DE3415648A1 - Ausblendschaltung - Google Patents

Description

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Ausblendscha Ltung

Die Erfindung betrifft eine SchaLtungsanordnung zum Ausblenden von Störungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

AusbLend-Scha Ltungsanordnungen der genannten Art werden beispieLsweise dazu verwendet, ein RundfunksignaL während der Dauer einer auf der Übertragungsstrecke auftretenden Störung zu unterbrechen. SoLche AusblendschaLtungen werden aber neuderings auch verwendet, um bei gewoLlten Unterbrechungen von Tonwiedergaben Aus- und UmschaLt-Knackgeräusehe zu unterdrücken, die eine Folge der entstehenden Spannungssprunge sind. Spannungssprünge werden vermieden, wenn in der Nähe eines Nulldurchgangs aus- oder eingeschaltet wird. Diese in der Energietechnik durchaus übliche Maßnahme wird auch schon auf Tonsignale angewendet, vgl. beispielsweise die DE-OS 31 29 727. Dies ist dann ohne weiteres möglich, wenn das zu schaltende Signal nicht mit Störungen behaftet ist. Soll dagegen aus einem Signal eine Störung auf diese Art ausgeblendet werden, so muß in dem der Störung vorangegangenen NuLldurchgang abgeschaltet werden. Dies setzt voraus, daß

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04.04.1984 -4-

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zwischen der Stelle, an der die Störung detektiert wird und der Stelle,an der die Abschaltung des Signals erfolgt, eine Verzögerung des Signals um mindestens die Hälfte der längsten vorkommenden Periodendauer erfolgt. Bei einer unteren Grenzfrequenz von 20 Hz sind dies 25 ms, die zwi schenzuspei ehern wären. Dazu müßten 1000 Augenblickswerte zwischengespeichert werden, wenn die obere Frequenzgrenze bei 20 kHz liegen soll, was einer dem Abtasttheorem genügenden Abtastfrequenz von 40 kHz entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausblendschaltung der genannten Art anzugeben, mit der es möglich ist, ein Signal zu einem beliebigen Zeitpunkt so abzubrechen, daß keine Spannungssprünge auftreten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanordnung der genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Das Nutzsignal wird demnach an einer beliebigen Stelle abgebrochen und von diesem Zeitpunkt an durch ein anderes Signal mit vorbestimmter Kurvenform ersetzt. Dieses synthetisch erzeugte Signal fügt sich stetig an das ersetzte Nutzs i gna I an .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Addierschaltungen führen dazu, daß die synthetisch erzeugte Funktion eine Rampenfunktion, oder bei digitaler Verarbeitung eine Treppenfunktion, entweder mit vorgegebener Steigung oder mit vorgegebener Länge ist. Mit einer i"iu It i ρ I i ζ i e rs cha It ung ergibt sich eine reziproke exponentialfunktion.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von AusführungsbeispieLen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung weiter erläutert.

Die Figuren zeigen drei Beispiele erfindungsgemäßer Schaltungsanordnungen.

Anhand der in Figur 1 gezeigten einfachen Ausblendschaltung wird zunächst das Prinzip der Erfindung erläutert. Ein von einer Störung zu befreiendes Analogsignal durchläuft zunächst eine Signalaufbereitungsschaltung 1 , beispielsweise eine Verstärker- oder Demodulatorschaltung, von der hier nur von Bedeutung ist, daß eine auszublendende Störung an ihrem Ausgang um die Zeit τ später erscheint als an ihrem Eingang. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Signalaufbereitungsschaltung 1 einen ηiederohmigen Ausgang besitzt. Anschließend durchläuft dieses Analogsignal das eigentliche Austastscha Itungsteil 2. Das Signal gelangt von einem Eingang E im störungsfreien Fall über einen Austastscha Iter 24 direkt an einen Ausgang A. Zwischen dem Ausgang A und Masse liegt ein Kondensator 21 und dazu parallel die Reihenschaltung aus einem Widerstand 22 und einem weiteren Schalter 25. Der Austastscha lter 24 ist im störungsfreien Fall geschlossen, der Schalter 25 geöffnet. Beim Auftreten einer Störung wird der Austastscha lter 24 durch eine Detektorschaltung 23 geöffnet, der Schalter 25 wird durch diese Detektorschaltung geschlossen. Damit wird im Kondensator

21 ein noch ungestörter Augenblickswert gespeichert. Anschließend wird der Kondenstor 21 durch den Widerstand

22 entladen; dadurch wird synthetisch ein stetig gegen Null gehendes Signal erzeugt. Die Entladefunktion e

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ist gleichbedeutend mit einer Laufenden Multiplikation des Kondensatorinha 11s mit einem festen Wert. Detektorschaltungen zum Erkennen von Störungen sind genügend bekannt. Sie unterscheiden sich vor allem dadurch, daß sie unterschiedliche Arten von Störungen (z.B. Rauschen oder Störimpulse) erkennen müssen. Beispielhaft sei die Schaltung aus der DE-OS 26 53 331 genannt. Die Detektorschaltung in einem erfindungsgemäßen Austastscha Itungstei I darf jedoch nicht unmittelbar nach Beendigung einer S t ö -

1Ü rung die angesteuerten Schalter wieder in den Ruhezustand bringen. Es muß vielmehr zunächst abgewartet werden, bis das Signal am Ausgang A unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, was beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit mit Sicherheit der Fall ist oder auch durch überwachung der Ausgangsspannung über eine Statusleitung St. Um auch beim Einschalten Spannungssprünge zu vermeiden, ist es zweckmäßig, den nächsten Nulldurchgang des wieder ungestörten Signals abzuwarten. Um das Auftreten von Störungen und ggf. die Nulldurchgänge des Signals rechtzeitig erkennen zu können, ist ein Signaleingang S1 der Detektorschaltung 23 mit dem Eingang der Signalaufbereitungsschaltung 1 verbunden. Die Laufzeit τ innerhalb der Signalaufbereitungsschaltung 1 muß mindestens so groß sein, wie die Zeit, die vom Auftreten einer Störung am Signaleingang S1 bis zum öffnen des Austastscha Iters 24 vergeht, über einen weiteren Signaleingang S2 kann die Detektorschaltung 23 ebenfalls aktiviert werden, beispielsweise um ein gewolltes knackfreies Aus- oder Umschalten zu erreichen.

In der Schaltung nach Figur 2 ist gegenüber der Schaltung nach Figur 1 das Austastscha ItungsteiI 2 durch ein etwas abgeändertes Austastscha Itungstei I 3 ersetzt. Die Schaltung ist zur Austastung von Störungen aus digital übertragenen Signalen vorgesehen. Der Einfachheit und über-

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sichtLichkeit wegen ist zwischen den einzelnen Bausteinen in diesem Beispiel eine serielle Übermittlung der Daten vorgesehen. Die Übermittlung könnte aber ebensogut parallel erfolgen. Im ungestörten Zustand gelangen die Datenwörter vom Eingang E einerseits über einen Austastscha It er 34 zum Ausgang A und andererseits über einen weiteren Schalter 35 in einen Speicher 31. Bei Beginn einer Störung werden der AustastschaIter 34 und der Schalter 35 von einer Detektorschaltung 33 umgeschaltet. Nun gelangt der Inhalt des Speichers 31 über den AustastschaIter 34 zum Ausgang A. Gleichzeitig wird der Speicherinhalt auch an eine Addierschaltung 32 gegeben. Je nach dem Vorzeichen des augenblicklichen Werts wird in dieser Addierschaltung ein kleiner positiver oder ein kleiner negativer Wert hinzuaddiert, so daß die Summe betragsmäßig kleiner ist als der vorangegangene Augenblickswert. Das Vorzeichen ist in der Regel ein bestimmtes Bit des Datenworts. Die in der Addierschaltung 32 gebildete Summe gelangt dann über den Schalter 35 als neuer Wert in den Speicher 31. Die Detektorschaltung 33 hat dieselben Aufgaben wie die Detektorschaltung 23 nach Figur 1. Sie hat darüber hinaus die Aufgabe, den Speicher 31 und ggf. die Addierscha Itung 32 mit Taktsignalen T₁ bzw. T2 zu versorgen, wozu sie über einen Takteingang T von außen mit einem Takt versorgt wird. Bei serieller Datenübertragung hat die Detektorschaltung 33 auch dafür zu sorgen, daß der Austastscha I-ter 34 und der Schalter 35 nur jeweils am Ende eines Datenworts umgeschaltet werden können. Dazu erhält sie von außen zusätzlich einen Rahmentakt T_D.

Das zuletzt beschriebene Austastscha ItungsteiI 3 ersetzt im Störungsfall das Nutzsignal ab der Störung durch eine gegen Null gehende Rampe. Durch die Addition jeweils

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eines konstanten Werts ist die Steigung der Rampe konstant, ihre Länge ist aber abhängig von der anfänglichen Höhe. Soll die Länge der Rampe konstant gehalten werden, so ist dies beispielsweise dadurch möglich, daß nicht immer ein fest vorgegebener Wert, sondern ein fester Bruchteil des Anfangswerts addiert wird. Damit liegt die Anzahl der Additionen fest, die erforderlich sind, um auf den Wert Null zu kommen. Dadurch ist es einfach, die Addition genau dann zu beenden, wenn die Ausgangsspannung Null ist. Aber auch für den oben genannten Fall, daß nämlich jeweils ein fester Wert entsprechend dem Vorzeichen addiert oder subtrahiert wird, braucht das Erreichen der Nullinie nicht unbedingt besonders ermittelt zu werden; durch das sich bei überschreiten der Nullinie ändernde Vorzeichen ergibt sich nämlich in diesem Fall einfach ein geringfügiges Pendeln um die Nullinie. Durch ein über eine Statusleitung St von der Addierschaltung 32 an die Detektorschaltung 33 übermitteltes Signal kann auch dies vermieden werden. Anstelle der Addierschaltung 32 könnte auch ein Multiplizierer Verwendung finden, der immer mit einem festen Faktor zwischen Null und Eins multipliziert. In diesem Fall ergibt sich näherungsweise wieder ein Abklingen nach der Funktion e . Durch anders geartete Rückkopplungseinheiten anstelle der Addierschaltung 32 können auch verschiedenartige andere Funktionsverläufe erzielt werden, beispielsweise, um einen nicht nur stetigen, sondern auch knickfreien Verlauf der Ausgangsspannung zu erreichen.

Figur 3 zeigt ein etwas weiter vereinfachtes Beispiel. Anstelle des Speichers 31 und der Addierschaltung 32 in der Schaltung nach Figur 2 ist hier ein digitaler Zähler 41 vorgesehen. Er weist η parallele Eingänge E₁ ... E und ebensoviele parallele Ausgänge A₁ ... A auf.

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Durch einen Impuls an einem Setzeingang S wird der Zähler 41 auf den an seinen Eingängen anliegenden Wert gesetzt, das heißt, der Eingangswert wird gespeichert. Dieser Wert kann solange an den Ausgängen A₁ ... A abgegriffen werden, bis er verändert wird. Im störungsfreien Betrieb erfolgt die Veränderung dadurch, daß über den Takteingang T und einen Austastscha lter 44 ein äußerer Takt an den Setzeingang S gelangt, so daß ständig ein neuer Wert in den Zähler 41 übernommen wird. Im Störungsfall wird der Austastscha Iter 44 umgeschaltet. Der Takt gelangt nun nicht mehr an den Setzeingang S, sondern über einen weiteren Schalter 45 entweder an einen Vorwärtszäh leingang V oder an einen RückwärtszähLeingang R. Der Schalter 45 wird durch ein Vorzeichenbit VZ so gesteuert, daß bei

-j 5 positivem Inhalt des Zählers 41 der Rückwärt szäh lei ngang R und bei negativem Inhalt der Vorwärtszäh leingang V mit dem Takteingang T verbunden ist. Das Vorzeichenbit VZ wird, entsprechend dem verwendeten Code, aus dem an den Ausgängen A1 ... An anliegenden Zähler inhalt in einer Vorzeichen- und Statuserkennungseinheit 46 gebildet. Bei vielen Codes ist das Vorzeichenbit das höchstwertige Bit eines Datenwortes. Zusammen mit einer Detektorschaltung 43, die entsprechend den Detektorscha Itungen 33 und 23 arbeitet, ergibt sich so ein Austastscha Itungstei I 4, das zusammen mit einer SignaLaufbereitungsscha Itung 1" eine Ausb lend-Scha Itungsanordnung ergibt, die sich für die Störaustastung aus einem digitalen, parallel übertragenen Datenstrom eignet.

Claims (5)

1. Standard Elektrik Lorenz

   Aktiengesellschaft

   Stuttgart

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   Patentansprüche

   1y Schaltungsanordnung zum Ausblenden von Störungen aus einem sinusähnlichen Signal, vorzugsweise einem Tonsignal, mit einem Detektor zum Erkennen einer Störung und einem Schalter zum Ausblenden der Störung, der durch den Detektor beim Erkennen einer Störung betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (21, 31, 41) vorhanden ist, in der Augenblickswerte des Signals gespeichert werden können, daß eine Reduziereinrichtung (22, 32, 41) vorhanden ist, durch die ein in der Speichereinrichtung (21, 31, 41) gespeicherter Augenblickswert in vorbestimmter Weise reduziert werden kann, daß der Schalter (24, 34, 44) zum Ausblenden der Störung den Ausgang (A) der Schaltungsanordnung (2, 3, 4) während des störungsfreien Betriebs mit dem Eingang (E) der Schaltungsanordnung (2, 3, 4) und während einer Störung mit dem Ausgang der Speichereinrichtung (21, 31, 41) verbindet, daß beim Beginn einer Störung der Detektor (23, 33, 43) die Speicherung eines noch ungestörten Augenblickswerts in der Speichereinrichtung (21, 31, 41) veranlaßt und daß während einer Störung der Detektor (23, 33, 43) die laufende Reduzierung des Inhalts der Speichereinrichtung (21, 31, 41) durch die Reduziereinrichtung (22, 32, 41) veranlaßt.

   ZT/P1-BS/BI

   14.03.1984 -2-

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2. 2. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ReduzierschaLtung eine AddierschaLtung (32, 41) ist, die soLange dem InhaLt der Speichereinrichtung (31, 41) einen bestimmten (positiven oder negativen) Wert addiert, bis der InhaLt der Speichereinrichtung (31, 41) betragsmäßig unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist.
3. 3. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der (positive oder negative) Wert, der dem InhaLt der Speichereinrichtung (31, 41) jeweiLs addiert wird, ein betragsmäßig fest vorbestimmten Wert ist.
4. 4. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der (positive oder negative) Wert, der dem InhaLt der Speichereinrichtung (31, 41) jeweiLs addiert wird, ein voroestimmter BruchteiL des zu Beginn der Störung in der Speichereinrichtung (31) enthaLtenen Werts ist.
5. 5. SchaLtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ReduzierschaLtung eine MuLtipLizierschaLtung (22, 32) ist, die den InhaLt der Speichereinrichtung (21, 31) Laufend mit einem zwischen 0 und 1 Liegenden Faktor muLtiρ Liziert.