DE2114149B2 - AMPLITUDE DISCRIMINATOR FOR A CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A CORRECTION SIGNAL FOR EDGE DISTRIBUTION OF PULSES - Google Patents
AMPLITUDE DISCRIMINATOR FOR A CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A CORRECTION SIGNAL FOR EDGE DISTRIBUTION OF PULSESInfo
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Description
tialquotienten des Eingangssignals entsprechenden Signals nut dem Eingang der Addierstufe verbunden ist.tialquotient of the input signal corresponding signal only connected to the input of the adder is.
Die Erfindung wird nun an Hand der Fig I bis 7 näher erläutert, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen TeUe dargestellt sind Aus den Figuren ersichtliche gleiche Teile sind mit glichen Bezugszeichen versehen. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to FIGS Invention necessary TeUe are shown from the figures, the same parts are with the same Provided with reference numerals. It shows
Fig. i eine Schaltungsanordnung zur Flankenversteilerung von Impulsen gemäß der Erfindung,1 shows a circuit arrangement for increasing the edge of pulses according to the invention,
Fig.2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen steuerbaren Amplitudendiskriminators im Detail,Fig.2 shows an embodiment of the invention controllable amplitude discriminator in detail,
F i g. 3 Impulsdiagramme der in den Schaltungsanordnungen nach F i g. 1 und 2 auftretenden SignaleF i g. 3 pulse diagrams in the circuit arrangements according to FIG. 1 and 2 occurring signals
F ι g. 4 em weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen steuerbaren Amplitudendiskriminators im Detail,Fig. 4 em another embodiment of the invention controllable amplitude discriminator in detail,
F i g. 5 Impulsdiagramme der in den Schaltungsanordnungen nach F i g. 1 und 4 auftretenden Signale,F i g. 5 pulse diagrams in the circuit arrangements according to FIG. 1 and 4 occurring signals,
t-ig.6 eine weitere Schaltungsanordnung zur Flankenversteilerung von Impulsen gemäß der Erfindung, t-ig.6 another circuit arrangement for Edge steepening of pulses according to the invention,
F i g. 7 Impulsdiagramme der in der Schaltungsanordnung nach F i g. 6 auftretenden Signale.F i g. 7 pulse diagrams in the circuit arrangement according to FIG. 6 occurring signals.
Ein in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 der Klemme 1 zugeführter Impuls wird durch das Tiefpaßglied 2 (z.B. Übertragungsstrecke) zu einem Impuis A (s. F i g. 3 bzw. 5) mit abgeflachten Flanken und Überschwingungen verzerrt. Zur Flankenversteilerung wird diesem Impuls A in einer Addierstufe 3 ein Korrektursignal G' zugefügt, so daß an Klemme 4 am Ausgang der Addierstufe ein Signal H mit steilen Fianken entsteht. Das Korrektursignal G' wird in anOne in the circuit arrangement according to FIG. 1 pulse supplied to terminal 1 is distorted by the low-pass element 2 (e.g. transmission path) to a pulse A (see Fig. 3 or 5) with flattened edges and overshoots. To increase the edge, a correction signal G 'is added to this pulse A in an adding stage 3, so that a signal H with steep edges is produced at terminal 4 at the output of the adding stage. The correction signal G 'is in
fen 12' und 16' nur Spannungen unterhalb eines bestimmten Potentials durchlassen. Somit entstehen an den Ausgängen der Abschneidestufen 12 bzw. 12' die Signale C bzw. C, bei denen alle Signalanteile unterhalb bzw. oberhalb der Abschneidepotentiale abgeschnitten sind. Mit dem Spannungsteiler 14, 15 bzw. 14', 15' kann eine Gleichspannung zum Signal addiert werden, mit der das Signal in bezug auf die Abschneidepotentiale geändert werden kann. Die Kapazität der Kondensatoren 13 bzw. 13' wird so klein gewählt, daß die Zeitkonstante, welche durch Kondensator und Spannungsteiler gebildet wird, etwa so groß ist, wie die Zeitkonstante der e-Funktion, mit der die Überschwingungen des Signals B abklingen.Fen 12 'and 16' only let through voltages below a certain potential. Thus, at the outputs of the cutoff stages 12 and 12 ', the signals C and C, respectively, in which all signal components below or above the cutoff potentials are cut off. With the voltage divider 14, 15 or 14 ', 15', a DC voltage can be added to the signal, with which the signal can be changed with respect to the cut-off potentials. The capacitance of the capacitors 13 or 13 'is selected to be so small that the time constant, which is formed by the capacitor and voltage divider, is approximately as large as the time constant of the exponential function with which the overshoots of signal B decay.
Zur Erklärung der Wirkungsweise soll zunächst der obere Zweig betrachtet werden. Durch den positiven Spannungssprung des Signals C wird der Belag a des Kondensators 13 aufgeladen. Das Potential des Belages b des Kondensators steigt dagegen wegen der kleinen Zeitkonstante nicht proportional mit dem Potential des Belagesa, sondern wird etwas verzögert. Der Spannungsabfall über dem Kondensator 13 wird also größer. Bei Beginn der Überschwingungen am Fnde des positiven Impulses des Signals C wird dahe 1 das Potential des Belags b unter die Null-Linie gedruckt, so daß die Überschwingungen von der nachfolgenden Abschneidestufe 16 abgeschnitten werden. Wie weit das Potential des Belages b unter die Null-Linie gedrückt wird, hängt von der Größe des Impulses des Signals C sowie von der Zeitkonstante des Kondensators 13 und des Spannungsteilers i4, 15 ab. Je größer der Impuls und somit auch die Überschwingungen sind, desto weiter wird das Potential unter die Null-Linie gedruckt. Die AbhängigkeitTo explain the mode of operation, the upper branch should first be considered. Due to the positive voltage jump of the signal C, the coating a of the capacitor 13 is charged. The potential of the coating b of the capacitor, on the other hand, does not rise proportionally to the potential of the coating a because of the small time constant, but is somewhat delayed. The voltage drop across the capacitor 13 is therefore greater. At the beginning of the overshoots at the end of the positive pulse of the signal C, the potential of the coating b is then printed below the zero line, so that the overshoots are cut off by the subsequent cutting stage 16. How far the potential of the coating b is pushed below the zero line depends on the size of the pulse of the signal C and on the time constant of the capacitor 13 and the voltage divider i4, 15. The greater the impulse and thus also the overshoots, the further the potential is printed below the zero line. The dependence
sich bekannter Weise durch zweimalige Differenta- 35 ist genau proportional, so daß die Überschwingungen tion des Signals A erzeugt. In der ersten Differenzier- unabhängig von der Größe des Impulses immer abstufe 6 wird ein Signal B entsprechend dem ersten known way by two differentials 35 is exactly proportional, so that the overshoots tion of the signal A is generated. In the first differentiation, regardless of the size of the pulse, a signal B is always level 6 corresponding to the first
Differentialquotienten des Signals A Differential quotient of signal A
gebildet. Danach wird das Signal B dem steuerbaren Amplitudendiskriminator7 zugeleitet, in welchem die im Signal £ enthaltenen Überschwingungen beseitigt werden, so daß an dessen Ausgang das Signal F abnehmbar ist. Dieses Signal F wird in der zweiten Differenzierstufe 8 nochmals differenziert, wodurch das Signal G entsteht. Durch Phasenumkehr des SignalsG 4;, in der Phasenumkehrstufe 9 wird das Korrektursignal G' erzeugt. Um den Laufzeitunterschied zwischen dem zu korrigierenden Signal A und dem Korrektursignal G' auszugleichen, wird das Signal A vor der Addition zur Verzögerung über das Lpufzeitglied 11 geleitet.educated. Then the signal B is fed to the controllable amplitude discriminator7, in which the overshoots contained in the signal £ are eliminated, so that the signal F can be picked up at its output. This signal F is differentiated again in the second differentiating stage 8, as a result of which the signal G is produced. By reversing the phase of the signal G 4 ;, in the phase reversing stage 9, the correction signal G 'is generated. In order to compensate for the difference in transit time between the signal A to be corrected and the correction signal G ', the signal A is passed via the buffer timer 11 before the addition for the delay.
In F i g. 2 ist der erfindungsgemäße steuerbare Amplitudendiskriminator7 detailliert dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus zwei parallelen Zweigen mit je einer ersten Abschneidestlife 12 bzw. 12', je einem als Speicherglied wirkenden Kondensator 1 bzw. 13', je einem Spannungsteiler 14, 15 bzw. 14', 15' und je einer zweiten Abschneidestufe 16 bzw. 16'. deren Ausgänge an einer Addierstufe 17 angeschlossen sind. Weiterhin ist zwischen Eingang des Amplitudendiskriminators 7 und dem Schaltungspunkt 18 bzw. 1.8' zwischen Speicherglied 13 bzw. 13' und Spannungsteiler 14, 15 bzw. 14', 15' je eine Schaltstufe 19 bzw. 19' angeschlossen.In Fig. 2 the controllable amplitude discriminator 7 according to the invention is shown in detail. He consists essentially of two parallel branches, each with a first cut-off life 12 or 12 ', each a capacitor 1 or 13 'acting as a storage element, a voltage divider 14, 15 or 14' each, 15 'and a second cutting stage 16 or 16'. the outputs of which are connected to an adder 17 are. Furthermore, between the input of the amplitude discriminator 7 and the circuit point 18 or 1.8 'between memory element 13 and 13 'and voltage divider 14, 15 or 14', 15 'each have a switching stage 19 or 19' connected.
Die Abschneidestufen haben einen hohen Eingangswiderstand und sind so eingestellt, daß die Abschneidestufen 12 und 16 nur Spannungen oberhalb eines bestimmten Potentials und die Abschneidcstugeschnilten werden. Die Zeitkonstante des ÄC-Gliedes 13, 14, 15 wird so gewählt, daß die Überschwingungen gerade noch zuverlässig abgeschnitten werden. Dadurch ist gewährleistet, daß ein auf einen positiven Spannungssprung unmittelbar folgender weiterer positiver Spannungssprung das Potential des Belages/) des Kondensators 13 wieder über die Null-Linie hinaushebt, so daß auch für diesen zweite» Spannungssprung ein Korrektursignal nahezu unverminderter Amplitude erzeugt wird.The cut-off stages have a high input resistance and are set so that the cut-off stages 12 and 16 only voltages above a certain potential and the cut-off pieces will. The time constant of the ÄC element 13, 14, 15 is chosen so that the overshoots can just be reliably cut off. This ensures that one on a positive Voltage jump immediately following further positive voltage jump the potential of the The coating /) of the capacitor 13 again rises above the zero line, so that for this second » Voltage jump a correction signal of almost undiminished amplitude is generated.
Die nach dem negativen Spannungssprung auftretenden positiven Überschwingungen im Signal C verden dadurch unterdrückt, daß während der Dauer des negativen Spannungssprungs der Belag b des Kondensators 13 auf ein negatives Potential gebracht wird. Dadurch erhält der Kondensator 13 einen dem negativen Sprung proportionalen zusätzlichen Spannungsabfall der die anschließenden Überschwingungen unter das Abschneidepotential der Abschneidestufe 16 herabdrückt. Dies wird mit der Schaltstufe !9 erreicht, welche vom Ausgang der ersten Differcnzk 1 stufe 6 angesteuert wird. Der nur auf negative Spannungssprünge ansprechende Schalter 19 zieht während dieses Spannungssprunges einen positiven Stromstoß vom Belag b des Kondensators 13, dessen Amplitude näherunsgweise proportional zur Amplitude der steuernden Spannung ist. Dadurch wird der Belag b des Kondensators 13 auf negatives Potential gebracht, so daß am Eingang der zweiten Abschneidestufe 16 ein Signal D entsteht. Um auch die vor dem negativen Spannungssprung vorhandene positive Überschwineune zu unterdrücken, ist zwischen dieThe positive overshoots in signal C that occur after the negative voltage jump are suppressed in that the coating b of the capacitor 13 is brought to a negative potential for the duration of the negative voltage jump. As a result, the capacitor 13 receives an additional voltage drop which is proportional to the negative jump and which pushes the subsequent overshoots below the cut-off potential of the cut-off stage 16. This is achieved with the switching stage! 9, which is controlled by the output of the first differential 1 stage 6. The switch 19, which only responds to negative voltage jumps, draws a positive current surge from the coating b of the capacitor 13 during this voltage jump, the amplitude of which is approximately proportional to the amplitude of the controlling voltage. As a result, the coating b of the capacitor 13 is brought to negative potential, so that a signal D is produced at the input of the second cut-off stage 16. In order to also suppress the positive overshoot that was present before the negative voltage jump, between the
erste Differeiizierstufe 6 und die Abschneidestufen 12 bzw. 12' ein Laufzeitglied 21 geschaltet, während die Schaltstufen 19 bzw. 19' unmittelbar am Ausgang der ersten Differenzierstufe 6 liegen. Das Signal D wird über die zweite Abschneidestufe 16 geleitet, so daß am Ausgang dieser Stufe 16 ein Signal E entsteht. Somit läßt der obere Zweig also nur die zu positiven Spannungssprüngen gehörenden positiven Impulse des dem ersten Differentialquotienten entsprechenden Signals passieren, während negative Impulse und alle Überschwingungen unterdrückt werden.A delay element 21 is connected to the first differentiating stage 6 and the cutting stages 12 and 12 ', while the switching stages 19 and 19' are directly at the output of the first differentiating stage 6. The signal D is passed through the second cut-off stage 16, so that a signal E is produced at the output of this stage 16. Thus, the upper branch only allows the positive pulses of the signal corresponding to the first differential quotient belonging to positive voltage jumps to pass, while negative pulses and all overshoots are suppressed.
Dementsprechend läßt der untere Zweig nur die zu negativen Spannungssprüngen gehörenden negativen Impulse des dem ersten Differenlialquotienten entsprechenden Signals passieren, während positive Impulse und alle Überschwingungen unterdrückt werden. Die Wirkungsweise des unteren Zweigs ist die gleiche wie die des oberen Zweiges. Die am Ausgang des oberen und des unteren Zweiges entstehenden Signale E und E' werden der Addierstufe 17 zugeführt, an deren Ausgang das Signal F abnehmbar ist.Accordingly, the lower branch allows only the negative pulses belonging to the negative voltage jumps of the signal corresponding to the first differential quotient to pass, while positive pulses and all overshoots are suppressed. The operation of the lower branch is the same as that of the upper branch. The signals E and E ' arising at the output of the upper and lower branches are fed to the adder 17, at the output of which the signal F can be tapped.
Für manche Anwendungszwecke kann das so gewonnene Korrektursignal G' noch zu breit sein. Ein schmaleres Korrektursignal (N' gemäß F i g. 5) kann as mit Hilfe des in F i g. 4 dargestellten steuerbaren Amplitudendiskriminators 7' gewonnen werden. Dieser steuerbare Amplitudendiskriminator T enthält zwei weitere Schaltstufen 22 bzw. 22', die über eine Phasenumkehrstufe 23 mit dem Ausgang der ersten Differenzierstufe 6 verbunden sind. Die weitere Schaltstufe 22 spricht wegen der vorgeschalteten Phasenumkehrstufe 23 auf positive Spannungssprünge am Ausgang der Differenzierstufe 6 an, so daß der Kondensator 13 bereits bevor der positive Impuls über das Laufzeitglied 21 ankommt, einen zusätzlichen Spannungsabfall erhält, der den Impuls teilweise unter das Abschneidepotential der nachfolgenden Abschneidestufe 16 herabdrückt. Am Schaltungspunkt 18 entsteht daher ein Signal K (Fig. 5). Dadurch wird der Impuls des Signals K weiter oben abgeschnitten. Der Impuls des Signals L bzw. L' ist daher schmaler als der Impuls des Signals E bzw. E'. Dadurch wird auch das dem zweiten Differentialquotienten entsprechende Signal N schmaler und somit auch das Korrektursignal Λ/', Mit einem am Ausgang der Phasenumkehrstufe 23 angeschlossenen Spannungsteiler (nicht dargestellt) ist eine stetige Einstellung der Breite des Korrektursignals möglich. The correction signal G ' obtained in this way can still be too wide for some application purposes. A narrower correction signal (N ' according to FIG. 5) can be obtained with the aid of the method shown in FIG. 4 illustrated controllable amplitude discriminator 7 'can be obtained. This controllable amplitude discriminator T contains two further switching stages 22 and 22 ′, which are connected to the output of the first differentiating stage 6 via a phase reversing stage 23. The further switching stage 22 responds to positive voltage jumps at the output of the differentiating stage 6 because of the upstream phase-reversing stage 23, so that the capacitor 13 receives an additional voltage drop even before the positive pulse arrives via the delay element 21, which partially drops the pulse below the cut-off potential of the following Cut-off step 16 is pressed down. A signal K is therefore produced at the circuit point 18 (FIG. 5). As a result, the pulse of the signal K is cut off further up. The pulse of the signal L or L ' is therefore narrower than the pulse of the signal E or E'. This also makes the signal N corresponding to the second differential quotient narrower and thus also the correction signal Λ / '. A constant setting of the width of the correction signal is possible with a voltage divider (not shown) connected to the output of the phase inverter 23.
Eine weitere Möglichkeit ein schmäleres Korrektursignal zu erzeugen, soll nun an Hand der F i g. 6 und 7 erläutert werden. Hierbei wird das einmal differenzierte Signal B einem steuerbaren Amplitudendiskriminators 7" entsprechend dem in F i g. 2 dargestellten, jedoch nur mit den bis zur strichpunktierten Linie 24 enthaltenen Teilen, also ohne die Addierstufe 17, zugeführt. Die am Ausgang des steuerbaren Amplitudendiskriminators 7" abnehmbaren Signale E, E' werden den zweiten Differenzierstufen 8', 8" zugeführt, an deren Ausgänge die Signale P und I'' abnehmbar sind. Diese Signale werden den Abschneidestufen 26 bzw. 26' zugeführt, an deren Ausgängen die Signale R bzw. R' abnehmbar sind. Diese Signale werden in der Addierstufe 17' zusammengesetzt. Am Ausgang der Addierstufe 17' ist das Signal S abnehmbar, welches der dritten Differenzierstui'e 27 zugeführt wird. Das dem dritten Differentialquotienten des Signals A entsprechende Signal T wird einer Phasenumkehrstufe 9 zugeführt, an deren Ausgang das Korrektursignal 7" abnehmbar ist. Dieses Korreklursignal wird in der Addierstufe 3 dem Signal A hinzugefügt, so daß am Ausgang der Addierstufc3 an Klemme 4 ein Signal U mit steilen Flanken abnehmbar ist.Another possibility of generating a narrower correction signal should now be based on FIG. 6 and 7 will be explained. Here, the once differentiated signal B is fed to a controllable amplitude discriminator 7 ″ corresponding to the one shown in FIG. Detachable signals E, E ' are fed to the second differentiating stages 8', 8 ", at the outputs of which the signals P and I" can be picked up. These signals are fed to the clipping stages 26 and 26 ', respectively, at whose outputs the signals R and R 'can be removed. These signals are in the adder 17' is assembled. at the output of the adder 17 ', the signal S is removable, which the third Differenzierstui'e 27 is fed. the appropriate third differential coefficients of the signal a signal T is a phase inverter 9, at the output of which the correction signal 7 ″ can be removed. This correction signal is added to signal A in adder 3, so that a signal U with steep edges can be taken off at the output of adder 3 at terminal 4.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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