DE2158985C3

DE2158985C3 - Einrichtung zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Wechselspannungsverstärkers

Info

Publication number: DE2158985C3
Application number: DE19712158985
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7902 Blaubeuren Lingenauber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-11-27
Filing date: 1971-11-27
Publication date: 1981-09-17
Also published as: AU4903172A; DE2158985B2; DE2158985A1; AU468417B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Wechselspannungsverstärkers, bei der die Ausgangsspannung des Verstärkers zwei Schwellwertschaltern mit unterschiedlichen Schwellwerten zugeführt wird, die über dafür vorgesehene Schaltmittel bei Über- bzw. Unterschreitung der oberen bzw. unteren Schwelle eine Torschaltung in die Impulse konstanter Folge einlaufen, dermaßen bcläti= gen, daß die Impulse eine nachgeschaltete Zähleinrichtung abwärts bzw. aufwärts zählen, wobei der Zählerstand der Zähleinrichtung ein Maß für die Größe der vorzunehmenden Verstärkungsregelung ist.

In der modernen Empfängertechnik geht man mehr und mehr dazu über, analog wirkende F.inrichtungen durch digital wirkende zu ersetzen.

So ist z. B. auch schon vorgeschlagen worden, die automatische Verstärkungsregelung nicht mehr rein analog durchzuführen, sondern teilweise oder ausschließlich digital wirkende Mittel hierfür einzusetzen, Man geht dabei so vor, daß man zwei unterschiedliche Amplitudenschwellen festsetzt, deren Intervall den Soll-Amplitudenbereich, z. B. der ZF-Ausgangsspannung des Empfängers festsetzt. Wird die untere Schwelle unterschritten, so wird eine Torschaltung

ίο geöffnet, die in sie einlaufende Impulse an einen Zähler weitergibt, dessen Zählstellung ein Maß für die vorzunehmende Regelung ist. So können z. B. von diesem Zähler Schalter gesteuert werden, die Dämpfungsglieder mit fest eingestellter Dämpfung in den

Ii Signalweg einschalten oder ausschalten. Die Zählrichtung des Zählers ist dabei abhängig davon, ob die von der ZF-Ausgangsspannung vorgegebene untere Schwelle unterschritten oder die obere Schwelle überschritten wurde. Man kann dabei die Ausgänge der beiden Schwellwertschalter mit einer Logikschaltung miteinander verknüpfen, die eine Aussage darüber gibt, ob die ZF-Ausgangsspannung unterhalb der unteren, zwischen den Schwellen oder oberhalb der oberen Schwelle liegt und den Zähler und die erwähnte Torschaltung entsprechend steuert. Eine derartige Einrichtung ist z. B. in der Zeitschrift »Electronics« vom August 1971, Seiten 52 ff, insbesondere Seite 54 beschrieben.

Aus dem geregelten HF- oder ZF-Ausgangssignal ist

«j also eine analoge Richtspannung abzuleiten, die für den Vergleich mit den vorgegebenen Schwellwerten herangezogen werden soll. Übliche Gleichrichterschaltungen benötigen Siebmittel, deren Zeitkonstante ein Vielfaches der Periodendauer der gleichzurichtenden Wechselspannung sein muß. Das bewirkt bei Pegeländerungen Verzögerungen der gleichgerichteten Spannung, die ebenfalls ein Vielfaches der Periodendauer betragen. Solche Verzögerungen sind oftmals unerwünscht. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der obengenannten Art zur Regelung des Vestärkungsgrades eines Wechselspannungsverstärkers anzugeben, die derartig lange Verzögerungszeiten nicht aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine

■ti Einrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Schwellwertschalter können dabei jeweils aus einem Komparator, rler nur die. die gewählte Schwell-

w spannung überschreitenden Spannungsimpulse weilergibt, und einem diesem nachgeschalteten Monoflop bestehen, wobei die Rückkippzeit des Monoflops wiederum gleich oder geringfügig größer als die Periodendauer der dem Komparator zugeführten

" Ausgangsspannung des Wechselspannungsverstärkers gewählt ist. In besonders vorteilhafter Weise kann jeder Schwellwertschalter auch aus einem in der Größe der jeweiligen Schwellspannung vorgespannten Monoflop bestehen, dessen Rückkippzeit in der obenerwähnten

M) Größe gewählt ist.

Den Schwellwertschaltern werden also Wechselspannungen zugeführt, die gegebenenfalls auch gleichgerichtet sein können, jedoch nicht gesiebt sind. Wird eine Doppelweggleichrichtung verwendet, so liegen die den

^h'i Schwellwertschaltern zugeführten Spannungsimpulse in einer Folge vor. die doppelt so schnell ist, wie die Periodendauer der zu regelnden Wechselspannung, so daß die Regelzeitkonstante durch eine derartige

Anordnung noch halbiert werden kann.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung sei anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Fig. 1 wird eine Wechselspannung 1 einer Gleichrichterspannung zugeführt, die im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel als Spannungsverdopplerschaltung ausgeführt ist Dieser Gleichrichterschaltung sind, wie ersichtlich, keine Siebmittcl nachgeschaltet. Die Ausgangsspannung 2 der Gleichrichterschaltung wird einem Komparator K zugeführt, in dem sie mit einer Referenzspannung LW verglichen wird. Sind die Scheitelwerte der zu messenden Spannung größer als die Vergleichsspannung, so erhält man am Ausgang des (Comparators Impulssignale 3 im Takt der Wechselspannungsfrequenz. Die Wiederholzeit dieser Impulse ist identisch mit der Periodendauer der Wechselspannung. Mit diesen Impulsen wird ein Monoflop angesteuert, dessen Rückkippzeit geich oder zweckmäßigerweise etwas größer als die Periodendauer sein muß. Der Monoflop muß außerdem innerhalb der Rückkippzeit wiedertriggerbar sein. Die Ausgangsspannung des Monoflops ist mit 4 bezeichnet Die erwähnten Bezeichnungen 1 bis 4 tauchen als Spannungsverläufe in der F i g. 2 wieder auf.

Überschreitet der Scheitelwert der Wechselspannung 2, wie in der Fig.2 in den ersten zwei Perioden gegeben, die Referenzspannung, so daß Impulse gemäß dem Spannungsverlauf 3 entstehen, so wird der Monoflop immer wiedergetriggert, bevor er noch zurückkippen kann. An seinem Ausgang erscheint also ein konstantes digitales Signal 4, z. B. als logische »L«.

Wird die Amplitude der Wechselspannung geringer, so daß der Komparator keine Ausgangsimpulse mehr liefert, so wird das Ausgangssignal des Monoflops nach seiner Riickkippzeit, die in der Fig.2 als AT eingezeichnet ist, in die logische »0« zurückfallen. Es vergeht also nur etwas mehr als eine Periodendauer ι vom letzten Scheitelwert, der den Referenzpegel noch überschreitet, bis zur digitalen Anzeige im Ausgang. Bei wieder anwachsender Wechselspannungsamplitude, wie in der F i g. 2 rechts neben den Trennlinien angedeutet, wird der größere Pegel ohne systembedingte Verzögern rungszeit angezeigt, d.h. der erste die Sollspannung überschreitende Scheitelwert bewirkt nahezu gleichzeitig eine logische »L« am Ausgang des Monoflop.·=.

Damit tritt als einzige Verzögerungszeit jene beim Unterschreiten des Sollpegels auf.

ii Selbstverständlich gelten die zuvor angestellten Überlegungen auch für Schaltungen, bei denen nicht Spannungen miteinander zu vergleichen sind, sondern Ströme.

Wie bereits eingangs erwähnt, sind für den Fall, daß ><> die Ausg&tigsspannung des Wechselspannungsverstärkers ein bestimmtes Amplitudenintewall einhalten soll, zwei derartige Schwellwertschalter mit unterschiedlich gewählten Schwellwerten vorzusehen. Diese können dann, wie in der bereits erwähnten Literaturstelle -»i beschrieben, mit einer Logikschaltung miteinander verknüpft werden, wie die F i g. 3 zeigt In ihr bedeutet UrcIo die obere Schwelle, die nicht überschritten werden darf und LW₁; die untere Schwelle. Die Ausgänge beider Komparatoren werden jeweils einer Oder-Schaltung «ι zugeführt, die die Torschaltung steuert; außerdem ist von der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsanordnung noch die Zählrichtung des Zählers in Abhängigkeit von der Art der überschreitenden Schwelle zu bestimmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Wechselspannungsverstärkers, bei der die Ausgangsspannung des Verstärkers zwei Schwellwertschaltern mit unterschiedlichen Schwellwerten zugeführt wird, die über dafür vorgesehene Schaltmittel bei Ober- bzw. Unterschreitung der oberen bzw. unteren Schwelle eine Torschaltung, in die Impulse konstanter Folge einlaufen, dermaßen betätigen, daß die Impulse eine nachgeschaltete Zähleinrichtung abwärts bzw. aufwärts zählen, wobei der Zählerstand der Zähleinrichtung ein Maß für die Größe der vorzunehmenden Verstärkungsregelung ist, dadurch gekennzeichnet,

daß den Eingängen der Schwellwertschalter die Ausgangsspannung des Wechselspannungsverstärkers oder eine daraus abgeleitete Wechselspannung, die auch gleichgerichtet sein können, zugeführt wird, daß die Schwellwertschalter solche mit einem monostabilen Schaltzustand sind, die bei Überschreiten der Schwelle in den instabilen Zustand gesetzt werden, aus dem sie nach ihrer Rückkippzeit in den stabilen Zustand zurückkippen, und
daß die Rückkippzeit gleich oder geringfügig größer als die Periodendauer der am Eingang der Schwellenwertschalter liegenden Wechselspannung oder pulsierenden Gleichspannung gewählt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Wechselspannungsveriiärkers den Eingängen der Schwellwertschalter über ein?. Doprelweggleichrichterschaltung zugeführt wird und die Rückkippzeit der Schwellwertschalter gleich oder geringfügig großer als die halbe Periodendauer der ungerichteten Ausgangsspannung des Verstärkers ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwellwertschalter aus einem Komparator, der nur die die gewählte Schwellspannung übersteigenden Spannungsimpulse weitergibt, und einem diesem nachgeschalteten Monoflop mit nach Anspruch I gewählter Rückkippzeit besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwellwertschalter aus einem in der Größe der jeweiligen Schwellenspannung vorgespannten Monoflop mit nach Anspruch 1 gewählter Rückkippzeit besteht.