NL8202571A - Signaalverwerkingsstelsel uitgevoerd met een signaalbron, met een signaalverwerkingseenheid en met tussen bron en eenheid aansluitbare verbindingskabels met onderscheidene lengten. - Google Patents

Description

, «ii» f * EHN 10.387 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Signaalverwerkingsstelsel uitgevoerd met een signaalbron, -met een signaalverwerkingseenheid en met tussen bron en eenheid aansluitbare ver-bindingskabels met onderscheidene lengten.

De uitvinding heeft betrekking op een signaalverwerkingsstelsel uitgevoerd met een signaalbron, met een signaalverwerkingseenheid en met tussen bron en eenheid aansluitbare verbindingskabels met onderscheidene lengten, in welk stelsel de verbindingskabels elk een variabel, 5 van de kabeluitvoering afhankelijk kabel verlies hebben, waarbij de signaalverwerkingseenheid is voorzien van een signaalversterker uitgevoerd met een automatische volumeregeling, waardoor de signaalversterker een s ignaaluitgang heeft voor afgifte van een via de aangesloten kabel vanaf de signaalbron afkomstig signaal met een min of meer konstante, 10 nominale amplitude.

Een dergelijk signaalverwerkingsstelsel kan worden toegepast bij onder andere televisie, waarbij de signaalbron een televisiekamera is die via een verbindingskabel met een variabele, te kiezen lengte is verbonden met een zich op enige afstand bevindende kameras iqnaalver-15 werkingseenheid die verder werkzaam kan zijn als kamerabesturingseenheid en daartoe via de kabel besturingssignalen aan de kamera afgeeft. Het stelsel kan hierbij werkzaam zijn met tijd- of frekwentiemultiplexover-dracht. Het kabelverlies ofwel de kabeldemping voor een over te dragen signaal met een bepaalde frekwentieband wordt in hoofdzaak bepaald door 20 de kabeluitvoering, zoals de lengte van de kabel en de diameter van de kabelader of kabeladers afhankelijk van de gekozen soort zoals een coaxiale of een triaxiale kabel. Hierbij varieert het kabelverlies met het temperatuurverlocp bij de kabel. Met behulp van de signaal versterker met de automatische volumeregeling kan de invloed van het variabele 25 kabelverlies gekanpenseerd worden zodat het uitgangssignaal van de ver-werkingseenheid een min of meer konstante, nominale amplitude heeft, onafhankelijk van de gekozen kabeluitvoering. In de praktijk blijkt een kabelverlies-variatie van 0 tot 52 dB bij een over te dragen signaal met een frekwentie van 45 MHz op te kunnen treden. Hierbij past als voor-30 beeld de keuze van een triaxiale kabel met een lengte tussen 0 en 2 km en een diameter van 14 mm.

De toepassing in het stelsel van een signaalversterker met 8202571 PHN 10.387 2 i k

f I

een automatische volumeregeling tussen 0 en bijvoorbeeld 52 dB over een signaalfrekwentieband van bijvoorbeeld 5 tot 50 MHz, is onaantrekkelijk daar, zonder speciale maatregelen, de signaal-ruisverhouding hierbij onaanvaardbaar laag zal zijn. De uitvinding beoogt de verwezenlijking van 5 een stelsel waarin een s ignaalvers terker met een autonatische volumeregeling kan worden toegepast net een regelbereik dat kleiner is dan het grootst mogelijke kabelverlies. Een uitvoering van een stelsel volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat in serie met de s ignaalversterker met de automatische volumeregeling een amschakelbare 10 signaalverzwakker en een ruisarme, ongeregelde signaalversterker aanwezig zijn, welke signaalverzwakker is uitgevoerd met een omschakelingang die is gekoppeld met een amschakelcircuit dat is uitgevoerd met een vergrende-lingsingang en een meetsignaalingang, welke meetsignaalingang is gekoppeld met een signaaldetektieschakeling waarvan een ingang met de genoemde 15 signaaluitgang is gekoppeld, en welke vergrendelingsingang is gekoppeld met een tijdsignaalgenerator die is uitgevoerd met een, met de signaaldetektieschakeling gekoppelde meetsignaalingang, in welke tijdsignaalgenerator een voor een vergrendeling van de signaalverzwakker werkzame vertragingstijd aanwezig is.

20 Volgens de uitvinding is het mogelijk de enkele signaal ver sterker met de autonatische volumeregeling over het gehele bereik van het kabelverlies te vervangen door een konbinatie van een signaal versterker met een autonatische volumeregeling over een kleiner bereik en een daardoor eenvoudiger te realiseren optimale s ignaal-ruisverhouding, 25 een ongeregelde, ruisarme signaalversterker en een tijdelijk omschakel-bare signaalverzwakker die enige tijd na het tot stand brengen van de kabelverbinding tussen bron en eenheid, vergrendeld wordt. Er is aldus een wachttijd voordat de normale signaalverwerking met de vergrendeld zijnde signaalverzwakker gaat gebeuren. De vergrendeling voorkomt dat 30 tijdens de normale signaalverwerking één of verscheidene, ontoelaatbare s ignaalamplitudesprongen optreden.

Een verdere uitvoering van een signaalverwerkingsstelsel volgens de uitvinding vertoont het kenmerk, dat bij een maximaal mogelijk kabelverlies in het stelsel gelijk aan een waarde van C dB en een amr 35 schakelbare signaalverzwakker met n = 2, 3, 4 enzovoort standen, het regelbereik van de signaalversterker met de automatische volumeregeling van nul tot aan tenminste de waarde van — C dB is, de versterkingsfaktor van de ruisarme, ongeregelde signaalversterker ten hoogste gelijk is aan 8202571 . * 3 FHN 10.387 3 —.—1 de waarde van “pC dB en de amschakelbare s ignaalver zwakker n verzwak-kingsfaktoren heeft die in een reeks ten hoogste gelijk zijn aan de waarden van —pc dB, ^~C dB, dB tot en met <33 waarbij de ver-zwakkingsfaktor nagenoeg gelijk is aan nul.

5 Onder bepaalde omstandigheden kan, voordat de vergrendeling gebeurt, een herhaaldelijk omschakelen bij de signaalverzwakker optreden.

Ter voorkoming hier van vertoont een uitvoering van een signaalverwer-kingsstelsel volgens de uitvinding het kenmerk, dat ter verkrijging van een hysteresiseffekt bij het omschakelen van de cmschakelbare signaal--10 verzwakker de genoemde versterkingsfaktor en de genoemde verzwakkings-faktoren, van ongeveer één tot enige dB afwijken van de genoemde waarden.

De in de praktijk goed bruikbare, eenvoudigste uitvoering van een signaalverwerkingsstelsel volgens de uitvinding vertoont verder het kenmerk, dat voor n geldt n=2, waarbij de afwijking van de genoemde ver-15 sterkingsfaktor van de genoemde waarde min of meer gelijk is aan een afwijking van het genoemde regelbereik van de genoemde waarde.

Een na een kabelaansluiting voor de signaalverwerking toe-gestane wachttijd is aanwezig in een uitvoering van een stelsel dat· het kenmerk vertoont, dat de voor de vergrendeling van de signaalver-20 zwakker werkzame vertragingstijd aanwezig bij de tijdsignaalgenerator verscheidene tientallen sekonden lang is.

De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande tekening als voorbeeld nader worden toegelicht, waarbij fig. 1 een uitvoering van een signaalverwerkingsstelsel 25 volgens de uitvinding in een blokschema geeft, fig. 2 grafieken geeft met betrekking tot mogelijke kabel verliezen, versterkings- en verzwakkingsfaktoren, aanwezig in het stelsel volgens fig. 1, en fig. 3 een meer gedetailleerd schakelingsschema geeft van een 30 deel van het stelsel volgens fig. 1.

De in fig. 1 gegeven uitvoering van een signaalverwerkingsstelsel volgens de uitvinding omvat een signaalbron CAM, een signaalver-werkingseenheid CPU en een kabelstel CC van verbindingskabels CC1 tot en met CC5 met onderscheidene lengten. De kabels CC1 tot en met CC5 kun-35 nen bijvoorbeeld als coaxiale of triaxiale kabels met verscheidene diameters zijn uitgevoerd. De kabel CC5 kan een lengte hebben van ongeveer 2 km bij een diameter van 14 mm, waarbij de kabel CC1 bijvoorbeeld 8202571 r 4' ö EHN 10.387 4 een minimale lengte en diameter heeft. De keuze uit het kabelstel CC wordt bepaald door de afstand tussen de signaalbron CM en de eenheid CPU. De signaalbron CM is bijvoorbeeld een televisiecamera voor zwartwit of kleurentelevisie. Onafhankelijk van de uitvoering wordt gesteld 5 dat de bron CM een signaal AS afgeeft. Het signaal AS kan aanwezig zijn in een frekwentiemultiplexsysteem waarvoor de bron CM en de eenheid CPU kunnen zijn uitgevoerd met vork- en filterschakelingen. Er wordt als voorbeeld gesteld dat het signaal AS een door een videosignaal gemoduleerde draaggolf is met bijvoorbeeld een draaggolffrekwentie van 45 MHz. 10 In fig. 1 is getékend dat het signaal AS via de kabel CC4 wordt overgedragen naar de eenheid CPU en daar als een signaal CS wordt ontvangen. De kabel CC4 heeft een kabelverlies ofwel kabeldemping waardoor het signaal CS in amplitude verzwakt is ten opzichte van het signaal AS. Deze verzwakking dient in de eenheid CPU ongedaan te worden 15 gemaakt zodat aan een signaaluitgang PT ervan een signaal PS optreedt met een min of meer konstante amplitude onafhankelijk van het variabele kabelverlies dat afhangt van de keuze in het kabelstel CC en het kabel-tenperatuurverloop. De uitgang PT is hiervoor gekoppeld met een uitgang van een signaalversterker AMP1 met een automatische volumeregeling.

20 Hiertoe is een regelingang van de versterker AMP1 via een regelschakeling AGC en een signaaldetektieschakeling DET gekoppeld met de uitgang PT.

De automatische volumeregeling kan op gebruikelijke wijze gebeuren, waarbij bij de uitvoering van de bron CM als een videos ignaalbron, een in lijn- of rasteronderdrukkingstijdsduren gesleuteld plaatsvindende 25 regeling mogelijk is.

Een signaalingang van de versterker AMP1 ligt aan een uitgang van een ongeregelde, ruisarme signaalversterker AMP2, waarvan een ingang is gekoppeld met een uitgang van een omschakelbare signaalverzwakker ATT. De ruisarme signaal ver sterker AMP2 heeft bijvoorbeeld een ruisniveau in 30 de grootte orde van 2 dB ^,uV voor de gewenste bandbreedte. De cmschakel-bare signaalverzwakker ATT is uitgevoerd met een anschakelingang ST en een signaalingang CT waaraan het signaal CS wordt toegevoerd. De crar schakelingang ST is gekoppeld met een uitgang van een omschakelcircuit ATS. Het omschakelcircuit ATS is uitgevoerd met een meetsignaalingang 35 DT en een vergrendelings ingang LT. De meets ignaalingang DT van het omschakelcircuit ATS ligt aan een uitgang van de detektieschakeling DET, waarbij de vergrendelingsingang LT is gekoppeld met een uitgang van een 8202571 , , " ' PHN 10.387 5 tij ds ignaalgenerator TSG. De tijdsignaalgenerator TSG is uitgevoerd met een meetsignaalingang TT die met een uitgang van de detektieschakeling DET is gekoppeld. De detektieschakeling DET is uitgevoerd met een stuur-ingang ΗΓ die is gekoppeld met een uitgang van het cmschakelcircuit ATS 5 en via welke ingang HT op nog te beschrijven wijze een hysteresiseffekt zal worden verkregen bij het amschakelen van de omschakelbare signaal-verzwakker ATT. In de tijdsignaalgenerator TSG is een vertragingstijd aanwezig tussen het aan de meetsignaalingang TT meten van een bepaald signaalniveau in het uitgangssignaal van de detektieschakeling DET en 10 de afgifte van een vergrendelingss ignaal aan de vergrendelingsingang LT van het cnischakelcircuit AIS. Als voorbeeld wordt genoemd een vertragingstijd van verscheidene tientallen sekonden. Deze vertragingstijd korresponderrt met een wachttijd voordat na inwerkingstelling van het signaalverwerkingsstelsel de normale signaalverwerking kan gaan ge-15 beuren.

Bij de verklaring van de werking van het signaalverwerkings-stelsel volgens fig. 1 wordt gebruik gemaakt van de in fig. 2 gegeven grafieken. In fig. 2 is met twee loodrecht staande assen X en Y een assenstelsel getekend. Langs de X-as is een met CCL aangeduid kabelverlies 20 in dB uitgezet van 0 dB tot een maximale waarde van bijvoorbeeld C = 52 dB. De waarde van ongeveer 0 dB respektievelijk 52 dB kant voor bij bijvoorbeeld de aansluiting in fig. 1 van de verbindingskabel CC1 respektieve-lijk CC5. Langs de Y-as is een met AGC aangeduid regelbereik van de s ignaal ver s terker AMP1 met + dB uitgezet van 0 dB tot 32 dB, waarbij 25 verder een verzwakkingsfaktor ATT (van de s ignaal ver zwakker ATT van fig. 1) met - dB is uitgezet is en wel met twee omschakelbare waarden van 0 dB en 20 dB. Met AMP 2 is in fig. 2 met een dikke streeplijn de versterkings-faktor van 20 dB aangegeven van de ongeregelde signaalversterker AMP2 van fig. 1. De grafiek voor de AGC-regeling is met dik getrokken lijnen 30 getekend, waarbij de grafiek voor de signaal ver zwakker ATT met dikgetrok-ken lijnen en stippen is getekend.

Er wordt gesteld dat vóór de inwerkingstelling van het sig-naalverwerkingsstelsel van fig. 1, dat wil zeggen bij een werkende sig-naalbron CAM wordt de verbindingskabel CC4 aangesloten of bij een reeds 35 aangesloten zijn van de verbindingskabel CC4 wordt de bron CAM ingeschakeld, de verzwakkingsfaktor ATI van fig. 2 gelijk is aan 0 dB en de geregelde versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 maximaal is 8202571 * * PHN 10.387 6 (32 dB). Vanaf de Inwerkingstelling levert de detektieschakeling DET aan de regelschakeling AGC een signaal waardoor de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 wordt verkleind. De amplitude van het signaal PS wordt hierbij vanaf een maximale waarde verkleind. Wordt tijdens de 5 terugregeling van de versterking van de signaalversterker AMP1 van 32 dB naar 0 dB de nominale amplitude in het signaal PS bereikt, dan wordt de terugregeling gestept. Uit fig. 2 blijkt dat de aangesloten kabel CC4 dan een kabelverlies CCL moet hebben dat groter is dan 20 dB. Is het kabelverlies CCL kleiner dan 20 dB, dan wordt bij het bij de AGC-terug-10 regeling bereiken van de waarde 0 dB, via het omschakelcircuit ATS de s ignaalver zwakker ATT van 0 dB naar 20 dB angeschakeld, waarop de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 zo snel als mogelijk toeneemt tot 20 dB. Hierna vindt opnieuw een AGC-terugregeling plaats, totdat de nominale amplitude in het signaal PS wordt bereikt.

15 Behalve dat vanaf de inwerkingstelling de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 met de automatische volumeregeling AGC op de beschreven wijze verandert, waarbij al dan niet de s ignaal ver zwakker ATT van 0 dB naar 20 dB wordt angeschakeld, is verder de tijdsignaal-generator TSG geaktiveerd. Na de inwerkingstelling van het stelsel geeft 20 de tijdsignaalgenerator TSG met een vertragingstijd van bijvoorbeeld verscheidene tientallen sekonden, een vergrendelingssignaal af aan de vergrendelingsingang LT van het omschakelcircuit ATS. Na het tijdstip van het vergrendelingssignaal op de vergrendelingsingang LT kan de signaal ver zwakker ATT niet meer omschakelen. Na het vergrendelingstijd-25 stip is het signaalverwerkingsstelsel gereed voor de normale signaalverwerking waarbij de signaalversterker AMP1 met de automatische volumeregeling AGC op normale wijze werkzaam is tegen bijvoorbeeld signaal-variaties door terrperatuurverlopen in het stelsel. Zou de vergrendeling van de signaalverzwakker ATT niet gebeuren, dan zou tijdens de normale 30 signaalverwerking door bijvoorbeeld terrperatuurverlopen een omschakeling kunnen voorkomen. De verzwakkeramschakeling zou voor de signaalverwerking niet ongemerkt voorbijgaan door een aan de automatische volumeregeling AGC inherente traagheid. De vergrendeling van de signaalverzwakker ATT na de wachttijd vanaf de inwerkingstelling voorkomt de tijdens de 35 normale signaalverwerking ontoelaatbare anschakeling die gepaard zou gaan met signaalairplitudesprongen.

Bij de grafieken van fig. 2 is met pijlpunten een hysteresis- 8202571 ΕΗΝ 10.387 7 Τ' <*, t f effekt bij het omschakelen van de anschakelbare signaalverzwakker ATT aangeduid. Bij een kabelverliesmeting met een af nemende waarde wordt bij 20 dB en met een toenemende waarde wordt bij 23 dB de signaalver-zwakker ATT omgeschakeld. Hierbij behoort een sprong in de AGC-regeling 5 van 0 naar 20 dB respektievelijk van 23 dB naar 3 dB. Het hysteresis-effekt voorkomt qp bekende wijze een herhaaldelijk cmschakelen. Indien het via de stuuringang HT bij de detektieschakeling DET verkregen hysteresiseffekt niet wordt gebruikt, zal tijdens de wachttijd voor de vergrendeling bij de s ignaalverzwakker ATT een herhaaldelijk omschakelen 10 kunnen gebeuren. De momentele stand op het vergrendelt!jdstip bepaalt de uiteindelijke stand van de s ignaalver zwakker ATT. Het gebruik van het hysteresiseffekt vermijdt het herhaaldelijk cmschakelen'tijdens de vergrendelwachttijd; één keer cmschakelen kan dan gebeuren. In de grafiek van fig. 2 zijn met twee kruisjes twee kritieke plaatsen aangeduid waar-15 bij de enkele omschakeling kan gebeuren. Hierbij springt de AGC-regeling van ongeveer 23 dB naar ongeveer 3 dB respektievelijk van ongeveer 0 dB naar ongeveer 20 dB.

De grafiek van fig. 2 behoort bij een signaalverzwakker ATT die omschakelbaar is tussen 0 en 20 dB, waarbij de signaalversterker AMP1 20 een AGC-regeling heeft tussen 0 en 32 dB en de signaalversterker AMP2 een versterkingsfaktor heeft van 20 dB. De verzwakker ATT en de versterkers AMP2 en AMP1 vormen hierbij een versterkerserieschakeling (ATT, AMP2, AMP1) met een tussen 0 en 52 dB regelbare versterkingsfaktor. In de versterkerserieschakeling (ATT, AMP2, AMP1) vormt de regelbare signaal-25 versterker AMP1 de voornaamste ruisbron met een signaal-ruisverhouding die in toenemende mate afhangt van het ingangssignaalniveau en over het versterkingsbereik bijvoorbeeld varieert van 60 dB tot 80 dB, waarbij de s ignaalverzwakker ATT als passieve kcmponent nagenoeg ruisvrij is en de vaste signaalversterker AMP2 als ruisarme versterker een ruisniveau 30 van ongeveer 2 dB ^uV heeft. De volgorde in de versterkerserieschakeling (ATT, AMP2, AMP1) is in fig. 1 als optimaal voorbeeld gegeven, maar onderlinge verwisseling is wel mogelijk.

Wanneer wordt af gezien van het hysteresiseffekt en het gewenst is een regelbare signaalversterker AMP1 toe te passen met een zo klein 35 mogelijk regelbereik kan bij een maximaal mogelijk kabel ver lies C = 52 dB en bij toepassing van een s ignaalver zwakker ATT met twee standen een signaalversterker AMP1 met een AGC-regeling tussen 0 en 26 dB worden toege- 3202571 ♦ J * PHN 10.387 8 % past. Hierbij is de vaste versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP2 gelijk aan 26 dB en is de s ignaal ver zwakker ATT amschakelbaar tussen 0 en 26 dB. De s ignaalvers terker AMP1 heeft hierbij zijn minimale regel-bereik en de versterkingsfaktor van de s ignaalvers terker AMP2 en de cm-5 schakeling bij de s ignaal ver zwakker ATT zijn maximaal. Wanneer een hy-steresiseffékt van bijvoorbeeld 3 dB gewenst is, kan dit worden verkregen door de toepassing van een signaal ver zwakker MT die cmschakel-baar is tussen 0 en 24,5 dB, van een signaalversterker AMP2 met een vaste versterkingsfaktor gelijk aan 24,5 dB en een signaalversterker 10 AMP1 met een AGC-regeling tussen 0 en 27,5 dB of hoger. Volgens de grafiek van fig. 2 is de omschakelmogelijkheid bij de signaalverzwakker MT van maximaal 26 dB verkleind tot 20 dB, waarbij een evengrote versterkingsfaktor van de s ignaalversterker AMP2 behoort en het regelbereik van de signaalversterker MP1 evenzoveel met 6 dB vergroot is tot 32 dB.

15 De som van 20 en 32 dB dient gelijk te zijn aan het maximaal mogelijke kabelverlies van C = 52 dB.

In zijn algemeenheid geldt dat bij toepassing van een cmr schakelbare signaal ver zwakker MT met n = 2, 3, 4 enzovoort standen in een stelsel met een maximaal mogelijk kabelverlies van C dB er n 20 verzwakkingsfaktoren zijn in een reeks van verzwakkingsfaktoren die ten hoogste gelijk zijn aan de aarden ^—C dB, dB en -¾ dB tot ii ii ii en met -~C dB die nagenoeg gelijk is aan nul. Hierbij heeft de ongeregelde s ignaalvers terker AMP2 een vaste versterkingsfaktor gelijk aan Ί ten hoogste -~C dB en heeft de s ignaalvers terker AMP1 een regelbereik n -j 25 van 0 dB tot tenminste dB. Een hysteresiseffekt kan worden verkregen door de genoemde vaste versterkingsfaktor en de genoemde verzwakkingsfaktoren van ongeveer één tot enige dB te laten afwijken van de genoemde waarden. Het blijkt dat de grafiek volgens fig. 2 behoort bij n = 2, waarbij de afwijking van 6 dB van de genoemde versterkings-30 faktor van 20 dB ten opzichte van de berekende waarde van 26 dB gelijk is aan de vergroting van het MG-regelbereïk van 0 tot 26 dB naar 0 tot 32 dB. In de praktijk blijkt deze eenvoudigste uitvoering met n = 2 goed bruikbaar.

In fig. 3 is een meer gedetailleerd schakelingsschema gegeven 35 van de omschakelbare s ignaal ver zwakker MT, het cmschakelcircuit MS en de tijdsignaalgenerator TSG. Reeds bij de signaalverwerkingseenheid CPU van fig. 1 aangeduide kcmponenten zijn met dezelfde verwijzingen 8202571 EHN 10.387 9 r i aangeduid. In fig. 3 is de ingang CT van de signaalverzwakker ATT verbonden met een kondensator 1, een weerstand 2 en een gestreept' getekende afsluitweerstand 3 met een karakteristieke weerstandswaarde van bijvoorbeeld 75 ohm. Verdere afsluitweerstanden 4 en 5 zijn evenzo getekend bij 5 de ingang van de signaalversterker AMP2 respektievelijk de uitgang van de signaalversterker AMP1. Een andere aansluiting van de kondensator 1 is via een weerstand 6 verbonden met massa en ligt aan de kathode van een diode 7. De anode van de diode 7 ligt via een weerstand 8 en een spoel 9 in serie aan de ingang ST en is via een kondensator 10 ver-1° bonden met de ingang van de signaalversterker AMP2, die verder via een weerstand 11 met de weerstand 2 is verbonden. Het verbindingspunt van de weerstanden 2 en 11 ligt via een serieschakeling van een weerstand 12, een kondensator 13 en een diode 14 aan massa. Het verbindingspunt van de kondensator 13 en de kathode van de diode 14 is via een weer-15 stand 15 met de spoel 9 verbonden die verder via een kondensator 16 aan massa ligt. Wanneer aan de amschakelingang ST een positieve spanning wordt toegevoerd, van bijvoorbeeld +4,3 V, is de diode 7 in geleiding en is de diode 14 geblokkeerd. Via de kondensator 1, de geleidende diode 7 en de kondensator 1C is hierbij de ingang CT met een minimale 20 verzwakking van min of meer 0 dB gekoppeld met de ingang van de signaalversterker AMP2. Wanneer echter aan de amschakelingang ST een negatieve spanning wordt toegevoerd, van bijvoorbeeld -4,3 V, is de diode 7 geblokkeerd en is de diode 14 in geleiding. Hierbij is de uitgang CT via de weerstanden 2 en 11 in een T-netwerk (2, 11, 12) 25 van de weerstanden 2, 11 en 12 gekoppeld met de ingang van de signaalversterker AMP2. De s ignaalver zwakker ATT geeft hierbij het toegevoerde ingangssignaal verzwakt door, met een verzwakkingsfaktor van bijvoorbeeld 20 dB. In de signaalverzwakker ATT geven de kondensator 16 en de spoel 9 enerzijds een hoogfrekwent ontkoppeling van de ingang CT naar 30 de ingang ST en anderzijds een tijdsvertraging bij het omschakelen.

De kondensator 13 is aanwezig voor gelijkstroamblokkering.

In fig. 3 is de meetsignaalingang DT van het omschakelcir-cuit ATS verbonden met de (+) ingang van een er in aanwezige verschil-versterker 17. De (+) ingang van de verschilversterker 17 is via een 35 weerstand 18 respektievelijk een kondensator 19 verbonden met een span-ningsklem die een spanning van bijvoorbeeld +5V respektievelijk -5V voert. Deze spanningen zijn afkomstig van een niet-getekende gelijk- 8202571 e i PHN 10.387 10 spanningsbron die geacht wordt een verdere klem te hebben die met massa is verbonden. De (-) ingang van de verschilversterker 17 is met massa verbonden. De uitgang van de verschilversterker 17 is via een weerstand 20 verbonden met een spanningsklem met +5V, welke uitgang verder aan een 5 ingang van een NIET-EN poort 21 ligt. De uitgang van de poort 21 ligt aan een ingang van een NIET-EN poort 22 respektievelijk 23. De uitgang van de poort 22 ligt aan een ingang van een NIET-EN poort 24, aan een andere ingang waarvan de uitgang van de poort 23 ligt. Een ingang van de poort 23 ligt aan de uitgang van de poort 24 en is verder via een poten-10 tiometer 25 verbonden met een spanningsklem met -5V. Een aftakking van de potentiometer 25 ligt via een weerstand 26 aan de stuuringang HT van de detektieschakeling DET die verder voor hoogfrekwent-ontkoppeling via een kondensator 27 met een spanningsklem met -5V is verbonden. De uitgang van de poort 24 is via een weerstand 28 verbonden met de basis-15 elektroden van twee transistoren 29 en 30 die via een hoogfrekwentontkop-pelkondensator 31 aan een spanningsklem met -5V zijn gelegd. De emitter-elektroden van de npn-transistor 29 en de pnp-transistor 30 zijn verbonden met de spoel 9. De kollektorelektrode van de transistor 29 respektievelijk 30 ligt aan een spanningsklem met +5V respektievelijk -5V. 20 Op nader te beschrijven wijze komt op de basiselektroden van de transistoren 29 en 30 een spanning voor van +5V of -5V, waarbij respektievelijk de transistor 29 of 30 geleidt, zodat bij een basis-emitterspannings-val van 0,7V een spanning van +4,3V of -4,3V op de omschakelingang ST van de s ignaalver zwakker ATT voorkomt.

25 In fig. 3 is de meetsignaalingang TT van de tijdsignaalgene- rator TSG via een weerstand 32 verbonden met de (-) ingang van een er in aanwezige verschilversterker 33. De beide aansluitingen van de weerstand 32 liggen via hoogfrekwentontkoppelkondensatoren 34 en 35 aan massa, De (+) ingang van de verschilversterker 33 ligt aan een aftakking van 30 een potentiometer 36. Een aansluiting van de potentiometer 36 is via een weerstand 37 respektievelijk 38 verbonden met een spanningsklem met +5V respektievelijk -5V. Bij de aftakking van de potentiometer 36 is als voorbeeld aangegeven dat deze is ingesteld voor de afgifte van een spanning van ongeveer +2,5V. De uitgang van de verschil versterker 33 ligt 35 via een weerstand 39 aan de (-) ingang van een verschilversterker 40 die verder via een weerstand 41 respektievelijk een kondensator 42 met een spanningsklem met +5V respektievelijk -5V is verbonden. De (+) ingang 8202571 t t -* «* PHN 10.387 11 van de verschilversterker 40 ligt aan massa. De uitgang van de verschilversterker 40 vormt de uitgang van de tijdsignaalgenerator TSG die met de vergrendelingsingang LT van het cmschakelcircuit ATS is verbonden.

De uitgang van de verschilversterker 40 ligt aan ingangen van de poorten 5 21 en 22 en is verder via een weerstand 43 met een spanningsklem met +5V verbonden.

Voor de verklaring van de werking van het schakelingsschema volgens fig. 3 geldt het volgende. Er wordt uitgegaan van een begintoestand waarbij/ zoals bij fig. 1 beschreven, geen verbindingskabel 10 van het kabelstel CC is aangesloten dan wel de signaalbron CAM is uitgeschakeld wanneer wel een verbindingskabel is aangesloten. Hierbij keent op de uitgang PT geen uitgangssignaal voor en geeft de detektie-schakeling DET een negatieve spanning van bijvoorbeeld -5V af aan de ingang DT van het cmschakelcircuit ATS en een positieve spanning groter 15 dan bijvoorbeeld +2,5V af aan de ingang TT van de tijdsignaalgenerator TSG. De detektieschakeling DET geeft aan de schakeling AGC een zodanige spanning af dat de s ignaalversterker AMP1 de maximale versterkingsfaktor van 32 dB heeft.

Uitgaande van het gegeven voorbeeld met een spanning van +2,5V 20 op de aftakking van de potentiometer 36, geeft de hogere positieve spanning op de (-) ingang van de verschilversterker 33 dat de uitgang ervan een negatieve spanning afgeeft van bijvoorbeeld -5V. De weerstand 41 heeft een veel grotere waarde dan de weerstand 39, waardoor de spannings-deling over de weerstanden 41 en 39 geeft dat een negatieve spanning voor-25 komt op de (-) ingang van de verschilversterker 40. Hierbij geeft de verschilversterker 40 een positieve spanning van bijvoorbeeld +5V af. De gestelde negatieve spanning op de ingang DT geeft dat de uitgang van de verschilversterker 17 een negatieve spanning van bijvoorbeeld -5V afgeeft. Er wordt gesteld dat de positieve spanning van +5V bij de poorten 30 21, 22, 23 en 24 korrespondeert met een logische 1 en de negatieve spanning van -5V korrespondeert met een logische 0. De logische 0 afkomstig van de verschilversterker 17 doet volgens de logische NIET-EN-betrek-kingen 0.0 = 0.1 =1 en 1.1 = 0 de poort 21 een logische 1 afgegeven.

De poort 22 geeft met de logische 1 afkomstig van zowel de verschilver-35 sterker 40 en de poort 21 de logische 0 af aan de poort 24 die daardoor de logische 1 afgeeft. De logische 1 aan beide ingangen van de poort 23 laat deze de logische 0 afgeven. Het resultaat is dat aan de uitgang van 8202571

r J

PHN 10.387 12 de poort 23 een negatieve spanning van bijvoorbeeld -5V en aan de uitgang van de poort 24 een positieve spanning van bijvoorbeeld +5V optreedt. Hierbij is de transistor 29 geleidend en de transistor 30 geblokkeerd zodat de positieve spanning van bijvoorbeeld +4,3V op de amschakelingang ST 5 aanwezig is.' De diode 7 is hierbij geleidend, zodat de signaalverzwakker ATT in de niet-verzwakkende stand van 0 dB staat.

Het aansluiten van een verbindingskabel van het kabelstel CC danwel het in werking stellen van de signaalbron CAM bij een aangesloten kabel, leidt tot een signaaldetektie bij de detektieschakeling DET. Hier-10 bij wordt de spanning op de ingang TT van de tijdsignaalgenerator TSG lager dan de als voorbeeld genomen spanning van +2,5V bij de potentiometer 36. Daardoor verandert de spanning aan de uitgang van de verschil versterker 33 van de gestelde -5V bij een lage uitgangsimpedantie tot bijvoorbeeld +5V bij een hoge uitgangsimpedantie. Hierop begint een laden van de nage-15 noeg ongeladen zijnde kondensator 42 door een stroom in hoofdzaak vloeiend door de weerstand 41. De weerstand 41 en de kondensator 42 vormen hierbij een integrerende schakeling (41, 42). Gesteld de toepassing van een weerstand 41 van 1 MQ.en een kondensator 42 van 33 ^uF, volgt voor de integrerende schakeling (41, 42) een tijdkonstante van 33 s. Bij de 20 (-) ingang van de verschilversterker 40 komt een spanningsverandering voor van ongeveer -5V naar de massapotentiaal van 0V. Deze spanningsverandering tot 0V neemt verscheidene tientallen sekonden in beslag; tijdens deze tijdsduur verandert de spanning aan de uitgang van de verschilversterker 40 niet, zodat deze de logische 1.blijft af geven. De beschreven tijds-25 duur is te beschouwen als een wachttijd ofwel een tijdsvertraging voordat de tijdsignaalgenerator TSG na signaaldetektie de logische 0 gaat af geven aan de vergrendelingang LT van het amschakelcircuit ATS.

Na de signaaldetektie door de detektieschakeling DET wordt de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 vanaf de maximale 30 waarde van 32 dB teruggeregeld. Hierbij verandert de spanning op de ingang DT van de gestelde -5V tot een minder negatieve waarde. De terug-regeling via de AGC-schakeling van de versterkingsfaktor van de signaal-versterker AMP1 gebeurt tot in het signaal PS de nominale amplitude voorkomt dan wel gaat de terugregeling door tot 0 dB. Wordt tijdens deze 35 terugregeling, gedurende de genoemde wachttijd, de nominale amplitude in het signaal PS bereikt, dan behoudt de signaalversterker AMP1 de hierbij behorende versterkingsfaktor. Hierbij kamt op de ingang DT van 8202571 « a <r PHN 10.387 13 het ceischakelcircuit AIS nog steeds een negatieve spanning voor, zodat de verschilversterker 17 onveranderd de logische 0 afgeeft aan de poort 21. Aan het einde van de genoemde wachttijd klapt het uitgangssignaal van de verschilversterker 40 om waardoor in plaats van de logische 1 de lo-5 gische 0 aan de poorten 21 en 22 wordt af gegeven. De poort 21 blijft onveranderd de logische 1 afgegeven, terwijl de poort 22 omklapt en de logische 1 gaat afgeven, hetgeen echter geen invloed heeft bij de poort 24. Het blijkt dat de poort 24 onveranderd de logische 1 afgeeft, zodat de signaalverzwakker A3T in de stand met een verzwakkingsfaktor 10 van 0 dB blijft staan.

Wordt echter tijdens de beschreven terugregeling vanaf de ver-sterkingsfaktor van 32 dB, gedurende de wachttijd de nominale amplitude in het signaal PS niet bereikt, dan gaat de terugregeling door tot 0 dB. Hierbij passeert de spanning aan de met de ingang DT van het 15 amschakelcircuit ATS verbonden uitgang van de detektieschakeling DET de massapotentiaal van 0V. Het gevolg is dat het uitgangssignaal van de verschilversterker 17 omklapt en in plaats van de logische 0 de logische 1 wordt af gegeven aan de poort 21. De poort 21 krijgt nu aan beide ingangen de logische 1 toegevoerd, zodat deze omklapt en de logische 0 af geeft.

20 De poorten 22 en 23 klappen hierbij beide on en geven de logische 1 af. Hierop klapt de poort 24 cm en geeft de logische 0 af. Het gevolg is dat de poort 24 respektievelijk 23 een spanning van -5V respektievelijk +5V af geeft. Via de weerstand 28 leidt de spanning van -5V aan de uitgang van de poort 24 tot een blokkeren van de transistor 29 en een geleiden van 25 de transistor 30. De resulterende spanning van -4,3V aan de omschakelin- . gang ST van de signaalverzwakker ATT leidt tot een blokkering van de diode 7 en een in geleiding komen van de diode 14 waarbij de signaalverzwakker ATT omklapt zodat de verzwakkingsfaktor van 0 dB tot 20 dB verandert. Hierop wordt zo snel als mogelijk bij de signaalversterker AMP1 de 30 versterkingsfaktor van 0 dB omhoog geregeld tot maximaal 20 dB. Vervolgens vindt vanaf de bereikte waarde de terugregeling van de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 plaats. Deze terugregeling gaat nu in de genoemde wachttijd door tot de nominale amplitude in het signaal PS wordt bereikt en de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 de hier-35 bij passende waarde behoudt. Aan het einde van de wachttijd klapt het uitgangssignaal van de verschilversterker 40 cm en wordt in plaats van de logische 1 de logische 0 aan de poorten 21 en 22 afgegeven. De poort 21 klapt hierbij cm en geeft de logische 1 af, terwijl de poorten 22, 23 en 8202571 ' S, - * ~ PHN 10.387 14 24 onveranderd blijven.

In beide beschreven gevallen geeft de tij ds ignaalgenerator TSG na een vertr agings tij d van verscheidene tientallen sekonden in plaats van de logische 1 de logische 0 af. Indien hierbij een logische 0 respektieve-5 lijk 1 aanwezig is op de met de verschil versterker 17 verbonden ingang van de poort 21, waarbij de poorten 24 en 23 de logische 1 en 0 respektie-velijk de logische 0 en 1 afgeven, behouden deze poorten 24 en 23 hun stand onafhankelijk van een mogelijk later omklappen van de verschilver-sterker 17. De tijdsignaalgenerator TSG vergrendelt de poorten 24 en 23 10 na de met de tijdvertraging korresponderende wachttijd.

Bij de grafiek van fig. 2 is een hysteresiseffekt bij het onschakelen van de signaal ver zwakker ATT beschreven. Indien geen gebruik wordt genaakt van een hysteresiseffekt kan bij een bepaalde kritieke kabellengte een herhaaldelijk onschakelen tussen 0 en 20 dB bij de signaal-15 verzwakker ATT voorkanen, waarbij de versterkingsfaktor van de signaal-versterker AMP1 verandert tussen 20 en 0 dB. Temperatuurverlopen bij de aangesloten kabel van het kabelstel CC en bij aanwezige s ignaaldrempels kunnen tot een dergelijk herhaald omschakelen leiden. In het beschreven stelsel zal het herhaaldelijk onschakelen alleen kunnen gebeuren in de 20 genoemde wachttijd vóór de vergrendeling van de signaalverzwakker ATT.

De op het tijdstip van de vergrendeling aanwezige logische 0 of 1 aan de uitgang van de verschilversterker 17 bepaalt bij de kritieke kabellengte of de signaalverzwakker ATT de verzwakkingsfaktor van 0 of 20 dB verkrijgt.

25 Het herhaaldelijk onschakelen van de signaalverzwakker ATT

en van de versterkingsfaktor van de signaalversterker AMP1 kan leiden tot ongewenste oscillaties. Ter voorkoming hiervan kan het bij fig. 1 en 2 beschreven hysteresiseffekt worden toegepast, waarbij op een omschakeling een enkele terugschakeling kan volgen. In het schakelingsschema van fig. 3 30 is daartoe de aftakking van de potentiometer 25 verbonden met de stuur-ingang HT van de detéktieschakeling DET. In het voorafgaande is beschreven dat bij de 0 dB-stand van de signaalverzwakker ATT de poort 23 de met -5V spanning korresponderende logische 0 af geeft, waarbij in de 20 dB-stand van de signaalverzwakker ATT de poort 23 de met +5V spanning korres-35 ponder ende logische 1 af geeft. De aftakking van de potentiometer 25 zal hierbij een spanning voeren van -5V respektievelijk een minder negatieve tot positief zijnde spanning afhankelijk van de potenticmeterstand.

8202571 % η PHN 10.387 15

Het gevolg is een andere via de veerstand 26 plaatsvindende stroomtoevoer aan de stuur ingang HT waardoor aan de ingang ΠΓ van het cmschakelcircuit MS de massapotentiaal van 0V aanwezig is bij een hogere waarde in het signaal PS. Als voorbeeld is bij de grafiek van fig. 2 een 3 dB ver-5 hoogde signaalwaarde aangegeven. Met behulp van de potentiometer 25 kan de gewenste mate van het hysteresiseffekt worden ingesteld. Het beschreven hysteresiseffekt kan worden verkregen bij de toepassing van in de praktijk verkrijgbare geïntegreerde circuits en wel bij onder andere het circuit TDA 2540 van Philips. Hierbij zijn onder andere de signaalver-10 sterker AMP1, de AGC-schakeling en de detektieschakeling DET van fig. 1 en 3 in het geïntegreerde circuit aanwezig. In dokumentatie met betrekking tot dit geïntegreerde circuit zijn ingangen en uitgangen genummerd. Zo zijn er twee ingangen met de nummers 1 en 16 die korresponderen met de in fig. 1 en 3 gegeven enkele ingang van de signaalversterker AMP1.

15 Een ingang met het nummer 3 korrespondeert met de stuur ingang Hl, waarbij een uitgang met het nummer 4 respektievelijk 14 korrespondeert met de uitgang Dl respektievelijk TT van fig. 1 en 3. Een uitgang met het nummer 12 korrespondeert met de uitgang PT van fig. 1 en 3. In het geval de signaal-ruisverhouding van het genoemde geïntegreerde circuit 20 als onvoldoende wordt aangemerkt voor de signaalverwerking in de eenheid CPU, kan cp de uitgang van de signaalversterker AMP2 een verdere, niet-getekende signaalversterker met een automatische volumeregeling, met een verhoogde signaal-ruisverhouding zijn aangesloten. Het in fig. 1 en 3 gegeven signaal PS kan dan bijvoorbeeld enkel worden benut voor de ver-25 grendeling van de signaalverzwakker ATT in de 0 dB- of 20 dB-stand. Bij de potentiometer 36 is de waarde van +2,5V gegeven zoals deze in praktijk blijkt voor te komen wanneer het genoemde geïntegreerde circuit wordt toegepast in het signaalverwerkingsstelsel volgens de uitvinding.

Voor dezelfde reden zijn de weerstanden 18, 26 en 32 en de kondensatoren 30 19, 27, 34 en 35 in fig. 3 gegeven.

35 8202571

Claims (5)

1. Signaalverwerkingsstelsel uitgevoerd, met een signaalbron, met een s ignaalverwerkingseenheid en met tussen bron en eenheid aansluit-bare verbindingskabels met onderscheidene lengten, in welk stelsel de verbindingskabels elk een variabel, van de kabeluitvoering afhankelijk 5 kabelverlies hebben, waarbij de signaalverwerkingseenheid is voorzien van een signaalversterker uitgevoerd met een automatische voluroeregeling, waardoor de signaalversterker een signaaluitgang heeft voor afgifte van een via de aangesloten kabel vanaf de signaalbron afkomstig signaal iret een min of meer konstante, nominale amplitude, met het kenmerk, dat in 10 serie met de signaalversterker met de automatische volumeregeling een omschakelbare s ignaalver zwakker en een ruisarme, ongeregelde signaalversterker aanwezig zijn, welke signaalverzwakker is uitgevoerd met een omschakelingang die is gekoppeld met een cmschakelcircuit dat is uitgevoerd met een vergrendelings ingang en een meets ignaalingang, welke meet-15 signaalingang is gekoppeld met een signaaldetektieschakeling waarvan een ingang met de genoemde signaaluitgang is gekoppeld, en welke vergrendelings ingang is gekoppeld met een tijdsignaalgenerator die is uitgevoerd met een, met de signaaldetektieschakeling gekoppelde meet-signaalingang,in welke tijdsignaalgenerator een voor een vergrendeling 20 van de signaal ver zwakker werkzame vertragingstijd aanwezig is.

2. Signaalverwerkingsstelsel volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat bij een maximaal mogelijk kabelverlies in het stelsel gelijk aan een waarde van C dB en een omschakelbare signaal ver zwakker met n = 2, 3, 4 enzovoort standen, het regelbereik van de signaalversterker met de auto- 25 matische volumeregeling van nul tot aan tenminste de waarde van — C dB is, de versterkingfaktor van de ruisarme ongeregelde signaalversterker ten hoogste gelijk is aan de waarde van dB en de omschakelbare signaal- verzwakker n verzwakkingsfaktoren heeft die in een reeks ten hoogste gelijk zijn aan de waarden van dB, dB, dB tot en net n-n η η n 30 -~C dB waarbij de verzwakkingsfaktor nagenoeg gelijk is aan nul.

3. Signaalverwerkingsstelsel volgens konklusie 2, met het kenmerk, dat ter verkrijging van een hysteresiseffekt bij het omschakelen van de cm-schakelbare signaalverzwakker de genoemde versterkingsfaktor en de genoemde verzwakkingsfaktoren, van ongeveer één tot enige dB afwijken van de genoem- 35 de waarden.

4. Signaalverwerkingsstelsel volgens konklusie 3, met het kenmerk, dat voor n geldt n = 2, waarbij de afwijking van de genoemde versterkings- 8202571 »r PHN 10.387 17 faktor van de genoemde waarde mln of meer gelijk is aan een afwijking van het genoemde regelbereik van de genoemde waarde.

5. Signaalverwerkingsstelsel volgens een der voorafgaande koriklu- sies, met het kenmerk, dat de voor de vergrendeling van de signaalver-5 zwakker werkzame vertragingstijd aanwezig bij de tijdsignaalgenerator verscheidene tientallen sekonden lang is. 10 15 20 f 25 30 35 8202571