DE2214250B2 - Schaltungsanordnung zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vorderen bzw. hinteren Flanke - Google Patents

Description

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renzspannung während dieser Vorderflanke durch die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung gebildet wird.

Zur Beschreibung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt

F i g. 1 eine Empfangsschaltung zur Erfassung rechteckiger, digitaler Impulse gemäß der Erfindung und

F i g. 2 ein Zeitdiagramm mit einer Referenzspannung zur Erfassung der rechteckigen, digitalen Impulse in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

Der Empfänger nach F i g. 1 ist in einem nicht gezeigten Trägerfrequenztelefonsystem enthalten und nimmt an einem Eingang I im wesentlichen rechteckige, digitale Impulse auf, die mittels eines AM-Trägers in einem Schmalbandkanal lediglich für Rufzwecke gesendet werden. Der Empfänger umfaßt ein Eingangsfilter 10 und einen Hüllkurvendemodulator 11 zum Filtern bzw. zur Demodulation der aufgenommenen digitalen Impulse.

Nach dem Filtern und Demodulieren ist die Anstiegszeit der Vorderflanke eines aufgenommenen, digitalen Impulses umgekehrt proportional der Bandbreite des Eingangsfilters 10. Das bedeutet, daß der Amplitudenscheitehvert des digitalen Impulses vorherbestimmbar ist, in einem Zeitpunkt, wenn lediglich ein Bruchteil der Anstiegszeit der Vorderflanke verstrichen ist, gleich der Ableitung der Zeitfunktion der Vorderflanke multipliziert mit einer Proportionalitätskonstanten, mit dem umgekehrten Wert der Bandbreite und dem Bruchteil der Anstiegszeit der Vorderflanke verbunden, wobei angenommen wird, daß die nichtlineare Kurvenform der Vorderflanke bei unterschiedlichen Amplitudenscheitelwerten im wesentlichen unverändert bleibt.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß das obenerwähnte Verfahren zur Bestimmung des Amplituden scheitelwertes eines rechteckigen, digitalen Impulses praktisch anwendbar ist auf die erforderliche Genauigkeit zum Steuern des Erfassungsschwellwertes proportional zum Amplitudenscheitehvert. Im Empfänger gemäß F i g. 1 wird gemäß der Erfindung eine Differenzier- oder Ableitschaltung 12 mit detnodulierten, digitalen Impulsen gespeist, die vom Hüllkurvendemodulator 11 geliefert werden und die während der Anstigeszeit jeder Vorderflanke der digitalen Impulse eine Ausgangsspannung liefert, deren Zeitfunktion einen dei artigen vorgegebenen Schnittpunkt mit der Zeitfunktion der Vorderflanke des digitalen Impuises aufweist, daß der Amplitudenwert im Schnittpunkt einen bestimmten Bruchteil des Amplitudenscheiteiwertes des digitalen Impulses darstellt, wobei der Amplitudenscheitehvert durch die Zeitfunktion der Vorderflanke gegeben ist. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Bruchteil gleich Va. Außerdem ist beim Ausführungsbe'spiel angenommen, daß das Eingangsfilter 10 und der Hüllkurvendemoriulator 11 den digitalen Impulsen eine solche Vorderflanke vermitteln, daß ihre erste und ihre zweite Hälfte im wesentlichen zueinander spiegelbildlich sind, wodurch erreicht wird, daß der Schnittpunkt dann auftritt, wenn die halbe Anstiegszeit der Vorderflanke verstrichen ist und wenn die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12 ihren Maximalwert erreicht hat.

Über eine Trenndiode 13 gelangt die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12 auf einen Eingang II einer Vergleichsschaltung 14, als Referenzspannung für die Erfassung de digitalen Impulse. Die Vergleichsschaltung 14 erhä an einem weiteren Ausgang III die digitalen Impui vom Hüllkurvendemodulator 11 und liefert am Ausgang IV einen Anzeigeimpuls, wenn die Werte an den Eingängen II und III gleich sind. Die Anzeigeimpulse am Ausgang IV der Vergleichsschaltung 14 steuern eine bistabile Schaltung 15 derart, daß am Ausgang V dieser Schaltung abwechselnd ein großer und ein kleiner Wert

:o erscheinen.

Es sei angenommen, daß der Ausgang V einen großen Wert hat, nachdem die Vorderflanke eines digitalen Impulses erfaßt wurde und nachdem ein Ajizeigeimpuls am Ausgang IV der Vergleichsschaltung 14 geliefert wurde. Die hintere Flanke des digitalen Impulses wird nun auf an sich bekannte Weise mittels eines Scheitelwertdetektors 16, der mit dem Hüllkurvendemodulator 11 verbunden ist, erfaßt. Der Detektor 16 behält während der Abi allzeit der Viinteren Flanke eine Ausgar ,spannung entsprechend dem Amplitudenscheitehvert des digitalen Impulses und liefert diese Ausgangsspannung über eine Abschwächungsschaltung 17 und eine Trenndiode 18 als Referenzspannung an den Eingang II der Vergleichs- ^haltung 14. Es sei angenommen, daß die Ausgangsspannung der Abschwächungsschaltung 17 beim Ausführungsbeispiel 50 °o der Eingangsspannung betragen soll. Die Vergleichsschaltung 14 liefert infolgedessen einen Arizeigeimpuls am Ausgang IV, wenn die Ist-Spannung des digitalen Impulses am Ausgang III sich auf die Hälfte des Amplitudenscheitelwertes verringert hat. In diesem Augenblick schaltet die bistabile Schaltung 15 am Ausgang V von dem großen auf kleinen Wert, wodurch der tatsächliche digitale Impuls am Ausgang V regeneriert ist.

Über eine Trenndiode 19 ist ein festes Potential U₀ mit dem Eingang II der Vergleichsschaltung 14 zur Erzeugung eines minimalen Weites der Referenzspannung für diese verbunden, wodurch erreicht wird, daß störende Impulse unter diesem Minimalwert die bistabile Schaltung 15 nicht beeinflussen können. Die Differenzierschaltung 12 umfaßt beispielsweise einen Operationsverstärker, der zum Differenzieren auf bekannte Weise in seinem Rückkopplungszweig einen Kondensator und einen Widerstand aufweist, und kann außerdem mit einem Bandbegienzungsfilter ausgestattet werden, damit die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12 nicht von solchen störenden Signalen beeinflußt wird, die zwar einen kleinen Wert besitzen, aber von hoher Frequenz sind.

Das Zeitdiagramm nach Fig. 2 läßt erkennen, wie die Referenzspannung R am Ausgang II der Vergleichsschaltung 14 sich vor und nach dem Erfassungszeitpunkt t_d der Voderflanke eines aufgenommenen, digitalen Impulses P ändert. Der Amplitudenscheitehvert des digitalen Impulses P beträgt U_n, und der Erfassungsschwellwert ist beim Ausführungsbeispiel V2 U_m. Die Referenzspannung R ist zu Be-

ginn der Anstiegszeit der Vorderflanke des digitalen Impulses P an dieses feste Potential CZ_n geklemmt, das über die Trenndiode 19 dem Eingang II zugeführt wird. Vom Zeitpunkt J₁ bis zum Zeitpunkt i, folgt die Referenzspannung R der Ausgangsspannung der Differenzierschaltung 12. Die Ausgangsspannung wird über die Trenndiode 13 dem Eingang II zugeführt. Der Zeitpunkt/,; der Erfassung liegt im Schnittpunkt zwischen der Zeitfunktion der Refe-

renzspannung R und der Zeitfunktion des digitalen Impulses P an den Eingängen II bzw. III der Vergleichsschaltung 14. Die Ausgangsspanuung der Differenzierschaltung 12 besitzt in diesem Augenblick den Wert Vs U_m, also wie bereits ausgeführt, ihren Maximalwert. Zum Zeitpunkt /₂ fällt die Zeitfunktion des abnehmenden Ausgangsspannungswertes der Differenzierschaltung 12 zusammen mit der Zeitfunktion des zunehmenden Ausgangsspannungswertes der Abschwächungsschaltung 17. Letzterer Spannungswert, der auf ¹Zt U_m ansteigt, steuert somit über die Trenndiode 18 den Wert der Referenzspannung/? bei der bevorstehenden Erfassung der nicht gezeigten hinteren Flanke des digitalen Impulses P.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 vergrößert sich die Dauer der vorderen und der hin- Patentansprüche: teren Flanke derselben umgekehrt proportional zur Empfängerbandbreite. Eine Schwierigkeit liegt darin,

1. Schaltungsanordnung zur Erfassung von daß ein fester Erfassungsschwellwert bewirkt, daß Rechteckimpulsen mit konstanter Dauer der vor- 5 verschiedene Impulsbreiten bei Rechteckimpulsen deren bzw. hinteren Flanke, während der Sch-ei- erfaßt werden, deren Impulsbreite in Wirklichkeit telwert der Amplitude schwanken kann, mit einer konstant ist, deren Amplitude jedoch verschiedene Vergleichsschaltung zum Vergleich des Amplitu- Scheitelwerte besitzt. Durch Steuern des Erfassungsden-Ist-Wertes der Rechteckimpulse mit der schwellwertes für jeden Rechteckimpuls in Abhängig-Amplitude einer Referenzspannung, die bei glei- io keit vom Amplitudenscheitelwert desselben läßt sich eher Größe der verglichenen Amplituden einen das Problem lösen.

Anzeigeimpuls liefert, gekennzeichnet durch Schaltungsauordnung zur Erfassung von Rechteckeine Differenzierschaltung (12), die mit den impulsen mittels gesteuerter Schwellwerterfassung Rechteckimpulsen gespeist wird und die jeweils sind bekannt. Die Erfassung der hinteren Flanke der bei der Impulsvorderflanke eine Ausgangsspan- 15 Zlechteckimpulse erfolgt hierbei in der Regel mittels nung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion einer Vergleichsschaltung, die die Ist-Spannung eines der Vorderflanke des Rechteckimpulses in einem tatsächlichen Rechteckimpulses mit der Ausgangs-Schnittpunkt derart schneidet, daß der Ampii- spannung einer Abschwächungsschaltung vergleicht, tudenwert im Schnittpunkt gleich einem bestimm- deren Eingangsspannung von einem Scheitelspanten Bruchteil des Amplitudenscheitelwertes des 20 nungsdetektor geliefert wird, der mit dem Rechteck-Rechteckimpulses ist, wobei der Amplituden- impuls gespeist wird und seinen Scheitelwert während scheitelwert durch die Zeitfunktion der Vorder- der Abfallzeit der hinteren Flanke beibehält. Bei flanke bestimmt ist und die Referenzspannung Übereinstimmung des Wertes der verglichenen Spanwährend dieser Vorderflanke durch die Ausgangs- nungen liefert die Vergleichsschaltung einen Anzeigespannung der Differenzierschaltung gebildet wird. 25 impuls.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Zur Erfassung der Vorderflanke von Rechteckdurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines impulsen enthalten die bekannten Schaltungsanord-Minimalwertes der Referenzspannung mit der nungen außerdem eine Verzögerungsschaltung, die Vergleichsschaltung parallel zur Differenzier- bewirkt, daß die Ist-Spannung der Vorderflanke eines schaltung (12": eine Quelle festen Potentials (U₀) 30 empfangenen Rechteckimpulses durch die Vergleichsverbunden ist, wobei jeder der parallelen Zweige schaltung erfaßt wird, nachdem die Ausgangsspaneine Trenndiode (19,13) enthält. nung des Scheitelwertdetektors bereits den Ampli-

3. Schaltungsanordnung räch Anspruch 1 tudenscheitelwert des Rechteckimpulses erreicht hat. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Difie- Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird der renzierschaltung mittels eines Bandbegrenzungs- 35 Scheitelwertdetektor vermieden. Die Erfassung der filters gegen solche Störimpulse geschützt ist, die Vorderflanke eines aufgenommenen Rechteckimpulzwar einen kleinen Wert, aber eine große Fre- ses erfolgt in diesem Fall durch eine Vergleichsschalquenz besitzen. tung der obenerwähnten Art, d'.t die Ausgangsspan-

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 nung einer Abschwächungsschaltung mit der Ausbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffcren- 40 gangsspannung einer Verzögerungsschaltung verzierschaltung einen Operationsverstärker enthän, gleicht. Die beiden Schaltungen werden mit dem der zur Ableitung in an sich bekannter Weise im Rechteckimpuls gespeist. Das Verhältnis von Aus-Rückkopplungszweig mit einem Kondensator und gangsspannung und Eingangsspannung der Abschwäeinem Widerstand beschaltet ist. chungsschaltung ist gleich dem Verhältnis von Ver-

5. Schaltungsanordnung nach den vorhergehen- 45 zögerungszeit der Verzögerungsschaltung und Anden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß stiegszeit der Vorderflanke des Rechteckimpulses,
der Bruchteil des Amplitudenscheitelwerte? der Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung unter-Rechteckimpulse gleich Va ist. scheidet sich von den bekannten Schaltungsanordnungen dadurch, daß die Vorderflanke der aufgt-

50 rommenen Rechteckimpulse ohne Verzögerungs-

schaltung erfaßt wird. Beim Schmalbandempfang von

rechteckigen, digitalen Impulsen stellt dies einen großen Vorteil dar, da hier die Dauer der Vorderflanke

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung in der Größenordnung von Millisekunden gedehnt

zur Erfassung von Rechteckimpulsen mit konstanter 55 wird, was bei den bekannten Schaltungsanordnun-

Dauer der vorderen bzw. hinteren Flanke, während gen aufwendige Verzögerungsschaltungen erfordern

der Scheitelwert der Amplitude schwanken kann, mit würde.

einer Vergleichsschaltung zum Vergleich des Ampli- Die erfindiingsgemäße Schaltungsanordnung ist getuden-Ist-Wertes der Rechteckimpulse mit der kennzeichnet durch eine Differenzierschaltung, die Amplitude einer Referenzspannung, die bei gleicher ^6o mit den Rechteckimpulsen gespeist wird und die je-Größe der verglichenen Amplituden einen Anzeige- weils bei der Impulsvorderflanke eine Ausgangsspanimpuls liefert. Die Schaltungsanordnung ist ganz nung liefert, deren Zeitfunktion die Zeitfunktion der grundsätzlich geeignet zur Verwendung in Träger- Vorderflanke des Rechteckimpulses in einem Schnittfrequenztelefonsystemen beim Empfang von recht- punkt derart schneidet, daß der Amplitudenwert im eckigen, digitalen Impulsen, die mittels eines Ampli- ⁶5 Schnittpunkt gleich einem bestimmten Bruchteil des tudenmodulationsträgers in einem Schmalbandkanal Amplitudenscheitelwertes des Rechteckimpulses ist, lediglich für Rufzwecke gesendet werden. wobei der Amplitudenscheitelwert durch die Zeit-Beim Schmalbandempfang von Rechteckimpulsen funktion der Vorderflanke bestimmt ist und die Refe-