171526. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés elektromos jelek galvanikus kapcsolattól független átvitelére

3 171526 4 Fázismoduláció alkalmazása esetén a demodulációhoz referencia jelet kell előállítani. A referencia jelet a demoduláció helyén előállítva csak olyan demodulator kapcsolás tervezhető, amely igen pontos hangolást igényel, és bonyolult felépítésű. Ha a referencia jelet a modulátor oldalról visszük át,ennek galvanikus elválasztásáról külön gondoskodni kell. Ez utóbbi megoldás szerint működik pl. A MTA-SZTAKI által fejlesztett távíró vonalcsatlakozó berendezés, amely Jcettősáramú távíró jelek előállítása céljából kétállapotú digitális jelek galvanikus elválasztását biztosítja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lehetővé teszi, hogy a fenti hátrányokat kiküszöböljük. Az általunk javasolt megoldás közbenső modulációként impulzusszélesség modulációt alkalmaz, és azon a felismerésünkön alapszik, hogy az egyenkomponens nélküli impulzusszélesség modulált jelből az egyenkomponenst és kisfrekvenciás komponenseket tartalmazó átviendő (moduláló) jel középkivágással és szűréssel visszanyerhető. Ily módon egyszerű eszközökkel elérhető, hogy bipoláris kétállapotú digitális jel előállítása céljából sem kell a demoduláció során aktív elemet alkalmazni. Egyenkomponenst és/vagy kisfrekvenciás komponenseket tartalmazó jel galvanikus kapcsolattól független átvitele céljából az átviendő jellel egy impulzussorozatot szélességben modulálunk. Az így nyert impulzusszélesség modulált jelet galvanikus kapcsolattól függetlenül visszük át, minek során egyenkomponensét elveszti. így egyenkomponens nélküli impulzusszélesség modulált jelet kapunk. Ennek a jelnek a demodulációja két lépésből áll. Először az egyenkomponens nélküli impulzusszélesség modulált jel közepét egy szimmetrikus vágóáramkörrel kivágjuk. A kivágás után megmaradó jel egyenkomponenst, kisfrekvenciás komponenseket és nagyfrekvenciás komponenseket tartalmaz. Az egyenkomponens és a kisfrekvenciás komponensek az átviendő jelre vonatkozó összes információt tartalmazzák, a nagyfrekvenciás komponensek viszont információt nem tartalmazó modulációs termékek. A demoduláció második lépésében a hasznos termékek (egyenkomponens és kisfrekvenciás komponensek) kiválasztásával az átviendő jelnek megfelelő jelet állítunk elő. A moduláció során a modulálatlan vivő impulzuskitöltési tényezőjének változtatásával a kimenő jel egyenkomponense szabályozható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésében impulzusszélesség modulátor, galvanikus elválasztó, szimmetrikus vágóáramkör és aluláteresztő áramkör van egymással sorba kapcsolva. A kapcsolási elrendezés bemenetéhez tartozó földvezeték az impulzusszélesség modulátor földelő bemenetére és a galvanikus elválasztó bemenetéhez tartozó földcsatlakozóra van kapcsolva. A galvanikus elválasztó kimenetéhez tartozó földvezeték a szimmetrikus vágóáramkör, az aluláteresztő áramkör és a kimenet földelésével alkot közös földelést. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban kiviteli példa és rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata, a 2. és 3. ábra jelalakok. 5 A javasolt kapcsolási elrendezés az 1. ábrán látható. Eszerint az átviendő jelet az A impulzusszélesség modulátorba vezetjük. Az impulzusszélesség modulált jel a B galvanikus elválasztóra kerül, mely a galvanikus elválasztás folytán a jel 10 pillanatnyi egyenkomponensét leválasztja. Az így nyert egyenkomponens nélküli impulzusszélesség modulált jel csúcsértéke is a modulált jelnek megfelelően változik, hiszen a galvanikus elválasztó a pillanatnyi impulzusszélességnek megfelelő egyen-15 komponenst választja le. Ezt a jelet a speciális C szimmetrikus vágóáramkörre vezetjük, mely a jel közepéből a zérusra szimmetrikus részt kivágja. Ezt a jelet D aluláteresztő áramkörön átvezetve visszakapjuk az eredeti átviendő jelnek megfelelő jelet. 20 A kapcsolási elrendezés bemenetéhez tartozó földelés közös az A impulzusszélesség modulátor földelésével és a B galvanikus elválasztó bemenetéhez tartozó földeléssel. A kapcsolási elrendezés 25 kimenetéhez tartozó földelés közös a B galvanikus elválasztó kimenetéhez tartozó földeléssel és a C szimmetrikus vágóáramkör, valamint a D aluláteresztő áramkör földelésével. Áz 1. ábra szerinti kapcsolás egyes pontjain fel-30 lépő jeleket a 2. ábra mutatja abban az esetben, ha az átviendő jel egyenkomponenssel és/vagy alacsonyfrekvenciás komponenssel rendelkező jel. A kimenő jel egyenkomponensét a modulálatlan vivő impulzuskitöltési tényezője határozza meg. A 35 2. ábra esetén a modulátlan vivő 50%-os kitöltési tényezőjű, az ehhez tartozó kimenő jel zérus. Ha a modulációt úgy választjuk meg, hogy a modulálatlan vivő impulzuskitöltési tényezője a fentiektől eltérő értékű, akkor a kimenő jel egyenkompo-40 nense az eredeti átviendő jeléhez képest egy állandó értékkel eltolódik. Az 1. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés egyes pontjain a 3. ábrán látható jelek lépnek fel 45 abban az esetben, ha az átviendő jel kétállapotú digitális jel, és a kimeneten bipoláris jelet kívánunk előállítani. Ebben az esetben a modulációt úgy kell megválasztani, hogy az átviendő jel két állapotához tartozó modulált impulzussorozat jel-szünet aránya 50 olyan legyen, hogy azok egymásnak reciprok értékei legyenek. A jelkimaradáshoz ebben az esetben az 1 :1 jel-szünet arányú impulzussorozat tartozhat, és ez a kimenő jel zérus értékét eredményezi. 55 A fenti két példa mutatja, hogy az 1. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés biztosítja egyenkomponenssel is rendelkező elektromos jelek galvanikus kapcsolattól független átvitelét. A kapcsolási elrendezés lehetővé teszi, hogy a galvanikus elvá-60 ksztó után kapcsolt áramkörök mindegyike kialakítható legyen úgy, hogy kizárólag passzív elemeket tartalmazzanak. így ezek nem igényelnek galvanikus független tápfeszültséget, tehát a berendezés tápegysége egyszerűbb lehet, mint az eddig ismert 65 megoldások alkalmazásánál. < 2