DE2658080A1 - Impulsregenerator - Google Patents

Description

• Impul sregenerator
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Impulsregenerator zur Erzeugung definierter Impulse aus mit Störungen überlagerten Signalen, wobei ein Differenzverstärker als Komparator und Kippspannungserzeuger dient und vor dem Differenzverstärker ein Netzwerk zur Verhinderung der Eingangsübersteuerung vorgesehen ist.
• Die Eingangsübersteuerung sollte so klein wie möglich gehalten werden, da sonst die Offsetspannungsdrift und die Schaltzeit zunehmen. Um dies zu erreichen hat man schon vorgeschlagen, die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers mit zwei entgegengesetzt gerichteten und parallel angeordneten Dioden zu verbinden und in die Zuleitung zu den Eingängen Widerstände einzuschalten (Halbleiterschaltungstechnik tt. Tietze. Ch.
• Schenk), Dadurch wird die Eingangsspannung am Differenzverstärker auf die Durchlaßspannung der beiden Gleichrichter begrenzt. Das Eingangssignal darf dann aber keinen nennenswerten Gleichspannungsanteil haben, da sonst die Wechselspannungsimpulse nicht mehr durchgreifen können. Aus diesem Grund werden in die Eingangszuleitungen Kondensatoren zum Unterdrücken der Gleichspannungsanteile eingeschaltet. Der Regenerator wird dadurch frequensabhängig und versagt unterhalb einer unteren Grenzfrequenz der Eingangsimpul se.
• Ein anderer Vorschlag besteht darin, in die Zuleitung ein Potentiometer einzuschalten und die Eingangsimpulsamplitude damit dem Differenzverstärker anzupassen. Auch hierbei muß ein Kondensator zum Abtrennen des Gleichspannungsanteils mit dem erwähnten Nachteil eingeschaltet werden. Außerdem muß man bei wechselnder Eingangsimpulsamplitude durch laufende Verstellung des Potentiometers die Anpassung vornehmen, oder die Übersteuerung mit ihren Nachteilen hinnehmen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Lösungen zu überwindet und dem Differenzverstärker passende Impulse zuzuleiten, die den Differenzverstärker nicht übersteuern und die auch nicht bei niedrigen Frequenzen durch zeitkonstante Glieder beschnitten sind.
• Durch die Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Kondensator C1 über einen Gleichrichter D1 die positive Spitzenspannung der Eingangsimpulse speichert, der Kondensator C1 über einen Schalter S1 und einen Widerstand R4 nach dem Überschreiten der Schaltschwelle zum negativen Pol der Betriebsspannung entladen wird und die Umschaltspannung über einen Spannungsteiler aus den Widerständen R1, R2 und R3 und einen Schalter S3 über einen der beiden Anschlüsse des mittleren Widerstandes des Spannungsteilers mit dem Eingang des Komparators zu verbinden, wobei die Schalter im Takt der Ausgangsspannungsimpulse des Komparators betätigt werden, so daß bei einem positiven Eingangsspannungsimpuls der Schalter S3 zum weniger positiven Punkt des Widerstandes R2 umschaltet und nach Unterschreiten der Schaltspannung des Schalters S3 wieder die andere Schaltstellung einnimmt, S1 aber bereits bei Spannungsausgleich an C1 umschaltet.
• Die erfindungsgemäße Lösung wird dadurch erweitert, daß ein weiterer Kondensator C2 über einen weiteren Gleichrichter D2 die negative Spitzenspannung der Impulse speichert und dieser Kondensator C2 über einen Schalter S2 und einen Widerstand R5 nach Überschreitung der negativen Umschaltschwelle zum positiven Pol der Betriebsspannung entladen wird und die so gebildete Umschaltspannung am bisher an Masse liegenden Ende der Spannungsteiler R1, R2 und R3 eingeleitet wird.
• Von besonderem Vorteil ist es als Schalter S1 und S2 Thyristoren T1 und T2 und als Schalter S3 einen Feldeffekttransistor zu verwenden.
• Zum Erzeugen eines positiven Impulses zum Zünden des Thyristors T1 aus einem negativen Schaltsprung der Komparatorausgangsspannung wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ein Transistor TR3 zur Phasenumkehrung um 180° verwendet.
• Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwischen den Spannungsteiler R1, R2 und R3 und die Ladekondensatoren C1 und C2 je ein Transistor TR1 und TR2 so eingeschaltet ist, daß die an den Kondensatoren ermittelten Spannungen die Basen der als Emitterfolger geschalteten Transistoren TR1 und TR2 steuern, daß der im positiven Zweig liegende Transistor ein NPN und der im negativen Zweig ein PNP Transistor ist und die beiden Kondensatoren Ca und C2 mit ihren freien Anschlüssen mit Spannungsnull verbunden sind. Durch diese Anordnung wird die aus den Eingangsimpulsen gewonnene Steuerspannung dem Eingang des Differenzverstärkers angepaßt und in der Signalspannung enthaltene Gleichspannungsanteile kompensiert und dadurch vom Eingang des Differenzverstärkers ferngehalten.
• Außerdem wird durch diese Anordnung die Belastung der Gleichrichter schaltung durch die Widerstände R1, R2 und R3 verringert und damit die Entladezeitkonstante vergrdßert.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
• Abb. 1 zeigt die Einrichtung zum Anpassen von positiven Eingangsimpulsen, Abb. 2 zeigt die Einrichtung zum Anpassen von positiven und negativen Impulsen, Abb. 3 zeigt die Schaltung aller zu der Einrichtung gehörenden Schaltelemente.
• Die Eingangsspannung U3 wird einem Eingang des Differenzverstärkers zugeführt. Außerdem wird die Eingangs spannung über einen Gleichrichter D1 dem Ladekondensator C1 sowie dem Schalter 5a und dem Spannungsteiler R1, R2, R3 zugeleitet. Vom Spannungsteiler wird über einen Schalter S3 einer der beiden Anschlüsse des Widerstandes R2 mit dem zweiten Eingang des Differenzverstärkers verbunden. Außerdem ist das freie Ende des Schalters S1 über einen Widerstand R4 mit dem negativen Pol der Betriebsspannung verbunden.
• Vor dem Eintreffen eines Eingangssignalesist der Schalter S geöffnet und S3 verbindet den nicht invertierenden Eingang des Komparators mit dem Spannungsteiler R1, R2 und R3 am Anschluß von R1 mit R2. Wird der Schaltungseingang von einem positiven Impuls beaufschlagt, dann liegt diese Spannung am invertierenden Eingang des Komparators und eine Teilspannung über den Spannungsteiler und Schalter S3 am anderen Eingang des Komparators. Wird die Schaltschwelle überschritten, dann kippt der Komparator und S3 schaltet auf den negativen Spannungspunkt zwischen R2 und R3 um. S1 wird solange geschlossen, bis der Kondensator C1 die Eingangsspannung erreicht hat. Danach öffnet Schalter S1 wieder und der Kondensator wird wieder geladen, bis die Eingangsimpulsspannung unter die Kondensatorspannung fällt. Wenn die negative Schaltschwelle erreicht wird, schaltet der Komparator wieder in den-Ausgangszustand zurück und S3 wird wieder umgeschaltet. Jetzt hat aber der Kondensator Ca durch das Laden, das teilweise Entladen und nochmalige Laden eine mittlere Spitzenspannung gespeichert, die sowohl kleine Störspannungen nicht mehr durchgreifen läßt, als auch eine blockierende Aussteuerung des Komparators verhindert.
• Sollen auch negative Impulse regeneriert werden, so benötigt man ein Eingangsnetzwerk nach Abb. 2. Die Wirkungsweise ist dabei für negative Impulse entsprechend. Positive Impulse werden auf der Seite mit positivem Durchlaß und negative Impulse auf der anderen Seite äusgemittelt und gespeichert.
• Abb. 3 zeigt die Schaltung mit den einzelnen Schaltelementen und Einrichtungen zum Betätigen der Schalter. Die Eingangsspannungsimpulse werden in der aktiven Spitzenwertgleichrichterschaltung OP, und OP2 gleichgerichtet. Die Ausgänge der Verstärker haben jeweils das die Kondensatoren entladende Potential. Als Schalter werden die von den Ausgangsimpulsen des Komparators direkt oder nach Umkehrung durch den Transistor TR3 gesteuerte Thyristoren T1 und T2 verwendet. Nach der Durchsteuerung schalten diese selbstätig nach Spannungs--ausgleich der Kondensatoren C1 oder C2 ab. Der Schalter S3 ist ein Feldeffekttransistor TR4 damit am Spannungsteiler R1, R2 und R3 kein Fehler strom erzeugt und außerdem sättigungsfrei geschaltet wird.
• Die Transistoren TR1 und TR2 sind als Emitterfolger zwischengeschaltete Stromverstärker, die einmal die Gegenkopplungsspannung für die Operationsverstärker °P1 a und OP2 liefern, aber hauptsächlich den niederohmigen Ausgang zum Anschluß eines niederohmigen und daher störungsunanfälligen Spannungsteilers Ral R2 und R3 bilden.
• L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Patentansprüche Impulsregenerator zur Erzeugung definierter Impulse, aus mit Störungen überlagerten Signalen stark wechselnder Amplitude, wobei ein Differenzverstärker als Komparator und Kippspannungserzeuger dient und vor den Differenzverstärkereingängen ein Netzwerk zur Verhinderung der Eingangsübersteuerung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator C1 über einen Gleichrichter D1 die positive Spitzenspannung der Eingangsimpulse speichert, der Kondensator C1 über einen Schalter und einen Widerstand R4 nach dem Überschreiten der Schaltschwelle zum negativen Pol der Betriebsspannung entladen wird und die Umschaltspannung über einen Spannungsteiler aus den Widerständen R1, R2 und R3 und einen Schalter S3 über einen der beiden Anschlüsse des mittleren Widerstandes R2 des Spannungsteilers mit einem Eingang des Komparators verbunden ist, wobei die Schalter im Takt der Ausgangsspannungsimpulse des Komparators betätigt werden, so daß bei einem positiven Eingangsspannungsimpuls der Schalter S3 zum weniger positiven Punkt des Widerstands R2 umschaltet und nach der Entladung des Kondensators C1 der Schalter 5 öffnet und der Schalter S3 die andere Schaltstellung einnimmt, sobald der Eingangsspannungsimpuls abklingt, und daß der andere Eingang des Komparators direkt mit der Eingangsspannung verbunden ist.
2. 2. Impulsregenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator C2 über.

   einen weiteren Gleichrichter D2 die negative Spitzenspannung der Impulse speichert und dieser Kondensator C2 über einen Schalter S2 und einen Widerstand R5 nach Überschreitung der negativen Umschaltschwelle zum positiven Pol der Betriebsspannung entladen wird und die so gebildete Umschaltspannung am bisher an Masse liegenden Ende, des Spannungsteilers R1, R2 und R3 eingeleitet wird.
3. 3. Impulsregenerator nach den-Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter S1 und S2 durch Thyristoren T1 und T2 und der Schalter S3 durch einen Feldeffekttransistor gebildet werden.
4. 4. Impulsregenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines positiven Zündimpulses für den Thyristor T1 aus dem negativen Schaltsprung der Komparatorausgangsspannung ein Transistor TR3 zur Phasenumkehrung Verwendung findet.
5. 5. Impulsregenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spannungsteiler R1, R2, R3 und die Ladekondensatoren C1 und C2 je ein Transistor TR1 und TR2 so eingeschaltet ist, daß die an den Kondensatoren ermittelten Spannungen die Basen der als Emitterfolger geschalteten komplementären Transistoren TR1 und TR2 steuern, daß der im positiven Zweig liegende Transistor ein NPN-Transistor und der im negativen Zweig ein PNP-Transistor ist.