FI88213C - Toppdetektorkrets foer frekvensmodulationsmaetanordning - Google Patents

Description

! 882 v;

HUIPUN ILMAISUPIIRI TAAJUUSMODULAATIOMITtAlAITETTA VARTEN

Esillä oleva keksintö kohdistuu parannukseen huipun ilmaisupiirissä, joka on suunniteltu käytettäväksi taajuusmodulaatiomit-talaitteessa tai laitteessa taajuussiirtymien mittaamiseksi.

Keksinnön tekemiseksi paremmin ymmärrettäväksi kuvataan siihen liittyvää tekniikan tasoa joillakin yksityiskohdilla viitaten oheisen piirustuksen kuvioon 1, joka esittää piirikaaviona mittausjärjestelmää, johon kuuluu taajuusmodulaatiolähetin, jota on merkitty yleisesti viitenumerolla 10, ja taajuusmodulaatio-mittalaite, jota on merkitty viitenumerolla 20. Taajuusmodu-laatiomittalaite 20 muodostuu paikallisoskillaattorista 20A, muuttimesta tai sekoittimesta 20B, rajoittimesta 20C, taajuus-modulaatioilmaisimesta 20D, tasonsäätimestä 20E, huipun ilmaisupiiristä 20F, osoittimesta 20G, matalataajuusoskillaattorista 20H ja toisesta tasonsäätimestä 20K, jotka on kytketty esitetyllä tavalla. Kuten on havaittavissa, on taajuusmodulaatiomit-talaite 20 eräänlainen taajuusmodulaatiovastaanotin, joka on järjestetty mittaamaan taajuusmodulaatiolähettimen 10 modulaatio- ja muita ominaiskäyriä. Tätä varten on mainittu lähetin . kytketty taajuusmodulaatiomodulaatioherätyslähteeseen, joka ·; muodostuu taajuusmodulaatiomittalaitteeseen 20 sisältyvistä ma-talataajuisesta oskillaattorista 20H ja tasonsäätimestä 20K.

: Toisaalta taajuusmodulaatiomittalaite 20 vastaanottaa taajuus-' modulaatiosignaalin FM-lähettimestä 10, jonka signaalin taa-: . juusmodulaatioilmaisin 20D demoduloi. Huipun ilmaisupiiri 20F : ilmaisee demoduloidun signaalin huippuarvon, joka ilmaistu demoduloitu signaali johdetaan osoittimeen 20G. Tällä tavoin voi-: daan mitata FM-lähettimen 10 modulaatiotaajuusominaiskäyrä ja vastaava.

Kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyssä järjestelmässä käytetyn huipun ilmaisupiirin 20F tähän asti tunnettua piirijär jestelyä.

• •• Kuvioon 2 viitaten on viitenumerolla IA merkitty vahvistinta, λ 2A ja vastaavasti 3A tarkoittavat diodeja, 4A on kondensaatto-ri, 5A on vastus, 6A on vahvistin ja 7 summain. Viitenumeroilla IB - 6B on vastaavasti merkitty samoja piirielimiä kuin viite- 2 882,= numeroilla IA - 6A. On kuitenkin huomattava, että diodit 2B ja 3B on kytketty napaisuudeltaan vastakkaisesti diodeihin 2A ja vastaavasti 3A nähden. Kuviossa 2 esitettyyn huipun ilmaisupiiriin 20F tuleva signaali ilmaistaan siis sekä negatiivista että positiivista polariteettia olevien huippuarvojen suhteen. Tässä yhteydessä on mainittava, että kuviossa 2 esitettyyn huipun ilmaisupiiriin tulevaan signaaliin voi sisältyä laajakaistainen signaali kuten signaali, jolla on pitkä värähtely-jakso, sekä pulssimainen signaalipiikki. Suuren mittaustarkkuuden varmistamiseksi siinäkin tapauksessa on kondensaattorin 4A varautumisaikaa tarpeen lyhentää. Tätä varten kondensaattorille 4A valitaan tavallisesti pieni arvo, Selmalla kun kondensaattoriin 4A kytketty vahvistin 6A varatun jännitteen pitämiseksi kondensaattorin yli on suunniteltu korkean tuloimpedanssin omaavaksi.

Oheisen piirustuksen kuvio 3 esittää aaltomuotokaavioita kuvaten kuviossa 2 esitetyn piirisovitelman huipun ilmaisupiirin 20F tulosignaalin ja lähtösignaalin välistä suhdetta. Yksityiskohtaisemmin kuvataan huipun ilmaisupiiriin tulevan signaalin aaltomuotoa kohdassa (a), kun taas sen lähtösignaalin aaltomuoto on esitetty kohdassa (b). Kuten havaitaan on tulosignaalissa (a) huiput P ja Q, joilla on suuremmat hetkelliset arvot kuin vakiotasolla R. Nämä huiput ilmenevät huippuina P' ja Q' lähtösignaalin aaltomuodossa (b). Kuten nähdään aaltomuodosta (b), vaikka huipun ilmaisupiiri tuottaa nopean vasteen tulosignaalissa (a) olevien huippujen nouseville reunoille, liittyy tulosignaalin huipun laskevan reunan seuraamiseen huomattavaa viivettä vakiotason R' saavuttamiseksi. Tämä voidaan selittää sillä, että kondensaattori 4A purkautuu vahvistimen 6A kautta, jolla on korkea tuloimpedanssi.

Aikaväli, joka liittyy lähtösignaalin palautumiseen vakiotasol- . le R' vasteena tulosignaalissa olevan huipun laskevalle reunalle, tuo mukanaan alla mainittuja ongelmia.

• Kun FM-lähettimen 10 taajuussiirtymä on määrä mitata kalibroin-ti- tai vastaavassa tarkoituksessa, herätetään FM-lähetin 10 3 88213 matalataajuisella oskillaattorilla 20H tasonsäätimen 20K kautta tämän taajuusmodulaatiomoduloinnin säätämiseksi. FM-lähettimen 10 tuottama taajuusmodulaatiosignaali vastaanotetaan taajuusmo-dulaatiomittalaitteella 20 näytettäväksi osoittimella 20G. Tässä yhteydessä on huomattava, että kun taajuusmodulaatiosignaa-lin taajuussiirtymä tai muutos toteutetaan asteittain halutun arvon asettelemiseksi pitämällä silmällä tai tarkkailemalla osoittimen 20G antamaa informaatiota, kuluu paljon aikaa kunnes haluttu arvo ja osoittimella 20G näkyvä arvo saadaan yhtenemään johtuen huomattavasta aikavälistä, joka liittyy huipun ilmaisu-piirin 20F lähtösignaaliin sen noudattaessa siihen syötetyn tulosignaalin tason pienentymistä, kuten yllä on selitetty kuvioon 3 viitaten, mikä puolestaan merkitsee, että mittaus on paljon aikaavievää synnyttäen ongelman.

Esillä olevalla keksinnöllä on siksi tehtävänä parantaa huipun ilmaisupiiriä (20F) siten, että sen lähtö voi noudattaa jopa siihen syötetyn tulosignaalin tason nopeaa pienentymistä ilman mitään tuntuvaa viivettä, ja aikaansaada taajuusmodulaatiomit-talaite, joka on immuuni yllä kuvatulle ongelmalle.

Huomioon ottaen yllä mainitut ja muut päämäärät jotka käyvät selville kuvausta jatkettaessa, on saatu aikaan esillä olevan keksinnön pääasiallisen ominaispiirteen mukaisesti huipun ilmaisupiirin taajuusmodulaatiomittalaitetta varten, joka käsittää ainakin huipun ilmaisindiodipiirin huippujen ilmaisemiseksi ·--- taajuusmodulaatiodemoduloidussa tulosignaalissa, kondensaattorin, joka on kytketty diodipiirin lähtöön, vastuksen, joka on kytketty rinnan kondensaattorin kanssa, ja vahvistimen, joka on V·[ myös kytketty diodipiirin lähtöön ja jolla on korkea tuloimpe-: danssi, jossa huipun ilmaisupiirissä on toinen vastus kytketty rinnan ensiksi mainitun vastuksen kanssa suljettavan/avattavan kytkimen kautta kondensaattorin purkamiseksi ja välittömästi sen jälkeen varaamiseksi lyhyen aikavälin kuluessa vasteena ... huipun ilmaisupiiriin tuodun taajuusmodulaatiodemoduloidun signaalin tason pienentymisen ilmaisulle. Keksinnölle on tunnus-omaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosassa.

* 4 88213 Nämä ja muut esillä olevan keksinnön edut ja saavutukset käyvät alan ammattimiehelle selville luettaessa seuraava yksityiskohtainen kuvaus, kun siihen yhdistetään piirustukset, joissa on esitetty esimerkki keksinnön suoritusmuodosta.

Kuvio 1 on lohkokaavio esittäen mittausjärjestelmää, johon sisältyy FM-lähetin ja taajuusmodulaatiomittalaite;

Kuvio 2 on piirikaavio esittäen tähän asti tunnettua huipun ilmaisupiiriä;

Kuvio 3 on aaltomuotokaavio kuvaten kuviossa 2 esitetyn huipun ilmaisupiirin tulo- ja lähtösignaalin välistä suhdetta;

Kuvio 4 on piirikaavio esittäen esillä olevan keksinnön mukaisen huipun ilmaisupiirin suoritusmuotoa; ja

Kuviot 5(a) - 5(d) ovat signaaliaaltomuotokaavioita keksinnön mukaisen huipun ilmaisupiirin toiminnan kuvaamiseksi.

Kuvio 4 esittää huipun ilmaisupiirin piirisovitelmaa esillä olevan keksinnön esimerkkinä olevan suoritusmuodon mukaisesti. Kuviossa on merkitty vastaavia piirielimiä kuin kuviossa 2 samoilla viittausmerkeillä ja niiden luetteleminen toistamiseen ; jätetään pois. Viitaten kuvioon 4 viittausmerkit 8A ja 8B tarkoittavat kytkimiä ja vastaavasti viittausmerkit 9A ja 9B vastuksia. Kytkimet 8A ja 8B suljetaan/avataan vasteena väylän 20N kautta syötettyyn ohjaussignaaliin, johon väylään on kytketty A/D-muunnin 20L ja ohjausyksikkö 20M on sovitettu liipaisemaan kytkimen 8A ja 8B sulkemis-/avaamistoiminnan välittömästi A/D-muuntimen 20L lähdön pienentyessä.

Kytkimen 8A ja 8B toimintaa kuvataan alla viittamalla kuvioissa 5(a) - 5(d) esitettyihin aaltomuotokaavioihin.

Kuvio 5(a) esittää ohjaussignaalin aaltomuotoa, jonka määräävät kuviossa 1 esitetyt tasonsäätimet 20E ja 20K, esimerkiksi avul- la. Kuten havaitaan, kasvaa demoduloitu signaali asteittain ja myös vähenee asteittain saavuttaessaan asetusarvon 5 tason.

5 882 ; 6

Kuvio 5 (b) esittää kuviossa 2 esitetystä tähän asti tunnetusta huipun ilmaisupiiristä lähtevän signaalin aaltomuotoa vasteena siihen syötetyn kuviossa 5 (a) esitetyn signaalin aaltomuodolle. Havaitaan, että vaikka ilmaistu tai lähtevä aaltomuoto noudattaa tarkasti sisään tulevan aaltomuodon verhokäyrää siinä tapauksessa, että tulosignaali kasvaa tai nousee, vääristyy ilmaistu aaltomuoto (eli pienenee tai laskee loivasti), kun tulosignaali pienenee aikaisemmin mainituista syistä.

Vastakohtana tälle esittää kuvio 5 (c) signaalin aaltomuotoa, joka voidaan saada ilmaisemalla kuviossa 5 (a) esitetty aaltomuoto kuviossa 4 esitetyllä esillä olevan keksinnön mukaisella huipun ilmaisupiirillä. Kuten nähdään verrattaessa kuviossa 5 (c) esitettyä aaltomuotoa kuvion 5 (b) aaltomuotoon, pysyvät molemmat aaltomuodot identtisinä, kunnes tulosignaali on saavuttanut asetusarvon 5. Keksinnön mukaisen huippuarvon ilmaisu-piirin tapauksessa saa ohjausyksikkö 20M kuitenkin kytkimet 8A ja 8B sulkeutumaan/avautumaan välittömästi tulosignaalin tason pienentyessä. Kun kytkimet 8A ja 8B suljetaan, kytkeytyvät vastukset 9A ja 9B rinnan vastusten 5A ja vastaavasti 5B kanssa, mistä on seurauksena se, että kondensaattorit 4A ja 4B pakotetaan purkautumaan nopeasti. Tästä johtuen ilmaisulähtö tulee . nollaksi, kuten on esitetty kuvion 5 (c) kohdassa T. Kytkimet ·;; 8A ja 8B avataan seuraavaksi välittömästi sulkemistoiminnan jälkeen ohjausyksikön 20M käskystä, jolloin tuloksena on se, ’·.· : että keksinnön mukaisen huipun ilmaisupiirin lähtöaaltomuoto kohoaa hetkelliseen huippuarvoon lyhyessä ajassa, kuten on esi-: tetty kuvion 5 (c) kohdassa U.

Kuvio 5 (d) esittää ohjaussignaalin aaltomuotoa, joka syötetään ____: väylän 20N kautta kytkintoiminnan ohjaamiseksi, kuten yllä on .. mainittu. Ohjaussignaali tuotetaan aina kuviossa 5 (a) esitetyn . tuloaaltomuodon pienentyessä.

""Kuten havaitaan kuviossa 5 (c) esitetystä aaltomuodosta, nou- 6 8821-.

dattaa esillä olevan keksinnön mukaisen huipun ilmaisupiirin tuottama lähtöaaltomuoto tulosignaalin huippuaaltomuotoa parantuneella tarkkuudella myöskin siinä vaiheessa, missä tulohuip-putaso pienenee asteittain.

Kuten nyt ymmärretään edellä olevasta kuvauksesta, on keksinnön mukaisesti saatu aikaan parannettu huipun ilmaisupiiri, joka pystyy seuraamaan sisääntulevan huipun aaltomuotoa suuremmalla tarkkuudella sellaisen järjestelyn avulla, jossa kondensaattorit (4A, 4B) pakotetaan purkautumaan nopeasti tulosignaalin huipun tason pienentyessä ja jälleen varautumaan välittömästi tämän jälkeen. Täten aiottu mittaus voidaan suorittaa lyhyessä ajassa, kun on määrä mitata FM-lähettimen taajuussiirtymää tai kun on kalibroitava taajuusmodulaatiomittalaitteen osoitinta.

Arvellaan, että esillä oleva keksintö ja siihen liittyvät monet edut tulevat ymmärretyiksi edellä olevasta selityksestä, ja on ilmeistä, että voidaan tehdä monia muutoksia tässä kuvattujen osien muotoon, rakenteeseen ja järjestelyyn poikkeamatta keksinnön hengestä ja piiristä tai uhraamatta kaikkia sen olennaisista eduista, joka edellä kuvattu muoto on pelkästään sen edullinen tai esimerkkinä oleva suoritusmuoto.

Claims (3)

7 88213

1. Huipun ilmaisupiiri (20F), joka käsittää huipun ilmaisin-diodipiirin (2A,3A,2B,3B) huippujen ilmaisemiseksi taajuusmo-dulaatiodemoduloidussa huipun ilmaisupiiriin syötetyssä signaalissa, kondensaattorin (4A,4B), joka on kytketty diodipiirin lähtöön, vastuksen (5A,5B), joka on kytketty rinnan kondensaattorin (4A,4B) kanssa, ja vahvistimen (6A,6B), joka on kytketty diodipiirin lähtöön ja jolla on korkea tuloimpedanssi, johon huipun ilmaisupiirin on sovitettu elimet (8A,8B,9A,9B) saamaan kondensaattorin (4A,4B) purkautumaan lyhyen aikavälin kuluessa vasteena taajuusmodulaatiodemoduloidun signaalin tason pienentymisen ilmaisulle, tunnettu siitä, että elimiin (8A,8B,9A,9B) kuuluu toinen vastus (9A,9B), jolla on pienempi impedanssi kuin ensiksi mainitulla vastuksella, ja joka on kytketty ensiksi mainitun vastuksen (5A,5B) kanssa rinnan kytkimen (8A,8B) kautta, joka suljetaan/avataan vasteena taajuusmodulaa-tiodemoduloidun signaalin huipputason pienentymisen ilmaisulle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen huipun ilmaisupiiri tunnettu siitä, että kondensaattori (4A,4B) varataan nopeasti uudelleen välittömästi sen purkamisen jälkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen huipun ilmaisupiiri tun-. n e t t u siitä, että kanavapari, johon kumpaankin sisältyy "" mainittu diodipiiri (2A,3A,2B,3B), kondensaattori (4A,4B), ensimmäinen ja toinen vastus (5A,9A,5B,9B), kytkin (8A,8B) ja vahvistin (6A,6B), on sovitettu rinnakkaisesti toisiinsa nähden kanavien lähtöjen ollessa yhdistetty summaimen (7) kautta, jol-loin toisen kanavan diodit (2A,3A) on kytketty napaisuudeltaan • : · vastakkaisesti toiseen kanavaan kuuluvien diodien (2B,3B) suhteen siten, että voidaan ilmaista joko positiivista tai nega-—: tiivistä polariteettia olevan huipun taso. e 8 8 2 V'·