DE2013493C3 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines bipolaren Rechteckimpulswellenzugs mit vorgegebenem Tastverhältnis aus einem bipolaren Wellenzug gleicher Frequenz - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines bipolaren Rechteckimpulswellenzugs mit vorgegebenem Tastverhältnis aus einem bipolaren Wellenzug gleicher FrequenzInfo
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Description
spielsweis«. die Rechteckimpulse am Ausgang des
Begrenzers 10 in bezug auf die Nullachse der Rechteckimpulse positiv sind, erzeugt der Integrator 12
ein relativ linear graduell ansteigendes Ausgangssigna!. In der relativ negativer. Phase der Rechteckimpulse fällt
das Ausgangssignal des Integrators 12 graduell von dem Wert aus ab, der zuvor erreicht wurde. Die sich so
ergebende Wellenform ist durch einen Mittelwert gekennzeichnet, welcher den Impulszug in im wesentlichen
gleiche Zeitintervalle teilt.
Die Dreieckimpulse werden einem Ausgangsbegrenzer 16 über eine Wechselstromkopplungsschaltung 14
zugeführt. Die Wechselstromkopplungsschahung überträgt
an den Begrenzer 16 nur den Wechscistromanteil des Impulszuges, während die Gleichstromkomponente
blockiert wird. Der Begrenzer 16 ist so ausgebildet, daß er ein positives oder negatives Ausgangssignal erzeugt,
je nachdem, ob an seinem Eingang ein in bezug auf die Nullachse positives oder negatives Signal liegt. Das
Ergebnis der Verwendung einer Wechselstromkopplungsschaltung 14 ist, daß der Mittelwert des Dreieckimpulszuges
nur von der Nullachse des Begrenzers 16 abhängt und daß der Begrenzer 16 konsequent nach
gleich langen Zeitintervallen umschaltet. Auch die als Ergebnis der Integration auftretende Phasenverschiebung
ist im wesentlichen konstant und beträgt etwa 90°. Darüber hinaus ist die Schaltungsanordnung im
wesentlichen unempfindlich gegen Frequenzänderungen des dem Begrenzer 10 zugeführten Eingangssignals.
Wenn die Schaltung vorwiegend mit einer Frequenz betrieben wird, so sind die Anforderungen an die
Schaltungsparameter nicht kritisch. Die Schaltung kann deshalb relativ ökonomisch, d. h. mit einem relativ
großen Toleranzbereich für die einzelnen Schaltungskomponenten konstruiert werden. Eine wirksame
Beeinflussung der Tastverhältnis-Korrektur tritt dabei nicht ein.
In F i g. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt, die im wesentlichen
dem Blockschaltbild nach F i g. 1 entspricht. Die Schallanordnung ist als Gegentaktschaltung ausgebildet;
es versteht sich jedoch, daß auch eine Eintaktschaltung verwendet werden kann. Die Gegentaktschaltung
ist hinsichtlich der Temperaturkoeffizienten der einzelnen Komponenten vorteilhaft, da sich die Parameteränderungen
bei dieser Schaltung im wesentlichen kompensieren. Auch die Übertragung des Nullwertes bei dem
Wechsel der Signalpolarität ist bei einer Gegentaktschaltung besser. Ferner ist das Schaltverhalten in bezug
auf die Ausgangsstufe günstiger.
Bei der in Fi g. 2 dargestellten Schaltung besteht der
in F i g. 1 mit der Bezugszahl 10 bezeichnete Begrenzer vorteilhafterweise aus zwei Transistoren 18 und 20, die
in Differentialschaltung geschaltet sind. Die Basis des Transistors 18 ist mit dem Eingangsanschluß 22
verbunden. Zwischen den Eingangsanschluß 22 und Masse wird eine Eingangssignalspannung ei gelegt Die
Basis des Transistors 20 liegt an Masse. Die Emitter der Transistoren 18 und 20 sind miteinander verbunden und
über einen Widerstand 24 mit einem relativ großen Widerstandswert an eine negative Spannung gelegt
Über diesen Widerstand wird dem einen oder dem anderen der Transistoren ein relativ konstanter Strom
zugeführt, je nachdem, ob die Eingangsspannung ei in
bezug auf Masse positiv oder negativ ist. Wenn die Eingangsspannung ei in bezug auf Masse positiv ist, so
fließt der Strom durch den Widerstand 24 im wesentlichen durch die Kollektor-Emitter-Strecke des
Transistors 18. Wenn auf der anderen Seite die
Eingangsspannung <?t in bezug auf Masse negativ ist, so
fliegt der relativ konstante Strom aus dem Widerstand
24 im wesentlichen völlig euren die Kollektor-Emitter-Strecke
des Transistors 20. Die Transistoren 18 und 20 bilden daher ein Stromschalter-Paar oder einen
Begrenzungsschalter, der durch Null schultet, wobei ein relativ konstanter Strom geschaltet wird, wenn die
Eingangsspannung die Nullachse kreuzt.
ίο Der Kollektor des Transistors 18 ist mit dem
vf.!\;indurigspunkt 26 zwischen einem Widerstand 28
;;;id einem Kondensator 30 verbunden. Der Widerstand 28 und der Kondensator 30 sind zwischen einer
positiven Spannung und Masse in Serie geschaltet. Der Widerstandswert des Widerstands 28 ist relativ groß
und im wesentlichen gleich dem Wert des Widerstands 24, so daß er eine Stromquelle für einen relativ
konstanten Strom bildet. Der Kollektor des Transistors 20 liegt an dem Verbindungspunkt 32 zwischen einem
Widerstand 34 und einem Kondensator 36. Der Widerstand 34 und der Kondensator 36 liegen zwischen
einer positiven Spannung und Masse in Serie. Der Widerstand 34 wiederum hat einen vergleichsweise
großen Widerstandswert Die Zeitkonstante der Schaltung, die ans dem Widerstand 28 und dem Kondensator
30 gebildet, ist, oder die Zeitkonstante der Schaltung, die aus dem Widerstand 34 und dem Kondensator 36
gebildet ist, können in der Größenordnung der Periodenzeit der Eingangsimpulswellenform liegen,
vorzugsweise aber sind sie größer. Die Zeitkonstante aus dem Widerstand 28 und dem Kondensator 30 oder
die Zeitkonstante aus dem Widerstand 34 und dem Kondensator 36 lag bei einem praktischen Beispiel in
der Größenordnung von 2- bis iomal der Periodenzeit der Eingangs-Impulswellenform. Die aus dem Widerstand
24 und einem der Kondensatoren gebildete Schaltung hat eine ähnliche Zeitkonstante.
Die Kondensatoren 30 und 36 bilden zusammen mit den Widerständen 28 und 34 einen Gegentaktintegrator,
der dem als Block dargestellten und mit der Bezugszahl 12 bezeichneten Integrator in F i g. 1 entspricht. Es
versteht sich wiederum, daß auch eine Eintaktschaltung mit nur einem Widerstand und einem Kondensator
verwendet werden kann. Eine solclie Eintaktschaltung
kann beispielsweise allein aus dem Widerstand 28 und dem Kondensator 30 gebildet werden. In diesem Fall
würde der Kollektor des Transistors 20 nur an eine positive Spannung gelegt werden. Die in Differentialschaltungen
betriebenen Transistoren 18 und 20 eignen sich jedoch vorzüglich als Begrenzungsschaltung.
Die Kondensatoren 38 und 44 in F i g. 2 bilden zusammen mit den Widerständen 42 und 48 eine
Wechselstromkupplungsschaltung, die dem in F i g. 1 dargestellten und mit der Bezugszahl 14 bezeichneten
Block entspricht Der Kondensator 38 koppelt in Fi g. 2
den Punkt 26 an die Basis des Transistors 40 an. Der Transistor 40 bildet zusammen mit dem Transistor 46
einen Teil der Ausgangsbegrenzerschaltung. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 38 und
der Basis des Transistors 40 ist über einen Widerstand 42 an Masse gelegt. Der Widerstand 42 wiederum hat
einen relativ hohen Widerstandswert Ähnlich ist der Verbindungspunkt zwischen der Basis des Transistors
46 und dem Kondensator 44 über einen Widerstand 48 an Masse gelegt Der Widerstand 48 hat ebenfalls einen
relativ großen Widerstandswert Die ÄC-Zeitkonstanten der Widerstands-Kondensator-Kombinationen
38—42 und 44—48 wählt man zweckmäßigerweise
relativ groß im Vergleich zu der Periodenzeit dos
tingangssignals.
Die Transistoren 40 und 46 sind in Differenzschaltung geschaltet und bilden eine Aus^angsbegrenzerschaltung
oder eine Begrenzcrschaltung, die durch die Nullachse
schallet. Diese Schaltung ist in Fig. 1 mit der Bezugs7ahl 16 bezeichne!. Der Widerstand 50 in F i g. 2
\ erbindet wiederum die gemeinsamen Emitteranschliisse der Transistoren 40 und 46 mit einer negativen
Speisespannung. Der Widerstandswert des Widerstands 50 ist relativ hoch. Das Ausgangssignal des Begrenzers
wird einem Ausgangsanschluß 62 über einen Gegentakttransformator 52 zugeführt. Der Transformator 52
weist stark miteinander verkoppelte Wicklungen auf und ist se ausgelegt, daß er in dem interessierenden
Frequenzbereich zufriedenstellend arbeitet. Dazu muß er im wesentlichen rechteckige Wellen übertragen,
wobei vorausgesetzt ist, daß zwischen dem Anschluß 62 und Masse eine Widerstandslast liegt. Der Kollektor des
Transistors 40 ist mit dem einen Ende der Transformatorwicklung 54 verbunden. Das andere Ende dieser
Transformatorwicklung 54 ist mit einem Anschluß 56 für eine positive Spannung verbunden. Auch der Kollektor
des Transistors 46 ist über die Transformator-Wicklung 58 mit dem Anschluß 56 für die positive Spannung
gekoppelt. Die Ausgangswicklung 60 ist zwischen den Ausgangsanschluß 62 und Masse geschaltet.
Die Ausgangsbegrenzerschaltung arbeitet in ähnlicher Weise wie die aus den Transistoren 18 und 20
gebildete Schaltung mit der Ausnahme, daß die Transistoren 40 und 46 in der Ausgangsbegrenzerschaltung
das Eingangssignal an ihren Basiselektroden erhalten. Dia Schaltung nach F i g. 2 arbeitet so, daß die
von den Basiselektroden der Transistoren 40 und 46 aufgenommenen Eingangssignale 100 oder 80° phasenverschoben
sind, wodurch der Transistor 46 ausgeschaltet ist, wenn der Transistor 40 eingeschaltet ist und
umgekehrt. Demgemäß wird Strom von dem Widerstand 50 entweder durch die Wicklung 54 oder durch die
Wicklung 58 geführt, jedoch nicht gleichzeitig durch 4f
beide Wicklungen. Umschaltungen treten beispielsweise dann auf, wenn die Basis des Transistors 40 in bezug auf
masse positiv wird und wenn gleichzeitig die Basis des Transistors 46 in bezug auf Masse negativ wird. Die
Wicklungen 54 und 58 haben die gleiche Wicklungsrich- « tung. Wenn man berücksichtigt, daß der Stromfluß in
den Wicklungen je nachdem, welcher der Transistoren 40 oder 46 leitend ist, entgegengesetzt ist so erkennt
man, daß die Polarität des Ausgangssignals am Anschluß 62 sich ändert, wenn ein Übergang erfolgt.
Wenn Eintaktbetrieb gewünscht ist, so brauchen der Kondensator 44 und der Widerstand 48 nicht vorhanden
sein. Die Basis des Transistors 46 wird in diesem Fall an Masse gelegt, so wie auch die Basis des Transistors 20 an
Masse liegt Gegentaktbetrieb ist jedoch vorteilhaft, da "&
die von dem Integrator kommenden Dreieckimpulse in ihrer Amplitude Variationen aufweisen, die entgegengesetzt
zu den Variationen sind, denen das Tastverhältnis des Eingangssignals unterliegt Der Gegentaktbetrieb
stellt stets sicher, daß dem Ausgangsbegrenzer ein w Dreieckwellensignal mit einer ausreichend großen
Amplitude zugeführt wird. Darüber hinaus erweist es sich auch hinsichtlich des Schaltverhaltens des Begrenzers
als vorteilhaft wenn dem Begrenzer ein von einer Gegentastschaltung erzeugtes Eingangssignal zugeführt
wird.
Die Erklärung der Betriebsweise der in Fig.2
dargestellten Schaltung erfolgt zweckmäßigerweise anhand dei in F i g. 3 dargestellten Wellenzüge. Die
Spannungen und Ströme der in Fig. 3 dargestellten Wellenzüge sind im gleichen Zeitmaßstab in der
genauen relativen Position in bezug auf eine gemeinsame Zeitachse dargestellt. Vorausgesetzt sei ein gestörter
Impulswellenzug ei, der zwischen der Eingangsklemme
22 und Masse liegt. Im allgemeinen kann das Eingangssignal irgendeine periodische Wellenform mit
zwei Wechselstromachsen sein, die sich pro Periode einmal kreuzen. Während des ersten Halbzyklusses
oder der positiven Phase der Eingangswellenform ei ist
der Transistor 18 leitend und der Transistor 20 nicht leitend. Der durch den Transistor 24 fließende relativ
konstante Strom wird zu diesem Zeitpunkt durch die Ko'lektor-Emitter-Strecke des Transistors 18 geführt
und erreicht schnell einen Maximal- oder Grenzwert in dem Transistor 18. Dieser Grenzwert hängt von dem
verfügbaren Strom ab. Auf diesem Grenzwert bleibt dieser Strompegel so lange konstant, bis der Transistor
18 abschaltet Während der nächsten Halbwelle fließt durch den gleichen Transistor kein von dem Widerstand
24 kommender Strom. An dem Kollektor 18 wird deshalb ein rechteckförmiger Strom als Reaktion auf
das Eingangssignal ei erzeugt. Der Strom i\ in dem Kollektor des Transistors 18 ist in F i g. 3 dargestellt. Die
positive Phase des Rechteckwellen-Stromes /Ί entspricht in ihrer Dauer der positiven Phase der
Eingangsimpulse e\. Ebenso entspricht die Dauer der negativen Phase des Rechteckwellenstromes i\ der
Dauer der negativen Phase der Eingangswellenform von ei. Sobald die Eingangswelle von ei die Nullachse in
negativer Richtung kreuzt, wird der von dem Widerstand 24 kommende Strom von dem Transistor 18 auf
den Transistor 20 umgeschaltet. Dadurch wird die negative Phase des Rechteckwellensignals von i\ in
F i g. 3 eingeleitet.
Die in Fig.3 dargestellte Dreieckwellenform C2 ist
die Spannung über dem Kondensator 30. Wenn der Transistor 18 nichtleitend ist, lädt sich der Kondensator
30 positiv auf und erzeugt damit eine ins Positive gehende Rampenspannung. Der Kondensator 30 wird
zu dieser Zeit über den Widerstand 28 aufgeladen. Wenn der Transistor 18 leitend ist, so wird der
Kondensator 30 über den Transistor 18 und den Widerstand 24 entladen, wodurch der ins Negative
gehende Rampenspannungsteil der Dreieckwellenform entsteht. Die Spannung mit der Dreieckwellenform e2,
die am Punkt 26 entsteht, ist im allgemeinen positiv in bezug auf Masse; der eine Anschluß des Kondensators
30 liegt an Masse. Die Amplitude und die Gleichstromkomponente der Impulswellenform e2 variiert mit dem
Tastverhältnis des Eingangsimpulswellenzuges ei. Die
Dreieckimpulse ej werden von dem Punkt 26 über ein ÄC-Kopplungsnetzwerk an die Basis des Transistors 40
weitergeführt. Das ÄC-Kopplungsnetzwerk besteht aus dem Kondensator 38 und dem Widerstand 42.
Normalerweise wird nur die Wechselstromkomponente des Impulszuges ei an die Basis des Transistors 40
übertragen. Der Kondensator 38 wird im wesentlicher auf die Gleichstromkomponente des Impulszuges es
aufgeladen. Die Spannung über dem Kondensator 38 kann in der kurzen Zeit in der sie eine Periodenänderung
der Eingangswellenform vollzieht, nur wenig geändert werden, vorausgesetzt, daß die Zeitkonstante
der aus dem Kondensator 38 und dem Widerstand 48 gebildeten Kombination im Vergleich zu der Periodenzeit
relativ lang ist Die Änderungssignalspannung e* an
dem rechten Anschluß des Kondensators 38 ist daher im
wesentlichen gleich der Änderungssignalspannung, die am Punkt 26 auftritt, die Gleichstromkomponente ist
jedoch unterdrückt. Der Mittelwert der Dreieckimpulswellenform an der Basis des Transistors 40 ist dann im
wesentlichen koinzident mit dem Massepegel (oder der Nullachse) in der Ausgangsbegrenzerschaltung. Die
Wellenform es an der Basis des Transistors 40 ist in
F i g. 3 in bezug auf den Massepegel dargestellt. Der Massepegel ist durch die gestrichelte Linie angedeutet.
Der Mittelwert der Dreieckimpuls-Wellenform teilt diese Wellenform in gleiche Zeitintervalle. Da dieser
Mittelwert nunmehr koinzident mit dem Nullkreuzungspunkt der Ausgangsbegrenzerschaltung ist, schaltet die
Ausgangsbegrenzerschaltung in gleichen Zeitintervallen um. Wenn die Dreieckimpulse ft die Nullachse in
positiver Richtung kreuzen, so schaltet der Transistor 40 an und der Transistor 46 aus. Wenn die Dreieckimpulse
ej die Nullachse in negativer Richtung kreuzen, so erfolgt der umgekehrte Schaltvorgang. Als Ergebnis
wird die in Fig.3 dargestellte Impulswellenform e*
erzeugt, welche an dem Ausgangsanschluß 62 auftritt. Die Impulswellenform e* ist im wesentlichen rechteckig,
wobei die Kreuzungspunkte mit der Nullachse bei den Wellenformen ej und e* im wesentlichen übereinstimmen.
Die Impulswellenform e4, welche positive und negative Phasen gleicher Dauer hat und daher ein
Tastverhältnis von 50% aufweist, kann vorteilhafterweise dpzu verwendet werden, um einen Gegentaktmodulator,
einen Sj uchrondetektor oder ähnliche Schaltungen
zu steuern, bei denen es auf die genaue Einhaltung der Schahzeiten ankommt.
Selbstverständlich hat die Impulswellenform e* genau
die gleiche Frequenz wie die Eingangsimpulswellenform e,. Man sieht auch, daß die Impulswellenform e* um 90°
in bezug auf die Impulswellenform ei phasenverschoben ist. Die Phasendifferenz bleibt konstant, unabhängig von
der Frequenz der Eingangsimpulswellenform; im Gegensatz dazu tritt bei Verwendung einer herkömmlichen
LC-Resonanzschaltung zur Korrektur des Tastverhältnisses
eines Impulswellenzuges eine Phasenver-
| R24 | 3000 0hm |
| R28UUdR34 | 3600 Ohm |
| C301C36, C38 und Cm | 270 Picofarad |
| R42 und R48 | 2000 0hm |
| R50 | 1000 Ohm |
Schiebung in Abhängigkeit von der Impulsfolgefrequenz auf. Obwohl die obige Erklärung sich nur auf den oberen
oder positiven Teil der in F i g. 2 dargestellten Schaltung beschränkte, versteht es sich, daß der untere Teil der
Schaltung in der gleichen Weise arbeitet, wobei zwischen den beiden Schaltungsteilen eine Phasenverschiebung
von 180° besteht.
In einem speziellen Beispiel wurde die in F i g. 2 dargestellte Schaltung dazu verwendet, um das Tastverhältnis
eines Farbfernseh-Hilfsträgersignais ei zu korrigieren,
das eine Frequenz von etwa 3,58 MHz hatte. In diesem Fall wurden die verschiedenen Widerstände und
Kondensatoren mit folgenden Werten versehen:
Obwohl die Farbhilfsträgerfrequenz nicht stark variieren durfte, war es nicht erforderlich, für die
Schaltungskomponenten enge Toleranzen vorzuschreiben. Die Schaltung konnte daher billig hergestellt
werden. Bei einer früher verwendeten LC-Schaltung zur
Korrektur des Tastverhältnisses mußten die einzelnen
Komponenten der Schaltung speziell für die Betriebsfrequenz ausgesucht werden.
Man hat festgestellt, aaß die erfindungsgemäße Schaltung, die für die erwähnten 3,58 MHz verwendet wurde, über einen breiten Frequenzbereich (beispielsweise von 3 bis 6 MHz) zufriedenstellend arbeitete. Die Phasendifferenz änderte sich nicht, sondern bleibt konstant 90° unabhängig von der Betriebsfrequenz. Die Schaltung mußte nicht bei Frequenzänderungen nachgestimmt werden.
Man hat festgestellt, aaß die erfindungsgemäße Schaltung, die für die erwähnten 3,58 MHz verwendet wurde, über einen breiten Frequenzbereich (beispielsweise von 3 bis 6 MHz) zufriedenstellend arbeitete. Die Phasendifferenz änderte sich nicht, sondern bleibt konstant 90° unabhängig von der Betriebsfrequenz. Die Schaltung mußte nicht bei Frequenzänderungen nachgestimmt werden.
Obwohl sich die Verwendung von Transistoren in der Schaltung empfiehlt, können auch andere aktive
Schaltelemente wie Röhren, o. ä. verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines bipolaren Rechteckimpulswellenzugs mit vorgegebenem
festen Tastverhältnis aus einem bipolaren Wellenzug gleicher Frequenz, dessen Tastverhältnis
von dem vorgegebenen festen Tastverhältnis verschieden sein kann, gekennzeichnet durch
einen ersten Schaltungsteil, dem der Wellenzug als Eingangssignal zugeführt wird und dar als Reaktion
darauf einen bipolaren Dreieckimpulswellenzug gleicher Frequenz mit aufeinanderfolgenden ansteigenden
und absteigenden Flanken erzeugt, wobei die ansteigenden Flanken zeitlich der einen Polaritätsphase
des Wechselstromsignals und die abfallenden Flanken zeitlich der anderen Polaritätsphase des
Werhselstromsignals entsprechen, und durch einen zweiten Schaltungsteil, dem der Dreieckimpulswellenzug
als Eingangssignal zugeführt ist, der auf die oberhalb und unterhalb eines Mittelwertes des
Dreieckimpulswellenzugs liegenden Teile des Dreieckimpulswellenzuges anspricht und als Reaktion
darauf den Rechteckimpulswellenzug erzeugt, wobei sich der Rechteckimpulswellenzug in der
einen Polaritätsrichtung ändert, wenn der Dreieckimpulswellenzug den Mittelwert in der einen
Richtung kreuzt, und in der anderen Polaritätsrichtung ändert, wenn der Dreieckimpulsweilenzug den
Mittelwert in der anderen Richtung kreuzt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Tastverhältnisses
1 :1 der Mittelwert des Dreieckimpulswellenzugs so gewählt ist, daß er den Dreieckimpulswellenzug
in im wesentlichen gleiche Zeitintervalle J5 teilt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil eine
den Wellenzug aufnehmende Bcgrenzungsschaltung (10) aufweist, die als Reaktion auf den Wellenzug
einen bipolaren Rechteckimpulswellenzug erzeugt, dessen Polaritätsphasen zeitlich den durch einen
ersten vorbestimmten Bezugswert definierten Polaritätsphasen des als Eingangssignal zugeführten
Wellenzugs zugeordnet sind, daß der erste Schaltungsteil ferner eine den Rechteckimpulswellenzug
aufnehmende Integrationsschaltung (12) enthält, die als Reaktion darauf den Dreieck-Impulswellenzug
erzeugt, daß die Integrationsschaltung (12) eine Zeitkonstante hat, die mindestens ebenso groß ist,
wie die Periodendauer des als Eingangssignal zugeführten Wellenzugs, daß der zweite Schaltungsteil eine Begrenzerschaltung (16) aufweist, die einen
Rechteckimpulswellenzug erzeugt, wenn ihrem Eingang ein um einen zweiten vorbestimmten r>5
Bezugswert schwankendes Signal zugeführt wird, und daß der Begrenzerschaltung (16) des zweiten
Schaltungsteils ferner eine Wechselstromkopplungsschaltung (14) vo.geschaltet ist, welcher der
Dreieckimpulswellenzug zugeführt wird, derart, daß der dem Eingang dieser Begrenzerschaltung (16)
zugeführte Dreieckimpulswellenzug um den zweiten Bezugswert schwankt und durch den zweiten
Bezugswert in im wesentlichen gleiche Zeitintervalle geteilt ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltung (12)
wenigstens einen Kondensator (30,36) enthält.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrom-Kopplungsschaltung
(14) wenigstens einen Kondensator (38, 44) enthält.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltung (IG)
des ersten Schaltungsteils ein aktives Schaltelement aufweist, dessen Ausgang rnit einem Integrationskondensator (30, 36) der Integrationsschaltung (12)
verbunden ist und daß diese Begrenzerschaltung (10) ferner einen Widerstand (28,34) aufweist, der einen
Ladewiderstand für den Integrationskondensator (30,36) der Integrationsschaltung (12) bildet
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltung (10)
des ersten Schaltungsteils zwei aktive Stromschaltelemente aufweist, deren Ausgänge mit dem
Kondensator (30, 36) der Integrationsschaltung (12) verbunden sind und daß die beiden Stromschaltelemente
so gesteuert sind, daß der Strom von einem auf den anderen umgeschaltet wird, wenn der als
Eingangssignal zugeführte Wellenzug mit dem ersten vorbestimmten Bezugswert übereinstimmt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die beiden aktiven Stromschaltelemente
zwei in Differentialschaltung betriebene Transistoren (18, 20) sind, deren Emitter verbunden
und über einen gemeinsamen Emitterwiderstand (24) mit einem Bezugspotentialpunkt verbunden sind.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltung (16)
des zweiten Schaltungsteils zwei aktive Stromschaltelemente aufweist, die so gesteuert sind, daß der
Strom von einem zum anderen umgeschaltet wird, wenn der der Begrenzerschaltung (16) zugeführte
Dreieck-Impulswellenzug mit dem zweiten Bezugswert übereinstimmt.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltung
(16) des zweiten Schaltungsteils zwei in Differentialschaltung betriebene Transistoren (40, 46) aufweist,
deren Emitter über einen gemeinsamen Emitterwiderstand (50) an einen Bezugspotentialpunkt
geführt sind.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzerschaltungen (10; 16) jeweils zwei in Differentialschaltung
betriebene aktive Strömst haltelemente aufweisen,
daß die Integrationsschaltung (12) zwei Kondensatoren (30, 36) aufweist, von denen jeder mit dem
Ausgang eines der aktiven Stromschaltelemente der Begrenzerschaltung (10) des ersten Schaltungsteils
verbunden ist und daß die Wechselstromkopplungsschaltung (14) eine /?C-Kopplungsschaltung ist,
welche die Kondensatoren (30, 36) mit den entsprechenden Eingängen der beiden aktiven
Schaltelemente der Begrenzerschaltung (16) des zweiten Schaltungsteils verbindet.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltung (12) zwei Widerstände (28, 34) enthält, von
denen jeder als Ladewiderstand für einen der Kondensatoren (30; 36) dient.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Schaltelemente der Begrenzerschaltungen (10, 16) von
Transistoren (18,20 bzw. 40,46) gebildet sind.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die in Differentialschaltung
betriebenen Transistoren (18, 20) der Begrenzerschaltungen (10; 16) jeweils an eine
gemeinsame Emitterstromquelle geführt sind.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines bipolaren Rechteckimpuiswellenzugs
mit vorgegebenem festen Tastverhältnis aus einem bipolaren Wellenzug gleicher Frequenz, dessen Tastverhältnis
von dem vorgegebenen festen Tastverhältnis verschieden sein kann.
Es gibt viele Beispiele dafür, daß an den Eingang einer komplexen elektronischen Schaltung ein Signal gelangt,
welches wegen mangelhafter Lastanpassung oder aus anderen Gründen gestört ist Die Störungen können
harmonischer Art sein, so daß das S'gnal eine Wellenform hat, welche zeitweise in bezug auf die
Nullachse oder einen Mittelwert unsymmetrisch ist Für einige Anwendungszwecke ist es wünschenswert, wenn
nicht sogar notwendig, daß eine vorgegebene Wellenform symmetrisch bleibt oder ein Tastverhältnis von
50% beibehält Diese Forderung besteht beispielsweise für manche Schaltzwecke. Ein Beispiel dafür, daß 50%
Tastverhältnis gewünscht sind, liegt beim Betrieb eines Gegentaktmodulators oder eines Synchrondetektors
vor. Ein als Träger verwendetes unsymmetrisches Signal wirkt auf eine Schaltung so, daß die Seitenbandinformation
nur ungenau wieder gewonnen wird.
Eine bekannte Schaltung zur Korrektur des Tastverhältnisses einer zugeführten Impulswellenform enthält
eine LC-Schaltung, die auf die Impulswellenform abgestimmt ist. Diese LC-Schaltung hat eine beachtliche
hohe Güte Q. Eine solche Schaltung sorgt für die notwendige Korrektur der gestörten Impulswellenform
dadurch, daß sie eine Sinuswelle mit der spezifischen Impulsfrequenz erzeugt, welche ein Tastverhältnis von
50% aufweist. Diese Schaltung ist jedoch nur bei ihrer Resonanzfrequenz wirksam und muß jedesmal auf die
Signalfrequenz abgestimmt werden. Wenn darüber hinaus die Güte Q der Schaltung so gewählt wird, daß
eine beachtliche Korrektur eintritt, so tritt eine Phasenverschiebung auf, welche variieren kann, wenn
die Schaltung abgestimmt wird oder wenn sich die Frequenz ändert. Wenn eine solche Schaltung nur bei
einer einzigen Frequenz verwendet wird, so müssen sowohl die Kapazitäts- und Induktivitätselemente als
auch die anderen erforderlichen Schaltungselemente innerhalb sehr geringer Toleranzwerte gehalten werden.
Das macht die Schaltung teuer.
Schaltungen zur Erzeugung von Rechtecksignalen sind bekannt. Es ist eine Schaltung zur Umwandlung
eines sinusförmigen Signals in ein Rechtecksignal regelbarer Breite bekannt. Diese Schaltung weist einen
Verstärker auf, dessen Eingang das sinusförmige Signal zugeführt wird und an dessen Ausgang ein Spannungsbegrenzer angeschlossen ist. Um Störeiiiflüsse, beispielsweise
Temperaturschwankungen, die zu unerwünschten Änderungen der konstant zu haltenden
Breite des Rechtecksignals führen, entgegenwirken zu können enthält diese Schaltung ein die Vorspannung des
Verstärkers regelndes Vergleichsglied, welches mit einem das Rechtecksignal integrierten Integrierglied
und einem Bezugssignalgeber verbunden ist.
Ebenso ist ein Amplitudendiskriminator bekannt, welcher hysteresisfrei jedesmal dann einen Ausgangsimpuls
liefern soll, wenn die ihm zugeführte Eingangsspannung einen vorbestimmten Schwellwert über- oder
unterschreitet Der bekannte Amplitudendiskriminator besteht im wesentlichen aus der Kombination zweier
jeweils lediglich in einer ihrer Schaltrichtungen hysterssisfreien Diskriminatoren.
Weiterhin ist ein Rechteckimpulsgenerator einstellbarer Frequenz und Impulsbreite bekannt Der Impulsgenerator
enthält einen Rechteckgenerator, welchem ein ÄC-Integrator nachgeschaltet ist, der das Rechtecksignal
in ein Dreiecksignal umwandelt Eine an den ÄC-lntegrator angeschlossene Triggerstufe wandelt das
Dreiecksignal entsprechend ihrem Triggerpegel in ein Rechtecksignal um. Durch Änderung der Vorspannung
des ÄC-Integrators kann der Gleichspannungsanteil des
Dreie-cksignals und damit das Tastverhältnis des von der
Triggerstufe abgegebenen Rechtecksignals verändert werden.
Schließlich ist auch ein Scheitelwertdetektor bekannt, der jeweils im Bereich des Maximums eines ihm
zugeführten Impulswellenzugs einen Rechteckimpuls abgibt Der Rechteckimpuls wird jedoch zur Unterdrükkung
von Störimpulsen lediglich dann erzeugt, wenn die Breite der zugeführten Impulse einen vorbestimmten
Wert übersteigt Zur Bestimmung der Minimaldauer ist ein durch Rechteckimpulse gespeister Integrator
vorgesehen.
Die vorstehend erläuterten Schaltungen befassen sich jedoch sämtlich nicht mit Problemen, wie sie bei der
Regenerierung von Rechteckimpulswellenzügen auftreten, insbesondere, wenn gefordert wird, daß das
Tastverhältnis unabhängig von der Frequenz des zugeführten Rechteckimpulswellenzugs kon giert werden
soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die einen verschlissenen Rechteckimpulswellenzug
regeneriert.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst Im Gegensatz zu der eingangs erläuterten Regenerierschaltung ist die erfindungsgemäße
Schaltung relativ unempfindlich gegen Änderungen der Eingangsfrequen/. Sie ist darüber hinaus
schaltungstechnisch einfach aufgebaut und stellt keine strengen Anforderungen an die Toleranzwerte der
einzelnen Bauelemente. Sie hat eine konstante Phasenverschiebung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung zur Korrektur des Tastverhältnisses eines
Impulswellenzuges,
F i g. 2 die schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung gemäß dem Blockschaltbild nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine Darstellung von Impulswellenzügen, wie sie bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
auftreten.
Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung zur
Regenerierung einer Rechteckirnpulsfolge weist einen Begrenzer 10 zur Aufnahme einer gestörten, im
allgemeinen unsymmetrischen Eingangb-Impulswellenform
auf. Der Begrenzer treibt einen Integrator 12 mit einem im wesentlichen rechteckförmigen Strom, welcher
unsymmetrisch in Zeitkoinzidci'i mit der Eingangs-Impulswellenform
ist. Der Integrator 12 spricht auf die Rechteckimpulse dadurch an, daß er im
wesentlichen Dreieckimpulse erzeugt. Solange bei-
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US80914069A | 1969-03-21 | 1969-03-21 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2013493A1 DE2013493A1 (de) | 1971-02-18 |
| DE2013493B2 DE2013493B2 (de) | 1978-07-06 |
| DE2013493C3 true DE2013493C3 (de) | 1979-02-22 |
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ID=25200634
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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-
1970
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- 1970-03-19 NL NL7003904A patent/NL163922C/xx not_active IP Right Cessation
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- 1970-03-20 DE DE19702013493 patent/DE2013493C3/de not_active Expired
Also Published As
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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