DE2424450B2 - Schaltungsanordnung zur Detektion von Störsignalen und zum Auslösen eines Impulses beim Auftreten von Störsignalen - Google Patents

Description

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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 (etwa 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 negativer Steigung einsetzt, und der Transistor in beiden Fällen beim Beginn der Störung geöffnet werden muß.

Die Diodenbrücke muß gleichstrommäßig von der Stromversorgung getrennt sein. Aus diesem Grunde wird die im Schwingkreis angeregte Schwingung über Kondensatoren auf die Diodenbrücke gekoppelt.

Nachteile 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 Nachteile 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 Nutzsignal ständig ausgetastet wird bzw. 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 zeigt

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.

F i g. 3 eine Variation der Schaltung nach Fig. 1,

Fig.4 die Schaltung nach Fig.3 mit einem Zusatz zum Stoppen der Triggerimpulse.

In F i g. 1 ist ein Stereo-Rundfunkempfänger mit einer Störaustasivorrichtung 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 Siereo-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 6er 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 geöffnet 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 3 erreicht.

Innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gelangt das Eingangssignal einerseits auf die Basis eines ersten Transistors 71 (Punkt A), andererseits auf die Serienschaltung einer Spule L und eines Kondensators Ci, der mit seinem freien Ende an Masse liegt. Parallel zur Spule L ist ein Widerstand R\ geschaltet. Spule L, Kondensator Q und Widerstand R] bilden einen gedämpften Serienresonanzkreis L, Q, R\, der auf etwa 300 kHz abgestimmt ist. Der Verbindungspunkt von Spule L und Kondensator Ci ist mit der Basis eines J5 zweiten Transistors Γ2 (Punkt B) verbunden, der mit dem ersten Transistor 7} einen Differenzverstärker 71, Ti bildet. Die zusr.mmengeschalteten Emitter sind über eine Stromquelle T3 mit Masse verbunden. Der Kollektor des ersten Transistors 71 (Punkt D) ist über einen ersten Kollektorwiderstand R2, der Kollektor des zweiten Transistors (Punkt C) über einen zweiten Kollektorwiderstand R3 mit der positiven Klemme + Ub einer Betriebsspannungsquelle verbunden, deren negative Klemme an Masse liegt. Die beiden Kollektorwiderstände Rz und R3 sind gleich groß.

Weiterhin ist der Kollektor des ersten Transistors 71 direkt an die Basis eines vierten Transistors Ta, der Kollektor des zweiten Transistors 7} direkt an die Basis eines fünften Transistors Ts angeschlossen.

Der fünfte Transistor Ts und der vierte Transistor T₄ bilden eine Transistorkombination Ta, 7s, deren ■ Kollektoren verbunden (Punkt E) und über ein Integrationsglied, das aus einem Widerstand A₄ und einen dazu parallel geschalteten Kondensator Ci gebildet wird, an der positiven Klemme + Ub der Betriebsspannungsquelle angeschlossen sind.

Das Potential am gemeinsamen Emitteranschluß des vierten und fünften Transistors T₄ und Ts wird mit Hilfe eines Abgriffs eines Potentiometers R_p festgelegt, das M) zwischen den Klemmen der Betriebsspannungsquelle liegt.

Das Ausgangssignal, das bei Störungen den Triggerimpuls für den Multivibrator 10 enthält, ist am Kollektoranschluß der Transistorkoinbination Ti, 7s hi 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 71 (Punkt A). Die NF-Signalanteile erreichen weiterhin unverändert die Basis des zweiten Transistors 7} über den gedämpften Serienresonanzkreis L, Ci, R]. Die hochfrequenten Anteile der Störimpulse erzeugen in dem Serienresonanzkreis L, C], R] eine gedämpfte Schwingung. Somit ist dem gestörten NF-Signal an der Basis des zweiten Transistors 7} (Punkt B) am Anfang und Ende eines Störimpulses nach Zeile a) eine gedämpfte 300 kHz-Schwingung überlagert. Der Verlauf dieses Signals ist in Zeile b) angedeutet.

Die verstärkte Differenz der beiden Signale — nämlich die reine, gedämpfte 300 kHz-Schwingung — liegt sowohl am Kollektor des zweiten Transistors 7~2 (Punkt QaIs auch am Kollektor des ersten Transistors Γι (Punkt D). Das Signal am Punkt Czeigt die Zeile c) und das Signal am Punkt D die Zeile d). Beide Signale sind spiegelsymmetrisch zueinander.

Das Emitierpotential der Transistorkombination T₄, T5 ist mit Hilfe des Potentiometers R_p so eingestellt, daß es bei nicht vorhandener Störung etwas positiver als das Potential an den Basen ist, d. h. die Transistorkombination Ta, Ti ist gesperrt. Erst wenn auf eine der Basen ein positives Potential ausreichender Höhe gegeben wird, kann die Transistorkoinbination 7"₄, Ts leiten. Daher haben auf die Umschaltung der Transistorkombination nur positive Anteile der Signale an den Punkten Cund D einen Einfluß. Negative Signalanteile erhalten die Sperrung aufrecht.

Für die in den Zeilen c) und d) dargestellten Signalverläufe entsteht am Kollektor der Transistorkombination Ta, T₅ (Punkt E) ein Signal, das in Zeile e) aufgezeichnet ist. Ist die Transistorkombination T₄, Ts gesperrt, so liegt der Punkt E praktisch auf dem Potential der positiven Klemme + Ub der Betriebsspannungsquelle. Gelangt ein positives Signal ausreichender Höhe auf eine der Basen, wird die Transistorkombination T₄, Ts leitend, und das Potential am Punkt £ fällt ab. Nach der ersten 300 kHz-Halbwelle steigt es mit der Zeitkonstanten des Integrationsgliedes C?, Ra wieder an.

Im gegebenen Beispiel trifft nach kurzem Anstieg eine positive Halbwelle an der anderen Basis der Transistorkombination T₄, T₅ 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.

F i g. 3 zeigt eine weiterentwickelte Schaltungsanordnung, die eine sichere Sperrung der Transistorkombination Ta, Ts weitgehend unabhängig von den Fertigungstoleranzen der Bauelemente gewährleistet.

Dazu ist das Potentiometer R_p aus F i g. 1 durch einen Transistor Tf, ersetzt, der als Emitterfolger geschaltet ist.

Der Kollektor des Transistors Tf, ist direkt mit Masse, der Emitter über einen Widerstand R] \ mit der positiven Klemme + Ub der Versorgungsspannungsquelle verbunden. Der Emitter des Transistors Tf, ist zusätzlich direkt an den Emitter der Transistorkombination Ta, Ts

geschaltet. Die Basis des Transistors Tt, ist einerseits über einen Widerstand Rs an die Basis des fünften Transistors Γ5, andererseits über einen Widerst? nd R_b an die Basis des vierten Transistors Ti angeschlossen. Die Widerstände Rs und Rb haben die gleiche Größe, so daß die Basis des Transistors 7f, auf dem Gleichspannungspotential der Basen der Transistorkombination Ti, Ts liegt, da die an den Basen der Transistorkombination Tt, Tj anliegenden Wechselsignale gegenphasig sind und somit durch die Addition an der Basis des Transistors Th herausfallen.

Das Potential am Emitter der Transistorkombination Ti, Ts ist somit um die Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Diode des Transistors Ti 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 + Ub der Versorgungsspannungsquelle und emitterseitig über eine Serienschaltung eines Widerstandes R₇ mit der Parallelschaltung eines Kondensators G und eines Widerstandes Rs an Masse liegt.

Wird der Kondensator Cj durch häufige und kurz aufeinanderfolgende Impulse genügend aufgeladen, ist die mit dem Hochpunkt des Kondensators Cj verbundene Basis eines Transistors Tg so weit vorgespannt, daß der Transistor T₈ durchgeschaltet wird. Der Transistor T₈ liegt emitterseitig über einen Emitterwiderstand /?₉ an Masse und kollektorseitig über einen Kollektorwiderstand R\₀ an der positiven Klemme + U_B der Betriebsspannungsquelle. Der Kollektor des Transistors Ts ist direkt mit der Basis eines weiteren Transistors T₉ verbunden, der mit seinem Emitter direkt an der positiven Klemme + <7/jder Betriebsspannungsquelle und mit seinem Kollektor direkt an der Basis des Transistors T₀ liegt.

Ist der Kondensator Ci durch häufige und zeitlich kurz aufeinanderfolgende Impulse des Multivibrators weit genug aufgeladen, schalten dieTransistoren T₈ und Tq durch. Dadurch liegt die Basis des Transistors Tb praktisch auf dem Potential der positiven Klemme + Ub der Betriebsspannungsquelle. Der Emitter des Transistors T₆ folgt dem Potential der Basis und sperrt die Transistorkombination T₄, Ts auch beim Vorhandensein von Störimpulsen. Dies hat zur Folge, daß keine Triggerimpulse erzeugt werden und der Multivibrator 10 aussetzt. Erst wenn sich der Kondensator Cj danach über den Widerstand Rg genügend entladen hat, so daß der Transistor T₈ sperrt, können wieder Triggerimpulse an den monostabilen Multivibrator 10 gelangen.

Der Serienresonanzkreis L, C Ri 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 Ti, T2 üb°r einen Kondensator mit Masse und über einen Widerstand mit der ersten Basis des Differenzverstärkers zu verbinden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

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 frequenzabhängigen 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, Q, R\) auf die zweite Basis eines symmetrisch aufgebauten Differenzverstärkers (Tu T₂) geführt ist, daß die beiden '⁵ Kollektoren des Differenzverstärkers (T], Tj) an die Basiselektroden einer in Sperricntung vorgespannten Transistorkombination (T*, Ts) aus zwei Transistoren (T\ und 7s), deren Emitter miteinander und deren Kollektoren miteinander verbunden sind, angeschlossen sind, und daß der Steuerimpuls an den verbundenen Kollektoren der Transistorkombination (T*, Ts) abnehmbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Emitterpotential der Transistorkolbenkombination (T*, Ts) durch einen Emitterfolger (Tt) festgelegt ist, dessen Basisvorspannung durch die Basisvorspannung der beiden Basen der Transistorkombination (Ti,, Ts) bestimmt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den verbundenen Kollektoren der Transistorkombination (Ta, Ts) abnehmbare Triggerimpuls auf einen Multivibrator

(10) gelangt, der den Schalter (5) steuert. J5

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Hilfe der Ausgangsimpulse des Multivibrators (10) aufgeladener Kondensator (Cj) die Triggerung des Multivibrators (10) unterbricht, wenn ein vorgegebener Wert der Impulse pro Zeiteinheit überschritten wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung der Triggerung des Multivibrators (10) das Potential an der Basis des Emitterfolgers (Tf₁) 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 Nutzsignalbandes 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 (T\, 7}) mit Masse verbindet und über einen Widerstand mit der ersten Basis des Differenzverstärkers (Tt, Tt) verbunden ist.