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Schaltungsanordnung zur Trennung von Impulsen verschiedener Dauer,
aber gleicher Amplitude durch Umwandlung in Impulse unterschiedlicher Amplitude
Die Trennui#g- von Impulsen, weiche verschiedene Dauer, aber gleiche Amplitude besitzen,
wird, wie aus den entsprechenden Schaltungen in Fernsehempfängern bekannt ist, regplmäßig
dadurch- bewerkstelligt, daß zunächst ein Ämplitudenunterschied -zwischen den zu
trennenden Impulsen geschaffen und dieser dann mittels -einer Aniplitudentrengstufe
ausgewertet wird. Es ist bereits bekannt, den erwähnten Amplitudenunterschied, dadurch
herzustellen, daß die zu trennenden Impulse einem Zeitkonstantei#Oed zugeführt werden
und die an ihm auftretende Sparg-ung an der Ainplitudentrenneinrichtung liegt. Die
Zeitkonstante bedarf dabei einer besonderen Bemessung, da nämlich eine höhere Spannung
bei den längeren Impulsen nur dann auftritt, wenn die Zeitkonstante weder zu groß
noch zu klein gewählt'wird. Wird die Zeitkonstante exii,em kleiii gewählt, se# bewirkt
das Zeitkonstant#nglied nichts anderes als eine DifferentiatiQn der gegebenen Ii#ip.iilgreihe,
während, wenn die Zeitkonstante extrem groß gewählt wird, lediglich eine formgetreue
übertragung der gegebenen Impulsfolge zu beobachten ist. In diesen beiden Extremfällen
tritt also keine überhöhung ein.
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Erhält dagegen die Zeitkonstante -einen mittleren Wert, so erreicht
man an de# Eingangsseite der Amplitudenselektionsstufe bei den langen Impulsen eine
höhere Spannung als bei den kurzen Impulsen. Dies gilt sowohl für ein Zeitkonstantenglied,
das einen Widerstand und einen Kondensator enthält, als auch für ein Zeitkünstanten
glied, das aus einem Widerstand und einer Drosselspule besteht. Bei der Berechnung
solcher Zeitkonstantenglieder für eine bestimmte, gegebene Impulsfolge stellt
sich nun heraus,- daß die zu erhaltende Spannungsüberhöhun## an der Ainplitudentrennstufe
durch diesog.Restspannung begrenzt ist. Unter Restspannung wird dabei diejenige
Spannung verstanden, welche infolgedesExponentialablaufs, den dieVorderfront
des
Jangen Impulses hervorruft, im Augenblick des Einsetzens der Rückfront des langen
Impulses noch vorhanden ist.
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Gemäß der Erfindung soll eine Schaltungsanordnung zur überwindung
dieser Schwierigkeiten und zur Gewinnung feiner größeren überhöhe am Eingang der
Amplitudentrenlistufe unter Verwendung eines gedämpften Schwingungskreises darin
bestehen, daß die Schwingungsdauer und die Dämpfung dieses Kreises derart bemessen
sind, daß- für den Fall, daß die kürzeren Impulse unterdrückt und die längeren -Impulse
gewonnen werden sollen, der von der Vorderfront jedes Impulses ausgelöste Schwinggungsvorgang
im Schwingungskreis sieh bis' zur Rückfront des kürzeren Impulses etwa bis zu seinem
Maximalwert aufgebaut hat, aber bis zur Rückfront des längeren Impulses ganz oder
annähernd abgeklungen ist, und daß für den Fall, daß die langen Impulse unterdrückt
und die kürzeren gewonnen werden sollen, die zweite Halbwelle des von der Vorderfront
des kürzeren Impulses erzeugten Schwingungsvorgangs mit der ersten Halbwelle des
von der Rückfront dieses Impulses erzeugten Schwingungsvorgangs zusammenfällt, so
daß diese beiden Halbwellen sich unterstützen, daß aber bis zum Ende des längeren
Impulses der von der Vorderfront ausgelöste Schwingungsvorgang ganz oder annähernd
abgeklungen ist.
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Eine Ausführunggsform der Erfindung ist in Abb. i veranschaulicht.
Sie besteht aus einer Schirm- gitterröhre io, in deren Anodenzuleitung sich ein
gedämpft-er Schwingungse ZD 0
kreis befindet. Dieser besteht aus zwei Kondensatoren
i 1, 12, die über einen Transformator 13 miteinander gekoppelt sind; der
Transformator stellt das induktive Glied des Schwingungskreises dar. Der Dämpfungswiderstand
des Schwingungskreises ist mit 14 bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnun- nach Abb. i soll zunächst
unter derN-oraussetzung erläutert werden, daß dem Steuergitter der Röhre io positive
Spannungsimpulse, wie sie in Abb.:2a dargestellt sind, zugeführt werden. In den
Pausen zwischen den Impulsen möge die Röhre io stromlos sein, und jeder Impuls rufe
einen Anodenstrom in der Röhre hervor. Der Spannungsverlauf, welcher sich am PunkteA
in Abb. -# gegen Erde ausbildet, läßt sich durch folgende Betrachtung ermitteln.
jede Vorder-und jede Rückfront in dem Spannungsverlauf nach Abb.2a, dem ein proportionaler
Anodenstromverlauf entspricht, wird getrennt betrachtet. 'und zwar unter der Annahme,
daß allein die betreffende Vorder- bzw. Rückfront vorhanden sei und nachher bzw.
vorher der Impuls unendlich lange andauern möge. Man erhält dann für die VorderfrontV
des ersten kurzen Impulses in Abb. 2a einen Spannungsverlauf im Punkte
A, wie er in Abb. 2b dargestellt ist. Die Rück-front R erzeugt einen
Spannungsverlauf nach Abb. 2e. Die Span,-nungen nach Abb. 211) und 2c kann man einander
überlagern und erhält dann die Spannung, welche sich im Punkte A infolge
des ersten kurzen Impulses ausbildet. Difese ist in Abb. 2 d links dargestellt.
Der zweite kurze Impuls ruft denselben Spannun"sverlauf im Punkte.-1 hervor, wie
es 'In Abh. --, d veranschaulicht ist, während der' lange Impuls der Abb.
2a einen anderen Spannungsverlauf erzeugt gt. Die Spannungsänderung ini Punkte A,
welche von der Vorderfront dieses langen Iiiipulses erzeugt wird, ist nämlich bereits
vollständig abgeklungen, wenn dieSpannungsänderung infolge der Rückfrotit einsetzt.
Infolgedessen ergibt sich im Punkte A bei einem langen Impuls eine um den Betrag
x höhere Spannung# die von der Amplitudenselektionsstufe ausgewertet werden kann.
Man sielit in der Abb.2d auch, daß die Restspannung im Augenblick, in welchem die
Rückfront des langen Impulses durchlaufen wird, bereits vollkommen abgeklungen ist,
was bei den obeiierwähnten, früher vorgeschlagenen Zeitkonstantengliedern nie der
Fall war.
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Es sei ausdrücklich erwähnt '. daß der Schwingungskreis nicht etwa
notwendig aperiodisch gedämpft sein muß, -wie es in Abb. 2b bis 2d dargestellt
ist -, sondern daß man auch mit einer nur oszillatorischen Dämpfung oder auch mit
einer überaperiodischen Dämpfung arbeiten kann.
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An Hand der Abb. 3 soll erläutert werden, wie man gemäß der
Erfindung auch für kurze Impulse, welche zusammen mit längeren Impulsen auftreten
-. eine Spaiinungsül3erhöhung imPunkteA gewinnen kann. Es wird zu diesem Zweck wieder,
wie bei Abb. 2, die Spannung im Punkte A, welche durch die Vorderfront, und
diejenige, welche durch die Rückfront der Impulse hervorgerufen wird, getrennt betrachtet.
Die Abb. 3b zeigt links die Spannung im Punkte A infolge der Vorderfront
des ersten langen Impulses und rechts infolge derVorderfrontdesersten kurzen Inipulses.
Diese beiden Spannungszüge stimmen miteinander überein, da sie Ja linter
der Voraussetzung errechii(,t sind, daß die Impulsdauer unendlich lang Bein möge.
Abb. 3c zeigt die entsprechenden s-l'annungszüge für die beiden Rii(21droiitctl.
Wenn nian nun, in Abb- 3 11 gezeigt ist, die Amplitu(le der Sp.i--iiiuiigskurveii
in Abb. 3 b und 3 c addiert, d. h. die beiden Vorgänge einander
überlagurt, kann nian bei passeilderWahl der und der Dämpfung erreichen, daß bei
einem hingen Impuls im Augenblick des Einsetzens der
Rückfront der
gpannungsztig, welchen die Vorderfront hervorgerufen hat, bereits abge-Idungen ist,
während beim zweiten Impuls die zweite Halbwelle, welche von der VOrderfront herrührt,
mit der ersten Halb#welle infolge der Rückfront zeitlich zusammenfällt und das gleiche
Vorzeichen besitzt, so daß sich eine außerordentlich hohe zweite Halbwelle (Abb.
3 d rechts) ergibt. Man erhält also eine ganz erhebliche überhöhungy, welche
mittels der Amplitudentrennstufe ausgewertet werden kann.
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Die Vorgänge nach Abb. 3 kann man somit auch, so auffassen,
daß bei dem herauszuhebenden kurzen Impuls im Augenblick des Einsetzens der Rückfront
noch eine Restspannung endlicher Größe vorhanden ist, welche jedoch der erreichbarenSpannungsüherhöhung
zugute kommt, statt, wie es bei den bereits vorgeschlagenen Zeitkonstantengliedern
der Fall war, die erreichbare Spannungsüberhöhung zu begrenzen. Bei den langen Impulsen
dagegen ist die Restspannung infolge der Vorderfront auf Null abgeklungen, wenn
der durch die Rückfront hervorgerufene Vorgang ,einsetzt, d. h. es liegen
bei den langen Impulsen in Abb. 3 im großen und ganzen dieselben Verhältnisse
vor wie bei den langen Impulsen in Abb. --.
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Die Abb. 2 und 3 lassen erkennen, daß man bel,einer vorgegebenen
Impulsfolge durch passende 'Wahl der Schwingungsdauer und der Diämpfung, es auch
erreichen kann, daß die Rückfront der hervorzuhebenden Impulse, d. h. der
langen Impulse iii Abb. 2a und der kurzen Imputse in Abb. 3a, eine die überhöhung
begünstigende Restspannung vorfindet, während bei der Rückfront derjenigen Impulse,
welche nicht überhöht werden sollen, eine Restsparinung vorhanden ist, welche dahingehend
wirkt, daß diese- Impulse an der Amplitudentrennstufe möglichst kleine Maximalspannungen
erzeugen.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ist an Hand der Abb. 2 und
3 unter der Voraussetzung erläutert worden, daß dem Schwingungskreis über
eine Röhre mit Schirmgitter, d. h. über einen großen Innenwiderstand, Stromimpulse
zugeführt werden und daß die sich am Schwingungskreis ausbildende Spannung der Amplitudentrennstufe
zugeführt wird. Man kann statt dessen auch. Spannungsimpulse nach Art der Abb. 2a
und 3,a über einen kleinen Innenwiderstand dem SchwingungA:reis zuführen und den
sich im Schmringungskreis ausbilden, den Strom zur Erzeugung eines Spannungsahfalles
verwenden, der die An#plitudentrennstufe beeinflußt. Als Spanntingsquelle kleinen
Inn enwiderstandes wird man dabei vorzugsweise eine Röhre verwenden, in deren Kathodenzuleitung
sich ein Widerstand befindet und deren Gitter die Steu#ers pannungen nach Abb. 2a
und 3a zugeführt werden.
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Es sind auch noch viele andere schaltungsmäßige Ausführungsformen
für die Erfindung denkbar. Es ist nur bei jeder darauf zu achten, daß man durch
richtige Beinessung der Schwingungsdauer und der Dämpfung eine größere nützliche
Restspannung (Abb. 3 d rechts und 2 d links) oder eine kleinere schädliche
Restspannung (Abb. 2d rechts und 3 d links) erzielt, als es'bei Benutzung
von Zeitkonstantengliedern, also bei Benutzung von Exponentialabläufen, an Stelle
der durch die Erfindung vorgeschlagenen Schwingungsvorgänge möglich ist.