DE2245400A1 - Impulsregenerator - Google Patents

Description

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COMPAGNIE INDUSTRIEIEE DES TELECOMMUNICATIONS

CIT-ALCATEL
12, rue de la Baume, PARIS (8), Frankreich

IMPULSREGENERATOR

Die Erfindung betrifft Schaltungen, die von einem verzerrt empfangenen Impuls ausgehend einen geeichten Rechteckimpuls liefern. Sie betrifft insbesondere die Regenerierung von trapezförmigen Eingangs-Impulsen und eignet sich beispielsweise zur Verwendung in DatenUbertragungssystemen.

Bei der analogen Datenübertragung müssen die im . Demodulator ankommenden Impulse einer ganz bestimmten Spezifikation sowohl hinsichtlich der Rechteckform als auch der Dauer entsprechen. Beim Durchgang durch verschiedene Modulations-, Ubertragungs-, Filterschaltungen usw. werden jedoch die Impulse verformt, und anstelle steiler Flanken weisen sie ansteigende bzw, abfallende Flanken mit einer im Verhältnis zur Gesamtimpulsdauer nicht vernachlässigbaren Flanken-Dauer auf. Es handelt sich also darum, von quasi-trapezförmigen Impulsen ausgehend Impulse genau rechteckiger Form der erforderlichen Dauer innerhalb bestimmter Toleranzen zu erzeugen.

Für dieses Problem gibt es verschiedene Lösungen» Die 309813/1079 ./.

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Lösung dieses Problems gem'äss der Erfindung hat den Vorteil, dass sie sehr einfach und in ihrer Durchführung sehr billig ist und sich für Impulse eignet, die in einem weiten Bereich eine veränderliche Amplitude aufweisen. Sie verwendet im wesentlichen die plötzliche Umkehr der Ausgangsspannung eines Verstärkers im Schnittpunkt der Vorderflanke des ankommenden Impulses mit einer Schwellenspannung, die sich entsprechend der Ladekurve eines Kondensators mit relativ geringer Zeitkonstante ändert, und im Schnittpunkt der Abstiegsflanke mit der Entladungskurve des gleichen Kondensators mit einer höheren Zeitkonstante. Die Zeitkonstanten werden von einem Festkondensator und dem Widerstand einer Diode vorgegeben und sind in dem einen Fall niedrig und im anderen Fall hoch.

Unter diesen Bedingungen wird ein Impuls erzielt, dessen Flanken und Grossen versetzt sind, die im Verhältnis zu den Flanken des theoretischen Impulses gleich sind, d.h, ein dem theoretischen Impuls identischer Rechteckimpuls.

Die erf indungsgem'ässe Vorrichtung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist das Schaltschema eines typischen Ausführungsbeispiela der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt zwei graphische Darstellungen a und b, von denen die erste den Vorgang der Impulsregenerierung entsprechend der Erfindung und die zweite den regenerierten Impuls zeigt;

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Pig. 3 ist eine graphische Darstellung, die den mit der erf indungsgemässen Vorrichtung zur Regenerierung von verformten Impulsen veränderlicher Amplitude erzielten Portschritt veranschaulicht.

Die Schaltung nach Pig. 1 weist einen Differentialverstärker mit hohem Verstärkungsgrad von "beispielsweise mehr als 10 000 auf, der durch zwei Gleichspannungen +V und -V gespeist wird. Dieser Verstärker hat eine +Klemme (M) und eine -Klemme (N) und gibt bei P. auf einen Lastwiderstand Rc eine verstärkte Spannung, deren Wert im Prinzip der Differenz der Spannungen bei M und Έ multipliziert mit dem Verstärkungsgrad entspricht. Bei einem Verstärkungsgrad des Verstärkers von 10 000 und einer Sättigungsspannung am Ausgang von beispielsweise + 10 V ist bei sämtlichen Spannungsunterschieden zwischen M und N von mehr als + 1 Millivolt die Spannung bei P konstant bzw. gleich + 10 V.

Es sei angenommen, der ankommende Impuls wird von einer elektrischen Energiequelle E mit einem Innenwiderstand Rs, der zwischen Masse und der Klemme M liegt, abgegeben.

Der Punkt K liegt an der Mittelanzapfung eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen besteht; von diesen liegt der Widerstand R1 an positiver Spannung +V und der Widerstand R2 an Masse. Dem Widerstand R2 ist ein Kondensator C parallelgeschaltet. Eine Diode D liegt zwischen M und N in Durchlassrichtung bezüglich eines von M nach N fliessenden

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positiven Stroms. Der Potentialunterschied zwischen I und N ist mit Vd bezeichnet. Die bei N anliegende Spannung bildet

R2
R1 + R2¹

R2

eine Schwellenspannung Vs = V χ ■ , wenn die Diode D

gesperrt ist.

Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 1 wird an Hand der Fig. 2 beschrieben.

In der graphischen Darstellung (a) sind die Spannungen bei M und bei N im Laufe der Regenerierung eines ankommenden trapezförmigen Impulses gezeigt. Die Spannung bei M ist gleich E.

Das Diagramm (b) zeigt die bei P entstehende Spannung·

Der ankommende Impuls erstreckt sich theoretisch Über ein Zeitintervall von to bis t2·

1. E=O, Die Diode D ist gesperrt, der Schwellenwert Vs des Verstärkers A ist feststehend. Die Ausgangsspannung bei P beträgt etwa -10 V₁ und bei üblichen Werten der Bauteile beträgt Vs etwa 1 V.

2. E-^- Vs; V« -- . V_n. Die Spannung der ankommenden Impulse beginnt zum Zeitpunkt tO, dem theoretischen Beginn des Impulses, anzusteigen, sie ist jedoch noch geringer als der Schwellenwert Vs. Die Diode D bleibt gesperrt, die Spannung am Punkt P beträgt nooh -10 V. ,

3. E « Vs; Vj₁ ■ V_n. Die Auegangsspannung dee Verstärkers A wird fast genau zum Zeitpunkt ti umgekehrt, da ihr

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Verstärkungsgrad sehr hoch ist.

4. E rrrr^Vs j. Vj. .-~v-V»j. der ursprüngliche hohe Widerstand der Diode D nimmt zunächst dm Sperrbereich schnell ab, und erreicht einen niedrigen Wert von beispielsweise 10 bis 20 Si _f sobald sie in Durchlassrichtung polarisiert ist. Der Kondensator C lädt sich schnell auf.

5. E erreicht seinen Scheitelwert Ec, und die an den Klemmen des Kondensators C anliegende Spannung ist gleich Ec -V_D.

6. Vom Zeitpunkt t2, dem theoretischen Ende des-Impulses, nimmt E ab, und der Widerstand der Diode D erhöht sich, da sie einer niedrigeren Spannung ausgesetzt ist und von einem geringeren Strom durchflossen wird. Vom Zeitpunkt t2 an entlädt sich der Kondensator mit einer relativ hohen Zeitkonstanten. Zum Zeitpunkt t3 erreicht die veränderliche Schwellenspannung VN einen Wert, der über der Spannung des Signals VM liegt. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung des Verstärkers A zum Zeitpunkt t3 erneut umgekehrt.

Die bei P anliegende Ausgangsspannung ist somit rechteckförmig und erstreckt sich über das Zeitintervall ti - t3. Bei sorgfältig gewählten Werten der Parameter hat der regenerierte Impuls der Dauer von ti bis t3 die gleiche Länge wie der theoretische Impuls von to bis t2»

Fig. 3 enthält zwei Diagramme (c) und (d).

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Das Diagramm (c) zeigt beispielsweise einen von der erfindungsgemässen Schaltung zu entzerrenden Impuls mit einer theoretischen Dauer to - t2 = 40 ms, wobei die Vorderflanke eine Dauer von 10 ms und die RUckflanke eine Dauer von 10 ms aufweist.

Das Diagramm (d) enthält zwei Kurven, von denen die stark ausgezogene Kurve 1 die Restverzerrung zeigt(bei einem feststehenden Schwellenwert von (V = 1 V) und einem Eingangsimpuls, der zwischen 1 und 10 V veränderlich ist). Die gestrichelte Kurve 2 zeigt, dass mit der erfindungsgemässen Schaltung bei einem Eingangsimpuls, der eine Amplitude von mehr als 2,5 V aufweist, die Verzerrung im Gesamtbereich etwa Null beträgt.

-Patentanspruch-

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Claims (1)

1. 224540Ό'

   PATENTANSPRUCH

   Impulsregenerator, dadurch gekennzeichnet, dass er einen höhen Verstärkungsgrad aufweisenden Differentialverstärker mit zwei Eingangsklemmen aufweist, von denen eine den zu regenerierenden Impuls empfängt und die zweite an der Mittelanzapfung eines Spannungsteilers liegt, der in bezug auf den Innenwiderstand der Impulsklemme einen hohen Widerstand aufweist und mit einer Gleichspannung gespeist wird, wobei eine Diode zwischen den beiden Klemmen angeschlossen ist und ein Kondensator zwischen der zweiten Klemme und Masse liegt.

   09813/ 107 9