176107. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés gyors szintváltozások meghatározására, különösen rövid időtartamú szintcsökkenések és/vagy szintugrások mérésére
7 176107 8 vonallal ábrázolt 15 szinkron generátort fáziscsatolt hurokáramkör (PLL áramkör) képezi, amely 60 fáziskomparátorból, 61 erősítőből, 62 aluláteresztő szűrőből és 63 feszültségvezéreit oszcillátorból áll. Ehhez az áramkörhöz tartozik az n-szeres osztást megvalósító 64 frekvenciaosztó áramkör is. A fáziscsatolt hurokáramkör 63 feszültségvezéreit oszcillátora a bemeneti jel frekvenciájának n-szeres frekvenciáján működik. Ha n értékét tízre választjuk, akkor a 63 feszültségvezéreit oszcillátor rezgési frekvenciája a fenti példa 2 kHz-es bemeneti jele esetében 20 kHz lesz, és a 64 frekvenciaosztó áramkör szintén tízszeres frekvenciaosztást végez. Az 1. ábrán vázolt kiviteli alakhoz képest eltérést tapasztalhatunk a 30 osztó kiképzésében is. A 30 osztót most kettős osztó képezi, ahol mindkét ág osztási arányát egymástól függetlenül lehet állítani. Az 50 komparátort ablakkomparátor képezi, amelynek a 48 jelbemeneten és az első 49 referencia bemeneten kívül 47 második referencia bemenete is van. A kettős 30 osztó két kimenete az 50 komparátor első és második referencia bemenetéhez csatlakozik, és a bemeneti jel normál szintjéhez képest a 49 referencia bemenetre változatlanul az ugráshoz tartozó küszöbszintet, a 47 második referencia bemenetre pedig a szakadáshoz tartozó küszöbszintet állítjuk be. Az 50 komparátomak most három 51, 52 és 53 kimenete van, amelyeken attól függően jelenik meg logikai feszültség, hogy a 48 jelbemenet feszültsége a két referencia bemenet beállított feszültsége között, illetve ezen referenciatartomány felett vagy alatt van. Nyilvánvaló módon, ha a mérőjel feszültsége a szakadási és az ugrási küszöbszintek között van, akkor sem szakadás, sem pedig ugrás nem történt. Ha a mérőjel az ugrási küszöbszintnél nagyobb, akkor ezt az 53 kimenet logikai állapota jelzi a 40 logikai és kijelző egység számára, amit ez ugrásként vesz figyelembe. Ha a mérőjel a szakadási küszöbszintnél kisebb, akkor ezt az 52 kimenet logikai állapota jelzi, és szakadást jelent. A 3. ábrán vázolt kapcsolási elrendezés mérési periódusokat kijelölő 35 egységét most a fáziscsatolt hurokáramkör 64 feszültségvezéreit oszcillátora vezérli, amely a 35 egységben levő n-elemes 38 számláló bemenetéhez csatlakozik. A 38 számláló meghatározott kimenetei 39 monostabil multivibrátor indító bemenetével vannak összekötve, és ennek kimenete vezérli a 40 logikai és kijelző egység 41 vezérlő bemenetét. A kapcsolási elrendezés működését a 4. ábra kapcsán ismertetjük. A fáziscsatolt hurokáramkör 63 feszültségvezérelt oszcillátora a bemeneti jel frekvenciájának tízszeres frekvenciájával rezeg és kimenetén a 4c ábrán vázolt 20 kHz-es impulzussorozatot állítja elő. A 64 frekvenciaosztó áramkör 16 kimenetén már 2 kHz-es négyszögjel jelenik meg (4b ábra), amelyből a 20 jelalak átalakító olyan 2 kHz-es szinuszos jelet állít elő, amelynek frekvenciája és fázisa pontosan megegyezik a bemeneti jelével. Ezt az biztosítja, hogy a 20 jelalak átalakító 21 kimenete a 60 fáziskomparátor fázisösszehasonlitó bemenetével is össze van kötve, és a 60 fáziskomparátor kimenetén mindaddig vezérlőjelet hoz létre, ameddig a bemeneti jel és a 21 kimeneten levő szinuszos jel között a fáziskülönbség nullává válik. A frekvencia változtatása a 63 feszültségvezérelt oszcillátor egyenáramú vezérlésével a 61 erősítőn és a 62 aluláteresztő szűrőn keresztül történik. A 62 aluláteresztő szűrő gondoskodik arról, hogy a gyors megszakadások alatt a frekvencia jel frekvenciája változatlan értékű maradjon. Láthatjuk tehát, hogy a fáziscsatolt hurokáramkör segítségével a referencia jel fázisban és frekvenciában pontosan megegyezik a mérőjellel, és a helyes fázisviszonyok még pillanatnyi szakadás vagy a mérőjel fázisugrása alatt is megmaradnak. A 30 osztó két kimenetén a 4a ábrán szaggatott illetve pontvonallal ábrázolt két referencia jel jelenik meg, amelyek a 3 dB- es szintugrásnak, illetve 3 dB-es szakadásnak felelnek meg. Az 50 komparátor a 48 jelbemenetre vezetett mérőjelet folyamatosan összehasonlítja a két referencia jellel és a 40 logikai és kijelző egység minden pillanatban megkapja az 50 komparátor állapotára vonatkozó logikai információt. A nulltartományok kizárása most úgy történik, hogy a 4c ábrán vázolt 20 kHz-es négyszögjelet a 38 számláló megszámlálja, és a számlálási időpontokat a 4d ábrán vázoltuk. A 38 számlálót tízes számláló képezi, és minden 2 kHz-es periódus végén újabb számlálásba kezd. A 4d ábrán vázolt tűimpulzusok így a mérő és referencia jelek ugyanazon fázisára esnek. A mérést a 39 monostabil multivibrátor kimenete a 41 vezérlő bemeneten keresztül vezérli. A 39 monostabil multivibrátor billenését a 38 számláló meghatározott sorszámú kimenetei végzik. A példakénti esetben a 38 számláló második, harmadik és negyedik, valamint a hetedik, nyolcadik és kilencedik számláló impulzusai vannak a 39 monostabil multivibrátor indító bemenetéhez kapcsolva. A 39 monostabil multivibrátor időzítése változtatható, de az időzítésnek két szomszédos számlálás időközénél rövidebbnek kell lennie. A 4e ábrán a 41 vezérlő bemenetre kapcsolt vezérlő impulzusok láthatók. A 40 logikai és kijelző egység csak ezen időperiódusokban veszi figyelembe az 50 komparátor felől érkező és a szintváltozást meghatározó logikai jelzéseket. A 40 logikai és kijelző egység felépítése a mérési feladatokkal összhangban a konkrét igények szerint változtatható. A mérési biztonság növelése céljából előnyös, ha szintváltozást csak akkor jelzünk, ha legalább két vezérlő jelperiódusban fennáll a szintváltozásra jellemző logikai szint. Ezzel az esetleges pillanatnyi zavaró impulzusok által okozott mérési hibák száma lecsökkenthető. A találmány szerinti megoldás lényegesen előnyösebb az ismert mérési módszereknél, mert a méréshez időállandót alkalmazó elemeket nem használ. A mérőjel vizsgálatát a nullátmeneti keskeny tartományon kívül már egy félperióduson belül több alkalommal is el tudja végezni. Annak ellenére, hogy az általános távközlő vonalak sávszélessége mellett egy félperióduson belül lezajló szintugrás nem lehetséges, vannak olyan átviteli rendszerek, illetve mérési követelmények, ahol egyetlen félperióduson belül bekövetkező szintváltozások mérésére is szükség van. A 3. ábrán vázolt kapcsolási elrendezéssel már egy félperióduson belül is három egymástól független mérést végeztünk, és a mérések számát a számlálóimpulzusok frekvenciájának növelésével a szükséges mértékben megnövelhetjük. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás gyors szintváltozások meghatározására, különösen rövid időtartamú szintcsökkenések és/vagy szintugrások mérésére, amelynek során állandó ampli-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
