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Verfahren zum selbsttätigen Ausgleich von Pegelschwankungen Die ,erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum selbsttätigen Ausgleich von auf dem Ühertragungsweg
zwischen einem Sender und einem Empfänger auftretenden Schwankungen des Pegels einer
niederfrequenten Signalspannung, insbesondere einer durch Abtastung einer Bildvorlage
erhaltenen Bildsignalspannung in einem Faksimile-JUbertragungssystem, mittels eines
regelbaren Verstärkers.
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Ein von einem Sender ausgesendetes und mittels eines rSumlich entfernten
Empfängers empfangenes Signal unterliegt auf dem O)ertragungsweg verschiedenen Einflüssen,
die unter anderem zu Scilwankungen des empfangenen Signalpegels führen können. Eine
mögliche Ursache hierfür bilden zum Beispiel bei einem aus einer Leitung bestehenden
Übertragungsweg die in der Umgebung der Leitung auftretenden Temperaturveränderungen.
Erreichen die Schwankungen des Signalpegels schließlich verhältnismäßig hohe Werte,
so können die dadurch verursachten Störungen so groß sein, daß sich das Signal nicht
mehr eindeutig erkennen und wiedergeben läßt. Dies gilt in besonderem Maße für Schwankungen
der Bildsignalspannung in einem Faksimilesystem.
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In solchen Fällen ist es daher erforderlich, die empfängerseitigen
Schwankungen des Signalspegels auszugleichen. Zu
diesem Zweck kann
ein im Empfänger ohnehin erforderlicher, die empfangene Signalspannung verstärkender
Verstärker als regelbarer Verstärker ausgebildet sein.
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Um einen möglichst vollkommenen Ausgleich der Pegelschwankungen zu
erhalten, wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
daß die senderseitige Signalspannung in gewissen zeitlichen Abständen ein kurzes,
zur Regelung des Verstärkers dienendes digitales Steuersignal enthält, welches aus
einem Vorbereitungssignal und einem sich unmittelbar daran anschließenden Referenzsignal
bestimmter Amplitude besteht, daß aus der empfangenen Signalspannung die denselben
Pegelschwankungen wie die Signalspannung unterliegenden Vorbereitungssignale und
Referenzsignale abgeleitet werden, daß die Amplitude jedes Referenzsignals die Verstärkung
des Verstärkers bis zum jeweils nächsten Referenzsignal bestimmt und daß das Vorbereitungssignal
die Verstärkung des Verstärkers jeweils unmittelbar vor dem Eintreffen eines Referenzsignals
auf einen Bezugswert zurückführt.
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Das Prinzip sowie nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand
eines in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes und mehrerer Diagramme erläutert.
In der Zeichnung bedeuten; Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Verstärkerschaltung
zur Durchführung des erfindungagemaßen Verfahrens, Fig. 2 ein Diagramm, das den
zeitlichen Verlauf der empfangenen Signslstannung zeigt, Fig. 3
Fig.
3 ein Diagramm, aus weichem der zeitliche Verlauf der Vorbereltungsimpulse fiir
den Verstrker zu ersehen ist, Fig. 4 ein Diagramm, aus dem der zeitliche Verlauf
der Verstärkung des digital gesteuerten Verstärkers hervergeht, und Fig. 5 ein Diagramm
der Ausgangs6pannung des Verstärkers in Abh:-inigkeit von der Zeit.
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In den Blockschaltbild gemäß Fig. 1 bedeutet 1 einen digital gesteuerten
Verstärker, dessen Eingangsklemme 2 eine Pegelscllwankungen unterliegende, durch
den Verstärker zu regelnde niederfrequente Signalspannung U zugeffihrt wird, das
ist z. B.
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e eine durch Abtastung einer Bildvorlage erhaltene, von einem Eaksimile-Sender
auf einen -Empfänger ilbertragene Bildsignalspannung. Von einer Ausgangsklemme 3
des Verstärkers 1 führt eine Leitung 4 an einen Eingang 5 eines Signal-Detektors
6, dessen Ausgang mit einer weiteren Eingangsklemme 7 des Verstärkers 1 verbunden
ist. Die geregelte Bildsignalspannung UA kann an der sangsklemme 3 des Verstärkers
1 abgegriffen werden.
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Die vorstehend beschriebene Verstärkerschaltung arbeitet folgendermaßen:
An der ersten Eingangsklemme 2 des Verstärkers 1 liegt die empfangene und Pegelschwankungen
aufweisende Bildsignalspannung die beispielsweise den in dem Diagramm gemäß Fig.
2 dargestellten Kurvenverlauf hat. In gewissen zeitlichen Abständen enthält
enthält
die Bildsignalspannung e senderseitig eingefügte kurze digitale Steuersignale Stl,
St2, St3. Jedes Steuersignal besteht aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Rechteckimpulsen,
von denen der erste ein Vorbereitungssignal ivl, iV2> iV3 und der zweite ein
Referenzsignal iR1, iR2 und iR3 bildet. Das Vorbereitungssignal, z. B. iV1, geht
beispielsweise von einem mittleren Wert der Bildsignalspannung Ue aus, fällt bis
auf einen verhältnismäßig kleinen positiven Spannungswert ab, behält diesen Wert
für eine Zeit tv V bei und steigt dann wieder an. Unmittelbar an den Vorbereitungsimpuls
iV schließt sich das Referenzsignal, z. B. iR1, an, das von einem mittleren Wert
der Bildsignalspannung Ue bis auf einen verhältnismäßig hohen positiven Spane nungsvert
ansteigt, auf dem es solange verharrt, bis es nach einer Zeit tR, die z. B. dreimal
so lang ist wie tV, wieder abfällt und in das Bildsignal UB übergeht.
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Wie bereits erwähnt, enthält die empfangene Bildsignalspannung 11e
die Steuersignale St und folgende. Am Ausgang 3 des die empfangene Bildsignalspannung
u verstärkenden Verstärkers 1 liegen somit neben dem Bildsignal UB auch die Steuersignale
vor.
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Um die für die Regelung der empfangenen Bildsignalspannung e benötigten
Steuersignale bzw. die Vorbereitungssignale und die Referenzsignale vom Bildsignal
UB (vgl. Fig. 2) zu trennen, wird die verstärkte Bildsignalspannung über die Leitung
4 dem Eingang 5 des Signal-Detektors 6 zugeführt, der an seinem Ausgang nur die
Vorbereitungssignale iV1 und folgende (vgl. Diagramm gemäß Fig. 3) sowie die Referenzeignale
iRl und folgende abgibt.
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Zur
Zur Identifizierung der zuletzt genannten Signale
kann deren Amplitude, Dauer oder Phasenlage herangezogen werden. Mit den Vorbereitungssígnalen
i Vl und folgenden wird der Verstärker 1 unabhängig davon auf welche Verstärkung
er vor dem Eintreffen eines Vorbereitungssignals eingestellt war, auf einen Bezugswert
zurückgeführt. Die Dauer tV des Vorbereitungssignals iv V entspricht der für die
Rückführung der Verstärkung auf den Bezugswert benötigten Zeit. Da die senderseitig
mit konstanter Amplitude ausgestrahlten Referenzsignale infolge von Pegelschwankungen
der Rildsignalspannung U empfängere seitig auch mit verschieden hohen, den Pegelschwankungen
proportionalen Amplituden (vgl. Rl und iR2 in Fig. 2) eintreffen, können die Referenzimpulse
zur digitalen Steuerung des Verstärkeres 1 dienen, und zwar in der Weise, daß der
Verstärker 1 beim Vorliegen eines Referenzsignals i nach einer sehr kurzen Rl Einstellzeit
t1 eine Verstärkung V1 hat (vgl. Diagramm in Fig. 4), die bis zum Eintreffen des
nächsten Vorbereitungssignals iV2 annähernd konstant gehalten wird. Verringert sich
der Pegel der empfangenen Bildsignalspannung Ue, so verringert sich gleichzeitig
die Amplitude des Referenzsignals, vgl. iR2 in Fig. 2.
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Als Folge dieser Verringerung erhöht sich nach einer kurzen Einstellzeit
t2 die Verstärkung des Verstärkers 1 auf den Wert V2.
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Steigt der Pegel der empfangenen Bildsignalspannung danach beispielsweise
stark an, vgl. Vergleichssignal iR3, 50 nimmt nach einer kurzen Einstellzeit t3
die Verstärkung wieder ab; vgl. Verstärkung V3 in Fig. 4. Auf diese Weise läßt sich
eine verstärkte Bildgignal-
Bildsignalspannung UA erzielen, die
unabhängig von Pegelschwankunen der empfangenen Bildsinalspannung U einen weitgehend
e konstanten Pegel hat; vgl. Fig. 5.
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Wesentlich für ein einwandfreies Arbeiten der vorliegenden Regelung
sind folgende zwei Eigenschaften des Verstärkers 1: Die Einstellzeitkonstante (vgl.
Einstellzeiten t1 ... t3 in Fi. 4) des Verstärkers 1 soll sehr kurz sein, während
die Ausschwingzeitkonstante im Vergleich dazu sehr lang ist. Als Ausschwingzeit
sei im vorliegenden Fall die Zeit vom Ende einer ersten Einstellzeit, z. B. t1,
bis zum Anfang der darauffolgenden Einstellzeit, z. R. t2, bezeichnet.
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Die Zeit ta zwischen zwei Vorbereitungssignalen, z. B. iV1 und i V2
in Fig. 2, kann, wie bereits aus dem Diagramm gemäß Fig. 2 zu ersehen, verschieden
groß gewählt werden (tal, tz2), und zwar wird man, wenn Pegelschwankungen der empfangenen
Bildsignalspannung Ue häufig zu erwarten sind, die Zeiten t ta2 kürzer bemessen,
als wenn nur seiten mit Pegelschwankungen zu rechnen ist. Bei kürzen. Zeiten ta1,
ta2 erfolgt dann das Nachregeln bzw. Nachsteuern des Verstärkers in verhältnismäßig
kurzen Abständen, so daß auch kurze Pegelschwankungen einwandfrei ausgeglichen werden
können,