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Impulsfilter, insbesondere für Fernsteuersignal-Empfänger in digitalen
Regel- und Steuersystemen Die Erfindung betrifft ein Impulsfilter, das elektrische
Impulse einer bestimmten Zeitdauer durchläßt, länger oder kürzer dauernde Impulse
aber nicht überträgt. Ein solches Filter kann insbesondere in Fernsteuersignal-Empfängern
in digitalen Regel- und Steuersystemen bzw. Rechenmaschinen und in Tonfrequenz-Rufempfängern
von Trägerfrequenz-Nachrichtenübertragungssystemen Verwendung finden.
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Insbesondere ist die Erfindung auch bei den Fernsteuersignal-Empfängern
von Orthogonal-Entzerrern in Vielkanal -Trägerfrequenzsystemen anwendbar.
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Diese Empfänger sollen nur auf die eine vorgegebene Impulslänge besitzenden
Steuerimpulse ansprechen, nicht aber auf andere Impulse, z. B.
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Störimpulse, mit davon abweichender Impulslänge.
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Als Impulse sollen dabei nicht nur ideale Rechteckimpulse, sondern
auch verformte Impulse und Sinusschwingungen einer diskreten Frequenz dienen.
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Es ist bereits ein derartiges Impulsfilter bekannt (deutsche Patentschrift
1 133 754). Dieses Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei für gleiche Impulsdauer
ausgelegte, monostabile Multivibratoren vorgesehen sind, denen die Eingangsimpulse
jeweils über die Reihenschaltung einer Integrierschaltung und einer Differenzierschaltung
zugeführt werden, daß die beiden Integrierschaltungen sich in ihrer Zeitkonstante
geringfügig unterscheiden, derart, daß die für die Auslösung der zugehörigen Multivibratoren
erforderliche Spannung bei der einen Integrierschaltung bereits kurz vor, bei der
anderen jedoch erst kurz nach dem Ende eines Eingangsimpulses der vorgegebenen Zeitdauer
erreicht ist und daß die Multivibratoren zwei in Reihe liegende Schalttransistoren,
in deren Kollektorkreis sich z. B. ein Relais befindet, derart steuern, daß die
Schalttransistoren, von denen im Ruhezustand einer sperrt und einer leitend ist,
nur bei vorgegebener Länge der Eingangsimpulse leitend werden.
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Dieses bekannte Filter hat gewisse Nachteile. Die verwendeten monostabilen
Multivibratoren haben verhältnismäßig viele Bauelemente und sind gegen Störimpulse
empfindlich. Außerdem werden scharfe Impulse zur Ansteuerung benötigt. Die Schaltung
weiterer digitaler Bausteine erfolgt über Schalttransistoren, was einen unerwünschten
Aufwand darstellt.
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Das Impulsfilter nach der Erfindung, das diese Nachteile weitgehend
vermeidet, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schmitt-Trigger
für Impulse gleicher Polarität eingangsseitig parallelgeschaltet sind und in ihren
Eingangskreisen Integrierglieder enthalten, die jeweils einen von der Reihenschaltung
einer Diode und eines Widerstandes
überbrückten Widerstand und einen Kondensator
umfassen und verschiedene Auflade- und Entlade-Zeitkonstanten besitzen, daß der
eine Trigger an den Impulseingang und der andere Trigger an den Sperrwiderstand
eines Diodentores angeschlossen ist, und daß die Auflade-Zeitkonstante des Integriergliedes
des letzteren Triggers größer ist als die Aufl ade-Zeitkonstante des Integriergliedes
des anderen Triggers, die so gewählt ist, daß der an den Sperrwiderstand des Diodentores
angeschlossene Trigger anspricht, wenn die Eingangsimpulsdauer eine vorgegebene
maximale Toleranz überschreitet, während die Auflade-Zeitkonstante des Integriergliedes
des an den Impulseingang des Diodentores angeschlossenen Triggers so gewählt ist,
daß dieser Trigger anspricht, wenn die Eingangsimpulsdauer eine vorgegebene minimale
Toleranz überschreitet.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Impulsfilters
nach der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Schaltung eines für positive Eingangsimpulse ausgelegten
Impulsfilters, dem eine monostabile Stufe zur Erzeugung von Rechteckimpulsen wählbarer
Dauer nachgeschaltet ist; F i g. 2 zeigt dasselbe Filter für differenzierte Ausgangsimpulse
zur Steuerung weiterer digitaler Bausteine, wobei noch zusätzliche Zener-Dioden
zur Temperaturkompensation vorgesehen sind.
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Das Impulsfilter besteht aus zwei in ihrem schaltungsmäßigen Aufbau
übereinstimmenden Schmitt-Trigger A bzw. B für positive Impulse, zwei IntegrierschaltungenC
bzw. D und einem DiodentorE für negative Impulse. Die Schmitt-Trigger A bzw. B umfassen
jeweils zwei npn-Transistoren Tsl, Ts 2 bzw. Ts3, Ts 4 mit gemeinsamem Emittervorwiderstand
R8
bzw. Rto, einem Spannungsteiler Rl, R2 bzw. R8, R9 für die Basis des ersten Transistors
Ts 1 bzw. Ts 3, einem Spannungsteiler R6, R4, R5 bzw. Rot3, R,1, R12 für die Basis
des zweiten Transistors Ts 2 bzw. Ts4, einem Kollektorvorwiderstand R7 bzw. R14
für letzteren Transistor und gegebenenfalls, wie in Fig.2 gezeigt, zur Temperaturkompensation
der Schwellwerte der Schmitt-Trigger A bzw. B eine Zener-Diode Gr4 bzw. Gr5 vor
dem Spannungsteiler1, R2 bzw. R8, R9.
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Die Integrierglieder C bzw. D umfassen jeweils einen von einer Diode
Grt bzw. Gr2 und einem dieser Diode in Reihe geschalteten Widerstand R16 bzw. R18
überbrückten Widerstand R15 bzw. R17 und einen Kondensator Cl bzw. C2.
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Die beiden Integrierglieder C bzw. D haben verschiedene Auflade-Zeitkonstanten,
beispielsweise dadurch, daß bei Verwendung gleicher Kondensatoren C1 bzw. C2 und
gleicher Dioden Grt bzw. Gr2 die WiderständeRj6 bzw. R17 verschieden gewählt werden,
und verschiedene Entlade-Zeitkonstanten dadurch, daß die Widerstände Rj6 bzw. R38
verschieden gewählt werden.
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Die Wirkungsweise der Schaltung nachiF i g. 1 und Fig.2 bis einschließlich
dem DiodentorE ist folgende: Der Widerstand R15 des Integriergliedes C ist so gewählt,
daß kurz vor dem Ende eines Eingangsimpulses vorgegebener, richtiger Dauer der obere
Schwellwert des Schmitt-Triggers A erreicht wird. Dadurch wird der Transistor Tsl,
der im Ruhezustand gesperrt ist, leitend und über den Widerstand R4 der im Ruhezustand
leitende Transistor Ts2 gesperrt.
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Beim Verschwinden des Eingangsimpulses wird der Kondensator C des
Integriergliedes C über die jetzt in Durchlaßrichtung betriebene Diode Grt und den
Reihenwiderstand R10 schnell entladen. Dadurch sinkt die Spannung am Eingang des
Schmitt-Triggers A unter dessen unteren Schwellwert, und der Schmitt-Trigger schaltet
in seine stabile Ruhelage zurück. Der Widerstand R11 des Integriergliedes D ist
so dimensioniert, daß der obere Schwellwert des Schmitt-Triggers B nur erreicht
wird, wenn der Eingangsimpuls seine vorgeschriebene Dauer um eine bestimmte maximale
Toleranz überschreitet, und der Widerstand R18 ist so ausgelegt, daß nach Verschwinden
des Eingangsimpulses der untere Schwellwert des Schmitt-Triggers B etwas später
erreicht wird als beim Schmitt-TriggerA und dadurch der Schmitt-TriggerB etwas länger
als der Schmitt-Trigger A angesprochen bleibt.
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Ist der Eingangsimpuls kürzer als vorgegeben, so werden die Kondensatoren
C1 und C2 beider Integrierglieder nicht genügend hoch aufgeladen, d. h., die Ansprechschwellwerte
beider Schmitt-Trigger werden nicht erreicht, und an das DiodentorE wird kein Impuls
abgegeben.
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Hat der Eingangsimpuls die vorgegebene Dauer, so wird nur der Ansprechschwellwert
des Schmitt-Triggers A erreicht, und der Schmitt-TriggerB bleibt im Ruhezustand.
Dadurch liegt über den Widerstand R,, am Diodentor E keine Sperrspannung, und die
Rückflanke des Ausgangsimpulses des Schmitt-Triggers A wird differenziert, so daß
am Ausgang des Diodentores E ein negativer Impuls erscheint, der zur Steuerung weiterer
digitaler Bausteine dienen kann.
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Ist der Eingangsimpuls länger als vorgegeben, so spricht auch der
Schmitt-Trigger B an, und am
Diodentor E liegt über den Widerstand R19 eine Sperrspannung,
so daß die Rückflanke des Ausgangsimpulses des Schmitt-Triggers A nicht differenziert
werden kann und am Ausgang des Diodentores E kein negativer Impuls erscheint.
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Schaltet man nach F i g. 1 hinter das DiodentorE noch einen transistorisierten
monostabilen MultivibratorF, so wandelt dieser den differenzierten negativen Impuls,
welcher bei vorgegebener Eingangsimpulsdauer am Ausgang des Diodentores E erscheint,
in Rechteckimpulse entsprechend der wählbaren Zeitkonstante der monostabilen Stufe
um. Diese können an den Kollektoren der Transistoren der monostabilen Stufe entnommen
werden. Es kann aber auch in den Kollektorweg eines Transistors der monostabilen
Stufe, wie in F i g. 1 dargestellt, ein Relais W geschaltet werden. Die monostabile
Stufe, deren Schaltung und Wirkungsweise bekannt ist, besteht aus den Transistoren
TsS, Ts6, den Widerständen R20, R2l, R2.2, R23, R24, R25 und dem Kondensator C.
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Das Impulsfilter nach der Erfindung kann auch für negative Eingangsimpulse
verwendet werden, wenn dem Eingang des Filters noch ein Umkehrtransistor vorgeschaltet
wird oder statt der dargestellten npn-Transistoren pnp-Transistoren verwendet werden.