DE2846234C3 - Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Einseitenband-Empfängers - Google Patents
Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Einseitenband-EmpfängersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Einseitenband-Empfängers,
mit einem eine einstellbare Verstärkung aufweisenden Verstärker, der das Ausgangssignal
des Einseitenband-Empfängers verstärkt, und mit einer Unterscheidungsschaltung, die feststellt, ob das Aus
gangssignal des Einseitenband-Empfängers ein Nulzsi-
gnal enthält oder nicht und ein erstes Steuersignal erzeugt, wenn ein solches Nutzsignal vorhanden ist, und
ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn ein solches
-, Nutzsignal nicht vorhanden ist, wobei diese beiden
Steuersignale den Verstärker so ansteuern, daß die Nutzsignale hörbar gemacht werden und Störsignale
unterdrückt werden.
Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist aus der US-PS 38 73 925 bekannt. Die dort beschriebene
Schaltungsanordnung enthält eine Unterscheidungsschaltung, die aus dem Ausgangssignal des Einseitenband-Empfängers
bestimmte Frequenzbereiche herausfiltert und analysiert. Durch Analyse der ausgefilterten
Frequenzbereiche wird festgestellt, ob in dem Ausgangssignal des Einseitenband-Empfängers ein Nutzsignal
vorhanden ist. Wenn ein Nutzsignal vorhanden ist, wird dieses zum Abhören durchgeschaltet. Wenn jedoch
kein Nutzsignal festgestellt wird, wird das Ausgangssignal
unterdrückt, damit keine Belästigung durch hohe Rauschpegel erfolgt. Die in solchen Schaltungsanordnungen
verwendeten Unterscheidungsschaltungen können aber nicht immer mit Sicherheit zwischen
Nutzsignalen und Störsignalen unterscheiden. Bei einer fehlerhaften Funktion der Unterscheidungsschaltung
geht daher entweder Nutzinformation verloren, oder aber es wird ein Störsignal zum Abhören durchgeschaltet,
was ebenfalls unerwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanord-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanord-
jo nung zur automatischen Verstärkungsregelung eines
Einseitenband-Empfängers zu schaffen, der es einerseits ermöglicht, das Ausgangssignal des Einseitenband-Empfängers
auf einen normalen Abhörpegel zu bringen, wenn es ein Nutzsignal enthält, andererseits aber auf
j5 einen Hörschwellwertpegel zu bringen, wenn es nur
Rauschen enthält.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein das Ausgangssignal des Verstärkers empfangender Pegeldetektor
ein drittes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal höher ist als ein vorbestimmter Wert V3,
der einem vorbestimmten Abhörpegel entspricht, und ein viertes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal
einen Pegel aufweist, der einen vorbestimmten Wert Vb unterschreitet, der einem vorbestimmten
Hörschwellenpegel entspricht; eine die vier Steuersignale empfangende Steuerschaltung vorgesehen ist, die
ein die Verstärkung des Verstärkers einstellendes Regelsignal erzeugt; und daß das Regelsignal den Pegel
des Ausgangssignals des Verstärkers
a) mit einer ersten Zeitkonstante auf den Wert V3
einstellt, wenn das dritte Steuersignal vorhanden ist;
b) mit einer zweiten Zeitkonstante auf den Wert V3
einstellt, wenn das dritte und das vierte Steuersignal nicht vorhanden sind und das erste Steuersignal
vorhanden ist;
c) mit einer dritten Zeitkonstante auf den Wert Vb
einstellt, wenn das dritte und das vierte Steuersignal nicht vorhanden sind und das zweite
Steuersignal vorhanden ist; und
d) mit einer vierten Zeitkonstante auf den Wert Vh
einstellt, wenn das vierte Steuersignal vorhanden ist.
Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird der Pegel des Ausgangssignals stets mindestens auf
dem Hörschwellenpegel gehalten, so daß bei einer eventuellen Fehlfunktion der Unterscheidungsschaltung
ein vorhandenes Nutzsignal dennoch gehört wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat die erste Zeitkonstante einen Wert von einigen ·-.
Millisekunden, wodurch erreicht wird, daß bei hohen Pegelspitzen eine sehr schnelle Dämpfung auf den
normalen Abhörpegel erfolgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaüung der Erfindung betragen die zweite und die dritte u>
Zeitkonsunte jeweils einige zehn Millisekunden, wodurch
erreicht wird, daß im Bereich zwischen dem normalen Abhörpegel und dem Hörschwellenpegel
keine abrupten Pegelsprünge auftreten, wenn z. B. die Unterscheidungsschaltung nur kurzzeitig fehlerhaft r>
arbeitet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung beträgt die dritte Zeitkonstante etwa 100
Millisekunden, wodurch erreicht wird, daß die Verstärkung nicht zu schnell hochgeregelt wird, damit beim >o
plötzlichen Erscheinen eines Sprachsignals sein Pegel nicht zu hoch ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben, die ein schematisches Schaltbild der r,
Schaltungsanordnung zeigt.
Die Figur zeigt einen Verstärker 1 eines HF-Einseitenband-Empfängers.
Die Verstärkung des Verstärkers 1 ist über einen Regeleingang einstellbar. Der Verstärker 1 empfängt ein Niederfrequenzsignal V0 und m
liefert ein Signal V5, dessen Signal/Rausch-Verhälti.iS —
annahmegemäß — bei einer korrekten Übertragung wenigstens 1OdB betragen wird. Der Verstärker 1 hat
einen Steuereingang, an den die erste Klemme eines Kondensators C dessen zweite Klemme an Masse liegt,
und der Ausgang eines einen negativen Strom liefernden Stromgenerators 70 und eines einen positiven
Strom liefernden Stromgenerators 71 angeschlossen sind. Diese Stromgeneratoren dienen zur Entladung
bzw. Aufladung des Kondensators C Sie bilden die 4ο
Stromerzeugungsschaltung 7 der Schaltungsanordnung.
Das Signal V5 ist das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung.
Dieses Signal ergibt — nach Verstärkung — das Hörempfangssignal, d. h. das hörbare Signal des
Empfängers.
Das Signal V5 wird außerdem einer Vergleichsschaltung
2 und einer Sprachunterscheidungsschaltung 3 zugeführt. Die Sprachunterscheidungsschaltung 3 stellt,
mit einem gewissen Fehlerrisiko, das dieser Art von Schaltungen eigen ist, fest, ob das Signal V1 Sprache to
enthält oder nicht. Sie liefert ein Signal P, welches den logischen Signalwert »1« in dem Fall darstellt, in
welchem dem Signal V5 Sprache festgestelh wird bzw.
»0«, wenn keine Sprache festgestellt wird, und ein Signal P, welches den logischen Signalwert »0« hat, wenn
Sprache festgestellt wird, und »1« im gegenteiligen Fall.
Die Vergleichsschaltung 2 enthält eine Spitzenwertgleichrichterschaltung
20 und zwei Spannungsvergleicher 21 und 22. Das Signal Vv wird über die Spitzenwertgleichrichterschaltung 20 an den Pluseingang
des Spannungsvergleichers 21 und an den Minuseingang des Spannungsvergleichers 22 angelegt.
Die Spitzenwertgleichrichterschaltung 20 ruft — aufgrund ihres Aufbaus — eine Verzögerung von 1 ms bei
der Übertragung der Änderungen der Spitzenwerte ihres Eingangssignals Vs in ihrem Ausgangssignal
hervor.
Ein Spannungsgenerator 4 liefert zwei BezugsgleichSpannungen V1 und V2, die an den Minuseingang des
Spannungsvergleichers 21 bzw. an den Pluseingang des Spannungsvergleichers 22 angelegt werden. Die Spannungen
V, und V2 haben diejenigen Werte, die das
Ausgangssignal der Spitzenwertgleichrichterschaltung 20 annimmt, wenn der Pegel des Signals V5 der
vorbestimmte Pegel eines als normal angesehenen Hörempfangs (welches vereinbarungsgemäß der Pegel
0 dB sein wird) bzw. der Hörschwellenwertpegel ist, der sich um A/dB unterhalb des normalen Hörempfangspegels
befindet. In dem beschriebenen Beispiel wird für N der Wert 20 genommen.
Die Ausgangssignale der Spannungsvergleicher 21 und 22 werden an eine Digitalschaltungsanordnung 5
angelegt, die außerdem die Signale P und P empfängt, welche durch die Sprachunterscheidungsschaltung 3
erzeugt werden, und Signale Hu H2 und //,, welche
durch periodische Impulse gebildet werden, die von den drei Ausgängen eines Frequenzgenerators 6 geliefert
werden.
Die Digitalschaltungsanordnung 5 hat die Aufgabe, an die Stromgencratoren 70 und 71 nicht gleichzeitig
Impulse zu liefern, während deren Dauer diese Generatoren den Kondensator C aufladen bzw.
entladen können. Die Zeit, die für das Aufladen oder das Entladen des Kondensators erforderlich ist und die zur
Vereinfachung als »Ladezeitkonstante« (oder Entladezeitkonstante) bezeichnet wird, ist von dem Wert dieses
Kondensators, von der Ausgangsimpedanz des Stromgenerators, der einen Ladestrom oder einen Entladestrom
für den Kondensator liefert, und von der Breite und der Frequenz der Impulse abhängig, die den Betrieb
der Stromgeneratoren 70, 71 steuern. Durch Verändern der Frequenz der Impulse, die die Digitalschaltungsanordnung
5 an die Stromgeneratoren 70 und 71 abgibt, wird die Lade-zeitkonstante des Kondensators C
geändert. Die Gründe für diese Änderungen werden im folgenden erläutert.
Die in der Figur dargestellte Einrichtung zur automatischen Verstärkungsregelung dient zum:
— sehr schnellen Zurückstellen des Pegels des Signals V1 auf 0 dB, wenn er diesen Wert überschreitet, was
gestattet, einen anstrengenden Hörempfang aufgrund einer zu hohen Schalleistung in dem
Ausgangshörer des Empfängers zu vermeiden,
- Verstellen des Pegels des Signals V5 auf den
normalen Hörempfangspegel, wenn die Sprachunterscheidungsschaltung
das Vorhandensein von Sprache feststellt und wenn der Pegel des Signals V5
unter OdB liegt,
- Verstellen des Pegels des Signals V5 auf den
Hörschwellenwertpegel, wenn die Sprachunterscheidungsschaltung nicht das Vorhandensein von
Sprache in dem Signal Vi ermittelt oder wenn der Pegel des Signals V, unter -Λ/dB liegt, was
einerseits gestattet, während des Nichtvorhandenseins eines Sprachsignals nicht durch ein Rauschsignal
mit hohem Pegel (0 dB) gestört zu werden, und was andererseits verhindert, daß, wenn die Sprachunterscheidungsschaltung
ein fehlerhaftes Ergebnis liefert (Signal P=O, während das Signal V5 Sprache
enthält), das Sprachsignal nicht gehört wird,
— Bewirken, daß, wenn der Pegel des Signals Vs zwischen 0 und - /VdB liegt, das Verstellen auf die
Pegel OdB oder - N dB in dem Fall, in welchem die Sprachunterscheidungsschaltung ein fehlerhaftes
Ergebnis für eine kurze Zeit liefert, nicht zu schnell
erfolgt, damit dieses fehlerhafte Ergebnis nur geringe Nachteile zur Folge hai. denn in dem
Augenblick, in welchem das Ergebnis wieder korrekt ist, hat die Verstärkung des Verstärkers keine Zeit
gehabt, sich merklich zu ändern, und
— Bewirken, daß, wenn der Pegel des Signals K1 unter
-/VdB liegt, ein langsamer Anstieg des Rauschpegels erfolgt, denn das Signal K, kann nämlich
praktisch nur dann einen unter -/VdB liegenden Pegel aufweisen, wenn es kein Sprachsignal enthält
und wenn das Signal/Rausch-Verhältnis der Übertragung sehr gut ist (über 20 dB); in diesem Fall
besteht somit kein Interesse daran, die Verstärkung des Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung
schnell zu erhöhen, denn wenn das Sprachsignal erscheint, würde ihr Pegel zu hoch sein (über 0 dB).
Zum Erreichen dieser Ziele enthält die Digitalschaltungsanordnung5:
— zwei UND-Schaltungen 51 und 52, die an einem ihrer
beiden Eingänge die Signale H\ bzw. Hs und an
ihrem anderen Eingang die Ausgangssignale der Vergleicher 21 bzw. 22 empfangen,
— eine NOR-Schaltung 50, die die Ausgangssignale der
Vergleicher 21 und 22 empfängt,
— zwei UND-Schaltungen 53 und 54, die an ihrem
ersten Eingang das Ausgangssignal der NOR-Schaltung 50, an ihrem zweiten Eingang das Signal H2 und
an ihrem dritten Eingang die Signale P bzw. P empfangen, und
— zwei ODER-Schaltungen 55 und 56, die an ihrem ersten Eingang die Ausgangssignale der UND-Schaltungen
51 bzw. 52 und an ihrem zweiten Eingang die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 53 bzw. 54 empfangen, wobei die Ausgangssignale
der ODER-Schaltungen 55 und 56 die Steuersignale für die Stromgeneratoren 70 bzw. 71 bilden.
Wenn das Signal V, einen Pegel über OdB hat (d. h.,
wenn die Ausgangsspannung der Spitzenwertgleichrichterschaltung 20 größer als die von dem Spannungsgenerator
4 gelieferte Spannung Ki ist), liefert deshalb
der Spannungsvergleicher 21 ein Signal mit dem Wert »1«. welches das Abgeben des Signals H\ über die
UND-Schaltung 51 und die ODER-Schaltung 55 gestattet. Die Frequenz der Impulse des Signals W1 ist so
eingestellt, daß der einen negativen Strom liefernde Stromgenerator 70 den Kondensator Cmit einer kurzen
Zeitkonstante τί in der Größenordnung von 3 ms
entlädt. Daraus folgt ein schnelles Verstellen des Signals K auf den Pegel OdB.
Vv'cnn das
Pegel
-NdB hat und wenn das Signal P der Sprachunterscheidungsschaltung
3 den Signalwert »1« (mit einem in dem Signal K1 festgestellten Sprachsignal) darstellt, läßt
die UND-Schaltung 54 das Signal H2 durch, welches
über die ODER-Schaltung 56 den einen positiven Strom liefernden Stromgenerator 71 ansteuert. Die Frequenz
der Impulse dieses Signals H2 ist so eingestellt, daß der
Stromgenerator 71 den Kondensator C mit einer mittleren Zeitkonstantc T2 von 30 ms auflädt. Daraus
folgt ein Verstellen des Signals K,auf den Pegel 0 dB mit dieser Zeitkonslante r>.
Wenn das Signal K, einen Pegel zwischen 0 und -/VdB hai, während das Signal P der Sprachunteischeidungsschaltung
3 den Signalwert »1« (kein Sprachsignal in dem Signal Vs festgestellt) aufweist, geht
das Signal H2 durch die UND-Schaltung 53 und die
ODER-Schaltung 55 hindurch. Daraus folgt eine Ansteuerung des einen negativen Strom liefernden
Stromgencrutors 70 derart, daß der Kondensator C entladen und der Pegel des Signals Vs auf den Pegel
-NdB mit derselben Zeitkonstante T2 wie zuvor
verstellt wird, weil in dem beschriebenen Beispiel die Stromgeneratoren 70 und 7i die gleiche Ausgangsiiilpedanz
haben.
Wenn das Signal K einen Pegel unter -/VdB hat,
liefert der Spannungsvergleicher 22 ein Signal mit dem Wert »1«, welches das Abgeben des Signals Hi über die
UND-Schaltung 52 und die ODER-Schaltung 56 an den Steuereingang des einen positiven Strom erzeugenden
StiOtngenerators 71 gestattet. Die Frequenz der Impulse des Signals Hi ist so eingestellt, daß der
Stromgeneralor 71 den Kondensator C derart auflädt, daß ein Verstellen des Pegels des Signals V5 auf - Λ/dB
mit einer Zeitkonstante Tj von 100 ms erfolgt.
Im Rahmen der Erfindung können andere Einrichtungen zur automatischen Verstärkungsregelung eines
Einseitenband-Empfängers vorgesehen werden. So kann beispielsweise, wenn der Pegel der Spannung K,
zwischen 0 und -/VdB liegt, die Zeitkonstante zum Verstellen auf OdB von der Zeitkonstante zum
Verstellen auf -/VdB verschieden sein. Die Zeilkonstanten, von denen die Rede gewesen ist, wurden zwar
mit Hilfe von Signalen erhalten, die aus Impulsen bestanden, deren Frequenz in Abhängigkeit von diesen
Zeitkonstanten gewählt wurde, statt dessen kann jedoch eine Anordnung von umschaltbaren Widerständen
benutzt werden, die dazu bestimmt sind, die Ausgangsimpedanz der Stromgeneratoren 70 und 71 zu
modifizieren, wobei die Umschaltung dieser Widerstände beispielsweise mit Hilfe der Ausgangssignale der
Vergleicher 21 und 22 und der NOR-Schaltung 50 erfolgen würde.
Das Signal V1. in der in der Figur dargestellten
Einrichtung ist ein Niederfrequenzsignal. Dieses Signal könnte aber auch ein Signal mittlerer Frequenz sein,
wobei dann die Verstärkerschaltung 1 aus einer Anordnung von Verstärkern und Frequenzänderungsschaltungen
bestehen und das an den Klemmen des Kondensators C abgenommene Steuersignal die Verstärkung
von allen diesen Verstärkern oder von einem Teil dieser Verstärker steuern würde.
Die Erfindung findet insbesondere in HF-Einseitenband-Empfängern wegen der Schwundprobleme (Fading),
die das empfangene Signal beeinflussen. Anwendung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur automatischen Verstärkungsregelung eines Einseitenband-Empfängers,
mit einem eine einstellbare Verstärkung aufweisenden Verstärker, der das Ausgangssignal des Einseitenband-Empfängers
verstärkt, und mit einer Unterscheidungsschaltung, die feststellt, ob das Ausgangssignal
des Einseitenband-Empfängers ein Nutzsignal enthält oder nicht und ein erstes Steuersignal
erzeugt, wenn ein solches Nutzsignal vorhanden ist, und ein zweites Steuersignal erzeugt, wenn ein
solches Nutzsignal nicht vorhanden ist, wobei diese beiden Steuersignale den Verstärker so ansteuern,
daß die Nutzsignale hörbar gemacht werden und Störsignale unterdrückt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß
— ein das Ausgangssignal (V5) des Verstärkers (1)
empfangender Pegeldetektor (2) ein drittes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal (Vs) höher ist
als ein vorbestimmier Wert V3, der einem vorbestimmten
Abhörpegel entspricht, und ein viertes Steuersignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal (Vs)
einen Pegel aufweist, der einen vorbestimmten Wert Vi, unterschreitet, der einem vorbestimmten Hörschwellenpegel
entspricht,
— eine die vier Steuersignale empfangende Steuerschaltung (5, 6, 7, C) vorgesehen ist, die ein die
Verstärkung des Verstärkers (1) einstellendes Regelsignal erzeugt, und
— daß das Regelsignal den Pegel des Ausgangssignals (V1) des Verstärkers (1)
a) mit einer ersten Zeitkonstante (ri) auf den Wert
V3 einstellt, wenn das dritte Steuersignal vorhanden ist;
b) mit einer zweuen Zeitkonstante (Γ2) auf den
Wert V3 einstellt, wenn das dritte und das vierte Steuersignal nicht vorhanden sind und das erste
Steuersignal vorhanden ist;
c) mit einer dritten Zeitkonstante (r2) auf den
Wert Vb einstellt, wenn das dritte und das vierte
Steuersignal nicht vorhanden sind und das zweite Steuersignal vorhanden ist; und
d) mit einer vierten Zeitkonstante (73) auf den
Wert Vj, einstellt, wenn das vierte Steuersignal vorhanden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Zeitkonstante (n) die Größenordnung von einigen Millisekunden aufweist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und die
dritte Zeitkonstante (1:2) jeweils die Größenordnung
von einigen zehn Millisekunden aufweisen.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Zeitkonstante (τι) die Größenordnung von
100 Millisekunden aufweist.
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