DE2164846C3 - Schaltungsanordnung für Schwundausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die sogenannte »verzögert« automatische Verstärkungsregelung bei einem Verstärker für den Schwundausgleich, bei der die Regelgröße als digitale Information in einem Zähler gespeichert ist, vemittels dem durch Ein- oder Auszählen von Taktimpulsen der Regelzustand schrittweise nach oben oder unten veränderbar ist.

Unter der sogenannten »verzögerten« Schwundregelung versteht man eine Regelung, weiche erst oberhalb einer vorbestimmten Hochfrequenzspannung einsetzt (nicht etwa nach einer gewissen Zeit, wie man vermuten könnte). Über die Vorteile eines solchen Regelverfahrens wird in dem »Lehrbuch der Funkempfangstechnik« von P i I s c h, 3, Auflage, Seite 742 ausführlich berichtet.

So ist es in bestimmten Anwendungsfällen, z. B. in Empfängern bei A3-Betrieb bei starkem selektivem Fading oder im intermittierenden Betrieb (z. B. Flugfunk) wünschenswert, daß der Verstärker bei zeitweilig geschwächtem oder aussetzendem Signal eine definierte Verstärkungsgrenze nicht überschreitet, weil es sonst zu zusätzlichen Verzerrungen im Demodulator kommt Der Verstärker sollte also einen einstellbaren Regeleinsatzpunkt besitzen, der den Regelbereich nach geringeren Eingangspegeln hin einschränkt Zur Durchführung solcher Schwundregelungen mit Hilfe analog arbeitender Schaltmittel ist in dem erwähnten Buch von Pitsch eine ganze Reihe von Schaltungsbeispielen angegeben. Die moderne Funkempfangstechnik geht jedoch mehr und mehr zu digital arbeitenden Schaltkreisen über. So sind z. B. schon Verstärkungsregelungseinrichtungen vorgeschlagen worden (DE-OS 21 61 657), bei denen der Ausgangspegel eines Verstärkers mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird und der bei Über- oder Unterschreitung

is dieses vorgegebenen Pegels eine Torschaltung öffnet vermittels der Impulse konstanter Folge in eine Zähleinrichtung einlaufen, deren Zählerstand ein Maß für den einzustellenden Verstärkungsgrad des Verstärkers ist Die Zählrichtung wird dabei festgelegt auf der Tatsache, ob der vorgegebene Pegel über- oder unterschritten wurde. Wenn der vorgegebene Pegel durch Ausregelung erreicht ist, wird der Torschalter wieder geöffnet und der Zufluß von Impulsen zum Zähler dadurch unterbrochen. Der Zählerzustand kann in digitale Steuerbefehle, z.B. zum Einschalten von Dämpfungsgliedern in den Verstärkerzweig, umgesetzt werden oder aber man wandelt, wie bereits vorgeschlagen, den Zählerstand in eine analoge Größe um und steuert mit dieser in herkömmlicher Analogtechnik den

Verstärkungsgrad des Verstärkers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die unter Zuhilfenahme der vorerwähnten digital arbeitenden Regeleinrichtungen arbeitet Diese Aufgabe wird gemäß der Erflndung dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung neben dem Zähler einen Speicher enthält, dessen Inhalt voreingebbar ist und einem gewünschten Zählerinhalt entspricht, und daß sie einen Komparator aufweist, der Speicherinhalt und Zählerinhalt miteinander vergleicht und der über eine Steuerleitung den Takteingang des Wählers sperrt, wenn . dessen Inhalt den des entsprechenden, vorgegebenen Speicherinhalts erreicht

Die in dem Speicher vorgegebene Information, die

der gewünschten Maximalverstärkung entspricht, wird also in einem Komparator mit dem jeweiligen Zählerstand verglichen. Sind beide Werte identisch, so wird der Takteingang des Zählers abgeschaltet, so daß in Richtung zu größerer Verstärkung nicht weitergeregelt werden kann. Die Abschaltung muß richtungsabhängig sein, damit bei ansteigenden Eingangspegeln die Verstärkung wieder heruntergeregelt werden kann.

Die Anordnung nach der Erfindung kann auf vorteilhafte Weise zu einer einstellbaren Rauschsperre erweitert werden. Während in der beschriebenen Schaltungsanordnung beim Erreichen der Regeleinsatzschwelle lediglich die Verstärkung konstant gehalten wird, kann man gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Erflndung den Sperrimpuls gleichzeitig dazu benutzen, um — sofern es gewünscht wird — eine Rauschsperre einzuschalten. Wenn also aufgrund immer schwächer gewordenem Signal der Verstärkungsgrad immer größer geworden ist und der Punkt erreicht ist, an dem dieser nicht weiter anwächst, dann kann man mit dem Erreichen dieses Zustandes vermittels der Rauschsperre zusätzlich den Signalweg, z. B. im Zwischenfrequenz- oder Niederfrequenzteil eines Empfängers, unterbrechen.

Um ein unerwünschtes Flattern des Rauschsperrenschalters zu verhindern, sieht man zweckmäßigerweise zwischen dem Einschalten der Rauschsperre und dem Abschalten eine Hysterese vor, die einigen dB Eingangspegelunterschieden entspricht. In Weiterbildung der Erfindung wird hierzu eine zweite Speichereinrichtung verwendet, deren Inhalt ebenfalls voreinstellbar, jedoch einem niedrigeren Zählerstand entsprechend gewählt isL ZweckmäBigerweise kann man diese zweite Speichereinrichtung dadurch bilden, daß man dem ersten Speicher eine Subtraktionsstufe nachschaltet, in der der Speicherinhalt des ersten Speichers um einen vorgegebenen Wert verringert wird. In einem zweiten Komparator wird der Zählerstand mit dem Inhalt der zweiten Speichereinrichtung verglichen und die Rauschsperre wieder abgeschaltet, wenn infolge Vergrößerung des Eingangspegels der Zähler diese durch die zweite Speichereinrichtung vorgegebene Schwelle wieder unterschritten hat

Die Information, die in den oder die Speicher voreingegeben wird, kann extern zugeführt werden, kann jedoch auch vorteilhaft durch Übernahme des Zähierzustandes bei einem gewünschten Verslärkungsgrad, der sich z. B. bei der gerade anliegenden Empfangsfeldstärke ergibt oder auch voe Hand eingestellt wird, in diesen eingespeichert werden. Durch die letztgenannte Möglichkeit ergibt sich eine sehr wesentliche Bedienungsvereinfachung am Gerät

Am in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sei die Erfindung mit ihren Weiterbildungen näher erläutert Aus einem Taktgenerator G laufen Impulse über eine Torschaltung T in einen Zähler Z Diese Torschaltung wird, wie bereits erwähnt, von einem !Comparator angesteuert der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in dem die Ausgangsspannung des Verstärkers mit einer vorgegebenen Sollspannung verglichen wird. Dieser Komparator gibt gleichzeitig auch die Zählrichtung im Zähler Zan. Die Ausgangsstellung des Zählers Z wird im dargestellten Beispiel in einem Digital-Analog-Wandler DA in eine analoge Größe umgewandelt die zur Regelung des Verstärkungsgrades dient Weiterhin wird die Zählerstellung des Zählers Z in einem Komparator K\ mit einer in einen Speicher 5 eingespeicherten Größe verglichen. Erreicht die Zählerstellung des Zählers Z diese im Speicher S eingestellte Größe, wird über eine Steuerleitung der Torschalter Tgeöffnet, so daß sich der Zählerstand des Zählers Znicht mehr verändern kann.

Der Inhalt des Speichers S kann — wie bereits erwähnt — von außen einstellbar sein, was durcli eine entsprechende Steuerleitung mit der Bemerkung »Speichereinstellung« in der Zeichnung dargestellt ist. Er kann jedoch auch unmittelbar aus dem Zähler Z übernommen werden, was durch eine gestrichelt dargestellte, den Zähler Z mit dem Speicher S verbindende Linie und eine Steuerleitung mit der Bezeichnung »Übernahmeimpuls« verdeutlicht werden soll.

In Weiterbildung der Erfindung kann — wie bereits erwähnt — das Sperrsignal zur Sperrung des Torschalters T gleichzeitig auch zur Einschaltung einer Rauschsperre herangezogen werden, was im in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel über ein RS-Flip-Flop FF, das den Schaltbefehl für einen Rauschsperrenschalter liefert, erfolgt

Um zu vermeiden, daß der Rauschsperrenschalter bei Schwanken dts Verstärkerausgangssignals um den vorgegebenen t'egel flattert, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, die oben bereits beschrieben wurde, eine Hysterese zwischen dem Ein- und dem Ausschalten des Rauschsperrenschalters vorgesehen. Zu diesem Zweck ist ein zweiter Komparator Ki

ίο verwendet, in dem der Zählerinhalt des Zählers Z mit einer Größe verglichen wird, die geringer ist als diejenige, die zum Einschalten der Rauschsperre führt

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung wird hierzu der Inhalt des Speichers S in einer Subtraktionsstufe um einen vorwählbaren Wert verringert und im Komparator Ki mit dem Inhalt des Zählers Zverglichen. Der Komparator Ki schallet die Rauschsperre wieder aus, wenn der Inhalt des Zählers Z den reduzierten Inhalt des Speichers S wieder unterschritten hat Im

M Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung ist durch die Anmerkung »⁶ dB« an dem Subtraktionsglied angedeutet, daß die Hysterese zwischen 'vn verschiedenen Signalpegeln am Eingang des Verstärkers β dB betragen solle.

Wenn als Zähler Z ein solcher mit einer Kapazität von 10 Bit verwendet wird, so läßt sich bei einem Regelumfang von 140 dB ein Auflösungsvermögen von von ca. 0,14 dB erreichen. Der Regeleinsatzpunkt, der vom Inhalt des Speichers 5 angegeben wird, braucht nicht mit der gleichen Genauigkeit einstellbar sein. Es genügt hierzu ein 7-Bit-Speicher, der noch eine Einstellgenauigkeit von ca. 1 dB ermöglicht Das gleiche Auflösungsvermögen ist im Komparator K\ erforderlich, während durch Schaltungsvereinfachungen in der

Hysterese-Schaltung erreicht werden kann, daß das Subtraktionsglied nicht mehr explizit in Erscheinung

tritt und der Komparator Ki auf 3 Bit reduziert werden kann.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Einstellung der

Regeleinsatzschwelle zweckmäßigerweise dadurch, daß der Zähler Z durch Hand- oder automatische Regelung auf den Wert eingestellt wird, der dem gewünschten Regeleinsatzpunkt entspricht. Die Verstärkung hat dann gerade den Wert, der maximal erreicht werden

soll. Durch einen Übernahmeimpuls wird dieser Wert vom Zähler in den Speicher übertragen und stellt nun die Vergleichsinformation dar.

Mit dieser Schaltungsausführung sind vier verschiedene Regelarten möglich: Handregelung, automatische

so Regelung, automatische Regelung mit Einsatzschwelle und automatische Regelung mit Rauschsperre, was durch entsprechende Schalteinrichtungen zwischen den einzelnen Baugruppen der Gesamtanordnung verwirklicht werden kann. Zur Bedienungsvereinfachung kann

man 4\n Gewinnung des Übernahmeimpulses mit der Handregelung so verknüpfen, daß jeweils beim Umschalten von Handregelung auf eine der drei automatischen Regelarten ein Übernahmeimpuls gebildet wird. Die Schwelle wird also durch kurzzeitiges Betätigen einer Taste für »Handregelung« neu eingestellt. Ein Umschalten zwischen den drei automatischen Regelarten dagegen beeinflußt die vorher eingestellte Schwelle dann nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Schaltungsanordnung für die sogenannte »verzögerte« automatische Verstärkungsregelung bei einem Verstärker für den Schwundausgleich, bei der die Regelgröße als digitale Information in einem Zähler gespeichert ist, vermittels dem durch Ein- oder Auszählen von Taktimpulsen der Regelzustand schrittweise nach oben oder unten veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben dem Zähler (Z) einen Speicher (S) enthält, dessen Inhalt voreingebbar ist und einem gewünschten Zählerinhalt entspricht, und daß sie einen Komparator (Kt) aufweist, der Speicherinhalt und Zählerinhalt miteinander vergleicht und der über eine Steuerleitung den Takteingang (Clock) des Zählers fZJ sperrt, wenn dessen Inhalt den des entsprechenden, vorgegebenen Speicherinhalts erreicht

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Rauschsperrenschaltung aufweist, der das aus dem Komparator (Ki) abgeleitete Sperrsignal zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Komparator (Kj) aufweist, in dem der Zählerinhalt mit einem vorgebbaren, einem niedrigeren als im Speicher (S) vorgegebenen, einem Zählerwert entsprechenden Inhalt einer zweiten Speichereinrichtung verglichen wird und der über eine dafür vorgesehene Schalteinrichtung (FF) bei Unterschreiten dieses zweiten vorgegebenen Wertes im Sinne einer Entsperrung der Rauschsperre wirkt

4. Schaltungsanordnung naci" Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Speichereinrichtung aus dem ersten Speicher (S) mit 'jner nachgeschalteten Subtraktionsstufe (-) bestem, in der der Inhalt des ersten Speichers um einen vorgebbaren Wert verringert wird.

5. Schaltungseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schaltmittel aufweist, mit deren Hilfe die Voreinstellung des Speichers (S) durch Übernahme' des Inhalts des Zählers (Z) durchführbar ist.