DE1192260B

DE1192260B - Amplifier with a height equalizer, which is located in the cross branch of a negative feedback circuit

Info

Publication number: DE1192260B
Application number: DES87647A
Authority: DE
Inventors: Hannes Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-09-30
Filing date: 1963-09-30
Publication date: 1965-05-06

Description

Verstärker mit einem Höhenentzerrer, der im Querzweig eines Gegenkopplungskreises liegt Die Erfindung betrifft Verstärker mit einem Höhenentzerrer, der im Querzweig eines Gegenkopplungskreises liegt und mit einem Vorwiderstand im Gegenkopplungskreis einen Spannungsteiler bildet, so daß durch die am Vorwiderstand abfallende Spannung die an den Eingang des Verstärkers gelangende Gegenkopplungsspannung verringert wird.Amplifier with a height equalizer, which is in the shunt of a negative feedback loop The invention relates to amplifiers with a height equalizer, which is in the shunt branch a negative feedback circuit and with a series resistor in the negative feedback circuit forms a voltage divider, so that the voltage drop across the series resistor the negative feedback voltage reaching the input of the amplifier is reduced will.

Bei der übertragung von Nachrichten über Kabel ergeben sich durch die Frequenzabhängigkeit der Kabeldämpfung lineare Verzerrungen, die sich durch einen Dämpfungsanstieg zu hohen Frequenzen hin sowie einen Dämpfungsabfall der Kabel bei niedrigen Frequenzen äußern. Deshalb werden beispielsweise bei Fernsprechverbindungen über Kabel die Sprechströme nicht gleichmäßig übertragen, sondern die höheren Frequenzen werden entsprechend der Grenzfrequenz und des Dämpfungsverlaufes des Kabels mehr und die tieferen Frequenzen weniger gedämpft. Einem Verstärker, der einen Leitungsabschnitt entdämpfen soll, fällt deshalb auch die Aufgabe zu, den Leitungsabschnitt zu entzerren. Dies geschieht dadurch, daß die höheren Frequenzen mehr und die tiefen Frequenzen weniger verstärkt werden. Dabei ist bekannt, die Verstärkung so durch Entzerrer zu beeinflussen, daß sie innerhalb des Übertragungsbereiches den Dämpfungsanstieg und Dämpfungsabfall des Kabels ausgleicht. Die Restdämpfung der Leitung mit Verstärker ist dadurch nahezu frequenzunabhängig.When messages are transmitted over cables, this results in the frequency dependence of the cable attenuation is linear distortion, which is caused by an increase in attenuation towards high frequencies and a decrease in attenuation of the cables express at low frequencies. Therefore, for example, telephone connections The speech streams are not transmitted evenly via cables, but rather the higher frequencies become more according to the cut-off frequency and the attenuation curve of the cable and the lower frequencies are less attenuated. An amplifier that has a section of line If you want to de-attenuate, the task of straightening out the line section also falls. This is done by making the higher frequencies more and the lower frequencies less amplified. It is known that the gain is achieved by equalizers to influence that they increase the attenuation within the transmission range and compensates for the loss of attenuation of the cable. The residual attenuation of the line with amplifier is therefore almost independent of frequency.

Es gibt entzerrende Verstärker, bei denen zum Zwecke der Höhenanhebung in einen Querzweig eines Gegenkopplungskreises ein Zweipolentzerrer geschaltet ist. Solche Zweipolentzerrer zeichnen sich bekanntlich dadurch aus, daß ihr Aufbau einfacher ist als bei Vierpolentzerrern, die in die übertragungsstrecke eingeschleift sind. Wählt man als Zweipolentzerrer beispielsweise einen Serienresonanzkreis, so kann die Entzerrung zwar durch Verändern der Resonanzfrequenz und/oder der Güte eingestellt werden, jedoch ergibt sich dabei der Nachteil verschiedener bekannter Verstärker mit Höhenentzerrer, daß der Regelbereich des Höhenentzerrers nicht ausreicht, alle für ein bestimmtes übertragungssystem verwendbaren Kabeltypen in einfacher Weise zu entzerren. Sind in solchen Fällen enge Toleranzen der Frequenzunabhängigkeit der Restdämpfung gefordert, ergibt sich für bekannte Entzerrer ein erheblicher Aufwand. So ist es beispielsweise bei einer bekannten Schaltung erforderlich, zusätzlich zu einem Grobentzerrer einen Zusatzentzerrer zur Feinregelung vorzusehen, um die Restdämpfungsverzerrungen genügend klein zu halten. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Verstärker mit Höhenentzerrer zu schaffen, bei dem der Frequenzgang möglichst vieler Kabeltypen auf einfache Weise entzerrt werden kann.There are equalizing amplifiers that are used to increase the treble A two-pole equalizer is connected in a shunt arm of a negative feedback circuit. Such two-pole equalizers are known to be distinguished by the fact that their structure is simpler than with four-pole equalizers that are looped into the transmission path. If, for example, a series resonant circuit is selected as the two-pole equalizer, then the equalization is set by changing the resonance frequency and / or the quality However, this has the disadvantage of various known amplifiers with treble equalizer that the control range of the treble equalizer is not sufficient, all for a certain transmission system usable cable types in a simple manner to rectify. In such cases, there are narrow tolerances of frequency independence the residual attenuation required, there is a considerable effort for known equalizers. For example, it is necessary in a known circuit, in addition to provide an additional equalizer for fine control in addition to a coarse equalizer to reduce the To keep residual attenuation distortions sufficiently small. It is the object of the invention Therefore, to create an amplifier with a treble equalizer, in which the frequency response as many cable types as possible can be rectified in a simple manner.

Gemäß der Erfindung wird der Verstärker mit Höhenentzerrer derart ausgebildet, daß die Induktivität der Schwingkreisspule eines den Höhenentzerrer bildenden Serienresonanzkreises mittels eines vormagnetisierbaren Kernes stufenlos einstellbar und derart bemessen ist, daß bei nicht vormagnetisiertem Kern der frequenzabhängige Verlauf der Verstärkung einem vorgegebenen frequenzabhängigen Dämpfungsverlauf komplementär ist, und daß die Induktivität der Schwingkreisspule bei gesättigtem Kern mindestens so klein ist wie der zum Einstellen eines vorgegebenen, die untere Einstellgrenze bildenden frequenzabhängigen Verstärkungsverlaufes gewählte Wert. Durch diese Maßnahme ergibt sich in vorteilhafter Weise ein besonders großer Bereich, innerhalb dessen eine Vielzahl von Kurven der frequenzabhängigen Verstärkung stufenlos einstellbar ist. Es ist daher möglich, in einem übertragungssystem, in dem derartige Verstärker vorgesehen sind, sehr verschiedenartige Kabel zu verwenden. Trotz des großen Einstellbereiches lassen sich in vorteilhafter Weise hohe Genauigkeiten bei der Entzerrung erzielen. Außerdem beansprucht ein solcher Verstärker mit Höhenentzerrer weniger Einbauraum als vergleichbare bekannte Verstärker.According to the invention, the amplifier with height equalizer becomes such formed that the inductance of the resonant circuit coil of the height equalizer forming series resonance circuit by means of a pre-magnetizable core is adjustable and dimensioned such that if the core is not premagnetized, the frequency-dependent The amplification curve is complementary to a given frequency-dependent attenuation curve is, and that the inductance of the resonant circuit coil with a saturated core is at least is as small as that for setting a given, the lower setting limit forming frequency-dependent gain curve selected value. By this measure there is advantageously a particularly large area within which a multitude of curves of the frequency-dependent gain continuously adjustable is. It is therefore possible in a transmission system in which such an amplifier are intended to use very different types of cables. Despite the large setting range high accuracy levels can be achieved in an advantageous manner. In addition, such an amplifier with a height equalizer requires less installation space than comparable known amplifiers.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kern mittels einer weiteren Wicklung magnetisierbar, an die über eine Drossel eine Spannung geführt ist, die zwischen dem Wert Null und der Spannung einer Zenerdiode stufenlos einstellbar ist. Bei einer derartigen Ausbildung ergibt sich der besondere Vorteil einer guten Konstanz der eingestellten Verstärkungswerte. Die Erfindung wird an Hand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In a further embodiment of the invention, the core is by means of a magnetisable further winding to which a voltage is fed via a choke which is continuously adjustable between the value zero and the voltage of a Zener diode is. With such a training there is the particular advantage of a good one Constancy of the set gain values. The invention will explained in more detail on the basis of the exemplary embodiment shown in the figures.

F i g. 1 zeigt einen Verstärker mit einem Serienresonanzkreis im Querzweig der Gegenkopplungsschleife; F i g. 2 zeigt den Frequenzgang des in F i g. 1 dargestellten Verstärkers.F i g. 1 shows an amplifier with a series resonant circuit in the shunt arm the negative feedback loop; F i g. 2 shows the frequency response of the in FIG. 1 shown Amplifier.

Der in der F i g. 1 dargestellte Verstärker 5 ist mittels einer kombinierten Strom-Spannungs-Gegenkopplung gegengekoppelt. Am Eingang des Verstärkers 5 liegt die Serienschaltung, bestehend aus der Quelle 13 der Eingangsspannung, dem Vorwiderstand 12 und dem Serienresonanzkreis 3. Der Verbindungspunkt des Vorwiderstandes 12 und des Höhenentzerrers 2 ist über den Spannungsteilerwiderstand 11 an den Verbindungspunkt des Abschlußwiderstandes 9 und des Gegenkopplungswiderstandes 10 geführt, deren Serienschaltung am Ausgang des Verstärkers 5 liegt.The one shown in FIG. The amplifier 5 shown in FIG. 1 is fed back by means of a combined current-voltage negative feedback. At the input of the amplifier 5 is the series circuit consisting of the source 13 of the input voltage, the series resistor 12 and the series resonant circuit 3. The connection point of the series resistor 12 and the treble equalizer 2 is led via the voltage divider resistor 11 to the connection point of the terminating resistor 9 and the negative feedback resistor 10 whose series connection is at the output of the amplifier 5.

Der Höhenentzerrer 2 ist ein durch den Serienresonanzkreis 3 gebildeter Zweipolentzerrer. Dieser ist beispielsweise bei 800 Hz hochohmig, so daß die volle Gegenkopplungsspannung über den Spannungsteilerwiderstand 11 und den Vorwiderstand 12 an den Eingang des Verstärkers 5 gelangt. Bei höheren Frequenzen wird der Serienresonanzkreis 3 niederohmig und erreicht bei seiner Resonanzfrequenz den kleinsten Widerstandswert. Dadurch fällt am Spannungsteilerwiderstand 11 ein großer Teil der Gegenkopplungsspannung ab, so daß der an den Eingang des Verstärkers 5 gelangende Teil der Gegenkopplungsspannung niedriger ist und daher die Verstärkung des Verstärkers 5 ansteigt. Durch die Wahl der Induktivität der Schwingkreisspule 1 und der Kapazität des Kondensators 14 ist die Resonanzfrequenz festgelegt. Der Wert des Dämpfungswiderstandes 15 bestimmt dann in Verbindung mit dem Kondensator 14 und der Schwingkreisspule 1 die Steilheit der Entzerrungskurve.The treble equalizer 2 is a two-pole equalizer formed by the series resonance circuit 3. This has a high resistance, for example at 800 Hz, so that the full negative feedback voltage reaches the input of the amplifier 5 via the voltage divider resistor 11 and the series resistor 12. At higher frequencies, the series resonant circuit 3 has a low resistance and reaches the lowest resistance value at its resonant frequency. As a result, a large part of the negative feedback voltage drops across the voltage divider resistor 11, so that the part of the negative feedback voltage reaching the input of the amplifier 5 is lower and the gain of the amplifier 5 therefore increases. The resonance frequency is determined by the choice of the inductance of the resonant circuit coil 1 and the capacitance of the capacitor 14. The value of the damping resistor 15, in conjunction with the capacitor 14 and the resonant circuit coil 1, then determines the steepness of the equalization curve.

Die weitere Wicklung 6 dient zum Erzeugen einer Vormagnetisierung des Kernes 4, so daß die Induktivität der Schwingkreisspule 1 einstellbar ist. Die Induktivität der Schwingkreisspule 1 ist mit dem Dämpfungswiderstand 15 und dem Kondensator 14 in Serie geschaltet, so daß der Serienresonanzkreis 3 entsteht. Die weitere Wicklung 6 ist über die Drossel 7 an den Regelwiderstand 17 geführt, der parallel zu der Zenerdiode 8 geschaltet ist, die über den Widerstand 18 mit der Quelle 16 der Steuerspannung verbunden ist.The further winding 6 serves to generate a premagnetization of the core 4, so that the inductance of the resonant circuit coil 1 can be adjusted. The inductance of the resonant circuit coil 1 is connected in series with the damping resistor 15 and the capacitor 14, so that the series resonant circuit 3 is formed. The further winding 6 is led via the choke 7 to the regulating resistor 17, which is connected in parallel to the Zener diode 8 , which is connected via the resistor 18 to the source 16 of the control voltage.

Die an der Zenerdiode 8 liegende stabilisierte Gleichspannung wird am Regelwiderstand 17 geteilt. Ein Teil der stabilisierten Gleichspannung gelangt über die Drossel 7 an die weitere Wicklung 6. Mit steigendem Gleichstrom in der weiteren Wicklung 6 sinkt die Induktivität der Schwingkreisspule 1, wobei sich die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises 3 verändert. Durch Verlagern der Resonanzfrequenz nach höheren Frequenzen hin werden Entzerrerkurven eingestellt, die innerhalb des übertragungsbereiches des Verstärkers 5 einen flacheren Verlauf aufweisen. Die Speisedrossel ? verhindert, daß die Schwingkreisspule 1 über die als übertragerwicklung wirkende weitere Wicklung 6 durch die Zenerdiode 8, die eine niederohmige Spannungsquelle darstellt, wechselstrommäßig kurzgeschlossen wird. Durch die Wirkung der Zenerdiode 8 ist der Höhenentzerrer 2 von Schwankungen der von der Quelle 16 gelieferten Steuerspannung unabhängig.The stabilized DC voltage applied to the Zener diode 8 is divided at the control resistor 17. A part of the stabilized direct voltage reaches the further winding 6 via the choke 7. With increasing direct current in the further winding 6, the inductance of the resonant circuit coil 1 decreases, the resonance frequency of the series resonant circuit 3 changing. By shifting the resonance frequency towards higher frequencies, equalizer curves are set which have a flatter profile within the transmission range of the amplifier 5. The feeder throttle? prevents the resonant circuit coil 1 from being short-circuited in terms of alternating current via the further winding 6 acting as a transformer winding through the zener diode 8, which represents a low-resistance voltage source. Due to the action of the Zener diode 8, the treble equalizer 2 is independent of fluctuations in the control voltage supplied by the source 16.

Die in der F i g. 2 dargestellte Kurve 19 zeigt die Abhängigkeit der Verstärkung des Verstärkers 5 von der Frequenz f für den Fall, daß der Kern 4 der Schwingkreisspule 1 nicht vormagnetisiert ist. Die Kurven 19 und 20 begrenzen den Bereich, in dem eine fächerartige Schar von Kurven mittels Variierens der Vormagnetisierung einstellbar ist. Der durch die Kurven 19' und 20' begrenzte Einstellbereich ergibt sich für andere Werte der Induktivität der Schwingkreisspule 1, der Kapazität des Kondensators 14 und des Dämpfungswiderstandes 15. Der zwischen den Kurven 19 und 20' liegende Gesamtbereich ist innerhalb nur zweier Teilbereiche jeweils stufenlos einstellbar. Zum Umschalten der Bereiche braucht die Schwingkreisspule 1 lediglich mit einem Abgriff versehen zu werden.The in the F i g. Curve 19 shown in FIG. 2 shows the dependence of the gain of the amplifier 5 on the frequency f for the case that the core 4 of the resonant circuit coil 1 is not premagnetized. The curves 19 and 20 limit the area in which a fan-like family of curves can be set by varying the premagnetization. The setting range limited by the curves 19 'and 20' results for other values of the inductance of the resonant circuit coil 1, the capacitance of the capacitor 14 and the damping resistor 15. The total range between the curves 19 and 20 'is infinitely variable within only two sub-ranges . To switch over the areas, the resonant circuit coil 1 only needs to be provided with a tap.

Claims

Claims: 1. Amplifier with a height equalizer, which is in the shunt arm of a negative feedback circuit and forms a voltage divider with a series resistor in the negative feedback circuit, so that the negative feedback voltage reaching the input of the amplifier is reduced by the voltage drop across the series resistor, characterized in that the inductance of the resonant circuit coil (1) of a series resonance circuit (3) forming the treble equalizer (2) is infinitely adjustable by means of a pre-magnetizable core (4) and is dimensioned in such a way that, if the core (4) is not pre-magnetized, the frequency-dependent course of the gain complements a given frequency-dependent attenuation course and that the inductance of the resonant circuit coil (1) with a saturated core (4) is at least as small as the value selected for setting a predetermined frequency-dependent gain curve which forms the lower setting limit.

2. Amplifier with a treble equalizer according to claim 1, characterized in that the core (4) can be magnetized by means of a further winding (6) to which a voltage is passed via a choke (7) which is between the value zero and the Zener voltage a Zener diode (8) is continuously adjustable.