DE2741843A1

DE2741843A1 - Schaltungsanordnung zur korrektur von impulsdauern

Info

Publication number: DE2741843A1
Application number: DE19772741843
Authority: DE
Inventors: Inanc Kayalioglu
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1978-05-11
Also published as: CA1048184A; SE7712747L; JPS5360550A; FR2371092A1; IT1087728B; GB1592770A; NL7710179A

Description

Die Erfindung betrifft eine Impulsschaltung und insbesondere eine Wählimpuls-Korrekturschaltung.

In der CA-PS 966 198 wird eine Schaltung beschrieben, die einen Operationsverstärker mit einem gesteuerten RC-Netzwerk an seinem invertierenden Eingang aufweist. Eine derartige Schaltung ist zum Sperren von Impulsen, deren Dsuer kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, brauchbar, so daß eine derartige Schaltungsanordnung sich als Rauschimpulsunterdrücker verwenden läßt. Jedoch gibt es bestimmte Anwendungsgebiete, in denen es erforderlch ist, Impulse, deren Dauer nicht dem Standard entspricht, eher zu korrigieren, als sie zu unterdrücken. Beispielsweise ist es oft nach einer Unterdrückung von Rauschimpulsen durch eine Schaltung, die der im oben angeführten Patent ähnlich ist, notwendig, die Dauer der wahren Impulse zu korrigieren und sie so umzuwandeln, daß ihre Dauer der Standarddauer des entsprechenden Systems entspricht.

Iia spezielleren Falle der Korrektur von Wählimpulsen sind gewöhnlich die Wählimpulse nach dem Durchlaufen eines Übertragungsmediums wie beispielsweise eines Kabels, das eine Sende- und eine Empfangsstelle miteinander verbindet, verzerrt bzw. verformt. Die in diesem Zusammenhang interessierende Verformung besteht in einem Verkürzen oder Verlängern der Originaldauer der übertragenen Impulse. Falls eine derartige Verformung nicht korrigiert wird, kann sie in der übertragenen Telefonnummer zu einem Fehler führen.

Die Erfindung stellt sich damit zur Aufgabe, eine Schaltung zur Korrektur der Dauer von übertragenen Impulsen zu schaffen.

809819/0585

Zur Lösung dieser Aufgabe findet die Tatsache Verwendung, daß sowohl kurze als auch lange Impulse die Wirkung haben, daß das MitteLwert-Gleichstrompotential der übertragenen Impuls züge von seinem lieferenzwert abweicht. Diese Tatsache findet in der Schaltung ihren Niederschlag, welche die Durchschnitts spannung der ankommenden Impulse bildet und sie (anstatt einer festen Referenzspannung, wie es in der Schaltung des oben angeführten Patentes ausgeführt wurde) einem Eingang eines !Comparators einspeist, während der andere Eingang des !Comparators die ankommenden Impulse empfängt.

Demgemäß weist die Impulskorrekturschaltung die Merkmale auf, daß ein vorbestimmter Eingang eines !Comparators mit zwei Eingängen die ankommenden Impulse über eine Widerstandsschaltung und der andere Eingang die ankommenden Impulse über eine bipolare Ilittelwertbildungsschaltung empfängt, und daß der Ausgang des !Comparators den Ausgang der Impulskorrekturschaltung darstellt.

Die Mttelwertbildungsschaltung ist deswegen bipolar, da die ankommenden Impulse entsprechend der Referenzspannung der Schaltung positiv oder negativ verlaufen können.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine detaillierte schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Impulskorrekturschaltung,

Hg. 2 eine Darstellung der Korrekt or wirkung der Schaltung nach Fig. 1 für Impulse von au kurzer Dauer, und

Fig. 3 eine Darstellung der Korrekturwirkung der Schaltung nach Fig. 1 für Impulse zu langer Dauer.

809819/0585

1 zeigt einen Komparator 10 mit einem invertierenden Eingang 11, einem nicht invertierenden Eingang 12 und einem Ausgang 13. Der invertierende Eingang 11 ist über ein Widerstandselement 15 mit einem Eingangsanschluß 14 und über einen Kondensator 16 mit Erde bzw. Masse verbunden. Die Anode einer Diode 17 ist mit dem Eingangsanschluß 14 verbunden, während die Kathode der Anode 17 an die Emitterelektrode eines pnp-Transistors 18 angeschlossen ist, dessen Kollektorelektrode mit dem invertierenden Eingang 11 des Komparators 10 verbunden ist. Dazu gleichartig ist die Kathode einer Diode 19 mit dem Eingangsanschluß 14 verbunden, während ihre Anode an die Emitterlektrode eines npn-Transistors 20 verbunden ist, dessen Kollektorelektrode an den invertierenden Eingang 11 des Komparators 10 angeschlossen ist. Die Basiselektroden der Transistoren 18 und 20 liegen über Widerstände 21 bzw. 22 am Ausgang 13 des Kcmparators 10, der auch den Ausgang der Impulskorrekturschaltung darstellt. Der nicht invertierende Eingang 12 des Komparators 10 ist mit dem Eingangsanschluß 14 über eine Spannungsmittelwertbildungsschaltung 30 verbunden. Die Spannungsmittelwertbildungsschaltung nach i?ig. 1 besteht aus zwei Transistoren 31 und 32, die dadurch zusammengeschaltet sind, daß von jedem Widerstand ein Anschluß mit dem Eingangsanschluß 14 verbunden ist. Der andere Anschluß des Transistors 31 liegt an der Anode einer Diode 33, deren Kathode mit einem Kondensator 35» einem Widerstand 37 und einem festen Anschluß eines Potentiometers 39 verbunden ist. Die anderen Anschlüsse von Kondensator 35 und Widerstand 37 liegen auf Erde. Der andere Anschluß des Widerstands 32 ist mit der Kathode einer Diode 34 verbunden, deren Anode an einen Kondensator 36, einen Widerstand 38 und dem anderen bestimmten bzw. festgelegten Anschluß des Potentiometers 39 angeschlossen ist. Die anderen Anschlüsse des Kondensators 36 und des Widerstands 38 liegen auf Erde.

809819/0585

Der Schleifkontakt des Potentiometers 39 bildet den Ausgang der Mittelwertbildungsschaltung und ist an den nicht invertierenden Eingang 12 des Komparators 10 angeschlossen.

Die Betriebsv/eise der Schaltung wird nun anhand der Fig. 2 und 3 der Zeichnung beschrieben. In der Mittelv/ertbildungsschaltung 30, die in der Pig. 1 gezeigt wird, ist der Verbindungspunkt der Kondensatoren 35 und 36 und des Widerstands 37 und 38 mit Erde als Referenzpotential verbunden. Dies wird deshalb gemacht, da die ankommenden Impulse am Punkt A, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, um das Erdpotential schwingen. Wenn aus irgendwelchem Grund die am Punkt A ankommenden Impulse von einem Gleichstrompotential überlagert sind, wie es in bestimmten Anwendungsbereichen der Fall sein mag, dann sollte anstatt des Erdpotentials eine Referenzspannung als Referenzpotential genommen werden, die gleich dem Gleichstrompotential ist. Als Beispiel sei angeführt, daß die ankommenden Impulse zwischen -48 Volt und Erdpotential schwingen. In diesem Falle xvürde das Referenzpotential in der Mittelwertbildungsschaltung 30 am Mittelpunkt des Spannungsausschlags der Impulse oder bei -24 Volt liegen.

In der Fig. 2 läßt sich erkennen, daß die bei A ankommenden Impulse in ihrer Dauer zu kurz sind. Aufgrund dieser Tatsache und der Tatsache, daß die Impulse einen negativen Verlauf zeigen, sammelt der Kondensator 36 über den Diodengleichrichter 34 weniger Ladung als der Kondensator 35, der von den positiv verlaufenden Pausen zwischen den Impulsen über die Diode 33 geladen wird, da die Pausen langer als die Impulse sind. Als Ergebnis davon baut sich über dem Widerstand 37 eine größere Spannung auf, als über dem Widerstand 38. Deshalb wird das Potential des Schleifkontakts des Potentiometers 39 positiver, wodurch nun auch die Schwellv/ert spannung (Vergleichsspannung) am Punkt D, d.h. am nicht

809819/0585

invertierenden Eingang 12 dec !Comparators 10, positiver ist. Dies wird in der Fig. 2 durch die gerade Linie gezeigt, die die Schwellwertspannung am Punkt D darstellt. Aufgrund der längeren Entladungszeit, die vom Kondensator 16 benötigt wird, "bevor der Transistor 18 den V/iderstand 15 kurzschließt, dauert der invertierte Ausgangsimpuls am Punkt C langer als der zugeordnete Eingangsimpuls am Punkt A. Da die Eingangsimpulse am Punkt A zum invertierenden Eingang 11 des !Comparators 10 geleitet v/erden, sind die Aus gangs impul se am Punkt C invertiert. Gewöhnlich liegt vor der erfindungsgemäßen Schaltung die Impulssperrschaltung, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 822 385 beschrieben ist, und bewirkt ebenfalls eine Impulsumkehrung, so daß im Endresultat am Punkt C der erfindungsgemäßen Schaltung eine nicht invertierte, korrigierte Kopie der ursprünglichen Eingangsimpulse erreicht wird. Jedoch stellt eine Impulsumkehr für einen Fachmann keinerlei Problem dar. Nichts ist einfacher als eine Umkehrstufe dafür bereitzustellen, die Impulse, wenn es notwendig sein sollte, v/i ed er umzukehren.

Der Fall, daß die ankommenden Impulse in ihrer Dauer zu lange sind, wird in der Fig. 3 erläutert. In diesem Falle baut sich über dem Widerstand 38 eine größere Spannung als über dem Widerstand 37 auf, so daß der Schleifkontakt des Potentiometers 39 weniger positiv (oder negativer) wird. Das Aufladen des Kondensators 16 wird durch den Schaltvorgang des Komparators 10 an seinem Ausgang 13 begrenzt, der dazu führt, daß der Transistor 20 den Entladungswiderstand 15 kurzschließt. Als Ergebnis davon wird die Impulsdauer am Punkt · C reduziert. Natürlich ist der Vorgang gleichartig dem, der in Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben wurde, jedoch in seiner Wirkung entgegengesetzt.

8 09819/0585

Wenn nun jedes Bauteil der Schaltung enge Toleranzen zeigen würde und die Referenzspannung (d.h. in Fig. 1 das Erdpotential) genau am Mittelpunkt der Impulsamplitude liegen würde, würde das Potentiometer 39 nicht notwendig sein. Stattdessen wären zwei gleiche Widerstände vorgesehen, deren Mittelpunkt vom Punkt D abgegriffen würde. Dafür ermöglicht das Potentiometer 39 eine Kompensation begrenzter Asymmetrien in den Werten der Bauteile oder die Kompensation eines ungenauen Referenzpotentials.

Tatsächlich würde die Korrekturschaltung auch ohne die Schalttransistoren 18 und 20 und ohne die zugeordneten Bauteile (d.h. die Dioden 17 und 19 und die Widerstände 21 und 22) funktionieren. Jedoch würde der Korrekturbereich begrenzt werden. Wie es in der Pig. 2 durch die gestrichelten Linien am ersten Impuls beim Punkt B angedeutet ist, würde die Entladung des Kondensators 16 über den Schnittpunkt mit der Durchschnittsspannung hinaus weitergehen und eine Wiederaufladung beim Auftauchen der Rückflanke des ersten ankommenden Impulses beim Punkt X beginnen. Am Zeitpunkt des Schnitts der Aufladekurve mit der Durchschnittsspannung am Punkt Y würde der Komparator schalten, woraus sich ein kürzerer Ausgangsimpuls am Punkt G, wie es unter dem Punkt Y angedeutet ist, ergeben würde. Mit anderen Worten wäre eine Korrektur der Impulse innerhalb des Bereichs von ca. 10% bis 90% der Impulswiederholungsdauer mit dieser Schaltung im Gegensatz zur Vollkorrekturschaltung nach Pig. nicht möglich. Es ist jedoch naheliegend, daß in bestimmten begrenzten Anwendungsbereichen eine derartige reduzierte Schaltung zufriedenstellend arbeiten kann. In diesem Falle können auch die Eingänge 11 und 12 des Komparators 10 miteinander vertauscht v/erden, um bei Bedarf nicht invertierte Ausgangsimpulse zu erhalten.

8098 19/0585

- ίο -

Im folgenden \verden typische Werte für die Bauelemente in der Schaltung nach Fig. 1 angeführt, so wie sie zur Korrektur von Standardtelefonwählimpulsen verv/endet werden:

Widerstände 15 = 56 kOHH Kondensatoren 16 =0.47 Mikrofarad 21,22= 300 kOHM 35,36= 1,0 Mikrofarad

51 =16 kOHH
32 = 24- kOHM
37,58= 510 kOHM
39 =10 kOHM

Die V/iderstände 31 und 32 zeigen keine gleichen Werte, da in den konventionellen Telefonsystemen in Nordamerika eine 60/o-Untorbrechung (d.h. Pause) zwischen den Wählimpulsen die Norm ist. Deshalb sollte die Nenndauer der Impulse 40% der Impulswiederholungsdauer betragen; und die Mittelwertbildungsschaltung ist zugunsten des positiven Potentials mit Absicht unsymmetrisch (d.h., daß der gleichgerichtete Mittelwert der ankommenden Impulse durch ein positives Potential versetzt wird). Es sei bemerkt, daß das Verhältnis der Widerstandswert a der V/iderstände 31 und 32 gleich 16 : 24 oder 40 : 60 ist.

Damit wird erfindungsgemäß eine Impulsdauer-Korrekturschaltung geschaffen, die mit einem Komparator und einer bipolaren Mittelwertbildungsschaltung die Korrektur der Impulsdauer ankommender Impulse auf einen gewünschten Normwert bewirkt.

809819/0585

Claims

Pat ent anspräche

Schaltungsanordnung zur Korrektur von Impulsdauern, dadurch gekennzeichnet , daß ein vorbestimuiter Eingang (11) eines zwei Eingänge (11, 12) aufweisenden Komparators (10) ankommende Impulse durch eine Widerstandsschaltung (15) und der andere Eingang die ankommenden Impulse über eine bipolare Mittelwertbildungsschaltung (30) empfängt, und daß der Ausgang (13) des Komparators (10) den Ausgang der Impulskorrekturschaltung darstellt.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Eingang zum Empfang der ankommenden Impulse über eine Widerstandsschaltung eine Integrierschaltung (16) besitzt, die in Nebenschluß zur Widerstandsschaltung geschaltet ist.

809819/0585

DR. C. MANlTZ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD S MÖNCHEN 3a. ROBtRT-KOCH-STRASSE I TEL. 1089) 33 43 11. TELEX OS - 39673 PATMF

ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7370 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstandsschaltung zwei Schalttransictoren (18, 20) entgegengesetzter Polarität besitzt, die zu einem Widerstand (15) ·> der die ankommenden Impulse mit einem vorbestimmten Eingang des Komparators verbindet, in Nebenschluß geschaltet sind und an ihren Steuerelektroden durch den Ausgang des !Comparators gesteuert v/erden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3_? dadurch gekennzeichnet , daß die bipolare Mittelwertbildungsschaltung einen Eingangsanschluß zum Empfang der ankommenden Impulse, einen ersten Widerstand (31) > der zwischen dem Eingangsenschluß und einer ersten Diode (33) liegt, einen zweiten Widerstand (32) besitzt, der zwischen dem Eingangsanschluß und einer zweiten Diode (34) liegt, die gegenüber der ersten Diode entgegengesetzt gepolt ist, wobei zwischen der ersten und zweiten Diode ein Potentiometer (39) liegt, dessen zwei festgelegte Anschlüsse mit den verbleibenden Elektroden von der ersten und zweiten Diode verbunden sind, parallel liegende Paare eines Widerstands (37» 38) und eines Kondensators (35, 36) aufweist, die jeden der zwei festgelegten Anschlüsse mit einem Referenzpotential verbinden, während der variable Anschluß des Potentiometers (Schleifkontakt) den Ausgang der bipolaren Ilittelwertbildungsschaltung darstellt und mit dem anderen Eingang (12) des Kompaxators verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der zwei Schalttransistoren eine in Reihe liegende Diode (17, 19) besitzt, die so gepolt ist, daß sie Strom leitet, wenn ihr zugeordneter Transistor leitfähig ist.

809819/0585

27 A 1843

Impulsdauer-Korrekturschaltung, die eine Einstellung der Dauer von ankommenden Vählimpulsen auf einen vorbestimmten Wert ermöglicht, dadurch gekennzeichnet , daß ein Komparator (10) einen ersten invertierenden Eingang (11),einen zweiten nicht invertierenden Eingang (12), und einen Ausgang (13) besitzt, der mit dem Ausgang der Schaltung übereinstimmt, daß eine kapazitive Schaltungsvorrichtung (16) zum ersten Eingang in Nebenschluß geschaltet ist und dem ersten Eingang ankommende Wählimpuls e mit Hilfe einer geschalteten Widerstandsschaltung (15) zugeleitet xirerden,und daß eine Vorrichtung (30) dem zweiten Eingang einen gleichgerichteten Mittelwert der ankommenden Wählimpulse zuführt, der durchfein vorbestimmtes Potential in seiner Höhe versetzt ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der gleichgerichtete Mittelwert der ankommenden Wählimpulse vor dem Anlegen an den zweiten Eingang einstellbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die geschaltete Widerstandsschaltung einen Widerstand (15) umfaßt, der einen Nebenschluß zu den Leitwegen eines npn-Transistors (207 und eines pnp-Transistors (18) bildet, deren Basiselektroden durch den Ausgang der Schaltung gesteuert v/erden.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die npn- und pnp-Transistoren mit ihren Emitterlektröden an den Anschluß des Widerstandes angeschlossen sind und ankommende Wählimpulse über eine Diode (17» 19) empfangen, die im selben Sinne wie der Basis-Emitter-Übergang des entsprechenden Transistors gepolt ist.

809819/0585