DE2940157C2 - Schaltungsanordnung zur Verlängerung eines Impulses - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verlängerung eines Impulses von der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art.

Bei einer aus DE-OS 22 40189 bekannten Schaltungsanordnung dieser Art beginnt der verbreiterte Ausgangsimpuls zu einem Zeitpunkt, der durch die Aufladung des Kondensators auf eine vorgegebene Schwellenspannung bestimmt ist. Der verbreiterte Ausgangsimpuls beginnt deshalb mit einer Verzögerung gegenüber dem Eingangsimpuls. Eine Schaltung, die den Ausgangsimpuls mit Verzögerung gegenüber der Vorderflanke des Eingangsimpuises erzeugt, ist ungeeignet zur Verwendung in einer Störimpuls-Unterdrückungseinrichtung z.B. Tür Radioempfanger, bei der im Empfangssignal enthaltene Störimpulse die Erzeugung von Austastimpulsen steuern, durch die das Netzsignal während der Dauer der Störimpulse gesperrt wird. Ein solcher Austastimpuls muß möglichst gleichzeitig mit dem Eingangsimpuls beginnen, aber um eine gewisse Zeitdauer über das Ende des Eingangsimpulses hinaus verlängert sein. Die vorbekannte Schaltung ist für diesen Verwendungszweck nicht geeignet.

Auch bei einer aus US-PS 3712 993 bekannten Schaltung zur Erzeugung verbreiteter Impulse beginnt der Ausgangsimpuls immer dann, wenn ein Kondensator bis auf eine Referenzspannung aufgeladen worden ist. Auch hier ist es unvermeidlich, daß der Beginn des Ausgangsimpulses gegenüber dem Beginn des Eingangsimpulses um eine von der Aufladungszeitkonstante des Kondensators und der Referenzspannung abhängende Zeitspanne verzögert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie den verbreiterten Ausgangsimpuls ohne Verzögerung gegenüber dem Eingangsimpuls erzeugt und somit insbesondere für die Verwendung in einem Störimpuls-Austastsystem geeignet ist.

Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird nur das Abschalten des Ausgangstransistors, also das Ende des verbreiterten Ausgangsimpulses, durch den Auf- bzw. Entladungszustand des Kondensators bestimmt, während das Durchschalten des Ausgangstransisl^rs und damit der Beginn des Ausgangsimpulses unter Umgehung des Kondensators direkt von der Vorderflanke dos Eingangsimpulses ausgelöst wird.

Ausführungsform der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Form eines Eingangsimpulses, dasan eine Impulsverbreiterungsschaltung in erfindungsgemäßer Ausführungsform angelegt wird, und die Form des Ausgangssignals.

F i g. 2 ist ein Blockschaltbild eines Rauschimpulsunterdrückungssystems, für das die erfindungsgemäße Schaltung verwendet werden könnte.

Fig. 3 ist ein Schaltbild der Impulsverbreiterungsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig.4 zeigt die Signalform zur Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Fcfealtbild der Impulsverbreiterungsschaltung gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt die Signalform zur Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 5.

In Fig. 1 enthält das Eingangssignal INz. B. zwei Eingangsimpulse der Breite T\ und Ti.

Das Ausgangssignal OUT, das durch die erfindungsgemäße Schaltung erzeugt wird, enthält zwei Ausgangsimpulse mit der Impulsbreite 71 und Tj bzw. Ti und T). Die Vorderflanke eines jeden Ausgangsimpulses tritt gleichzeitig mit der Vorderflanke des entsprechenden Eingangsimpulses auf. Jeder Au^rangsimpuls bleibt während der Anwesenheit des entsprechenden Eingangsimpulses bestehen und zusätzlich während einer vorbestimmten Zeitdauer Ti nach dem Verschwinden des Eingangsimpulses. Das bedeutet, wie später beschrieben werden wird, daß eine erfindungsgemäße Schaltung verwendbar ist in einem Rauschimpulsaustestsystem zur Unterdrückung von Rauschimpulsen, die einem amplituden- oder frequenzmodulierten Signal überlagert sind..

Ein Rauschimpulsunterdrückungssystem (Fig. 2) enthält eine erfindungegemäße Impulsverbreiterungsschaltung 10. Das Rauschimpulsunterdrückungssystem hat eine Eingangsklemme 11 fur ein Eingangssignal DI und eine Ausgangsklemme 12, an der das Ausgangssignal DO anliegt. Das Eingangssignal DI wird durch den Tiefpaßfilter 14 in den Torschaltkreis 15 eingespeist und außerdem an den Hochpaßfilter 16 angelegt, um Triggersignale zu erzeugen, wenn dabei Rauschimpulse entdeckt werden. Gespeist durch das Triggersignal versorgt die Schaltung 10 den Torschaltkreis 15 mit Schalt- oder Ausgangssignalen, wie sie als Beispiel in Fig. 1 gezeigt sind. Während der Anwesenheit der Schaltimpulse unterbricht der Torschaltkreis 15 das durch den Tiefpaßfilter 14 eingespeiste Eingangssignal, um ein Ausgangssignal DO zu produzieren, das von Rauschimpulsen befreit ist.

Im Rauschimpulsunterdrückungssystem nach Fig. 2 bewirken Tief- bzw. Hochpaßfilter 14 bzw. 16 eine Verlängerung bzw. Verkürzung der Impulsbreite eines jeden Rauschimpulses. Als Ergebnis werden die Schaltimpulse kurzer als die entsprechenden Rauschimpulse,

deren Impulsbreite durch den Tiefpaßfilter 14 verbreitert sein kann. Erfindungsgemäß ermöglicht die Impulsverbreiterungsschaltung 10, die durch den Tiefpaßfilter 14 verbreiterten Rauschimpulse zu unterdrücken, indem sie Austastimpulse erzeugt, die während der s Anwesenheit des verbreiterten Rauschimpulses bestehen bleiben.

Eine Impulsverbreiterungsschaltung 10 (Fig. 3) in einer ersten eründungsgemäßen Ausführungsförm hat eine erste Anschlußklemme 21 für ein Eingangssignal, das lypischerweise ein Triggerimpuk oder ein Rauschimpuls ist, der durch den Hochpaßfilter 16 in Fig. 2 entdeckt wird, eine zweite Anschlußklemme 22 für ein Ausgangssignal, das ein Austastimpuls sein kann, eine dritte Anschlußklemme 23, an die Klemme 23 eine elektrische Spannung V₁, angelegt wird, und eine vierte Anschlußklemme 24, die an Masse liegt. Die Schaltung 10 enthält einen ersten Transistor 26 vom PNP-Typ, einen zweiten Transistor 27 vom NPN-Typ und einen dritten Transistor 28 vom PNP-Typ. Die Basis des ersten Transistors 26 ist an die erste Anschlußklemme 21 angeschlossen und der Emitter ist über einen Widerstand an die dritte Anschlußklemme 23 angeschlossen. Der Kollektor des ersten Transistors 26 und die Basis des zweiten Transistors 27 sind gemeinsam an einen ersten Verbindungspunkt 31 zwischen erstem und zweitem Transistor 26 und 27 angeschlossen. Der Verbindungspunkt 31 ist über einen Widerstand an die vierte Anschlußklemme 24 angeschlossen. Der Kollektor des zweiten Transistors 27 ist über einen Widerstand 33 an einen zweiten Verbindungspunkt 32 zwischen zweitem und drittem Transistor 27 und 28 angeschlossen, während der Emitter des zweiten Transistors 27 direkt an die vierte Anschlußklemme 24 angeschlossen ist. Die Basis des dritten Transistors 28 ist mit dem zweiten Verbindungspunkt 32 verbunden, der über einen Widerstand 34 mit der dritten Ausgangsklemme 23 verbunden ist, der Emitter ist direkt mit der dritten Anschlußklemme 23 verbunden und der Kollektor ist an eine Zeitkonstantschaltung angeschlossen, die nachfolgend beschrieben werden wird. Die ersten drei Transistoren 26,27 und 28 dienen als Schaltstromkreis, der auf jeden Triggerimpuls anspricht und während der Anwesenheit des Triggerimpulses ein Ladungssignal für die Zeitkonstantschaltung erzeugt.

Die Zeitkonstantschaltung in F i g. 3 dient zur Produktion eines Signals mil variablem Pegel zwischen einem ersten und zweiten vorbestimmten Pegel. Der erste bzw. zweite vorbestimm?«; Pegel kann gleich der Speisespannung V₁, bzw. der Masse sein. Die Zeitkonstant- so schaltung besteht aus einem Kondensator 35 mit der Kapazität 330 pF und einem ersten, zweiten bzw. dritten Widerstand 36,37 bzw. 38 von 100 Ω, 30 k Ω bzw. 50 k Q. Der erste Widerstand 36 ist zwischen dem Kollektor des dritten Transistors 28 und einem dritten Verbindungspunkt 40 angeschlossen um zu verhindern, daß ein plötzlicher Stromstoß augenblicklich durch den dritten Transistor 28 fließt. Der erste Widerstand 36 kann in der Zeitkonstantschaltung weggelassen werden, wenn keine plötzlichen Stromstöße auftreten. Zwischen dem dritten Verbindungspunkt 40 und der vierten Anschlußklemme 24 sind der /weite Widerstand 37 und der Kondensator 35 parallel geschaltet. Zusätzlich ist der dritte Verbindungspunkt 40 mit dem dritten Widerstand 38 verbunden.

Außerdem enthält die Schaltung 10 von Fig. 3 einen vierten Transistor 41 des PNP-Typs, der mit der ersten Anschlußklemme 21 verbunden ist und einen fünften Transistor 42 vom NPN-Typ, der mit der Zeitkonstantschaltung verbunden ist. Die Basis des vierten Transistors 41 ist gemeinsam mit der Basis des ersten Transistors 26 mit der ersten Klemme 21 verbunden, der Emitter des Transistors 41 ist über einen Widerstand mit der dritten Anschlußklemme 23 verbunden und der Kollektor des Transistors 41 ist mit der Basis des fünften Transistors 42 verbunden. Die Basis des fünften Transistors 42 ist verbunden mit dem dritten Widerstand 38, sein Emitter ist mit der vierten Anschlußklemme 24 verbunden und sein Kollektor ist direkt an die zweite Anschlußklemme 23 und über einen Widerstand an die dritte Anschlußklemme 23 angeschlossen.

An die Anschlußklemme 21 werden über den Hochpaßfilter 16 Triggerimpulse angelegt, wie sie Fig. 4 bei 21 zeigt. Nur aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung sind die Impulse so dargestellt, als hätten sie eine gemeinsame Breite 71. Der erste und vierte Transistor .16 und 41 werden gleichzeitig aufgesteuert und leitend gehalten während der '">:iwesesiheit eines jeden Triggerimpuises. Wenn der erste Transistor 26 leitend gemacht ist, werden auch der zweite und dritte Transistor 27 und 28 aufgesteuert. Als Folge liefern die Verbindungspunkte 31 und 32 Impulse, die einander entgegf·-!gesetzte Phasen aufweisen, wie F i g. 4, Zeile 31 und 32 zeigt. Ein Strom fließt durch den dritten Transistor 28, der in dem Moment leitend gehalten wird, und dient als Aufladesignal für die Zeitkonstantschaltung. Der Kondensator 35 der Zeitkonstar.ischaltung wird über den ersten Widerstand 36 aufgeladen während der Zeit, in der der dritte Transistor 28 leitend gehalten ist. Der Kondensator 35 wird auch über den dritten Widerstand 38 ein wenig aufgeladen. Der Wert des Widerstandes 38 ist aber erheblich höher als der des ersten Widerstandes 36, wie vorhin erwähnt. Deshalb ist die Zeitkonsiante für die Aufladung der Zcitkonstantschaltung im wesentlichen bestimmt durch den Kondensator 35 und den ersten Widerstand 36 und ist sehr klein. Ali Folge wird der Kondensator 35 entsprechend der Zeitkonstante für die Aufladung sehr schnell aufgeladen bis zum ersten vorbestimmten Pegel. Wenn der Triggerimpuls verschwindet, werden der ersten bis dritte Transistor 26 bis 28 ausgeschaltet und dadurch aas Aufladesignal unterbrochen. Der Kondensator 35 entlädt sich über den zweiten Widerstand 37 und auch über den dritten Widerstand 38, wie durch die weitere Beschreibung klar werden wird. Sowohl Widerstand 37 als auch 38 sind erheblich größer als der erste Widerstand 36. Der Kondensator 35 wird entsprechend der Zeitkonstante für die Entladung, die durch die Widerstände 37 und 38 und den Kondensator 35 bestimmt ist, langsam entladen. Also hat die Zeitkonstaatschaltung eine Zeitkonstante für öle Entladung, die größer ist als die Zeitkonstante für die Aufladung. Wenn das Aufladesignal an den Kondensator 35 angelegt wird, steigt die Spannung an Kondensator 35 sehr schnell vom zweiten vorbestimmten Pegel auf den ersten vorbestimmten Pegel. Deshalb taucht am dritten Verbindungspunkt 40 ein Signal mit variablem Pegel auf, wie Fig. 4 bei 40 zeigt. Die Spannung zwischen Basis und Emitter des fünften Transistors 42 ändert sich gleichzeitig mit dem veränderlichen Pegel, der sich am dritten VerbinJungspunkt 40 entwickelt. Das zeigt, daß zwischen der Basis und dem Emitter des fünften Transistors 42 ein variabler Pegel als Signal anliegt. Der fünfte Transistor 42 hat zwischen Basis und Emitter einen vorbestimmten Schwellenpegel VjI₁. Der Schwellenpegel V_7n liegt zwischen dem ersten und dem zweiten vorbestimmten Pegel. Obwohl

der vierte Transistor 41 gleichzeitig mit dem Verschwinden des Triggerimpulses abgeschaltet wird, bleibt der Transistor 42 leitend, solange der variable Pegel höher als die Schwellenspannung ist. Als Folge produziert der fünfte Transistor 42 in zeitlicher Abhängigkeit vom Triggerimpuls einen breiten Impuls, der in der Impulsbreite größer ist als der Triggerimpuls. Der breite Impuls bleibt bestehen, bis der variable Pegel während der Entladung der Zeitkonstantschaltung gleich dem Schwellenpegel wird. An die Ausgangsklemme 44 wird als Ausgangsimpuls über den Kollektor des fünften Transistors 42 der breite Impuls geliefert, wie Fig. 1 bei 22 zeigt. Der Ausgangsimpuls hat eine Pulsbreite gleich der Summe aus den Breiten 71 des Triggerimpulses und der Breite 7ö, die durch den zweiten und dritten Widerstand 36 und 37 und den Kondensator 35 bestimmt ist. In einem praktischen Beispiel sind die Breiten 71 und 7ö ungefahrt iö bzw. 3ö uSek.

Eine Impulsverbreiterungsschaltung 50 in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform gemäß Fig. 5 enthält zusätzlich zu dem Impulsverbreiterungsteil 10' entsprechend dem von Fig. 3, einen Teil zur Stromkonstanthaltung 51 und einen Teil zur Spannungskonstanthallung 52. Hierin wird der Eingangsimpuls, der an die erste Anschlußklemme 21 geliefert wird, vom Teil 51 zur Stromkonstanthaltung umgeformt. Das Teil 51 hat eine Eingangsklemme 55 für den Triggerimpuls und ist mit der ersten Eingangsklemme 21 verbunden. Der Teil 52 zur Spannungskonstanthaltung dient zum Anlegen einer konstanten Spannung V₁ zwischen der vierten Anschlußklemme 24 und einem vierten Verbindungspunkt 56, die den Impulsverbreiterungsteil 10' und den Teil 51 zur Stromkonstanthaltung versorgt. Das Teil 52 zur Spannungskonstanthaltung enthält einen Widerstand 57, der mit der dritten Anschlußklemme 23 verbünden ist, sine Reihenschaltung aus einer Diode 58 und einer Zenerdiode 59, die zwischen dem vierten Punkt 56 und der vierten Anschlußklemme 24 geschaltet ist, und einen Differenzverstärker, der einen sechsten und siebten Transistor 61 und 62 enthält, deren Emitter gemeinsam mit einem fünften Verbindungspunkt 63 verbunden sind. Ein Stromkonstantschaltkreis 64 ist zwischen dem fünften Verbindungspunkt 63 und der vierten Ausgangsklemme 24 geschaltet, um einen konstanten Strom k wahlweise durch den sechsten oder siebten Transistor 61 oder 62 fließen zu lassen. Die Basis des sechsten Transistors 61 ist mit der Eingangsklemme i5 verbunden, die für Gleichstrom geerdet ist. der Kollektor ist mit dem vierten Verbindungspunkt 56 und gleichzeitig mit der ersten Anschlußklemme 21 verbunden. Der Kollektor des siebten Transistors 62 ist mit dem vierten Verbindungspunkt 56 verbunden und die Basis liegt auf einem vorbestimmten konstanten Pegel V-,, der höher liegt als der Basisvorspannungspegel des sechsten Transistors 61.

Das Bauteil 51 zur Stromkonstanthaltung in Fig. 5 wird über die Eingangsklemme 55 mit dem Triggerimpuls versorgt, der eine variable Amplitude hat, wie F i g. 6 bei 55 zeigt. Solange diese Amplitude kleiner als der vorbestimmte Pegel V\ ist, fließt der konstante Strom h durch den siebten Transistor 62 und deshalb liegt an der Klemme 21 eine Spannung, die der Versorgungsspannung V₁ gleich ist. In diesem Falle wird kein Impuls an den Impulsverbekerungsteil 10' gegeben. Wenn die Amplitude des Triggerimpulses den vorbestimmten Pegel V₁ übersteigt, wird der sechste Transistor 61 angeschaltet und bewirkt, daß der konstante Strom h durch diesen fließt, während der siebte Transistor 62 ausgeschaltet wird. Der Impulsverbreiterungsteil 10' wird über die erste Anschlußklemme 21 mit dem Eingangsimpuls versorgt, bis der Triggerimpuls kleiner ist als der vorbestimmte Pegel V\. A Is Folge werden der erste bis dritte Transistor 26 bis 28 leitend gehalten und der Kondensator 35 wird entsprechend der Zeitkonstante für Aufladung, die durch den Kondensator 35 und den Widerstand 36 bestimmt ist, schnell aufgeladen bis zur konstanten Spannung V_z, wie bei 40 in Fig. 6 gezeigt, wie es auch bei der Schaltung 10 aus F i g. 3 der Fall ist. Gleichzeitig mit dem ersten bis dritten Transistor 26 bis 28 werden auch der vierte und fünfte Transistor 41 und 42 angeschaltet. Wenn der Triggerimpuls verschwindet, werden der erste bis vierte Transistor 26, 27,28 und 41 zugeschaltet und der Kondensator 35 wird stufenlos über den zweiten und dritten Widerstand 37 und 38 entladen, um zwischen der Basis und dem Emitter des fünften Transistors 42 den variablen Pegel, wie er in Fig. 6, bei 40 gezeigt ist, zuliefern. Der fünfte Transistor 42 wird leitend gehalten, solange der variable Pegel die vorbestimmte Schwellenspannung K77/ übertrifft, auch nachdem der Triggerimpuls verschwunden ist. An der zweiten Anschlußklemme 22 tritt über den Kollektor des fünften Transistors 42 ein Ausgangsimpuls auf, wie es bei 22 von Fig. 6 gezeigt ist.

Entsprechend der zweiten Ausführungsform wird die Impulsverbreiterungsschaltung 50 vom Bauteil 52 zur Spannungskonstanthaltung eine stabilisierte Quellenspannung geliefert. Der Eingangsimpuls wird dem Impulsverbreiterungsteil 10' mk einer konstanten Amplitude aufgeprägt, die durch den konstanten Strom k bestimmt ist. Deshalb ist die Impulsverbreiterungsschaltung 50 in der Lage, mit hoher Geschwindigkeit einen Impuls zu erzeugen, der eine genaue Impulsbreite hat.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Z. B. können der erste, dritte und vierte Transistor 26,28 und 41 vom NPN-Typ sein und der zweite und fünfte Transistor 27 und 42 vom PNP-Typ. In diesem Falle sollte die Polarität der Versorgungspannung umgekehrt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Verlängerung eines Impulses mit einem Kondensator (35), einer durch den Eingangsimpuls angesteuerten Aufladeschaltung (26,27,28,36), die während der Dauer des Eingangsimpulses einen den Kondensator (35) mit einer ersten Zeitkonstante aufladenden Ladestrom freigibt und bei Beendigung des Eingangsimpulses den Ladestrom sperrt, einer Entladeschaltung (37, 38), über die sich der Kondensator (35) nach Beendigung des Eingangsimpulses mit einer zweiten, größeren Zeitkonstante entlädt, und einer die während der Entladung abnehmende Spannung am Kondensator abgreifenden Ausgangsschaltung mit einem Ausgangstransistor (42), der durchgeschaltet ist, solange die Spanner^ am Kondensator (35) oberhalb eines Schwellenwertes der Ausgangsschaltung liegt und bei Erreichen des Schwellenwertes gesperrt wird und in durchgeschaltetem Zustand den Ausgangsimpuls erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangstransistor (42) mittels eines mit dem Eingangsimpuls direkt beaufschlagten weiteren Transistors (41) unmittelbar bei Beginn des Eingangsimpulses durchschaltbar ist.