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Verfahren zur Erzeugung von angenähert sin2-förmigen Impulsen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von angenähert sin2-förmigen Impulsen,
insbesondere zur Anwendung für die Hochfrequenz-Impuls-Fehlerortung.
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Zur Erzeugung von Impulsen mit vorgegebenen Kurvenformen sind hauptsächlich
zwei Methoden bekannt, nämlich die Erzeugung dieser Impulse mittels impulsformender
Filter oder mittels nichtlinearer Schaltungen. Bei der Impulsformung mittels Filter
wird das Frequenzspektrum eines leicht zu erzeugenden Impulses, z. B. eines schmalen
Rechteckimpulses, mit einem geeigneten Filter beeinflußt.
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Bei der Impulserzeugung mit nichtlinearen Schaltungen wird z. B. mit
RC-Zeitkonstanten ein Dreieckimpuls erzeugt und mit nichtlinearen Netzwerken verformt.
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Zur Einhaltung einer genauen Impulsamplitude und Impulsbreite wird
jedoch für beide Methoden der Aufwand an Schaltelementen u. dgl. sehr groß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen insbesondere für die Hochfrequenz-Impuls-Fehlerortung
brauchbaren Impuls mit geringem Aufwand zu erzeugen.
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Gemäß der Erfindung wird zur Erzeugung von angenähert sin2-förmigen
Impulsen so verfahren, daß einer von einem Oszillator erzeugten Sinusspannung mittels
eines Spitzengleichrichters eine derartige Gleichspannung addiert wird, daß die
negativen Maxima der Spannung den Momentanwert 0 Volt haben und daß diese Spannung
einem elektronischen Schalter zugeführt wird, der durch einen mit Impulsen, deren
Anstiegs- oder Rückflanken im Augenblick der negativen Maxima der Sinusspannung
auftreten, angesteuerten Binärzähler oder Ringzähler mit n Stufen derart gesteuert
wird, daß er jeweils den n-ten Cosinusbogen von Spannungsminimum zu Spannungsminimum
aus der vom Spitzengleichrichter abgegebenen Spannung herausschneidet.
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Ferner ist es vorteilhaft, die zur Steuerung des Binär- oder Ringzählers
verwendeten Spannungsimpulse aus den in die Diode des Spitzengleichrichters fließenden
Stromimpulsen zu erzeugen Dadurch erhält man den Vorteil, daß die zur Steuerung
des Zälers benötigten Impulse unabhängig von der Frequenz des Sinusgenerators stets
im Augenblick der negativen Maxima der Sinusspannung auftreten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die zur Steuerung
des Zählers verwendeten Impulse mit Hilfe einer Laufzeitkette korrigieren, wodurch
die Anstiegsflanken der Steuerimpulse für den Zähler genau auf die negativen Spannungsmaxima
der Sinusspannung eingestellt werden können. Ferner kann der elektronische Schalter
gleichzeitig wahlweise mittels zusätzlicher elektronischer Schalter von mehreren
Zählerausgängen gesteuert werden. Dadurch lassen sich rasch wechselnde Impulsreihen
erzeugen, wie sie z. B. für Pulscode- oder ähnliche übertragungsverfahren verwendet
werden können.
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Durch diese Maßnahmen erhält man einen singförmigen Impuls mit konstanter
Impulsbreite und -amplitude, wobei die Wiederhoheit des ausgesandten Impulses ebenfalls
konstant ist und in einem ganzzahligen Verhältnis zwischen Impulsbreite und Wiederhoheit
gewählt werden kann. Die Breite dieses Impulses hängt nur von der Frequenz des jeweiligen,
die Sinusspannung erzeugenden Generators ab. Die Fußpunktbreite des Impulses ist
gleich dem Reziprokwert dieser Frequenz. Die Impulsamplitude hängt ebenfalls im
wesentlichen nur von der Amplitude des Sinusgenerators und geringen Dämpfungen des
Spitzengleichrichters sowie des elektronischen Schalters ab. Alle diese Einflüsse
lassen sich jedoch leicht beherrschen, da eine Korrektur der Amplitude oder der
Impulsbreite lediglich am Generator vorgenommen zu werden braucht und die Impulsform
selbst nicht ändert. Die Konstanz bezüglich der Impulsbreite wird besonders dann
groß, wenn man als Sinusgenerator einen Quarzgenerator verwendet. Dieses Verfahren
der Impulsformung ist für die Hochfrequenz-Impuls-Fehlerortung besonders günstig,
da dabei ein Quarzgenerator und der benötigte Binärzähler bereits für andere Zwecke
vorhanden sind.
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An Hand des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 sowie des Impulsschemas
nach F i g. 2 wird die Erfindung näher erläutert.
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Der Spitzengleichrichter 2 der F i g. 1 wird mit einer vom Generator
1 erzeugten Sinusspannung (Fig. 2, A) ausgesteuert. Der Spitzengleichrichter setzt
nun erstens dieser Sinusspannung eine derartige
Gleichspannung zu,
daß die negativen Maxima der Sinusspannung stets den Momentanwert 0 Volt (F i g.
2, B) erhalten, und außerdem werden die in die Diode des Spitzengleichrichters fließenden
Stromimpulse im Trigger 3 in Spannungsimpulse (F i g. 2, C) umgewandelt und zum
Ansteuern des aus den bistabilen Kippstufen 4, 5, 6 und dem Gatter 7 bestehenden,
bis acht zählenden Binärzählers verwendet. Zweckmäßig läßt sich die Spitzengleichrichterschaltung
mit der Triggerschaltung kombinieren, indem man mit der Basis-Emitter-Strecke gleichrichtet
und gleichzeitig die Verstärkung des Transistors zum Umwandeln der in die Basis-Emitter-.Strecke
fließenden Stromimpulse und Spannungsimpulse verwendet. Am Ausgang des Gatters 7
erhält man, da der Binärzähler von einer ununterbrochenen Impulsreihe (F i g. 2,
C) angesteuert wird, einen Rechteckimpuls mit dem Tastverhältnis t : 8 (F i g. 2,
D), dessen Flanken zeitlich mit zwei aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen (F i g.
2, C) zusammenfallen. Da diese Steuerimpulse gleichzeitig mit den negativen Scheiteln
des .Sinussignals (F i g. 2, B) auftreten, liegen die Flanken des Rechtecks (F i
g. 2, D) jeweils an der Stelle des Spannungswertes 0 (F i g. 2, B). Mit dem Rechteck
(F i g. 2, D) wird der elektronische Schalter 8 gesteuert. Dieser schneidet aus
der Sinusspannung jeden achten Cosinusbogen heraus, und zwar so, daß immer beim
Spannungswert 0 geschaltet wird. Man erhält einen Impuls, dessen Verlauf dem häufig
verwendeten sin2-ImpuIs entspricht (F i g. 2, E).
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Die Erzeugung von sin2-förmigen Impulsen ist deshalb interessant,
weil der sin2-Impuls - bei -vorgegebenen Nullstellen das geringste, Frequenzspektrum
aufweist, so daß zur übertragung _: dieser Impulse schmalbandige übertragungseinrichtungen
verwendet werden können. Da man häufig an derartigen schmalbandigen Übertragungseinrichtungen
interessiert ist und andererseits dafür eine Hochfrequenzimpulsfehlerortung vorsehen
will, ergibt sich bei der Anwendung von sin2-Impulsen die günstigste Lösung. Muß
auf .Schmalbandigkeit der übertragungseinrichtung keine Rücksicht genommen werden,
so kann für die Hochfrequenzimpulsfehlerortung auch jede andere Impulsform, z. B.
eine Rechteckimpulsform nach F i g. 2, D, verwendet werden.