DE2900018A1

DE2900018A1 - Video-enttruebungskopplungsschaltung

Info

Publication number: DE2900018A1
Application number: DE19792900018
Authority: DE
Inventors: Donald Edward Bean
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1979-01-02
Publication date: 1979-07-12
Also published as: CA1120560A; FR2413665A1; GB2012136A; JPS6247260B2; NL7812618A; JPS54106186A; IT1188811B; GB2012136B; IT7947512A0; US4242640A; FR2413665B1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch 8 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

s Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 2. Januar 1979

Unser Zeichen: 16 485 - Fk/Ne

Sperry Rand Corporation
New York, USA

Vldeo-Enttrübungskopplungsschaltung

909828/0880

Patentanwälte Dipl.-Ing. Cu rt Wallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

'90001 QJj ^ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 2. Januar 1979

Unser Zeichen: _l6

Sperry Rand Corporation N-ew York, USA

VIdeo-Enttrübungskopplungsschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Video-Enttrübungskopplungsschaltung und insbesondere auf Video-Kopplungsschaltungen zur Verwendung bei Radaranwendungen.

Die Empfindlichkeit von Radarempfängern ist üblicherweise durch das in dem Empfänger erzeugte Rauschen begrenzt. Es können jedoch auch von der Radarantenne äußere Strahlungen empfangen werden und es sind verschiedene Entstörschaltungen in den meisten Radarempfängern vorgesehen, um diese Art von Störungen zu beseitigen. Zusätzlich wird In vielen Fällen zwischen dem Detektor und dem Videoverstärker ein Filter eingefügt, das einzelne Videoimpulse durchläßt, jedoch eine Ausscheidung von Frequenzen ermöglicht, die durch Störechos hervorgerufen werden, beispielsweise durch Bodenechos oder durch Seegang- oder Regenstörungen» Hierbei wurde eine Vielzahl von Filterarten untersucht, wobei die einfachste dieser Schaltung die FTC-Schaltung oder die Enttrübungsschaltung 1st, die von

ORIGINAL INSPECTED

ihrer Grundlage her ein Widerstands-Kondensator-Differenziernetzwerk ist, das In die Eingangsschaltung des Videoverstärkers eingefügt ist. Derartige Video-Kopplungsschaltungen müssen sehr strenge Forderungen erfüllen, wenn ein geeignetes Einschwingverhalten realisiert werden soll. Wenn das Hochfrequenzverhalten oder die obere Grenzfrequenz übermäßig beschränkt wird, kann eine schwerwiegende Verlängerung der Impulssignale auftreten. Wenn ein schlechtes Niederfrequenzverhalten auftritt, können in den Spannungsimpulsen starke Überschwinger auftreten. FTC-Schaltungen ergeben nicht nur einen gewissen Schutz gegen Störungen sondern sie vergrößern weiterhin den Kontrast zwischen einzelnen Radarechos bei Vorhandensein äußerer Regenstörsignale.

Derartige FTC- oder Erttrübungsschaltungen verwenden im allgemeinen ein Impedanz-Kopplungsnetzwerk, bei dem die Zeitkonstante variiert werden kann, um den Kontrast zwischen dem Nutzsignal und Störungen so weit wie möglich zu optimieren.

Einige dieser FTC-Schaltungen weisen Einrichtungen zur Auswahl diskreter Werte der Zeitkonstante in dem Kopplungsnetzwerk auf. Bei derartigen Schaltungen wird der Wert der FTC-Zeitkonstante mit Hilfe eines entfernt angeordneten FTC-Schalters geändert. Schaltungen dieser Art weisen jedoch eine beschränkte Anzahl von Schalterpositionen auf, die unter vertretbarem Aufwand bei dieser Art von Ausrüstung verwendet werden keimen.

Andere bekannte FTC-Schaltungen weisen dadurch kontinuierlich veränderliche Zeitkonstanten auf, daß eine Varaktordiode als veränderlicher Kondensator oder eine Diode als veränderlicher Widerstand verwendet wird. Derartige Schaltungen weisen jedoch einen geringen dynamischen Bereichbei der Zeitkonstanten-Elnstellung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Video-Enttrübungskopplungsschaltung zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt und die einen weiten dynamischen

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Bereich aufweist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Video-Enttrübungskopplungsschaltung mit Eingangs- und Ausgangseinrichtungen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Serienkondensator mit ersten und zweiten Anschlüssen zwischen den Eingangs- bzw. Ausgangseinrichtungen eingeschaltet ist, daß eine Konstantstromquelle zwischen dem zweiten Anschluß und einer Bezugsspannung eingeschaltet ist und daß Einrichtungen zur Einstellung des durch die Konstantstromquelle fließenden Stromes vorgesehen sind.

Durch Verwendung der steuerbaren Konstantstromquelle zur Entladung des Serienkondensators mit einer ausgewählten Geschwindigkeit wird ein herausragend breiter dynamischer Bereich in der erfindungsgemäßen Video-Enttrübungskopplungsschaltung erzielt. Weiterhin ist es möglich, den Strom durch die Konstantstromquelle mit Hilfe einer entfernt angeordneten einstellbaren Gleichspannungsquelle einzustellen, so daß eine große Entfernung zwischen der Video-Enttrübungskopplungsschaltung und der dieser zugeordneten Bedieneinrichtung bestehen kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhan eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Schaltbild der Ausführungsform der Video-Enttrübungskopplungsschaltung dargestellt.

Die in dieser Zeichnung dargestellte Ausführungsform der FTC- oder Video-Enttrübungskopplungsschaltung weist einen eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweisenden Eingangsverstärker 11 auf, dem die Video-Eingangssignale zugeführt werden. Die Signale von der Vldeo-Enttrübungskopplungsschaltung werden äußeren Nutzschaltungen über einen eine hohe Eingangsimpedanz

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aufweisenden Ausgangsverstärker Ι} zugeführt. Ein Serienkondensator 15 1st mit seinen Anschlüssen I7 und I9 an die Eingangsbzw, Ausgangsverstärker 11 bzw. I3 angeschaltet. Der Anschluß ist über einen Transistor 21 und einen Emitterwiderstand 23 mit einer geeigneten Bezugsspannung verbunden. Die Basis des Transistors 21 ist mit einer entfernt angeordneten Steuerspannungsquelle 25 verbunden, diejein übliches Potentiometer einschließt, das an eine geeignete negative Spannung angeschaltet ist.

Wie es in der Technik gut bekannt ist, liefert ein Transistor, der in der in der Zeichnung dargestellten Schaltung geschaltet ist, einen konstanten Kollektorstrom unabhängig von weiten Änderungen der Kollektorspannung solange die der Basiselektrode zugeführte Spannung konstant gehalten wird. Die Größe des Kollektorstromes ist in diesen Fällen durch den Wert der Basisspannung bestimmt, die ihrerseits durch die Einstellung des Potentiometers 27 bestimmt ist.

Eine Klemmdiode 29 ist zwischen Erdpotential und dem Anschluß 19 des Kondensators I5 eingeschaltet und so gepolt, daß sie leitet, wenn die Spannung am Anschluß I9 unter das Erdpotential absinkt. Während eines normalen Betriebs würde die Spannung am Anschluß I9 am Ende eines Videoimpulses üblicherweise überschwingen und unter das Erdpotential schwingen. Die Diode 29 verhindert dieses Uberschwingen unter Erdpotential.

Die Betriebswelse der dargestellten Ausführungsform der Vldeo-Enttrübungskopplungsschaltung wird anhand der Kurven A und B verständlich, die Spannungen darstellen, die am Ausgang des Verstärkers 11 bzw. am Eingang des Verstärkers I3 auftreten, wenn ein RechteckspannungsImpuls, der ein Radarecho darstellt, dem Eingang des Verstärkers 11 zugeführt wird. In diesem Fall wird ein Rechteckimpuls A an das Kopplungsnetzwerk angelegt. Auf Grund der Konstantstrom-Charakteristik der Entladungsschaltung sinkt die Spannung am Anschluß I9 mit einer konstanten Geschwindigkeit über die gesamte Dauer des Video-

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Impulses ab. Die Absinkgeschwindigkeit hängt selbstverständlich von der Basisspannung des Transistors 21 und damit von der Einstellung des Potentiometers 27 ab. Unter normalen Betriebsbedingungen, bei denen sich eine unbedeutende Störung durch Radarechos ergibt, kann das Potentiometer 27 für einen minimalen Kollektorstrom eingestellt werden, so daß nur ein geringes Abfallen der Rechteckschwingung auftritt. Wenn sich die Bedingungen verschlechtern, so daß die Störungen deutlicher werden, kann der Kollektorstrom auf einen geeigneten Pegel vergrößert werden, um auf diese Weise den maximalen Kontrast zwischen dem gewünschten Radarecho und dem Störsignal zu erzielen. VJeIl der Kollektorstrom eine kontinuierliche Funktion der Einstellung des Potentiometers ist, kann eine Steuerung mit beliebiger Auflösung innerhalb des Bereiches des Potentiometers 27 erzielt werden. Weil der Wert des Kollektorstromes über einen weiten Bereich von Werten mit Hilfe der einstellbaren Basisspannung geregelt werden kann, ergibt die Konstantstrom-Entladungsschaltung einen äußerst weiten dyna-. mischen Bereich. Bei bekannten kontinuierlich einstellbaren VIdeo-Enttrübungsschaltungen unter Verwendung einer Diode als veränderlichen Widerstand kann ein maximaler Wert des dynamischen Bereiches in der Größenordnung von 20 dB erwartet werden. Unter Verwendung der dargestellten Ausführungsform der Video-Enttrübungsschaltung wurden dynamische Bereiche in der Größenordnung von 52 dB erzielt und es sind dynamische Bereiche oberhalb dieses Wertes möglich, weil der dynamische Bereich lediglich durch die Schaltungsparameter beschränkt ist. -

Weil die Steuerspannung an die Basiselektrode des Transistors 21 angelegt wird, ist die Steuerspannung im wesentlichen von der eigentlichen Entladungsschaltung isoliert. Daher kann die Steuerschaltung 25 in einer beträchtlichen Entfernung von der eigentlichen Video-Enttrübungsschaltung angeordnet sein. Bei bekannten VIdeo-Enttrübungsschaltungen werden Schalteranordnungen in der unmittelbaren Nähe der Enttrübungsschaltung selbst

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-benötigt, um den Wert des Kondensators oder Widerstandes einzustellen. Bei manchen Anwendungen Ist es wünschenswert, eine Steuerschaltung vorzusehen, die von der eigentlichen Enttrübungs· Schaltung durch Entfernungen von I5 Metern oder mehr getrennt ist. Eine derartige Anordnung ist mit der beschriebenen Video-Enttrübungskopplungsschaltung ohne weiteres praktisch auszuführen, während eine derartige Anordnung bei den !bekannten
Schaltungen in vielen Fällen praktisch nicht ausführbar wäre.

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Claims

Patentanwälte Di ρ I.-1 ng. C u rt Wal lach

¹^ Dipl.-Ing. Günther Koch

2300018 Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 2. Januar 1979

Unser Zeichen: 16 485 - Fk/Ne

Patentansprüche :

(l) Video-Enttrübungskopplungsschaltung mit Eingangs- und Ausgangs einrichtung en, dadurch gekennze lehne t , daß ein Serienkondensator (15) mit ersten (17) und zweiten (19) Anschlüssen zwischen den Eingangseinrichtungen (11) bzw. den Ausgangseinrichtungen (I3) eingeschaltet ist, daß eine Konstantstromquelle (21) zwischen dem zweiten Anschluß und einer Bezugsspannung (-V_cc) eingeschaltet ist und daß Einrichtungen (27) zur Einstellung des Strompegels, der durch die Konstantstromquelle (21) fließt, vorgesehen sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß die Eingangseinrichtungen durch einen eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweisenden Verstärker (11) gebildet sind, der zum Empfang der Videoimpulse angeschaltet ist und daß die Ausgangseinrichtungen durch einen einen hohe Eingangsimpedanz aufweisenden Verstärker (I3) gebildet sind, der Videoausgangsimpulse an äußere Nutzeinrichtungen liefert,

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Diodenelemente (69) zum Klemmen des zweiten Anschlusses (I9) auf Erdpotential am Ende eines Videoimpulses vorgesehen sind.

6 π

iSöööfs"

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle einen Transistor (21) einschließt, dessen Kollektor- und Emitterelektroden zwischen dem zweiten Anschluß (I9) und der Bezugsspannung (~V_CC) angeschaltet wird und dessen Basiselektrode mit einer Quelle (25) für eine veränderliche Gleichspannung verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch g ekennz-e lehne t , daß der Transistor (21) ein n-p-n-Transistor ist, dessen Kollektorelektrode mit dem zweiten Anschluß (I9) verbunden ist während seine Emitterelektrode mit der Bezugsspannung (-V_n ) über einen Serienwiderstand (23) verbunden ist und daß das Diodenelement (29) mit seiner Anode mit dem zweiten Anschluß (I9) verbunden ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennze lehnet, daß die Quelle (25) für eine veränderliche Gleichspannung ein Potentiometer (27) einschließt, dessen Schleifarm mit der Basiselektrode des Transistors (21) verbunden ist.

903 82$, Wi