CH385292A - Method for equalization of electrical signal transmission channels - Google Patents

Method for equalization of electrical signal transmission channels

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CH385292A
CH385292A CH992760A CH992760A CH385292A CH 385292 A CH385292 A CH 385292A CH 992760 A CH992760 A CH 992760A CH 992760 A CH992760 A CH 992760A CH 385292 A CH385292 A CH 385292A
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CH992760A
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Thomas Prior Hector
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Standard Telephon & Radio Ag
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    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/04Control of transmission; Equalising
    • H04B3/14Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used
    • H04B3/141Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used using multiequalisers, e.g. bump, cosine, Bode

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  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Entzerrung von elektrischen     Signalübertragungskanälen       Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Entzerrung elektrischer     Signalübertragungskanäle.     



  Die Entzerrung von Übertragungskanälen wird seit  vielen Jahren praktisch angewendet. Im Falle von  langen Übertragungsstrecken, welche ein breites Fre  quenzband zu übertragen haben und in welchen eine  grosse Anzahl von Verstärkern vorhanden sein kann,  ist es oft nötig, einstellbare     Entzerrungsmittel    vorzu  sehen, da die     Übertragungskennlinie    des Kanals mög  licherweise nicht genau bekannt ist und zeitlich ändern  kann. Eine Vorrichtung, welche zur Lösung des Pro  blems vorgeschlagen worden ist, ist unter dem Namen        Kosinus-Entzerrer     bekannt und in einem Artikel  von R. W.     Ketchledge    und T. R. Finch im Bell System       Technical    Journal im Juli-Heft 1953 ab Seite 833 be  schrieben.

   Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil,  dass, wenn die gewünschte     Entzerrungskennlinie    rasch  eingestellt werden soll, die nötige Ausrüstung kompli  ziert und teuer ist. Eine weitere praktische Schwierigkeit  besteht darin, dass die Ausrüstung Informationen vom  ganzen Frequenzband erhalten muss, damit die Ein  stellung der einstellbaren Elemente möglich wird, und  dies bedeutet, dass die Einstellungen der Elemente nicht  unabhängig voneinander sind.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Problem  auf eine einfachere Art zu lösen, so dass die beiden  oben erwähnten Einwände oder Nachteile weitgehend  gemildert sind. Eine bevorzugte Lösung beruht auf der  Tatsache, dass ein Teil einer     Entzerrungskennlinie        nä-          herungsweise    durch eine Gleichung dargestellt werden  kann, welche eine     Potenzreihe    der Frequenz enthält.  In der Praxis ist es gewöhnlich nicht nötig, eine Glei  chung höherer Ordnung als der dritten zu verwenden.  Dabei wird die     Entzerrungskennlinie    in eine Anzahl  benachbarter Abschnitte unterteilt, von denen jeder  durch eine entsprechende kubische Kurve dargestellt  ist.

   Dann wird ein jedem Abschnitt entsprechender,    einstellbarer     Entzerrer    bekannter Art vorgesehen, wel  cher eine solche Kennlinie aufweist, dass jeder Abschnitt  der gewünschten     Entzerrungskennlinie    aus Abschnit  ten der Kennlinien von vier solchen einstellbaren     Ent-          zerrern    aufgebaut wird, wie dies nachstehend ausführ  licher dargestellt wird. Es zeigt sich, dass die Einstel  lungen der     Entzerrer    nahezu unabhängig voneinan  der sind.  



  Obwohl eine grössere     Entzerrungsgenauigkeit    theo  retisch durch Verwendung von Gleichungen höherer  Ordnung als der dritten zur Nachbildung jedes Ab  schnittes der erforderlichen Kennlinie erreicht werden  kann, ist in der Praxis die tatsächlich erzielte Verbesse  rung so klein, dass sich die zusätzliche     Komplizierung     nicht rechtfertigen lässt.  



  Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme  auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben.  



  In der Zeichnung zeigt  die     Fig.    1 eine Kurve, welche einen Teil einer nach  zubildenden     Entzerrungskennlinie    und einen Teil einer  kubischen Kurve darstellt, welche sich dem genannten       Kennlinienabschnitt    weitgehend nähert;  die     Fig.    2 mehrere Kurven zur Erläuterung der  Grundlage der Erfindung;  die     Fig.    3 ein Beispiel einer Kennlinie, welche ein       Entzerrer    benötigt, damit der Erfindungszweck erreicht  werden kann;

    die     Fig.    4 verschiedene Kurven zur Erläuterung der       Kombinierung    von     Entzerrerkennlinien;     die     Fig.    5 ein Diagramm zur Erläuterung eines Ver  fahrens zur Gruppierung von     Entzerrern;     die     Fig.    6 eine elementare Schaltung, welche die  Verwendung eines     Entzerrers    zeigt;  die     Fig.    7 ein Schema einer Form eines     Entzerrers;     die     Fig.    8 eine durch den     Entzerrer    der     Fig.    7 er  zeugte Kennlinie;

        die     Fig.    9 eine Schaltung, welche eine Gruppe von       Entzerrern    verwendet; und  die     Fig.    10 ein Blockschema einer vollständigen     Ent-          zerrungsanordnung.     



  Die ausgezogene Linie 51 in der     Fig.    1 stellt einen  Abschnitt der Kennlinie dar, welche ein     Entzerrer    in  einem besonderen Falle aufweisen soll. Die Achsen     0X     und     0Y    stellen die Frequenz beziehungsweise die Am  plitude z. B. in Volt dar. Der Ursprung O liegt bei der  Mittelfrequenz F des gezeigten Abschnittes der Kurve.

    Es sind vier Ordinaten bei den Frequenzen     F-3f,        F-f,          F+f    bzw.     F+3f    eingezeichnet, welche die Kurve in  den Punkten<I>A, B,</I> C und<I>D</I> schneiden, und die Werte  der Ordinaten dieser Punkte sind<I>a, b,</I> c bzw.<I>d.</I> In der  Praxis wird die     Frequenzdifferenz    2f zwischen benach  barten Ordinaten entsprechend der gewünschten     Ent-          zerrungsgenauigkeit    gewählt; sie kann aber auch durch  gewisse andere Überlegungen bestimmt werden.  



  Das vorliegende Verfahren beruht auf der Erkennt  nis, dass der dargestellte Kurvenabschnitt in einem       vernachlässigbaren    Ausmass von der durch die nach  folgende Gleichung (1) dargestellten kubischen Kurve  abweicht  <I>y</I>     =p+qx+rx2+sx3   <I>(1)</I>  in welcher die     Koeffizienten   <I>p, q,</I>     r    und s durch die  Werte der vier     Ordinaten   <I>a, b,</I> c und<I>d</I> bestimmt sind.  



  Indem man in der Gleichung (1) nacheinander die  Substitutionen<I>x = -3f, y = a; x = f, y = b; x =</I>       +f,   <I>y = c</I> und<I>x =</I>     +   <I>3f, y = d</I> vornimmt, ergeben  sich die vier     Koeffizienten    wie folgt:

    <I>p =</I>     (-a+9b+9c-d)/16   <I>(2)</I>  <I>q =</I>     (a-27b+27c-d)/48f'   <I>(3)</I>  <I>r =</I>     (a-b-c+d)/16f2   <I>(4)</I>  <I>s =</I>     (-a+3b-3c+d)/48.f   <I>(5)</I>  Die Gleichung (1) mit den durch die Gleichungen  (2) bis (5) gegebenen Werten für die     Koeffizienten    stellt  in der     Fig.    1 die gestrichelte Kurve 52 dar, welche durch  die vier Punkte<I>A, B,</I> C und<I>D</I> verläuft, aber an den  anderen Stellen leicht von der Kurve 51 abweicht. Die  nachfolgende Diskussion erklärt, wie die Kurve 52 mit  Hilfe von einstellbaren     Entzerrern    erzielt wird.  



  Zunächst wird der Abschnitt der Kurve 52 zwischen  den Ordinaten b und c betrachtet. In der Gleichung (1)  setzt man<I>x</I>     =,af,    wo y zwischen +1 und -1 liegt. Mit  den durch die Gleichungen (2) bis (5) gegebenen Wer  ten für die vier     Koeffizienten    erhält man:

    <I>y</I>     =-a(3-H)        (1-H2)/48+b        (1-A)        (9-H2)/16          +c(1+A)        (9-H2)/16-d        (3+H)        (1-H2)/48    (6)  Die Ordinate y setzt sich somit zusammen aus der  Summe gewisser Bruchteile der Ordinaten<I>a, b,</I> c und  <I>d,</I> und man erkennt, dass die Anteile der Ordinaten<I>a</I>  und d negativ sind.  



  Die     Koeffizienten    von<I>a, b</I> und c der Gleichung (6)  sind in der     Fig.    2 in Funktion von     H    dargestellt, wobei  die entsprechenden Kurven mit<I>a, b</I> und c bezeichnet  sind. Die Kurve b hat einen Maximalwert 1 für     H    = -1    und den Wert Null für     H    = +1. Ihr Wert ist gleich  9/16 für     H    = 0. Die Kurve c ist das Spiegelbild der  Kurve<I>b</I> an der Achse<I>O Y.</I> Die Kurve<I>a</I> hat den Wert  Null für     ,u   <I>= +1</I> und     H   <I>= -1</I> und einen maximalen  negativen Wert von etwas mehr als<B>1/</B> 16 für einen ange  näherten Wert     H    = -0,25.

   Die Kurve für den     Koeffi-          zienten   <I>von d</I> in der Gleichung (6) ist das Spiegelbild  der Kurve a an der Achse O Y und ist nicht dargestellt,  um die Figur nicht zu komplizieren.  



  Es soll nun die Kennlinie der     Fig.    3 betrachtet wer  den. Diese wird aus der     Fig.    2 gewonnen, indem man  die Abszissen mit f multipliziert und die Kurve c nach  links um 2f und die Kurve a nach rechts um 2f ver  schiebt und links der Kurve c die Kurve d hinzufügt.  



  Diese     Kennlinienkurve    kann mit grosser Annähe  rung durch eine bekannte Art eines einstellbaren     Ent-          zerrers    erzeugt werden, wobei die Höhen der mittleren  Spitzen und der Abschnitte a und d bezüglich der  Achse     XOX    durch die Einstellung eines Widerstandes  im gleichen Verhältnis geändert werden können. Es ist  jedoch zu erwähnen, dass im Falle des einstellbaren       Entzerrers    die Abschnitte<I>a</I> und<I>d</I> bei den Frequenzen  3 f und -5f nicht tatsächlich den Wert Null durch  laufen, sondern bei Frequenzen, welche von der Achse       0Y    weiter entfernt sind, wie dies die     Fig.    8 zeigt, wel  che später erläutert wird.  



  Dieser Unterschied ist jedoch     vernachlässigbar,    da  die Höhen der Abschnitte<I>a</I> und<I>d</I> verglichen mit der  Höhe der mittleren Spitze klein sind.  



  Um den Abschnitt der Kurve 52     (Fig.    1) zwischen  den Ordinaten b und c zu erzeugen, werden daher vier  einstellbare     Entzerrer    der eben beschriebenen Art ver  wendet, deren mittlere Spitzen bei den Frequenzen -3f,  f,     +f    und     +    3f liegen, wie dies die     Fig.    4 zeigt, welche  in etwas kleinerem Massstab dargestellt ist als die     Fig.    3.  Die Abschnitte der vier     Entzerrerkennlinien,    welche  zwischen den Ordinaten b und c liegen, sind durch aus  gezogene Linien dargestellt, während der verbleibende  Teil jeder Kennlinie gestrichelt dargestellt ist.

   Man  erkennt somit, wie die in der     Fig.    2 dargestellte Super  position im Bereich zwischen den Ordinaten b und c  erhalten wird.  



  Der Übersicht halber sind in der     Fig.    4 die vier       Entzerrerkennlinien,    welche den Ordinaten<I>a, b</I> und c  entsprechen, mit gleichen Höhen dargestellt, aber in  der Praxis werden diese auf die tatsächlichen Höhen  dieser Ordinaten gemäss     Fig.    1 eingestellt.  



  Bisher ist nur der zwischen den Ordinaten b und c  liegende Bereich behandelt worden. Um die ganze  Kennlinie zu entzerren, wird eine Anzahl     äquidistanter     über den ganzen Frequenzbereich verteilter Ordinaten  gewählt und für jede Ordinate ein getrennter     Entzerrer     vorgesehen, dessen zentrale Spitze bei der entsprechen  den Frequenz liegt. Dann liefert jede Gruppe von vier       Entzerrern    mit ihren Spitzen bei benachbarten Fre  quenzen die Entzerrung für den Bereich, welcher zwi  schen einem entsprechenden Paar von Ordinaten, wie  z. B. b und c, liegt, und zwar wie dies unter Bezugnahme  auf die     Fig.    4 dargelegt wurde.

        In der Praxis wird jeder     Entzerrer    so eingestellt, dass  er bei der entsprechenden Spitzenfrequenz die richtige  Entzerrung erzeugt. Dies ist     richtig,    weil alle Anteile  der anderen Ordinaten bei dieser Frequenz gleich Null  sind. Somit kann die ganze     Entzerrungskurve    erzeugt  werden, indem man alle Entzerren systematisch der  Reihe nach einstellt, und daher wird die Wechselwir  kung der Einstellungen zwischen verschiedenen     Ent-          zerrern    nur klein sein. Nachdem alle Entzerren einge  stellt worden sind, kann es möglicherweise nötig sein,  die Einstellungen noch einmal zu überprüfen und kleine  Änderungen vorzunehmen.  



  Falls die durch das eben beschriebene Verfahren  erzielte Entzerrung nicht genügend genau ist, und zwar  wegen der kleinen Fehler, die sich durch die Annahme  einer kubischen Kennlinie und auch durch kleine  Unterschiede zwischen den tatsächlichen Kennlinien  der Entzerren und der gewünschten, in der     Fig.    3 ge  zeigten Kennlinie ergeben, kann eine zweite Gruppe  von     Entzerrernetzwerken    mit einem kleineren Ein  stellbereich vorgesehen werden, deren Spitzen bei Or  dinaten liegen, welche in der Mitte zwischen den Ordi  naten<I>a, b,</I>     e,   <I>d,</I> usw. liegen, wo die grössten Fehler der  ersten Einstellung zu erwarten sind.

   Nachdem die erste  grobe Einstellung mit dem ersten Satz von     Entzerrern     in der beschriebenen Weise durchgeführt worden ist,  wird eine Feineinstellung mit dem zweiten Satz von       Entzerrern    vorgenommen.  



  Dieses Prinzip kann selbstverständlich durch Ver  wendung weiterer Sätze von     Entzerrern    erweitert wer  den, von denen jeder dazu verwendet wird, die nach  der Einstellung des vorangehenden Satzes verbleiben  den Fehler zu vermindern. Obwohl es scheinen mag,  dass dieses Vorgehen die Verwendung einer grossen  Anzahl von     Entzerrern    benötigt, ist dies doch nicht  notwendigerweise der Fall. Der Vorteil einer Grob  einstellung und einer Feineinstellung kann ohne Ver  grösserung der Anzahl von     Entzerrern    erreicht werden.  Um dies verständlich zu machen, soll angenommen  werden, dass die ganze Kennlinie durch n Ordinaten  in Abschnitte unterteilt wird.

   Dann kann der erste  Satz von     Entzerrern,    welcher der Grobeinstellung dient,  die Hauptspitzen bei den Frequenzen der     ungeradzah-          ligen    Ordinaten aufweisen, während der zweite, der  Feineinstellung dienende Satz die Hauptspitzen bei den  Frequenzen der     geradzahligen    Ordinaten aufweist. In  einem besonderen Falle kann n gleich 11 sein, in wel  chem Fall der erste Satz sechs Entzerren und der zweite  Satz fünf Entzerren aufweist.  



  Es sind andere     Gruppierungs-Anordnungen    für die  Entzerrung möglich. So zeigt z. B. die     Fig.    5 ein Dia  gramm eines Falles, in welchem siebzehn Ordinaten  und 4 Sätze von     Entzerrern    vorhanden sind. Die 17  Ordinaten sind mit den entsprechenden Frequenzen  bezeichnet, und ein Kreuz zeigt die Spitzenfrequenz  eines Netzwerkes in jedem Satz an. Der Satz I, welcher  die gröbste Einstellung liefert, weist drei Entzerren auf,  deren Spitzen bei den Frequenzen     F1,    F, und F,., liegen.  Der Satz     II,    welcher eine weniger grobe Einstellung       liefert,    weist zwei Entzerren auf, deren Spitzen bei     F5       und F13 liegen.

   Der Satz     III    weist vier     Entzerrer    mit den  Spitzen bei F3,     F7,        F11    und F15 und ergibt eine feinere  Einstellung. Der Satz IV weist     schliesslich    acht Entzer  ren auf, deren Spitzen bei den     geradzahligen    Frequen  zen liegen, und liefert die feinste Einstellung. Die ge  samte Anzahl der Entzerren ist somit 17. Selbstver  ständlich könnte man diese Entzerren alle in einem Satz  unterbringen und der Reihe nach so einstellen, wie dies  anhand der     Fig.    4 beschrieben worden ist, was aber zu  weniger guten Ergebnissen führen würde als die Ver  wendung der Anordnung nach     Fig.    5.

   Es ist klar, dass  auch andere systematische Gruppierungen von     Ent-          zerrern        möglich    sind.  



  Während für die vorstehende Beschreibung ange  nommen wurde, dass die     erforderliche        Entzerrungs-          kennlinie    durch     äquidistante    Ordinaten in Abschnitte  unterteilt ist, brauchen die Ordinaten nicht notwen  digerweise     äquidistant    zu sein. Es kann möglich sein,  dass die     Kennlinie    eine solche Form aufweist, dass in  gewissen Teilen des Frequenzbereiches ein kleinerer       Ordinatenabstand    wünschbar ist als in anderen.

   Es  sollte jedoch dafür gesorgt werden, dass der Ordinaten  abstand von einem Teil der     Kennlinie    zu einem anderen  allmählich ändert, d. h. der     Ordinatenabstand    sollte       nicht        plötzlichen    Änderungen unterworfen sein.  



  Es ist hinzuzufügen, dass die Ausbildung der Ent  zerren vereinfacht wird, wenn die Ordinaten auf einer  logarithmischen     Frequenzskala    gleiche Abstände auf  weisen, und derartige Abstände können auch aus ande  ren Gründen zweckmässig sein.  



  Es ist zu bemerken, dass die Kurve 51 der     Fig.    1  durch Verwendung einer Kurve höherer Ordnung als  der dritten besser nachgebildet werden könnte, aber  die für die Entzerren erforderliche Kennlinie würde  komplizierter und die     parktische    Verbesserung     ver-          nachlässigbar    sein, wenn man die zulässigen Annähe  rungen in Betracht zieht. Wenn z.

   B. eine Kurve fünfter  Ordnung verwendet würde, die von einer Gruppe von  sechs Ordinaten abgeleitet ist, dann wäre die für die  Entzerren erforderliche Kennlinie gleich derjenigen der       Fig.    3 mit zwei     zusätzlichen    kleinen positiven Schleifen  zwischen den Frequenzen     +3f    und     -3-    5f und zwischen  den Frequenzen -5f und -7f. Die Höhen dieser Schlei  fen wären ungefähr l/256 mal der Höhe der zentralen  Spitze, d. h. weniger als 0,4% dieser Höhe.

   Ein     Ent-          zerrungsnetzwerk,    welches diese Kennlinien nachbildet,  ist ziemlich kompliziert, und der Unterschied zwischen  dieser Kennlinie und derjenigen der     Fig.    3 wäre wahr  scheinlich kleiner als die unvermeidlichen Fehler und  Schwankungen. Auf jeden Fall kann dieser Abschnitt  ohne Mühe mit Hilfe eines Satzes von     Entzerrern    zum  Verschwinden gebracht werden, welche in der beschrie  benen Weise eine Feineinstellung ergeben.  



  Es ist zu bemerken, dass in den     vorliegenden    Unter  lagen unter einer  Kurve der tuten Ordnung  eine  Kurve zu verstehen ist, in welcher die Abhängigkeit  der Amplitude (y) von der Frequenz (x) durch die fol  gende Gleichung gegeben ist:  y     =a+bx+cx2+    ..     .+vxm-1+wxm.         Die     Fig.    6 zeigt die Art, auf welche ein variabler       Entzerrer    verwendet wird, um eine Kennlinie gemäss  der     Fig.    3     zu    erzeugen. Der     Entzerrer    1 verhält sich wie  eine variable zweipolige Impedanz mit den Klemmen 2  und 3.

   Der     Entzerrer    1 ist mit einem Widerstand 28  vom Widerstandswert     R3    in Reihe geschaltet, und diese  Reihenschaltung liegt parallel zu einer Quelle 4 mit  dem Innen-Widerstand     R,    und zu einem Belastungs  kreis, welcher ebenfalls einen Widerstand     Ro    aufweist.  Der     Entzerrer    1 kann z. B. eine Schaltung gemäss     Fig.    7  aufweisen. Diese ist ein überbrücktes     T-Netzwerk    mit  konstantem Widerstand, dessen Wellenwiderstand  <I>R =</I>     R,-R3    ist, und welches durch einen variablen  Widerstand 6 abgeschlossen ist.

   Wenn der Widerstand  6 auf den Wert R eingestellt ist, dann ist die an den  Klemmen 2 und 3 auftretende Impedanz bei allen Fre  quenzen gleich R. Mit dieser Impedanz erzeugt der       Entzerrer    1 einen konstanten Verlust von ungefähr  3,5     db    in der Schaltung nach     Fig.    6. Dieser Verlust von  3,5     db    wird in dieser besonderen Anordnung als   Grundverlust  bezeichnet.  



  Das Netzwerk der     Fig.    7, welches einen konstanten  Widerstand aufweist, enthält zwei Serienwiderstände 7  und 8, welche je einen Widerstandswert R haben, weiter  einen Querarm, bestehend aus zwei in Serie geschalte  ten Widerständen 9 und 10, deren Widerstandswerte       R,    und     R2    sind, wobei der Widerstand 10 durch einen       Parallel-Resonanzkreis    überbrückt ist, welcher eine       Induktivität    11 vom Wert L und einen Kondensator 12  mit einer Kapazität C aufweist.

   Ferner enthält das  Netzwerk einen Brückenarm, bestehend aus zwei paral  lel geschalteten Widerständen 13 und 14, wobei mit  dem Widerstand 14 ein aus einem Kondensator 15 und  einer     Induktivität    16 bestehender     Serie-Resonanzkreis     in Serie geschaltet ist. Die Elemente 13-16 sind bezüg  lich der Elemente 9-12 reziprok, und zwar bezüglich  des Widerstandes R, so dass die Widerstände 13 und 14  einen Widerstandswert von     R2/R,    bzw.     R2/R,    aufwei  sen und die Kapazität des Kondensators 15 den Wert       L/R2    und die     Induktivität    16 den Wert     CR2    aufweisen.  



  Die beiden Resonanzkreise sind auf die für die  Spitzen der Kurve nach     Fig.    3 gewünschte Frequenz  abgestimmt. Bei dieser Frequenz verhält sich das Netz  werk praktisch so, wie wenn es nur aus     Ohmschen     Elementen bestehen würde. Wenn der Widerstandswert  r des Widerstandes 6 auf den Wert R eingestellt wird,  weist das Netzwerk wie bereits erwähnt an den Klem  men 2 und 3 bei allen Frequenzen eine Impedanz R auf  und erzeugt einen Verlust von 3,5     db.     



  Die     Fig.    8 zeigt die Kennlinie des     Entzerrers    nach       Fig.    7. Diese Kurve ist ähnlich derjenigen der     Fig.    3,  mit der Ausnahme, dass die Ordinaten den Verlust in       db    darstellen, wenn der     Entzerrer    gemäss     Fig.    6 ange  schlossen ist. Die gestrichelte Linie ZZ entspricht der  Null-Linie     XOX    der     Fig.    3 und stellt den Grundverlust  von 3,5     db    dar, welcher sich für<I>r</I> = R ergibt.

   Wenn<I>r</I>  auf irgendeinen Wert eingestellt wird, welcher grösser  als R ist, wird die Impedanz des     Entzerrers    bei der  Spitzenfrequenz F erhöht und der Verlust bei dieser  Frequenz vermindert, wobei die Verluständerung bei    anderen Frequenzen im Bereich<I>F+ 2f</I> bis     F-2f    kleiner  ist, wie dies die     Fig.    8 zeigt. Im Frequenzbereich<I>F+<B>2f</B></I>  bis F+<I>4f</I> und     F-2f    bis     F-4f    wird der Verlust in einem  geringen Ausmass über den Grundverlust erhöht, wenn  r grösser als R gewählt wird.  



  Die Höhen der zentralen Hauptspitze und der beiden  kleinen Seitenspitzen hängen vom Wert r ab und sind  ein Maximum, wenn r unendlich ist, und die Haupt  formen der Kurve bleiben bestehen, wenn r     verändert     wird. Mit anderen Worten bewirkt die Einstellung von  r eine Änderung der vertikalen Skala der Kurve. Wenn  r kleiner als R ist, wird die Kurve umgekehrt. Der Be  reich der Änderung des Verlustes infolge einer Ein  stellung von r hängt von der Wahl von     R3        (Fig.    6) ab,  und somit kann der Widerstand z. B. so gewählt wer  den, dass der genannte Änderungsbereich     +    3     db    be  züglich des Grundverlustes von 3,5     db    beträgt.  



  Dies     genügt    für zahlreiche praktische Fälle. Wenn  aber eine grössere Änderung erforderlich ist, kann der       Entzerrer    der     Fig.    7 so ausgelegt werden, dass er eine  kleinere Wellenimpedanz aufweist. Wenn z. B.     R3    und  R so gewählt werden, dass     R3+R    =     R,/2    ist, dann  beträgt der Grundverlust in der Schaltung nach     Fig.    6  ungefähr 6     db,    wobei durch geeignete Wahl von     R3    ein  Einstellbereich von          5,5     db    bezüglich des Grund  verlustes erhalten werden kann.  



  Unter Bezugnahme auf die     Fig.    7 wurde bereits  erwähnt, dass die beiden Resonanzkreise auf die Spit  zenfrequenz abzustimmen sind. Es ist nötig, die Schal  tungselemente in geeigneter Weise zu bemessen, um  für die in der     Fig.    8 gezeigte Kennlinie die gewünschte  Form zu erhalten. Dies erfolgt in der Praxis am zweck  mässigsten durch Versuche mit Hilfe von Sätzen von  Kurven, welche die Kennlinien des Netzwerkes der       Fig.    7 für verschiedene Werte der Elemente darstellen.  Dies ist ein Verfahren, welches bei der Ausbildung von       Entzerrern    allgemein angewendet wird.  



  In einem besonderen Fall hatten die Elemente des  Netzwerkes der     Fig.    7 die folgenden Werte, wobei die  Widerstände 14 und 10 weggelassen wurden:  
EMI0004.0070     
  
    R <SEP> = <SEP> 45.3 <SEP> Ohm <SEP> R, <SEP> = <SEP> 75 <SEP> Ohm
<tb>  R, <SEP> = <SEP> 5.04 <SEP> Ohm <SEP> R3 <SEP> = <SEP> 29.7 <SEP> Ohm
<tb>  L <SEP> = <SEP> 0.637 <SEP> ,uH
<tb>  C <SEP> = <SEP> 0.00159 <SEP> ,uF       Mit diesen Werten wird ein Änderungsbereich von  ungefähr     -#    3     db    bezüglich des Grundverlustes erhal  ten. Die dieser Wahl von Werten entsprechenden Werte  für Fund f betrugen 5 bzw. 0,65 MHz.  



  Die     Fig.    6 zeigt, wie ein einzelner     Entzerrer    ange  schaltet werden kann, um die entsprechende     Entzerrer-          kennlinie    zu erzeugen, und es ist klar, dass alle     Ent-          zerrer,    welche für die Entzerrung eines vollständigen  Frequenzbereiches benötigt werden, in eine Reihe von  Schaltungen gemäss     Fig.    6 geschaltet werden könnten,  die ihrerseits über Trenn-Verstärker in Kaskade ge  schaltet sind, um die richtigen     Impedanzbeziehungen     beizubehalten. Dies führt jedoch zu einer unnötig kom  plizierten Anordnung.

   Die     Fig.    9 zeigt eine einfachere      Anordnung für den besonderen, oben erwähnten Fall,  in welchem die erforderliche Kennlinie durch 11 Ordi  naten aufgeteilt ist, die den Frequenzen F,<B><I>-</I></B>F" entspre  chen, und in welchem sechs     Entzerrer    bei den mit einer  ungeraden Zahl bezeichneten Frequenzen für die grobe  Einstellung und fünf     Entzerrer    bei den     geradzahligen     bezeichneten Frequenzen für die Feineinstellung ver  wendet werden. Die Vereinfachung ergibt sich aus der  Tatsache, dass jeder     Entzerrer    und der Widerstand 28  bei von der Spitzenfrequenz entfernten Frequenzen  praktisch eine Impedanz     Ro    aufweist.  



  Somit kann in der     Fig.    6 die Quellenimpedanz und  die Belastungsimpedanz durch zwei der anderen     Ent-          zerrer    dargestellt werden. Die entsprechende Anord  nung ist in der     Fig.    9 dargestellt, welche zwei Verstär  ker 17 und 18 aufweist, die durch zwei     Leiter    mitein  ander verbunden sind, die durch drei     Entzerrer    19, 20  und 21 überbrückt sind, welche so     ausgelegt    sind, dass  ihre Spitzenfrequenzen     F1,        F5    und     F9    sind.

   Selbstver  ständlich liegen mit den     Entzerrern    die dem Wider  stand 28 der     Fig.    6 entsprechenden Widerstände in  Serie, welche in der     Fig.    9 nicht gezeigt sind. Der Ver  stärker 17 weist eine Ausgangsimpedanz auf, welche,  verglichen mit     R.,    gross ist, und der Verstärker 18 hat  eine Eingangsimpedanz, welche, verglichen mit     Ro,     ebenfalls gross ist.  



  Eine zweite Gruppe von drei     Entzerrern    mit den  Spitzenfrequenzen     F3,    F7 und     F"    ist genau gleich an  geordnet wie in der     Fig.    9.  



  Die fünf     Entzerrer    für die Feineinstellung, deren  Spitzen bei den     geradzahlig    bezeichneten Frequenzen  liegen, können in einer Gruppe zwischen zwei Verstär  kern in der gleichen Weise wie in     Fig.    9 angeordnet  werden. In diesem Fall beträgt der Grundverlust nun  ungefähr 2     db,    da die     Abschlussimpedanzen    nun den  Wert     R./2    anstatt     Ro    aufweisen. Dadurch ergibt sich  ein ziemlich kleinerer Einstellbereich für jeden     Ent-          zerrer,    aber dies ist ohne weiteres annehmbar, da die  durch die Feineinstellung zu kompensierenden Fehler  klein sind.  



  Die vollständige     Entzerreranordnung    für den ge  nannten Frequenzbereich ist in der     Fig.    10 dargestellt.  Der Block 22 stellt die drei     Entzerrer    19, 20 und 21 der       Fig.    9 dar, welche zwischen den beiden Verstärkern 17  und 18 liegen. Ein weiterer Block 23, welcher die oben  erwähnte andere Gruppe von drei     Entzerrern    mit den  Spitzenfrequenzen     F3,        F7    und     F"    darstellt, ist zwischen  die Verstärker 18 und 24 geschaltet.

   Ein Block 25, wel  cher die Gruppe von fünf     Entzerrern    mit den     gerad-          zahlig    bezeichneten Spitzenfrequenzen darstellt, ist  zwischen den Verstärker 24 und einen Verstärker 26  geschaltet. Mit dem Ausgang des Verstärkers 26 ist ein  einstellbares     Dämpfungsnetzwerk    27 verbunden. Die  Eingangsimpedanz der Verstärker 24 und 26 und die  Ausgangsimpedanz der Verstärker 18 und 24 sind ver  glichen mit     R3    gross.  



  Die ganze in der     Fig.    10 dargestellte Anordnung  wird an einer geeigneten Stelle des zu entzerrenden  (nicht gezeigten) Stromkreises eingeschaltet, und die  Eingangsimpedanz des Verstärkers 17 und die Aus-         gangsimpedanz    des Verstärkers 26 und die Wellen  impedanz des Netzwerkes 27 sind so gewählt, dass sie  an der     Einfügungsstelle    der     Entzerreranordnung    in den  Stromkreis eine     Impedanzanpassung    gewährleisten.  



  Falls der Wert r des Widerstandes 6 jedes     Entzerrers     der     Fig.    10 gleich R gewählt wird, dann bewirkt die  Anordnung eine gesamte Grunddämpfung (oder Ver  stärkung), welche für alle Frequenzen konstant ist. Es  ist erwünscht, dass diese gesamte Grunddämpfung  (oder Verstärkung) so ist, dass zur Entzerrung des be  trachteten Stromkreises die Maximal- und     Minimal-          Einstellungen    der     Entzerrer    gleich und entgegenge  setzt sind. Dies ist der Grund für die Verwendung des  einstellbaren Netzwerkes 27. Dieses könnte weggelas  sen werden, falls einer oder mehrere der Verstärker  einen einstellbaren Verstärkungsgrad aufweisen.  



  Bei der Einstellung der     Entzerrungsanordnung    ge  mäss     Fig.    10 wird eine Quelle, welche eine Prüffrequenz       liefert,    mit dem     Sendeende    des zu entzerrenden Strom  kreises und mit dem     Empfangsende    ein Detektor ver  bunden. Die Quelle kann Signale mit den Frequenzen       F1    bis F, entweder einzeln liefern, in welchem ein De  tektor mit flacher Kennlinie verwendet werden kann,  oder diese Frequenzen gleichzeitig liefern, in welchem  Fall ein Detektor zu verwenden ist, welcher der Reihe  nach auf jede der gegebenen Frequenzen abgestimmt  werden kann.

   Die     Entzerrer    werden vorzugsweise in  der Reihenfolge     F1,        F3,        F5,        F7,        Fo,        F",        F2,   <I>F4,</I>     F6,        F3,        Flo     eingestellt, so dass bei allen Frequenzen ein gleichför  miger Ausgangspegel vom Detektor erhalten wird. Es  kann nötig sein, die Einstellungen noch einmal zu  wiederholen, um das beste Ergebnis zu erzielen.

   Die  Einstellung wird vereinfacht, wenn diese in der Weise  geschieht, dass     F1    richtig eingestellt ist, wenn     F3    die  gleiche Einstellung aufweist wie     F1,    und     F3    richtig ein  gestellt ist, wenn     F5    die gleiche Einstellung aufweist wie       F3,    usw.  



  Anderseits kann die Prüfquelle ein Signal liefern,  dessen Frequenz periodisch über den ganzen Frequenz  bereich schwankt. In diesem Fall sollte der Detektor  eine Kathodenstrahlröhre aufweisen, auf welcher die  Kennlinie des Stromkreises zur Abbildung kommt. Die  Einstellung der entsprechenden     Entzerrer    erfolgt dann  in der oben erwähnten Reihenfolge, so dass eine flache       Gesamtkennlinie    erhalten wird. In diesem Falle ist es  nicht nötig, dass die Anzeigevorrichtung eine sehr grosse       Ansprechgenauigkeit    aufweist, da die schliesslich ein  gestellte Kennlinie     flach    ist.  



  Die Wahl des besonderen Vorgehens kann davon  abhängen, ob der zu entzerrende Stromkreis in Betrieb  steht oder nicht. Falls er in Betrieb steht, müssen ein  zelne Prüffrequenzen verwendet werden, welche in den  Zwischenräumen zwischen den Kanalbändern liegen,  und dieser Umstand kann     die    Wahl der Frequenzen     F,.     bis     F"    beeinflussen, welche unter Umständen unter  sich gleiche Abstände aufweisen müssen. Es ist auch  nötig, einen     abstimmbaren    Detektor zu verwenden, um  die Kanalfrequenzen abzuhalten.  



  Es ist zu erwähnen, dass die beschriebene     Entzer-          reranordnung    dazu verwendet werden kann, nur einen      Teil des Frequenzbandes eines Stromkreises zu ent  zerren, ohne den anderen Teil zu beeinflussen. Diese  Tatsache erweist sich im Falle einer     Breitbandanlage     als nützlich, in welcher ein Teil des Bandes als Ge  sprächskanal und der andere Teil für Fernsehsignale  verwendet wird. Der für das Fernsehen verwendete  Teil kann ohne Beeinflussung des anderen Teils ent  zerrt werden.  



  In der Beschreibung wurde bisher angenommen,  dass die     Entzerrer    als     Nebenschlusselemente    verwendet  werden. In der Schaltung nach     Fig.    6 könnte der     Ent-          zerrer    1 jedoch auch in Serie mit der Quelle 4 und der  Belastung 5 geschaltet sein. Der Grundverlust wäre  wiederum 3,5     db,    aber der     Entzerrer    würde im umge  kehrten Sinn arbeiten, d. h. der Widerstand 6     (Fig.    7)  wäre zu vermindern, um den Verlust bei der Spitzen  frequenz zu vermindern.

   Die Elemente 4 und 5 könnten  durch andere     Entzerrer    ersetzt werden, in welchem Fall  die drei     Entzerrer    19, 20 und 21 der     Fig.    9 zwischen die  beiden Verstärker 17 und 18 in Reihe zu schalten  wären. Die     Verstärkerimpedanzen    könnten in diesem  Falle gegenüber     R,    klein sein. Die Reihenanordnung  ist jedoch eher weniger zweckmässig als die Neben  schlussanordnung.  



  In der     Fig.    7 ist als Beispiel eine besondere Art von       Entzerrer    dargestellt. An seiner Stelle könnte jedoch  irgendeine geeignete Art von     Entzerrer    mit geeigneter  Kennlinie verwendet werden. Der     Entzerrer    könnte  z. B. elektromechanische Resonanzelemente oder Ele  mente mit     verteilten        Leitungskennwerten    aufweisen.  



  Es ist auch zu erwähnen, dass der Widerstand 28       (R3)    der     Fig.    6 möglicherweise nicht immer benötigt  wird und daher in Fortfall kommen kann.



  Method for equalizing electrical signal transmission channels The present invention relates to a method for equalizing electrical signal transmission channels.



  The equalization of transmission channels has been used in practice for many years. In the case of long transmission links, which have a wide frequency band to transmit and in which a large number of amplifiers can be present, it is often necessary to provide adjustable equalization means, since the transmission characteristic of the channel may not be exactly known and may change over time can. A device which has been proposed to solve the problem is known under the name cosine equalizer and in an article by R. W. Ketchledge and T. R. Finch in the Bell System Technical Journal in July 1953 from page 833 be written.

   However, this device has the disadvantage that if the desired equalization characteristic is to be set quickly, the necessary equipment is complicated and expensive. Another practical difficulty is that the equipment must receive information from the whole frequency band in order to be able to adjust the adjustable elements, and this means that the adjustments of the elements are not independent of each other.



  The present invention aims to solve the problem in a simpler way, so that the two above-mentioned objections or disadvantages are largely alleviated. A preferred solution is based on the fact that part of an equalization characteristic can be represented approximately by an equation which contains a power series of the frequency. In practice it is usually not necessary to use a higher order equation than the third. The equalization characteristic is divided into a number of adjacent sections, each of which is represented by a corresponding cubic curve.

   An adjustable equalizer of known type corresponding to each section is then provided, which has a characteristic curve such that each section of the desired equalization characteristic is built up from sections of the characteristics of four such adjustable equalizers, as will be explained in more detail below. It can be seen that the equalizer settings are almost independent of one another.



  Although greater accuracy of equalization can theoretically be achieved by using equations of a higher order than the third to simulate each section of the required characteristic, in practice the improvement actually achieved is so small that the additional complication cannot be justified.



  The invention is described in more detail below with reference to the drawing, for example.



  In the drawing, FIG. 1 shows a curve which represents part of an equalization characteristic curve to be formed and part of a cubic curve which largely approximates said characteristic curve section; 2 shows several curves for explaining the basis of the invention; 3 shows an example of a characteristic curve which an equalizer needs in order that the purpose of the invention can be achieved;

    4 shows various curves for explaining the combination of equalizer characteristic curves; 5 is a diagram for explaining a method for grouping equalizers; Fig. 6 is an elementary circuit showing the use of an equalizer; Figure 7 is a schematic of one form of equalizer; FIG. 8 shows a characteristic curve generated by the equalizer of FIG. 7;

        Fig. 9 shows a circuit using a group of equalizers; and FIG. 10 shows a block diagram of a complete equalization arrangement.



  The solid line 51 in FIG. 1 represents a section of the characteristic curve which an equalizer should have in a particular case. The axes 0X and 0Y represent the frequency or the Am plitude z. B. in volts. The origin O is at the center frequency F of the portion of the curve shown.

    Four ordinates are drawn in at the frequencies F-3f, Ff, F + f and F + 3f, which represent the curve at points <I> A, B, </I> C and <I> D </I> intersect, and the values of the ordinates of these points are <I> a, b, </I> c and <I> d. </I> In practice, the frequency difference 2f between adjacent ordinates is corresponding to the desired equalization accuracy elected; but it can also be determined by certain other considerations.



  The present method is based on the knowledge that the curve section shown deviates to a negligible extent from the cubic curve shown by the following equation (1) <I> y </I> = p + qx + rx2 + sx3 <I> (1) </I> in which the coefficients <I> p, q, </I> r and s are represented by the values of the four ordinates <I> a, b, </I> c and <I> d </ I> are intended.



  By successively adding the substitutions <I> x = -3f, y = a; in equation (1); x = f, y = b; x = </I> + f, <I> y = c </I> and <I> x = </I> + <I> 3f, y = d </I> results in the four coefficients as follows:

    <I> p = </I> (-a + 9b + 9c-d) / 16 <I> (2) </I> <I> q = </I> (a-27b + 27c-d) / 48f '<I> (3) </I> <I> r = </I> (ab-c + d) / 16f2 <I> (4) </I> <I> s = </I> ( -a + 3b-3c + d) /48.f <I> (5) </I> The equation (1) with the values for the coefficients given by the equations (2) to (5) represents in FIG. 1 shows the dashed curve 52, which runs through the four points <I> A, B, </I> C and <I> D </I>, but deviates slightly from curve 51 at the other points. The following discussion explains how curve 52 is achieved with the aid of adjustable equalizers.



  First, the section of curve 52 between ordinates b and c is considered. In equation (1), <I> x </I> =, af, where y lies between +1 and -1. With the values for the four coefficients given by equations (2) to (5), one obtains:

    <I> y </I> = -a (3-H) (1-H2) / 48 + b (1-A) (9-H2) / 16 + c (1 + A) (9-H2) / 16-d (3 + H) (1-H2) / 48 (6) The ordinate y is thus composed of the sum of certain fractions of the ordinates <I> a, b, </I> c and <I> d, </I> and you can see that the proportions of the ordinates <I> a </I> and d are negative.



  The coefficients of <I> a, b </I> and c in equation (6) are shown in FIG. 2 as a function of H, the corresponding curves being denoted by <I> a, b </I> and c are. The curve b has a maximum value 1 for H = -1 and the value zero for H = +1. Its value is equal to 9/16 for H = 0. The curve c is the mirror image of the curve <I> b </I> on the axis <I> O Y. </I> The curve <I> a </ I > has the value zero for, u <I> = +1 </I> and H <I> = -1 </I> and a maximum negative value of slightly more than <B> 1 / </B> 16 for an approximate value H = -0.25.

   The curve for the coefficient <I> of d </I> in equation (6) is the mirror image of curve a on the axis O Y and is not shown in order not to complicate the figure.



  It is now the characteristic of Fig. 3 considered who the. This is obtained from FIG. 2 by multiplying the abscissas by f and shifting curve c to the left by 2f and curve a to the right by 2f and adding curve d to the left of curve c.



  This characteristic curve can be generated with a close approximation by a known type of adjustable equalizer, the heights of the central peaks and the sections a and d with respect to the axis XOX can be changed in the same ratio by setting a resistor. However, it should be mentioned that in the case of the adjustable equalizer, the sections <I> a </I> and <I> d </I> do not actually run through the value zero at frequencies 3f and -5f, but rather at frequencies which are further away from the axis 0Y, as shown in FIG. 8, which will be explained later.



  However, this difference is negligible because the heights of the sections <I> a </I> and <I> d </I> are small compared to the height of the central peak.



  In order to generate the section of curve 52 (Fig. 1) between the ordinates b and c, four adjustable equalizers of the type just described are used, the mean peaks of which are at the frequencies -3f, f, + f and + 3f, as shown in FIG. 4, which is shown on a slightly smaller scale than FIG. 3. The sections of the four equalizer characteristic curves which lie between the ordinates b and c are shown by solid lines, while the remaining part of each characteristic curve is shown in broken lines is shown.

   It can thus be seen how the super position shown in FIG. 2 is obtained in the area between the ordinates b and c.



  For the sake of clarity, the four equalizer characteristics, which correspond to the ordinates <I> a, b </I> and c, are shown with the same heights in FIG. 4, but in practice these are based on the actual heights of these ordinates according to FIG. 1 set.



  So far, only the area between ordinates b and c has been dealt with. In order to equalize the entire characteristic curve, a number of equidistant ordinates distributed over the entire frequency range are selected and a separate equalizer is provided for each ordinate, the central peak of which is at the corresponding frequency. Then each group of four equalizers with their peaks at neighboring Fre frequencies provides the equalization for the range which is between a corresponding pair of ordinates, such as. B. b and c, as explained with reference to FIG.

        In practice, each equalizer is set to produce the correct equalization at the appropriate peak frequency. This is correct because all components of the other ordinates at this frequency are equal to zero. Thus, the entire equalization curve can be generated by setting all equalizers systematically one after the other, and therefore the interaction of the settings between different equalizers will only be small. After all equalization has been set, it may be necessary to check the settings again and make small changes.



  If the equalization achieved by the method just described is not sufficiently accurate, namely because of the small errors that result from the assumption of a cubic characteristic curve and also from small differences between the actual characteristics of the equalizer and the desired one, shown in FIG show characteristic curve, a second group of equalization networks with a smaller setting range can be provided, the peaks of which are located at ordinates which are in the middle between the ordinates <I> a, b, </I> e, <I> d , </I> etc. are where the biggest errors in the first setting are to be expected.

   After the first coarse adjustment has been made with the first set of equalizers in the manner described, a fine adjustment is made with the second set of equalizers.



  This principle can of course be extended by using further sets of equalizers, each of which is used to reduce the error that remains after the adjustment of the previous set. While it may seem that this approach requires the use of a large number of equalizers, it is not necessarily the case. The advantage of a coarse adjustment and a fine adjustment can be achieved without increasing the number of equalizers. To make this understandable, it should be assumed that the entire characteristic curve is divided into sections by n ordinates.

   The first set of equalizers, which is used for coarse adjustment, can then have the main peaks at the frequencies of the odd-numbered ordinates, while the second set, which serves for fine adjustment, has the main peaks at the frequencies of the even-numbered ordinates. In a particular case, n can be 11, in which case the first set has six equalizations and the second set has five equalizations.



  Other grouping arrangements for the equalization are possible. So shows z. For example, Fig. 5 is a diagram showing a case where there are seventeen ordinates and 4 sets of equalizers. The 17 ordinates are labeled with the corresponding frequencies, and a cross indicates the peak frequency of a network in each set. Set I, which provides the coarsest setting, has three equalizers, the peaks of which are at frequencies F1, F, and F,. Set II, which provides a less coarse setting, has two equalizers, the peaks of which are at F5 and F13.

   Set III has four equalizers with the peaks at F3, F7, F11 and F15 and gives a finer adjustment. Set IV finally has eight equalizers, the peaks of which are at the even-numbered frequencies, and provides the finest setting. The total number of equalization is thus 17. Of course, this equalization could all be accommodated in one sentence and set in sequence as has been described with reference to FIG. 4, but this would lead to less good results than the ver application of the arrangement according to FIG. 5.

   It is clear that other systematic groupings of equalizers are also possible.



  While it was assumed for the above description that the required equalization characteristic is divided into sections by equidistant ordinates, the ordinates need not necessarily be equidistant. It may be possible for the characteristic curve to have such a shape that a smaller ordinate distance is desirable in certain parts of the frequency range than in others.

   However, it should be ensured that the ordinate distance changes gradually from one part of the characteristic curve to another, i.e. H. the ordinate distance should not be subject to sudden changes.



  It should be added that the design of the equalization is simplified if the ordinates on a logarithmic frequency scale have the same spacing, and such spacings can also be useful for other reasons.



  It should be noted that the curve 51 of FIG. 1 could be modeled better by using a curve of higher order than the third, but the characteristic curve required for the equalization would be more complicated and the partial improvement negligible if one were to approach the allowable approximation considerations. If z.

   For example, if a fifth order curve were used which is derived from a group of six ordinates, then the characteristic curve required for the equalization would be the same as that of FIG. 3 with two additional small positive loops between the frequencies + 3f and -3- 5f and between the frequencies -5f and -7f. The heights of these loops would be approximately 1/256 times the height of the central apex; H. less than 0.4% of that amount.

   An equalization network which simulates these characteristics is quite complicated, and the difference between this characteristic and that of FIG. 3 would probably be smaller than the inevitable errors and fluctuations. In any case, this section can easily be made to disappear with the aid of a set of equalizers, which provide fine adjustment in the manner described.



  It should be noted that in the present documents a curve of the tenth order is to be understood as a curve in which the dependence of the amplitude (y) on the frequency (x) is given by the following equation: y = a + bx + cx2 + ... + vxm-1 + wxm. FIG. 6 shows the way in which a variable equalizer is used to generate a characteristic line according to FIG. The equalizer 1 behaves like a variable two-pole impedance with the terminals 2 and 3.

   The equalizer 1 is connected in series with a resistor 28 of resistance R3, and this series connection is parallel to a source 4 with the internal resistance R, and to a load circuit which also has a resistance Ro. The equalizer 1 can e.g. B. have a circuit according to FIG. This is a bridged T network with constant resistance, the characteristic impedance of which is <I> R = </I> R, -R3, and which is terminated by a variable resistor 6.

   If the resistor 6 is set to the value R, then the impedance occurring at the terminals 2 and 3 is equal to R for all frequencies. With this impedance, the equalizer 1 generates a constant loss of approximately 3.5 db in the circuit according to FIG 6. This 3.5 db loss is referred to as the base loss in this particular arrangement.



  The network of FIG. 7, which has a constant resistance, contains two series resistors 7 and 8, each of which has a resistance value R, and a transverse arm consisting of two series-connected resistors 9 and 10, the resistance values of which are R and R2 , the resistor 10 being bridged by a parallel resonance circuit which has an inductance 11 of the value L and a capacitor 12 with a capacitance C.

   Furthermore, the network contains a bridge arm, consisting of two paral lel connected resistors 13 and 14, with a resistor 14 consisting of a capacitor 15 and an inductor 16 series resonant circuit is connected in series. The elements 13-16 are reciprocal with respect to the elements 9-12, specifically with respect to the resistor R, so that the resistors 13 and 14 have a resistance value of R2 / R or R2 / R and the capacitance of the capacitor 15 have the value L / R2 and the inductance 16 have the value CR2.



  The two resonance circuits are tuned to the frequency desired for the peaks of the curve according to FIG. At this frequency, the network behaves practically as if it consisted only of ohmic elements. If the resistance value r of the resistor 6 is set to the value R, the network, as already mentioned, has an impedance R at terminals 2 and 3 at all frequencies and generates a loss of 3.5 db.



  FIG. 8 shows the characteristic of the equalizer according to FIG. 7. This curve is similar to that of FIG. 3, with the exception that the ordinates represent the loss in db when the equalizer according to FIG. 6 is connected. The dashed line ZZ corresponds to the zero line XOX in FIG. 3 and represents the basic loss of 3.5 db, which results for <I> r </I> = R.

   If <I> r </I> is set to any value greater than R, the impedance of the equalizer at the peak frequency F is increased and the loss at that frequency is reduced, with the loss change at other frequencies in the range <I> F + 2f to F-2f is smaller, as shown in FIG. 8. In the frequency range <I> F + <B> 2f </B> </I> to F + <I> 4f </I> and F-2f to F-4f, the loss is increased to a small extent above the basic loss if r greater than R.



  The heights of the central main peak and the two small side peaks depend on the value r and are a maximum when r is infinite, and the main shapes of the curve remain when r is changed. In other words, adjusting r causes the vertical scale of the curve to change. If r is less than R, the curve is reversed. The range of the change in loss due to a setting of r depends on the choice of R3 (Fig. 6), and thus the resistance can e.g. B. chosen so that the said range of change is + 3 db be with respect to the basic loss of 3.5 db.



  This is sufficient for numerous practical cases. If, however, a larger change is required, the equalizer of FIG. 7 can be designed so that it has a smaller wave impedance. If z. B. R3 and R are chosen so that R3 + R = R, / 2, then the basic loss in the circuit of FIG. 6 is approximately 6 db, with a suitable choice of R3 a setting range of 5.5 db with respect to the Basic loss can be obtained.



  With reference to FIG. 7, it has already been mentioned that the two resonance circuits are to be tuned to the peak frequency. It is necessary to dimension the circuit elements in a suitable manner in order to obtain the desired shape for the characteristic shown in FIG. In practice, this is most expediently done by experiments with the aid of sets of curves which represent the characteristics of the network of FIG. 7 for different values of the elements. This is a technique that is commonly used in the design of equalizers.



  In a particular case, the elements of the network of FIG. 7 had the following values, with resistors 14 and 10 being omitted:
EMI0004.0070
  
    R <SEP> = <SEP> 45.3 <SEP> Ohm <SEP> R, <SEP> = <SEP> 75 <SEP> Ohm
<tb> R, <SEP> = <SEP> 5.04 <SEP> Ohm <SEP> R3 <SEP> = <SEP> 29.7 <SEP> Ohm
<tb> L <SEP> = <SEP> 0.637 <SEP>, uH
<tb> C <SEP> = <SEP> 0.00159 <SEP>, uF With these values, a range of change of approximately - # 3 db with respect to the basic loss is obtained. The values for finding f corresponding to this choice of values were 5 and 0, respectively , 65 MHz.



  6 shows how a single equalizer can be switched on in order to generate the corresponding equalizer characteristic, and it is clear that all equalizers which are required for equalizing a complete frequency range are in a series of circuits could be switched according to FIG. 6, which in turn are switched ge in cascade via isolating amplifier in order to maintain the correct impedance relationships. However, this leads to an unnecessarily complicated arrangement.

   Fig. 9 shows a simpler arrangement for the special, above-mentioned case in which the required characteristic is divided by 11 ordinates corresponding to the frequencies F, <B> <I> - </I> </B> F " and in which six equalizers are used at the frequencies marked with an odd number for the coarse adjustment and five equalizers at the even-numbered frequencies for the fine adjustment. The simplification results from the fact that each equalizer and the resistor 28 practically has an impedance Ro at frequencies remote from the peak frequency.



  Thus, in FIG. 6, the source impedance and the load impedance can be represented by two of the other equalizers. The corresponding arrangement is shown in FIG. 9, which has two amplifiers 17 and 18 which are connected to each other by two conductors which are bridged by three equalizers 19, 20 and 21 which are designed so that their peak frequencies F1, F5 and F9 are.

   Of course, the equalizers are the resistors 28 of FIG. 6 corresponding resistors in series, which are not shown in FIG. The amplifier 17 has an output impedance which, compared to R., is large, and the amplifier 18 has an input impedance which, compared to Ro, is also large.



  A second group of three equalizers with the peak frequencies F3, F7 and F ″ is arranged in exactly the same way as in FIG.



  The five equalizers for fine adjustment, the peaks of which are at the even-numbered frequencies, can be arranged in a group between two amplifiers in the same way as in FIG. In this case, the basic loss is now around 2 db because the terminating impedances now have the value R./2 instead of Ro. This results in a rather smaller adjustment range for each equalizer, but this is easily acceptable since the errors to be compensated for by the fine adjustment are small.



  The complete equalizer arrangement for the frequency range mentioned is shown in FIG. The block 22 represents the three equalizers 19, 20 and 21 of FIG. 9, which are located between the two amplifiers 17 and 18. A further block 23, which represents the above-mentioned other group of three equalizers with the peak frequencies F3, F7 and F ″, is connected between the amplifiers 18 and 24.

   A block 25, which represents the group of five equalizers with the even-numbered peak frequencies, is connected between the amplifier 24 and an amplifier 26. An adjustable damping network 27 is connected to the output of amplifier 26. The input impedance of the amplifiers 24 and 26 and the output impedance of the amplifiers 18 and 24 are large compared with R3.



  The entire arrangement shown in FIG. 10 is switched on at a suitable point of the circuit to be equalized (not shown), and the input impedance of amplifier 17 and the output impedance of amplifier 26 and the wave impedance of network 27 are selected so that they ensure an impedance matching at the point where the equalizer arrangement is inserted into the circuit.



  If the value r of the resistor 6 of each equalizer of FIG. 10 is chosen to be equal to R, then the arrangement causes an overall basic attenuation (or gain) which is constant for all frequencies. It is desirable that this overall basic attenuation (or gain) is such that the maximum and minimum settings of the equalizers are equal and opposite in order to equalize the circuit under consideration. This is the reason for using the adjustable network 27. This could be omitted if one or more of the amplifiers have an adjustable gain.



  When setting the equalization arrangement according to FIG. 10, a source which supplies a test frequency is connected to the transmitting end of the current circuit to be equalized and to the receiving end of a detector. The source can deliver signals with frequencies F1 to F, either individually, in which a detector with a flat characteristic curve can be used, or deliver these frequencies simultaneously, in which case a detector is to be used which is sequentially responsive to each of the given Frequencies can be tuned.

   The equalizers are preferably set in the order F1, F3, F5, F7, Fo, F ", F2, F4, F6, F3, Flo, so that a uniform output level is obtained from the detector at all frequencies It may be necessary to repeat the settings again to get the best result.

   The setting is simplified if it is done in such a way that F1 is set correctly when F3 has the same setting as F1, and F3 is set correctly when F5 has the same setting as F3, etc.



  On the other hand, the test source can deliver a signal whose frequency fluctuates periodically over the entire frequency range. In this case the detector should have a cathode ray tube on which the characteristic curve of the circuit is shown. The corresponding equalizers are then set in the order mentioned above, so that a flat overall characteristic curve is obtained. In this case it is not necessary for the display device to have a very high level of response accuracy, since the characteristic curve which is ultimately set is flat.



  The choice of the particular procedure can depend on whether the circuit to be equalized is in operation or not. If it is in operation, individual test frequencies must be used, which are located in the spaces between the channel bands, and this fact can make the choice of frequencies F ,. to F ", which under certain circumstances must have the same spacing. It is also necessary to use a tunable detector in order to keep the channel frequencies off.



  It should be mentioned that the described equalizer arrangement can be used to equalize only part of the frequency band of a circuit without influencing the other part. This fact proves useful in the case of a broadband system in which part of the band is used as a voice channel and the other part is used for television signals. The part used for television can be equalized without affecting the other part.



  In the description so far it has been assumed that the equalizers are used as shunt elements. In the circuit according to FIG. 6, the equalizer 1 could, however, also be connected in series with the source 4 and the load 5. The basic loss would again be 3.5 db, but the equalizer would work in the opposite direction, i.e. H. the resistor 6 (Fig. 7) would have to be reduced in order to reduce the loss at the peak frequency.

   The elements 4 and 5 could be replaced by other equalizers, in which case the three equalizers 19, 20 and 21 of FIG. 9 would have to be connected in series between the two amplifiers 17 and 18. In this case, the amplifier impedances could be small compared to R. The row arrangement is, however, rather less useful than the secondary circuit arrangement.



  A special type of equalizer is shown as an example in FIG. However, any suitable type of equalizer with suitable characteristics could be used in its place. The equalizer could e.g. B. have electromechanical resonance elements or ele ments with distributed line parameters.



  It should also be noted that resistor 28 (R3) of FIG. 6 may not always be needed and can therefore be omitted.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Entzerrung eines elektrischen Signal übertragungskanals, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Abschnitt der zur Entzerrung erforderlichen Kennlinie durch eine Kurve der (2n+ 1)ten Ordnung angenähert nachbildet, wo n eine positive ganze Zahl ist und die Kurve 2n+2 Stellen der Kennlinie bei 2n+2 aufeinanderfolgenden ausgewählten Frequenzen fi, fs <B>...</B> An +2 durchläuft, und dass man den Abschnitt der Kurve, welcher zwischen den Frequenzen fn+l und f.+2 liegt, mit Hilfe von Abschnitten der Kennlinien von 2n+2 einstellbaren Entzerrern reproduziert, A method for equalizing an electrical signal transmission channel, characterized in that a section of the characteristic curve required for equalization is approximated by a curve of the (2n + 1) th order, where n is a positive integer and the curve is 2n + 2 digits Characteristic curve at 2n + 2 successive selected frequencies fi, fs <B> ... </B> An +2, and that the section of the curve which lies between the frequencies fn + 1 and f. + 2, with the help of reproduced from sections of the characteristics of 2n + 2 adjustable equalizers, wel che auf die ausgewählten Frequenzen abgestimmt sind, wobei jeder Entzerrer so ausgebildet ist, dass beim Einstellen desselben eine maximale Dämpfungsände- rung bei seiner Abstimm-Frequenz und praktisch keine Dämpfungsänderung bei jeder anderen der ausgewähl ten Frequenzen auftritt und jeder Entzerrer so einge stellt wird, dass er bei der Frequenz, auf die er abge stimmt ist, die Ordinate der genannten Kurve erzeugt. UNTERANSPRUCH 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man n = 1 wählt. which are tuned to the selected frequencies, each equalizer being designed in such a way that when it is set, a maximum change in attenuation occurs in its tuning frequency and practically no change in attenuation occurs at any other of the selected frequencies and each equalizer is set so that it generates the ordinate of said curve at the frequency to which it is tuned. SUBClaim 1. The method according to claim I, characterized in that n = 1 is chosen. PATENTANSPRUCH 11 Einstellbare Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, ge kennzeichnet durch eine Anzahl einstellbarer, in Kas kade geschalteter Entzerrer, von denen jeder auf eine aus einer Anzahl von Frequenzen abgestimmt ist, die über den ganzen Frequenzbereich der Kennlinie mit Abstand verteilt sind, wobei jeder Entzerrer so ausge bildet ist, dass er beim Einstellen eine maximale Dämp- fungsänderung bei seiner Abstimm-Frequenz und prak tisch keine Dämpfungsänderung bei irgendeiner ande ren der mit Abstand verteilten Frequenzen erzeugt und weiter so ausgebildet ist, dass, PATENT CLAIM 11 Adjustable device for performing the method according to claim I and dependent claim 1, characterized by a number of adjustable, in cascade-connected equalizers, each of which is tuned to one of a number of frequencies that over the entire frequency range of the characteristic with Are spaced apart, each equalizer is designed so that it generates a maximum attenuation change at its tuning frequency and practically no attenuation change at any other of the spaced frequencies and is further designed so that, wenn jeder der Ent- zerrer, welche irgendwelchen vier aufeinanderfolgenden Frequenzen fi, fs, f, und f4 entsprechen, so eingestellt ist, dass er bei seiner Abstimm-Frequenz die gleiche Dämpfung aufweist wie die Entzerrungskennlinie, die vier Entzerrer zusammen praktisch denjenigen Ab schnitt der genannten Kurve dritter Ordnung erzeugen, welcher zwischen den Frequenzen f2 und f3 liegt. UNTERANSPRÜCHE 2. if each of the equalizers, which correspond to any four successive frequencies fi, fs, f, and f4, is set so that it has the same attenuation at its tuning frequency as the equalization characteristic, the four equalizers together practically cut that section of the generate the third order curve mentioned, which lies between the frequencies f2 and f3. SUBCLAIMS 2. Einrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Entzerrer ein überbrücktes T-Netzwerk mit konstantem Widerstand aufweist, wel ches durch einen variablen Widerstand abgeschlossen ist, wobei der Wellenwiderstand (R) des Netzwerkes für alle Entzerrer den gleichen Wert aufweist. 3. Device according to claim 11, characterized in that each equalizer has a bridged T-network with constant resistance, which is terminated by a variable resistor, the characteristic impedance (R) of the network having the same value for all equalizers. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, mit einem ersten Verstärker, welcher über einen Zweileiter-Strom- kreis mit einem zweiten Verstärker verbunden ist, da durch gekennzeichnet, dass jeder Entzerrer in einem Nebenschlusskreis zwischen den beiden Leitern liegt, und dass die Ausgangsimpedanz des ersten Verstärkers und die Eingangsimpedanz des zweiten Verstärkers beide bezüglich des Wellenwiderstandes (R) gross sind. 4. Device according to dependent claim 2, with a first amplifier, which is connected to a second amplifier via a two-wire circuit, characterized in that each equalizer is in a shunt circuit between the two conductors, and that the output impedance of the first amplifier and the The input impedance of the second amplifier are both large with regard to the characteristic impedance (R). 4th Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Widerstand (R3) in Reihe mit jedem Entzerrer im entsprechenden Nebenschlusskreis liegt, und dass die Ausgangsimpedanz des ersten Ver stärkers und die Eingangsimpedanz des zweiten Ver stärkers beide bezüglich der Summe von Widerstand (R3) und Wellenwiderstand (R) gross sind. 5. Device according to dependent claim 3, characterized in that a resistor (R3) is in series with each equalizer in the corresponding shunt circuit, and that the output impedance of the first amplifier Ver and the input impedance of the second amplifier Ver both with respect to the sum of resistance (R3) and Characteristic impedance (R) are large. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 2, mit einer An zahl in Kaskade geschalteter und durch Zweileiter- Stromkreise verbundener Verstärker, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Anzahl der genannten Entzerrer zwischen jedes Verstärkerpaar geschaltet ist, und zwar derart, dass jeder Entzerrer in Reihe mit einem Wider stand (R3) in einem Nebenschlusskreis zwischen den Leitern liegt, und dass die Verstärker für die Entzerrer Impedanzen bilden, welche bezüglich des Wellenwider standes (R) gross sind. Device according to dependent claim 2, with a number of amplifiers connected in cascade and connected by two-wire circuits, characterized in that a number of said equalizers are connected between each amplifier pair, in such a way that each equalizer was in series with a resistor ( R3) lies in a shunt circuit between the conductors, and that the amplifiers for the equalizer form impedances which are large with respect to the wave resistance (R).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2015448A1 (en) * 2007-07-10 2009-01-14 Thales Signal acquisition chain comprising a selective frequency attenuator

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