DE2326621C3 - System zur Verarbeitung von Signalen - Google Patents

Description

P = k\ -AB±k₂A± Jt₃ - B,

wobei k\, k> und fa verschiedene Verstärkungsfaktoren und A und B verschiedene Eingangssignale sind, die Gleichspannungsbalance zwischen Steuereingängen eines jeden Paares der Transistoren (13 und 14 bzw. 15 und 16) und/oder an den Steuereingängen der Eingangstransistoren (17 bzw. 18) geändert wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daO bei einem Verstärkungsfaktor £2=0 zwischen den Steuereingängen der Eingangstransistoren (17 und 18) gleiches Gleichspannungspotential eingestellt wird.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verstärkungsfaktor &3 = 0 zwischen den Steuereingängen eines jeden Paares der Transistoren (13 und 14 bzw. 15 und 16) gleiches Gleichspannungspotential eingestellt wird.

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Die Erfindung betrifft ein System zur Verarbeitung von Signalen nach der Gattung des Hauptanspruchs. -»5

In der elektrischen Nachrichtentechnik besteht vielfach der Wunsch vorgegebene elektrische Signale amplitudenabhängig nach einer bestimmten Übertragungsfunktion zu verzerren. Aus der Zeitschrift »Elektronik«, 1971, Heft 6, S. 189 bis 194, ist ein «o Analog-Multiplizierer mit Stromverteilungseteuerung bekannt, welcher mit zwei Paaren von Transistoren aufgebaut ist, die je durch einen zugeordneten Eingangstransistor gesteuert werden. Das Übertragungsverhalten dieser als Doppelgegentaktmodulator -»5 bekanntgewordenen Transistorschaltung kann durch externe Verbindungen beeinflußt werden, so daß Übertragungsfunktionen, wie Produkt-, Quadrat-, Quotient-, Kehrwert- und Wurzel-Funktion, erhalten werden können. Eine in der Videotechnik beispielsweise so universell einsetzbare nichtlineare Übertragungsfunktion der Form

P=k\ ■ A ■ B± Ar₂ /4 ± Ar₃- B,

wobei k\, fo und fa verschiedene Verstärkungsfaktoren und A und B verschiedene Eingangssignale sind, kann dagegen nicht erhalten werden.

Ferner ist bekannt (US-Patentschrift 34 72 957) mit einem zusätzlichen Doppelgegentaktmodulator komplexere Übertragungsfunktionen, die beispielsweise «> zwei Koeffizienten enthalten, zu verwirklichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur Verarbeitung von Signalen mit nur einem einzigen Doppelgegentaktmodulator anzugeben, welches die universelle nichtlineare Übertragungsfunktion ί¹)

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das ,erfindungsgemäße System weist den Vorteil auf, daß auf einen an sich bekannten integrierten Doppelgegentaktmodulator zurückgegriffen werden kann. Derartige integrierte Doppelgegentaktinodulatoren sind z. B. in der Druckschrift »uA 796, Double-Balanced Modulator/Demodulator, Fairchild Linear Integrated Circuit« beschrieben. Durch geeignete Änderung der Gleichspannungsbalance an den Steuereingängen dieses integrierten Bausteins läßt sich die Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von jeweils angelegten Amplitudenwerten eines Eingangssignals derart verändern, daß man bei Eingangssignalen, bei welchem A = B ist, eine Übertragungsfunktion von P=A²- A erhält. Diese Übertragungsfunktion mit P= A²—A findet vorteilhaft bei der Gradationsentzerrung und bei der aussteuerungsabhängigen Korrektursignalerzeugung auf dem Gebiet der Videotechnik Anwendung.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele genauer erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit Transistoren für das nichtlineare Übertragungsglied mit der Übertragungsfunktion

P = k, ■ A ■ B ± k₂ ■ A ± ki ■ B

P = /ti · B ± k₂ A ±

abzuleiten in der Lage ist.

Fig.2 die Übertragungsfunktion des nichllinearen Übertragungsgliedes in Abhängigkeit vom jeweiligen Amplitudenwert des angelegten Eingangssignäls bei einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in der gestrichelten Umrahmung 1 die bekannte integrierte Schaltung eines Doppelgegentaktmodulators. Bei diesem integrierten Doppelgegentaktmodulatorbaustein dienen die Klemmen 2, 3 und 4 zur Einspeisung der Betriebsspannung; an den Klemmen 5 und 6 sind die über Klemme 7 und 8 zugeführten Eingangssignale verzerrt abnehmbar; die Klemmen 9 und 10 stellen den Eingang für ein erstes Signal A und die Klemmen 11 und 12 den Eingang für ein zweites Signal ßdar.

Im folgenden wird dieser Doppelgegentaktmodulator anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Der Modulator weist zwei Paare von Transistoren 13, 14 bzw. 15, 16 sowie zwei Eingangstransistoren 17,18 auf. Die Transistoren 19,20 und 21 mit den Widerständen 22 bis 25 dienen in dieser Schaltung als Konstantstromquelle. Die Emitter der Eingangstransistoren 17 und 18 sind über Widerstand 26 so miteinander verbunden, daß sie in dieser Schaltung als Differenzverstärker arbeiten. An den beiden Kollektorwiderständen 27 und 28 der beiden Transistorschaltpaare 13,14 bzw. 15,16 mit den Klemmen 5 und 6 sind zwei zueinander inverse Ausgangssignale abnehmbar.

Beim Betrieb dieser Gegentaktmodulatorschaltung wird üblicherweise über die Klemmen 11 und 12 das zu modulierende Signal B zugeführt, während an den Klemmen 9 und 10 ein Trägersignal A liegt. Dieses Trägersignal A schaltet die Transistoren 13 und 16 in den leitenden Zustand, während es zugleich die Transistoren 14 und 15 sperrt. In der nächsten Halbperiode des Trägersignals werden die Transistoren 13 und 16 gesperrt und die Transistoren 14 und 15 in den leitenden Zustand geschaltet. Dieser Vorgang tritt bei

jeder Periode des Trägersignals auf, so daß die Transistoren 13, 14 bzw. 15, 16 abwechselnd leitend werden- Die abwechselnde symmetrische und synchrone Steuerung der Transistoren 13 bis 16 hat die Wirkung, daß die invers von den Kollektoren der Eingangstransistoren 16 und 17 zugeführten Signalströme an den Koüeäctorwiderständen 26 und 27 ein moduliertes Signal liefern, dessen Träger unterdrückt ist.

Bei einer derartigen Modulation handelt es sich um eine multiplikative Zusammensetzung von zwei Signalen, wobei im allgemeinen gefordert wird, daß nur das Produkt der beiden Signale am Ausgang erscheint Legt man an den ersten Eingang mit den Klemmen 9 und 10 ein Signal A und an den zweiten Eingang mit den Klemmen 11 und 12 ein Signal B, so erscheint an der Klemme 5 bzw. 6 nicht mehr eines der beiden Signale A oder B, sondern das Produkt P = k-A-B, wobei k ein konstanter Verstärkungsfaktor ist Dieses Produkt ergibt sich jedoch nur, wenn die Klemmen 9 und 10 für das Signal A auf demselben Gleichspannungspotential liegen, ebenso die Klemmen 11 und 12 für das Signal B. Verändert man nun die Gleichspannungsbalance zwischen den Klemmen 9 und 10 und/oder den Klemmen 11 und IZ so ergibt sich eine additive oder subtraktive Komponente des Signals B und/oder des Signals A. An der Klemme 5 bzw. 6 ist ein Signal abnehmbar, welches der Gleichung

P= k, A- B± k₂ A ±kj- B
entspricht. Wird an die Klemmen 9 und 10 bzw. 10 und 11 gleiches Potential gelegt, so wird Jt₅=O bzw. fo=0. Von besonderer Bedeutung ist der Fall A-B bzw. B= k- A mit der Bedingung fa = 0, so daß die Modulatorschaltung der Funktion

P = λ, - A² ± k₂ ■ A

entspricht Setzt man nun voraus, daß Λ:, = ! und k₂ = i

ίο ist, so erhält man eine Funktion P = A²±A.

In Fig.2 ist die Funktion der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 für A = B anhand einer Sägezahnfunktion A dargestellt In dem Diagramm sind auf der Abzisse die Amplitudenwerte der Signale A bzw. B aufgetragen, wobei der Faktor 0 dem Amplitudenwert 0% und der Faktor 1 dem Amplitudenwert 100% entspricht Auf der Ordinate ist die Übertragungsfunktion Paufgetragen.

Wird das Potentiometer 29 so eingestellt, daß an den Klemmen 9 und 10 ein identisches Gleichspannungspotential liegt, dann erhält man eine quadratische Funktion mit P=A². Der Widerstand 30 dient zur Erzeugung eines Bezugspotentials. Ein Verschieben der Vorspannung an Klemme 9 durch Potentiometer 29 bewirkt eine Unbalance der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, so daß an Klemme 5 bzw. 6 ein subtraktiver Anteil des Signals A auftritt. Die Amplitude wird durch die Höhe der Vorspannungsdifferenz an den Klemmen 9 und 10 bestimmt. Das gleiche Ergebnis wird auch durch eine Vorspannungsdifferenz an den Klemmen 11 und 12

jo mittels Widerstandsänderung des Spannungsteilers 31 und 32 erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. System zur Verarbeitung von Signalen mit einem Doppelgegentaktmodulator, welcher je nach externer Beschallung einer bestimmten Obertragungsfunktion gehorcht, wobei der Doppelgegentaktmodulator zwei Paare von Transistoren enthält, die je durch einen zugeordneten Eingangstransistor gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Ableitung einer Obertragungsfunktion