DD202358A1 - Selektiver spulenfreier verstaerker fuer mittlere frequenzen - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines spulenfreien selektiven Verstaerkers fuer mittlere Frequenzen mit gegenueber konventionellen Filterverstaerkern vergleichbaren Parametern unter dem Aspekt einer Verminderung des Abgleichaufwandes und der Integrationsfaehigkeit. Dazu entstand die Erfindung "Selektiver spulenfreier Verstaerker fuer mittlere Frequenzen" die ausgehend von bekannten Loesungen passiv rueckgekoppelter Verstaerker den Einsatzfrequenzbereich unter Beachtung parasitaerer Einfluesse erweitert und vorrangig in Geraeten der kommerziellen Nachrichten- und Messtechnik sowie der Rundfunktechnik Anwendung findet. Ein Signalfrequenzgemisch gelangt ueber ein Verknuepfungsnetzwerk und einem ersten Verstaerker an ein erstes Phasendrehglied und von dessen Ausgang an ein aus einem zweiten Verstaerker einem weiteren Phasendrehglied und einem frequenzbestimmenden Netzwerk bestehendes aktives Brueckensperrfilter, dessen Ausgang zu einem weiteren Eingang des Verknuepfungsnetzwerkes geschaltet ist. Von der Sperrfrequenz abweichende Signale gelangen ungedaempft phasengedreht zum Eingangssignal an das Verknuepfungsnetzwerk und bewirken eine nahezu vollstaendige Kompensation, waehrend im Sperrfrequenzbereich des aktiven Rueckfuehrzweiges liegende Signalfrequenzen nicht beeinflusst werden und am Ausgang des ersten Verstaerkers abnehmbar sind.

Description

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Titel der Erfindung

Selektiver spulenfreier Verstärker für mittlere Frequenzen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen selektiven spulenfreien Verstärker für mittlere Frequenzen für den Einsatz in Geräten der kommerziellen Nachrichten- und Meßtechnik und insbesondere für Geräte der Hundfunktechnik,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines spulenfreien Selektivverstärkers für mittlere Frequenzen mit gegenüber Verstärkern mit konventionellen Filtern vergleichbaren Parametern ohne wesentlich gesteigerte Aufwendungen bei einer Erhöhung der Funktionssicherheit und Verminderung des Abgleichaufwandes unter dem Aspekt der Integrationsfähigkeit.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Realisierung von Selektionsaufgaben in Geräten mit Empfangsfrequenzumsetzung werden unter Beachtung der Reduzierung von Abgleichaufwand Keramik- und Kristallfilter eingesetzt, wobei erstere auf Grund geringer Kosten vorrangig in der Konsumelektronik Anwendung finden*

Keramische Filter zeigen eine weite Toleranz der Filterparameter bei Bandbreiten von B 1 % bezogen auf die Mittenfrequenz,

Kristallfilter eignen sich, auf Grund ihrer hohen Güte zur Sicherung strenger Selektionsforderungen, wobei ihr Einsatz auf spezielle Anwendungsgebiete beschränkt bleibt. Das gleiche trifft für elektromechanisch^ Filter zu.

Zur vollen Ausnutzung der Parameter der genannten Selektivmittel ist eine möglichst optimale Anpassung zu verwirklichen, was sich praktisch nicht immer in vollem Umfang realisieren läßt.

Yorteilig wirkt sich eine konzentrierte Selektion und eine konzentrierte Verstärkung unter dem Aspekt der Reduzierung von Anpaßstellen und der Integration von Verstärkerelementen aus, Nachteilig auftretende Hebenresonanzen sind durch geeignete Siebmittel, zumeist L-C-Filter, zu kompensieren. Bekannt sind weiterhin aktive RC-Strukturen, die zur Lösung von Selektionsaufgaben, besonders im MF-Gebiet als L-C-Filteräquivalent, eingesetzt werden,

RC-Strukturen sind integrationszugänglich und auf dieser Basis engtoleriert herstellbar, Ihr Einsatzbereich erstreckt sich bis zu Frequenzen von f = 100 kHz unter vertretbarem technischen und ökonomischen Aufwand,

Die bei höheren Frequenzen auftretenden parasitären Erscheinungen schränken den Einsatzbereich ein, wobei Forderungen nach Temperaturkonstanz und Toleranzgenauigkeit von zunehmender Bedeutung sind.

Bekannt sind weiterhin aktive Sperrfilter, deren Einsatzbereich bis zu einigen hundert Kilohertz reicht und die hohe Dämpfungen ermöglichen ("Electronics" 45 (1972) H, 18, S. 80 und rfe-Nachrichten, rfe 21 (1972) H. 24, S. 783).

Realisierbare Filterverstärker für Frequenzen um 100 kHz benutzen passive Gegenkopplungsvierpole hoher Dämpfung, z, B. T-Glieder. Der Aufwand zur Erzeugung von Bandfiltercharakteristiken ist jedoch relativ hoch. Der Forderung nach optimaler Einfügung der Vierpole sind ökonomische und technische Grenzen gesetzt, was letztendlich zu Kompromißlösungen führt (Ebert, Peter; Ein aktives RC-Filter, Elektronisches Jahrbuch 1976, S, 75 ff.).

Darlegung des-Wesens der Erfindung

Die in der Anmeldung beschriebene Erfindung eines selektiven spulenfreien Verstärkers nutzt die mit einer aktiven Sperrfilteranordnung erzeugbaren hohen Dämpfungswerte bei der Sperrfrequenz im Gegenkopplungszweig aus, wobei hohe Betriebsgüten unter Sicherung der Systemstabilität erzeugt werden können.

Erfindungsgemäß ist zur Realisierung eines Bandpassverhaltens ein frequenzunabhängiger verstärkender Yorwärtszweig und ein

frequenzabhängiger aktiver Rückführzweig angeordnet. Dazu ist im Vorwärtszweig ein erster Verstärker angeordnet, dessen Eingang mit dem Ausgang eines Verknüpfungsnetzwerkes verbunden ist und dessen Ausgang mit einem einen Teil des Rückführzweiges bildenden zweiten Verstärker über ein erstes Phasendr ehglied verbunden ist. Der Ausgang des zweiten Verstärkers ist einmal direkt und einmal über ein zweites Phasendrehglied mit einem frequenzbestimmenden RC-Hetzwerk verbunden, dessen Ausgang auf einen Eingang des Verknüpfungsnetzwerkes geschaltet ist. Ein weiterer Eingang des Verknüpfungsnetzwerkes ist mit 'einer ein Signalfrequenzgemisch bereitstellenden Quelle verbunden . Am Ausgang des ersten Verstärkers ist das selektierte Signal abnehmbar.

Erfindungsgemäß wird der frequenzabhängige Rückführzweig als aktives RC-Netzwerk mit Bandsperrverhalten realisiert, wobei das frequenzbestimmende Hetzwerk mit dem zweiten Verstärker und dem zweiten Phasendrehglied ein Brückennetzwerk hoher Sperrdämpfung bildet.

Ausführungsbeispiel

' Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden

Dazu zeigen

Figur 1 einen selektiven spulenfreien Verstärker für . mittlere Frequenzen mit aktiven Rückführzweig.

Figur 2 eine Ausführungsform eines frequenzabhängigen Brückennetzwerkes,

Ein zu selektierendes Signalgemisch gelangt über einem Eingang 1 eines Verknüpfungsnetzwerkes 2, dessen Ausgang 3 mit einem ersten Verstärker 4 verbunden ist und dessen Ausgang 5 über ein erstes Phasendrehglied 6 zu einem einen Teil des Rückführzweiges bildenden zweiten Verstärker 7 geschaltet ist. Vom Ausgang 8 des zweiten Verstärkers 7 gelangt das verstärkte phasengedrehte Signal einmal phasenstarr und einmal durch ein zweites dem zweiten Verstärker 7 nachgeschaltetes Phasendrehglied 9 phasengedreht an ein frequenzbestimmendes RC-Hetzwerk 10, dessen Ausgang 11 mit einem zweiten Eingang 12 des Verknüpfungsnetzwerkes 2 verbunden ist.

Die Elemente des Rückfuhrzweiges sind derart angeordnet, daß ein aktives Brückennetzwerk mit Bandsperrverhalten realisiert ist, wobei die Sperrfrequenz durch das Netzwerk 10 bestimmt ist.

Sin den Rückführzweig speisendes außerhalb der Sperrfrequenz liegendes Signal gelangt zum Eingangssignal phasengedreht ungedämpft an das Verknüpfungsnetzwerk 2 und bewirkt eine nahezu vollständige Kompensation des Eingangssignals dieser Frequenz, wobei am Ausgang 5 des ersten Verstärkers 4 kein Signal auftritt.

Ein im Bereich der Sperrfrequenz des Brüekennetzwerkes liegendes Signal wirkt am Eingang 12 des Verknüpfungsnetzwerkes 2 stark gedämpft, so daß nur eine geringe von der Sperrdämpfung des aktiven Rückfuhrzweiges abhängige Beeinflussung des Eingangssignales auftritt und dieser als selektiertes Signal am Ausgang 5 des Verstärkers 4 abnehmbar ist.

Figur 1 zeigt dazu einen selektiven spulenfreien Verstärker für mittlere Frequenzen.

In Pigur 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein frequenzabhängiges Brückennetzwerk mit Bandsperrverhalten dargestellt, wobei die komplexen Widerstände Z^ und Z₂ passive RC-ITetzwerke sind.

Claims (3)

Patentansprüche

1, Selektiver spulenfreier Verstärker für mittlere Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Verstärker (4) angeordnet ist, dessen Eingang ein Verknüpfungsnetzwerk (2) vorgeschaltet ist und dessen Ausgang (5) an ein erstes Phasendrehglied (6) geschaltet ist, daß dem Phasendrehglied (6) folgend ein zweiter Verstärker (7) angeordnet ist, dessen Ausgang (8) einmal direkt und einmal über ein zweites Phasendrehglied (9) mit einem frequenzbestimmenden Netzwerk (10) verbunden ist, dessen Ausgang (11) zu einem Eingang (12) des Verknüpfungsnetzwerkes (2) geschaltet ist, an dessen anderem Eingang (1) ein zu selektierendes Signalgemisch geführt ist und daß weiterhin am Ausgang (5) des ersten Verstärkers (4) das selektierte Signal abnehmbar ist.

2, Selektiver spulenfreier Verstärker nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein frequenzunabhängiger verstärkender aus dem Verknüpfungsnetzwerk (2) und dem ersten Verstärker (4) bestehender Vorwärtszweig und ein frequenzabhängiger aktiver aus einem ersten und zweiten Phasendrehglied (6, 9), einem zweiten Verstärker (7) und einem frequenzbestimmenden Netzwerk (10) bestehender Rückführzweig angeordnet ist.

3, Selektiver spulenfreier Verstärker nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der frequenzabhängige aktive Rückführzweig als aus dem frequenzbestimmenden Netzwerk (10), dem zweiten Verstärker (7) und dem zweiten Phasendrehglied (9) gebildeten Brückenschaltung mit Bandsperrverhalten ausgebildet ist.

Hierzu J2L-$eiten Zeichnungen