DE931711C

DE931711C - Receiver for alternating current pulses

Info

Publication number: DE931711C
Application number: DEM5750A
Authority: DE
Inventors: Herbert Aulhorn; Gerhard Dr-Ing Haessler; Albert Dipl-Ing Schmierer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1950-08-27
Filing date: 1950-08-27
Publication date: 1955-08-16

Description

Empfänger für Wechselstromimpulse In der Signalübertragungstechnik werden in großem Umfang Signale verwendet, die durch impulsweise Unterbrechung eines Wechselstromes gebildet werden. Nach diesem Prinzip arbeiten beispielsweise alle Wechselstromtelegrafiesysteme, ferner Tonfrequenzfernwahlsysteme und häufig auch Fernmeß-, Fernsteuer- und Fernregelsysteme. Dabei 'kann der verwendete Wechselstrom niederfrequent oder 'hochfrequent sein. An den Empfänger solcher Signale muß die Forderung gestellt werden, .daß die Impulse in einem möglichst großen Bereich der Eingangsspannung praktisch unverzerrt wiedergegeben werden. Um dies zu erreichen, genügt es dabei nicht, den Verstärkungsgrad des Empfängers selbsttätig so zu regeln, daß der nach Gleichrichtung in Form von Gleichstromimpulsen, die der Hüll'kurve des getasteten Wechselstromes entsprechen, am Ausgang erhaltene Signalgleichstrom mög'l'ichst unabhängig von der Eingangsspannung wird, sondern es müssen auch die Ein- und Ausregelzeitkonstanten passend bemessen werden. Erstere soll möglichst 'kurz gegenüber der Impulsdauer sein, um auch nach längeren Pausen bereits die ersten Impulse unverzerrt wiederzugeben, letztere möglichst lang gegenüber der Impulsdauer, um den Verstärkungsgrad unabhängig vom Impulsverhältnis zu 'halten.Receiver for alternating current pulses In signal transmission technology signals are widely used that are generated by pulsed interruption of a Alternating current. For example, everyone works according to this principle AC telegraphy systems, and also audio frequency remote dialing systems, and often also Telemetry, remote control and remote control systems. The alternating current used can be used low frequency or high frequency. To the receiver of such signals, the Requirement to be made, that the impulses in as large a range as possible Input voltage can be reproduced with practically no distortion. To achieve this, it is not enough to automatically regulate the gain of the receiver in such a way that that after rectification in the form of direct current pulses, those of the envelope of the sampled alternating current correspond to the direct current signal received at the output is as independent of the input voltage as possible, but also the Adjustment and adjustment time constants are appropriately dimensioned. The former should if possible '' be short compared to the pulse duration in order to get the first one even after longer breaks To reproduce impulses without distortion, the latter as long as possible compared to the impulse duration, to keep the gain independent of the pulse ratio.

Es ist bekannt, die Verstärkung eines Vers.tär'kers mit Elektronenröhren durch eine in geeigneter Weise von der Signalamplitude abhängige Gittervorspannung zu regeln. So sind z. B. Signalempfänger bekannt, die diese Aufgabe durch Einschaltung von CR-Kombinationen im Gitterkreis einer stark ausgesteuerten, d. h. bei Signaleinwirkung Gitterstrom führenden Röhre, zu lösen versuchen. Diese Anordnungen !haben dien Nachteil, daß, zur Erzeugung der dazu notwendigen hohen Eingangsspannung eine Vorverstärkung, d. h. ein zusätzlicher Aufwand, erforderlich ist. Außerdem wird die gewünschte Abstufung der Regelzeitkonstanten wegen der begrenzten Ergiebigkeit der Gitter-Kathoden-Strecke nur unvollkommen erreicht. Der erstgenannte Nachteil wird vermieden, wenn man Regelschaltungen verwendet, wie sie von Empfängern für modulierte Trägerströme bekannt sind. Bei diesen wird. die Regelspannung durch. Gleichrichtung der Ausgangswechselspannung gewonnen. Es sind jedoch besondere Maßnahmen erforderlich, um die Zeitkonstante für die Einregelung klein und für die Ausregelung möglichst lang gegen die Impulsdauer und somit den Verstärkungsgrad unabhängig vom Impulsverhältnis zu machen.It is known to regulate the amplification of an amplifier with electron tubes by means of a grid bias voltage that is suitably dependent on the signal amplitude. So are z. B. signal receivers known that this task by switching on CR combinations in the grid circle of a heavily modulated, d. H. in the event of a signal, try to loosen the tube carrying grid current. These arrangements have the disadvantage that a preamplification, that is to say an additional effort, is necessary in order to generate the high input voltage required for this. In addition, the desired gradation of the control time constant is only incompletely achieved due to the limited productivity of the grid-cathode path. The first-mentioned disadvantage is avoided if control circuits are used, as are known from receivers for modulated carrier currents. With these will. the control voltage. Rectification of the AC output voltage gained. However, special measures are required to make the time constant for the adjustment small and for the adjustment as long as possible compared to the pulse duration and thus the gain independent of the pulse ratio.

Die Forderung nach einer gegenüber der Impulsdauer kurzen Einregelzeitkonstante und langen Ausregelzeitkonstante werden beispielsweise durch eine Anordnung erfüllt, bei der in bekannter Weise in den Längszweig der Regelspannungszufüh:rung ein Gleichrichter und an seinem Ausgang ein Kondensator quer zum Zuführungsweg geschaltet sind. Der Unterschied zwischen Durchlaß- und Sperrwiderstand des Gleichrichters ruft dabei die gewünschte Wirkung hervor.The requirement for a settling time constant that is shorter than the pulse duration and long settling time constants are fulfilled, for example, by an arrangement in the known manner in the series branch of the control voltage supply: a rectifier and at its output a capacitor is connected across the supply path. Of the Difference between the forward and reverse resistance of the rectifier calls the desired effect.

Es ist nun in Vielkanalsystemen aus bekannten Gründen erwünscht, für alle Kanäle Empfänger gleicher Bauart zu verwenden und die Kanalselektion durch vorgeordnete Filter vorzunehmen. Die Signalempfänger müssen dann für die Übertragung eines verhältnismäßig breiten Frequenzbandes geeignet sein. Bei derartigen Empfängern kann man oft feststellen, daß der durch Gleichrichtung am Empfängerausgang erhaltene Nutzgleichstrom bei stärkerer Erhöhung der Eingangsspannung nach Erreichen eines Maximums wieder abfällt.It is now desirable in multi-channel systems for known reasons for all channels to use receivers of the same design and to carry out the channel selection upstream filters. The signal receivers then have to be used for the transmission a relatively wide frequency band. With such recipients you can often find that the received by rectification at the receiver output Useful direct current with a greater increase in the input voltage after reaching a Maximum falls again.

Die Ursache hierfür ist in den nichtlinearen Verzerrungen des Anodenwechselstromes zu erblicken, die wegen der Abstimmung des Empfängers auf ein breites Band sieh voll auswirken können und damit ein stärkeres Ansteigen der Regelspannung als der Nutzspannung zur Folge haben.The reason for this is the non-linear distortion of the anode alternating current to behold, which see due to the tuning of the receiver on a broad band can have a full effect and thus a greater increase in the control voltage than the Result in useful voltage.

Nach der Erfindung wird ein Empfänger für Wedhselstromimpulse vorgeschlagen, bei dem das Wiederabsinken des Ausgangsstromes beim Anwachsen der Eingangsspannung über einen optimalen Wert vermieden wird. In einem erfindungsgemäßen Empfänger sind in dem Netzwerk aus spannungsabhängigen Widerständen, über die die Regelspannung den zu regelnden Röhren zugeführt wird, zusätzlich spannungsabhängige Widerstände, vorzugsweise Gleichrichter, auch im Querzweig vorgesehen, wobei die im Querzweig angeordneten Gleichrichter G3 in Sperrichtung vorgespannt sind, so daß der Ausgangsgleichstrom des Empfängers in weitem Bereich unabhängig von der Ei.nga,ngsspannung ist.According to the invention, a receiver for Wedhselstromimpulse is proposed, in which the output current drops again when the input voltage increases is avoided beyond an optimal value. In a receiver according to the invention are in the network of voltage-dependent resistors over which the control voltage is fed to the tubes to be controlled, additional voltage-dependent resistors, preferably rectifier, also provided in the shunt arm, the one in the shunt arm arranged rectifier G3 are reverse biased, so that the output direct current of the receiver is independent of the input voltage in a wide range.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Schaltungsanordnung besc'hrän'kt, sondern es 'können auch an Stelle der Gleichrichter beliebige andere nichtlineare Widerstände verwendet werden, und insbesondere können auch mehrere solche Widerstände im Längs- und/oder Querzweig es Zuführungsweges für die Regelspannung angeordnet sein.However, the invention is not limited to the circuit arrangement shown Any other rectifier can also be used instead of the rectifier non-linear resistors can be used, and in particular several can also be used such resistances in the longitudinal and / or transverse branch of the feed path for the control voltage be arranged.

Fig. i zeigt das Prinzipschaltbild eines geregelten Empfangsverstärkers für Wechselstrominipulse, bei dem das beschriebene Absinken des Ausgangsstromes bei Überschreiten eines Optimalwertes der Eingangsspannung vermieden. wird.Fig. I shows the basic circuit diagram of a regulated receiving amplifier for alternating current impulses, in which the described drop in the output current avoided when an optimal value of the input voltage is exceeded. will.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist kurz folgende: Die ankommenden Wechselspannungsimpulse gelangen über den Eingangsübertrager il, auf das Gitter der Empfängerröhre P, in der sie verstärkt und über den Ausgangsübertrager U" dem Empfangsgleichrichter GE zugeführt werden. Der so erhaltene Ua= wird in an sich bekannter Weise zur Betätigung irgendwelcher . Signalempfangseinrichtungen, z. B. eines Relais, verwendet. Der Ausgangsübertrager 17a besitzt eine dritte Wicklung, über welche die Ausgangswechselspannung dem Regelkreis zugeführt wird. Der in diesem Kreis angeordnete Gleichrichter G i dient in bekannter Weise zur Gewinnung der Regelgleichspannung UR, die an dem Widerstand R i abgenommen wird. Der Gleichrichter G i ist in bekannter Weise in Sperrichtung vorgespannt, so daß der Regelvorgang erst bei einem bestimmten Wert .der Ausgangsspannung einsetzt. Widerstand R i dient gleichzeitig zur Schließung des Glei:dhstromkreises für die Vorspannung Uv1. Der Kondensator C i .dient zur Glättung der gewonnenen Regelgleichspannung, er beeinflußt naturgemäß auch, die Regelzeirkonstanten. R i und: C i sind so bemessen, d'aß die Zeitkonstante kurz gegenüber .der kürzesten Impulsdauer ist. Der im Längszweig angeordnete Gleichrichter G2 und der quer dazu liegende Kondensator C2 dienen dazu, eine kleine Einregelzeitkonstante und eine große Ausregelzeitkonstante zu erzielen.The mode of operation of this arrangement is briefly as follows: The incoming ones AC voltage pulses reach the grid via the input transformer il the receiver tube P, in which it is amplified and via the output transformer U "dem Receiving rectifier GE are supplied. The Ua = obtained in this way becomes in itself known way to operate any. Signal receiving devices, e.g. B. of a relay. The output transformer 17a has a third winding, via which the output AC voltage is fed to the control loop. The one in this A rectifier G i arranged in a circle is used in a known manner to obtain the control DC voltage UR, which is taken from the resistor R i. The rectifier G i is known in Way biased in the blocking direction, so that the control process only at a certain Value of the output voltage. Resistance R i also serves to close of the sliding: dhcircuit for the bias voltage Uv1. The capacitor C i. Is used for Smoothing of the obtained control DC voltage, of course it also influences the Control cycle constants. R i and: C i are dimensioned so that the time constant is short compared to the shortest pulse duration. The rectifier arranged in the series branch G2 and the capacitor C2 lying across it serve to achieve a small settling time constant and to achieve a large settling time constant.

Quer zu den Zuführungen der Regelgleichspannung zu der zu regelnden Elektrode ist vor dem die Zeitkonstanten bestimmenden Glied ein in Sperrichtung vorgespannter Gleichrichter G 3 derart eingeschaltet, daß er die Regelgleichspannung abzuleiten vermag. Durch entsprechende Wahl der Vorspannung Up3 wird erreicht, daß diese Ableitung erst bei Überschreitung eines bestimmten Spannungswertes wirksam wird. Die Wirkung des Gleichrichters G 3 ist also durch die Vorspannung UV3 in weiten Grenzen einstellbar. Der Einfluß .dieses Gleichrichters auf die Ausregelzei.tkonstante kann durch. entsprechende Bemessung von G:2 und C 2 ausgeglichen werden. Durch diese Anordnung kann erreicht werden, daß der Ausgangsgleichstrom des Empfängers in einem verhältnismäßig weiten Bereich von der Eingangsspannung praktisch unabhängig wird. Die Kurve b in Fig.2 zeigt die durch -die Einschaltung des Gleichrichters G 3 erzielte Verbesserung hinsichtli-eh der Erzielung eines in weitem Bereich 'konstanten Ausgangsstromes im Vergleich: zu der Kurve c" die das Absinken des Ausgangsgleichstromes beim Anwachsen der Eingangsspannung über einen optimalen Wert darstellt.Across the feeds of the control DC voltage to the one to be regulated Electrode is in reverse direction before the element that determines the time constants biased rectifier G 3 switched on in such a way that it supplies the control DC voltage able to derive. By appropriate choice of the bias Up3 it is achieved that this derivation only becomes effective when a certain voltage value is exceeded will. The effect of the rectifier G 3 is therefore wide due to the bias voltage UV3 Adjustable limits. The influence of this rectifier on the regulation time constant can through. corresponding dimensioning of G: 2 and C 2 are balanced. Through this Arrangement can be achieved that the output DC of the receiver in one relatively wide range is practically independent of the input voltage. The curve b in FIG. 2 shows that achieved by switching on the rectifier G 3 Improvement in terms of achieving a constant output current over a wide range in comparison: to the Curve c "shows the decrease in the output direct current when the input voltage increases above an optimal value.

Claims

PATENT CLAIM: Receiver for alternating current pulses with gain control, in particular for the transmission of a wide frequency band, in which the control DC voltage obtained from the output alternating voltage is fed to the tubes to be controlled via a network of voltage-dependent resistors in the series branch and capacitors with a parallel branch and in which the measurement of the Elements of this network and their polarity are selected in accordance with the on- and off-regulation time constants with Rüc'ksi.cht on the pulse duration, characterized in that voltage-dependent resistors, preferably rectifiers, are also provided in the shunt branch in the network, with the Rectifiers (G3) arranged in the shunt arm are biased in blocking direction, so that the output direct current of the receiver is largely independent of the input voltage. Cited pamphlets: German Patent Nos. 698 455, 743 668, 746 i2o; U.S. Patent No. 2,496,784.