DE2741952B2 - Pegelregelung - Google Patents

Description

njge der anderen Schwellwertstufe ist, im Signalweg hinter dem regelbaren Verstärker angeschlossen ist und daß der Ausgang der zweiten Schwellwertstufe auf ein erstes Und-Tor gegeben wird, das mit einem als Speicherglied dienenden Kondensator verbunden ist, s wobei eine steigende Ladung des Kondensators eine Verringerung der Verstärkung und eine fallende Ladung des Kondensators eine Vergrößerung der Verstärkung des regelbaren Verstärkers bewirkt

Dadurch, daß außer der ersten Schwellwertstufe, die ι ο wie eine normale Pegelregelung bei einem Rundfunkempfänger arbeitet, eine zweite Schwellwertstufe vorgesehen ist, deren Schwellwert höher als der der ersten ist und die bei plötzlichen Signalsprüngen anspricht und ein zu starkes Absinken des Pegels, wie es durch die erste Schwellwertstufe hervorgerufen würde, vermeidet, wird hier erreicht, daß der Empfänger auch nach kurzen steilen Spannungsimpulsen auf dem normalen Pegel eingepegelt bleibt Eine schnelle Pegelabsenkung wird vermieden, und der Empfänger >n bleibt verstärkungsmäßig in dem für den Empfang der Signale optimalen Bereich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Einpegelung des Empfängers bei Einschaltung des Trägers im Signalweg eine auf die >s Trägerfrequenz abgestimmte Selektivsiufe (Filter) vorgesehen ist, die mit einem zusätzlichen Eingang des ersten Und-Tores verbunden ist Hierdurch wird erreicht daß bei Übertragungsbeginn, wenn der Träger gesendet wird, aus dem Vorhandensein des Trägers ein Kriterium abgeleitet wird, das einer Einpegelung des Empfängers auf den späteren Arbeitsbereich des Verstärkers ermöglicht

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zur Einpegelung des Empfängers vor der s~> Übertragung das erste Und-Tor zusätzlich einen Eingang für ein Signal »Empfangsbereitschaft« aufweist. Diese Maßnahme führt ebenfalls dazu, daß sichergestellt wird, daß der Empfänger beim Beginn der Übertragung richtig eingepegelt ist. ■»<>

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Invertierung des Ausgangssignals der zweiten Schwellwertstufe mittels eines invertierenden zweiten Und-Tores mit zwei Eingängen erfolgt, wobei an einem Eingang die Schwellwertstufe Il ■»"> angeschlossen ist und daß der zweite Eingang zum Einpegeln des Empfängers zwischen der Übertragung zweier Zeilen mit einem zwischen zwei Zeilen übertragenen Phasenzeichen beaufschlagbar ist. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß bei jedem "><> Zeilenbeginn gewährleistet ist, daß die entsprechende Zeile mit der richtigen Signalspannung beginnt, ohne daß in der Übertragungspause zwischen zwei Zeilen in Folge von Sttörimpulsen der Verstärker eine Verstärkung annimmt, die zu einer Verfälschung des beim ^r>^r> Zeilenbeginn am Empfänger ankommenden Bildsignals führt.

Die Pegeleinrichtung läßt sich erfindungsgemäß noch weiter dadurch vervollkommnen, daß das invertierende zweite Und-Tor zum Einpegeln des Empfängers vor der w Übertragung einen weiteren Eingang aufweist, der mit einem vom Sender vor der Übertragung abgegebenen und die Übertragung vorbereitenden Signal (Pro-βπιπιιτΟ beau^fschlaebar ist. Dies stellt eine zusätzliche Maßnahme dar, damit vor der Übertragung eventuell '■■ auf der Leitung auftretende Überschwinger zwischen den anderen vorbereitenden Signalen den Empfänger nicht auf eine falsche Ve; .tärkung einstellen.

Eine weitere schaltungstechnische Ausgestaltung der Erfindung besteht dann, daß das erste Und-Tor über einen hochohmigen Widerstand und eine dem Widtrstand parallel geschaltete Diode mit dem Kondensator und über einen niederohmigen Widerstand an eine Spannungsquelle angeschlossen ist wobei die Diode für den Ladestrom des Kondensators in Durchlaßrichtung gepolt ist Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Kondensator mit dem Minuseingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers verbunden ist, wobei der Ausgang des Operationsverstärkers an den regelbaren Verstärker und der Minuseingang an die Parallelschaltung aus Widerstand und Diode angeschlossen ist Diese schaltungstechnischen Maßnahmen führen zu einer einfachen und sehr stabil arbeitenden Schaltung, die auf die im Vorangehenden dargelegten Einflußgrößen präzise anspricht und außerdem den Vorteil hat daß sie gegenüber digitalen Pegelregeleinrichtungen mit einem wesentlich geringeren Aufwand auskommt

Die Erfindung wird im folgerten anhand der F i g.! — 4 näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 Kurvenverläufe für die Erzeugung der Regelspannung bei der herkömmlichen Pegelregelung (Stand der Technik),

Fig.? die entsprechenden Kurvenverläufe für die erfindungsgemäße Pegelregelung,

F i g. 3 ein Prinzipschaltbild der Erfindung,

Fig.4a—4c einige Kurvenverläufe für zusätzliche Einflußgrößen.

Die F i g. 1 zeigt als Funktion u feinen sogenannten Überschwinger, der den Schwellwert S überschreitet und somit, wie eingangs beschrieben, beginnt, einen Kondensator C aufzuladen. Diese Ladespannung ist als u'(t) schematisch als Impuls der Dauer At dargestellt, und man erkennt, daß über die ganze Zeit At der Kondensator aufgeladen wird und damit der Pegel stark durch den regelbaren Verstärker abgesenkt wird.

F i g. 2 zeigt ebenfalls einen Überschwinger O, der aber auf zwei Schwellwerte S\ und Si gegeben wird. Der Schwellwert Si der F i g. 2 möge dem Schwellwert S der F i t· 1 entsprechen. Die Schwellwerte S\ und Si sind wie in F i g. 3 später dargelegt, logisch so verknüpft, daß nur in dem Bereich zwischen dem Schwellwert S\ und dem Schwellwert Si ein Ladesignal an den Kondensator abgegeben wird. Dies führt zu den beiden scheinatisch dargestellten Impulsen u'(t), die jeweils die Dauer Δί\ und Δ ti haben. Diese Impulse laden den Kondensator auf, aber, wie man erkennt, nicht soviel wie der in F i g. 1 dargestellte Impuls der Dauer Al, weshalb die Regelspannung nicht so stark abgesenkt wird.

In Fig.3 ist ein Prinzipschaltbild der Pegelregelung dargestellt. Vom Eingang E₁ der eine Antenne oder eine Übertragungsleitung sein kann, gelangt das einem Träger aufmodulierte Signal über einen Spannungsteiler R\, Ri an den Mini'seingang eines regelbaren Verstärkers Vr, dessen Pluseingang über einen Widerstand Rj mit Masse verbunden ist. Der Verstärker Vr hat einen Regeleingang R-, an dem die Regelspannung anliegt. Vom Verstärker Vj gelangt das Signal an den Ausgang A und an zwei Schwellwertstufen I und II, wobei das Signal bei den Schwellwertstufen I und Ii 'in den Pluseingängen anliegt. Die Schwellwerte der Schwellwertstufen I und Il werden über Widerstände /?si. R_Sd und Ry bestimmt, die als Spannungsteile zwischen einer konstanten Spannuugsquelle und Masse liegen. Der Minuseingang der Schwellwertstufe I wird mit dein Potentialabfall des Widerstandes Rs\ und der Minusein-

gang der Schwellwertstufe mit dem Potentialabfall der Widerstände Rsi und Rs\ beaufschlagt. Dabei sind Rs\ zwischen dem Minuseingang der Schwellwertstufe I und Masse, der Widerstand R& zwischen dem Minuseingang der Schwellwertstufe II und dem Minuseingang der Schwellwertstufe I geschaltet. Der Vorwiderstand R\ liegt dabei zwischen dem Minuseingang der Stufe 11 und dem Pluspol der Konstantspannungsquelle.

Im einfachsten Fall liegt der Ausgang der Schwellwertstufe I an einem Und-Tor Γι. das über einen Widersland R 5 mit dem Minuseingang eines Integrators bestehend aus einem Operationsverstärker /. verbunden ist, der mittels eines Kondensators C rückgekoppelt ist. Der Ausgang dieses Integrators, welcher funktionsmäßig den eingangs beschriebenen Ladekondensator darstellt, ist über einen Widerstand Ra an den Regeleingang des regelbaren Verstärkers Vr angeschlossen. Das Tor Γι ist mit 4 Eingängen gezeichnet, könnte aber im einfachsten Fai'le nur zwei Eingänge aufweisen, wobei der zweite Eingang ein invertierender Eingang sein kann, an den der Ausgang der Schwellwertstufe Il angeschlossen ist, oder die Schwellwertstufe II könnte über einen Inverter an einen zweiten Normaleingang des Tores Γι angeschlossen sein. Um unnötigen Zeichenaufwand der einzelnen Schaltungsvarianten zu vermeiden, wurde die Schaltung in ihrer besten Ausbaustufe dargestellt, wobei die anderen Schaltungsvarianten sich durch Weglassen der entsprechenden Einflußgrößen bzw. der dieser Einflußgrößen berücksichtigenden Bauelemente ergeben.

Im Fall der Fig. 2 möge das ansteigende Signal den Signalwert Si überschreiten, den Signalwert Sb aber noch nicht erreicht haben. In diesem Falle gibt die Schwellwertstufe I das Signal H ab, die Schwellwertstufe II das Signal L, was zu H invertiert wird und das Und-Tor Γι durchschaltet. Das Und-Tor Γι ist über den Widerstand Rs und eine mit dem Widerstand Rs parallel liegende Diode Dan den Minuseingang des Operationsverstärkers / angeschlossen. Gleichzeitig ist ein Widerstand r\ vom Ausgang des Und-Tors Γι gegen den Pluspol einer Spannungsquelie geschaltet. Die Widerstände Rs und R₆ sind etwa im Verhältnis 100 :1 gewählt.

Schaltet das Und-Tor Γι durch, wird die Ausgangsspannung des Integrators negativer, da sich der Kondensator über die Diode D und dem relativ hochohmigen Widerstand Rf, schnell auflädt. Die Folge davon ist, daß sich der Pegel durch die negative Spannung, die über den Widerstand Ra am regelbaren Verstärker V_R liegt, absenkt.

Wird die Sc>iwellwertstufe Sb überschritten, gibt die Schwellwertstufe II ein Η-Signal ab, das zu L invertiert wird und das Und-Tor Γι sperrt In diesem Fall wird der Kondensator C über den Widerstand R^ der relativ hochohmig ist, entladen, weil das Tor T\ am L-Signal liegt, das heißt die Ausgangsspannung des Integrators / steigt langsam an. Der eintretende Pegelanstieg am

ι Ausgang des Verstärkers Vr kann aber vernachlässigt werden.

)e nach Ausbaustufe der Schaltung nach F i g. 3 kann das Tor T\ mehrere Eingänge aufweisen und die Invertierung des Ausgangssignals der Schwellwertstufe

i" Il über ein invertierendes Und-Tor Ti erfolgen, das ebenfalls mehrere Eingänge haben kann. Das Und-Tor T\ kann mit einem Eingang an einem statischen Signal »Empfangsbereitschaft« liegen, welches vor Beginn der Übertragung ein L-Signal abgibt und bei Erreichen der

r> Empfangsbereitschaft ein Η-Signal signalisiert, also das Tor T\ öffnet. Zusätzlich kann ein Signal auf das Tor T\ gegeben werden, welches das Vorhandensein (H) und das Fehlen (L) des Trägers signalisiert da es über eine Seiektivstufe F(Fiiier), die an den Signaizug angeschios-

."· sen ist, gewonnen wird. Solche Filter sind allgemein bekannt, und eine entsprechende Schaltung ist daher nicht dargestellt. Es kann beispielsweise ein auf die

Trägerfrequenz abgestimmter Resonanzkreis sein. Das Tor Γ? kann außerdem noch zusätzliche Eingänge

:i aufweisen, welche einerseits mit dem Phasenzeichen, das in der Mitte zwischen übertragenen Zeilen übertragen wird und zum anderen mit einem Signal »ProVftjmm« beaufschlagt wird, das vor dem Beginn der Übertragung erzeugt wird. Diese zusätzlichen Signale

ι» sind in F i g. 4 unter a) —c) im einzelnen dargestellt. Das unter a) gezeichnete Signal ist vor der Übertragung »L« und, nachdem die Übertragungsbereitschaft hergestellt ist, »H«, d. h„ die Schwellwertstufe I ist über das Tor T\ durchgeschaltet.

)ί Das unter b) dargestellte Signal »Phasenzeichen wird in den Totzeiten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen (CCITT-Norm) gesendet. Hat das Phasenzeichen den Wert L, wird es über das Tor Tt invertiert und schaltet ebenfalls die Stufe II ab.

Das unter c) dargestellte Signal »Programm« hat vor der Übertragung den Wert L und bei der über Bildübertragende Wert H, wodurch die Schwellwertstufe II bei »Programm« ebenfalls abgeschaltet wird. Die vorliegende Schaltung hat den Vorteil, daß sie, nachdem

^ sie einmal eingepegelt ist nur noch schnell auf einen größeren Pegel reagiert, wenn dieser in einem bestimmten Toleranzfeld liegt. Das Toleranzfeld ist gegeben durch die zwei Komparatorschwellen, die einen »Fensterdiskriminator« ergeben. Dadurch tragen

5" Überschwinger, sobald sie über das Toleranzfeld hinausgehen, nicht mehr zu Veränderungen der Regelspannung bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Pegelregelung für Faksimile-Bildempfönger für einem Träger aufmodulierte Zwei- oder Mehr-Pegelsignale mit einem regelbaren Verstärker im Signalweg und mit einem vom Signal über SchweUlwertstufen beeinflußbaren Speicherglied, das den regelbaren Verstärker steuert, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Schwellwertstufen (II), deren Schwellwert höher als derjenige der anderen Schwellwertstufe (I) ist, im Signalweg hinter dem regelbaren Verstärker (Vr) angeschlossen ist, und daß der Ausgang der zweiten Schwellwertstufe (H) auf ein erstes Und-Tor (T,) gegeben wird, das mit einem als Speicherglied dienenden Kondensator (C) verbunden ist, wobei eine steigende Ladung des Kondensators (C) eine Verringerung der Verstärkung und eine fallende Ladung des Kondensators (C) eine Vergrößerung der Verstärkung des regelbaren Verstärkers (Vr) bewirkt

2. Pegeiregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einpegelung des Empfängers bei Einschaltung des Trägers im Signalweg eine auf die Trägerfrequenz abgestimmte Selektivstufe (Filter F) vorgesehen ist, die mit einem zusätzlichen Eingang des ersten Und-Tors (71) verbunden ist

3. Pegelregelungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß zur Einpegelung des Empfängers vor der Übertragung das erste Und-Tor (71) einen zusätzlichen Eingang für ein Signal »Empfangsbcei tschaft« aufweist

4. Pegelregelung nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet dab die Invertierung des Alisgangssignals der zweiten Schwellwertstufe (II) mittels eines invertierenden zweiten Und-Tors (72) mit zwei Eingängen erfolgt wobei an einem Eingang die Schwellwertstufe (II) angeschlossen ist und daß zum Einpegelr. des Empfängers (V,) zwischen der Übertragung zweier Zeilen der zweite Eingang des Und-Tors (Ti) mit einem zwischen zwei Zeilen übertragenen Phasenzeichen beaufschlagbar ist

5. Pegelregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das invertierende zweite Und-Tor {Ti) zum Einpegeln des Empfängers (V«) vor der Übertragung einen zweiten Eingang aufweist, der mit einem vom Sender vor der Übertragung abgegebenen und die Übertragung vorbereitenden Signal (Programm) beaufschlagbar ist.

6. Pegelregelung nach einem der Ansprüche I —5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Und-Tor (71) über einen hochohmigen Widerstand (/??) und eine dem Widerstand parallel geschaltete Diode (T) mit dem Kondensator (Qund über einen niederohmigen Widerstand [Rf₁) an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, wobei die Diode (D)Hn den Ladestrom des Kondensators (C)in Durchlaßrichtung gepolt ist.

7. Pegelregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C) mit dem Minuseingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers (I) verbunden isl. wobei der Ausgang des Operationsverstärkers (/) an den regelbaren Verstärker (Vr) und der Miniiscingang an die Parallel schaltung aus Widerstand und Diode (/?-,. U) angeschlossen ist.

Die Erfindung betrifft eine Pegelregelung für Faksimile-Bildempfänger für einem Träger aufmodulierte Zwei· oder Mehr*PegeIsignaJe mit einem regelbaren Verstärker im Signalweg und mit einem vom Signal über Schwellwertstufen beeinflußbaren Speicherglied, das den regelbaren Verstärker steuert

Es ist bei der Übertragung von einem Träger aufmodulierten Signalen bekannt, den Empfänger mit einer Pegelregelung zu versehen, welche die auf dem Übertragungsweg auftretenden Pegelschwaukungen ausgleichen solL Hierzu wird z. B. bei Rundfunkempfängern ein Kondensator auf den jeweiligen Spitzenwert des Signals aufgeladen, wobei eine ansteigende Kondensatorspannung dazu benutzt wird, die Verstärkung einer Eingangsverstärkerstufe (meist der ersten ZF-Stufe) und damit den Pegel abzusenken oder eine fallende Kondensatorspannung, um über die Verstärkung den Pegel anzuheben. Damit nicht ständig eine dem Signal folgende Verstärkungsänderung vorkommt kann der Einsatz dieser Regelung von dem Überschreiten eines Schwellwertes der Kondensatorspannung abhängig gemacht werden.

Es sind außerdem bereits Pegelregelungen bekannt die mit dem Über- oder Unterschreiten vorgegebener Schwellen arbeiten. In der DE-OS 21 61 657 ist eine Regeleinrichtung angegeben, die zur automatischen Regelung des Verstärkungsgrades eines elektronischen Verstärkers dient, dessen Ausgangsspannung beim Über- und Unterschreiten vorgegebener Schwellen eine Torschaltung öffnet bzw. schließt, in die Impulse mit konstanter Folge einlaufen und deren in der Öffnungszeit angefallene Anzahl als Maß für die Größe der vorzunehmenden Regelung verwendet wird. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, die die Impulse in einer von ihrer Anzahl in der Amplitude abhängige Spannung (oder Strom) umwandeln, welche als Regelspannung (-Strom) dem in der Verstärkung zu regelnden Glied des Verstärkers zugeführt wird. Eine weitere Schaltung dieser Art ist in der DE-OS 21 58 985 beschrieben, die zur Regelung des Verstärkungsgrtles eines Wechselspannungsverstärkers dient, bei der die Ausgangsspannung des Verstärkers ebenfalls 2 Schwellwertschalter mit unterschiedlichen Schwellwerten zugeführt wird, die über dafür vorgesehene Schaltmittel bei Über- bzw. Unterschreitung der oberen bzw. unteren Schwelle eine Torschaltung öffnen, in die Impulse konstanter Folge einlaufen, die in einer nachgeschalteten Zähleinrichtung gezählt werden, deren Zählerstand ein Maß für die Größe der vorzunehmenden Verstärkungsregelung ist.

Abgesehen davon, daß diese digitalen Regeleinrichtungen aufwendig sind, sind sie für die Faksimile-Bildübertragung nicht geeignet. Bei der Faksimile-Bildübertragung mittels einem Träger aufmodulierter Zweioder Mehr-Pegelsignale können nämlich durch die Übertragungsstrecke an den Phasensprungstellen. die beim Wechsel des Bildsignals von Weiß nach Schwarz bzw. Schwarz nach Weiß stattfinden, Überschwinger auftreten, die eine zu drastische Verringerung der Verstärkung bewirkt. Dies führt zu unerwünschten Absenkungen des Pegels, insbesondere bei häufigem nacheinander Auftreten solcher Spannungssprünge.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für eine verbesserte Pegelregelung an/ugeben. welche eine exakte FJnpctJclung des F.mpfängers vor und während der Übertragung gewährleistet.

Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß eine der Schwellwertstiifcn. deren Schwellwert höher als cleric-