DE3917740A1 - Schaltungsanordnung fuer einen zaehldiskriminator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Zähl­ diskriminator zur Frequenzdemodulation einer sinusförmigen und frequenzmodulierten Schwingung nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Solche Zähldiskriminatoren sind beispielsweise in Funkschau 1970, Heft 15, Seite 500 bis 502 beschrieben. Im wesentlichen besteht ein solcher Zähldiskriminator - wie Bild 54 in dieser Veröffentlichung zeigt - aus einer Kurvenumformstufe, die bei­ spielsweise die frequenzmodulierte Schwingung stark übersteuert und begrenzt, so daß daraus eine Rechteckschwingung mit glei­ cher Frequenz entsteht. Weiterhin ist ein Impulsgenerator in Form einer monostabilen Kippstufe vorgesehen, die Impulse mit einer vorgegebenen Impulsbreite erzeugt, die jeweils mit einer positiven Flanke der Rechteckschwingung beginnen. Dadurch ent­ steht eine Impulsreihe mit Impulsen gleicher Impulsbreite, die jedoch entsprechend der frequenzmodulierten Schwingung unter­ schiedliche Abstände aufweisen. Werden diese Impulse einer Inte­ grierstufe zugeführt, so ist an dessen Ausgang ein frequenzde­ moduliertes Signal, z.B. die Tonfrequenzinformation, direkt abgreifbar.

Der Vorteil solcher Zähldiskriminatoren liegt vor allem darin, daß jegliche Abgleichorgane entfallen und dadurch der Zähldiskri­ minator leicht zu integrieren ist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß monostabile Kippstufen im Im­ pulsgenerator ungenau arbeiten. So sind die Impulsbreiten der von der monostabilen Kippstufe erzeugten Impulse von der Ver­ sorgungsspannung und von Bauteiletoleranzen abhängig. Außerdem ist ein derart aufgebauter Zähldiskriminator hinsichtlich der Temperaturschwankungen kritisch.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Zähldiskriminator anzugeben, der wesentlich genauer als die bisher bekannten Zähldiskriminatoren arbeitet und ein besseres frequenzdemoduliertes Signal am Ausgang zur Verfügung stellt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für einen Zähldiskrimi­ nator sieht also vor, den Impulsgenerator über eine Zählein­ richtung von einem quarzgesteuerten Taktgenerator so zu steu­ ern, daß die Impulsbreite quarzgenau einstellbar ist.

Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Impulsbreite wesent­ lich exakter als bei monostabilen Kippstufen eingehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines als bevorzugt zu bewertenden Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit zwei Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eines Zähldiskriminators und

Fig. 2 ein Impulsdiagramm, das die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung darstellt.

Ein in Fig. 1 dargestelltes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Zähldiskrimina­ tor zur Frequenzdemodulation einer sinusförmigen und frequenz­ modulierten Schwingung 1 - bei dem der besseren Übersichtlich­ keit wegen auf eine Darstellung der Stromversorgung verzichtet wurde - weist eine Kurvenumformstufe KUF, z.B. einen Schmitt- Trigger oder eine Verstärkungsstufe mit anschließender Begren­ zereinrichtung auf, an der ausgangsseitig eine Rechteckschwin­ gung gleicher Frequenz wie die frequenzmodulierte Schwingung abgreifbar ist. Der Ausgang der Kurvenumformstufe KUF ist über eine Differenziereinrichtung DE mit einem Rücksetzeingang R einer Zählereinrichtung Z in Verbindung. Die Zählereinrichtung Z weist eine Eingangsklemme E auf, die mit einem quarzgesteuer­ ten Taktgenerator TG verbunden ist, so daß dessen ausgangssei­ tiges quarzstabiles Taktsignal an die Eingangsklemme E der Zäh­ lereinrichtung Z gelangen kann. Eine Ausgangsklemme A der Zäh­ lereinrichtung Z ist an einen Setzeingang S einer setzbaren Kippstufe K angeschlossen. Diese setzbare Kippstufe K weist eine Triggereingangsklemme T auf, die ebenfalls mit dem am quarzgesteuerten Taktgenerator TG abgreifbaren Taktsignal 3 be­ aufschlagbar ist. Ausgangsseitig ist die Kippstufe K mit einer für Zähldiskriminatoren an sich bekannten Integriereinrichtung IE verbunden, an der ausgangsseitig das zur frequenzmodulierten Schwingung 1 frequenzdemodulierte Signal abgreifbar ist. Damit werden der Integriereinrichtung IE die am Ausgang der Kippstufe K anstehenden Impulse mit quarzgenauer Impulsbreite zugeführt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist im Zusammenhang mit Fig. 2 und den dort dargestellten Impulsdia­ grammen für die unterschiedlichen Signalverläufe 1 bis 5 ent­ sprechend der Bezugszeichen in Fig. 1 leicht nachvollziehbar. Die eingangsseitig an der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eines Zähldiskriminators anliegende sinusförmige und frequenz­ modulierte Schwingung 1 wird über die Kurvenumformstufe KUF zu einer Rechteckschwingung 2 gleicher Frequenz. Mit dem Bezugs­ zeichen 3 ist das quarzstabile Taktsignal am Ausgang des Takt­ generators TG gekennzeichnet, das vorteilhafterweise mindestens um den Faktor 10 größer als die maximal auftretende frequenz­ modulierte Frequenz gewählt ist. Die ausgangsseitig an der Kipp­ stufe K abgreifbaren Impulse haben den in Fig. 2 unten dargestell­ ten und mit dem Bezugszeichen 5 versehenen Verlauf. Der Impuls­ beginn eines Impulses setzt durch seine ansteigende Flanke der Rechteckschwingung 2 die Zählereinrichtung Z zurück und berei­ tet die Kippstufe K zum Umschalten vor. Eine nun folgende Flan­ ke, z.B. die ansteigende Flanke, des Taktsignales 3 setzt an­ schließend die Kippstufe K. In diesem Ausführungsbeispiel wird nach vier ansteigenden Taktflanken ein Zählsignal 4 von der Zählereinrichtung Z erzeugt und der Kippstufe K als Vorberei­ tung zum Rücksetzen zugeführt. Bei der fünften ansteigenden Flanke wird die Kippstufe K zurückgesetzt. Damit wird erreicht, daß das Impulsende und damit die Impulsbreite b quarzgenau festgelegt sind.

Es ist selbstverständlich auch möglich, daß der Impulsbeginn der Impulse nach Maßgabe der abfallenden Flanken der Rechteck­ schwingung 2 bestimmt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Frequenzmisch­ stufe vorgesehen, durch die die sinusförmige frequenzmodulierte Schwingung oder Rechteckschwingung auf eine niedrigere Frequenz herabsetzbar ist. Dadurch wird der maximal verarbeitbare Fre­ quenzhub verbessert. Weiterhin ist es möglich, die erfindungsge­ mäße Schaltungsanordnung auf einem Halbleiterkörper zu integrie­ ren.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung für einen Zähldiskriminator zur Frequenz­ demodulation einer sinusförmigen und frequenzmodulierten Schwingung (1) mit Mitteln (KUF) zur Umformung dieser Schwin­ gung (1) in eine Rechteckschwingung (2) gleicher Frequenz und einem Impulsgenerator (IG), durch den Impulse mit einer vorge­ gebenen Impulsbreite generierbar sind, deren Impulsbeginn nach Maßgabe von Flanken der Rechteckschwingung (2) bestimmt ist, und einer den Impulsgenerator (2) nachgeschalteten Integrier­ einrichtung (IE), an der ausgangsseitig ein frequenzdemodulier­ tes Signal abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (IG) mindestens einen quarzgesteuerten Taktgenerator (TG) und eine Zählereinrichtung (Z) aufweist, durch welche die Impulsbreite (b) quarzgenau festlegbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine setzbare Kippstufe (K) vorgesehen ist, wobei ein am quarzgesteuerten Taktgenerator (TG) abgreifbares quarz­ stabiles Taktsignal (3) der Zählereinrichtung (Z) zuführbar ist, welche zur Steuerung der die Impulse (5) erzeugenden Kippstufe (K) sowohl ein den Impulsbeginn definierendes Setzsignal als auch ein ein Impulsende definierendes Rücksetzsignal vorsieht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsklemme (E) der Zählereinrichtung (Z) und eine Triggereingangsklemme (T) der Kippstufe (K) mit dem Taktsi­ gnal (3) des quarzgesteuerten Taktgenerators (TG) beaufschlag­ bar sind, daß eine Setzeingangsklemme (S) der Kippstufe (K) mit einer Ausgangsklemme (A) der Zählereinrichtung (Z) verbunden ist, daß eine Rücksetzeingangsklemme (R) der Zählereinrichtung (Z) über eine Differenziereinrichtung (DE) mit der Kurvenum­ formstufe (KUF) verbunden ist, und daß die Integriereinrichtung (IE) mit dem Ausgang der Kippstufe (K) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Impulsbeginn nach Maßgabe der abfallenden Flanken der Rechteckschwingung (2).

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Impulsbeginn nach Maßgabe der ansteigenden Flanken der Rechteckschwingung (2).

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang des quarzgesteuerten Taktgenerators (TG) ab­ greifbare Taktfrequenz (3) um mindestens den Faktor 10 größer als die maximale Frequenz der frequenzmodulierten Schwingung (1) ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (KUF) zur Umformung der Schwingung (1) in eine Rechteckschwingung (2) einen Schmitt-Trigger aufweisen.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (KUF) zur Umformung der Schwingung (1) in eine Rechteckschwingung (2) eine Verstärkerstufe mit nachgeschalte­ ter Begrenzereinrichtung aufweist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzmischstufe vorgesehen ist, durch die die sinusförmige frequenzmodulierte Schwingung (1) oder Rechteck­ schwingung (2) auf eine niedrigere Frequenz herabsetzbar ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die integrierte Aus­ führung auf einem Halbleiterkörper.