DE2424450A1 - Schaltungsanordnung zur detektion von stoersignalen und zum ausloesen eines impulses beim auftreten von stoersignalen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur detektion von stoersignalen und zum ausloesen eines impulses beim auftreten von stoersignalenInfo
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Description
Ι'ΛΤ Β NTANWAI-T
Dipl.-Piiys. NOKBEItT EILEIiS
PRIVAT: HIOJIAIin-WAONEn-STHASSK β
DHCSDNKR DANK A<3, ΠΙΙ<Ι>Ε8ΠΚΙΜ 041.1238
PLI Lins/Fo 17·5.1974
R.Nr. 1313
Schaltungsanordnung zur Detektion von Störsignalen und zum Auslösen eines Impulses
beim Auftreten von Störsignalen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Derartige Schaltungsanordnungen sind bekannt und dienen beispielsweise
dazu, bei Rundfunkempfängern einen Schaltvorgang auszulösen, der den Signalweg unterbricht, wenn eine Störung auftritt, damit
die Störung keine hörbaren Auswirkungen haben kann.
In diesen Fällen sind die Schaltungsanordnungen direkt hinter dem Demodulator des Rundfunkempfängers angeordnet. Im Falle einer Störung
wird der Signalweg unterbrochen und im allgemeinen der vor der Störung bestehende und gespeicherte Signalwert auf die NF-Stufe geleitet.
Eine bekannte Schaltungsanordnung beinhaltet einen Sperrkreis, um die bei Stereo- oder Verkehrsfunksendungen vorhandenen Trägerschwingungen
nicht als Störung wirksam werden zu lassen, und einen Schwingkreis (ca. 300 kHz), der durch die hochfrequenten Anteile einer Störung
zu einer gedämpften Schwingung angeregt wird. Diese Schwingung wird verstärkt und mit einer Diodenbrücke gleichgerichtet. Die gleichgerichtete
Schwingung schaltet einen sonst gesperrten Transistor durch, und an dessen Ausgang ist ein Triggerimpuls abnehmbar. Die
Gleichrichtung der Schwingung mit der Diodenbrücke ist notwendig,■da
die Schwingung mit einer positiven oder negativen Halbwelle beginnen kann, je nachdem, ob der Störimpuls mit einer Flanke positiver oder
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negativer Steigung einsetzt, und der Transistor in beiden Fällen
beim Beginn der Störung geöffnet werden muß.
Die Modenbrücke muß gleichstrommäßig von der Stromversorgung getrennt
sein. Aus diesem Grunde wird die im Schwingkreis angeregte Schwingung über Kondensatoren auf die Diodenbrücke gekoppelt.
ITachteile dieser bekannten Schaltung liegen darin, daß zur Unterdrückung
der Trägerschwingungen des Nutzsignals der Sperrkreis benötigt
wird und die Koppelkondensatoren erforderlich sind. Diese Schaltelemente verhindern nämlich die Herstellung der bekannten
Schaltung in monolithisch integrierter Technik, weil die genannten Bauteile in der erforderlichen Größenordnung nicht integrierbar
sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Prinzip für eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln,
das die genannten Kachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Bis auf den am Eingang der Schaltungsanordnung liegenden Schwingkreis
ist die Schaltung voll integrierbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus Schaltungsanordnungen
nach den Unteransprüchen.
Besondere Vorteile entstehen dadurch, daß sich die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung leicht dahingehend erweitern läßt, daß kein Impuls
am Ausgang entsteht, wenn Störimpulse in großer Anzahl zeitlich sehr kurz aufeinanderfolgen.
Bei derartigen Störungen wird durch die zusätzliche Schaltungsmaßnahme
verhindert, daß das llutzsignal ständig ausgetastet wird bzw.
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eine erhebliche Verzerrung erfolgt, wenn eine ausreichende Abfragemöglichkeit
des 'Nutzsignals zwischen den Störintervallen nicht mehr möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels, auf das sich
die Fig. 1 bis 4 beziehen, näher erläutert.
Es zeigen: -■
Fig. 1 die Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltung
zur Detektion von Störsignalen in einem FM-Empfänger,
Fig. 2 die Signalverläufe an den mit A bis E gekennzeichneten Punkten der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Variation der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 4 die Schaltung nach Fig. 3 roi* einem Zusatz zum Stoppen
der Triggerimpulse.
In Fig. 1 ist ein Stereo-Rundfunkempfänger mit einer Störaustastvorrichtung
schematisch dargestellt.
Das an der Antenne 1 stehende HF-Signal gelangt über eine übliche Mischstufe 2 und ZF-Stufe 3 auf einen Diskriminator 4· Hinter dem
Diskriminator 4 steht das NF-Signal, das bei Stereo-Sendungen das Multiplex-Signal ist, zur Verfügung. Dieses Signal gelangt einerseits
über einen Schalter 5 zur NF-Stufe und andererseits als Eingangssignal
auf die Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Sind keine Störungen im Signal, ist der Schalter 5 geschlossen, und
das Signal wird, gegebenenfalls nach Aufspaltung in einem Stereo-Decoder
6, in einem NF-Verstärker 7 verstärkt und über Lautsprecher 8
wiedergegeben.
Beim Auftreten einer Störung gibt die Detektionsanordnung über einen
Multivibrator 10 einen Impuls an den Schalter 5». wodurch dieser ge-
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öffnet und der Signalweg somit unterbrochen wird. Das gestörte Signal
gelangt nicht auf die Lautsprecher 8, ist also nicht hörbar.
Im allgemeinen sorgt eine zusätzliche Speicherschaltung 9 dafür, daß während einer Störung das vor dem Beginn der Störung anstehende,
ungestörte Signal die Lautsprecher 8 erreicht.
Innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gelangt das Eingangssignal
einerseits auf die Basis eines ersten Transistors T1 (Punkt a), andererseits auf die Serienschaltung einer Spule L und
eines Kondensators C1, der mit seinem freien Ende an Masse liegt.
Parallel zur Spule L ist ein Widerstand R. geschaltet. Spule L, Kondensator
C. und Widerstand R1 bilden einen gedämpften Serienresonanzkreis
L, C1, R1, der auf ca. 300 kHz abgestimmt ist. Der ■Verbindungspunkt
von Spule L und Kondensator C1 ist mit der Basis eines
zweiten Transistors T„ (Punkt B) verbunden, der mit dem ersten
Transistor T1 einen Differenzverstärker T1, T? bildet. Die zusammengeschalteten
Emitter sind über eine Stromquelle T3. mit Masse verbunden.
Der Kollektor des' ersten Transistors T1 (Punkt D) ist über einen ersten
Kollektorwiderstand R?, der Kollektor des zweiten Transistors (Punkt
C) über einen zweiten Kollektorwiderstand R, mit der positiven Klemme +IT7. einer Betriebsspannungsquelle verbunden, deren negative Klemme
an Masse liegt. Die beiden Kollektorwiderstände R? und R, sind gleich
groß.
Weiterhin ist der Kollektor des ersten Transistors T1 direkt an die
Basis eines vierten Transistors T., der Kollektor des zweiten Transistors
T_ direkt an die Basis eines fünften Transistors T,- angeschlossen.
Der fünfte Transistor T1- und der vierte Transistor T. bilden eine
Transistorkombination T., Tj.» deren Kollektoren verbunden (Punkt E)
und über ein Integrationsglied, das aus einem Widerstand R. und einen dazu parallel geschalteten Kondensator C„ gebildet wird, an der
positiven Klemme +U- der Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind.
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R.lir.
Das Potential am gemeinsamen Emitteranschluß des vierten und fünften
Transistors T. und IV wird mit Hilfe eines Abgriffs eines Potentiometers
R festgelegt, das zwischen den Klemmen der Betriebsspannungsquelle
liegt.
Das Ausgangssignal, das bei Störungen den Triggerimpuls für den Multivibrator
10 enthält, ist am Kollektoranschliiß der Transistorkombination
T., Tj- abnehmbar.
Fig. 2.zeigt die Spannungskurvenverläufe an verschiedenen Punkten
der Schaltung für eine gegebene Störung, die in Zeile a) dargestellt
ist.
Angenommen ist eine erste Rechteckstörung, die mit einer Flanke mit
positiver Steigung beginnt, und eine zweite Rechteckstörung, die mit einer Flanke mit negativer Steigung einsetzt. Dieses Signal gelangt
direkt an die Basis des ersten Transistors T1 (Punkt A). Die NF-Signalanteile
erreichen weiterhin unverändert die Basis des zweiten Transistors T_ über den gedämpften Serienresonanzkreis L, C1, R1.
Die hochfrequenten Anteile der Störimpulse erzeugen in dem Serienresonanzkreis L, C1, R1 eine gedämpfte Schwingung. Somit ist dem gestörten
NF-Signal an der Basis des zweiten Transistors T„ (Punkt B)
am Anfang und Ende eines Störimpulses nach Zeile a) eine gedämpfte
3OO kHz-Schwingung überlagert. Der Verlauf dieses Signals ist in
Zeile b) angedeutet.
Die verstärkte Differenz der beiden Signale - nämlich die reine, gedämpfte 3OO kHz-Schwingung - liegt sowohl am Kollektor des. zweiten
Transistors T? (Punkt C) als auch am Kollektor des ersten Transistors
T1 (Punkt υ). Das Signal am Punkt C zeigt die Zeile c) und das
Signal am Punkt D die Zeile d). Beide Signale sind spiegelsymmetrisch
zueinander.
Das Emitterpotential der Transistorkombination T., T1- ist mit Hilfe
des Potentiometers R so eingestellt, daß es bei nicht vorhandener
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R.ITr. 1313
Störung etwas positiver als das Potential an den Basen ist, d.h. die
Transistorkombination T,, T1- ist gesperrt. Erst wenn auf eine der Basen
ein positives Potential ausreichender Höhe gegeben wird, kann die Transistorkombination T., T1. leiten. Daher haben auf die Umschaltung
der Transistorkorabination nur positive Anteile der Signale an den Punkten C und I) einen Einfluß. ITegative Signalanteile erhalten die Sperrung aufrecht.
Für die in den Zeilen c) und d) dargestellten Signalverläufe entsteht
am Kollektor der Transistorkombination T., T1- (Punkt E) ein Signal, das
in Zeile e) aufgezeichnet ist. Ist die Transistorkombination T., T1-gesperrt,
so liegt der Punkt E praktisch auf dem Potential der positiven Klemme +U1- der Betriebsspannungsquelle. Gelangt ein positives Signal
ausreichender Höhe auf eine der Basen, wird die Transistorkombination
T., Tj- leitend, und das Potential am Punkt E fällt ab. ITach der
ersten 300 kHz-Halbwelle steigt es mit der Zeitkonstanten des Integrationsgliedes
Cp, E. wieder an.
Im gegebenen Beispiel trifft nach kurzem Anstieg eine positive HaIbwelle
an der anderen Basis der Transistorkombination T., Tn. ein, die
von dem Ende des Störimpulses herrührt. Dadurch wird das Potential am Punkt E noch einmal abgesenkt. Analog entsteht das Signal für den zweiten
Störimpuls. In Zeile e) ist erkennbar, daß unabhängig von der Polarität
des Störsignals ein gleiches Signal an Punkt E entsteht. Die Potentialabsenkungen triggern den Multivibrator 10, der in diesem Fall
zweckmäßigerweise ein monostabiler Multivibrator ist. Der monostabile Multivibrator 10 steuert den Schalter 5·
Fig. 3 zeigt eine weiterentwickelte Schaltungsanordnung, die eine sichere
Sperrung der Transistorkombination T., Tj. weitgehend unabhängig
von den Ferbigungstoleranzen der Bauelemente gewährleistet.
Dazu ist das Potentiometer R aus Fig. 1 durch einen Transistor IV er-
P ο
setzt, der als Emitterfolger geschaltet ist.
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Π.Nr. 1313
Der Kollektor des Transistors' T,- ist direkt mit Masse, der Emitter
über einen Widerstand R11 mit der positiven Klemme +TL, der Versorgungsspannungsquelle
verbunden. Der Emitter des Transistors T<- ist
zusätzlich direkt an den Emitter der Transistorkombination T., T^
geschaltet. Die Basis des Transistors Tg ist einerseits über einen
Widerstand R^ an die Basis des fünften Transistors T1-, andererseits
über einen Widerstand R,- an die Basis des vierten Transistors T. angeschlossen.
Die Widerstände R,- und R^ haften die gleiche Größe, so
daß die Basis des Transistors T^ auf dem Gleichspannungspotential
der Basen der Transistorkombination T., T^. liegt, da die an den Basen
der Transistorkombination T., T1. anliegenden Wechselsxgnale gegenphasig
sind und somit durch die Addition an der Basis des Transistors T/- herausfallen.
Das Potential am Emitter der Transistorkombination T,, T1. ist somit
um die Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Diode des Transistors T^
positiver als an den Basen.
Fig. 4 zeigt eine Schaltung zum Stoppen des Multivibrators 10, wenn
Störungen in großer Häufigkeit über längere Zeit auftreten. Durch die Ausgangsimpulse des Multivibrators wird ein Transistor T„ aufgesteuert,
der kollektorseitig an der positiven Klemme +IL der Versorgungsspannungsquelle
und emitterseitig über eine Serienschaltung eines Widerstandes R7 mit der Parallelschaltung eines Kondensators C, und eines
Widerstandes R„ an Masse liegt.
Wird der Kondensator C, durch häufige und kurz aufeinanderfolgende Impulse
genügend aufgeladen, ist die mit dem Hochpunkt des Kondensators C, verbundene Basis eines Transistors Tq so weit vorgespannt, daß der
Transistor T~ durchgeschaltet wird. Der Transistor Tfl liegt emitterseitig
über einen Emitterwiderstand Rq an Masse und kollektorseitig
über einen Kollektorwiderstand RHri an der positiven Klemme +IL der Be-
I U JD
triebsspannungsquelle. Der Kollektor des Transistors T„ ist direkt mit
der Basis eines weiteren Transistors Tq verbunden, der mit seinem Emitter
direkt an der positiven Klemme +TJ- der Betriebsspannungsquelle und
mit seinem Kollektor direkt an der Basis des Transistors T^ liegt.
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R. ITr. 1313
Ist der Kondensator C2 durch häufige und zeitlich kurz aufeinanderfolgende
Impulse des Multivibrators weit genug aufgeladen, schalten die Transistoren T9 und T durch. Dadurch liegt die Basis des Transistors
T^ praktisch auf dem Potential der positiven Klemme +1L, der Betriebsspannungsquelle.
Der Emitter des Transistors IV folgt dem Potential der Basis und sperrt die Transistorkombination T., T- auch beim
Vorhandensein von Störimpulsen. Dies hat zur Folge, daß keine Triggerimpulse erzeugt werden und der Multivibrator 10 aussetzt. Erst wenn
sich der Kondensator C, danach über den Widerstand Rfi genügend entladen
hat, so daß der Transistor T„ sperrt, können wieder Triggerimpulse
an den monostabilen Multivibrator 10 gelangen.
Der Serienresonanzkreis L, C,., R1 kann selbstverständlich durch jedes
andere Netzwerk ersetzt werden, das die Amplituden der Frequenzen jenseits der Grenzfrequenz der Nutzsignale verändert. Eine einfache Möglichkeit
besteht darin, die zweite Basis des Differenzverstärkers T1,
Tp über einen Kondensator mit Masse und über einen Widerstand mit der
ersten Basis des Differenzverstärkers zu verbinden.
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Claims (7)
- PLI Lins/Fo - 9- 17-5.1974Ii.Nr. 1313Patentansprüche/ 1./ Schaltungsanordnung zur Detektion von Störsignalanteilen, die ~ jenseits einer Grenzfrequenz der Nutzsignale liegen, und zum Auslösen eines Steuerimpulses für einen Schalter beim Auftreten solcher Störsignalanteile und mit einem" freqüenzabhängigen Netzwerk, das die Amplituden von Signalanteilen jenseits der Grenzfrequenz verändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal direkt auf die erste Basis und über das frequenzabhängige Netzwerk (L, C>, R1) auf die zweite Basis eines symmetrisch aufgebauten Differenzverstärkers (T1, T„) geführt ist, daß die beiden Kollektoren des Differenzverstärkers (T1, Tp) an die Basiselektroden einer in Sperrichtung vorgespannten Transistorkombination (T,, T1.-)' aus zwei Transistoren (T, und Tp.), deren Emitter miteinander und deren Kollektoren miteinander verbunden sind, angeschlossen sind, und daß der Steuerimpuls an den verbundenen Kollektoren der Transistorkombination (Τ,, Tr) abnehmbar ist.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Emitterpotential der Transistorkombination (T., 1') durch einen Emitterfolger (Tg) festgelegt ist, dessen Basisvorspannung durch die Basisvorspannung der beiden Basen der Transistorkombination (T., Tp.) bestimmt ist.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den verbundenen Kollektoren der Transistorkombination (T,, T1.) abnehmbare Triggerimpuls auf einen Multivibrator (1O) gelangt, der den Schalter (5) steuert.509849/0447PLI Lins/Fo - 10 - 17.5.1974R.Hr. 1313
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Hilfe der Ausgangsimpulse des Multivibrators (1O) aufgeladener Kondensator (C,) die Triggerung des Multivibrators (1O) unterbricht, wenn ein vorgegebener Wert der Impulse pro Zeiteinheit überschritten wird.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 bisf 4» dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung der Triggerung des Multivibrators (1O) das Potential an der Basis des Emitterfolgers (Τ-ς) angehoben wird.
- 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzabhängige Netzwerk ein Resonanzkreis ist, der auf eine Frequenz jenseits einer Grenzfrequenz des Ilutzsignalbandes abgestimmt ist.
- 7. Schaltungsanordnung'nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das frequenzabhängige Netzwerk von einem Kondensator gebildet wird, der die zweite Basis der Differenzverstärker (T1, T„) mit Masse verbindet und über einen Widerstand mit der ersten Basis des Differenzverstärkers (T1, T_) verbunden ist.509849/0447JiLeerseite
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