Haltezoständen sind gnale zu erzeugen. Wird die Signalamplitude der Stärke häufig am Ausgang des Abtast- und Haltekreises un- von Zielen zugeordnet, so ermöglicht der neue Amplivernicidliche, nega-ive Schaltspannungen vorhanden, tudendiskriminator die Auswahl starker Ziele und die wenn dieser Kreis auf Haltebetrieb umgeschaltet wird. Abweisung schwacher Ziele.

Um zu verhindern, daß solche negativen Schalbpan- 60 Obwohl vorstehend spezielle Ausfuhrungsformen

nungen die Arbeitsweise des Spannungsvergleichers der Erfindung beschrieben nnd dargestellt worden

stören und dadurch zu fehlerhaften Ergebnissen ruh- sind*, versteht es sich, daß Abweichungen von diesen

ren wird vorzugsweise zwischen den Ausgang des Ab- Ausführongsfonnen möglich sind, ohne den Rahmen

tast- und Haltekreises 18 und den Spannungsverglei- der Erfindung zn verlassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf einen Amplituden-Patentansprüche: diskriminator. Es ist häufig notwendig, Signale mit großer Span-

1. Amplitudendiskriminator, dadurch ge- nungsamplitude von Signalen mit kleinerer Spankennzeichnet, daß er einen Spitzenwertde- 5 nungsamplitude zu trennen. Beispielsweise werden bei tektor (12) und einen Spannungsvergleicher (14) manchen Ortungsgeräten die von ihnen festgestellten umfaßt, von denen der Spitzenwertdetektor (12) Objekte durch die Amplituden von Spannungssigna-Ausgangssignale mit einer Amplitude erzeugt, die len angezeigt. Es ist dann häufig erwünscht, die Sieine Funktion der Spitzenamplitude von dem gnale mit hohen Spannungsamplituden auszuwählen, Amplitudendiskriminator zugeführten Eingangs- io von denen angenommen werden kann, daß sie von insignalen und einer vorgewählten Entladungs-Zeit- ter .ssierenden Objekten stammen, und weniger bekonstante ist, während der Spannungsvergleicher deutende Objekte zurückweisen, die durch schwache (14) ein Ausgangssignal mit einem bestimmten Pe- Signale oder Signale mit kleinen Amplituden dargegel liefert, wenn die Amplitude des Eingangssi- stellt werden. Bekannte Methoden zur automatischen gnales nicht kleiner ist als ein ausgewählter Bruchteil 15 Verstärkungsregelung sind nicht dazu geeignet, die der Amplitude. die das Ausgangssignal des Spit- gewünschte Trennung zwischen interessierenden und zenwertdetektors zu der Zeit aufweist, zu der das zurückzuweisenden Objekten durch Trennung der Si-Eingangssignal von dem Spannungsvergleicher gnale großer Spannungsamplitude von Signalen kleiempfangen wird. nerer Spannungsamplitude zu vollbringen.

2. Amplitudendiskriminator nach Anspruch 1, so Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zudadurch gekennzeichnet, daß er außer einem Ein- gründe, einen Amplitudendisknnnnator zu schaffen, gang (15) für das Eingangssignal noch einen zwei- der eine solche Trennung von Signalen großer Spanten Eingang (74) für ein einen Schwellenwert defi- nungsamplitude von Signalen kleinerer Spannungsnierendes Signal aufweist und mit den beiden Ein- amplitude ermöglicht.

gangen eine Schaltungsanordnung (72) gekoppelt 35 Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ist, die nur dann ein Ausgangssignal liefert, wenn gelöst, daß der Amplitudendiskriminator einen Spitdie Amplitude des Eingangssignales den Schwel- zenwertdetektor und einen Spannungsvergleicher umlenwert überschreitet, und denr,, Ausgangssignal faßt, von denen der Spitzenwertdetektor Ausgangssigeine von der Amplitude dej Eingangssignales und gnale mit einer Amplitude erzeugt, die eine Funktion dem Schwellenwert abhängige .amplitude auf- 30 der Spitzenamplitude von dem Amplitudendiskrimi weist, daß der Spitzenwertdetektor (12) auf das nator zugeführten Eingangssignalen und einer vorge-Ausgangssignal der Schaltungsanordnung (72) an- wählten Entladungs-Zeitkonstante ist, während der spricht und daß der Spannungsvergleicher (14) an Spannungsvergleicher ein Ausgangssignal mit einem die beiden Eingänge (15 und 74) angeschlossen ist bestimmten Pegel liefert, wenn die Amplitude des und nur dann das Ausgangssignal mit dem be- 35 Eingangssignales nicht kleiner ist als ein ausgewählter stimmten Pegel liefert, wenn die Amplitude des Bruchteil der Amplitude, die das Ausgangssignal des Eingangssignales größer ist als die Summe der Spitzenwertdetektors zu der Zeit aufweist, zu der das Amplitude des ausgewählten Bruchteiles des Aus- Eingangssignal von dem Spannungsverg'.cicher empgangssignales des Spitzenwertdetektors (12) und fangen wird,
des Schwellenwertes. 40 Durch den erfindungsgemäßen Amplitudendiskri-