DE3641194A1 - Torschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Torschaltung zur Verwendung in einem FM-Empfänger oder dgl. zum Ausschalten von Impulsrauschen.

Eine Torschaltung dieser Art wird auch als "Halteschaltung für den vorausgehenden Wert" bezeichnet und hat den in Fig. 3 gezeigten Aufbau. Wenn ein Impulsrauschen N in einem Eingangssignal enthalten ist, öffnet sich ein Umschaltkreis über eine bestimmte Schaltzeit T, um die Rauschkomponenten N zu beseitigen, und gibt die Torschaltung ein Signal mit einem Pegel ab, der der vorhergehenden Aus-Phase des Umschaltkreises entspricht, so daß das Impulsrauschen von der Torschaltung nicht ausgegeben wird.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung einer bekannten Torschaltung zur Lieferung eines derartigen Ausgangssignales. Es betreffen das Bezugszeichen 1 eine Eingangsklemme, an der ein Eingangssignal S anliegt, das Bezugszeichen 2 eine Ausgangsklemme, das Bezugszeichen 3 eine Eingangsklemme, an der ein Steuersignal angelegt wird, das Bezugszeichen 4 einen Trennverstärker mit niedrigem Ausgangswiderstand, das Bezugszeichen 5 einen Umschaltkreis, der sich normalerweise in der Ein-Position befindet, das Bezugszeichen 6 einen Trennverstärker mit hohem Eingangswiderstand, das Bezugszeichen 7 einen den vorhergehenden Wert haltenden Kondensator und das Bezugszeichen 12 einen Rauschdetektor, der die Rauschkomponenten im Eingangssignal S erfaßt und ein Steuersignal abgibt.

Bei dieser Anordnung wird das Eingangssignal an der Eingangsklemme 1 dem Umschaltkreis 5 über den Trennverstärker 4 mit dem niedrigen Ausgangswiderstand zugeführt. Der Umschaltkreis 5 wird durch das Steuersignal gesteuert, das von der Eingangsklemme 3 geliefert wird und den Umschaltkreis in der Ein-Position hält, solange kein Impulsrauschen vorliegt. Das an der Eingangsklemme 1 anliegende Signal wird daher an der Ausgangsklemme 2 über den Umschaltkreis 5 und den Trennverstärker 6 mit hohem Eingangswiderstand ausgegeben.

Wenn ein Impulsrauschen erfaßt wird, erhält die Eingangsklemme 3 ein Steuersignal, was den Umschaltkreis 5 in die Aus-Position bringt, so daß das Rauschen beseitigt wird. Eine im den vorhergehenden Wert haltenden Kondensator gespeicherte Spannung wird in der Zwischenzeit über den Trennverstärker 6 ausgegeben. Da der Trennverstärker 6 einen hohen Eingangswiderstand hat, wird die im Kondensator gespeicherte elektrische Ladung nicht entladen und bleibt die Eingangsspannung des Kondensators 7 auf einem gleichförmigen Niveau.

Während sich der Umschaltkreis 5 in der Ein-Position befindet, sind die durch die Torschaltung hervorgerufenen Verzerrungen durch das Verhalten der Trennverstärker 4 und 6 und des Umschaltkreises 5 bestimmt. In den Halbleiterelementen der Verstärker hervorgerufene Verzerrungen können auf einen sehr kleinen Wert dadurch reduziert, daß man Verstärker mit negativer Rückkopplung und dem Verstärkungsfaktor 1 vorsieht.

Es ist jedoch schwierig, die in den Halbleiterelementen des Umschaltkreises hervorgerufenen Verzerrungen zu begrenzen, welche einen großen Teil der im Schaltkreis 5 entstehenden Verzerrungen ausmachen. Insbesondere wenn die Frequenz des in die Torschaltung 5 eingegebenen Signale ansteigt, wird das Hochfrequenzverhalten durch einen Tiefpaßfilter beeinträchtigt, der durch die Widerstandskomponenten des Umschaltkreises 5 und Kondensators 7 gebildet ist.

In Anbetracht dieser bislang bestehenden Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß eine Torschaltung vorgeschlagen, die sich durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches auszeichnet.

Das Ausgangssignal der Torschaltung wird vom Eingang der ersten Umschalteinrichtung abgenommen, und die Signalhalteeinrichtung ist mit der Ausgangsklemme der ersten Schalteinrichtung verbunden, so daß die Vergleichs- oder Komperatoreinrichtung einen Unterschied zwischen den Pegeln an beiden Enden der ersten Umschalteinrichtung erfaßt, um eine negative Rückkopplung zum Eingang der Torschaltung zu bewirken. Eine Verzerrung kann daher nur in der Trennverstärkereinrichtung und in keinen anderen Teilen der Schaltung auftreten, so daß die Verzerrung der gesamten Torschaltung erheblich reduziert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Torschaltung,

Fig. 2 eine bekannte Torschaltung und

Fig. 3 die Ausgangswellenform der Torschaltung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Torschaltung, wobei das Bezugszeichen 8 einen Umschaltkreis, der sich normalerweise in der Aus-Position befindet, das Bezugszeichen 9 einen Differentialverstärker mit einer hohen Eingangsimpedanz und hohem Verstärkungsfaktor, das Bezugszeichen 10 einen Inverter und das Bezugszeichen 11 einen Widerstand betrifft.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Widerstand 11 und der Trennverstärker 4 in Reihe zwischen der Eingangsklemme 1 und der Ausgangsklemme 2 geschaltet. Ein Ende des Umschaltkreises 5 ist zwischen dem Trennverstärker 4 und der Ausgangsklemme 2 angeschlossen, während das andere Ende des Umschaltkreises 5 mit dem Kondensator 7 verbunden ist. Die (+)- Eingangsklemme des Differentialverstärkers 9 ist mit dem anderen Ende des Umschaltkreises 5 verbunden, während die (-)- Eingangsklemme des Verstärkers zwischen dem Trennverstärker 4 und der Ausgangsklemme 2 angeschlossen ist. Der Ausgang des Differentialverstärkers 9 ist mit einem Ende des Umschaltkreises 8 verbunden, dessen anderes Ende zwischen dem Widerstand 11 und dem Trennverstärker 4 angeschlossen ist. Der Umschaltkreis 4 wird durch ein Ausgangssignal vom Inverter 10 gesteuert, der das Steuersignal an der Eingangsklemme 3 invertiert.

Wenn bei dieser Anordnung die Torschaltung eine normale Ein-Wirkung hervorruft, steht der Umschaltkreis 5 in Ein-Position und der Umschaltkreis 8 in Aus-Position. Bei dieser Stellung liegt ein in die Eingangsklemme 1 angegebenes Eingangssignal am Trennverstärker 4 über den Widerstand 11 an.

Da in diesem Fall der Trennverstärker 4 einen hohen Eingangswiderstand hat und der Umschaltkreis 8 sich in der Aus-Position befindet, tritt kein Signalverlust durch den Widerstand 11 auf und wird das in den Trennverstärker 4 eingegebene Signal in ursprünglicher Form an der Ausgangsklemme 2 ausgegeben.

Das Ausgangssignal des Trennverstärkers 4 ändert den den vorhergehenden Wert haltenden Kondensator 7 über den Umschaltkreis 5. Da der Ausgangswiderstand des Trennverstärkers 9 gering ist, wird das Ausgangssignal vom Trennverstärker 4 niemals durch einen Ladestrom zum Umschaltkreis 5 beeinflußt. Der Trennverstärker 4 gibt daher ein Ausgangssignal in Gestalt des Eingangssignales an der Eingangsklemme 1 an der Ausgangsklemme 2 aus.

Wenn ein Impulsrauschen festgestellt wird, ändert das Steuersignal an der Eingangsklemme 3 den Umschaltkreis 5 in die Aus-Position und den Umschaltkreis 8 in die Ein-Position.

Die Aus-Position des Umschaltkreises 5 bewirkt, daß der Kondensator 7 eine Spannung (Ladespannung) auf einer Höhe hält, wie sie vor der Aus-Stellung des Umschaltkreises bestanden hatte. Da in diesem Fall der Differentialverstärker 9 einen hohen Eingangswiderstand hat, wird die Ladespannung des Kondensators 7 auf einer gleichmäßigen Höhe gehalten und der Kondensator nicht entladen.

Der Differentialverstärker 9 verstärkt den Pegelunterschied zwischen seinen (+)- und (-)-Eingangsklemmen in Bezug auf den Signalpegel an der (+) Eingangsklemme und steuert das Eingangssignal am Trennverstärker 4 über den Umschaltkreis 8.

Insbesondere wird diese Steuerung durch eine Gegenkopplungsschaltung bewirkt, die durch die (-)- Eingangsklemme des Differentialverstärkers 9, den Umschaltkreis 8, den Trennverstärker 4 und die (-)- Eingangsklemme des Differentialverstärkers 9 gebildet ist, so daß der Pegel an der (-)-Eingangsklemme des Differentialverstärkers bis auf den Signalpegel an der (+)- Eingangsklemme erhöht wird.

Die Gegenkopplungsschleifen-Verstärkung befindet sich zu diesem Zeitpunkt bei einem wesentlich hohen Wert aufgrund des hohen Verstärkersfaktors des Differentialverstärkers 9. Selbst wenn sich die (-)-Eingangsklemme des Differentialverstärkers 9 von der (+)-Eingangsklemme bezüglich des Pegels um einen sehr geringen Wert unterscheidet, wird die Differenzspannung deutlich verstärkt, um eine starke Rückkopplung zur Berichtigung des Signalpegels an der (-)-Eingangsklemme zu bewirken.

Unabhängig davon welches Signal an der Eingangsklemme 1 eingegeben wird, wird deshalb ein Ausgangssignal entsprechend der Spannung des Kondensators 7 an der Ausgangsklemme 2 erhalten. Die Schaltung erzeugt daher ein Ausgangssignal, das nicht das Impulsrauschen enthält und einen Pegel besitzt, der im Kondensator 7 gehalten ist.

Der Widerstand 11 hat hier die Aufgabe, Verluste des Ausgangssignales vom Umschaltkreis 8 wegen des Widerstandes der Eingangssignalquelle zu verhindern, die mit der Eingangsklemme 1 verbunden ist. Mit anderen Worten: der Widerstand 11 verhindert einen großen Abfall der Rückkopplungsschleifen-Verstärkung.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß, wenn die Torschaltung leitend ist, Verzerrungen der Schaltung nur im Trennverstärker hervorgerufen werden können, nicht jedoch in einem anderen Teil. Da der Trennverstärker ein Negativrückkopp­ lungs-Verstärker mit dem Faktor 1 sein kann, können in den Halbleiterelementen des Trennverstärker hervorgerufene Verzerrungen auf einen sehr geringen Wert reduziert werden und läßt sich das Verzerrungsverhalten der gesamten Schaltung wesentlich verbessern.

Folglich ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine wesentliche Verringerung der Verzerrung der Torschaltung, ohne daß deren Hochfrequenzverhalten beeinträchtigt wird.

Claims (1)

1. Torschaltung, gekennzeichnet durch eine Trennverstärkereinrichtung (4), die zwischen einer Eingangsklemme (1) und einer Ausgangsklemme (2) geschaltet ist;
   eine Einrichtung (12) zur Erfassung von Rauschkomponenten in einem an der Eingangsklemme anliegenden Eingangssignal und zur Schaffung eines Steuersignales;
   eine erste Umschalteinrichtung (5), die mit einem Ende an der Ausgangsklemme angeschlossen ist und sich normalerweise in der Ein-Position befindet, jedoch aufgrund eines Steuersignales von der Rauscherfassungseinrichtung in die Aus-Position gebracht wird;
   eine Signalhalteeinrichtung (7), die mit dem anderen Ende der ersten Umschalteinrichtung verbunden ist;
   eine Komparatoreinrichtung zur Erfassung eines Unterschiedes zwischen den Signalpegeln an beiden Enden der ersten Umschalteinrichtung; und
   eine zweite Umschalteinrichtung (8), die mit einem Ende an der Eingangsklemme und mit dem anderen Ende am Ausgang der Komparatoreinrichtung angeschlossen ist und sich normalerweise in der Aus-Position befindet, jedoch durch das Steuersignal in die Ein-Position versetzt wird.