CH624805A5

CH624805A5 - Decoupling device for a carrier-frequency system.

Info

Publication number: CH624805A5
Application number: CH1158577A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Sambale
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1981-08-14
Also published as: SE7711772L; AT356715B; NL7711465A; JPS5525551B2; IL53169A; FR2368841B1; IL53169A0; DE2647344C2; IT1087133B; JPS5352012A; BE859942A; DE2647344B1; GB1589168A; ATA741177A; FR2368841A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Entkopplungsvorrichtung für ein Trägerfrequenzsystem, bei dem die den einzelnen Modulatoren nachgeschalteten Filter zusammen mit den Modulatoren eine Kaskadenschaltung bilden. The invention relates to a decoupling device for a carrier frequency system, in which the filters connected to the individual modulators form a cascade circuit together with the modulators.

Aus der deutschen Auslegeschrift 2214 583 ist ein träger-frequentes Nachrichtenübertragungssystem bekannt, bei dem die den einzelnen Modulatoren nachgeschalteten Filter zusammen mit den Modulatoren eine Kaskadenschaltung bilden, wobei jeweils nur das letzte Filter ein Bandpass mit dem Durchlassbereich des gesamten Übertragungsbandes ist, während alle übrigen Filter Tiefpässe mit einer Grenzfrequenz, die der Grenzfrequenz der einzelnen Teilbänder entspricht, sind. German carrier specification 2214 583 discloses a carrier-frequent message transmission system in which the filters connected to the individual modulators form a cascade connection with the modulators, with only the last filter being a bandpass with the pass band of the entire transmission band, while all other filters Low passes with a cutoff frequency that corresponds to the cutoff frequency of the individual subbands.

Gegenüber den sonst üblichen Lösungen, jedem Modulator ein Filter unmittelbar nachzuschalten, erhält man dadurch den Vorteil, dass die einzelnen Filter wesentlich einfach aufgebaut und mit weniger Elementen realisiert werden können, weil um den Teil der Dämpfung des vorhergehendes Filters das nachgeschaltete Filter in seiner Dämpfungscharakteristik herabgesetzt werden kann und weil ausserdem nur das letzte Filter einer solchen Kaskade Bandpasscharakter haben muss. Compared to the usual solutions of immediately connecting a filter to each modulator, this gives the advantage that the individual filters can be constructed much more simply and can be implemented with fewer elements, because the attenuation characteristic of the downstream filter is reduced by the part of the attenuation of the previous filter and because only the last filter of such a cascade has to be a bandpass character.

Auch bei dieser Kaskadenlösung ist es jedoch erforderlich, dass die beiden jeweils benachbaren Filter voneinander und gegenüber dem Modulator entkoppelt werden. Sonst würde nämlich über die unterschiedlichen Koilektor-Emitterkapazitä-ten der Modulatortransistoren Nebensprechen entstehen, das dadurch zustande kommt, dass der Signalrest, mit der betreffenden Trägerfrequenz moduliert, im Übertragungsweg erscheint. So würde beispielsweise die Frequenz von 312 kHz, die als Träger für den Primärgruppenumsetzer 1 von trägerfre-quenten Nachrichtenübertragungssystemen verwendet wird, am Modulator des Primärgruppenumsetzers 5 erscheinen und, mit 612 kHz moduliert, 300 kHz ergeben. Diese 300 kHz aber werden vom Modulationsfilter noch ungedämpft durchgelassen. Im Sekundärgruppenumsetzer würde es auf diese Weise z. B. Nebensprechen in der jeweiligen Nachbarsekundärgruppe ergeben. However, this cascade solution also requires that the two adjacent filters be decoupled from one another and from the modulator. Otherwise, crosstalk would arise via the different coilector-emitter capacitances of the modulator transistors, which comes about because the signal residue, modulated with the carrier frequency in question, appears in the transmission path. For example, the frequency of 312 kHz, which is used as a carrier for the primary group converter 1 of carrier-frequency communication systems, would appear on the modulator of the primary group converter 5 and, modulated at 612 kHz, would result in 300 kHz. However, this 300 kHz is still let through without attenuation by the modulation filter. In the secondary group converter it would z. B. Crosstalk results in the respective neighboring secondary group.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfach aufgebaute Entkopplervorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die durch die Ungleichheit der Bauteile sich ergebenden Nebeneffekte, wie z. B. Nebensprechen oder Trägerrestbil-dung, so weit verringert werden, dass sie für die Nachrichtenübertragung nicht mehr störend wirken. The object of the present invention is therefore to provide a simply constructed decoupler device, with the aid of which the side effects resulting from the inequality of the components, such as, for. B. crosstalk or carrier residual education, be reduced so far that they no longer have a disruptive effect on the transmission of messages.

Gemäss der Erfindung wird die Entkopplungsvorrichtung daher derart ausgebildet, dass an jeden Kopplungspunkt zweier Filter mit jeweils einem Modulator ein einstufiger Transistorverstärker mit der Verstärkung etwa null derart eingeschaltet ist, dass die Basis des Verstärkertransistors mit dem Ausgang des einen Filters und der Kollektor dieses Transistors mit dem Eingang des anderen Filters verbunden ist und dass im Kollektorkreis dieses Transistors ein Spannungsteiler liegt, an dessen Abgriff der Ausgang des jeweiligen Modulators geführt ist. According to the invention, the decoupling device is therefore designed such that at each coupling point of two filters, each with a modulator, a single-stage transistor amplifier with a gain of approximately zero is switched on in such a way that the base of the amplifier transistor with the output of the one filter and the collector of this transistor with the Input of the other filter is connected and that in the collector circuit of this transistor there is a voltage divider, at the tap of which the output of the respective modulator is guided.

Durch diese Massnahme wird das Nebensprechen durch die am Widerstand des Spannungsteilers erfolgende zweimalige Dämpfung erheblich reduziert und der noch vorhandene Trägerrest ebenfalls stark gedämpft. As a result of this measure, the crosstalk is considerably reduced by the double damping occurring at the resistance of the voltage divider, and the carrier residue still present is also strongly damped.

Bildet man das Verhältnis der Spannungsteilerwiderstände etwa 1 :1 aus, so erreicht man eine Dämpfung des Nebensprechens, ohne dass das Nutzsignal wieder verstärkt werden müsste. If the ratio of the voltage divider resistors is formed approximately 1: 1, the crosstalk is attenuated without the useful signal having to be amplified again.

Anhand der Figuren 1 und 4 wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. The invention is explained in more detail, for example, with reference to FIGS. 1 and 4.

Figur 1 zeigt dabei die Schaltungsanordnung nach dem bekannten Filterkaskadenprinzip. Sämtliche Filter Fl... F5 sind dabei in Reihe geschaltet, wobei der Eingang eines jeden Filters zugleich mit dem zugehörigen Modulator Ml... M5 verbunden ist. Die Filter Fl... F4 können dabei je nachdem, ob das obere oder untere Seitenband zur Weiterverarbeitung verwendet wird, Tief- und Hochpässe sein, wobei die Dämpfung des jeweils vorangehenden Filters in die Sperrdämpfung des nachfolgenden Filters mit eingeht, so dass dieses um diesen Teil vermindert dimensioniert werden kann. Lediglich das letzte Filter ist ein Bandpass, der die gesamte Bandbreite von 312 kHz bis 552 kHz, wenn es sich beispielsweise um die Primärgruppe eines Trägerfrequenzsystems handelt, durchlassen muss. Die bei den Filtern Fl... F4 angegebenen Zahlen stellen dabei die obere Grenzfrequenz des jeweiligen Tiefpasses dar, wenn dieses Prinzip für die Primärgruppe angewendet wird. Entsprechend in der Frequenz angepasst, kann es selbstverständlich auch für andere Übertragungsebenen derTrägerfrequenztech-nik verwendet werden. Figure 1 shows the circuit arrangement according to the known filter cascade principle. All filters Fl ... F5 are connected in series, the input of each filter being connected to the associated modulator Ml ... M5. Depending on whether the upper or lower sideband is used for further processing, the filters Fl ... F4 can be low and high passes, with the attenuation of the preceding filter being included in the blocking attenuation of the subsequent filter, so that this is around it Part can be dimensioned reduced. Only the last filter is a bandpass, which must pass the entire bandwidth from 312 kHz to 552 kHz, for example if it is the primary group of a carrier frequency system. The numbers given for the filters Fl ... F4 represent the upper cut-off frequency of the respective low-pass filter if this principle is used for the primary group. Adjusted accordingly in frequency, it can of course also be used for other transmission levels of carrier frequency technology.

Zwischen die Kopplungspunkte jeweils zweier Filter mit einem Modulator muss aus Gründen des einzuhaltenden und in der Regel von den Fernmeldeämtern vorgeschriebenen Wertes des maximalen Nebensprechens eine Entkopplungsbaugruppe eingeschaltet werden. Dies gilt sowohl für Trägerfrequenzsysteme, die nach dem vorstehend beschriebenen Filterkaskadenprinzip ausgebildet sind, als auch für Trägerfrequenzsysteme, bei denen in herkömmlicher Art und Weise sämtliche Filter ausgangsseitig parallel geschaltet und eingangsseitig mit dem jeweiligen Modulator verbunden sind. Derartige Entkopplungsbaugruppen sind wegen der geforderten Nebensprech-dämpfung von etwa 80 dB nicht einfach aufgebaut. Es handelt sich dabei meistens um Entkopplungsbaugruppen mit komplizierten Übertragern, wobei durch diese Übertrager wiederum Dämpfungen entstehen, die mittels nachgeschalteter Verstärker ausgeglichen werden müssen. A decoupling module must be inserted between the coupling points of two filters with a modulator for reasons of the maximum crosstalk value to be observed, which is usually prescribed by the telephone exchange. This applies both to carrier frequency systems which are designed according to the filter cascade principle described above, and to carrier frequency systems in which all filters are connected in parallel in a conventional manner on the output side and are connected on the input side to the respective modulator. Decoupling modules of this type are not simply constructed because of the required crosstalk attenuation of approximately 80 dB. These are mostly decoupling modules with complicated transformers, whereby these transformers in turn generate damping that must be compensated for by means of downstream amplifiers.

Zur Vermeidung dieses Nachteils und zur Vereinfachung derartiger Entkopplungsgruppen wird daher die Entkoppleranordnung nach der Erfindung, wie sie in Figur 2 gezeigt ist, verwendet. To avoid this disadvantage and to simplify such decoupling groups, the decoupler arrangement according to the invention, as shown in FIG. 2, is therefore used.

Dabei ist ein Ausschnitt an der Stelle des Filters F2, F3 und des Modulators M3 nach dem Blockschaltbild nach Figur 1 dargestellt. Beiden Filtern F2 und F3 sind jeweils weitere Filter vor- bzw. nachgeschaltet, die übersichtlichkeitshalber aber nicht gezeichnet sind. Am Ausgang des Filters F2 liegt der Entkopplungsverstärker EV2, der im wesentlichen aus einer Kollektorschaltung eines Transistors mit der Verstärkung etwa gleich null besteht. Im Kollektorkreis des Transistors T5 liegt der Spannungsteiler mit den Widerständen R1 und R2, an dessen Abgriff der Ausgang des Modulators M3 geführt ist. Gleichzeitig ist der Eingang des Filters F3 ebenfalls mit dem Kollektor des Transistors T5 des Entkopplers EV2 verbunden. A section is shown at the location of the filter F2, F3 and the modulator M3 according to the block diagram of Figure 1. Both filters F2 and F3 are each connected upstream or downstream, which are not shown for the sake of clarity. At the output of the filter F2 is the decoupling amplifier EV2, which essentially consists of a collector circuit of a transistor with a gain of approximately zero. In the collector circuit of transistor T5 is the voltage divider with resistors R1 and R2, at the tap of which the output of modulator M3 is guided. At the same time, the input of the filter F3 is also connected to the collector of the transistor T5 of the decoupler EV2.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

4") 4 ")

Vi Vi

TÌ TÌ

nO nO

624805 624805

Für die Dimensionierung des Widerstandes R4 im Emitterkreis des Transistors T5 gilt die nachstehende Formel The following formula applies to the dimensioning of the resistor R4 in the emitter circuit of the transistor T5

(R-j R2) * R3 Verstärkung = 0; R4 = + ^ ^ (R-j R2) * R3 gain = 0; R4 = + ^ ^

(1) (1)

wobei Ri und Ri die Spannungsteilerwiderstände und R3 die Die Nebensprechdämpfung ist in der nachstehenden For- where Ri and Ri are the voltage divider resistors and R3 is the crosstalk attenuation is shown in the following

Abschlusswiderständedes Filters F3 bedeuten. <■> niel ajj = 20 log Termination resistances of the filter F3 mean. <■> niel ajj = 20 log

Ri + R2 Ri + R2

1 1

wAG wAG

+ r2 + R3) + r2 + R3)

CE CE

&2 & 2

+ 10 dB + 10 dB

(2) (2)

angegeben. specified.

Anhand der Figuren 3 und 4 soll nun rechnerisch gezeigt 2U werden, wie sich die Verwendung eines Spannungsteilers im Kollektorkreis des Transistorverstärkers T5 auswirkt. Dabei ist in Figur 3 eine Anordnung ohne Spannungsteiler gezeigt, With reference to FIGS. 3 and 4, it will now be shown mathematically 2U how the use of a voltage divider in the collector circuit of the transistor amplifier T5 affects. An arrangement without voltage divider is shown in FIG. 3,

wobei jedoch der Kollektorwiderstand insgesamt die gleiche Grösse wie die ohmschen Widerstände Ri, R2 des Spannungs- 21 however, the collector resistance as a whole is the same size as the ohmic resistors Ri, R2 of the voltage 21st

teilers nach Figur 4 hat. A CCb wird mit 1 pF angenommen, wobei A Ccb die Differenz zwischen den Kollektorbasiskapazitäten der Transistoren T1 und T3 darstellt. Das gleiche gilt für Ä Cce. das ebenfalls die Differenz zweier Kapazitäten, die jedoch zwischen Kollektor und Emitter der Transistoren T1 und T3 wirksam sind, bedeutet. Zur Begrenzung des Nebensprechens wird die Formel (2) den konkreten Verhältnissen angepasst, wie nachfolgend dargelegt. dividers according to Figure 4. A CCb is assumed to be 1 pF, where A Ccb represents the difference between the collector base capacitances of transistors T1 and T3. The same applies to Ä Cce. which also means the difference between two capacitances, which, however, are effective between the collector and emitter of the transistors T1 and T3. In order to limit crosstalk, formula (2) is adapted to the specific circumstances, as set out below.

= 20 log = 20 log

Wr3 Wr3

(R-j +B-2 ^ ^3 (R-j + B-2 ^ ^ 3

+ 10 dB + 10 dB

(3) (3)

Setzt man für die einzelnen Grössen dieser Formel die nachstehenden Werte ein Use the following values for the individual sizes of this formula

ACce=0,1 pFRl = 500QR2 = 500Q R3 = 1000 Q F = 600 kHz so erhält man ACce = 0.1 pFRl = 500QR2 = 500Q R3 = 1000 Q F = 600 kHz so you get

= 20 log = 20 log

2650000 (2000) 2650000 (2000)

1ÖÖÖÖÖÖ 1ÖÖÖÖÖÖ

+ 10 dB + 10 dB

(4) (4)

a^j. = 84,5 dB (ohne R1) a ^ j. = 84.5 dB (without R1)

Als Nebensprechdämpfung ergibt sich dabei ohne Spannungsteiler 84,5 dB. The cross-talk attenuation is 84.5 dB without a voltage divider.

Macht man die gleiche Berechnung für eine Anordnung nach Figur 4, so ergibt sich folgendes: If one makes the same calculation for an arrangement according to FIG. 4, the following results:

^ = 20 log ^ = 20 log

R1 + R2 (R1+R2+R3) KZ R1 + R2 (R1 + R2 + R3) concentration camp

R2 (R1 + R3) R2 (R1 + R3)

+ 10 dB + 10 dB

(5) (5)

8^ = 20 log 8 ^ = 20 log

500 + 500 500 + 500

—50T5— —50T5—

2650000 2650000

~5GÖ— ~ 5GÖ—

T T

'2000) >00 '2000)> 00

+ 10 dB + 10 dB

(6) (6)

ajj = 93 dB (mit R1 ) ajj = 93 dB (with R1)

(7) (7)

624805 624805

4 4th

Man erkennt, dass nunmehr die Nebensprechdämpfung auf ebenfalls durch die Massnahme nach der Erfindung verringert 93 dB gestiegen ist. wird, wird anschliessend durchgeführt. Zunächst erfolgt die It can be seen that the crosstalk attenuation has now increased to 93 dB, also reduced by the measure according to the invention. is then carried out. First, the

Eine entsprechende Berechnung für den Trägerrest, der Berechnung aufgrund einer Anordnung nach Figur 3 : A corresponding calculation for the carrier residue, the calculation based on an arrangement according to FIG. 3:

aTr = 20 log aTr = 20 log

■J Rg ^3^ ■ J Rg ^ 3 ^

GB GB

(R1 + R2) R3 (R1 + R2) R3

(8) (8th)

Beispiel example

265000 • 2000 Tr ~ ^ log 1 öööööö 265000 • 2000 Tr ~ ^ log 1 öööööö

~ 54 »5 dB ~ 54 »5 dB

wobei die vorstehend angegebenen Werte beibehalten werden, anschliessend durchgeführt, wobei auch das Ergebnis zeigt, Die gleiche Berechnung bei einer Anordnung nach Figur 4 ist dass auch die Trägerrestdämpfung um 6 dB gestiegen ist. the values given above being retained, then carried out, the result also showing. The same calculation for an arrangement according to FIG. 4 is that the residual carrier attenuation has also increased by 6 dB.

+ R2 + *3^ + R2 + * 3 ^

aTr = 20 l0g aTr = 20 l0g

'OB 'IF

(9) (9)

R, R,

Beispiel example

265000 * 2000 265000 * 2000

aTr = 20 los 50ÜOÜÖ aTr = 20 lot 50ÜOÜÖ

aTr = 60,5 dB aTr = 60.5 dB

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

624805 PATENT CLAIMS

1. Decoupling device for a carrier frequency system in which the filters connected to the individual modulators form a cascade circuit together with the modulators, characterized in that a single-stage transistor amplifier (EV2) with a gain of approximately zero is switched on at each coupling point of two filters, each with a modulator that the base of the amplifier transistor (T5) is connected to the output of one filter (F2) and the collector of this transistor (T5) to the input of the other filter (F3) and that in the collector circuit of this transistor (T5) a voltage divider (RI , R2), at the tap of which the output of the respective modulator (M3) is guided.

2. Decoupling device according to claim 1, characterized in that the ratio of the resistors (RI, R2) of the voltage divider is approximately 1: 1.