NO169867B - Toppverdi-detektor, spesielt ved frekvensmodulasjon. - Google Patents

Description

Op<p>finnelsens område.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en toppverdi-detektorkrets, omfattende en toppdetektor-diodekrets for detektering av topper i et FM-demodulert signal som tilføres toppverdi-detektorkretsen, en kondensator forbundet med utgangen fra diodekretsen, en motstand forbundet i parallell med kondensatoren og en forsterker forbundet med utgangen fra diodekretsen og med en høy inngangsimpedans, idet kretsen omfatter organer som er innrettet til å utføre utladning av kondensatoren i løpet av en forkortet tid som reaksjon på detektering av nivået for det FM-demodulerte signal.

Omtale av kjent teknikk.

US 3.508.158 vedrører en toppverdi-detektor hvor en toppverdi detekteres, og hvoretter de ekektriske ladninger som indikerer toppverdien, blir hurtig utladet via en utladningskrets hver gang toppverdien blir detektert. Imidlertid blir de elektriske ladninger akkumulert inntil etter at toppverdien er detektert. Det innebærer at toppverdien ikke nødvendigvis representerer hver toppverdi.

I motsetning til denne kjente teknikk, blir ifølge oppfinnelsen utladningskretser etablert hele tiden via inngangs-impendansen hos forsterkerne og motstander, og spennings-nivået vil av den grunn bli tilbakeført til et stabilt toppnivå eller en lavere toppverdi. Dessuten vil det bli etablert raske utladningsruter i de respektive utladningskretser som blir tatt i bruk ved detektering av toppverdien. På denne måte vil alle toppverdier bli raskt detektert i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Videre vil bølgeformer fra utgangen fra detektorkretsen kunne følge inngangsbølgeformen med nøyaktig gjengivelse.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen vil den relaterte kjente teknikk bli omtalt noe detaljert under henvisning til figur 1 av den vedføyde tegning som ved et skjematisk kretsdiagram viser et målesystem innbefattende aen FM-sender som generelt er betegnet med henvisningstall 10, og et FM-måleapparat betegnet med 20. FM-måleapparatet 20 er sammensatt av en lokal oscillator 20A, en omformer eller mikser 20B, en begrenser 20C, en FM-detektor 20D, en nivåregulator 20E, en toppdetektor-krets 20F, en indikator 20G, en lavfrekvens-oscillator 20H og en annen nivåregulator 20K forbundet på den viste måte. Slik det vil fremgå, er FM-måleapparatet 20 en slags FM-mottaker som er slik anordnet at den måler modulasjonskarakteristikkene og andre karakter-istikker for FM-senderen 10. Til dette formål er den sistnevnte forbundet med en FM-modulasjoneksiteringskilde som består av lavfrekvens-oscillatoren 20H og nivåregula-toren 20K innlemmet i FM-måleapparatet 20. På den annen side mottar FM-måleapparatet 20 et FM-signal fra FM-senderen 10, idet signalet blir demodulert av FM-detektoren 20D. Toppdetektor-kretsen 2OF detekterer toppverdien av det demodulerte signal, idet det detekterte demodulerte signal blir påtrykket indikatoren 20G. På denne måte kan man måle modulasjonsfrekvenskarakteristikkene og lignende for FM-senderen 1 0.

Figur 2 viser et hittil kjent kretsarrangement for toppdetektor-kretsen 20F, brukt ved systemet vist på figur 1. Under henvisning til figur 2 angir henvisningssymbolet IA en forsterker, 2A og 3A angir respektive dioder, 4A angir en kondensator, 5A angir en motstand, 6A angir en forsterker og 7 angir en addisjonskrets. Henvisningssymbolene 1B-6B angir de samme elementer som dem som er angitt med 1A-6A. Det skal imidlertid noteres at diodene 2B og 3B er forbundet med motsatte polariteter i forhold til dem for diodene, henholdsvis 2A og 3A. Følgelig blir inngangssignalet til toppdetektor-kretsen 20F vist på figur 2, detektert med hensyn til toppnivåene for både negative og positive polariteter. I denne forbindelse skal det nevnes at inngangssignalet til toppdetektor-kretsen vist på figur 2, kan innbefatte et vidbåndssignal, f.eks. et signal med en utstrakt periode og et pulslignende skudd-signal. I den hensikt å sikre en høy målenøyaktighet også i et slikt tilfelle, er det nødvendig at ladetiden for kondensatoren 4A blir forkortet. For dette formål blir kondensatoren 4A vanligvis valgt med en liten verdi, mens forsterkeren 6A forbundet med kondensatoren 4A for bibeholdelse av ladespen^-ningen over kondensatoren, er konstruert til å gi en høy inngangsimpedans.

Figur 3 av de vedføyde tegningsfigurer viser bølgediagrammer for å illustrere forholdet mellom inngangssignalet og utgangssignalet med hensyn til toppdetektor-kretsen 20F for den kretskonstruksjon som er vist på figur 2. Mer spesielt er bølgeformen for inngangssignalet til toppdetektor-kretsen vist ved (a), mens bølgeformen for utgangssignalet er vist ved (b). Slik det fremgår av figurene, har inngangssignalet (a) topper P og Q som gir større øyeblikkelige verdier i forhold til et stabil nivå R. Disse topper opptrer som topper P' og Q' på utsignalbølgeformen (b). Slik det fremgår ved bølgeformen (b), selv om toppdetektor-kretsen kan utøve en rask reaksjon på den stigende flanke av toppen i inngangssignalet (a), er det involvert en betydelig forsinkelse når man følger den fallende flanke av toppen av inngangssignalet for oppnåelse av det stabile nivå R<1>.

Det kan forklares ved det forhold at kondensatoren 4A blir utladet gjennom forsterkeren 6A som har en høy inngangs-impendans.

Den forsinkelse som er innlemmet ved gjenvinningen av utgangssignalet til det stabile nivå R<1> som reaksjon på den fallende flanke av toppen i inngangssignalet, er beheftet med de problemer som er angitt ovenfor.

Når frekvensovergangen for FM-senderen 10 skal måles med henblikk på kalibrering eller lignende, blir FM-senderen 10 eksitert fra lavfrekvens-oscillatoren 20H gjennom nivåre-gulatoren 20K for styring av den tilhørende FM-modulasjon. FM-signalet som fremskaffes av FM-senderen 10 blir mottatt av FM-måleapparatet 20 som blir fremvist ved indikatoren 20G. I denne forbindelse skal det noteres at når frekvensovergangen eller endringen av FM-signalet blir utført trinnvis, for derved å innstille en ønsket verdi ved konsultasjon eller observasjon av den informasjon som blir gitt av indikatoren 20G, vil det medgå mye tid inntil det etableres koinsidens mellom den ønskede verdi og den som er fremvist av indikatoren 20G, på grunn av den betydelige tidsforsinkelse som er involvert i utgangssignalet fra toppdetektor-kretsen 2OF ved oppfølging av reduksjonen i nivået fra innsiden til denne, slik det er beskrevet ovenfor under henvisning til figur 3, noe som på sin side innebærer at målingen er meget tidkrevende og gir opphav til et problem.

Sammenfatning av oppfinnelsen.

Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å forbedre toppdetektor-kretsen 20F, slik at utgangen derfra kan følge med selv den raske reduksjon i nivået for inngangssignalet til kretsen uten noen betydelig forsinkelse, og å skaffe et FM-måleapparat som er immunt overfor den ovenfor omtalte problem.

I lys av det ovenfor angitte og andre hensikter som vil fremkomme i den videre beskrivelse, er det fremskaffet i henhold til den generelle side av den foreliggende oppfinnelse, en toppdetektor-krets av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at nevnte organer innbefatter en andre motstand med en mindre impedans enn den førstnevnte motstand forbundet i parallell med den førstnevnte motstand via en omkobler som slås på/av i et tidsforhold gitt som reaksjon på detekteringen av reduksjonen i toppnivået for det FM-demodulerte signal.

Disse og andre fordeler og hensikter med den forliggende oppfinnelse vil fremgå for fagfolk innen området ved lesing av den følgende detaljerte beskrivelse, tatt i forbindelse med tegningsfigurene som anskueliggjør et eksempel på en utførelsesform for oppfinnelsen.

Kort omtale av tegningsfigurene.

Figur 1 er et blokkdiagram som viser et målesystem som innbefatter en FM-sender og et FM-måleapparat,

figur 2 er et kretsdiagram som viser en hittil kjent toppdetektor-krets,

figur 3 er et bølgeformdiagram som viser forholdet mellom innsignalet og utsignalet for toppdetektor-kretsen vist på figur 2,

figur 4 er et kretsdiagram som viser en utførelsesform for toppdetektor-kretsen i hehold til oppfinnelsen,

figurene 5a-5d er signalbølgeform-diagrammer som anskuelig-gjør driften av detektor-kretsen i henhold til oppfinnelsen.

Omtale av foretrukne utførelsesformer.

Figur 4 viser et kretsarrangement av toppdetektor-kretsen i henhold til et eksempel på en utførelsesform i henhold til oppfinnelsen. På figuren er kretselementer som svarer til dem som er vist på figur 2, angitt med samme henvisningssym-boler og gjentatt omtale av disse er derfor utelatt. Idet det henvises til figur 4 angir henvisningssymbolene 8A og 8B brytere, og 9A og 9B angir respektive motstander. Bryterne 8A og 8B blir slått på/av som reaksjon på et styresignal som tilføres over en buss 20N som er tilkoblet en A/D-omformer 20L og en styreenhet 20M for styring av bryterne 8A og 8B. Styreenheten 20M er slik konstruert at trigger på/av-operasjonen av bryterne 8A og 8B umiddelbart ved opptreden av en reduksjon i utgangssignalet fra A/D-omformeren 20L.

Virkemåten for bryterne 8A og 8B vil bli omtalt i det følgende under henvisning til bølgeform-diagrammene vist på figurene 5a-5d. Figur 5a viser en bølgeform for styresignalet som innstilles ved hjelp av nivåregulatorene 20E og 20K, vist på figur 1 som et eksempel. Slik det vil fremgå, blir det demodulerte signal økt trinnvis og også redusert trinnvis når det oppnås nivået for en innstilt verdi S. Figur 5b viser en signalbølgeform som utsendes fra den hittil kjente toppdetektor-krets vist på figur 2, som reaksjon på signalbølgeformen vist på figur 5a når denne tilføres kretsen. Slik det vil fremgå av figuren, vil den detkterte bølgeform, selv om den detekterte eller utsendte bølgeform, følger omhylningskurvene for inngangsbølgeformen med nøyaktighet i tilfelle inngangssignalet øker eller blir sterkere, bli underkastet forvrengning (dvs. en mild form for reduksjon eller fall) når inngangssignalet blir redusert av den grunn som er omtalt ovenfor.

I motsetning til dette viser figur 5c en signalbølgeform som kan oppnås ved detektering av den bølgeform som vist på figur 5a ved hjelp av toppdetektor-kretsen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, vist på figur 4. Slik det fremgår ved sammenligning av bølgeformen vist på figur 5c med bølgeformen vist på figur 5b, forblir begge bølgeformer like inntil inngangssignalet har oppnådd det innstilte nivå S. Imidlertid, i tilfelle av toppnivådetektor-kretsen i henhold til oppfinnelsen, vil styreenheten 20M bevirke at bryterne 8A og 8B umiddelbart kobles inn/ut ved opptreden av en reduksjon i nivået for inngangssignalet. Når bryterne 8A og 8B kobles inn, blir motstanden 9A og 9B koblet i parallell med motstandene, henholdsvis 5A og 5B, med det resultat at kondensatorene 4A og 4B blir tvunget til å lade seg ut raskt. Som en konsekvens blir detekteringsutgangen null, slik det er vist ved T på figur 5c. Bryterne 8A og 8B blir deretter koblet inn umiddelbart etter utkoblingsoperasjonen under kommando av styreenheten 2OM, noe som resulterer i at utgangsbølgeformen for toppdetektor-kretsen i henhold til oppfinnelsen, øker til det øyeblikkelige toppnivå i løpet av en kort tid, slik det er indikert ved U på figur 5c.

Figur 5d viser en bølgeform for styresignalet som tilføres over bussen 2ON for styring av bryteroperasjonene omtalt ovenfor. Styresignalet blir fremskaffet ved enhver reduksjon av inngangsbølgeformen, vist på figur 5a.

Slik det fremgår av bølgeformen vist på figur 5c, vil utgangsbølgeformen fremskaffet ved toppdetektor-kretsen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, ifølge toppbølge-formen for inngangssignalet med en forbedret nøyaktighet selv under den fase hvor inngangstopopnivået avtar trinnvis.

Slik det nå fremkommer fra den foregående beskrivelse, er det i henhold til oppfinnelsen fremskaffet en forbedret toppdetektor-krets som muliggjør oppfølgingen av inngangs-toppbølgeformen med forbedret nøyaktighet ved hjelp av et slikt arrangement at kondensatorene 4A, 4B blir tvunget til rask utladning ved reduksjon i inngangstoppnivået, og umiddelbart deretter ladet på nytt. Således kan den påtenkte måling utføres i løpet av en kort tid, når frekvensoverfør-ingen fra en FM-sender skal måles, eller når indikatoren for FM-måleinstrumentet skal kalibreres.

Det er påtenkt at den foreliggende oppfinnelse og mange av dens tilhørende fordeler vil bli forstått fra den foregående beskrivelse, og det vil være innlysende at forskjillige endringer kan utføres med hensyn til form, konstruksjon og arrangement av de deler som er beskrevet her, uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og omfang, eller ved å gjøre avkall på alle oppfinnelsens materielle fordeler, idet den form som hittil er beskrevet, bare er en foretrukken eller eksempel-vis utførelsesform for oppfinnelsen.

Claims (3)

1 . Toppverdi-detektorkrets, omfattende en toppdetektor-diodekrets for detektering av topper i et FM-demodulert signal som tilføres toppverdi-detektorkretsen, en kondensator forbundet med utgangen fra diodekretsen, en motstand forbundet i parallell med kondensatoren og en forsterker forbundet med utgangen fra diodekretsen og med en høy inngangsimpedans, idet kretsen omfatter organer som er innrettet til å utføre utladning av kondensatoren i løpet av en forkortet tid som reaksjon på detektering av nivået for det FM-demodulerte signal, karakterisert ved at nevnte organer innbefatter en andre motstand med en mindre impedans enn den førstnevnte motstand forbundet i parallell med den først-nevnte motstand via en omkobler som slås på/av i et tidsforhold gitt som reaksjon på detekteringen av reduksjonen i toppnivået for det FM-demodulerte signal.

2. Detektorkrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at kondensatoren på nytt blir ladet raskt umiddelbart etter utladning.

3. Detektorkrets som angitt i krav 2, karakterisert ved at et par kanaler som hver innbefatter nevnte diodekrets, nevnte kondensator, nevnte første og annen motstand, idet bryteren og forsterkeren er anordnet i parallell med hverandre, samtidig som utgangene fra kanalene er kombinert via en addisjonsenhet, idet diodene for en kanal er forbundet med en motsatt polaritet i forhold til diodene som tilhører den annen kanal, slik at toppnivået for enten positive eller negative polariteter kan detekteres.