DE1115294B

DE1115294B - Impulskorrektor

Info

Publication number: DE1115294B
Application number: DEN14031A
Authority: DE
Inventors: Jan Karel Schouten; Jan Verstraten
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1956-08-23
Filing date: 1957-08-20
Publication date: 1961-10-19
Also published as: NL210077A; US2968011A; GB817747A; FR1198413A; NL108175C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zur Korrektion der Amplitude nach einem Impuls auftretender Impulsschwänze vorgesehenen Impulskorrektor, der aus einem Vierpol besteht, der einen eingangsseitig durch den Wellenwiderstand und ausgangsseitig durch einen endlichen Widerstand abgeschlossenen Leitungsabschnitt enthält. Insbesondere sind Impulse mit einer Dauer von 0,05 μβεο und weniger betroffen, wie sie beispielsweise bei Funkmeßgeräten Anwendung finden.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß bei der Anwendung derartiger Impulse unter anderem infolge von Abweichungen von einer für naturwahre Übertragung erforderlichen Übertragungscharakteristik Schwanzbildung der Hinterflanke der Impulse auftritt. Hierbei kann die Dauer der Impulsschwänze ein Vielfaches der Impulsdauer sein, während die Amplitude ein Bruchteil, beispielsweise ein Drittel, der Impulsamplitude ist.

Für verschiedenartige Zwecke ist diese Erscheinung störend, da beispielsweise die Impulsschwänze der Echoimpulse beiFunkmeßgeräteneine Verschlechterung der Entfernungsunterscheidung herbeiführen und die Bildwiedergabe auf dem Bildschirm der Funkmeßgeräte nachteilig beeinflussen.

Die Erfindung bezweckt, einen einfachen Impulskorrekter zu schaffen, bei dem die Impulsschwänze weitgehend reduziert werden können.

Es sind Anordnungen zur Echokompensation bekannt, bei denen das Echosignal durch das verzögerte Hauptsignal kompensiert wird. Hierbei werden gleichsam zwei Leitungsabschnitte mit Trennröhren parallel in einer Kaskade angeordnet, um eine wiederholte Wirkung unabhängig voneinander zu erzeugen. Die Leitungsabschnitte haben hierbei eine verschiedene Länge.

Demgegenüber besteht der Impulskorrektor gemäß der Erfindung darin, daß der Vierpol einen zweiten, in gleicher Weise abgeschlossenen Leitungsabschnitt mit gleichem Wellenwiderstand und gleicher elektrischer Länge wie der erste Leitungsabschnitt enthält, daß die Eingänge bei den Leitungsabschnitten in Reihe geschaltet sind und das Produkt aus den endlichen Widerständen gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes der Leitungsabschnitte ist und daß die Ausgangsspannung am Abschlußwiderstand eines der Leitungsabschnitte abgenommen wird.

Es sei bemerkt, daß es zur Verdoppelung der Impulsdauer aus der britischen Patentschrift 674 522 bereits bekannt ist, einen Vierpol zu verwenden, der aus der Reihenschaltung zweier Leitungsabschnitte mit gleichem Wellenwiderstand und gleicher elektrischer Länge besteht, die auf der Eingangsseite durch Impulskorrektor

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 23. August 1956 (Nr. 210 077)

Jan Karel Schouten und Jan Verstraten,

Hilversum (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

ihren Wellenwiderstand abgeschlossen sind. Zu diesem Zweck sind jedoch die Leitungsabschnitte am entfernten Ende offen bzw. kurzgeschlossen, wobei der Wellenwiderstand des offenen Leitungsabschnittes den Ausgangswiderstand des Netzwerkes bildet.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Figur der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur stellt eine Schaltungsanordnung einer Vorrichtung nach der Erfindung dar, welche die Reihenschaltung zweier Leitungsabschnitte 1 und 2 mit gleichem Wellenwiderstand R₀ und gleicher elektrischer Länge L enthält, die auf der Eingangsseite durch Widerstände3, 4 abgeschlossen sind, deren Wert gleich demjenigen des Wellenwiderstandes R₀ ist. Am entfernten Ende sind die Leitungsabschnitte 1, 2 durch endliche Widerstände 5, 6 abgeschlossen, deren Produkt gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes R₀ ist, während der zu dem Leitungsabschnitt2 gehörende Widerstand 4 den Ausgangswiderstand der Vorrichtung bildet. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Widerstandes, 6 an den entfernten Enden einstellbar ausgebildet und mit Einstellorganen versehen, die mit einer gemeinsamen Einstellachse 7 gekuppelt sind, wobei unabhängig von der Einstellung der erwähnten Widerstände 5, 6 mittels der Einstellachse 7 das Produkt aus diesen Widerständen 5, 6 gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes R₀ ist; ist somit der Wert des Widerstandes 6 des Leitungs-

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abschnittes 2 gleich R₂, so wird der Wert des. Wider- elektrischer Länge der Leitungsabschnitte, daß die

Standes 5 des Leitungsabschnittes 1 durch f gegeben. Verzögerungszeit der Leitungsabschnitte 1 und 2

Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Vor- ^{gleich der halben Dauer} T ^{τ des} Eingangsimpulses ist, richtung wird angenommen, daß den Eingangs- 5 und geeigneter Einstellung der Widerstände 5, 6 ein klemmen 8, 9 ein Stromstoß zugeführt wird, wobei der Ausgangsimpuls am Ausgangswiderstand 4, dessen zeitliche Verlauf der Amplitude durch f_x (t) gegeben Impulsschwanz erheblich reduziert ist. Unter Verwird, zögerungszeit der Leitungsabschnitte wird hierbei das

Beim Auftreten dieses Impulses Z₁ {t) verteilt dieser Produkt aus der Fortpflanzungskonstante α und der

sich in gleiche Teile über die Widerstände 3, 4 und die io elektrischen Länge L der Leitungsabschnitte ver-

Leitungsabschnitte 1, 2, wobei der den Leitungs- standen.

abschnitten 1, 2 zugeführte impulsförmige Strom sich Wie im vorstehenden erörtert ist, ergeben sich über die Leitungsabschnitte 1, 2 fortpflanzt und nach nämlich am Ausgangswiderstand 4 ein nicht verReflexion an den Widerständen 5, 6 nach einem Zeit- zögerter Impuls 11, 11' und ein um den Zeitabstand τ raum zu den Widerständen 3, 4 zurückgeführt wird, 15 verzögerter Impuls 12, 12', wobei mit Hilfe des der gleich der Fortpflanzungsgeschwindigkeit « einer Widerstandes 6 die Amplitude dieses verzögerten elektrischen Störung in den Leitungsabschnitten 1, 2 Impulses 12,12' gleich derjenigen des Impulsschwanzes je Längeneinheit (Fortpflanzungskonstante) multipli- 11' des nicht verzögerten Impulses gemacht werden ziert mit dem Doppelten der elektrischen Länge IL kann, während die Polarität entgegengesetzt ist. Diese der Leitungsabschnitte 1, 2 ist. 20 Impulse 11, 11' und 12, 12' liefern zusammen einen

Mathematisch kann nachgewiesen werden, daß sich Ausgangsimpuls 13, dessen Impulsschwanz 13' eine

am Ausgangswiderstand 4 der Vorrichtung ein Strom erheblich herabgesetzte Amplitude aufweist, wie dies

ergibt, der durch die Formel in der Figur dargestellt ist.

1 Mit Rücksicht auf die Aufrechterhaltung der

/2W = — {fiit) + α· f_x [t 2ocL)] I 2₅ richtigen Impulsform soll die ImpedanzZi des

Impulskorrektors zwischen den Klemmen 8, 9 für die

gegeben wird, wobei α den Reflexionskoeffizienten an wichtigsten der im Frequenzspektrum eines Impulses

der Stelle des Widerstandes 6 darstellt, der durch auftretenden Komponenten sich als ein Ohmscher

β β Widerstand verhalten.

a — — ° II 30 Diese Bedingung wird bei der dargestellten Ein- R + Ro richtung, die aus der Reihenschaltung der Netzgegeben wird. werke 1, 3, 5 und 2, 4, 6 besteht, erfüllt, denn hierbei

Am Ausgangswiderstand 4 treten somit ein nicht ergibt sich ein Ausgleich der reaktiven Komponenten

verzögerter Impuls und ein um einen Zeitabstand2«L der vorliegenden Impedanzen der Netzwerke 1, 3, 5

verzögerter Impuls auf, die beide gleichförmig mit dem 35 und 2, 4, 6, wie nachstehend mathematisch nach-

Eingangsimpuls sind, während die Amplitude des gewiesen wird.

verzögerten Impulses einen Bruchteile des nicht Die ImpedanzZ« zwischen den Eingangsklemmen verzögerten Impulses beträgt. Die Polarität und 8, 9 ist gleich der Summe der Impedanzen der Netz-Amplitude des verzögerten Impulses können'hierbei werke 1, 3, 5 und 2, 4, 6, wobei das Netzwerk 2, 4, 6 durch Einstellung des Widerstandes 6 am entfernten 40 aus der Parallelschaltung des Widerstandes 4 im Ende des Leitungsabschnittes 2 in geeigneter Weise Werte des Wellenwiderstandes R₀ und der Impedanz Z eingestellt werden. des am entfernten Ende durch den Widerstand 6

An der Stelle des Widerstandes 5 des Leitungs- abgeschlossenen Leitungsabschnittes 2 besteht, während

abschnittes 1 ergibt sich ein Reflexionskoeffizient, der das Netzwerk 1, 3, 5 aus der Parallelschaltung des

durch 45 Widerstandes 3 im Werte R₀ und der Impedanz Z'

R₀* des am entfernten Ende durch den Widerstand 5

~ ^o abgeschlossenen Leitungsabschnittes 1 besteht.

R R₀ K _ __ß jjj j}|_e Eingangsimpedanz Z« zwischen den Eingangs-

R₀ + R klemmen 8, 9 beträgt somit:

⁰ 50 ρ 7

gegeben wird, so daß am Widerstand 3 des Leitungs- ° + Ro +^z

abschnittes 1 ein Strom /₂' (i) auftritt: Für die Impedanz Z des am entfernten Ende durch

j den Widerstand 6 im Werte R abgeschlossenen Lei-

/₂'(i) == — [/i(0 —α·/ι(0 — 2aL)]. IV ₅₅ tungsabschnittes 2 wird gefunden:

Aus den Formeln I und IV erfolgt, daß die um den ^

Zeitabstand 2<xL verzögerten Impulse an den Wider- 1 +7—tg«L

ständen 3 bzw. 4 die gleiche Form und Amplitude, R

jedoch entgegengesetzte Polarität aufweisen, so daß 60 _und für die Impedanz Z' des am entfernten Ende

während des Auftretens dieser verzögerten Impulse der ,,,„,·, , R_n ² , ,, _T ·

Speisestromkreis völlig stromlos wird. Dies bedeutet ^d"^rc£ ^den Widerstand -f- abgeschlossenen Leitungs-

also, daß die Form der verzögerten Impulse nicht abschnittes 1:

durch den Speisestromkreis beeinflußt wird. -Rq² . ■ „ _t ,

Wenn den Eingangsklemmen 8, 9 der in der Figur 65 ,R _VTT

dargestellte Impuls 10 mit einer Dauer τ von beispiels- Z' = ~ ·

weise 0,01 μββΰ und einem Impulsschwanz 10'gleicher l+y^

Dauer τ zugeführt wird, so ergibt sich bei derartiger R

In diesen Formeln ist, wie bereits erwähnt, « die Fortpflanzungskonstante und L die elektrische Länge der Leitungsabschnitte 1 und 2.

Nach Einsetzung der Formeln VI und VII in die Formel V und Ausarbeitung stellt sich heraus, daß die Impedanz Zi zwischen den Klemmen 8, 9 gleich dem Wellenwiderstand ^₀ der Leitungsabschnitte 1 und 2 ist:

= R₀.

VIII

Zwischen den Eingangsklemmen 8, 9 ergibt sich eine konstante Ohmsche Eingangsimpedanz Zi, die bei Änderung der am entfernten Ende der Leitungsabschnitte 1, 2 liegenden Widerstände 5, 6 aufrechterhalten bleibt, sofern zwischen diesen Widerständen 5, 6 die Beziehung aufrechterhalten wird, daß das Produkt aus diesen Widerständen 5, 6 gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes R₀ der Leitungsabschnitte 1, 2 ist. Die Impulsform wird somit durch Änderung der Widerstände 5, 6 mit Hilfe der mechanischen Kupplung 7 nicht beeinflußt.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der konstanten Eingangsimpedanz besteht darin, daß mehrere Vorrichtungen der angegebenen Art in Kaskade geschaltet werden können, ohne daß sich diese Vorrichtungen beeinflussen. Eine derartige Vorrichtung kann vorteilhaft zur Korrektion von Impulsschwänzen mit einer Dauer, die ein Vielfaches der Impulsdauer beträgt, Anwendung finden. Hierbei werden die elektrischen Längen der Leitungsabschnitte bei den aufeinanderfolgenden Vorrichtungen vorzugsweise so gewählt, daß die Verzögerungszeit xL dieser Leitungsabschnitte etwa gleich den aufeinanderfolgenden Vielfachen der halben Dauer der den Eingangsklemmen zugeführten Impulse ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zur Korrektion der Amplitude nach einem Impuls auftretender Impulsschwänze vorgesehener Impulskorrektor, der aus einem Vierpol besteht, der einen eingangsseitig durch den Wellenwiderstand und ausgangsseitig durch einen endlichen Widerstand abgeschlossenen Leitungsabschnitt enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Vierpol einen zweiten, in gleicher Weise abgeschlossenen Leitungsabschnitt mit gleichem Wellenwiderstand und gleicher elektrischer Länge wie der erste Leitungsabschnitt enthält, der eingangsseitig durch seinen Wellenwiderstand und ausgangsseitig durch einen endlichen Widerstand abgeschlossen ist, daß die Eingänge beider Leitungsabschnitte in Reihe geschaltet sind und das Produkt aus den endlichen Widerständen gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes der Leitungsabschnitte ist und daß die Ausgangsspannung am Abschlußwiderstand eines der Leitungsabschnitte abgenommen wird.

2. Impulskorrektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände an den entfernten Enden der Leitungsabschnitte einstellbar ausgebildet und mit Einstellorganen versehen sind, die mit einer gemeinsamen Einstellachse gekuppelt sind, wobei die Anordnung derartig ist, daß unabhängig von der Einstellung der erwähnten Widerstände mittels der gemeinsamen Einstellachse das Produkt aus diesen Widerständen gleich dem Quadrat des Wellenwiderständes eines der Leitungsabschnitte ist.

3. Impulskorrektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge jedes der Leitungsabschnitte so bemessen ist, daß die Verzögerungszeit jedes Leitungsabschnittes etwa gleich der halben Dauer der dem Netzwerk zugeführten Impulse ist.

4. Impulskorrektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Impulskorrektoren in Kaskade geschaltet sind, wobei die elektrischen Längen der Leitungsabschnitte bei den aufeinanderfolgenden Impulskorrektoren so bemessen sind, daß die Verzögerungszeit der Leitungsabschnitte bei den aufeinanderfolgenden Impulskorrektoren etwa gleich den aufeinanderfolgenden Vielfachen der halben Dauer der dem Netzwerk zugeführten Impulse ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 884 654; britische Patentschrift Nr. 630 200.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen