DE9013938U1 - Antilogarithmusschaltung - Google Patents

Description

Antilogarithmusschaltung Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schaltungen, die eine antilogarithmische Funktion eines Signales durchführen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Antilogarithmusschaltung, die eine automatische Verstärkungssteuerschaltung beinhaltet, welche das Wechselspannungsausgangssignal unabhängig von einem Gleichspannungspegel an ihrem Eingang macht. Wenn der Ausgang eines logarithmischen Verstärkers ihrem Eingang zugeführt wird, schafft die Antilogarithmusschaltung ein lineares Videoausgangssignal der Wechselspannungskomponente des Eingangssignales.

Bei Geräten von Art der SpektrumanaIysatoren ist eine Schaltung vorgesehen, die es der Bedienungsperson ermöglicht, einen breiten Frequenzbereich abzutasten. Die Frequenzcharakteristika eines Signales können dann analysiert und auf einem Anzeigegerät, wie beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt werden, so daß die Bedienungsperson eine sichtbare Darstellung des Frequenzspektrums des Signales erhält. Da Spektrumanalysatoren allgemein einen sehr großen Dynamikbereich haben, über den sie betrieben werden können, sowie aufgrund der Charakteristika der zu analysierenden Signale werden häufig logarithmische Verstärkerschaltungen verwendet, die eine logarithmische Signalantwort für das Eingangssignal haben. Die Signalantwortcharakteristik eines logarithmischen Verstärkers, der den Dynamikbereich des Eingangssignales komprimiert, ist geeignet für das Analysieren einer Vielzahl von Signalen, wie beispielsweise Audiosignalen und Videosignalen.

Zusätzlich zu dem logarithmischen Verstärkerabschnitt besteht gleichfalls ein Bedarf an einem linearen Verstärkerab-

schnitt für die Schaffung einer grundlegenden, demodulierten Amplitudeninformation. Der lineare Verstärkerabschnitt wird beispielsweise verwendet, um ein Sende/Übertragungs-Audiosignal für einen Lautsprecher zu erzeugen, um ein zusammengesetztes Videosignal für einen Videomonitor zu schaffen oder um im Zeitbereich liegende Pulshüllkurvensignale für ein Oszilloskop zu schaffen.

Spektrumanalysatoren nach dem Stand der Technik verwenden allgemein zwei vollständig getrennte Hardwareschaltungswege zum Schaffen von getrennten linearen Signalausgängen und logarithmischen Signalausgängen. Diese Realisierung nach dem Stand der Technik erfordert hintereinander geschaltete Ketten von logarithmischen Verstärkerstufen und hintereinander geschaltete Ketten von linearen Verstärkerstufen. Jede Kette von Verstärkern kann in die Zwischenfrequenzverstärkungsstufe eingeschaltet werden, um ein Signal für den Modulationsdetektor zu erzeugen. Ein Problem bei dieser Realisierung nach dem Stand der Technik liegt darin, daß der Spektrumanalysator zwei getrennte, unabhängige, vollständige Hardwar escha 1 tungswege aufweisen muß, von denen einer für die logarithmische Verstärkerschaltung und der andere für die lineare Verstärkerschaltung dient.

Diese Realisierung erfordert eine große Anzahl von Schaltungskomponenten, wie beispielsweise Verstärkern, und erfordert zusätzlich einen erheblichen Raumbedarf für gedruckte Schaltungsplatinen innerhalb des SpektrumanaIysators.

Ein anderes Problem bei dieser Ausführung nach dem Stand der Technik besteht darin, daß unterschiedliche Verstärkerstufen in den Zwischenfrequenzschaltungsweg eingeschaltet und aus diesem herausgeschaltet werden müssen. Dies erfordert eine periodische Einstellung der Verstärkungen der getrennten Verstärkerschaltungen.

In den zurückliegenden Jahren wurde die Realisierung mittels zweier getrennter Verstärkerschaltungen durch eine Kombina-

tion von Hardware und Computersoftware ersetzt. Die Spektrumanalysatorschaltung erfordert immer noch eine vollständige logarithmische Verstärkerkette und einen Modulationsdetektor. Jedoch konnte die lineare Verstärkerkette beseitigt werden, wobei ein Computerprogramm einen Wert berechnet, der die Amplitude des nicht komprimierten Eingangssignales darstellt. Das System zeigt dann den durch die Software erzeugten Wert auf der Kathodenstrahlröhre für die Bedienungsperson an. Diese Realisierung hat eine nachteilhafte Beschränkung darin, daß die Analogspannung nirgendwo in dem System verfügbar ist, um ein demoduliertes lineares Ausgangssignal zu schaffen, mit dem ein externes Gerät betrieben werden kann, wie beispielsweise ein Lautsprecher, wenn das Signal ein Audiosignal ist, oder ein Videomonitor, wenn das Signal ein Videosignal ist.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antilogarithmusschaltung zu schaffen, die ein lineares Amplitudensignal aufgrund eines logarithmischen Signales schafft.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verstärkersystems mit einem logarithmischen Ausgangssignal und einem linearen Ausgangssignal, das nicht getrennte logarithmische und lineare Verstärkerketten erfordert.

Diese Aufgaben werden durch Antilogarithmusschaltungen nach dem Oberbegriff der Schutzansprüche 1 und 16 durch die im kennzeichnenden Teil dieser Ansprüche angegebenen Merkmale und bei einem Verstärkersystem nach dem Oberbegriff der Schutzansprüche 7 und 20 durch die im kennzeichnenden Teil dieser Ansprüche angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Antilogarithmusschaltung liegt darin, daß diese Platz für gedruckte Schaltungsplatinen einspart, da sie nicht einen linearen Verstärker parallel zu einem logarithmischen Verstärker erfordert.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die erfindungsgemäße

Antilogarithmusschaltung eine automatische Verstärkungssteuerung aufweist, die das lineare Ausgangssignal auf eine Maximalspannung regelt.

Wiederum ein weiterer Vorteil liegt in der Reduktion der Anforderungen an den Dynamikbereich der Antilogarithmusschaltung durch Beseitigen der Gleichspannungskomponente des Signales von dem logarithmischen Verstärkerausgang.

Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Antilogarithmusschaltung liegt in einer automatischen Verstärkungssteuerung, die nicht länger eine veränderliche Verstärkungsstufe in dem linearen Verstärkungsabschnitt der Schaltung erforderlich macht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Antilogarithmusschaltung liegt in einer automatischen Verstärkungssteuerung zum Aufrechterhalten des Betriebspunktes der Schaltung an einem konstanten Arbeitspunkt, wodurch erheblich die Menge der nötigen Temperaturkompensationsschaltungen vermindert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Antilogarithmusschaltung wird eine automatische Verstärkungssteuerung durchgeführt, bevor das Signal linearisiert wird. Die Schaltung beinhaltet eine Antilogarithmuseinrichtung, wie beispielsweise einen Bipolartransistor, der zur Verwendung seiner Diodencharakteristik angeordnet ist, um ein logarithmisches Signal in ein lineares Signal umzusetzen, sowie einen linearen Verstärker mit fester Verstärkung. Die Schaltung beinhaltet ferner eine Spitzenwerterfassungsschaltung, die die Spitzenausgangsspannung von dem Verstärker erfaßt und diese Spannung einem invertierenden Integrator zuführt. Verschiedene Integratorzeitkonstanten für positive und negative Spannungsausschläge des linearen Ausgangssignales ermöglichen es, daß die Schaltung den Spitzenwert des Ausgangssignales ermittelt. Eine Fehlerspannung, die die Spitzenspannung darstellt, wird erzeugt, wenn die Ausgangsspannung eine bestimmte Bezugsspan-

nung übersteigt. Die Fehlerschaltung wird der Basis des Transistors summierend zugeführt, der die Logarithmus-Linear-Umwandlungsfunktion durchführt und wirksam die Verstärkung der Schaltung steuert. Das Erfordernis einer Stufe für veränderliche Verstärkung in dem linearen Verstärkerabschnitt des Verstärkers ist somit beseitigt, da in dem logarithmischen Bereich eine Addition äquivalent zu der Multiplikation ist. Ferner beseitigt die Schaltung die Gleichspannungskomponenten des logarithmischen Eingangsspannungssignales und erzeugt ein lineares Spannungsausgangssignal, das auf eine vorbestimmte maximale Amplitude gesteuert wird.

Die antilogarithmische Schaltung wird vorzugsweise in Verbindung mit einem logarithmischen Verstärker verwendet. Ein logarithmisches Ausgangssignal von dem logarithmischen Verstärker wird zu dem Eingang der Antilogarithmusschaltung geführt. Das Ausgangssignal der Antilogarithmusschaltung hat eine lineare Abhängigkeit von dem Eingangssignal des logarithmischen Verstärkers.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltung in einer Zwischenfrequenzanordnung;

Fig. 2 ein zur Erläuterung dienendes schematisches Diagramm einer Schaltung, die zum Durchführen der in Fig. 1 gezeigten Funktionen verwendet werden kann; und

Fig. 3 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer bekannten Zwischenfrequenzverstärkerstufe mit getrennten und unabhängigen logarithmischen und linearen Verstärkerketten.

Lediglich aus Gründen der weiteren Verdeutlichung wird die erfindungsgemäße Schaltung nachfolgend in ihrer Anwendung auf eine Zwischenfrequenzstufe eines Spektrumanalysators erläutert. Für Fachleute ist es jedoch offensichtlich, daß Merkmale und Funktionen der erfindungsgemäßen Schaltung in vielen anderen Anwendungsfällen als in denen des Spektrumanalysators zweckmäßig sind.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt ein Blockdiagramm einer bekannten Ausführungsform eine Schaltung zum Erzeugen sowohl von logarithmischen als auch von linearen Spannungsausgangssignalen. Die Schaltung 10 umfaßt eine logarithmische Verstärkerschaltungskette 12 und eine lineare Verstärkerschaltungskette 14. Das Eingangssignal für die Schaltung 10, welches bei dem gezeigten Schaltungsbeispiel ein Zwischenfrequenzsignal in einem Spektrumanalysator ist, wird zu einem Knoten 18 zugeführt und wird gleichfalls mit dem Eingang der logarithmischen Verstärkerkette an der Eingangsklemme 20 und zu dem Eingang der linearen Verstärkerkette an der Eingangsklemme 22 geführt. Schalter 26A bis 26C werden verwendet, um den Typ der Schaltungsfunktion auszuwählen, nämlich logarithmische Verstärkung oder lineare Verstärkung. Wenn die logarithmische Verstärkung ausgewählt wird, werden die Kontakte 26A, 26B, 26C gleichzeitig geschaltet, um die Eingänge und Ausgänge der logarithmischen Verstärker 28A, 28B und 28D in Reihe zu schalten. Dies geschieht, indem gleichzeitig der Kontakt 26A zu dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers 28A am Anschluß 30A, der Kontakt 26B zu dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers 28B am Anschluß 30B und der Kontakt 26C zu dem Ausgang des logarithmischen Verstärkers 28C am Anschluß 3OC geschaltet werden.

Falls ein linearer Signalausgang gewünscht ist, wird der Kontakt 26A zu dem Ausgang des linearen Verstärkers 32A an dem Anschluß 34A, der Kontakt 26B zu dem Ausgang des linearen Verstärkers 32B an dem Anschluß 34B und der Kontakt 26C zu dem Ausgang des linearen Verstärkers 32C an dem Anschluß 34C geschaltet. Es sei angemerkt, daß so viele Verstärker-

stufen in Reihe geschaltet werden können, wie dies erforderlich ist, um die gewünschte Verstärkung für den Zwischenfrequenzverstärker zu erhalten.

Sowohl der Ausgang der logarithmischen Verstärkerkette 12 wie auch derjenige der linearen Verstärkerkette 14 sind mit dem Eingang 36 eines Verstärkers 16 verbunden. Der Verstärker 16 dient zur Verstärkung des entweder durch die logarithmische oder die lineare Verstärkerkette 12, 14 zugeführten Signales. Der Ausgang des Verstärkers 16 ist mit dem Eingang eines Hüllkurvendetektors 38 an dem Anschluß 40 verbunden. Letztlich ist der Ausgang des Hüllkurvendetektors 38 an der Ausgangsklemme 42 verfügbar.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird die erfindungsgemäße Schaltung als schematisches Blockdiagramm als Teil des Zwischenfrequenz Verstärkers in einem SpektrumanaIysator erläutert. Fig. 1 zeigt eine Schaltung 50, die logarithmische Verstärkerstufen 52A, 52B und 52C umfaßt. Das Zwischenfrequenzsignal ist mit dem Eingang 54 der logarithmischen Verstärkerstufe 52A verbunden. Der Ausgang der logarithmischen Verstärkerstufe 52A ist mit der Eingangsklemme 56 der logarithmischen Verstärkerstufe 52B verbunden. Der Ausgang der logarithmischen Verstärkerstufe 52B ist mit der Eingangsklemme 58 der logarithmischen Verstärkerstufe 52C verbunden. Obwohl lediglich drei Stufen der Verstärkung in Fig. 1 gezeigt sind, ist es für Fachleute offenkundig, daß so viele Stufen der Verstärkung in Reihe miteinander geschaltet werden können, wie dies zum Erreichen des gewünschten Systemverstärkungsgrades erforderlich ist.

Der Ausgang der logarithmischen Verstärkerstufe 52C ist mit der Eingangsklemme 60 des Verstärkers 62 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 62 ist mit der Eingangsklemme 64 des Hüllkurvendetektors 66 verbunden. Die Funktion des Hüllkurvendetektors 66, der beispielshaft als Diodendetektor gezeigt ist, ist die Demodulation der Information oder des Videosignales von dem Zwischenfrequenzsignal. Ein demodulier-

tes Basisband-Logarithmussignal ist an dem Ausgangsanschluß 68 des Detektors 66 verfügbar. Ein geeigneter logarithmischer Verstärker beinhaltet logarithmische Verstärkerstufen 52A, 52B, 52C, einen Verstärker 62 und einen Detektor 66, der unter der Bezeichnung 70903A von der Anmelderin hergestellt und verkauft wird.

Gemäß der Erfindung wird von dem Ausgangsanschluß 68 das logarithmische Basisbandsignal gleichfalls der Antilogarithmusschaltung 80 zugeführt. Die Funktionen, die durch die Schaltung 80 durchgeführt werden, sind in Form eines schematischen Blockdiagrammes in Fig. 1 dargestellt. Die Schaltung 80 beinhaltet eine Summationsschaltung 82, die das logarithmische Signal von dem Ausgangsanschluß 68 mit einem automatischen Verstärkungskorrekturfehlersignal von einem Integrator 84 kombiniert.

Der Ausgang der Summationsschaltung 82 ist mit dem Eingang einer Antilogarithmusschaltung 86 verbunden. Der Ausgang der Antilogarithmusschaltung 86 ist mit einem Eingang eines linearen Verstärkers 87 verbunden. Der Ausgang des linearen Verstärkers 87 ist mit einem Eingangsanschluß 90 eines Spitzenwertdetektors 88 verbunden, der aus Gründen der Verdeutlichung als Diodendetektor dargestellt ist. Der Ausgang des Spitzenwertdetektors 88 ist mit einer Eingangsklemme 92 einer invertierenden Integratorschaltung 84 verbunden. Ein lineares Ausgangssignal, bei dem die Gleichspannungskomponente entfernt ist, wird an dem Ausgangsanschluß 94 erzeugt. Das Ausgangssignal kann als Eingangssignal für einen Lautsprecher verwendet werden, falls es sich bei dem Signal um ein Audiosignal handelt, oder für einen Videomonitor verwendet werden, falls es sich bei dem Signal um ein Videosignal handelt, oder das Signal kann einem Oszilloskop oder einem Pulsanalysator zu Überwachungszwecken zugeführt werden.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung 80 hat eine vereinfachte Konstruktion für die automatische Verstärkungssteuerung, da der Ausgang der automatischen Verstärkungssteuerschaltung 84

mit dem logarithmischen Signal von dem Hüllkurvendetektkor 66 durch eine Summationsschaltung 82 kombiniert wird. Die automatische Verstärkungssteuerung wird durchgeführt, während das Ausgangssignal noch in dem logarithmischen Bereich ist. Da eine Addition in dem logarithmischen Bereich äquivalent zu einer Mulitplikation ist, erzeugt die Summationsschaltung 82 eine Verstärkungssteuerung, so daß keine Notwendigkeit für eine veränderliche Verstärkungsstufe hinter der Antilogarithmusschaltung vorliegt.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung 80 muß keinen großen Dynamikbereich haben. Da die automatische Verstärkungssteuerschaltung 84 mit ihrem Ausgang mit der Summationsschaltung 82 verbunden ist, die in dem logarithmischen Bereich betrieben wird, ist das logarithmische Signal tatsächlich verstärkungsgesteuert. Als Ergebnis schafft die Schaltung 80 ein amplitudengesteuertes lineares Wechselspannungsausgangssignal, das unabhängig von Verstärkungseinstellungen der Zwischenfrequenzstufe ist.

Die Schaltung 80 braucht nur eine minimale Temperaturkompensation, da die automatische Verstärkungssteuerung die Antilogarithmusschaltung an einem im wesentlichen konstanten Arbeitspunkt hält.

Fig. 2 zeigt ein für Erläuterungszwecke dienendes schematisches Diagramm einer Schaltung, die zum Realisieren der Schaltung 80 gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Die Schaltung nach Fig. 2 empfängt das logarithmische Basisbandsignal von dem Ausgangsanschluß 68 des Hüllkurvendetektors 66 und linearisiert sowie verstärkt dieses Signal. Der Spitzenwert des linearisierten Signals wird erfaßt und integriert, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das dann zum Steuern der linearen Signalausgangsamplitude verwendet wird.

Das logarithmische Basisbandsignal von dem Ausgangsanschluß 68 wird einem Eingangsanschluß 100 zugeführt. Ein Potentiometer 102 bewirkt eine Verstärkungseinstellung für die

Schaltung. Die dem Eingangsanschluß 100 zugeführte Spannung wird der Basis eines Bipolartransistors 104 über einen Widerstand 101 zugeführt. Bis zu diesem Punkt innerhalb der Schaltung ist das Signal immer noch in seinem logarithmischen Bereich.

Eine Charakteristik des Bipolartransistors liegt darin, daß der Ausgangsstrom am Emitter desselben eine exponentielle Funktion der Eingangsspannung an seiner Basis ist. Daher hat der Emitterstrom des Transistor 104 eine exponentielle oder antilogarithmische Beziehung zu der der Basis des Transistors 104 zugeführten Spannung. Der Emitter des Transistors 104 ist mit dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 106 verbunden. Der Verstärker 106 (der vom Typ HA 2525 sein kann) ist mit einem invertierenden Operationsverstärker verbunden. Ein Potentiometer 108 wird zur Steuerung des Eingangsspannungsoff set des Verstärkers 106 verwendet.

Da die Verstärker 106 und 112 invertierende Verstärker sind und da der Verstärker 110 ein nicht-invertierender Verstärker ist, hat das Signal am Ausgang des Verstärkers 112 die gleiche Phase wie das Signal am Eingang des Verstärkers 106. Drei Verstärker werden in Reihe verwendet, um die gewünschte Bandbreite und den gewünschten Verstärkungsgrad zu erhalten. Die in Fig. 2 gezeigten Verstärkungsstufen haben eine Bandbreite, die 1 MHz übersteigt.

Der Ausgang des Verstärkers 112 ist mit der Basis des Ausgangstransistors 120 verbunden. Der Ausgangstransistor 120 ist als Emitterfolger geschaltet, um einen Strom zum Treiben einer externen Last zu schaffen, die an einer Ausgangsklemme 122 angeschlossen ist, die ihrerseits an den Ausgangsanschluß 94 gemäß Fig. 1 angeschlossen ist. Das Signal an dem Anschluß 122 ist eine demodulierte lineare Spannung, die auf einem maximalen Spannungswert wie beispielsweise einem Ausgangsspannungswert von 1 Volt durch die automatische Verstärkungssteuerschaltung gehalten wird, die nachfolgend noch detaillierter erläutert wird.

Die Ausgangsspannung am Emitter des Transistors 120 ist mit einem Rückkopplungswiderstand 124 verbunden, der die Verstärkung des Operationsverstärkers 112 steuert. Der Emitter des Transistors 120 ist gleichfalls mit einem Widerstand 130 verbunden. Der Widerstand 130 ist seinerseits in Reihe mit der Parallelschaltung einer Schottkydiode 134 und einem Widerstand 132 verbunden. Die Widerstände 130, 132 und die Schottkydiode 134 bilden zusammen eine Spitzenwerterfassungsschaltung. Der Ausgang des Spitzenwertdetektors wird einem invertierenden Integrator 136 zugeführt. Der invertierende Integrator 136 beinhaltet einen Operationsverstärker 140 (beispielsweise vom Typ HA 2525) und einen integrierenden Kondensator 142.

Bei einer positiven Auslenkung des Ausgangssignales am Emitter des Transistors 120 arbeitet der Transistor 132 als Bypass für die vorwärts-vorgespannte Schottkydiode 134. Daher kann die Integrationszeit für den Integrator 136 durch den Widerstand 130 und den Kondensator 142 bewerkstelligt werden. Der Widerstand 132 ist typischerweise einige Tausend mal größer als der Widerstand 130.

Bei einer negativen Auslenkung des Signales am Ausgang des Transistors 120 wird die Diode 134 in Rückwärtsrichtung vorgespannt, so daß die Widerstände 130 und 132 in die Schaltung einbezogen werden. Daher ist die Zeitkonstante zum Entladen des Kondensators 142 extrem hoch, da der Widerstand 132 einige Tausend mal größer als der Widerstand 130 ist. Die unterschiedlichen Zeitkonstanten für die Schaltung für positive und negative Auslenkungen der Ausgangsspannung ermöglichen es, daß der integrierende Kondensator 142 auf den Spitzenausgangsspannungswert an dem Emitter des Transistors 120 aufgeladen wird. Bei Verwendung in der Zwischenfrequenzstufe eines SpektrumanaIysators können die Zeitkonstanten für den Spitzenwertdetektor beispielsweise auf 100 Mikrosekunden für die positive Spannungsauslenkung und auf 500 Millisekunden für die negative Spannungsauslenkung einge-

stellt werden.

Eine Bezugsspannung von 1 Volt wird dem nicht-invertierenden Eingang des invertierenden Integrators 136 über einen Spannungsteiler zugeführt, der die Widerstände 160, 162 umfaßt. Der invertierende Integrator 136 erzeugt daher eine Fehlerspannung, wenn die Ausgangssignalamplitude einen Spannungswert von 1 Volt übersteigt. Die Fehlerspannung wird der der Basis des Transistors 104 zugeführten Spannung über eine Verbindung 150 nach Durchlaufen eines Tiefpaßfilters mit einem Kondensator 152 und einem Widerstand 154 zugefügt. Das sich ergebende Ergebnis liegt in der Beschränkung der Ausgangssignalamplitude auf ein Maximum von 1 Volt.

Diese Schaltung hat eine Anzahl von Vorteilen. Zunächst wird kein linearer Verstärker mit veränderlicher Verstärkungsstufe benötigt, da das Verstärkungssteuersignal mit dem Eingangssignal in dem logarithmischen Bereich aufaddiert wird. Da die Addition in dem logarithmischen Bereich der Multiplikation in dem linearen Bereich äquivalent ist, wird die Verstärkungssteuerung durch Summation des logarithmischen Eingangssignales und des Fehlersignales an die Basis des Transistors 104 bewirkt, bevor das logarithmische Signal in der Antilogarithmuseinheit verarbeitet wird. Zweitens beseitigen der Spitzenwertdetektor und die Integratorschaltungen jegliche Gleichspannungskomponente in dem ankommenden Signal, so daß ein Wechselspannungssignal bei einem Spitzenwert von 1 Volt für jegliche ankommende Spannungsamplitude gehalten wird. Daher benötigt die Schaltung keinen so großen Dynamikbereich als eine lineare Verstärkungsschaltung üblicherweise benötigen würde und macht das wiedergewonnene Modulationssignal unabhängig von Verstärkungseinstellungen der Zwischenfrequenzverstärkungsstufe.

In Abweichung von dem beschriebenen Beispiel kann die erfindungsgemäße Antilogarithmusschaltung bzw. die erfindungsgemäße linearisierende Schaltung bei anderen Geräten als Spektrumanalysatoren eingesetzt werden.

Claims (20)

Schutzansprüche

1. Antilogarithmische Schaltung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine Antilogarithmuseinrichtung (86) zum Umwandeln eines ersten Signales in ein zweites Signal in der Weise, daß das zweite Signal eine exponentiell Funktion des ersten Signales ist;

eine Verstärkereinrichtung (87) zum Verstärken des zweiten Signales, um ein Ausgangssignal zu erzeugen;

eine Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) zum Erfassen der Spitzenamplitude des Ausgangssignales und zum Erzeugen eines Fehlersignales, wenn die Spitzenamplitude eine Bezugsspannung übersteigt; und

eine Einrichtung (82) zum Summieren eines Eingangssignales und des Fehlersignales zum Erzeugen des ersten Signales für die antilogarithmische Einrichtung (86).

2. Antilogarithmusschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antilogarithmuseinrichtung (86) einen Bipolartransistor (104) umfaßt, und

daß das erste Signal eine Spannung ist, die an die Basis des Bipolartransistors (104) angelegt ist und daß das zweite Signal ein Emitterstrom des Bipolartransistors (104) ist.

3. Antilogarithmusschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) einen Spitzenwertdetektor (88) zum Erfassen der Spitzenamplitude und einer Einrichtung (140) zum Vergleichen der Spitzenamplitude mit der Bezugsspannung aufweist.

4. Antilogarithmusschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) einen Integrator (136) mit einem Integrationskondensator (142) und einer Einrichtung (130 bis 134) zum Laden des Integrationskondensators (142) lediglich während einer Polarität des Ausgangssignales aufweist.

5. Antilogarithmusschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Integrator (136) einen Operationsverstärker (140) mit einem invertierenden und einem nicht-invertierenden Eingang aufweist, und

daß die Bezugsspannung mit dem nicht-invertierenden Eingang verbunden ist.

6. Antilogarithmusschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das Eingangssignal und das Fehlersignal vor der Antilogarithrauseinrichtung (86) aufsummiert werden, wodurch das Fehlersignal eine automatische Verstärkungssteuerung bewirkt.

7. Verstärkersystem, gekennzeichnet durch

eine logarithmische Verstärkereinrichtung (52A, 52B, 52C) zum Umwandeln eines hochfrequenten Eingangssignales in ein zweites Signal, das eine logarithmische Funktion des hochfrequenten Eingangssignales ist;

eine Detektoreinrichtung (66) zum Erzeugen eines logarithmischen Videosignales in Reaktion auf das zweite Signal; und

eine antilogarithmische Schaltungseinrichtung (86) zum Umwandeln des logarithmischen Videosignales in ein lineares Ausgangssignal, das eine Exponentialfunktion des logarithmischen Videosignales ist und eine lineare Funktion des hochfrequenten Eingangssignales ist.

8. Verstärkersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die antilogarithmische Schaltungseinrichtung (86) eine Einrichtung (88, 84, 82) für die automatische Verstärkungssteuerung aufweist.

9. Verstärkersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur automatischen Verstärkungssteuerung eine Einrichtung (82) zum Summieren eines Fehlersignales mit dem logarithmischen Videosignal vor der Umwandlung des logarithmischen Videosignales in das lineare Ausgangssignal aufweist.

10. Verstärkersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung für die automatische Verstärkungssteuerung eine Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) zum Erfassen der Spitzenamplitude des linearen Ausgangssignales und zum Erzeugen des Fehlersignales, wenn die Spitzenamplitude eine Referenzspannung übersteigt, aufweist.

11. Verstärkersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da-

durch gekennzeichnet,

daß die antilogarithmische Schaltungseinrichtung folgende Merkmale aufweist:

eine antilogarithmische Einrichtung (86) zum Umwandeln des ersten Signales in ein zweites Signal in der Weise, daß das zweite Signal eine Exponentialfunktion des ersten Signales ist;

eine Verstärkereinrichtung (87) zum Verstärken des zweiten Signales zum Erzeugen des Ausgangssignales;

eine Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) zum Erfassen der Spitzenamplitude des Ausgangssignales und zum Erzeugen eines Fehlersignales, wenn die Spitzenamplitude einen Bezugspegel übersteigt; und

eine Einrichtung (82) zum Summieren des logarithmischen Videosignales und des Fehlersignales zum Erzeugen des ersten Signales für die antilogarithmische Einrichtung (86).

12. Verstärkersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die antilogarithmische Einrichtung einen Bipolartransistor (104) aufweist, und

daß das erste Signal eine Spannung ist, die an eine Basis des Bipolartransistors (104) angelegt wird, und daß das zweite Signal ein Emitterstrom des Bipolartransistors (104) ist.

13. Verstärkersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplungseinrichtung (84 bis 92) einen Spit-

zenwertdetektor (130 bis 134) zum Erfassen der Spitzenamplitude und eine Einrichtung (140) zum Vergleichen der Spitzenamplitude mit der Bezugsspannung aufweist.

14. Verstärkersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rückkopplungseinrichtung einen Integrator (136) mit einem Integrationskondensator (142) und einer Einrichtung (130 bis 134) zum Laden der Integrationskapazität lediglich während einer Polarität des Ausgangssignales aufweist.

15. Verstärkersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß der Integrator einen Operationsverstärker (140) mit einem invertierenden und einem nicht-invertierenden Eingang aufweist, und

daß die Bezugsspannung zu dem nicht-invertierenden Eingang zugeführt wird.

16. Antilogarithmische Schaltung, gekennzeichnet durch

eine antilogarithmische Einrichtung (86) zum Umwandeln eines ersten Signales in ein Ausgangssignal, welches eine exponentielle Funktion des ersten Signales ist;

eine Verstärkungssteuereinrichtung (88, 84) zum Erfassen der Spitzenamplitude des Ausgangssignales und zum Erzeugen eines Fehlersignales, wenn die Spitzenamplitude einen Bezugswert übersteigt; und

eine Einrichtung (82) zum Summieren eines Eingangssignales und des Fehlersignales und zum Erzeugen eines ersten Signales für die antilogarithmische Einrichtung (86).

(86).

17. Antilogarithmische Schaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die antilogarithmische Einrichtung (86) einen Bipolartransistor (104) aufweist,

daß das erste Signal eine Spannung ist, die einer Basis des Bipolartransistors zugeführt wird, und

daß das Ausgangssignal auf einen Emitterstrom des Bipolartransistors (104) anspricht.

18. Antilogarithmische Schaltung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstärkungssteuereinrichtung einen Spitzenwertdetektor (88) zum Erfassen der Spitzenamplitude und einer Einrichtung (140) zum Vergleichen der Spitzenamplitude mit dem Bezugswert aufweist.

19. Antilogarithmische Schaltung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstärkungssteuereinrichtung einen Integrator (136) mit einer Integrationskapazität (142) und einer Einrichtung (130 bis 134) zum Laden der Integrationskapazität während lediglich einer Polarität des Ausgangssignales aufweist.

20. Verstärkersystem, gekennzeichnet durch

eine logarithmische Verstärkereinrichtung (52A, 52B, 52C) zum Umwandeln eines hochfrequenten Eingangssignales in ein zweites Signal, das eine logarithmische Funktion des hochfrequenten Eingangssignales ist; und

eine antilogarithroische Schaltungseinrichtung (80) zum Umwandeln des zweiten Signales in ein lineares Ausgangssignal, das eine exponentiell Funktion des zweiten Signales und eine lineare Funktion des hochfrequenten Eingangssignales ist.