DE2214250B2 - Schaltungsanordnung zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vorderen bzw. hinteren Flanke - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vorderen bzw. hinteren FlankeInfo
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Description
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renzspannung während dieser Vorderflanke durch die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung gebildet
wird.
Zur Beschreibung der Erfindung wird auf die
Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt
F i g. 1 eine Empfangsschaltung zur Erfassung rechteckiger, digitaler Impulse gemäß der Erfindung
und
F i g. 2 ein Zeitdiagramm mit einer Referenzspannung
zur Erfassung der rechteckigen, digitalen Impulse in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.
Der Empfänger nach F i g. 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
Amplitudenscheitehvert des digitalen Impulses vorherbestimmbar ist, in einem Zeitpunkt, wenn lediglich
ein Bruchteil der Anstiegszeit 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 obenerwähnte Verfahren zur Bestimmung des Amplituden
scheitelwertes eines rechteckigen, digitalen Impulses praktisch anwendbar ist auf die erforderliche
Genauigkeit zum Steuern des Erfassungsschwellwertes proportional zum Amplitudenscheitehvert. Im
Empfänger gemäß F i g. 1 wird gemäß der Erfindung eine Differenzier- oder Ableitschaltung 12 mit detnodulierten,
digitalen Impulsen gespeist, die vom Hüllkurvendemodulator 11 geliefert werden und die während
der Anstigeszeit jeder Vorderflanke der digitalen Impulse eine Ausgangsspannung liefert, deren Zeitfunktion
einen dei artigen vorgegebenen Schnittpunkt mit der Zeitfunktion der Vorderflanke des digitalen
Impuises aufweist, daß der Amplitudenwert im Schnittpunkt einen bestimmten Bruchteil des Amplitudenscheiteiwertes
des digitalen Impulses darstellt, wobei der Amplitudenscheitehvert durch die Zeitfunktion
der Vorderflanke gegeben ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Bruchteil gleich Va. Außerdem
ist beim Ausführungsbe'spiel angenommen, daß das Eingangsfilter 10 und der Hüllkurvendemoriulator
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 12 ihren Maximalwert erreicht hat.
Über eine Trenndiode 13 gelangt die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12 auf einen Eingang
II einer Vergleichsschaltung 14, als Referenzspannung für die Erfassung de digitalen Impulse.
Die Vergleichsschaltung 14 erhä an einem weiteren Ausgang III die digitalen Impui 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
:o erscheinen.
Es sei angenommen, daß der Ausgang V einen großen Wert hat, nachdem die Vorderflanke eines
digitalen Impulses erfaßt wurde und nachdem ein Ajizeigeimpuls am Ausgang IV der Vergleichsschaltung
14 geliefert wurde. Die hintere Flanke 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 Abi allzeit der Viinteren
Flanke eine Ausgar ,spannung entsprechend dem Amplitudenscheitehvert des digitalen Impulses
und liefert diese Ausgangsspannung über eine Abschwächungsschaltung
17 und eine Trenndiode 18 als Referenzspannung an den Eingang II der Vergleichs-
^haltung 14. Es sei angenommen, daß die Ausgangsspannung
der Abschwächungsschaltung 17 beim Ausführungsbeispiel 50 °o der Eingangsspannung betragen
soll. Die Vergleichsschaltung 14 liefert infolgedessen einen Arizeigeimpuls am Ausgang IV, wenn
die Ist-Spannung 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 U0
mit dem Eingang II der Vergleichsschaltung 14 zur Erzeugung eines minimalen Weites der Referenzspannung
für diese verbunden, wodurch erreicht wird, daß störende Impulse unter diesem Minimalwert die bistabile Schaltung 15 nicht beeinflussen
können. Die Differenzierschaltung 12 umfaßt beispielsweise einen Operationsverstärker, der zum Differenzieren
auf bekannte Weise in seinem Rückkopplungszweig einen Kondensator und einen Widerstand
aufweist, und kann außerdem mit einem Bandbegienzungsfilter 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.
Das Zeitdiagramm nach Fig. 2 läßt erkennen, wie
die Referenzspannung R am Ausgang II der Vergleichsschaltung 14 sich vor und nach dem Erfassungszeitpunkt
td der Voderflanke eines aufgenommenen, digitalen Impulses P ändert. Der Amplitudenscheitehvert
des digitalen Impulses P beträgt Un,
und der Erfassungsschwellwert ist beim Ausführungsbeispiel V2 Um. Die Referenzspannung R ist zu Be-
ginn der Anstiegszeit der Vorderflanke des digitalen Impulses P an dieses feste Potential CZn geklemmt,
das über die Trenndiode 19 dem Eingang II zugeführt wird. Vom Zeitpunkt J1 bis zum Zeitpunkt i,
folgt die Referenzspannung R der Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12. Die Ausgangsspannung
wird über die Trenndiode 13 dem Eingang II zugeführt. Der Zeitpunkt/,; der Erfassung liegt im
Schnittpunkt zwischen der Zeitfunktion der Refe-
renzspannung R und der Zeitfunktion des digitalen Impulses P an den Eingängen II bzw. III der Vergleichsschaltung
14. Die Ausgangsspanuung der Differenzierschaltung 12 besitzt in diesem Augenblick
den Wert Vs Um, also wie bereits ausgeführt, ihren
Maximalwert. Zum Zeitpunkt /2 fällt die Zeitfunktion des abnehmenden Ausgangsspannungswertes der Differenzierschaltung
12 zusammen mit der Zeitfunktion des zunehmenden Ausgangsspannungswertes der Abschwächungsschaltung 17. Letzterer Spannungswert, der auf 1Zt Um ansteigt, steuert somit über die
Trenndiode 18 den Wert der Referenzspannung/? bei der bevorstehenden Erfassung der nicht gezeigten
hinteren Flanke des digitalen Impulses P.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur Erfassung von daß ein fester Erfassungsschwellwert bewirkt, daß
Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vor- 5 verschiedene Impulsbreiten bei Rechteckimpulsen
deren bzw. hinteren Flanke, während der Sch-ei- erfaßt werden, deren Impulsbreite in Wirklichkeit
telwert der Amplitude schwanken kann, mit einer konstant ist, deren Amplitude jedoch verschiedene
Vergleichsschaltung zum Vergleich des Amplitu- Scheitelwerte besitzt. Durch Steuern des Erfassungsden-Ist-Wertes
der Rechteckimpulse mit der schwellwertes für jeden Rechteckimpuls in Abhängig-Amplitude
einer Referenzspannung, die bei glei- io keit vom Amplitudenscheitelwert desselben läßt sich
eher Größe der verglichenen Amplituden einen das Problem lösen.
Anzeigeimpuls liefert, gekennzeichnet durch Schaltungsauordnung zur Erfassung von Rechteckeine
Differenzierschaltung (12), die mit den impulsen mittels gesteuerter Schwellwerterfassung
Rechteckimpulsen gespeist wird und die jeweils sind bekannt. Die Erfassung der hinteren Flanke der
bei der Impulsvorderflanke eine Ausgangsspan- 15 Zlechteckimpulse erfolgt hierbei in der Regel mittels
nung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion einer Vergleichsschaltung, die die Ist-Spannung eines
der Vorderflanke des Rechteckimpulses in einem tatsächlichen Rechteckimpulses mit der Ausgangs-Schnittpunkt
derart schneidet, daß der Ampii- spannung einer Abschwächungsschaltung vergleicht,
tudenwert im Schnittpunkt gleich einem bestimm- deren Eingangsspannung von einem Scheitelspanten
Bruchteil des Amplitudenscheitelwertes des 20 nungsdetektor geliefert wird, der mit dem Rechteck-Rechteckimpulses
ist, wobei der Amplituden- impuls gespeist wird und seinen Scheitelwert während scheitelwert durch die Zeitfunktion der Vorder- der Abfallzeit der hinteren Flanke beibehält. Bei
flanke bestimmt ist und die Referenzspannung Übereinstimmung des Wertes der verglichenen Spanwährend
dieser Vorderflanke durch die Ausgangs- nungen liefert die Vergleichsschaltung einen Anzeigespannung
der Differenzierschaltung gebildet wird. 25 impuls.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Zur Erfassung der Vorderflanke von Rechteckdurch
gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines impulsen enthalten die bekannten Schaltungsanord-Minimalwertes
der Referenzspannung mit der nungen außerdem eine Verzögerungsschaltung, die
Vergleichsschaltung parallel zur Differenzier- bewirkt, daß die Ist-Spannung der Vorderflanke eines
schaltung (12": eine Quelle festen Potentials (U0) 30 empfangenen Rechteckimpulses durch die Vergleichsverbunden
ist, wobei jeder der parallelen Zweige schaltung erfaßt wird, nachdem die Ausgangsspaneine
Trenndiode (19,13) enthält. nung des Scheitelwertdetektors bereits den Ampli-
3. Schaltungsanordnung räch Anspruch 1 tudenscheitelwert des Rechteckimpulses erreicht hat.
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Difie- Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird der
renzierschaltung mittels eines Bandbegrenzungs- 35 Scheitelwertdetektor vermieden. Die Erfassung der
filters gegen solche Störimpulse geschützt ist, die Vorderflanke eines aufgenommenen Rechteckimpulzwar
einen kleinen Wert, aber eine große Fre- ses erfolgt in diesem Fall durch eine Vergleichsschalquenz
besitzen. tung der obenerwähnten Art, d'.t die Ausgangsspan-
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 nung einer Abschwächungsschaltung mit der Ausbis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffcren- 40 gangsspannung einer Verzögerungsschaltung verzierschaltung
einen Operationsverstärker enthän, gleicht. Die beiden Schaltungen werden mit dem
der zur Ableitung in an sich bekannter Weise im Rechteckimpuls gespeist. Das Verhältnis von Aus-Rückkopplungszweig
mit einem Kondensator und gangsspannung und Eingangsspannung der Abschwäeinem Widerstand beschaltet ist. chungsschaltung ist gleich dem Verhältnis von Ver-
5. Schaltungsanordnung nach den vorhergehen- 45 zögerungszeit der Verzögerungsschaltung und Anden
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß stiegszeit der Vorderflanke des Rechteckimpulses,
der Bruchteil des Amplitudenscheitelwerte? der Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung unter-Rechteckimpulse gleich Va ist. scheidet sich von den bekannten Schaltungsanordnungen dadurch, daß die Vorderflanke der aufgt-
der Bruchteil des Amplitudenscheitelwerte? der Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung unter-Rechteckimpulse gleich Va ist. scheidet sich von den bekannten Schaltungsanordnungen dadurch, daß die Vorderflanke der aufgt-
50 rommenen Rechteckimpulse ohne Verzögerungs-
schaltung erfaßt wird. Beim Schmalbandempfang von
rechteckigen, digitalen Impulsen stellt dies einen großen Vorteil dar, da hier die Dauer der Vorderflanke
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung in der Größenordnung von Millisekunden gedehnt
zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter 55 wird, was bei den bekannten Schaltungsanordnun-
Dauer der vorderen bzw. hinteren Flanke, während gen aufwendige Verzögerungsschaltungen erfordern
der Scheitelwert der Amplitude schwanken kann, mit würde.
einer Vergleichsschaltung zum Vergleich des Ampli- Die erfindiingsgemäße Schaltungsanordnung ist getuden-Ist-Wertes
der Rechteckimpulse mit der kennzeichnet durch eine Differenzierschaltung, die Amplitude einer Referenzspannung, die bei gleicher 6o mit den Rechteckimpulsen gespeist wird und die je-Größe
der verglichenen Amplituden einen Anzeige- weils bei der Impulsvorderflanke eine Ausgangsspanimpuls
liefert. Die Schaltungsanordnung ist ganz nung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion der
grundsätzlich geeignet zur Verwendung in Träger- Vorderflanke des Rechteckimpulses in einem Schnittfrequenztelefonsystemen
beim Empfang von recht- punkt derart schneidet, daß der Amplitudenwert im eckigen, digitalen Impulsen, die mittels eines Ampli- 65 Schnittpunkt gleich einem bestimmten Bruchteil des
tudenmodulationsträgers in einem Schmalbandkanal Amplitudenscheitelwertes des Rechteckimpulses ist,
lediglich für Rufzwecke gesendet werden. wobei der Amplitudenscheitelwert durch die Zeit-Beim
Schmalbandempfang von Rechteckimpulsen funktion der Vorderflanke bestimmt ist und die Refe-
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