DE2214250A1

DE2214250A1 - Vorrichtung zur Erfassung von Recht eckimpulsen

Info

Publication number: DE2214250A1
Application number: DE19722214250
Authority: DE
Inventors: Lars Konrad Hagersten Nilson (Schwe den) P
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1971-05-17
Filing date: 1972-03-23
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE2214250C3; US3757132A; IT955506B; GB1390243A; SE344861B; NL7204170A; DE2214250B2

Description

Telefonaktiebolaget LM Ericsson, < Stockholm/Schweden

Vorrichtung zur Erfassung von Rechteckimpulsen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur- Erfassung von Recht eckimpul-s en mit konstanter Dauer der vorderen bzw. hinteren Planke, während der Scheitelwert der Amplitude schwanken kann, mit einer Vergleichsschaltung zurrr'Vergleich des Amplitudenistwertes der Rechteckimpulse mil: der Amplitude einer Referenzspannung, die bei gleicher Größe der verglichenen

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Amplituden einen Anzeigeimpuls liefert. Die Vorrichtung ist ganz grundsätzlich geeignet zur Verwendung in Trägerfrequenztelefonsystemen beim Empfang von rechteckigen, digitalen Impulsen, die mittels eines Amplitudenmodulationsträgers in einem Schmalband-··,.· kanal lediglich für Rufzwecke gesendet werden.

Beim Schmalbandempfang von Rechteckimpulsen vergrößert sich die Dauer der vorderen und der hinteren Flanke derselben umgekeiirt proportional zur Empfangerbandbreite. Eine Schwierigkeit liegt darin, daß ein fester Erfassungsschwelßvert bewirkt, daß verschiedene Impulsbreiten bei Rechteckimpulsen erfaßt werden, deren Impulsbreite in Wirklichkeit konstant ist, deren Amplitude jedoch verschiedene Scheitelwerte besitzt. Durch Steuern des Erfassungsschwellwertes für jeden Rechteckimpuls in Abhängigkeit vom Amplitudenscheitelwert desselben läßt sich das Problem lösen.

Vorrichtungen zur Erfassung vnn Rechteckimpulsen mittels gesteuerter Schwellwerterfassung sind bekannt. Die Erfassung der hinteren Flanke der Rechteckimpulse erfolgt hierbei in der Regel mittels einer Vergleichsschaltung, die die Istspannung eines tatsächlichen Rechteckimpulses mit der Ausgangsspannung einer Abschwächungsschaltung vergleicht, deren Eingangsspannung von einem Scheitelspannungsdetektor geliefert wird, der mit dem Rechteckimpuls gespeist wird und seinen Scheitelwert während der Abfallzeit der hinteren Flanke beibehält. Bei übereinstim- ■ mung des Wertes der verglichenen Spannungen liefert die Vergleichsschaltung einen Anzeigeimpuls..

Zur Erfassung der Vorderflanke von Rechteckimpulsen enthalten die bekannten Vorrichtungen außerdem eine Verzögerungsschaltung, die bewirkt, daß die Istspannung der Vorderflanke eines empfangenen Rechteckimpulses durch die Vergleichsschaltung erfaßt wird,

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nachdem die Ausgangsspannung des Scheitelwertdetektors bereits den Amplitudenscheitelwert des Rechteckimpulses erreicht hat.

Bei einer bekannten Vorrichtung wird der Scheitelwertdetektor ' vermieden. Die Erfassung der Vorderflanke -eines aufgenommenen Rechteckimpulses erfolgt in diesem Fall durch eine Vergleichsschaltung der oben erwähnten Art, die die Ausgangsspannung einer Abschwächtogsschaltung mit der Ausgangsspannung einer Verzögerungsschaltung vergleicht. Die beiden Schaltungen werden mit dem Rechteckimpuls gespeist. Das Verhältnis von Ausgangsspannung und Eingangsspannung der Abschwächungsschaltung ist gleich dem Verhältnis von Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung und Anstiegszeit der Vorderflanke des Rechteckimpulses.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich von den bekannten Vorrichtungen dadurch, daß die Vorderflanke der aufgenommenen Rechteckimpulse ohne Verzogerungsschaltung erfaßt wird. Beim Schmalbandempfang von rechteckigen, digitalen Impulsen stellt dies einen großen Vorteil dar, da hier die Dauer der Vorderflanke in der Größenordnung von Millisekunden gedehnt wird, was bei den bekannten Vorrichtungen aufwendige Verzögerungsschaltungen erfordern würde.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Differenzierschaltung» die mit den Rechteckimpuisen gespeist wird und die jeweils bei der impulsvorderfianke eine Ausgangsspannung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion der Vörderflanke des Rechteckimpulses in einem Schnittpunkt derart schneidet, daß der Amplitudenwert im Schnittpunkt gleich einem bestimmten Bruchteil des Amplitudenseheiteiwertes des Rechteckimpulses ist_t wobei der Amplitudenscheitelwert durch die Zeitfunktion der ^orderflanke bestimmt ist und die Referenzspannung während dieser VoSrderfianke durch die Ausgangs spannung- der Differenzierschaltung gebildet wird.

Zur Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug .genommen. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Empfangsvorrichtung zur Erfassung rechteckiger, digitaler Impulse gemäß der Erfindung und

Pig. 2 ein Zeitdiagramm mit einer Referenzspannung zur Erfassung der rechteckigen, digitalen Impulse in der Vorrichtung nach Fig. 1.

Der Empfänger nach Fig. 1 ist in einem nicht gezeigten Trägerfrequenztelefonsystem enthalten und nimmt an einem Eingang I im wesentlichen rechteckige, digitale Impulse auf, die mittels eines AM-Trägers in einem Schmalbandkanal lediglich für Rufzwecke gesendet werden. Der Empfänger umfaßt ein Eingangsfilter 10 und einen Hüllkurvendemodulator 11 zum Filtern bzw. zur Demodulation der aufgenommenen digitalen Impulse.

Nach dem Filtern und Demodulieren ist die Anstiegszeit der Vorderflanke eines aufgenommenen, digitalen Impulses umgekehrt proportional der Bandbreite des Eingangsfilters 10. Das bedeutet, daß der Amplitudenscheitelwert des digitalen Impulses vorherbestimmbar ist, in einem Zeitpunkt, wenn lediglich ein Bruchteil der Anstiegzeit der Vorderflanke verstrichen ist, gleich der Ableitung der Zeitfunktion der Vorderflanke multipliziert mit einer Proportionalitätskonstanten, mit dem umgekehrten Wert der Bandbreite und dem Bruchteil der Anstiegszeit der Vorderflanke verbunden, wobei angenommen wird, daß die nichtlineare Kurvenform der Vorderflanke bei unterschiedlichen Amplitudenscheitelwerten im wesentlichen unverändert bleibt.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß das oben erwähnte Verfahren zur Bestimmung des Amplitudenscheitelwertes eines rechteckigen, digitalen Impulses praktisch anwendbar ist auf

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die erforderliche Genauigkeit zum.Steuern des Erfassungsschwellwertes proportional zum Amplitudenscheitelwert. Im Empfänger gemäß Fig. 1 wird gemäß der Erfindung eine Differenzier- oder Ableitschaltung 12 mit demodulierten, digitalen Impulsen ge-' speist, die vom Hüllkurvendemodulator 11 geliefert werden, und die während der Anstiegszeit jeder Vorderflanke der digitalen Impulse eine Ausgangsspannung liefert, deren Zeitfunktion einen derartigen vorgegebenen Schnittpunkt mit der Zeitfunktion der Vorderflanke des digitalen Impulses aufweist, daß der Amplitudenwert im Schnittpunkt einen bestimmten Bruchteil des Amplitudenscheitelwertes des digitalen Impulses darstellt, wobei der Amplitudenscheitelwert durch die Zeitfunktion der Vorderflanke gegeben ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Bruchteil gleich 1/2. Außerdem ist beim Ausfuhrungsbeispiel angenommen, daß das Eingangsfilter 10 und der Hüllkurvendemodulator 11 den digitalen Impulsen eine solche Vorderflanke vermitteln, daß ihre erste und ihre zweite Hälfte im wesentlichen zueinander spiegelbildlich sind, wodurch erreicht wird, daß der Schnittpunkt dann auftritt, wenn die halbe Anstiegszeit der Vorderflanke verstrichen ist und wenn die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 1 2 ihren Maximalwert erreicht hat. " . '

über eine Trenndiode 13 gelangt die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 1 2 auf einen Eingang II einer Vergleichsschaltung 14, als Referenzspannung für die Erfassung der digitalen Impulse· Die Vergleichsschaltung 14 erhält an einem weiteren Ausgang III die digitalen Impulse vom Hüllkurvendemodulator 11 und liefert am Ausgang IV einen Anzeigeimpuls, wenn die Werte an den Eingängen II und III gleich sind. Die Anzeigeimpulse am Ausgang IV der Vergleichsschaltung 14 steuern eine bistabile Schaltung 15 derart, daß am Ausgang'V dieser Schaltung abwechselnd ein großer und ein kleiner Wert erscheinen.

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Es sei angenommen, daß der Ausgang V einen großen Wert hat, nachdem die Vorderflanke eines digitalen Impulses erfaßt wurde und nachdem ein Anzeigeimpuls am Ausgang IV der Vergleichsschaltung 14 geliefert wurde. Die hintere Planke des digitalen Impulses wird nun auf an sich bekannte Weise mittels eines Scheitelwertdetektors 16, der mit dem Hüllkurvendemodulator 11 verbunden ist, erfaßt. Der Detektor 16 behält-während der Abfallzeit der hinteren Planke eine Ausgangsspannung entsprechend dem Amplitudenscheitelwert des digitalen Impulses und liefert diese Ausgangsspannung über ehe Abschwächungsschaltung 17 und eine Trenndiode 18 als Referenzspannung an den Eingang II der Vergleichsschaltung 14. Es sei angenommen, daß die Ausgangsspannung der Abschwächungsschaltung 17 beim Ausführungsbeispiel 50 Prozent der Eingangsspannung betragen soll. Die Vergleichsschaltung 14 liefert infolgedessen einen Anzeigeimpuls am Ausgang IV, wenn die Istspannung des digitalen Impulses am Ausgang III sich auf die Hälfte des Amplitudenscheitelwertes verringert hat. In diesem Augenblick schaltet die bistabile Schaltung 15 am Ausgang V von dem großen auf kleinen Wert, wodurch der tatsächliche digitale Impuls am Ausgang V regeneriert ist.

über eine Trenndiode 19 ist ein festes Potential U mit dem Eingang II der Vergleichsschaltung 14 zur Erzeugung eines minimalen Wertes der Referenzspannung für diese verbunden, wodurch erreicht wird, daß störende Impulse unter diesem Minimalwert die bistabile Schaltung 15 nicht beeinflußen können. Die Differenzierschaltung 1 2 umfaßt beispielsweise einen Operationsverstärker, der zum Differenzieren auf bekannte Weise in seinem Rückkopplungszweig einen Kondensator und einen Widerstand aufweist, und kann außerdem mit einem Bandbegrenzungsfilter ausgestattet werden, damit die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12 nicht von solchen störenden Signalen beeinflußt wird, die zwar einen kleinen Wert besitzen, aber von hoher Frequenz sind..

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Das Zeitdiagramm nach Fig. 2 läßt erkennen, wie die Referenzspannung R am Ausgang II der Vergleichsschaltung 14 sich vor und nach dem ErfassungsZeitpunkt t^ der Vorderflanke eines aufgenommenen, digitalen Impulses P ändert· Der Amplitudenscheitelwert des digitalen Impulses P beträgt U und der Erfassungsschwellwert ist beim Ausführungsbeispiel 1/2 U . Die Referenzspannung R ist zu Beginn der Anstiegszeit der Vorderflanke des digitalen Impulses P an dieses feste Potential U geklemmt, das über die Trenndiode 19 dem Eingang II zugeführt wird. Vom Zeitpunkt t,. bis zum Zeitpunkt tg folgt die Referenzspannung R der Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12. Die Ausgangsspannung wird über die Trenndiode 13 dem Eingang II zugeführt. Der Zeitpunkt t^ der Erfassung liegt im Schnittpunkt zwischen der Zeitfunktion der Referenzspannung R und der Zeitfunktion des digitalen Impulses P an den Eingängen II bzw. III der Vergleichsschaltung 14. Die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 1 2 besitzt in diesem Augenblick den Wert 1/2 U , also wie bereits ausgeführt ihren Maximalwert. Zum Zeitpunkt tp fällt die Zeitfunktion des abnehmenden Ausgangsspannungswertes der Differenzierschaltung 1 2 zusammen mit der Zeitfunktion des zunehmenden Ausgangsspannungswertes der Abschwächungsschaltung 17· Letzterer Spannungswert, der auf 1/2 U ansteigt, steuert somit über die Trenndiode 18. den Wert der Referenzspannung R bei der bevorstehenden Erfassung der nicht gezeigten hinteren Flanke des digitalen Impulses P.

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Claims

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Patentansprüche

\\J Vorrichtung zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vorderen bzw. hinteren Planke, während der Scheitelwert der Amplitude schwanken kann, mit einer Vergleichsschaltung zum Vergleich des Amplitudenistwertes der Rechteckimpulse mit der Amplitude einer Referenzspannung, die bei gleicher Größe der verglichenen Amplituden einen Anzeigeimpuls liefert, gekennzeichnet durch eine Differenzierschaltung (12), die mit den Rechteckimpulsen gespeist wird und die jeweils bei der Impulsvorderflanke eine Ausgangsspannung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion der Vorderflanke des Rechteckimpulses in einem Schnittpunkt derart schneidet, daß der Amplitudenwert im Schnittpunkt gleich einem bestimmten Bruchteil des Amplitudenscheitelwertes des Rechteckimpulses ist, wobei der Ainplitudenscheitelwert durch, die Zeitfunktion der Vorderflanke bestimmt ist und die Referenzspannung während dieser Vorderflanke durch die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung gebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle eines festen Potentials (U ) mit der Vergleichsschaltung parallel zur Differenzierschaltung verbunden ist, zur Erzeugung eines Minimalwertes der Referenzspannung, wobei jeder der parallelen Zweige eine Trenndiode (19,13) enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzierschaltung mittels eines Bandbegrenzungsfilters gegen solche Störimpulse geschützt ist, die zwar einen kleinen Wert, aber eine große Frequenz besitzen.

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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pifferenzierschaltung einen Operationsverstärker enthält, der zur Ableitung in an sich bekannter Weise im Rückkopplungszweig mit einem Kondensator und einem Widerstand beschaltet ist. ' .
5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bruchteil des Amplitudenscheitelwertes der Rechteckimpulse gleich 1/2 ist.

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