DE2706429A1 - Tondecoder mit phasenstarrer schleife - Google Patents

Tondecoder mit phasenstarrer schleife

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DE2706429A1
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DE
Germany
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signal
controlled oscillator
phase
oscillator
frequency range
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Withdrawn
Application number
DE19772706429
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English (en)
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Robert Roger Cordell
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AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
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    • HELECTRICITY
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    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q1/00Details of selecting apparatus or arrangements
    • H04Q1/18Electrical details
    • H04Q1/30Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents
    • H04Q1/44Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current
    • H04Q1/444Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies
    • H04Q1/446Signalling arrangements; Manipulation of signalling currents using alternate current with voice-band signalling frequencies using one signalling frequency

Description

BLUMBACH . WESEK · BERGEN · KRAMER
ZWIRNER · HIRSCH . BREHM 2706 A
PATENTANWÄLTE IN MDNCIIlN UND WIt GBADEN
f-'otoiilcoiisull Radi-ckcstidOo 43 8000 Münttion öO Telefon (0S9) {'.3ίΛΓιΙ/Β8360Ί 1· Ιηκ 05-217313 Tcl(;niiiiimie Polcnlcoiiriill Pillen!'. oriMiN Soniionhcrger r.tr.ifie Ί3 6700 Wiesbaden Teiolon (ΡΛ171) M294S/561998 Klox 01-186737 Telcfjr.irnme Polcnlccinr.ull
WESTERN ELECTRIC COMPANY INCORPORATED Cordeil 2
NEW YORK, W.Y. 1ooo7 /USA
Tondecoder mit phasenstarrer Schleife.
Die Erfindung betrifft eiaen Tondecodar mit einem in eine phasenstarre Schleife geschalteten Oszillator zur Erzeugung von Signalen mit einer Frequenz, die durch ein innerhalb der Schleife erzeugtes Steuersignal bestimmt ist, und einem Synchrondetektor, der in Abhängigkeit von einem Eingangssignal des Tondecoders und einem ersten Signal vorn gesteuerten Oszillator ein Signal erzeugt, dessen Grosse von der Grosse des Eingangssignals und des ersten Signals von gesteuerten Oszillator abhängt. Nach dem Stand der Technik benutzt ein Tondecoder mit phasenstarrer Schleife eine phasenstarre Schleife zweiter Ordnung. Eine solche Schleife enthält einen Phasendetektor, ein Tiefpassfilter und einen in der Schleife liegenden gesteuerten Oszillator. Das Tiefpassfilter bestimmt sowohl den Fangbereich der Schleife ale auch den gewünschten Frequenzanzeigebereich. Der Fangbereich und der Anzeigebereich decken sich. Ein Synchrondetektor ist so
München: R. r.'romor Dipl Inq. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. rial. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . II. P. Crehm Dipl.-Oiem. Dr. phil. nal. Wiesbaden: P. CV fllumboch Dipl.lr:tj . P. Ocrgcn Dipl. Iny Or jur. · G. 7wimcr Dipl.-Ing. Dipl.-V/ -Ing.
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ausgelegt, docs er auf das Eingangssignal des Decoders und das Ausgangssignal des Oszillators unter Erzeugung einer, kräftigen Ausgangssignals anspricht, wenn des Eingangstonsignal und das Oszillatorausgangssignal in Phase miteinander sind.
Bei solchen Tondecodern hängt die Zeit zum Einfangen des Eingangssignals umgekehrt proportional vom Durchlassband des Filters in der phasenstarren Schleife zweiter Ordnung ab. Die Durchlassbandbreite kann zwar durch Auswahl der Bauteile des Tiefpassfilters sehr kleingemacht v/erden, aber die Geschwindigkeit für das Einfangen ändert sich umgekehrt proportional mit dieser Bandbreite. Es ergibt sich eine langsame Arbeitsweise des Detektors aus den grossen Zeitkonstanten der Bauteile, die in dem schmalbandigen Tiefpassfilter erforderlich sind.
Wenn ein Signal während einer kurzen Zeitspanne innerhalb eines schmalen Anzeigebandes decodiert werden soll, so kann es geschehen, dass eine solche phasenstarre Schleife zweiter Ordnung das Signal zum Zv/ecke der Decodierung nicht immer einfängt, bevor das Signal beendet ist.
Es besteht dengemäss Bedarf nach einem schmalbandigen Tondecoder, der innerhalb einer schmalen Zeitspanne feststellt, ob ein angelegtes Signal in einen vorbestimmten schmalen Frequenzbereich fällt oder nicht.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen solchen Tondecoder zu schaffen. Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Decoder der eingangs genannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, da?.;s eine Einrichtung vorgesehen ist, die an die phasenstarre Schleife angekoppelt ist und unter Ansprechen auf das Steuersignal feststellt, wenn die Frequenz des erzeugten Signals innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegt und dass die phar.enstarre Schleife einen Fangbereich besitzt, der wesentlich breiter als der vorbestimmte Frequenzbereich ist.
Mit der Erfindung wird also ein Tondetektor offenbart, der einen in einer phasenstarren Schleife liegenden steuerbaren Oszillator zur Erzeugung eines Signals mit einer Frequenz aufv/eist, die durch ein innerhalb der Schleife erzeugtes Steuersignal bestimmt ist. Ein Synchrondetektor, der auf ein Eingangssignal des Tondecoders und ein Signal des gesteuerten Oszillators anspricht, erzeugt ein Signal mit einer Amplitude, die von dem Eingangssignal und dem Signal des gesteuerten Oszillators abhängt. Eine weitere Schaltung überwacht das Steuersignal auf der Schleife, um festzustellen, ob das erzeugte Signal innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für einen Tondecoder nach der Erfindung;
Fig. 2 das Blockschaltbild eines alternativen Ausführungsbeispiels für einen Tondecoder nach der Erfindung;
Fig. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für einen Fensterkomparator;
Fig. 4 und 5 Betriebskennlinien des Fenßterkoraparators;
Fig. 6 eine Betriebskennlinie für die phasenstarre Schleife der Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1 und 2;
Fig. 7 eine Betriebskennlinie für eine phasenstarre Schleife nach dem Stand der Technik.
In Fig.1 ist eine schnellarbeitende Schmalband-Tondecoderschaltung 1o dargestellt, die feststellt, ob ein am Anschluss IN ankommendes Signal eine Frequenz besitzt, die innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegt und eine Amplitude hat, die einen Schwellenwert für eine vorgegebene Zeitspanne übersteigt. An einem Anschluss OUT wird ein Ausgangssignal immerdann erzeugt, wenn das Eingangssiganl die richtige Kombination von Frequenz, Amplitude
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und Dauer besitzt. Im anderen Falle wird kein Aucßangssignal erzeugt.
Die Decoderschaltung 1o enthält eine schnelle phasenstarre Schleife 11 in Kombination mit einem Fenr.terkomparator und einem Synchrondetektor 13.
Die schnelle Schleife 11 ist eine einfache phasenstarre Schleife erster Ordnung. Sie enthält einen Phasendetektor 14 und einen stromgesteuerten Oszillator 16, der über Leitungen 18, 19, 2o und einen V/iderstand 22 in die Schleife eingeschaltet ist.
Der Phasendetektor 14 kann irgend ein bekannter Phasendetektor sein, der einen Ausgangsstrom erzeugt. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein doppcltsymraertischer Dreieckskomparator mit einer Strom-Phasencharakertistik gewählt, die gleiche Steigung entgegengesetzten Vorzeichens für Jede Periode besitzt.
Der Phasendetektor 14 nimmt zwei Eingangssignale auf. Ein Eingangssignal des Phasendetektors ist ein modifiziertes Einganssignal, das symmetrisch über ein Leitungspaar 23 dem Tondecoder zugeführt wird. Der Eingangsschaltung
ist/Differenzverstärker 26 vorgeschaltet, der die ankommenden Einganssignale in symmetrische Rechteckwellcnsignale
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mit niedrigem Pegel umwandelt, die dann dem Phanendetektor 14 zugeführt \iferden. Der Differenzverstärker 26 sorgt für eine Pegelvcrr.chiebung und bewirkt Nullkreuzungen des Eingangssignals. Ein zweites Eingangssignal des Phasendetektors 14 kommt vom Oszillator 16 über ein symmetrisches Leitungspaar 2o.
Die phasenstarre Schleife 11 rastet auf Joden Eingangston ein, der für ein kurzes Zeitintervall eine brauchbar hohe Amplitude und eine Frequenz besitzt, die in einen weiten Fangbereich der Schleife fällt. Die Schleife kann Eingangssignale schnell einfangen, da es sich um eine Schleife erster Ordnung handelt. Der Oszillator 16 ist das einzige Schaltungselement erster Ordnung in der Schleife. Die Leitung 18 führt einen vom Phasendetektor 14 erzeugten Steuerstrom über den Y/iderstand 22 und die Leitung 19 an den Steuereingang des stromgesteuerten Oszillators 16.
Da der Tondetektor für eine Anwendung bei der Feststellung von Tönen ausgelegt ist, soll der Oszillator ein stabiler Oszillator mit einer Nennbetriebsfrequenz sein, die dicht bei der Mitte des gewünschten Anzeigebereichs liegt. Ein geeigneter Oszillator wird in der US-Patentschrift 3, 9o4,989 mit dem Titel "Spannungsgesteuerter und emittergekoppelter Multivibrator mit Temperaturkompensation11 beschrieben.
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In der Patentschrift wird ein stromgesteuerter Oszillator erläutert, der mit einer durch einen Vorstrom bestimmten Frequenz betrieben wird, wobei der Vorstrom die algebraische Surcme des Ausgangsstromes einer temperaturabhängigen Stromquelle und eines Umformer-Signalausgangsstromes ist. Der letztgenannte Strom wird durch einen differentiellen Spannungs-Stromumformcr geliefert. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig.1 der vorliegenden Beschreibung v/ird der Umformer-Signalausgangsstrom durch den Steuerstrom ersetzt, der über den Widerstand 22 und die Leitung 19 dem gesteuertem Oszillator 16 zugeführt wird.
Jede Änderung des Steuerstromes bewirkt eine entsprechende Änderung der Betriebsfrequenz des Oszillators. Im Ergebnis rastet die Oszillatorfrequenz auf die Frequenz des modifizierten Eingangssignals ein, das über das Leitungspaar 23 zugeführt wird.
In der phasenstarren Schleife 11 findet das Einfangen der Eingangssignalfrequenz sehr schnell statt, da nur der einen Spannungsabfall erzeugende Widerstand 22 und ein Parallelkondensator 24 direkt in dem Weg zwischen dem Phasendetektor 14 und dem Oszillator 16 liegen. Es sind keine kapazitiven oder Ohm'sehen Wege vorhanden, die einen Steuerstrom vom Oszillator ableiten.
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Der gesteuerte Oszillator 16 liefert zwei Ausgangssignale. Zusammen mit einem Phasenschieber 25, der an den Ausgang des Oszillators 16 angeschaltet ist, werden Ausgangssignale gleicher Frequenz aber unterschiedlicher Phase auf den beiden Leitungen 2o und 28 erzeugt. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Phasenschiebung innerhalb der Oszillatorschaltung vorgenommen.
Das erste Ausgangssignal tritt auf dem Leitungspaar 28 auf. Während des phasenstarren Betriebs sind die Signale auf den Leitungen 28 im wesentlichen in Phase mit den modifizierten Eingangs signal en auf den Leitungen 23.
Das zweite Ausgangssignal des Oszillators 16 tritt auf den
des
Leitungen 2o auf. Während/phasenstarren Betriebs sind die Signale auf den Leitungen 2o im wesentlichen um 9o° gegen die Phase der Signale auf den Leitungen 28 verschoben. Die Phasendifferenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 2o und 28 kann in einem grossen Bereich von Werten liegen. Eine Phasendifferenz von 9o° lässt sich jedoch in der Praxis bequem erzeugen.
Das Oszillator ausgangs signal auf dem Leitungspaar 2o wird zusammen mit dem modifizierten Eingangssignal auf dem Leitungspaar 23 dem Phasendetektor 14 zugeführt. Jede Differenz zv/ischen der Frequenz oder Phase des modifizierten Eingangssignalε und des Oszillatorausgangssignals
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erzeugt einen Steuersignalstrom auf der Leitung 18. Die Polarität des Steuerstroms hängt von der relativen Frequenz- oder Phasendifferenz zwischen dem Eingangs- und Oszillatorsignal ab.
In die Decoderschaltung zur Überv/achung des durch den Phasendetektor 14 erzeugten SteuersignalStroms ist ein
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Fensterkoparator 12 eingesetzt, der feststellt, wenn das vom Oszillator 16 erzeugte Signal innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegt. Der Komparator 12 trifft diese Entscheidung bezüglich der Frequenz der Signale vom Oszillator 16 durch Überwachung des Spannungs~ abfalls am Widerstand 22, der durch den tiber die Leitungen 18 und 19 fliessenden Steuersignalstrom erzeugt wird. Nach dem Stand der Technik wurde dagegen der Anzeigebereich dadurch bestimmt, welche Frequenzen ein in die Schleife eingeschaltetes Tiefpassfilter durchlaufen. Die Tondecoderschaltung 1o nach Fig.1, die ein schneller ansprechendes Netzwerk ersten Ordnung ist, weist einen wesentlichen Vorteil gegenüber den langsamer ansprechenden Schaltungen zweiter Ordnung nach dem Stand der Technik auf.
In Fig.3 ist die Schaltung eines Ausführungsbeispiels für den Fensterkomparator 12 gezeigt. Am Eingang des Fensterkomparators liegt ein Differepzspannungskomparator mit den Transistoren 3o und 31. Ein weiterer Transistor 32 stellt eine Konstantstromquelle für den Differenzspannungs-
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komparator dar. Im Kollektorkreis der Transistoren 3o und 31 liegen Konstantstromquellen 34 bzw. 35. Jede der Konstantstromquellen 34 und 35 liefert einen grösseren Strom als der über den zugeordneten Transistor 3o bzw. 31 im symmetrischen Betrieb des Differenzverstärkers geführte Strom. Dann sind die Konstantstromquellen 34 und 35 gesättigt und die Ausgangsschalttransistoren 37 und 38 abgeschaltet. Das Abschalten der Ausgangsschalttransistoren im symmetrischen Betrieb beruht darauf, dass ihnen kein Basisstrom zugeführt v/ird.
Der Widerstand 22 in Fig.1, der in Reihe zwischen der Leitung 18 am Ausgang des Phasendetektors 14 und der Leitung 19 am Eingang des gesteuerten Oszillators 16 liegt, ist in Fig.3 direkt zwischen die Basis-Elektroden der Transistoren 3o und 31 des Fenstkoraparators 12 geschaltet. Der durch den vom Phasendetektor 14 in Fig.1 über den Y/iderstand 22 zum Oszillator 16 geführten Steuerstrom erzeugte Spannungsabfall steuert den Betrieb des Fensterkomparators 12.
Entsprechend der Darstellung im Fig. 4 und 5 arbeitet der Fensterkomparator in drei verschiedenen Zuständen in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall über den Widerstand 22. Der Fensterkomparator erzeugt ein Betatigungssignal, d.h. er liefert keinen Ausgangsstrom auf der Leitung 4o, v/enn das Oszillator signal innerhalb des vorbestimmten
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Frequenzbereiches liegt, der durch die Höhe der. Spannungsabfalls am Widerstand 22 angegeben wird. Auf der Leitung 4o wird ein Sperrsignal, d.h. ein Strom I4o mit hohem Wert erzeugt, wenn das Oszillatorsignal ausserhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches ist. Das wird ebenfalls durch die Gröcse des Spannungsabfalls am Widerstand 22 angezeigt.
In Fig.6 ist ein Diagramm für die Steuerstromkennlinie als Funktion der Oszillatorfrequenz gezeigt. Man erkennt, dass der Anzeigebereich wesentlich schmaler als der Fangbereich ist. Die Grenzen für den Anzeigebereich sind auf der horizontalen Frequenzachse angegeben. Diese Grenzen bestimmen die Höhe des Steuerstroms beider Polaritäten und definieren das Fenster. Die Grenzen des Fensters sind in Fig. 4 und 5 in Differenzspannungen umgewandelt.
Wenn die Eingangssignalfrequenz gleich der Mittenfrequenz fQ des Oszillators ist, so ist der Steuerstrom gleich Null und der Spannungsabfall am Widerstand 22 ebenfalls Null. Das Differenz-Transistorpaar wird symmetrisch betrieben und die Komparatorströme 11 und 12 sind gleich. Da der Differenzverstärker in diesem Zustand symmetrisch ist, sind die Konstantstromquellen 34 und 35 gesättigt und die Transistoren 37 und 38 ausgeschaltet. Es flieset kein Ausgangsstrom über einen der Transistoren 37, 38 oder auf der Leitung 4o zum Steueranschluss des Synchrondetek-
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tors 13. Dieser fehlende Strom auf der Leitung 4o zeigt an, dass die Ausgangsfrequenz des stromgesteuerten Oszillators 16 innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches ist.
Wenn die Eingangssignalfrequenz von der Mittenfrequenz des gesteuerten Oszillators 1.6 abweicht, so fliesst ein gewisser Steuerstrom vom Phasondetektor 14 in Fig. 1 über den Widerstand 22 zum gesteuerten Oszillator. Der sich ergebende Spannungsabfall in der einen oder anderen Richtung über dem Widerstand 22 macht den Differenzverstärker mit den Transistoren 3o, 31 in Fig. 3 unsymmetrisch, wodurch ungleiche Ströme in deren Kollektorkreis fliessen. Wenn beispielsweise die Unsymmetrie so klein ist, dass der Transistor 3o mit höherer Eingangsspannung keinen so grossen Strom führt, wie von seiner Kollektorstromquelle 34 geliefert wird, so bleiben beide Transistoren 37 und 38 ausgeschaltet. Gleiches gilt, wenn der Transistor 31 höhere Eingangs spannung hat, aber keinen so grossen Strom führt, wie seine Kollektrostromquelle 35 liefert. Es wird dann kein Strom von den Transistoren 37 und 38 über die Leitung 4o zum Steueranschluss des Synchrondetektors 13 in Fig. 1 geführt. Dieser Zustand zeigt ähnlich wie der oben beschriebene symmetrische Zustand an, dass die Frequenz des Ausgangssignals des gesteuerten Oszillators innerhalb des vorbestimmten Frequenzanzeigebereiches liegt.
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Wenn die Eingangs Signalfrequenz wesentlich von der Mittenfrequenz des Oszillators abweicht, so wird ein grösserer Steuerstrom vom Phasendetektor 14 über den Widerstand 22 zum Oszillator 16 geführt. Der Spannungsabfall am Widerstand 22 macht dann den Differenzverstärker mit den Transistoren 3o, 31 genügend unsymmetrisch, dass einer der Transistoren einen grösseren Strom führt, als seine Konstantstronquelle im Kollektrokreis liefert. Nimnrtanan an, dass der Transistor 31 einen grösseren Strom führt als seine Quelle 35 zu diesem Zeitpunkt liefert, so fliesst ein Basis-Emitterstrom über den Transistor 33 und schaltet ihn ein. Der Transistor 38 liefert dann einen Ausgangsstrom I4o über die Sperrleitung 4o zum Synchrondetektor 13 in Fig. 1. Dieser Strom sperrt Jedes Ausgangssignal des Synchrondetektors, wodurch angezeigt wird, dass das Oszillatorsignal ausserhalb des vorbestimmten Frequenzanzeigebereiches liegt.
Wie oben angegeben, ist der Steuerstrom über den Widerstand 22 in Fig. 1 eine Komponente des Vorstromes, der die Frequenz des stromgesteuerten Oszillators 16 steuert.
Die Bandbreite des vorbestimmten Frequenzanzeigebereiches lässt sich durch Änderung des Widerstandes 22 verändern.
Der Kondensator 24 1st über den Widerstand 22 in Fig. 1 und 3 gelegt, um einen Kurzschluss des Widerstandes 22
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So
für höhere Frequenzen zu bevrirken, so dass der Fensterkomparator nur auf den Mittelwert des Steuerstromes anspricht.
Der Synchrondetektor 13 kann irgend ein Synchrondetektor bekannter Art sein,ähnlich demjenigen, der als Phasendetektor 14 gewählt worden ist. Der Synchrondetektor spricht auf das modifizierte Eingangssignal auf den Leitungen 23 und das erste Ausgangssignal des gesteuerten Oszillators 16 an. Dieses erste Ausgangssignal des Oszillators 16, das auf den Leitungen 28 auftritt, steuert einen Eingang des Synchrondetektors 13 an. Das zweite Ausgangssignal des Oszillators 16 auf den Leitungen 2o steuert einen Eingang des Phasendetektors 14 an. Der zweite Eingang des Phasen« detektors 14 und der zweite Eingang des Synchrondetektors 13 werden durch das modifizierte Eingangssignal auf den Leitungen 23 beaufschlagt.
Wenn das Eingangssignal auf den Leitungen 23 eine Amplitude oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes für eine vorbestimmte Dauer hat, so erzeugt der Synchrondetektor 13 ein Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt. Betätigungs- und Sperrsignale, die durch den Fensterkomparator 12 erzeugt werden, werden über die Leitung 4o zum Synchrondetektor gegeben, um dessen Ausgang zu betätigen, wenn die Oszillatorausgangsfrequenz innerhalb des gewünschten Bereiches
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liegt, und um den Ausgang des Detektors zu sperren, wenn die Oszillatorfrequenz ausserhalb dieses Bereiches ist.
Ausgangssignale des Synchrondetektors 13 v/erden über eine Leitung 42 zu einem Siebkondensator 45 und einem Schwellenwertkomparator 5o geführt. Der Kondensator 45 ist zwischen die Leitung 42 und Erde geschaltet, um Signale hoher Frequenz gegen Erde kurzzuschliessen, während Signale niedriger Frequenz zum Schv/ellenwertkomparator 5o durchgelassen werden. An den anderen Eingang des Schv/ellenwertkomparators 5o ist eine Bezugsspannung VR angelegt, um das Verhältnis der "Einschalf-Verzögerung mit Bezug auf die ••Ausschalf-Verzögerung zu bestimmten.
Signale vom Synchrondetektor, die eine genügend grosse Amplitude für das gewählte Zeitintervall besitzen, übersteigen die Schwellenwertspannung VR und schalten den Ausgang des Schv/ellenwertkomparators 5o um, wodurch angezeigt wird, dass der Oszillator auf das Eingangssignal eingerastet ist und dass die Oszillatorfrequenz und die Frequenz der Eingangssignale innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegen.
In Fig. 1 ist ein Eingangsanschluss 4oa des Schv/ellenwertkomparators 5o dargestellt, um anzudeuten, dass die Sperr- und Betätigungssignale vom Fensterkomparator 12 an den
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Schv/ellenwertkomparator statt an den Synchrondetektor 13 angelegt werden können. Je nach Wahl des Konstrukteurs kann die Leitung 4o vom Fensterkomparator über den Anschluss 4oa mit dem Schwellenwertkomparator verbunden werden, um die Ausgangssignale zu sperren.
Unabhängig davon, ob die Sperr- und Betatigungssignale an den Synchrondetektor oder an den Schwellenwertkomparator angelegt werden, können die Sperr- und Betätigungssignale in entgegengesetztem Sinn,wie oben beschrieben, verwendet v/erden. In diesem Fall werden der Synchrondetektor 13 oder der Schwellenwertkomparator 5o abgeschaltet, wenn die Oszillatorfrequenz innerhalb des gewünschten Bereiches liegt, und betätigt, wenn die Oszillatorfrequenz ausserhalb des Bereiches ist.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Tondecoders 54 mit schnell ansprechender phasenstarrer Schleife gezeigt, bei dem die phasenstarre Schleife einen spannungsgesteuerten Oszillator 56 anstelle des in Fig. 1 dargestellten stromgesteuerten Oszillators 16 enthält. Mit Ausnahme des spannungsgesteuerten Oszillators 56 und gewissen Filterschaltungen, die die Rückkopplungsschleife an den
Fensterkomparator 12 ankoppeln, ist die restliche Anordnung identisch mit der Schaltung in Fig.1. Die Bezugszeichen der Fig. 1 v/erden in Fig. 2 zur Bezeichnung entsprechender Bauteile verwendet.
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Zwischen die Leitung 18 und einen. .Eingang des Fensterkomparators 12 ist ein Widerstand 62 geschaltet. An einem Kondensator 63 wird dann oin δμΐ'Ρϊΐηυηβε abfall zur Betättigung des Fensterkomparators 12 auf ähnliche Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 1 erzeugt. Der Widerstand und der Kondensator 63 bilden jedoch ein Tiefpassfilter, das auf vorteilhafte V/eise eine wesentlich grössere Bandbreite besitzt, als Filter, die bei den bekannten Tondecodern mit schmalbandiger phasenstarrer Schleife verwendet werden. Dieses Filter beeinträchtigt nicht die Funktion der phasenstarren Schleife, da es nicht in der Schleife liegt.
Der Frequenzbereich wird durch den Fensterkomparator 12 statt durch das Tiefpassfilter bestimmt. Die grössere Bandbreite des Filters mit dem Widerstand 62 und dem Kondensator 63 in Fig. 2 ermöglichen eine schnellere Anzeige der Eingangssignale. Diese schnellere Arbeitsweise bewirkt, dass der Decoder schnell Töne kurzer Dauer anzeigen kann, deren Frequenz innerhalb der vorbestimmten Bandbreite liegt.
In Fig. 7 ißt eine Kennlinie für eine phasenstarre Schleife bekannter Art gezeigt. Es ist der Steuerstrom in Abhängigkeit von der Frequenz des Oszillators wie in Fig. 6 angegeben. I-lan beachte Jedoch, dass der Fangbereich und
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der Anzeigebereich nach dem Stand der Technik gleich sind, während bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung der Anzeigebereich wesentlich schmaler als der Fangbereich ist.
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Claims (12)

BLUIViBACH . WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH · BREHM PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2 7 C 6 A 2 Paienlccmcult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Tolegrurnmo Patenlconsult Palentconsult Sonnenberger Sirafie 43 6200 Wiesbaden Telelon (06121) 562943/561998 Telex 04-186737 Telegramme Palentconsult Patentansprüche
1) Tondecoder mit einem in eine phasenstarre Schleife (14,18,22,19,16,2o) geschalteten Oszillator (16) zur Erzeugung von Signalen (Leitung 2o) mit einer Frequenz, die durch ein innerhalb der Schleife erzeugtes Steuersignal (Leitung 19) bestimmt ist, und einem Synchrondetektor (13), der in Abhängigkeit von einem Eingangssignal (Leitung 23) des Tondecoders und einem ersten Signal (Leitung 28) vom gesteuerten Oszillator (16) ein Signal erzeugt, dessen Grosse von der Grosse des Eingangssignals und des ersten Signals vom gesteuerten Oszillator abhängt,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Einrichtung (12) vorgesehen ist, die an die phasenstarre Schleife angekoppelt ist und unter Ansprechen auf das Steuersignal feststellt, wenn die Frequenz des erzeugten Signals innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches liegt,
und dass die phasenstarre Schleife einen Fangbereich besitzt, der v/esentlich breiter als der vorbestimmte Frequenzbereich ist.
Mündion: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Oipl.-Chem. Dr. plnl. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P.Bergen Dipl.-Ing. Dr jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.W.-lng.
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2) Tondecoder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung die Grosse des durch den Synchrondetektor erzeugten Signals mit einem Bezugswert vergleicht und anzeigt, wenn das erste, vom gesteuerten Oszillator erzeugte Signal innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches ist,
und dass die Überwachungseinrichtung (12) ein Anzeige signal an den Synchrondetektor gibt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator ausserhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt.
3) Tondecoder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die phasenstarre Schleife
einen stromgesteuerten Oszillator, einen Phasendetektor, der auf das Eingangssignal des Tondecoders und ein zv/eites Signal vom gesteuerten Oszillator anspricht, um das Steuersignal als Strom innerhalb der Schleife zu erzeugen, wobei das zweite Signal unterschiedliche Phase gegenüber dem ersten Signal vom gesteuerten Oszillator besitzt und eine Einrichtung aufweist, um den Steuersignalstrom zum stromgesteuerten Oszillator zu führen, und dass die Überwachungseinrichtung einen Fensterkomparator (12) aufweist, der unter Ansprechen auf den Steuer-
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Signalstrom das Anzeigesignal an den Synchrondetektor gibt.
4) Tondecoder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fensterkomparator das Anzeigesignal unter Ansprechen auf den Steuersignalstrom dann erzeugt, wenn die Eingangsignalfrequenz ausserhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt.
5) Tondecoder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die phasenstarre Schleife einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist,
ferner einen. Phasendetektor, der unter Ansprechen auf das Eingangssignal des Tondecoders und ein zweites Signal vom gesteuerten Oszillator das Steuersignal in Form einer Spannung erzeugt, wobei das zweite Signal unterschiedliche Phase wie das erste Signal.vom gesteuerten Oszillator hat, und eine Einrichtung aufweist, um die Steuersignalspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator anzukoppeln, und dass die überwachungseinrichtung einen Fensterkomparator enthält, der unter Ansprechen auf die Steuersignalspannung das Anzeigesignal an den Synchrondetektor gibt.
6) Tondecoder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
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dass eine Einrichtung die Grosse des vom Synchrondetektor erzeugten Signals mit einem Bezugswert vergleicht und anzeigt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt, und dass die Überwachungseinrichtung ein Anzeigesignal an den Synchrondetektor gibt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt.
7) Tondecoder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung die Grosse des vom Synchrondetektor erzeugten Signals mit einem Bezugswert vergleicht und angibt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt, und dass die überwachungseinrichtung ein Anzeigesignal an die Vergleichseinrichtung gibt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator ausserhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches ist.
8) Tondecoder nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die phasenstarre Schleife einen stromgesteuerten Oszillator aufweist,
ferner einen Phasendetektor, der unter Anspr. :;hen auf das Eingangssignal des Tondecoders und ein zweites Signal
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vom gesteuerten Oszillator das Steuersignal in Form eines Stromes innerhalb der Schleife erzeugt, v/obei den zweite Ausgangssignal ausser Phase mit dem ersten Signal vom gesteuerten Oszillator ist,
und eine Einrichtung auf v/ei st, um den Steuersignal strom dem stromgesteuerten Oszillator zuzuführen, und dass die überwachungseinrichtung einen Fensterkomparator enthält, der unter Ansprechen auf den Steuersignalstrom das Anzeigesignal an die Vergleichseinrichtung gibt.
9) Tondecoder nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fensterkomparator das Anzeigesignal unter Ansprechen auf den Steuersignalstrom dann erzeugt, wenn die Eingangssignalfrequenz ausserhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt.
10) Tondecoder nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die phasenstarre Schleife einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist,
ferner einen auf das Eingangssignal des Tondecoders und ein zweites Signal vom gesteuerten Oszillator ansprechenden Phasendetektor, der das Steuersignal in Form einer Spannung erzeugt, v/obei das zweite Signal ausser Phase mit dem ersten Signal vom gesteuerten Oszillator ist,
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und eine Einrichtung ?mfweir.t, um die Steuersignalsptainung an ilen spwnravj^Fgesteuorten Oszillator anzukoppeln, und ei no s diu i'uerv.1';/: i7%.;";ceiririchtung einen Fensterkomparator c*iufv;ei?j"l·, dor uni:er Ansprechen auf die Steuersignal-Spannung das /inzei£;:<.:.';i£nal an die Vergleicheinrichtung gibt.
11) Tondecocler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung die Grosse des durch den Synchrondetektor erzeugten Signals mit einem Bezugswert vergleicht, und anzeigt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches liegt,
und dass die Überwachungseinrichtung ein Anzeigesignal an die Vergleichseinrichtung gibt, wenn das erste Signal vom gesteuerten Oszillator innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches ist.
12) Tondecoder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die phasenstarre Schleife eine Schleife erste oder zv/eiter Ordnung ist.
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DE19772706429 1976-02-17 1977-02-16 Tondecoder mit phasenstarrer schleife Withdrawn DE2706429A1 (de)

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JP (1) JPS5845868B2 (de)
BE (1) BE851437A (de)
CA (1) CA1084126A (de)
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GB (1) GB1574961A (de)
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BE851437A (fr) 1977-05-31
CA1084126A (en) 1980-08-19
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FR2341989B1 (de) 1982-10-29
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FR2341989A1 (fr) 1977-09-16
US4037171A (en) 1977-07-19
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