NL8601316A - Versterkingsinrichting met zelfinstellende dode zone in het bijzonder voor toepassing in een direktmengende am-synchroonontvanger. - Google Patents

Description

* Λ* ' ΡΗΝ 11.750 1 N.V'. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Versterkingsinrichting met zelfinstellende dode zone in het bijzonder voor toepassing in een direktmengende AM-synchroonontvangers.

De uitvinding betreft een versterkingsinrichting met een regelbare dode zone voor een reduktie van een ongewenste gelijkstroomverschuiving (DC-offset) van een in amplitude variërend ingangssignaal, voorzien van een drempelschakeling en een daarmee 5 gekoppelde versterkertrap, alsmede een direktmengende AM- synchroonontvanger voorzien van een HF-ingang, welke enerzijds gekoppeld is met een synchrone AM-detektor en anderzijds met een fasegesleutelde lus voor de opwekking van een met de draaggolf van het HF-ontvangstsignaal fasegekoppelde lokale draaggolf, welke fasegesleutelde 10 lus in een lusconfiguratie achtereenvolgens geschakeld een fasedetektor, een lusfilter en een spanningsgestuurde oscillator bevat.

Een dergelijke versterkingsinrichting is bekend uit het Amerikaans octrooischrift nummer 4,277,695. Een direktmengende AM-synchroonontvanger van de bovengenoemde soort is bekend uit het Britse 15 octrooischrift nummer 2,130,826.

De drempelschakeling van de bekende versterkingsinrichting is regelbaar en dient voor de instelling van de ligging en de breedte van de dode zone en daarmede voor de instelling van dat deel van het ingangssignaal, waarvoor geen versterking plaatsvindt. Door een 20 juist gekozen instelling van de dode zone kunnen ongewenste gelijkstroomverschuivingen, welke bijvoorbeeld door ruis en parasitaire gelijkstroomverstoringen kunnen zijn veroorzaakt, onderdrukt worden en wordt alleen de gewenste, in amplitude variërende signaal-component versterkt.

25 In de bekende versterkingsinrichting vindt echter een niet-lineaire versterking van de gewenste signaalcomponent plaats en dient voor een juiste instelling van de dode zone de amplitude van de te reduceren, ongewenste gelijkstroomverschuiving vooraf bekend te zijn.

In de praktijk is dit niet altijd het geval en kan de 30 ongewenste gelijkstroomverschuiving van het te versterken ingangssignaal sterk van de realisatievorm van de betreffende schakeling afhankelijk zijn, beïnvloed worden door het signaalruisnivo van het

SSÖ131S

PHN 11.750 2 ingangssignaal of door omgevingsfactoren of moeilijk te onderscheiden zijn van een gewenste signaalcomponent waarvan de amplitude-variatie slechts klein is ten opzichte van de gelijkstroomverschuiving, zoals bijvoorbeeld kan voorkomen bij het faseregelsignaal van een 5 fasegesleutelde lus.

De uitvinding heeft als eerste oogmerk een versterkingsinrichting te verschaffen met een zelfinstellende dode zone voor een adaptieve reduktie van een ongewenste gelijkstroomverschuiving in een als gevolg van een gewenste signaalcomponent in amplitude 10 variërend ingangssignaal, welke in het bijzonder geschikt is voor toepassing op ingangssignalen waarvan de ongewenste gelijkstroomverschuiving onbekend is en vele malen groter kan zijn dan de amplitude-variatie van de gewenste signaalcomponent en waarin een lineaire versterking van deze gewenste signaalcomponent plaatsvindt.

15 Een versterkingsinrichting van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding, vertoont het kenmerk, dat de drempelschakeling een bistabiele trekkerschakeling bevat, welke vanuit . een activeringstoestand in een rusttoestand overgaat, wanneer de ingangssignaalamplitude een eerste drerapelnivo onderschrijdt en vanuit 20 de rusttoestand in de activeringstoestand, wanneer de ingangssignaalamplitude een tweede drempelnivo overschrijdt, welke beide drempelnivo's een hysterese begrenzen, welke groter is dan de maximale, gewenste amplitude-variatie van het ingangssignaal, welke bistabiele trekkerschakeling gekoppeld is aan een in de signaalweg van 25 de versterkingsinrichting opgenomen gelijkstroomcompensatieschakeling en daaraan in de activeringstoestand een trekkersignaal levert voor het reduceren van het gelijkstroomnivo van het via de signaalweg aan de gelijkstroomcompensatie-inrichting toegevoerd signaal met een vaste stapgrootte.

30 De uitvinding berust op het inzicht, dat een adaptieve gelijkstroomreduktie onder behoud van een lineaire versterking van de gewenste in amplitude variërende signaalcomponent mogelijk is door middel van een versterkingsinrichting met een zaagtandvormige uitgangskarakteristiek, waarvan elk der nuttige, bijvoorbeeld bij een 35 toenemende ingangsamplitude opgaande, hellingen groter is dan het maximale amplitude-variatiegebied van de gewenste signaalcomponent en door middelen om te voorkomen dat versterkingsdiscontinuiteiten n £ 1 7 1 6 v w o* * 3 y PHN 11.750 3 optreden binnen dit amplitude-variatiegebied.

Bij toepassing van de maatregel volgens de uitvinding wordt een dergelijke zaagtandvormige uitgangskarakteristiek gerealiseerd door met de genoemde gelijkstroomcompensatie-inricbting een vooraf 5 gekozen gelijkstroomwaarde -hierna reduktie-stap genoemd- van het in -of uitgangssignaal van de versterkertrap af te trekken, zodra het ingangssignaal een zekere drempel overschrijdt. Deze drempel is door middel van de bistabiele trekkerschakeling van een hysterese van de hiervoorgenoemde grootte voorzien om te voorkomen dat er 10 discontinuïteiten in de versterking van de in amplitude variërende signaalcomponent optreden. Deze gewenste signaalcomponent wordt daardoor lineair versterkt en kan geen aanleiding geven tot een in de frequentie van deze signaalcomponent al of niet optredende aftrek- of reduktiebewerking in de gelijkstroomcompensatie-inrichting, zelfs niet 15 bij ingangssignalen met een gemiddelde nivo op of nabij de drempel.

In een voorkeursuitvoering, welke het kenmerk toont, dat de ingang van de versterkertrap tevens ingang van de drempelschakeling is en de gelijkstroomcompensatie-inrichting gekoppeld is aan de uitgang van de versterkertrap, wordt een voorwaartse gelijkstroomverschuivings-20 reduktie verkregen, waardoor een betrekkelijk grote reduktiestap gekozen kan worden, zonder dat oscillatie optreedt.

Een verdere voorkeursuitvoering is gekenmerkt doordat de genoemde versterkertrap, drempelschakeling en gelijkstroomcompensatie-inrichting een enkele sektie vormt van een cascadeschakeling van n 25 onderling in schakelingsconfiguratie overeenkomende sekties, waarbij de reductie-stapgrootte van elk der in signaalrichting eerste (n-1) sekties groter is dan de hysterese van de respektievelijk daarop volgende sektie.

Bij toepassing van deze maatregel wordt een bijzonder 30 nauwkeurige kwantisatie en daarmede een vrijwel gehele onderdrukking van de onbekende, te onderdrukken gelijkstroomverschuiving mogelijk en wordt een optimale versterkingslineariteit binnen een groot ingangsbereik verkregen.

Een nog verdere voorkeursuitvoering toont het kenmerk, 35 dat de naar de ingang van de versterkingsinrichting getransponeerde drempelnivo's der sekties in hoofdzaak regelmatig over het ingangsbereik van de versterkingsinrichting verdeeld zijn en dat de naar^ a 6 0 i 315 it -•w PHN 11.750 4 de uitgang van de versterkingsinrichting getransponeerde reduktie stapgrootte en hysterese der sekties onderling in hoofdzaak gelijk zijn. Hierdoor wordt voor signalen binnen het ingangsbereik een gelijkmatig verlopende gelijkstroomreduktie verkregen.

5 De uitvinding heeft als tweede oogmerk de ingangsgevoeligheid van een direktmengende AM-synchroonontvanger te verhogen.

Een directmengende AM-synchroonontvanger van de in de aanhef vermelde soort volgens de uitvinding, vertoont daartoe het 10 kenmerk, dat een versterkingsinrichting volgens één der voorafgaande conclusies is geschakeld tussen de fasedetektor en het lusfilter voor een onderdrukking van een parasitaire gelijkstroomverschuiving in het faseregelsignaal van de lus.

Bij toepassing van deze maatregel worden de ongewenste, 15 parasitaire gelijkstroomverschuivingen in het faseregelsignaal van de fasegeregelde lus voorkomen of althans sterk gereduceerd. Hierdoor komen fasefouten tussen de in de spanningsgestuurde oscillator van de lus geregenereerde lokale draaggolf en de HF-ontvangstdraaggolf niet of nauwelijks voor en zijn zelfs bij een zeer geringe ontvangstveldsterkte 20 nog acceptabel klein. De daarmede verkregen fasesynchroniteit tussen de beide genoemde draaggolven waarborgt binnen een groot veldsterkte-variatiegebied -ook wel ontvangstdynamiekbereik genoemd- een juiste synchrone demodulatie van het AM-HF ontvangstsignaal.

De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand 25 van de in de tekening weergegeven figuren.

Hierin toont:

Figuur 1 een principe schema van een versterkingsinrichting volgens de uitvinding met twee in cascade geschakelde sekties, 30 Figuur 2 de hysterese-karakteristiek van de bistabiele trekkerschakeling in elk der sekties van de versterkingsinrichting van figuur 1,

Figuur 3 de zaagtandvormige uitgangskarakteristiek van de versterkingsinrichting van figuur 1, 35 Figuur 4 een praktische uitvoeringsvorm van een enkele sektie zoals in tweevoud toegepast in de versterkingsinrichting van figuur 1, S3 0131 « PHN 11.750 5

Figuur 5 en Figuur 6 andere principe-uitvoeringen van een versterkingsinrichting volgens de uitvinding met één sektie,

Figuur 7 een principe schema van een direktmengende AM-synchroonontvanger, waarin de versterkingsinrichting van figuur 1 5 toegepast is.

Figuur 1 toont een versterkingsinrichting met een zelfinstellende dode zone volgens de uitvinding bevattende tussen een ingang I en een uitgang 0 een tweetal in cascade geschakelde sekties A en B. Deze bevatten in een onderling met elkaar overeenstemmende 10 configuratie geschakeld respektievelijk versterkertrappen A-j en welke zijn opgenomen in de signaalweg van de versterkingsinrichting, gelijkstroomcompensatie-inrichtingen A2 en B2, welke respektievelijk gekoppeld zijn aan de uitgangen van de versterkertrappen A^ en B^ en drempelschakelingen A3 en B3, waarvan ingangen respektievelijk 15 overeenkomen met de ingangen van de versterkertrappen A^ en B^ en waarvan uitgangen respektievelijk gekoppeld zijn aan de gelijkstroomcompensatie-inrichtingen A2 en B2.

Elk der beide drempelschakelingen A3 en B3 is respektievelijk voorzien van een bistabiele trekkerschakeling met 20 hysterese A^, B^ bijvoorbeeld een Schmitt-trigger, welke via een buffertrap Ag, Bg een tweewaardig regelsignaal aan de gelijkstroomcompensatie-inrichting A2, B2 levert. Door een juiste dimensionering van de trekkerschakeling A^, B^ kan de buffertrap Ag, Bg eventueel achterwege worden gelaten.

25 De hysterese werking van elk der beide bistabiele trekkerschakelingen A^ en B^ is geïllustreerd in figuur 2: bij een ingangssignaal ν^η van de betreffende trekkerschakeling welke klein is, bijvoorbeeld kleiner dan een eerste drempelnivo v.j, verkeert deze in een stabiele initiële of 0-toestand, waarin hij een signaal met een 30 bepaalde lage constante waarde, hierna het 0-signaal genoemd levert. Vanuit deze 0-toestand vindt bij een toename van V^n een sprongsgewijze overgang naar een stabiele activerings- of 1-toestand plaats, wanneer V^Q een tweede drempelnivo V2 overschrijdt. In deze stabiele 1-toestand levert de betreffende trekkerschakeling een signaal 35 met een constante hoge waarde, hierna het 1-signaal genoemd. Een daaropvolgende verdere toename van v^n heeft geen toestandsverandering tot gevolg. Vanuit deze activeringstoestand.vindt een terugkeer naar de a 6 0131 δ PHN 11.750 6 initiële toestand plaats, wanneer V^n afneemt tot onder het eerste drempelnivo V^. Omdat het eerste drempelnivo V1 lager ligt dan het tweede drempelnivo V2 wordt een hysterese verkregen welke gelegen is tussen V.j en V2. Deze hysterese is groter gekozen dan de maximaal 5 optredende gewenste amplitude-verandering van V^n of met andere woorden dan de maximale amplitude-verandering van de gewenste signaalcomponent.

In elk der beide sekties A en B wordt in de activeringstoestand het 1-signaal, indien nodig, in de aan de 10 trekkerschakeling gekoppelde buffertrap op een geschikte constante gelijkstroomwaarde of stap grootte gebracht. De aldus verkregen gelijkstroomreduktiestap wordt vervolgens in de aan de buffer- en versterkertrap gekoppelde gelijkstroomcompensatie-inrichting van de betreffende sektie afgetrokken van het uitgangssignaal van de 15 laatstgenoemde versterkertrap, resulterend in een reduktie van de gelijkstroomverschuiving van dit uitgangssignaal. Een optreden van het 0-signaal in de initiële toestand heeft geen gelijkstroomreduktie tot gevolg: de gelijkstroomverschuiving van het aan de betreffende sektie toegevoerd ingangssignaal is dan acceptabel klein.

20 De versterkingsinrichting als geheel toont bij geschikt gekozen waarden voor de drempelnivo's, de grootte der reduktiestappen en versterkingsfaktors van de sekties A en B een in hoofdzaak zaagtandvormige uitgangskarakteristiek, welke in een geïdealiseerde vorm is weergegeven in figuur 3. De versterkingsinrichting doorloopt bij 25 een toename van het aan de versterkingsinrichting toegevoerd ingangssignaal binnen een ingangsbereik van 0 tot een viertal stabiele toestanden, welke aan te duiden zijn met 00, 01, 10 en 11. De beide bits in elk woord geven de toestandswaarde (0- of 1-toestand) van de respektievelijke trekkerschakelingen A en B weer.

30 Het ingangssignaal van de versterkingsinrichting is te beschouwen als een superpositie van een gewenste signaalcomponent Vs met een zekere maximale amplitude AV, welke vooraf bekend is, op een gemiddeld signaalnivo welke onbekend is. wordt in hoofdzaak veroorzaakt door ongewenste gelijkstroomver-35 schuivingen en heeft in het uitgangssignaal Vu van de .

versterkingsinrichting een ongewenste gelijkstroomverschuiving Vu tot gevolg , welke op nul of althans een acceptabel kleine as'31 31 Ö PHN 11.750 7 waarde dient te worden gebracht of gehouden. Voor een lineaire versterking van Vg dient elk der met de nuttige hellingen van de zaagtanden van de uitgangskarakteristiek overeenkomende ingangsspanningsgebieden groter te zijn dan de te verwachten maximale 5 amplitude-variatie in het ingangssignaal νχ als gevolg van gewenste signaalcomponent 7g, dat wil zeggen groter dan 2Δ7.

Wanneer ^ nul of nagenoeg nul is en 7U acceptabel klein, verkeert de versterkingsinrichting in de toestand 00, waarin geen gelijkstroomreduktie plaatsvindt. De dode zone van de 10 versterkingsinrichting is dan nul of niet aanwezig. Bij een eerste toename van ^ bijvoorbeeld als gevolg van parasitaire effekten of een afnemende signaal-ruisverhouding van het ingangssignaal, neemt 7^ en daarmede ook Vu toe, totdat 7^ een vooraf gekozen ingangsdrempelnivo V21 bereikt. Op dit moment bereikt de 15 grens 721 = 721 ~ waarkij deze een nog toelaatbare uitgangsgelijkstroomverschuiving 7um veroorzaakt. Bij een verdere toename van als gevolg van een toename van 7^, waarbij V21 overschreden wordt, gaat de versterkingsinrichting over van de toestand 00 in de toestand 01. In deze toestand 01 wordt 20 7U met de reduktiestap van de sektie B van een vooraf gekozen waarde SB verminderd. De dode zone van de versterkingsinrichting voor ingangssignalen v^ met deze amplitude-waarden is gelijk aan de met de grootte van de reduktiestap corresponderende ingangssignaalamplitude, dat wil zeggen in het gegeven voorbeeld met een hierna nader te 25 bespreken ingangsdrempelnivo 7^. Het ingangsdrempelnivo 7^ is in het onderhavige geval gelijk aan het naar de ingang I getransponeerde drempelnivo V2 van de bistabiele trekkerschakeling B^, dat wil zeggen het tweede drempelnivo 72 van de laatstgenoemde bistabiele trekkerschakeling B^ gedeeld door de versterkingsfaktor van de 30 versterker trap A-j.

Een nog verdere toename van 7^ als gevolg van een toename van 7^ heeft bij overschrijding van een ingangsdrempelnivo 722 een verandering van de toestand 01 in de toestand 10 tot gevolg, wanneer de gelijkstroomreduktiestap van de 35 sektie A voldoende groot gekozen is om de ingangsspanning van de sektie B beneden diens eerste drempelspanning 7^ te reduceren. De toestandsverandering van de bistabiele trekkerschakeling A^ van 0 naar S 6 013 1 o PHN 11.750 8 1 brengt dan tegelijkertijd een toestandsverandering van de bistabiele trekkerschakeling van 1 naar 0 teweeg. Het ingangsdrempelnivo V22 correspondeert met het tweede drempelnivo V2 van de bistabiele trekkerschakeling A4. De gelijkstroomverschuivingsreduktie van het 5 uitgangssignaal Vu wordt in deze toestand 10 bepaald door de grootte van de naar de uitgang 0 getransponeerde gelijkstroomreduktiestap SA van de sektie A, dat wil zeggen door de grootte van vermenigvuldigd met de versterkingsfaktor van de versterkertrap B^. De dode zone van de versterkingsinrichting is voor het gegeven geval in 10 deze toestand gelijk aan het ingangsspanningsbereik van 0 tot een hierna te bespreken ingangsdrempelnivo V12·

Tenslotte wordt bij een weer verdere toename van V^, waarbij Vj_ een ingangsdrempelnivo V23 overschrijdt de toestand 11 verkregen. Daarin vindt een tweevoudige gelijkstroomverschuivingsreduktie 15 van Vu plaats, welke gelijk is aan de som van de hiervoor genoemde naar de uitgang 0 getransponeerde gelijkstroomreduktietrappen van de sekties A en B. De dode zone van de versterkingsinrichting is in deze toestand gelijk aan het ingangsbereik van 0 tot een hierna te bespreken ingangsdrempelnivo V^. Het ingangsdrempelnivo V23 wordt niet alleen 20 bepaald door de naar de ingang I getransponeerde tweede drempelnivo's V2 van de bistabiele trekkerschakelingen A^ en B4, maar tevens door grootte van SA en de versterkingsfaktor van de versterkertrap A1’

Neemt het ingangssignaal vervolgens af, bijvoorbeeld als 25 gevolg van een afname van , dan wordt het genoemd viertal stabiele toestanden in de omgekeerde volgorde doorlopen en vinden in de gegeven situatie de toestandsveranderingen plaats bij de genoemde ingangsdrempelnivo's V^, V^2 en V^. Deze nivo's zijn ten opzichte van de genoemde drempelnivo's V23, V22 en V21 over een 30 spanningsverschil ter grootte van tenminste 2AV lager gekozen. De ingangsdrempelnivo's V^, V^2 en worden overeenkomstig de ingangsdrempelnivo's V22, V22 en V2^ bepaald door de eerste drempelnivo's V^ van de beide sekties A en B en de versterkingsfaktor en de grootte van de gelijkstroomreduktiestap van de 35 sektie A. Bovendien is de werkinstelling vam de versterkingsinrichting in het gegeven geval zodanig gekozen dat bij onderschrijding van deze nivo's door een afnemende ingangssignaal het uitgangssignaal Vu

<3 Λ «4 “S’ id JCZ

» *· PHN 11.750 9 nul is. De bij de genoemde ingangsdrempelnivo 's v11' v21' V12' v22' V13 en v23 respektievelijk optredende gemiddelde ingangssignaalnivo's zijn in figuur 3 met 7^, V21, V19, 722» en ?23 aangegeven.

5 Hysterese verschijnselen treden op in de ingangsspanningsgebieden tussen 7^ en 721, V12 en V22 en 7^ en 7^, dat wil zeggen versterking van ingangssignalen 7^ met een amplitude gelegen in deze zogenaamde hysterese-gebieden kan respektievelijk plaatsvinden in de toestanden 00 of 01, 01 of 10 en 10 respektievelijk 01 of 11. Bij de genoemde keuze van de grootte van elk dezer hysterese-gebieden wordt voorkomen dat toestandsveranderingen optreden in de frequentie van de gewenste signaalcomponent 7S, zodat deze gewenste signaalcomponent 7g lineair wordt versterkt in een stabiele toestand van de versterkingsinrichting, welke bij een niet-15 veranderende gelijkstroomverschuiving 7^ niet verandert.

Ter verduidelijking hiervan zij verwezen naar krommen 1 en 2 in figuur 3, welke het tijdsafhankelijke verloop van een ingangssignaal v^ respektievelijk V^ weergegeven met een gelijkstroomverschuivingsnivo 7^ respektievelijk en 20 een maximale amplitude-variatie 2Δ7 als gevolg van een gewenste signaalcomponent 7g.

7^ ligt in zijn geheel binnen het hysteresegebied tussen 712 en V23' zodat versterking van 7^ kan plaatsvinden in de toestand 10 of 11 van de versterkingsinrichting, afhankelijk van de 25 richting vanwaaruit 7^ op het gegeven nivo is gekomen. Is 7^ door een afname van 7^ in het genoemde hysteresegebied terechtgekomen, dan vindt versterking plaats in de toestand 11; wanneer dit door een toename van 7^ is gebeurd vindt versterking plaats in de toestand 10. In figuur 3 is van deze laatste situatie uitgegaan en 30 resulteert 7^ in een uitgangssignaal 71u met een gewenste signaalcomponent VS1u en een ongewenste gelijkstroomverschuiving 71u. Het tijdsafhankelijke verloop van 71u is met kromme 1' weergegeven. Als gevolg van de gelijkstroomverschuivingsreduktie in de sektie A, welke zoals hiervoor vermeld in de toestand 10 plaatsvindt 35 ofwel een dode zone ter grootte van V12, is de verhouding tussen de gewenste signaalcomponent en de ongewenste gelijkstroomverschuiving fVgii/^ii) van het ingangssignaal 7^ veel kleiner dan die 8 3 ö1 31 3 PHN 11.750 10 (Vsiu/Viu) van het uitgangssignaal V1u, terwijl de grootte van V1u, kleiner is dan het genoemd maximaal toelaatbare optredend nivo van VUffl. Bij een (niet weergegeven) versterking van eenzelfde ingangssignaal in de toestand 11, vindt zowel in de 5 sektie A als in de sektie B een gelijkstroomverschuivingsreduktie plaats, waardoor in deze toestand 11 de verhouding (VSiu/Viu) nog groter is dan in de toestand 01. De dode zone strekt zich dan uit van 0 tot V^.

Het ingangssignaal V2i passeert momentaan het 10 ingangsdrempelnivo V23 en wordt daardoor versterkt in de toestand 11, waarin een tweevoudige gelijkstroomverschuivingsreduktie plaatsvindt en de dode zone zich uitstrekt van 0 tot V13, evenals in het laatstgenoemd geval. Het uitgangssignaal V2U is met kromme 2' weergegeven en toont een verhouding tussen de gewenste signaalcomponent 15 en de ongewenste gelijkstroomverschuiving vg2U/^2u' we^e belangrijk groter is dan die (vs2i^2i^ van ^et in9an9ssi9naal V2^, terwijl V2u ver beneden het genoemde toelaatbare nivo vum ligt. Daalt beneden v13 dan zal V2^ het drempelnivo kunnen onderschrijden en vindt versterking van 20 V2j_ plaats in de toestand 10, waarin slechts in de sektie A een gelijkstroomnivo-reduktie plaatsvindt en de dode zone zich uitstrekt van 0 to V^. De verhouding 00^ nu 3ro'ter dan VSii/V^i terwijl V2u kleiner is dan VUffl.

In een praktische uitvoering van de 25 versterkingsinrichting van figuur 1 is deze in gebalanceerde vorm uitgevoerd waardoor zowel positieve als negatieve gelijkstroomverschuivingen kunnen worden gereduceerd. In figuur 4 is de sektie A van deze gebalanceerde versterkingsinrichting weergegeven.

Omdat de sektie B van dezelfde schakelingsconfiguratie kan zijn als de 30 sektie A is deze eenvoudigheidshalve achterwege gelaten. De werkpuntsinstelling van de versterkingsinrichting is zodanig gekozen, dat een uitgangskarakteristiek wordt verkregen, welke in vorm overeenkomt met die van figuur 3, maar waarvan de oorsprong van het 1 1 V'/V„ assenstelsel over - V · en - V-„ x u 2 2 35 verschoven ligt.

De in figuur 4 getoonde sektie A is voorzien van een gebalanceerde signaalingang IA, welke met de 'ingang I van de H 'i “ .η i 1/ PHN 11.750 11 versterkingsinrichting van figuur 1 overeenkomt en een gebalanceerde signaaluitgang 0A welke gekoppeld is aan een (niet weergegeven) gebalanceerde ingang van de sektie B.

De signaalingang IA is enerzijds via een lineaire 5 spannmgsstroomomz etter T^-T^, *1 9e^°PPe^ aan ae bistabiele trekkerschakeling A4, gerealiseerd door middel van flip flop T5, Tg, R-j, R4, I2 en anderzijds aan een lineaire versterkertrap gerealiseerd met behulp van de versterkerschakeling T11-T14' r7"^10' *5* sPannin9str00m0Illzetter bevat een 10 transistorpaar T.jT2, waarvan de bases gekoppeld zijn aan de signaalingang IA, de collectors een gebalanceerde uitgang van de omzetter vormen en de emitters voor een linearisering van de omzetting van ingangsspanning naar uitgangsstroom gekoppeld zijn aan een lineariseringsschakeling. Deze lineariseringsschakeling bevat een 15 transistorpaar T2T4, waarvan de collector-emitterwegen respektievelijk in serie geschakeld zijn met die van het transistorpaar T^. De collectors van T3 en T4 zijn kruisgekoppeld met de tegenoverliggende bases, terwijl de emitters via onderling gelijke emitterweerstanden R1 en R2 en een gemeenschappelijke 20 emitterstroombron I1 aan massa liggen. De lineariseringsschakeling bewerkstelligt voor elk der beide transistoren en T2 van het transistorpaar T1T2 een afname van de collectorstroom bij een toename van de basisspanning, dat wil zeggen toont de basisspanning van T.j een positief spanningsverschil ten opzichte van die van T2, dan 25 is de collectorstroom van kleiner dan die van T2 en omgekeerd.

De bistabiele trekkerschakeling A4 bevat een emittergekoppeld transistorpaar TgTg, waarvan de onderling gekoppelde emitters via een gemeenschappelijke emitterstroombron I2 aan massa liggen en waarvan de collectors kruisgekoppeld zijn met de 30 tegenoverliggende bases. Deze collectors zijn respektievelijk gekoppeld aan de collectors van het transistorpaar T1T2 en liggen via onderling gelijke, gemeenschappelijke collectorweerstanden R-j, R4 aan een voedingsspanning. De hysterese van A4 kan worden ingesteld met behulp van de stroom door de emitterstroombron I2 en de weerstanden 35 R^, R^. De drempelnivo's welke de hysterese begrenzen liggen vanwege de gebalanceerde uitvoering in hoofdzaak symmetrisch ten opzichte van een referentiespanning, bijvoorbeeld

Sgo1 3 1 5 PHN 11.750 12 VV2.

~T~

De trekkerschakeling A^ wordt gevolgd door de buffertrap Ag, bevattende in cascade geschakelde eerste en tweede emittergekoppelde transistorparen T7Tg en TgT10, elk met een 5 gemeenschappelijke emitterstroombron Ig respektievelijk I^, welke aan massa ligt. De bases van Ίη, Tg zijn gekoppeld met de collectors van Tg, Tg terwijl de collectors enerzijds via onderling gelijke collectorweerstanden Rg en Rg aan de voedingsspanning en anderzijds aan de bases van Tg, T^q liggen. De buffertrap Ag vergroot de 10 flanksteilheid van de toestandsovergangen van de trekkerschakeling A^.

De stapgrootte wordt bepaald door de stroom door de transistors Tg en T.jQ en de grootte der collectorweerstanden Rg en R7.

De versterkertrap bevat in een eenzelfde configuratie als de genoemde lineaire spanningsstroomomzetter 15 (T^-T^, R^, R2, 1^) transistorparen T^, T^ en T^, emitterweerstanden Rg, R^q en een emitterstroombron Ig. De bases van T^, T^ liggen aan de signaalingang IA, de collectors zijn onderling respektievelijk verbonden met de collectors van T1Q,

Tg van de buffertrap Ag en liggen via gemeenschappelijke 20 collectorweerstanden R7, Rg aan de voedingsspanning. Met deze onderlinge verbinding wordt de hiervoor genoemde gelijkstroomcompensatie-inrichting A2 gevormd. Deze collectors zijn tevens met de uitgang 0^ van de sektie A gekoppeld en liggen als zodanig aan de ingang van de (niet weergegeven) sektie B.

25 De versterkertrap A^ is in het onderhavige praktijkvoorbeeld zodanig gedimensioneerd, dat diens versterkingsfaktor 2 bedraagt en de stroom van de emitterstroombron Ig viermaal die van de emitterstroombron I^ van het transistorpaar Tg, T1(g bedraagt.

De gelijkstroomverschuiving van het uitgangssignaal Vu aan de 30 collectors van T^ en T^ is daarbij niet alleen afhankelijk van de gelijkstroomverschuiving van het ingangssignaal V^, maar ook van de stroom door de transistoren T^q en Tg. De bistabiele trekkerschakeling A 4 verkeert in de ene stabiele toestand, bijvoorbeeld 0-toestand, wanneer Tg geleidt en Tg blokkeert en in de 35 andere stabiele (1-) toestand, wanneer Tg blokkeert en Tg geleidt.

In de 0-toestand zal dan T7 blokkeren en Tg geleiden, waardoor Tg geleidt en T^q blokkeert. De stroom door Tg veroorzaakt via Rg een $ ö v* 1 o 1 o PHN 11.750 13 zeker gelijkstroomnivo-verschuiving van het uitgangssignaal van de versterkertrap A1f waardoor voor ingangssignalen 7^ welke in deze toestand versterkt worden dat wil zeggen ingangssignalen, waarbij de collectorstroom van groter is dan die voor T2 de 5 gelijkstroomverschuiving van het uitgangssignaal onder een toelaatbaar maximum blijft. Neemt vanuit deze 0-toestand het ingangssignaal 7^ aan de ingang IA toe, dat wil zeggen neemt de basisspanning van toe ten opzichte van die van T2, dan zal bij overschrijding van een positief (hiervoor tweede genoemde) ingangsdrempelnivo de basisspanning 10 van Tg ten opzichte van die van Tg zodanig zijn toegenomen dat de 0-toestand in de 1-toestand omslaat. Deze omslag resulteert na flankversteiling in de buffertrap Ag in een stapvormige gelijkstroomverschuivingsreduktie aan de gemeenschappelijke collectors van Tg, T12 en T10, T^, doordat de stroom door R? stapvormig 15 met de collectorstroom van T^q vergroot en de stroom door Rg met een stroom van eenzelfde stapgrootte, dat wil zeggen de stroom van de emitterstroombron 1^, verminderd wordt. Neemt vanuit deze 1-toestand het ingangssignaal 7^ af, dan vindt een terugkeer in de genoemde oorspronkelijke 0-toestand eerst plaats bij een negatief (hiervoor 20 eerste genoemd) ingangsdrempelnivo.

Bij een cascadeschakeling van de sektie A met een in schakelingsconfiguratie daarmee overeenkomende sektie B, is het van voordeel bij de gegeven versterkingsfaktor van 2 de hysterese van de trekkerschakeling van de sektie B 2x zo groot te kiezen als die van de 25 sektie h, dat wil zeggen de naar de ingang X van de versterkingsinrichting getransponeerde hysterese onderling gelijk te kiezen. Daardoor wordt binnen het ingangssignaalbereik een gelijkmatig reduktiegedrag verkregen.

Het zal duidelijk zijn dat door een geschikte 30 werkpuntsinstelling de schakeling van figuur 4 ook kan resulteren in een uitgangskarakteristiek zoals in figuur 3 weergegeven en dat de toepassing van de uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van twee sekties. Zo zal een versterkingsinrichting volgens de uitvinding met 3 in cascadegeschakelde sekties bij een geschikte dimensionering 8 35 stabiele toestanden kunnen aannemen, hetgeen een nauwkeuriger instelling van de dode zone ofwel een nauwkeuriger reduktie van de ongewenste gelijkstroomverschuiving mogelijk maakt. In principe is een realisatie S 8 01 3 1 6 PHN 11.750 14 van de uitvindingsgedachte met één enkele sektie mogelijk, omdat daarin reeds een (enkelvoudige) gelijkstroomreduktie kan plaatsvinden.

Verder zij opgemerkt, dat een uitgangskarakteristiek zoals in figuur 3 weergegeven ook realiseerbaar is met een (niet 5 weergegeven) parallelschakeling van vier sekties, te weten één voor elk der toestanden 00, 01, 10 en 11. Hoewel ten opzichte van een seriële uitvoering met n sekties zoals hiervoor besproken een versterkingsinrichting volgens de uitvinding met parallelle sekties meer, namelijk 2n, sekties behoeft voor een vergelijkbaar reduktie-10 gedrag, is de uitgangskarakteristiek nauwkeuriger en eenvoudiger te definiëren. De naar de ingang getransponeerde drempelnivo's van zo'n versterkingsinrichting korresponderen dan met de eerste en tweede drempelnivo's van de bistabiele trekkerschakelingen van de onderscheidenlijke sekties en dienen in het algemeen bij voorkeur 15 zodanig te worden gekozen dat de hysteresegebieden der sekties in een elkaar niet overlappende ligging over het ingangsbereik van de versterkingsinrichting zijn verdeeld, terwijl men de grootte van de reduktiestappen optimaal naar de gewenste uitgangskarakteristiek kan kiezen.

20 Het zal voor een vakman niet moeilijk zijn de uitvinding in een andere vorm toe te passen, bijvoorbeeld door in een of meer sekties na een aanpassing van de dimensionering de gelijkstroomcompensatie-inrichting in signaalrichting vóór de versterkertrap te plaatsen, zoals in figuur 5 weergegeven of door de 25 versterkertrap in signaalrichting vóór de drempelschakeling te plaatsen zoals in figuur 6 weergegeven. Ook zijn andere realisatie-vormen van de versterkertrap, de gelijkstroomcompensatie-inrichting de bistabiele trekkerschakeling en de buffertrap dan de getoonde mogelijk.

Figuur 7 toont een toepassing van een gebalanceerde 30 versterkingsinrichting volgens de uitvinding met 3 onderling gelijke sekties A, B en C in een fasegesleutelde lus van een direktmengende AM-synchroónontvanger. Deze ontvanger bevat een synchrone demodulator PI, waaraan enerzijds het HF-AM ontvangstsignaal is toegevoerd en anderzijds een lokale, met de HF-ontvangstdraaggolf in fase verkerende 35 mengdraaggolf. Aan de uitgang van de synchrone demodulator PI wordt uit het verkregen mengprodukt via een laagdoorlaatfilter LPI het gewenste AM modulatiesignaal geselecteerd.

.. o y ί o ? ^ - PHN 11.750 15

De opwekking van de lokale mengdraaggolf vindt plaats in de reeds genoemde fasegesleutelde lus bevattende een fasedetektor ?Q mer daaraan in een lusconfiguratie achtereenvolgens gekoppeld sekties A, S en C van de versterkingsinrichting volgens de uitvinding, een 5 lusfliter DPQ en een spanningsgestuurde oscillator VCO, welke een in-fase en een kwadratuur oscillatorsignaal levert. Aan de fasedetektor PQ wordt zowel het kwadratuur oscillatorsignaal van VCO als het HF-AM ontvangstsignaal toegevoerd. De fasedetektor PQ levert een signaal, welke in het ideale geval bij een precieze fasekwadratuurrelatie tussen 10 de beide signalen nul is en in amplitude evenredig varieert met van deze kwadratuur relatie afwijkende faseverschillen tussen de beide signalen.

Dit faseverschilsignaal wordt na versterking in de versterkingsinrichting hi B en C en selectie in het lusfilter LPQ als faseregelsignaal aan de spanningsgestuurde oscillator VCO toegevoerd.

15 Bij een voldoend grote lusversterking volgt het kwadratuuroscillator-signaal over een faseverschil van 90° nauwkeurig de HF-ontvangstdraag-golf, zodat het in fase oscillatorsignaal nauwkeurig in-fase of in tegenfase met deze laatstgenoemde draaggolf verkeert en in de synchrone demodulator PI en een juiste synchrone demodulatie plaatsvindt.

20 Als gevolg van in de praktijk voorkomende ongewenste gelijkstroomverschuivingen, welke in relatie tot de gewenste faseverschil informatiecomponent vooral groot zijn bij geringe ontvangstveldsterkten, wordt het laatstgenoemd faseregelsignaal verstoord. Dit resulteert in een fase asynchroniteit tussen de HF-25 ontvangstdraaggolf en het lokale in-fase oscillatorsignaal, welke bijvoorbeeld varieert met de ontvangstveldsterkte, temperatuur of andere oorzaken van de genoemde gelijkstroomverschuivingen en daarmede in een verstoring van de demodulatie van het HF-ontvangstsignaal. De versterkingsinrichting A, S en C aan de uitgang van de fasedetektor PD reduceert 30 de ongewenste gelijkstroomverschuivingen ten opzichte van de fase-verschil informatiecomponent van het faseregelsignaal op de hiervoor beschreven wijze, zodat een nauwkeurige fase-synchronisatie wordt verkregen. In de praktijk blijkt toepassing van 3 sekties in de versterkingsinrichting in een voldoend nauwkeurige gelijkstroomreduktie van het faseregelsignaal 35 te resulteren om signalen binnen een groot, met die van conventionele syperheterodyne ontvangers vergelijkbaar, veldsterkte-variatiegebied ofwel ingangsdynamiekbereik storingsvrij te kunnen demoduleren.

650 1 3 1 a

Claims (6)

1. Versterkingsinrichting met een regelbare dode zone voor een reduktie van een ongewenste gelijkstroomverschuiving (DC-offset) van een in amplitude variërend ingangssignaal, voorzien van een drempelschakeling en een daarmee gekoppelde versterkertrap, met het 5 kenmerk, dat de drempelschakeling een bistabiele trekkerschakeling bevat, welke vanuit een activeringstoestand in een rusttoestand overgaat, wanneer de ingangssignaalamplitude een eerste drempelnivo onderschrijdt en vanuit de rusttoestand in de activeringstoestand, wanneer de ingangssignaalamplitude een tweede drempelnivo overschrijdt, 10 welke beide drempelnivo's een hysterese begrenzen, welke groter is dan de maximale, gewenste amplitude-variatie van het ingangssignaal, welke bistabiele trekkerschakeling gekoppeld is aan een in de signaalweg van de versterkingsinrichting opgenomen gelijkstroomcompensatieschakeling en daaraan in de activeringstoestand een trekkersignaal levert voor het 15 reduceren van het gelijkstroomnivo van het via de signaalweg aan de gelijkstroomcompensatie-inrichting toegevoerd signaal met een vaste stapgrootte.

2. Versterkingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ingang van de versterkertrap tevens ingang van de 20 drempelschakeling is en de gelijkstroomcompensatie-inrichting gekoppeld is aan de uitgang van de versterkertrap.

3. Versterkingsinrichting volgens conclusie 2, gekenmerkt doordat de genoemde versterkertrap, drempelschakeling en gelijkstroomcompensatie-inrichting een enkele sektie vormt van een 25 cascadeschakeling van n onderling in schakelingsconfiguratie overeenkomende sekties, waarbij de reductie-stapgrootte van elk der in signaalrichting eerste (n-1) sekties groter is dan de hysterese van de . respektievelijk daarop volgende sektie.

4. Versterkingsinrichting volgens conclusie 3, met het 30 kenmerk, dat de naar de ingang van de versterkingsinrichting getransponeerde drempelnivo's der sekties in hoofdzaak regelmatig over het ingangsbereik van de versterkingsinrichting verdeeld zijn en dat de naar de uitgang van de versterkingsinrichting getransponeerde reduktie stapgrootte en hysterese der sekties onderling in hoofdzaak 35 gelijk zijn.

5. Versterkingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de genoemde versterkertrap, drempelschakeling en ösM i i f! v u v ï ^ j ^ PHN 11.750 17 gelijkstroomcompensatie-inrichting een enkele sektie vormt van een parallelschakeling van althans twee sekties, waarbij de hysterese-gebieden van de sekties in een elkaar niet overlappende ligging verdeeld zijn over het ingangssignaalbereik van de versterkingsinrichting. 5

6. Direktmengende AM-synchronontvanger voorzien van een HF- ingang, welke enerzijds gekoppeld is met een synchrone AM-detektor en anderzijds met een fasegesleutelde lus voor de opwekking van een met de draaggolf van het HF-ontvangstsignaal fasegekoppelde lokale draaggolf, welke fasegesleutelde lus in een lusconfiguratie achtereenvolgens 10 geschakeld een fasedetektor, een lusfilter en een spanningsgestuurde oscillator bevat, met het kenmerk, dat een versterkingsinrichting volgens één der voorafgaande conclusies is geschakeld tussen de fasedetektor en het lusfilter voor een onderdrukking van een parasitaire gelijkstroomverschuiving in het faseregelsignaal van de lus. 3 8 0 1318