DE2441033C3 - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Fremd- oder Störimpulsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Fremd- oder Störimpulsen mit einem Operationsverstärker, Richtleitern und einem Ladestromkreis.

Derartige Schaltungsanordnungen werden in der Impulstechnik zur Unterdrückung von Impulsen verwendet, deren Breite ein vorgegebenes Maß unterschreitet. Insbesondere auf dem Gebiet der Datenübertragung ist es nämlich ein ständiges Problem, daß Fremd- oder Störimpulse in der Übertragungsleitung auftreten. Diese unerwünschten Impulse können zu fälschlicher Triggerung und zu fehlerhaftem Empfang am empfangsseitigen Ende einer Übertragungsstrecke führen. Es ist daher erforderlich, diese unerwünschten Impulse zu erkennen und zu verhindern, daß sie an den Datenempfänger weitergeleitet werden.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Schaltung bekannt, die aus drei einzelnen, hintereinandergeschalteten Stufen besteht. Jede Stufe enthält einen Richtleiter einen Ladestromkreis und einen Operationsverstärker. 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 eine Zeilverzerrung der erwünschten Impulse mit sich. Aus diesem Grund ist eine dritte Stufe vorgesehen, die den durchgelassenen Impulsen ihre ursprüngliche Breite wiedergibt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und bei der die Impulsbreite der durchgelassenen Impulse unverändert bleibt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der invertierende Eingang des Operationsverstärkers über einen Widerstand mit dem Schaltungseingang und über einen Kondensator mit dem nichtinvertierenden Eingang und einem Bezugspotential verbunden ist, daß zwei gegensinnig gepolte Richtleiter jeweils in Serie mit je einer Schalteinrichtung parallel zum Widerstand angeordnet sind, und daß die Schalteinrichtungen im Gegentakt vom Ausgang des Operationsverstärkers gesteuert sind.

Durch diese erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird nicht nur erreicht, daß am Schaltungseingang eintreffende Impulse, deren Impulsbreite ein vorbestimmtes Maß unterschreitet, unterdrückt werden, sondern auch, daß die Impulsbreite der durchgelassenen Impulse unverändert bleibt, d. h. die Impulse nicht verzerrt werden. Es ist also nicht erforderlich, eine Regenerierungsstufe zur Wiederherstellung der ursprünglichen Impulsbreite nachzuschalten. Als besonders vorteilhaft erweist sich hierbei, daß die Gesamtverzögerung eines von der Schaltungsanordnung durchgelassenen Impulses gleich der maximalen Breite der zu unterdrückenden Impulse ist. Da der den Ladestromkreis bildende Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gleichzeitig für die Unterdrückung sowohl positiver als auch negativer Impulse geeignet ist, benötigt man nur ein Bauelement mit engen Toleranzen. Zur Voreinstellung bzw. Veränderung der maximalen Breite der zu unterdrückenden Impulse ist es lediglich erforderlich, ein Bauelement des Ladestromkreises im Werte einzustellen. Die erfindungsgemäße Schaltung ist also einfach aufgebaut und daher besonders wirtschaftlich herzustellen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. la eine erfindungsgemäße Schaltung zur Impulsunterdrückung,

F i g. 1 b ein Diagramm des Signalverlaufs an verschiedenen Punkten der Schaltung nach F i g. 1 a und

Fig.2a, 2b, 2c und 2d Schaltbilder für verschiedene andere Ausführungsformen eines Teils der in Fig. la dargestellten Schaltung.

In Fig. la ist ein als invertierender Verstärker geschalteter Operationsverstärker 10 dargestellt, der einen invertierenden Eingang 11, einen nichtinvertieren-

den Eingang 12 und einen Ausgang 13 aufweist. Der invertierende Eingang 11 ist über einen Widerstand 15 mit dem Schaltungseingang 14 verbunden. Der invertierende Eingang 11 ist ferner über einen Kondensator 16 mit dem geerdeten nichiinvertierenden Eingang 12 verbunden. Der Anschluß am nichtinvertierenden Eingang 12 ist zwar als Erde oaer Masse dargestellt, in Wirklichkeit handelt es sich dabei bevorzugt um ein Bezugspotential, welches positiv oder negati" sein kann. Eine Diode 17 liegt mit ihrer Anode am Schaltungseingang 14 und mit ihrer Kathode am Emitter eines Transistors 18, dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingang 11 des Operationsverstärkers 10 verbunden ist. In ähnlicher Weise liegt eine Diode 19 mit ihrer Kathode am Schaltungseingang 14 und mit ihrer Anode am Emitter eines Transistors 20, dessen Kollektor mit dem invertierenden Eingang 11 des Operationsverstärkers 10 verbunden ist. Die Basiselektroden der Transistoren 18 und 20 sind über jeweils einen Vorspannungswiderstand 21 bzw. 22 an dem Ausgang 13 angeschlossen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Dioden 17 und 19 gegensinnig zueinander und jeweils in der gleichen Richtung gepolt sind wie der Emitter-Basis-Übergang des zugeordneten Transistors. Somit ist es notwendig, daß die Transistoren 18 und 20 von einander entgegengesetztem Leitungstyp sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der Transistor 18 ein PNP-Typ und der Transistor 20 ein NPN-Typ.

Es sei nun die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. la unter Heranziehung des in Fig. Ib gezeigten Signalverlaufs beschrieben. Die Kurven A, B und C veranschaulichen die Signale, die an entsprechend bezeichneten Punkten in der Schaltung erscheinen. Die Kurve A zeigt das Signal, welches am Schaltungseingang 14 zugeführt wurde. Die Kurve B zeigt das am Eingang 11 des Verstärkers 10 erscheinende Signal, während die Kurve C das Signal am Ausgang 13 darstellt. In der nachfolgenden Beschreibung bedeutet »positiv« und »negativ« die Polarität der Signale bezüglich Masse, da dies im Falle der Fig. la das Bezugspotential am nichtinvertierenden Eingang 12 des Operationsverstärkers 10 ist.

Es sei zunächst angenommen, daß das Eingangssignal positiv ist. Unter dieser Bedingung ist das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 10 negativ, wodurch der Transistor 18 in den Leitzustand vorgespannt wird und der Widerstand 15 durch die niederohmige Reihenschaltung aus der Diode 17 und dem Transistor 18 überbrückt wird. Der Transistor 20 wird gesperrt.

Nun sei angenommen, daß das Eingangssignal negativ wird, wie es in F i g. Ib bei Π gezeigt ist. Die Diode 17 wird nun in Sperrichtung gespannt, und der Kondensator 16 beginnt sich über den Widerstand 15 zu entladen. Wenn die Spannung am invertierenden Eingang 11 des Operationsverstärkern 10 negativ wird, dann wird das Ausgangssignal positiv, wodurch der Transistor 20 in den Leitzustand vorgespannt und der Widerstand 15 durch die niederohmige Reihenschaltung aus der Diode 19 und im Transistor 20 überbrückt wird. Dieser Vorgang ist an den Kurven B und Czu erkennen.

Wenn das Eingangssignal von negativer auf positive Polarität wechselt, wie es bei Γ2 geschieht, dann läuft der umgekehrte Vorgang ab. Die Diode 19 wird in Sperrichtung gespannt, und der Widerstand wird nicht durch die niederohmige Reihenschaltung der Diode 17 mit dem Transistor 18 überbrückt, bis der Spannungswert am invertierenden Eingang 11 des Operationsverstärkers einen positiven Wert erreicht hat.

Es sei nun der Fall betrachtet, daß ein Störimpuls Pl während derjenigen Zeit erscheint, wo das Eingangssignal negativ ist. Unter dieser Bedingung ist der Widerstand 15 durch die niederohmige Reihenschaltung aus der Diode 19 und dem Transistor 20 überbrückt. Wenn nun der positiv gerichtete Störimpuls Pl erscheint, dann wird die Diode 19 in Sperrichtung gespannt, und der Kondensator 16 beginnt sich über den Widerstand 15 zu entladen. Fa¹Is die Zeit, die der Pegel am Eingang 11 des Operationsverstärkers 10 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 am Ausgang 13 des Operationsverstärkers 10 bleibt positiv. In diesem Fall hat also der Störimpuls Pl keinen Einfluß auf das Ausgangssignal am Ausgang 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 am Ausgang 13 des Operationsverstärkers 10 negativ.

Natürlich werden mit der Schaltung nur solche Impulse unterdrückt, deren Breite geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Die maximale Breite zu unterdrükkenden Impulse läßt sich ändern, indem man die Werte der den Ladestromkreis bildenden Komponenten, d. h. des Widerstands 15 und des Kondensators 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 Komponenten des Ladestromkreises bei der Herstellung der Schaltung ausgesucht zu werden. Andererseits können auch verstellbare Komponenten, wie z. B. ein veränderlicher Widerstand verwendet werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Gesamtverzögerung eines von der Schaltung durchgelassenen Impulses gleich der maximalen Breite der zu unterdrückenden Impulse ist.

Die F i g. 2a, 2b, 2c und 2d zeigen verschiedene Beschaltungsformen des in Fig. 1 dargestellten Widerstands 15. In den F i g. 2a und 2b ist der Widerstand 15 jeweils als Festwiderstand gezeigt, von dem ein Teil durch eine Diode 23 überbrückt ist. Diese Dioden dienen dazu, die Anstiegs- und Abfallzeiten des Ladestromkreises zu verändern. Mit solchen Schaltungen ist es möglich, negative Störimpulse einer anderen Breite zu unterdrücken als sie die zu unterdrückenden positiven Störimpulse haben. Dasselbe Ergebnis läßt sich erzielen, wenn man die Bezugsspannung am nichtinvertierenden Eingang 12 des Operationsverstärkers 10 ändert.

In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, die Schaltungen nach den Fig. 2a und 2b miteinander zu kombinieren, wie es in F i g. 2c dargestellt ist.

Gemäß der Fig. 2d ist der Widerstand der Fig. la ein Potentiometer, dem zwei gegensinnig gepolte Dioden 24 parallel geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der Dioden ist mit dem Abgriff des Potentiometers verbunden. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Einstellung des Ladestromkreises während des Einsatzes der Schaltung.

Anhand der vorstehenden Beschreibung läßt sich erkennen, daß mit der Erfindung eine flexible und leicht justierbare Schaltungsanordnung geschaffen wird, die auf wirtschaftliche Weise herzustellen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Fremd- oder Störimpulsen mit einem Operationsverstärker, Richtleitern und einem Lades' nkreis, dadurch gekennzeichnet, daß dt vertierende Eingang (11) des Operationsverstärkers über einen Widerstand (15) mit dem Schaltungseingang (14) und über einen Kondensator (16) mit dem >° nichtinvertierenden Eingang (12) und einem Bezugspotentia! verbunden ist, daß zwei gegensinnig gepolte Richtleiter (17, 19) jeweils in Serie mit je einer Schalteinrichtung (18, 20) parallel zum Widerstand (15) angeordnet sind, und daß die Schalteinrichtungen (18, 20) im Gegentakt vom Ausgang (53) des Operationsverstärkers (10) gesteuert sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtleiter (17, 19) aus Dioden bestehen.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (18,20) aus bipolaren Transistoren bestehen.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalteinrichtungen (18,20) zwei bipolare Transistoren entgegengesetzten Leitungstyps vorgesehen sind, deren Kollektoren mit dem invertierenden Eingang (11) und deren Basisanschlüsse mit dem Ausgang (13) des Operationsverstärkers (10) verbunden sind, und daß die Emitter mit den gleichsinnig mit der Durchlaßrichtung der jeweiligen Basis-Emitter-Strecke angeordneten Richtleitern (17,19) verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Teil des Widerstandes (15) eine Diode (23) parallel geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einem weiteren Teil des Widerstandes (15) eine weitere, entgegengesetzt gepolte Diode parallel geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (15) als Potentiometer ausgebildet ist, dessen Enden mit der Serienschaltung der entgegengesetzt gepolten Dioden (24) und dessen Abgriff mit dem Verbindungspunkt der Dioden verbunden sind.