DE3008140C2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Schaltsignals beim Auftreten eines Kennsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 86 360 bekannt. Sie dient als Demodulator für ein pulszahlmoduliertes Kennsignal. Dabei ist das Binärsignal »1« durch vier Rechtecksignale definiert, die in vorgegebenem zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen, während die Binärzahl »0« durch das Fehlen dieser Impulse gekennzeichnet ist. Die bekannte Schaltungsanordnung ist nicht in der Lage, das Auftreten eines Kennsignals zu detektieren, das von der Rechteckform abweicht und z. B. dreieckförmig oder sinusförmig ist.

Sinusförmige Kennsignale werden in der Technik jedoch häufig verwendet. So wird beispielsweise bei Verkehrsfunksendungen bekanntlich der Träger nicht nur mit dem zu übertragenden und in einem darauf abgestimmten Rundfunkempfänger akustisch wiederzugebenden Niederfrequenzsignal moduliert, sondern zusätzlich auch mit einem Ker.nsignal mit konstanter Frequenz (57 kHz). Auf dieses Kennsignai ist ein Bereichs-Kennsignal amplitudenmoduliert, wobei der Modulationsgrad 60% beträgt Die Frequenz des Bereichs-Kennsignals kann dabei einen von sechs möglichen zwischen ca. 24 und 54 Hz liegenden Werten haben, der die räumliche Lage des Verkehrsfunksenders kennzeichnet Während einer Verkehrsdurchsage wird außerdem auf das Kennsignal ein Durchsage-Kennsignal mit einem Modulationsgrad von 30% amplitudenmoduliert, dessen Frequenz !25 Hz beträgt.

Verkehrsfunkempfänger sind nun in der Lage, dem Benutzer den Empfang eines Verkehrsfunksenders (z. B. Piittels einer Leuchtdiode) anzuzeigen und gegebenenfa.is auch bei einer Verkehrsdurchsage die Lautstärke anzuheben bzw. von Kassettenempfang auf Rundfunkempfang umzuschalten. Bekannte Verkehrsfunkempfänger enthalten zu diesem Zweck Schaltungen, üie auf das Bereichs-Kennsignal bzw. auf das Durchsage-Kennsignal ansprechen und ein Schaltsignal erzeugen, mit dem z. B. eine optische Anzeigeeinrichtung oder eine Schaltung zur Lautstärkeanhebung gesteuert werden kann.

Aus der DE-OS 25 44 508 ist es nun bekannt, daß sich eine besonders hohe Sicherheit gegen ein Fehlansprechen (das ist ein Unterbleiben der Anzeige beim Empfang eines Verkehrsfunksenders oder ein Ansprechen der Anzeige bei einem Sender, der keinen Verkehrsfunk ausstrahlt) ergibt, wenn das Schaltsignal erst dann erzeugt wird, wenn die Bereichs-Kennfrequenz zumindest während eines Zeitraums auftritt, der auch bei der niedrigsten Bereichs-Kennfrequenz mehrere Perioden der Bereichs-Kennfrequenz beträgt. Dieser Zeitraum liegt etwa zwischen 100 und 300 ms. Liegt er wesentlich niedriger, wird die Sicherheit gegen Fehlansprechen verringert. Liegt er wesentlich höher, kann es vorkommen, daß die Anzeigeeinrichtung nicht anspricht, wenn der Empfänger beim Durchstimmen nur kurzzeitig auf einen Verkehrsfunksender abgestimmt hl

Entsprechend gilt auch, daß bei einer Verkehrsdurchsage die Sicherheit gegen Fehlansprechen verbessert werden kann, wenn die dabei erforderlichen Schaltsignale erst gebildet werden, wenn das Durchsage-Kennsignal während eines wenigstens mehrere Perioden betragenden Zeitraums vorliegt. Da hier das Durchstimmen keine Rolle spielt, kann dieser Zeitraum wesentlich größer sein als beim Detektieren des Bereichs-Kennsignals, z. B. 800 ms, was dem Hundertfachen der Periodendauer der Durchsage-Kennfrequenz enispricht.

Bei der eingangs erwähnten bekannten Schaltung ist ein Spitzenwert-Gleichrichter vorgesehen, der eine der Amplitude des Bereichs-Kennsignals entsprechende Gleichspannung liefert. Dieses Signal wird einer als Integrierschaltung wirksamen RC-Kombination zugeführt, deren Ausgangssignal bei konstantem Eingangssignal mit der Zeit zunimmt, so daß ein nachgeschalteter Schwellwertschalter das Schaltsignal erst erzeugt, wenn das Bereichs-Kennsignal wenigst3ns einige Perioden andauert. Bei der bekannten Schaltung sind zumindest zwei Kondensatoren erforderlich: Einer für den Spitzenwert-Gleichrichter und einer für die RC-Kombination bzw. das Integrationsglied. Wenn diese Schaltung in integrierter Schaltungstechnik aufgebaut werden soll, sind daher auch wenigstens zwei äußere Anschlüsse für

b-3 die Kondensatoren erforderlich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die dos Auftreten eines periodischen und men-

rere Perioden andauernden Kennsignals mit von der Rechteckform abweichender Kurvenform detektieren kann und die mit nur einem Kondensator auskommt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst

Da der zweite Schwellwert kleiner ist als der erste, ist sichergestellt, daß der Zeitraum innerhalb einer Periode des Kennsignals, währenddessen der erste Schwellwertschalter im ersten Schaltzustand ist, auch dann deutlich von Null verschieden ist, wenn die Kennsignalamplitude den ersten Schwellwert nur gerade eben überschreitet. Die Schaltungsanordnung läßt sich daher so aufbauen, daß die Kondensatorspannung, bei der der zweite Schwellwertschalter anspricht, auch in diesem Fall stets nach einigen Perioden des Kennsignals erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Schaltung spricht also an, sobald die Amplitude des Eingangssignals den ersten Schwellwert überschreitet. Jedoch ist oberhalb dieses Amplitudenwertes die Abhängigkeit des Stromflußwinkels der Stromquellenanordnung (der Stromflußwinkel ist der auf die Periodendauer bezogene Zeitraum, währenddessen der Kondensator von einem Stri/m aufgeladen oder entladen wird) weniger von der Eingangssignalamplitude abhängig als wenn die beiden Schwellwerte gleich groß wären. Infolgedessen hängt die Spannungsänderung am Kondensator weniger von der Amplitude des periodischen Kennsignais am Eingang des ersten Schwellwertschalters ab.

Es ist grundsätzlich möglich, daß der Kondensator ständig über einen Widerstand an eine Spannungsqueile angeschlossen (und dann aufgeladen) ist und nur beim Auftreten eines kontinuierlichen periodischen elektrischen Signals entladen wird, wobei der Entladestrom größer sein muß als der Aufladestrom, damit sich eine Änderung der Kondensatorspannung ergibt In der Regei ist es aber zweckmäßiger, wenn der Kondensator sir: Normalfall entladen ist und beim Auftreten des kontinu ierlichen periodischen elektrischen Signals ständig aufgeladen und entladen wird, wobei der Aufladestrom größer sein muß als der Entladestrom, so daß die Kondensatorspannung mit der Zeit zunimmt.

Die Kondensatorspannung ändert sich nur, wenn das Signal am Eingang des ersten Schwellwertschalters genügend groß ist, um diesen umschalten zu lassen. Sehr kleine (Rausch-)Signale können die Schaltung also nicht zum Ansprechen bringen.

Unter Schwellwertschalter wird eine Schaltung verstanden, die je nach Amplitude des Eingangssignals zweier Schaltzustände fähig ist.

Es versteht sich von selbst, daß der zweite Schwellwertschalter wieder in seinen ursprünglichen Schaltzustand zurückkippen muß, wenn das periodische elektrische Signal zumindest während eines längeren Zeitraum·., ganz ausbleibt, weil z. B. bei einem Verkehrsfunkempiänger die Anzeigelampe aufleuchten soll, wenn das Bereichs-Kennsignal anliegt und erlöschen soll, wenn das Bereichs-Kennsignal — zumindest während eines längeren Zeitraumes — nicht mehr anliegt. Um nun zu vermeiden, daß in ungünstigen Fällen aufgrund von geringfügigen Schwankungen der Amplitude des Eingangssignals des ersten Schwellwertschalters der zweite Schwellwertschalter zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltzustand hin- und herschaltet (und dadurch z. B. das Anzeigelämpchen ständig ein- und ausschaltet), sieht ein. Weiterbildung der Erfindung vor. daß ein durch das vom zweiten Schwellwertschalter gelieferte Signal betätigburer Schalter zur Herabsetzung der Schwellwerte vorgesehen ist. Wenn also hierbei der zweite Schwellwertschalter das Schaltsignal erzeugt und damit in den einen Schaltzustand übergegangen ist, kann eine geringfügige Verringerung der Amplitude des Eingangssignals des ersten Schwellwertschalters (die

auftreten kann, wenn sich die Empfangsverhältnisse etwas verschlechtern) nicht dazu führen, daß der zweite Schwellwertschalter wieder in den anderen Schaltzustand gelangt (indem z. B. die Anzeigeeinrichtung nicht mehr eingeschaltet ist). Wird indes die Eingangsamplitude noch geringer als den herabgesetzten Schwellwerten entspricht, weil sich z. B. die Empfangsverhältnisse wesentlich verschlechtert haben, geht auch in diesem Fall der zweite Schwellwertschalter wieder in den anderen Schaltzustand zurück (die Anzeigeeinrichtung wird abgeschaltet).

Wenn das Schaltsignal mit einer relativ großen Verzögerung erzeugt werden soll, d. h. wenn das periodische elektrische Signal erst über einen relativ großen Zeitraum ?ril:egen soll, bevor das Schaltsignal erzeugt wird, kann dies dadurch erreicht we «"Jen, daß entweder die Kapazität des Kondensators sehr groß öder die Auf- und Entladeströme sehr klein gemacht werden. Kondensatoren, mit geringen Verlusten durch Leckströme und großer Kapazität, sind aber relativ teuer, während andererseits in einer integrierten Schaltung nicht beliebig kleine Auf- oder Entladeströme erzeugt werden können. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, daß der zweite Schwellwertschalter so ausgelegt ist, daß er bei Eingangssignalen oberhalb eines dritten Schwellwertes in den einen Schaltzustand und unterhalb eines vierten Schwellwertes in einen anderen Schaltzustand gelangt, wobei der vierte Schwellwert niedriger ist als der dritte. Wird dabei der dritte Schwellwert relativ hoch gelegt, dann dauert es eine relativ lange Zeit, bis die Kondensatorspannung diesen dritten Schwellwert erreicht hat und der zweite Schwellwertschalter das Schaltsignal erzeugt; d. h. es ergeben sich dabei relativ große Einschalt-Verzögerungen. Wird der vierte Schwellwert sehr niedrig gewählt, dann dauert es relativ lange, bis der Kondensator von seiner MaximalspaniiLng, die oberhalb des dritten Schwellwertes liegt, bis auf den vierten Schwellweri entladen ist; d. h. es ergibt sich eine relativ große Abschaltverzögerun-j.'.

Es ist erforderlich, daß die Schaltung von Schwankungen der Speisespannung unabhängig ist, d. h. der Zeitraum, der verstreicht, bis das Schaltsignal erzeugt wird, bei dem also der zweite Schwellwertschalter in den einen Schaltzustand übergeht, darf nicht von der Speisespannung abhängen. Ebenso darf auch der Zeitraum, innerhalb dessen der zweite Schwellwertschalter in den anderen Schaltzustand übergeht, nicht von der Speisespannung abhängen. Grundsätzlich könnte das dadurch erreicht werden, daß die Stromquellenanordnung einerseits und die Vorspannungsschaltungen zur Erzeugung der Schwellwertc für die Schwellwertschalter andererseits g^r";en Speisespannungsänderungen stabilisiert werden. Dies ist jedoch relativ aufwendig.

Eine einfachere Lösung ergibt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Stromquellen- anordnung so ausgebildet ist, daß sich die von ihr gelieferten Auf- und Entladeströme proportional zu- Speisespannung ändern, und daß die Schwellwerte der Schwellwertschalter aus Vorspannungserzeugern abgeleitet werden, deren Vorspannung sich proportional zur

b5 Speisespannung ändert. Der hierbei erforderliche lineare Zusammenhang zwischen dem Auf- bzw. dem Entladestrom einerseits und der Speisespannung andererseits läßt sich leicht erreichen, z. B. dadurch, daß die Auf- und

Entladeströme von je einer Stromquelle erzeugt werden, die eine zwischen die Speisespannungsklemmen geschaltete Serienschaltung aus einem Widerstand und einer zu einem Stromspiegel gehörenden Diode umfaßt. Der von dem Stromspiegel gelieferte (Auf- und Entla· de-)Strom hängt also praktisch nur von dem Widerstand ab, d. h. er ist der Speisespannung proportional. Der erforderliche lineare Zusammenhang zwischen der Speisespannung und den Schwellwerten läßt sich beispielsweise einfach dadurch realisieren, daß ein Spannungsteiler zwischen die Speisespannungsklemmen geschaltet wird, an dem die Schwellwerte abgegriffen werden. Hierbei ändern sich zwar die Schwellwerte mit der Speisespannung, doch wirkt sich das auf die Verzögerungszeit nicht aus, weil sich die Auf- bzw. die Entladeströme entsprechend ändern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnen™ dargestellten A.usfiihrun^tjc^*'^>!⁵ⁿ''*!s nähpr erläutert. Es zeigt

Fi?. 1 das Blockschaltbild eines Verkehrsrundfunkempfängers mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf
des periodischen elektrischen Signals am Eingang
des ersten Schwellwertschalters (F i g. 2a),
der Auf- und Entladeströme der Stromquellenanordrung(Fig. 2b und 2c),

der Kondensatorspannung (Fig.2d) und des Schaltsignals (F ig. 2e),

Fig.3 das Prinzipschaltbild des ersten Schwellwertschalters.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Antenne bezeichnet, deren Signal über einem HF-Teil 2 einem ZF-Teil 3 zugeführt werfen, dessen Ausgangssignal von einem (FM-)Demodul.itor 4 demoduliert wird. Das demodulierte Ausgangssignal wird einem Niederfrequenzverstärker 5 zugeführt, an dem ein Lautsprecher 6 angeschlossen ist, und gelangt außerdem auf einen Verkehrsfunkdekoder, der aus den Elementen 7 ... 19 besteht. Im Verkehrsfunkdekoder gelangt das Ausgangssignal des Demodulators 4 zunächst auf einen Verstärker 7 mit regelbarer Verstärkung, dessen Ausgangssignal über ein Filter 8, das auf die Verkehrsfunk-Kennfrequenz (57 kHz) abgestimmt ist, einem weiteren Verstärker 9 zugeführt wird, an dessen Ausgang ein Amplitudendemodulator 10 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Amplitudendemodulators 10 wird einerseits einem Bandpaß 11 zugeführt und über ein nicht näher dargestelltes Glättungsglied dem Regeleingang des Verstärkers 7, so daß sich eine Verstärkungsregelung ergibt und die Ausgangssignale des Amplitudendemodulators 10 von einer bestimmten Antennenspannung an konstant sind. Der Bandpaß 11 ist entweder auf die Durchsage-Kennfrequenz (125Hz) oder die Bereichs-Kennfrequenz (ca. 24 Hz bis ca. 54 Hz) abgestimmt — je nachdem, ob die ihm nachgeschaltete Schaltungsanordnung auf das Durchsage-Kennsignal oder auf das Bereichs-Kennsignal ansprechen soll. Diese Schaltungsanordnung ist so ausgebildet, daß sie nur dann ein Schaltsignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des Bandpasses 11 über mehrere Perioden hinweg an ihrem Eingang anliegt. Insoweit ist die Schaltung pus der DE-OS 25 44 508 im wesentlichen bekannt

Die Schaltungsanordnung enthält einen ersten Schwellwertschalter 12 mit Hysterese, dessen Eingang an den Ausgang des Bandpasses 11 angeschlossen ist. Die beiden Schwellwerte des Schwellwertschalters, die dieselbe Polarität haben müssen, sind so gewählt, daß der größere Schwellwert etwa 50 bis 75% der sich durch die Verstärkungsregelung (im Zweig 7 ... 10) ergebenden Maximalamplitude des Ausgangssignals des Bandpasses M beträgt, während die zweite Schwelle etwa halb so groß ist. Überschreitet der Momentanwert des Eingangssignals des ersten Schwellwertschalters den ersten (oberen) Schwellwert, kippt der Schwellwertschalter 12 in einen ersten Schaltzustand. Unterschreitet das Ausgangssignal des Bandpasses 11 den zweiten (unte-

ίο ren) Schwellwert, kippt der Schwellwertschalter in den zweiten Schaltzustand. In dem zwischen den beiden Schwellwerten liegenden Hysteresebereich wird der Schaltzustand des Schwellwertschalters nicht durch das Eingangssignal geändert.

Der Schwellwertschalter 12 steuert eine Stromquellenanordnung, durch die ein Kondensator 13 entweder aufgeladen oder entladen wird. Die Stromquellenanordnung enthält zwei Stromquellen 14 und 15, von denen jeweils eine mittels eines vom Schwellwertschalter 12 gesteuerten Schaltelementes 16 einschaltbar ist. Das Schaltelement 16 ist in der Zeichnung als Umschalter dargestellt; bei Ausführung in integrierter Schaltungstechnik sind jedoch in die Strompfade von den Stromquellen 14, 15 zum Kondensator 13 (Halbleiter-)Schalter eingeschaltet, von denen jeweils der eine geöffnet und der andere geschlossen ist. Der von der Stromquelle 14 geliefer'e Strom zur Aufladung des Kondensators 13 ist erheblich größer (etwa siebenmal so groß) als der den Kondensator 13 entladende Strom der Stromquelle

15. Beide Stromquellen können durch Stromspiegelschaltungen von einem Referenzstrom abgeleitet werden, der mittels eines Widerstandes erzeugt werden kann, an dem praktisch die gesamte Speisespannung oder ein fester Bruchteil davon abfällt. Der Entladestrom hat dabei den Wert 0, wenn der Kondensator 13 nicht aufgeladen ist. Ebenso erreicht der Aufladestrom (zumindest im zeitlichen Mittel) den wert 0, wenn die Kondensatorspannung den Wen der Speisespannung fast erreicht hat. weil dann die Stromquelle 14, die durch den Stromspiegel oder eine andere geeignete Transistorschaltung gebildet wird, in die Sättigung gerät. Will man vermeiden, daß die Stromquelle 14 in die Sättigung gerät, kann eine Schaltung vorgesehen sein, die verhindert, daß die Kondensatorspannung einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Die Spannung des Kondensators 13 wird dem Empfang eines zweiten Schwellwertschalters 17 zugeführt, der im Prinzip ähnlich aufgebaut ist wie der Schwellwertschalter 12. Er muß einen sehr hohen Eingangswiderstand aufweisen, damit der Kondensator nicht d- *ch ihn entladen wird. Der zweite Schwellwertschalter 17 gelangt in den einen Schaltzustand und erzeugt ein Schaltsignal, wenn die Kondensatorspannung 13 einen dritten Schwellwert überschreitet, und kippt in den anderen Schaltzustand zurück, wenn die Kondensatorspannung einen vierten Schwellwert unterschreitet, der niedriger liegt als der dritte Schwellwert, aber die gleiche Polarität hat. Am Ausgang 18 des zweiten Schwellwertschalters ergibt sich somit ein Schaltsignal, das zur Steuerung einer Anzeigeeinrichtung (Leuchtdiode), zur Umschaltung der Lautstärke des Empfängers oder zum Abschalten eines gegebenenfalls vorhandenen Kassettenrekorders und zum Einschalten der Empfängerstufen 5,6 dienen kann. Außerdem steuert das Schaltsignal des zweiten Schweiiwertschaiters 17 den ersten Schwellwertschalter 12 derart, daß dessen Schwellwerte beim Auftreten des Schaltsignals herabgesetzt werden.
Die Funktion der in Fig. 1 dargestellten Schaltung

wird in Verbindung mit dem Zeitdiagramm der Fig.2 näher erläutert, wobei davon ausgegangen wird, daß die Schaltung durch das Bereichs-Kennsignal zum Ansprechen gebracht werden soll. Der zeitliche Verlauf des Bereichs-Kennsignals u,„, das das Ausgangssignal ties Bandpasses 11 ist, ist in F i g. 2a dargestellt. Dabei ist mit Um* -er Wert angegeben, den die Amplitude dieses Signals Maximal erreichen kann (wenn also die Verstärkungsregelung in den Stufen 7 ... JO voll wirksam geworden ist). Mit u, 1 ist der erste Schwellwtrt bezeichnet, oberhalb dessen der erste Schwellwertschalter in den ersten Schaltzustand kippt und der etwa 68% von u_mlx beträgt, und mit u,₂ der zweite Schwellwert, unterhalb dessen der Schwellwertschalter sich im zweiten Schaltzustand befindet, wobei 0,2 etwa 50% von u_s\ und ca. 34% von u_m„ beträgt.

F i g. 2b zeigt den zugehörigen zeitlichen Verlauf des Stromes i_c durch den Kondensator. Während des zwischen dem Überschreiten des Schwellwertes u_s\ und dem Unterschreiten des Schwellwertes u_s2 verstreichenden Zeitraumes wird der Kondensator durch den von der Stromquelle 14 gelieferten Strom /u aufgeladen. Während des übrigen Teils der Periode wird er mit dem Strom /υ entladen. Das Auf- und Entladen wiederholt sich periodisch mit dem Eingangssignal. Der Entladestrom ;'|5 beträgt etwa 13 μΑ, während der Aufladestrom /Ή 9,1 μΑ beträgt. (Das Verhältnis der beiden Ströme ist in F i g. 2b nicht maßstäblich dargestellt.)

Fig.2c zeigt nochmals den zeitlichen Verlauf des Ko¹ ■ densatorstroms im zeitgerafften Maßstab.

Darunter ist in F i g. 2d der zugehörige zeitliche Verlauf der Kondensatorspannung u_c dargestellt. Durch die erste Schwingung des Bereichs-Kennsignals wird der Kondensator aufgeladen und dann wieder entladen, jedoch nicht vollständig. Von der dann noch vorhandenen Restspannung ausgehend wird der Kondensator erneut aufgeladen, dann wieder entladen usw. Da der zeitliche Mittelwert des in Fig.2c dargestellten Kondensatorstromes einem (positiven) Gleichstrom / von etwa 2,1 μΑ entspricht, nimmt die Spannung am Kondensator 13 mit 14 V pro Sekunde zu, wenn die Kondensatorkapazität 150 nF beträgt. Nach einigen Perioden der Eingangsspannung Um überschreitet die Kondensatorspannung den dritten Schwellwert U₅ 3 des zweiten Schwellwertschalters und erreicht nach einer Anzahl weiterer Perioden ihren Maximalwert t/m,«, der dicht unterhalb der Speisespannung liegt. Von da an kann während einer Periode des Eingangssignals der Kondensator 13 nur soweit augeladen werden wie er während der vorherigen Periode entladen wird. so

Wenn zur Zeit fo das Bereichs-Kennsignal ausfällt, wird der Kondensator nur noch entladen, bis die Kondensatorspannung zur Zeit fi den Wert 0 erreicht

In Fig.2e ist der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals des Schwellwertschalters an der Klemme 18 mit ausgezogenen Linien dargestellt Zur Zeit f₂, zu der die Kondensatorspannung den oberen Schwellwert u_si des zweiten Schwellwertschalters überschreitet, kippt dieser in den einen Schaltzustand und zur Zeit fa, wenn der Kondensator sich wieder so weit entladen hat, daß der untere Schwellwert unterschritten wird, kippt er wieder in den anderen Schaltzustand zurück. Die Verzögerungszeit At, mit der das Schaltsignal u_a dem Auftreten bzw. dem Ausbleiben des Bereichs-Kennsignals folgt, ist in Fig.2e At gestrichelt angedeutet Diese Verzögerungszeit^if berechnet sich nach der Formel:

At=CAuZI

Dabei ist C die Kapazität des Kondensators 13, Ju gleich dem oberen Schwellwert u,j (für die Einschaltverzögerung At„„) bzw. gleich der Differenz zwischen der maximalen Kondensatorspannung U₁₁₁₁Ji und des unteren Schwellwertes w.,4 (für die Abschaltverzögerung At₁Us). und /der zeitliche Mittelwert des Aufladestroms (für die Einschaltverzögerung) bzw. der Entladestrom (für die Abschaltverzögerung).

Mit den zuvor angegebenen Werten für die Auf- bzw. Entladeströme und die Kondensatorkapazität C ergibt sich bei einem oberen Schwellwert u_sj des zweiten Schwellwertschalters von 2,1 V eine Einschaltverzögerung Atem von 150 ms. Soll eine andere Einschaltverzögerung eingestellt werden, braucht lediglich der obere Schwellwert U₅j des zweiten Schwellwertschalters entsprechend geändert zu werden. — Für die Abschaltverzögerung ergibt sich dabei ein Wert von 750 ms, wenn die maximale Kondensatorspannung u_Cmax 7,3 V und der untere Schwellwert u_!4 0,8 V beträgt. Soll die Abschaltverzögerung At₁Us geändert werden, muß der untere Schwellwert gegensinnig geändert werden, d. h. er muß für eine Vergrößerung der Abschaltverzögerung verringert und für eine Verringerung der Abschaltverzögerung vergrößert werden.

Aus der oben angegebenen Formel für die Verzögerungszeit ergibt sich, daß bei gegebener Kapazität des Kondensators 13 die Verzögerungszeit ausschließlich von dem Quotienten der Werte Au und / abhängt. Wird also der mittlere Auf- bzw. Entladestrom geändert, kann dies in bezug auf die Ein- bzw. Abschaltverzögerung durch eine entsprechende Änderung von Au kompensiert werden. Diese Eigenschaft der Schaltung kann dazu ausgenutzt werden, die Verzögerungszeiten unabhängig von der Speisespannung zu machen, so daß die Schaltung auch mit einer nichtstabilisierten Speisespannung betrieben werden kann. V/enn beispielsweise die Stromqueiien 14 und i5 Stromspiegeischaitungen enthalten, deren Eingänge über je einen Widerstand zwischen die Speisespannungsklemmen angeschlossen ist, ändert sich der Aufladestrom bzw. Entladestrom proportional mit der Speisespannung. Die maximale Spannung Ucmix, auf die sich der Kondensator aufladen kann, steigt ebenfalls proportional mit der Speisespannung. Wenn dann auch noch die Schwellwerte u_s;... u_s* sich porportional mit der Speisespannung ändern, z. B. dadurch, daß sie von einem Spannungsteiler abgeleitet v/erden, der zwischen die Speisespannungsklemmen geschaltet ist, und wenn weiterhin dafür gesorgt wird, daß sich auch die Eingangsspannung u,„ proportional zur Speisespannung ändert (beispielsweise dadurch, daß der Sjhwellwert, oberhalb dessen die Verstärkungsregelung der Stufen 7 ... 10 einsetzt, ebenfalls unmittelbar aus der Speisespannung abgeleitet wird), dann ist die Schaltung völlig unempfindlich gegen Speisespannungsschwankungen.

Wenn die Amplitude des sinusförmigen Bereichs-Kennsignals in Fig.2a etwa dem oberen Schwellwert Uji entspricht, kann sich ein ständiges Ein- und Ausschalten der Schaltung ergeben. Dies kommt dadurch zustande, daß die Schaltung das Einschaltsignal erzeugt, wenn über mehrere Perioden des Bereichs-Kennsignals hinweg dessen Amplitude größer war als der obere Schwellwert u_s\. Verschlechtern sich dann die Empfangsverhältnisse und wird dementsprechend die Amplitude des Eingangssignals u,„ kleiner, dann wird der Kondensator 13 wieder entladen, wobei der untere Schwellwert des zweiten Schwellwertschalters wieder unterschritten wird, wenn die Eingangsspannung u,„

während eines Zeitraumes, der größer oder gleich der Abschaltverzögerung ist, kleiner war als der obere Schwellwert u,\. Verbessert sich danach wieder die Empfangssituation, steigt die Kondensatorspannung wieder an usw. Dieses Hin- und Herschalten des zweiten Schwellwertschaltefs und der von diesem gesteuerten Schalteinrichtungen wird bei der Schaltung nach F i g. 1 dadurch vermieden, daß über die mit dem Ausgang 18 verbundene Steuerleitung 19 ein in dem ersten Schwellwertschalter enthaltener, nicht näher dargestellter Schalter gesteuert wird, derart, daß nach dem Auftreten des Schaltsignals die beiden Schwellwerte des ersten Schwellwertschalters herabgesetzt werden. Wenn also die Schaltung auf einem Ausgang des Bandpasses 11 auftretendes Eingangssignal u,„ angesprochen und das Schaltsignal erzeugt hat, werden die Schwellwerte des ersten Schwellwertschalters so weit herabgesetzt, daß eine Verringerung der Amplitude durch eine geringfügige Verschlechterung der Emptangsverhäitnisse nicht mehr zur Entladung des Kondensators und damit zum Zurückkippen des Schwellwertschalters 17 führen kann.

In Fig.3 ist das Prinzipschaltbild eines geeigneten Schwellwertschalters dargestellt. Die Schaltung enthält zwei Transistoren 20 und 21, deren Emitter miteinander verbunden sind und in deren gemeinsame Emitterzuleitung eine Gleichstromquelle 22 eingeschaltet ist. Der Basis des Transistors 20 wird das Eingangssignal u,„ (vgl. F i g. 2a) zugeführt, wobei die Gleichspannung zwischen Basis und Masse gleich der halben Speisespannung tV2 ist. Die Basis des Transistors 21 ist an eine Vorspannungs-Erzeugerschaltung angeschlossen, die die Schwellwerte festlegt, bei denen die Schaltung ihren Schaltzustand ändert. Die Kollektorströme der beiden Transistoren dienen zur Steuerung der Auf- bzw. Entladung eines Kondensators 13. Die Vorspannungs-Erzeugerschaltung enthält drei in Serie zwischen die Speisespannun^sklsmme und Masse "sschsltets Widerstände 23, 24 und 25, die so bemessen sind, daß sich am Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25 dieselbe Gleichspannung (Up/2) ergibt wie an der Basis des Transistors 20, und daß sich am Verbindungspunkt der Widerstände 23 und 24 eine Gleichspannung ergibt, die um den Schwellwert u,\ größer ist als die Gleichspannung an der Basis des Transistors 20. Der Verbindungspunkt der Widerstände 23 und 24 ist über einen Widerstand 26 mit der Basis des Transistors 21 verbunden, die über einen Widerstand 27 in Serie mit einem Schalter 28 auch mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25 verbunden ist. Der Schaltzustand des Schalters 28 wird, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet, durch ein aus dem Kollektorstrom bzw. der Kollektorspannung des Transistors 21 abgeleitetes Signal gesteue. t.

Solange die Eingangswechselspannung negativ ist oder positiv, aber kleiner als der Schwellwert, ist der pnp-Transistor 20 leitend und der pnp-Transistor 21 gesperrt. Wird der obere Schwellwert U₅ 3 überschritten, dann wird der Transistor 20 gesperrt und der Transistor 21 leitend. Dabei wird der Schalter 28 geschlossen, so daß die Widerstände 26 und 27 als Spannungsteiler wirksam werden, die die positive Vorspannung an der Basis des Transistors 21 herabsetzen. Der Spannungsteiler 26,27 ist so ausgelegt, daß in diesem Schaltzustand die Vorspannung an der Basiselektrode des Transistors 21 um u_s 2 (dem unteren Schweilwert) positiver ist als die Gleichspannung an der Basiselektrode des Transistors 20. Unterschreitet der Momentanwert des periodischen Signals an der Basiselektrode des Transistors 20 diesen unteren Schwellwert, dann führt sie ein negativeres Potential als die Basis Hes Transistors 21, so daß der Transistor 20 wieder leitend und der Transistor 21 gesperrt wird, wobei der Schalter 28 wieder geöffnet wird.
Parallel zu der Serienschaltung des Widerstandes 27 und des gesteuerten (Halbleiter-)Schalters ist die Serienschaltung eines Widerstandes 29 und eines gesteuerten Schalters 30 geschaltet. Wenn der Schalter 30 geschlossen ist, wird die Vorspannung der Basiselektrode des Transistors 21 erniedrigt, was für beide Schaltzustände des Schalters 21 gilt. Der Schwellwertschalter ändert seinen Schaltzustand dann schon bei niedrigeren Schwellwerten. Der Schalter 30 wird durch das Schahsignal U_n (F i g. 2e) auf der Steuerleitung 19 gesteuert. Er ist vor dem Auftreten des periodischen Signals u.„ geöffnet und nach seinem Auftreten und dem Umschalten des zweiten Schwellwertschalter geschlossen, so daß sich dann niedrigere Schwellwerte ergeben.

Der Kollektorstrom des Transistors 21 kann gegebenentaiis unmittelbar ^m Aufladung dcä rCondcriiaior; benutzt werden, während der Kollektorstrom des Transistors 20 erst im Eingang eines an Masse geschalteten Stromspiegels zugeführt werden müßte, dessen Aufgang mit dem Kondensator 13 verbunden ist. In diesem Fall wären also wesentliche Teile der Stromquellenan-Ordnung schon in dem Schwellwertschalter enthalten.

Der zweite Schwellwertschalter kann ähnlich aufgebaut sein. Die Schwellwerte müssen dabei aber anders liegen; sie brauchen auch nicht herabgesetzt zu werden. In dem Ausführungsbeispiel ist die Erfindung in Verbindung mit einem Verkehrsfunkempfänger beschrieben worden. Sie kann darüber hinaus überall da verwendet werden, wo das Vorhandensein eines periodischen Signals mit vorgegebener Kurvenform festgestellt wer den soll. So soll beispielsweise nach einem FTZ-Entwurf für den Mehrkanalton im Fernsehen (Ausstrahlungsr-orm für das Zwei-Träger-System) bei einem Fernsehsigna! oberhalb des ersten Tonträgers (5.5 MHz) ein zweiter Tonträger ausgestrahlt werden, dessen Frequenzabstand zum ersten etwa 240 kHz (das 15.5fache der Hori-

JO zontalfrequenz) beträgt. Auf diesen zweiten Tonträger ist ein Pilotträger mit einer Frequenz von etwa ^4,7 kHz (das 3.5fache der Horizontalfrequenz) moduliert, der seinerseits mit 0 Hz. ca. 117,5 Hz (dem 133. Teil der Horizontalfrequenz), oder etwa 274 Hz (dem 57. Teil der Horizontalfrequenz) amplitudenmoduliert ist, je nachdem, ob es sich um eine Mono-, Stereo- oder etwa eine zweisprachige Tonübertragung handelt. Das Vorhandensein der 117,5-Hz- bzw. 274-Hz-Signale kann mit der Erfindung ebenfalls festgestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Schaltsignals beim Auftreten eines Kennsignals, mit einer Stromquellenanordniung, die in Abhängigkeit vom Kennsignal so gesteuert ist, daß ein Kondensator entweder aufgeladen oder entladen wird, wobei die Auf- und Entladeströme voneinander abweichen und die Kondensatorspanmung zur Steuerung eines zweiten Schwellwertschalter dient, der bei einer vorgegebenen Kondensatorspannung das Schaitsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennsignal dem Eingang eines ersten Schwellwertschalters (12) zugeführt wird, der die Stromquellenanordnung steuert und der in einen ersten Schaltzustand gelangt wenn das Kennsignal einen ersten Schwellwert (u_s; \) überschreitet, und der in einen zweiten Schaltzustand gelangt, wenn das Kennsignal <?.inen zweiten Schwellwert (U₅₂) unterschreitet, der niedriger als der erste Schweiiwert (t/^ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl in dem ersten Schwellwertschalter (12) ein durch das vom zweiten Schwellwertschalter (17) gelieferte Signal (u_n) betätigbarer Schalter (30) zur Herabsetzung der Schwellwerte füj i, t/j 2) vorgesehen ist,

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellwertschalter (17) so ausgelegt ist, daß er bei Eingangssignalen oberhalb eines dritten Schwellwertes (u_S}) in den einen Schaltzustand und unterhalb eines vierten Schwellv-ytes (u_s*) in den anderen Schaltzustand gelangt, wobei der vierte Schwellwert niedriger ist als der dritte.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquellenanordnung (14 ... 16) so ausgebildet ist, daß sich die von ihr gelieferten Auf- und Entladeströme proportional zur Speisespannung (Ub) ändern, und daß die Schwellwerte ^u₅1 ... u_3i) der Schwellwertschalter (12, 17) aus Vorspannungserzeugern (23 ... 30) abgeleitet werden, deren Vorspannung sich proportional zur Speisespannung (Ub) ändert.