DE2441033A1 - Schaltungsanordnung zur unterdrueckung von impulsen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FiNSTERWALD & GRÄMKOW

P/Sö-K2o23 München, den ". AU&

HORTHEBH ELECTRIG COMPANY LIMITED 16oo Dorchester -oulevard West, Montreal, Que., Canada

schaltungsanordnung zur Unterdrückung von

Impulsen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Impulsschaltung und be-? trifft speziell eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Impulsen, deren Breite ein vorgegebenes Maß unterschreitet.

Ein ständiges Problem auf dem Gebiet der Datenübertragung ist das Auftreten von Fremd- oder Störimpulsen in der Übertragungsleitung. Diese unerwünschten Impulse können zu fälschlicher Triggerung und zu fehlerhaftem Empfang am empfangsseitigen Ende einer Übertragungsstrecke führen. Es ist daher angebracht, solche unerwünschten Impulse zu erkennen und ihren Einfluß auf den Datenempfänger zu verhindern. . . ·

Dieses Problem ist schon seit einiger Zeit bekannt, und zu seiner Lösung sind bereits mehrere Schaltungen entworfen worden. Die am meisten verbreitete diesbezügliche Schaltung

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DR. G. MAN[TZ - DIPL.-iNG. M- FJNSTERWALD DIP L.-INC. W. G K Ä M KL O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÜNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STBASSE [ 7 STUTTGART SO CBAD CANNSTATO MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 727O TEL. iO89> 22 42 11. TELEX O5-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (O711I56 72 6l POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

besteht aus drei einzelnen Stufen, die hintereinandergeschaltet sind. Jede Stufe enthält ein in einer Sichtung stromleitendes Element, einen Ladestromkreis und einen Punktionsverstärker. Die erste Stufe macht die positiv gerichteten Impulse unwirksam, und die zweite Stufe löscht den Einfluß negativ gerichteter Störimpulse. Der Auslöschungsvorgang in den ersten beiden Stufen bringt jedoch auch eine Zeitverzerrung der erwünschten Impulse mit sich .Aus diesem Grund ist eine dritte Stufe erforderlich, um den Impulsen ihre ursprüngliche Breite wiederzugeben·

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die Impulse mit einer unter einem vorbestimmten Maß liegenden Breite unterdrückt und die gegenüber den bekannten Schaltungen deutliche Vorteile bringt. So ändert beispielsweise die erfindungsgemäße Schaltung die Breite der von ihr durchgelassenen Impulse nicht, so daß man keine gesonderte Stufe zur Kompensation benötigt. Außerdem ist die Gesamtverzögerung eines von der Schaltung durchgelassenen Impulses gleich der maxi malen Breite der zu unterdrücken-

den Impulse. Ba der den Ladestromkreis enthaltende !Peil der erfindungsgemäßen Schaltung gleichzeitig für die unterdrückung sowohl positiver als auch negativer Impulse herangezogen wird, benötigt man nur eine Schaltungskomponente enger Toleranz. Die erfindungsgemäße Schaltung ist einfach und daher wirtschaftlicher herzustellen als die bekannten Schaltungen.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält eine Eingangskiemrae zum Anschluß an eine Impulsquelle. Diese Eingangsklemme führt über ein ohmsches Element zum invertierenden Eingang eines lunktionsverstärkers. Der invertierende Eingang ist

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außerdem über ein kapazitives Element mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers und einem Anschluß verbunden, an den ein Bezugspotential gelegt wird. Zwei gegensinnig gepolte, jeweils in einer Richtung stromleitende Elemente sind parallel" zueinander und parallel dem ohmschen Element geschaltet. Ferner sind zwei Schalteinrichtungen vorgesehen, deren Jede in Reihe mit einem der unipolar leitenden Elemente liegt und die auf Signale von · der Ausgangsklemme des Verstärkers ansprechen, um selektiv Strom durch die unipolaren Elemente fließen zu lassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen erläüert.

Figur 1a zeigt eine erfindungsgemäße Impulsunterdrückungsschaltung; ·

Figur 1b zeigt in einem Diagramm den Signalverlauf (Wellenformen) an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Figur 1a;

Figuren 2a, 2b, 2c und 2d sind Schaltbilder für verschiedene andere Ausführungsformen eines Teils der in Figur 1a dargestellten Schaltung. ;

In Figur 1a ist ein als invertierender Verstärker geschalteter Funktionsverstärker 1o dargestellt, der einen invertierenden Eingang 11, einen nicht-invertierenden Eingang 12 und einen Ausgang 13 aufweist. Der invertierende Eingang 11 ist über ein ohmsches Element 15 mit einer Eingangsklemme verbunden. Der invertierende Eingang 11 ist ferner über ein kapazitives Element 16 mit dem geerdeten nicht-invertierenden Eingang 12 verbunden. Der Anschluß am nicht-invertierenden

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Eingang 12 ist zwar als Eide oder Masse dargestellt, in Wirklichkeit handelt es sich dabei natürlich nur um ein Bezugspotential, welches positiv oder negativ sein kann. Eine Diode 17 liegt mit ihrer Anode an der Eingangsklemme 14 und mit ihrer Kathode am Emitter eines Transistors 18j -dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingang 11 des Verstärkers 1o verbunden ist. In ähnlicher Weise liegt eine Diode 19 mit ihrer Kathode an der Eingangsklemme 14 und mit ihrer Anode am Emitter eines Transistors 2o, dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingang 11 des Verstärkers 1o verbunden ist. Die Basiselektroden der Transistoren und 2osLnd über jeweils einen Vorspannungswiderstand 21 bzw. 22 an die Ausgangsklemme 13 angeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Dioden 17 und 19 gegensinnig zueinander und jeweils in der gleichen Richtung gepolt sind wie der E_mitter-Basis-Übergang des zugeordneten Transistors, Somit ist es notwendig, daß die Transistoren 18 und 2o von einander entgegengesetztem Leitungstyp sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der Transistor 18 ein PHP-Typ und der 'transistor 2o ein KPN-Typ.

Es sei nun die Arbeitsweise der Schaltung nach Figur 1a unter Heranziehung der in Figur 1b gezeigten Wellenformen beschrieben. Die Wellenformen A, B und C veranschaulichen die Signale, die an entsprechend bezeichneten Punkten in der Schaltung erscheinen. Die Wellenform A zeigt das Signal, welches an der Eingangsklemme 14 zugeführt werde. Die Wellenform B zeigt das am Eingang 11 des Verstärkers 1o erscheinende Signal, während die Wellenform C das Signal an der Ausgangsklemme 13 darstellt. In der nachfolgenden Beschreibung bedeutet "positiv" und "negativ" die Polarität der Signale bezüglich Masse, da dies im Falle der Fig. 1a das Bezugspotential am nicht-invertierenden Eingang 12 des ¥erstärkeis 1o ist.

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Es sei zunächst angenommen, daß das Eingangssignal positiv ist. Unter dieser Bedingung ist das Ausgangssignal des Verstärkers 1o negativ, wodurch der Transistor 18 in den Leitzustand vorgespannt wird und das ohmsche Element durch die niederohmige Reihenschaltung aus der Diode 17 und dem Transistor 18 überbrückt wird. Der Transistor 2o ■· wird gesperib.

Nun sei angenommen, daß das Eingangssignal negativ wird, wie es in Figur 1b bei T1 gezeigt ist. Die Diode 17 wird nun in Sperrichtung gespannt, und der Kondensator 16 beginnt sich über das ohmsche Element 1^ zu entladen. Wenn die Spannung am invertierenden Eingang 11' des Verstärkers 1o negativ wird, dann wird das Ausgangssignal positiv, wodurch der Transistor 2o in den Leitzustand vorgespannt und das ohmsche Element 15 durch die niederohinige Reihenschaltung aus der Diode 19 und im Transistor 2o überbrückt wird. Dieser Vorgang ist an den Wellenformen B und C -zu erkennen.

Wenn das Eingangssignal von negativer auf positive-Polarität wechselt, wie es bei T2 geschieht, dann läuft der umgekehrte Vorgang ab. Die Diode 19 wird in Sperrichtung gespannt, und das ohmsche Element wird nicht durch die niederohmige Reihenschaltung der Diode 17 mit dem Transistor überbrückt, bis der Spannungswert am invertierenden Eingang des Verstärkers einen positiven Pegel erreicht hat.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß ein Störimpuls PI während derjenigen Zeit erscheint, wo das Eingangssignal negativ ist. Unter dieser Bedingung ist das ohmsche Element 15 durch die niederohmige Reihenschaltung aus der Diode 19 und dem Transistor 2o überbrückt. Wenn nun der positiv gerichtete

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Störimpuls P1 erscheint, dann wird die Diode 19 in Sperrrichtung gespannt, und der Kondensator 16 beginnt sich über das ohmsche Element 15 zu entladen. Falls- die Zeit, die der Pegel am Eingang 11 des Verstärkers 1o benötigt, um positiv zu werden, langer ist als die Breite des Störimpulses, dann wird die· Diode 19 an der abfallenden Flanke des Störimpulses in Durchlaßrichtung gespannt, und das Signal an der Ausgangsklemme 13 des Verstärkers 1o bleibt positiv. In diesem Fall hat also der Storimpuls P1 keinen Einfluß auf das Äusgangssignal an der Klemme 13.

Wenn nun in ähnlicher Weise negativ gerichtete Störimpulse wie z.B-. P2 und P3 erscheinen, während das Eingangssignal positiv ist, dann bleibt das Signal an der Ausgangsklemme 13 des Verstärkers 1o negativ.

Natürlich werden mit der Schaltung nur solche Impulse uiterdrückt, deren Breite geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Die maximale Breite zu unterdrückenden Impulse läßt sich ändern, indem man die Werte der den Ladestromkreis bildenden Komponenten, d.h. des ohmschen Elements 15 und des kapazitiven Elements 16, ändert.

Da ein- und derselbe Ladestromkreis für die Unterdrückung negativer und positiver Störimpulse verwendet wird, werden die durchgelassenen Impulse zwar wie bei den bekannten Schaltungen verzögert, ihre Breite wird Jedoch nicht verändert. Zur genauen Zeitbestimmung braucht außerdem nur eine der Komponeiten des Ladestromkreises bei der Herstellung der Schaltung ausgesucht zu werden. Andererseits können auch veosbellbare Komponenten, wie z.B. ein veränderlicher Widerstand verwendet werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die

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Gesamtverzögerung eines von der Schaltung durchgelassenen Impulses gleich ist der maximalen Breite der zu unterdrückenden Impulse.

Die Figuren 2a, 2b, 2c und 2d zeigen verschiedene Ausfiinrungsformen des in Figur 1 dargestellten ohmsclien Elements i5-In den Figuren 2a und 2b ist das ohmsche Element 15 jeweils als Widerstand gezeigt, von dem ein Teil durch eine Diode überbrückt ist. Diese Dioden denen dazu, die Anstiegs- und Abfallzeiten des Ladestromkreises zu verändern· Mit soleJheii Schaltungen ist es möglich, negative Störimpulse einer anderen Breite zu unterdrücken äLs sie die zu unterdrückendem positiven Störimpulse haben. Dasselbe Ergebnis läßt sich. erzielen, wenn man die Bezugsspannung am nicht-invertierem&en Eingang 12 des Verstärkers 1o ändert.

In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, die Schaltern— gen nach den Figuren 2a und 2b miteinander zu kombinieren, wie es in Figur 2c dargestellt ist.

Gemäß der Figur 2d ist das ohmsche Element der Figur 1a ein Potentiometer, dem zwei gegensinnig gepo3fce Dioden 24 parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der Dioden ist mit dem verstellbaren Anschluß des Potentiometers verbunden. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Justierung des Ladestromkreises während des Einsatzes der Schaltung.

Anhand der vorsehenden Beschreibung läßt sich erkennen, daß mit der Erfindung eine flexüe und leicht justierbare Schaltungsanordnung geschaffen wird, die auf wirtschaftliche /eise herzustellen ist.

Pat ent ansprüciie: 509812/0992

Claims (7)

1. Patentansprüche

   ή I)Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Impulsen, mit einer Eingangsklemme zum Anschluß an eine Impulsquelle, gekennzeichnet durch einen Funktionsverstärker (1o) mit einer Ausgangsklemme (13), einem invertierenden Eingang (11) und einem nicht-invertierenden Eingang (12); ein zwischen die Eingangsklemme (14-) und den invertierenden Eingang (11) geschaltetes ohmsches Element (15); ein kapazitives Element (16), dessen eine Seite am invertierenden Eingang (11) und dessen andere Seite am nicht-invertierenden Eingang (12) und an einem Anschluß für ein Bezugspotential liegt; zwei gegensiniig gepolte unipolar stromleitende Elemente (17» 19)» die parallel zueinander und parallel zum ohmschen Element (15) liegen; zwei Schalteinrichtungen (18, 2o), deren jede in Reihe mit jeweils einem der unipolaren Elemente (17, 19) liegt, und die auf das an der Ausgangsklemme (13) erscheinende Signal ansprechen, um selektiv durch die unipolaren Elemente Strom fließen zu lassen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unipolar stromleitenden Elemente (17»19) Dioden sind.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (18, 2o) Bipolartransistoren sind.

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4. 4. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Impulsen, mit einer Eingangsklemme zum Anschluß an eine Impulsquelle, gekennzeichnet durch einen Punktionsverstärker (Ίο) mit einer Ausgangsklemme (13), einem invertierenden Eingang (11) und einem nicht-invertierenden Eingang (12); ein zwischen die Eingangsklemme (14) und den invertierenden Eingang (11) geschaltetes ohmsches Element (15); ein kapazitives Element (16), dessen eine Seite am invertierenden Eingang (11) und dessen andere Seite am nicht-invertierenden Eingang (12) und an einem Anschluß für ein Bezugspotential liegt; zwei Bipolartransistoren (18, 2o) entgegengesetzten Leitungstyps, deren Basiselektroden mit der Ausgangsklemme (13) und deren Kollektoren mit dem invertierenden Eingang (11) und deren Emitter über jeweils eine Diode (17» 19) mit der Eingangsklemme (14) verbunden sind, wobei de Dioden (17» 19) jeweils in derselben Richtung gepolt sind wie der Emitter-Basis-Übergang des jeweils zugeordneten Transistors (18,2o),
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einem ersten ^IJieil des ohmschen Elements (15) eine dritte Diode (23) parallel geschaltet ist.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß einem2weiten Teil des ohmschen Elements (15) eine vierte Diode (z.B. 23 in Fig. 2c) parallel geschaltet ist, und daß die dritte und die "öerte Diode gegensinnig gepolt sind.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ohmsche Element (15) ein Potentiometer ist und daß eine fünfte und eine sechste Diode (24) vorgesehen sind, die in Reihe zueinander und mit gegensinniger Polung über die Enden des Potentiometers geschaltet sind, und daß der verstellbare Anschluß des Potentiometers mit dem Verbindungspunkt der Dioden (24) verbunden ist.

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