DE1210458B - Verstaerkeranordnung hoher Betriebssicherheit, insbesondere Traegerfrequenzverstaerker - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HO3f

Deutsche Kl.: 21 a2-18/05

Nummer: 1210 458

Aktenzeichen: N 20723 VIII a/21 a2

Anmeld&tag: 25. Oktober 1961

Auslegetag: 10. Februar 1966

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit, insbesondere Trägerfrequenzverstärker, bei der eine Störung in einem Verstärkerzweig keine Signalunterbrechung bewirkt und die gewünschte Verstärkungs- S wirkung erhalten bleibt, vornehmlich für Nieder- und Hochfrequenz.

Signalunterbrechungen führen in vielen Fällen zu Störungen. Wenn z. B. die Unterbrechung eines Telephongespräches für 1 Sekunde noch nicht zur völligen Unverständlichkeit des gesprochenen Textes führt, so führt eine gleich lange Unterbrechung im Fernschreibverkehr bereits schon dazu, daß weit über zehn Buchstaben nicht übertragen werden. Wenn bei einer Datenübertragung hingegen allein eine einzige Ziffer ausfällt, kann hierdurch vollständig der Nachrichteninhalt der Übertragung verändert werden.

Um solche Signalunterbrechungen zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, Verstärker mit zwei oder mehr Verstärkungswegen vorzusehen, so daß der Ausfall eines Weges nur eine Verminderung des Signalpegels hervorruft bzw. sogar praktisch nicht in Erscheinung tritt.

So beschreibt beispielsweise die schweizerische Patentschrift 233 043 eine Verstärkeranordnung mit zwei parallelen Verstärkerzweigen und einem beiden Zweigen gemeinsamen Gegenkopplungsweg vom Verstärkerausgang auf den Verstärkereingang. Von diesen beiden Zweigen ist jeweils nur einer in Betrieb. Bei Ausfall des in Betrieb befindlichen Zweiges wird automatisch auf den Reservezweig umgeschaltet.

Die deutsche Patentschrift 850 011 beschreibt nun eine Anordnung mit zwei parallel arbeitenden Verstärkerzweigen und einem gemeinsamen Gegenkopplungsweg. Eine Störung z. B. ein Schluß im Ein- bzw. Ausgangskreis der Anordnung verursacht hier einen Ausfall beider Zweige.

Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Gegenstand der deutschen Auslegeschrift. 1 078 620. Hier werden Verstärkerstufen mit Kreuzgegenkopplung beschrieben.

Die deutsche Auslegeschrift 1088 101 beschreibt dagegen eine Anordnung mit mehreren parallel arbeitenden Verstärkerzweigen, wobei jeder Zweig eine eigene Gegenkopplung aufweist und zwischen den einzelnen Verstärkerzweigen außerdem eine Kreuzgegenkopplung angeordnet ist. Auch wird für einige der hier beschriebenen Ausführungsformen der Einsatz von Gabelschaltungen zur Entkopplung vorgeschlagen. Bei Ausfall eines Zweiges einer zwei parallele Zweige aufweisenden Verstärkeranordnung erfolgt eine Verstärkungsänderung um 0,83 db.

Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, die Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit,
insbesondere Trägerfrequenzverstärker

Anmelder:

Nippon Electric Company Limited, Tokio

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart W, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:
Kunio Ishimoto,
Toshio Sato,
Hitoshi Watanabe,
Kiyoshi Nakamura, Tokio

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 26. Oktober 1960 (43 344),
vom 18. April 1961 (13 486)

Rückwirkung von Störungen in einem Verstärkerzweig auf den anderen und den Ausgangspegel weiter zu verringern.

Sie setzt hierzu eine Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit, bei der die Verstärkung in zwei oder mehreren gleichzeitig parallel arbeitenden Verstärkerzweigen sowie eine Gegenkopplung vom Ausgang auf den Eingang erfolgt, ein. Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die einzelnen Verstärkerzweige gleichzeitig arbeiten und an den für alle Verstärkerzweige gemeinsamen Ein- und Ausgang der Anordnung über Gabelschaltungen angeschlossen sind, die eine so hohe Übergangsdämpfung aufweisen, daß ein Kurzschluß im Ein- oder Ausgang eines Verstärkerzweiges sich nicht als Belastung der anderen Verstärkerzweige auswirkt, und daß von dem gemeinsamen Ausgangskreis auf den gemeinsamen Eingangskreis über einen Gegenkopplungsweg eine derartig starke gemeinsame Gegenkopplung aller Verstärkerzweige erfolgt, daß Änderungen der Verstärkung einer der Verstärkerzweige nur praktisch vernachlässigbare Änderungen der Gesamtverstärkung zur Folge haben.

Es soll nun die Erfindung an Hand der Figuren eingehend beschrieben werden. Die Figuren zeigen in

Fig. la ein Beispiel einer bekannten Verstärkeranordnung,

609 507/24T

Fig. Ib ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise dieser Verstärkeranordnung,

F i g. 2 eine weitere bekannte Verstärkeranordnung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 4 eine Eingangsgabelschaltung für eine erfindungsgemäße Verstärkeranordnung,

Fig. 5 und 6 entsprechende Verstärkeranordnungen,

Fig. 7a und 7b Ein- undAusgangsgabelschaltungen hierfür,

Fig. 8 Abwandlungen dieser Gabelschaltungen,

Fig. 9 schematische ^ Beispiele von Verstärkerzweigen,

F i g. 10 wieder eine weitere Ausführungsform der erfindungsgeniäßen Anordnung.

Bevor die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung an Hand der Fig. 3 bis 10 beschrieben wird, soll auf die bekannten Ausführungsformen nach F i g. 1 und 2 eingegangen werden.

In F i g. 1 ist eine Verstärkeranordnung dargestellt, bei der zwei parallel arbeitende Verstärkerzweige Al und Al über eine Gabel Hl an den Eingang und über eine Gabel Hl an den Ausgang angeschlossen sind. Zl und Zl sind Nachbildungen. In dieser Anordnung wird zwar die Signalübertragung nicht unterbrochen, solange ein Verstärkerzweig noch in Funktion ist, jedoch vermindert sich der Ausgangspegel, wenn einer der beiden Verstärkerzweige Al oder Al ausfällt, um 3 db. Um diese Pegeländerung auszugleichen, sind den Verstärkern Al bzw. Al Phasenschieber PjI bzw. PsI vorgeschaltet, die so ausgelegt sind, daß zwischen der Ausgangsspannung al des Verstärkerzweiges Al und der Ausgangsspannung al des Verstärkerzweiges Al eine Phasendifferenz von-^- entsteht. Wie aus dem Vektordiagramm der Fig. Ib zu ersehen ist, ist die resultierende Komponente / gleich groß mit al bzw. al. Falls also ein Verstärkerzweig völlig ausfällt, ändert sich nicht der Ausgangspegel, sondern nur die Phase der Ausgangsspannung

um γ, wenn beide Verstärkerzweige gleiche Verstärkung aufweisen. Wenn die Verstärkung eines Verstärkerzweiges nachläßt, so ergibt sich der geringste resultierende Ausgangspegel /' für

eine Spannung auftritt, die für den Verstärker Al eine Mitkopplung und für den Verstärker A 2 eine Gegenkopplung darstellt. Die Ein? bzw. Ausgangsscheinwiderstände Zl bzw. Z2 des Rückkopplungskreises B liegen wertmäßig so, daß die Wege A 1-Hl-A 1 bzw. Al-Hl-Al eine hinreichend hohe Sperrdämpfung aufweisen und erfüllen die gleiche Aufgabe wie die Nachbildungen Zl und Z2 der Fig. 1. Wenn dieses der Fall ist und. der Verstärkungsfaktor al bzw. al der Verstärkerzweige'Al bzw. Al und der Dämpfungsfaktor -j- des Rückkopplungskreises B untereinander gleich sind, also

al = al = —,
b

dann ändert sich die resultierende Gesamtverstärkung a der Verstärkeranordnung nicht, wenn einer der Verstärker A1 bzw. Al ausfällt oder in seiner Verstärkung nachläßt.

Wenn nun Ein- und Ausgangswiderstände der Verstärkerzweige gleich sind mit denen der gesamten Verstärkeranordnung, ergeben sich zwischen ■ der Eingangsspannung ei der gesamten Verstärkeranordnung und den Eingangsspannungen et_t und ej₂ sowie den Ausgangsspannungen e₀₁ und e₀₂ der Verstärkerzweige Al und Al folgende Beziehungen:

1
—

TT=

~n

^^e<)1

Hieraus folgt:
1

e_Oi =

1
— al-b(e₀₁ — e₀₂)

al = bzw. al =

2 2

I bzw.

50

der um weniger als 1,2 db vom resultierenden Pegel / und dessen Phase um ~ von der von / abweicht.

In der in F i g. 2 dargestellten bekannten Verstärkeranordnung sind wiederum Al und Al zwei über die Gabeln Hl und Hl parallelgeschaltete Verstärkerzweige und B ein ihnen gemeinsamer Rückkopplungszweig. Wenn beide Verstärkerzweige gleiche Verstärkung aufweisen, tritt an dem Eingang 3, 4 des Rückkopplungskreises weder eine Mit- noch eine Gegenkopplungsspannung auf. Die Phasenbeziehungen zwischen den Signalen in den Verstärkerzweigen und den Spannungen im Rückkopplungskreis B sind so gewählt, daß, wenn ein Verstärker, z. B. Al, ausfällt oder in seiner Verstärkung nachläßt, an den Klemmen 3 und 4 — O01+ e₀₂) = -j=-ei-al.

⁵⁵ Hieraus ergibt sich die Ausgangsspannung e₀ der Gesamtanordnung mit

e₀ = -ττψ (e₀₁ + £02) = ei-al
und die Gesamtverstärkung a

60 ei

Es könnte also die Verstärkung al des Verstärkerzweiges abfallen bzw. sogar zu Null werden, die Gesamtverstärkung α würde erhalten bleiben.

Ein solcher vollständiger Pegelausgleich bei Ausfall eines Verstärkers würde aber auch bedeuten, daß die

5 6

Umlaufverstärkung den Wert 1 annehmen würde, also H4 zusammengefügt und dem Ausgangskreis Nl zu-

Rückkopplungsbedingung bestände und eine Selbst- geführt, aus dem für den Gegenkopplungsweg β die

erregung erfolgen würde. Um dieses zu verhindern, Gegenkopplungsspannung ausgekoppelt wird,

kann kein völliger Ausgleich erzielt werden. Es ist nur Die Gabeltype ist für Eingangsschaltungen, z. B.

5 für den Eingangskreis JVl und die Gabel H3, vor-

1 al al zuziehen und kann, wie in F i g. 4 dargestellt, mit

^a ~ ~2 -"7To" ~ TT ■ ^emem Übertrager Tl realisiert werden. In diesem Falle

1 '— ' erfolgt die Signalübertragung über den Eingangskreis

2 und die Gabel gemäß F i g. 4, die beiden Verstärker-ίο zweige μΐ und μ2 und eine Gabel H4 mit Ausgangs-

zu erreichen, wodurch bei Ausfall eines Verstärker- kreis JV2, die wiederum F i g. 4 entsprechen. Hierdurch zweiges der resultierende Pegel um 0,8 db niedriger ergibt sich aber ein beträchtlicher Phasengang, herliegt als der, der sich bei gleichzeitigem Arbeiten beider vorgerufen durch das Verhalten der verlustbehafteten Verstärkerzweige mit gleichem Verstärkungsfaktor Übertrager. Da aber diese Übertrager auch im Gegenergibt. 15 kopplungskanal der Verstärkeranordnung 10 liegen,

Es ist nun in der Praxis sehr schwierig, in Verstär- wird hierdurch auch der mögliche Gegenkopplungskeranordnungen nach F i g. 1 oder 2 den beiden grad beträchtlich eingeschränkt. Nun hängt die ge-Verstärkerzweigen über einen gewünschten Frequenz- wünschte Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Verbereich einen gleichen Phasengang zu geben. Gelingt Stärkeranordnung eng vom Gegenkopplungsgrad ab, dieses aber nicht, so wird hierdurch der Frequenzgang 20 so daß seine Begrenzung die Anwendung der Verstärder Verstärkeranordnung unzulässig verändert. Ebenso keranordnung 10 für breite Frequenzbänder erschwert, führt eine Änderung des Ein- bzw. Ausgangsschein- Die Übertrager der Gabelanordnungen nach Widerstandes der Verstärkeranordnung zu Schwierig- F i g. Ta und Ib sind so ausgelegt, daß den Verstärkerkeiten, wenn ihr ein Filter vor- bzw. nachgeschaltet ist. zweigen μΐ und μ2 Signalspannungen gleicher Phase Den Vorteilen der bekannten Verstärkeranordnungen ²5 angeliefert werden bzw. die gleichphasigen Ausgangsstehen also auch Nachteile gegenüber, die die prak- spannungen dieser Verstärkerzweige gleichphasig zutische Verwendung erschweren. sammengesetzt werden.

Es soll nun an Hand der F i g. 3 bis 10 die erfindungs- Es sollen nun die Verstärkeranordnungen gemäß

gemäße Verstärkeranordnung beschrieben werden. F i g. 5 und 6 mit den Gabelanordnungen nach

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungs- 3° Fig. 7a und 7b beschrieben werden. Die hierbei

gemäßen Verstärkeranordnung. Diese Verstärkeran- verwendeten Gabelschaltungen erlauben einen maxi-

ordnung 10 ist so aufgebaut, daß das ankommende, malen Gegenkopplungsgrad und führen zur Ausbil-

unverstärkte Signal dem Eingang eines Eingangs- dung der Verstärkeranordnungen nach F i g. 5 und 6.

kreises JVl zugeführt wird. Von diesem Eingangs- Hier sind bei der Verstärkeranordnung 10 wiederum

kreis JVl gelangt es über eine Gabel H3 an den Eingang 35 für gleiche Teile die bereits in Fig. 3 verwendeten

zweier völlig gleichartiger Verstärkerzweige μ 1 und μ2. Bezeichnungen benutzt worden. Als verstärkende EIe-

Ihre Ausgänge liegen über eine Gabel H4 an einem mente sind nur als Beispiel Transistoren angedeutet

Ausgangskreis JV2, von dem ein Gegenkopplungs- worden. Die Gabel H3' mit dem Übertrager TV ent-

kanalβ zum Eingangskreis JVl führt. Dem Ausgangs- spricht der der Fig. la. Jedoch ist die Wicklung für

kreis N2 wird das verstärkte Signal entnommen. Bei 4° den Nachbildwiderstand r_s entfallen, und hierfür sind

einer solchen Verstärkeranordnung aus einem Ein- die beiden gleichen Wicklungen 21 und 22 mit den r₅

bzw. Ausgangskreis JVl bzw. JV2, einem Gegenkopp- äquivalenten Widerständen r_x und r₂ überbrückt

lungskanal β und einer Verstärkereinheit 11, bestehend worden. Die beiden Gabelausführungen sind also

aus den Verstärkerzweigen μΐ und μ2 und den elektrisch gleichwertig. In gleicher Weise ist die

Gabeln H3 und HA, sind bei den Gabeln H3 und H4 45 GabelH4' aus der nach Fig. Ib abgeleitet, wobei

die Dämpfungen der Wege μΐ-Η3-μ2 bzw. μ 1-Η4-μ2 r₃ und r₄ die Nachbildwiderstände sind. Wenn die

möglichst groß zu machen, damit die Verstärkung Widerstände r_x, r₂, r₃ und r₄ so gewählt werden, daß

jedes Verstärkerzweiges nicht durch den anderen beein- die Sperrdämpfung auf den Wegen μ1-Η3'-μ2 und

flußt wird. Wenn also die Verstärkung eines Zweiges μ1-Η4'-μ2 möglichst hoch ist, so kann die gegenseitige

absinkt oder gar ausfällt, beträgt der Pegelverlust am 5° Beeinflussung der beiden Verstärkerzweige μΐ und μ2

Ausgang maximal 3 db. für ein großes Frequenzband aufgehoben werden. Da

Es soll bemerkt werden, daß die Änderung des die beiden Übertrager TV bzw. Tl' in den Gabeln H3'

Ausgangspegels der gesamten Verstärkeranordnung 10 bzw. H4' nur zwei gleiche Wicklungen aufweisen,

nun noch abhängig ist von den Werten des Gegen- können ihre Eigenschaften sich denen eines idealen

kopplungsweges ß. Wenn die Gegenkopplung vor Auf- 55 Übertragers annähern.

treten der Störung 36 db betrug, bewirkt ein Pegel- Zu den Parallelwiderständen r_lt r₂, r₃ und r₄ der

verlust von 3 db in der Verstärkereinheit 11 nur einen Wicklungen der Übertrager Tl und T2 können, wie

Pegelrückgang von 0,1 db der gesamten Verstärker- in F i g. 5 und 5 dargestellt, Kondensatoren Cl, C2,

anordnung 10. Ebenso werden durch die Gegenkopp- C3 und C4 parallel geschaltet werden, um Selbst-

lung, abhängig vom Gegenkopplungsgrad, Änderungen 60 erregung bei hohen Frequenzen zu verhindern. Die

des Ein- und Ausgangsscheinwiderstandes sowie des gleiche Maßnahme kann mit den Kondensatoren C5

Phasenganges vermindert. bzw. C6 auch bei den an den Gabeln Ή3' bzw. H4'

Die¹ Gabel H3 in F i g. 3 führt das von dem Ein- liegenden Wicklungen der Übertrager Γ3 bzw. TA der gangskreis JVl abgegebene Eingangssignal, dem die Ein- bzw. Ausgangskreise JVl bzw. JV2 durchgeführt Gegenkopplungsspannung überlagert wurde, gegen- 65 werden. So wird Selbsterregung bei hohen Frequenzen phasig den beiden Verstärkerzweigenμΐ und μΐ zu. durch die Kondensatoren Cl bis C 6 und bei niedrigen Ebenso werden die gegenphasigen Ausgangsspannun- Frequenzen durch die Induktivitäten des Übertragen der Verstärkerzweige μΐ und μΐ durch die Gabel gers TV verhindert. Es dienen also die Gabelelemente

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7 8

T₁MSf₄ und Cl bis CA gleichzeitig zum Verhindern Es sei ei die Eingangsspannung der Verstärkereiner Selbsterregung. anordnung und fa ■ et die Spannungen an den Punkten

Die Verstärkeranordnungen 10 der F i g. 5 bzw. 6 33 und 34 am Eingang der beiden Verstärkerzweige μΐ

weisen eine unterschiedliche Stufenzahl auf. Mithin und μΐ bei einem Gegenkopplungsfaktor 0, dann sind

unterscheiden sich auch ihre Ausgangsspannungen in 5 die Eingangsspannungen an diesen Punkten 33 und 34:

bezug auf das Eingangssignal in ihrer Phasenlage k · e

um 180°. Hierauf ist bei der Ausbildung der Gegen- ■ —~i^—

kopplungskreise Rücksicht zu nehmen. Während in 1 + Ιεμ-β
der F i g. 5 die Gegenkopplungsspannung von der

gegenüber der Eingangselektrode gegenphasigen Aus-. io für einen Gegenkopplungsgrad k/t ■ ß. Die Ausgangsgangsspannung abgeleitet werden kann, ist bei P i g. 6 spannungen El und El der Verstärkerzweige μΐ und die Ausgängsspannung gegenüber der Eingangselek- μΐ an den Punkten 31 und 32 betragen dann:
trode gleichphasig. Hier wird deshalb . die Gegen- ^.

kopplungsspannung dem Emitter der letzten Verstär- ßi _ —-—·μ1,

kerstufe entnommen, da dieser Punkt gegenüber der 15 . 1 + ΐ€μβ
Eingangselektrode Gegenphasenlage aufweist. Da

dieser· Gegenkopplungsweg rein reelle Widerstände p~ _ fa' ei ~

aufweist, ist die Verstärkeranordnung nach Fig. 6 ~ 1 + kμß (1)
zum Verstärken großer Frequenzbänder geeignet.

Fig. 8 zeigt nun eine Reihe von Modifikationen 20 und hieraus die resultierende Ausgangsspannung:

einer Eingangsgabel. Entsprechende Ausgangsgabel- · -,

schaltungen können analog gebildet werden. Die E = k₀(El + El). = — Ar₀ μ.

Impedanzen 23 bis Zi können aus reellen Wider- 1 ~\- Ιτ,μβ

ständen oder aus komplexen Zweipolen bestehen, so

daß dem jeweiligen Anwendungszweck entsprechend 25 Hierin sind μΐ und μΐ die Verstärkungsfaktoren der

leicht eine geeignete Gabel gefunden werden kann. Verstärkerzweige, β der Gegenkopplungsfaktor

Bei den erfindungsgemäßen Verstärkeranordnungen μ=μ1+μ1, k ist eine Konstante, abhängig allein

tritt infolge der parallelen Verstärkerzweige nicht nur von JVl, 273, HA und JV2, fa bzw. k₀ sind allein

keine Signalunterbrechung auf, es kann auch der abhängig von JVl und H3 bzw. HA und JV2. Durch

Gegenkopplungsgrad so hoch gewählt werden, daß 3° Umformung erhält man

durch Ausfall eines Verstärkerzweiges keine nicht El 1 1

vernachlässigbaren Änderungen des Ausgangspegels, —— = J-— = *——-—,

der Ein- und Ausgangsscheinwiderstände sowie des E &μ k_o{ßl + μΐ)

Phasenganges der Verstärkeranordnung auftritt. Bei

den behandelten Verstärkereinrichtungen ist auf die 35 -^2 _ μΐ _ μΐ

Stromversorgung der verstärkenden Elemente nicht ein- ε kμ k_o(ßl + μΐ) '

gegangen worden. Da durch die starke Gegenkopplung

nicht nur der Einfluß des Ausfalles eines Verstärker- El __ μΐ

zweiges, sondern ebenfalls der beim Auswechseln eines ^2 "*" »2 '

Verstärkerzweiges unvermeidliche Verstärkungsunter-40

schied zwischen altem und neuem Verstärkerzweig Hieraus ist zu ersehen, daß in der erfindungsgemäßen

etwa ic

Pli ? &. fÄ „ #-H** ™ Oeg_en_ko_Pplu„_gsgrad der

k f d

Zurückkommend auf die bekannte Verstärkeranord- ordnung sind. Ihr jeweiliger Wert ist direkt abhängig

nung nach Fig. 1 müssen die beiden Verstärker- von einer Änderung von μΐ bzw. μΐ. Dieses erlaubt

zweige ^41 und A1 untereinander möglichst weitgehend eine Überwachung der einzelnen Verstärkerzweige,

gleiche Werte aufweisen. Es müssen also auch hier, Selbst wenn der Gegenkopplungsgrad der Verstärker-

damit dieses auf lange Zeit sichergestellt ist, die ein- 50 anordnung so groß ist, daß die Ausgangsspannung voll

zelnen Verstärkerzweige Al bzw. Al selbst stark stabilisiert ist, so ändert sich doch der Verstärkungs-

gegengeköppelt werden. faktor in jedem Verstärkerzweig und kann durch

Schwierig ist auch die Überwachung dieser Ver- _fY, , El E2 _u Ei , _A ,.
Stärkeranordnung. Man könnte der Verstärkeranord- Überwachung von -g-, T ^w. _w oder derhiernung auch einen Verstärkerzweig entnehmen und in 5s zu reziproken Werte festgestellt werden,
der üblichen Weise durchmessen. Fällt aber nun In F i g. 9 ist ein Ausführungsbeispiel zweier Verplötzlich der andere Zweig aus, so führte dieses zu stärkerzweige für die erfindungsgemäße Verstärkereiner Signalunterbrechung. anordnung angedeutet. Die Punkte 31 bis 34 ent-

Man könnte auch daran denken, die Rückkopp- sprechen den gleich bezeichneten in F i g. 3, jedoch

lungsspannung zur Anzeige zu verwenden. Die in ihr 60 sind die Gleichstromwege durch die Kondensatoren

vorhandene Signaldynamik macht diese Methode aber ClI bis C14 unterbrochen. Dieses ist vorteilhaft, damit

extrem schwierig. ein die Gleichstromwerte verändernder Fehler in einem

Anders bei einer erfindungsgemäßen Anordnung Verstärkerzweig nicht auf die anderen Baugruppen der

nach F i g. 3. 31 bzw. 32 seien die Ausgangspunkte der Verstärkeranordnung rückwirkt. Die Gleichstromwege

Verstärkerzweige μΐ bzw. μΐ. Durch, die Gabel H4 65 in den Verstärkerzweigen können z. B. durch Induk-

sind diese Punkte weitgehend gegeneinander entkop- tivitäten Ll bzw. Ll geschlossen werden. Die Ver-

pelt, so daß die an ihnen anstehenden Pegelwerte sich sorgungsspannung wird diesen Verstärkerzweigen über

mir sehr wenig gegeneinander beeinflussen. die Punkte 35 und 36 zugeführt.

In der F i g. 9 sind nun die InduktivitätenLl undL2 mit einer Sekundärwicklung versehen. Hierdurch ist es möglich, die Ausgangsspannungen dieser Verstärkerzweige an den Punkten 37 bzw. 38 zu messen. Es kann an diesen Punkten bei entsprechendem Übersetzungsverhältnis der Übertrager Ll bzw. L2 eine niederohmige Überwachungseinrichtung angeschlossen werden. Bei Anschluß einer solchen Anordnung an die Punkte 31 bzw. 32 müßte diese sehr hochohmig sein, und ihr Eingang gleichzeitig die Versorgungsgleichspannungen abriegeln.

Die Verstärkeranordnung könnte nun dadurch überwacht werden, daß die Werte El, El und E nacheinander gemessen werden. Hierzu wäre es aber notwendig, an den Eingang der Anordnung einen konstanten Pegel, etwa einen Pilotton, anzulegen, da infolge der Dynamik des Übertragungssignals sich die Momentanwerte ständig ändern. Ein solches Verfahren ist umständlich und aufwendig.

In Fig. 10 ist nun eine Verstärkeranordnung mit Überwachungseinrichtung dargestellt, die diese Schwierigkeiten überwindet. Sie entspricht der Anordnung nach F i g. 3 mit Verstärkerzweigen entsprechend denen der F i g. 9 und weist zusätzlich eine Überwachungseinrichtung 12 auf. Hierin sind AVl und AVl veränderliche Dämpfungsglieder mit einer in Dezibel bzw. Neper geeichten Skala. Sie sind über eine Gabel HS miteinander verbunden, so daß die Sperrdämpfung auf dem Wege AVl-H'5-AVl möglichst groß ist.

Die Ausgangsspannungen El und El werden nun in der Gabel H5 so zusammengesetzt, daß sie sich bei gleicher Amplitude aufheben. Wenn nun an einer besonderen Wicklung der Gabel H5 ein Pegelmesser angeschlossen wird, kann sein Ausschlag mittels der Dämpfungsglieder AVl undylF2 auf ein Minimum abgeglichen werden. Da die Dämpfungsglieder in einem Dämpfungsmaß, also in Verhältniszahlen ge-

τρ-*

eicht sind, kann der Wert -=5- direkt als Differenz

der Einstellung beider Dämpfungsglieder abgelesen werden. Naturgemäß kann eines der Dämpfungsglieder auch einen festen Wert aufweisen. Dann kann das zweite direkt in Verstärkungsabweichung geeicht werden, wobei bei diesem der Nullpunkt dann bei dem Dämpfungswert des festen Gliedes liegt und auf der Skala direkt in Dezibel bzw. Neper zu beiden Seiten

dieses Nullpunktes das Verhältnis -==
zulesen ist.
Vorteile dieser Überwachungseinrichtung sind nun:

1. Gegenüber der Notwendigkeit, einen selektiven Pegelmesser verwenden zu müssen, wenn Verstärkungsüberwachung mit einem Pilotton erfolgt, kann hier ein gewöhnlicher, nichtselektiver Pegelmesser verwendet werden.

2. Der Überwachungskreis 12 ist sehr einfach und wenig aufwendig. Auch läßt er sich für mehrere Verstärkereinrichtungen gemeinsam einsetzen, wenn für eine Umschaltmöglichkeit gesorgt wird.

3. Es ist nur ein nichtselektiver Pegelmesser notwendig, so daß sich die Anordnung für Verstärker verschiedenen Übertragungsbandes einsetzen läßt, solange diese Bänder im Meßfrequenzbereich des verwendeten Pegelmessers liegen.

4. Bedienung und Ablesung sind sehr einfach.

, El ,

bzw. -gj- ab-Der Überwachungskreis 12 nach F i g. 10 ist also ' eine sehr zweckmäßige und wirtschaftliche Lösung der Verstärkungsüberwachung.
In den bisherigen Beispielen waren die Verstärkerzweige über eine Gabelschaltung an den Eingangskreis angekoppelt. Sie können aber auch direkt oder über andere Entkopplungsmittel mit dem Eingangskreis verbunden sein.
Die erfindungsgemäße Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit ist also eine gegengekoppelte Verstärkeranordnung, bei der die Gegenkopplung vom Ausgangskreis abgeleitet wird und auf den Eingangskreis der Anordnung führt, bei der der eigentliche Verstärkerweg aus zwei oder mehreren Verstärkerzweigen besteht, die eingangsseitig direkt oder über Entkopplungsmittel parallelgeschaltet sind, deren Ausgänge über Entkopplungsmittel, beispielsweise Gabeln, so parallel geschaltet sind, daß keine Rückwirkungen zwischen den Ausgängen der einzelnen Verstärkerzweige erfolgen, und bei der an den Ausgängen der Verstärkerzweige ein Überwachungspunkt für den Pegel des einzelnen Verstärkerzweiges vorgesehen ist. Es wurde eine vorteilhafte Überwachungsanordnung zum Anschluß an diese Punkte beschrieben, jedoch ist z. B. auch der Anschluß einer Einrichtung möglich, die automatisch ein Alarmsignal gibt, wenn die Werte

- -'^: um &n bestimmtes Maß von einem vorgegebenen Wert abweichen.
Die im vorhergehenden beschriebene erfmdungsgemäße Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit erlaubt also eine Signalunterbrechungsfreie Übertragung auch bei Ausfall eines Zweigverstärkers. Da hierbei auch praktisch keine Änderung des Ausgangspegels erfolgt, macht sich ein solcher Ausfall auch in einer aus mehreren Verstärkern bestehenden Verstärkerkette nicht bemerkbar. Eine einfache Überwachungseinrichtung läßt rechtzeitig das Nachlassen eines Verstärkerzweiges erkennen und erlaubt so ein Auswechseln des Zweigverstärkers bereits vor gänzlicheni Ausfall.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verstärkeranordnung hoher Betriebssicherheit, bei der die Verstärkung in zwei oder mehreren gleichzeitig parallel arbeitenden Verstärkerzweigen sowie eine Gegenkopplung vom Ausgang auf den Eingang erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verstärkerzweige (μΐ, μ 2 ...) gleichzeitig arbeiten und an den für alle Verstärkerzweige (μΐ,μΐ ...) gemeinsamen Ein- und Ausgang (Nl und Nl) der Anordnung über Gabelschaltungen (H3, H4) angeschlossen sind, die eine so hohe Übergangsdämpfung aufweisen, daß ein Kurzschluß im Ein- oder Ausgang eines Verstärkerzweiges (μΐ bzw. μΐ ...) sich nicht als Belastung der anderen Verstärkerzweige (μΐ bzw. μΐ ...) auswirkt und daß von dem gemeinsamen Ausgangskreis (Nl) auf den gemeinsamen Eingangskreis (Nl) über einen Gegenkopplungsweg (ß) eine derartig starke gemeinsame Gegenkopplung aller Verstärkerzweige (μΐ, μΐ ...) erfolgt, daß Änderungen der Verstärkung einer der Verstärkerzweige (μ1_ oder μΐ ...) nur praktisch vernach-

lässigbare Änderungen der Gesamtverstärkung zur Folge haben.

2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (Tl

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bzw. Tl) der Gabelschaltungen (H3 bzw. HA) nur zwei gleiche Wicklungen (21, 22) aufweist, denen die Nachbildwiderstände (T₁, r₂ bzw. r_a, /·„) und Kondensatoren (Cl, Cl bzw. C3, C4) zum Verhindern einer Selbsterregung an der oberen Frequenzgrenze parallel liegen.

3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch den den Verstärkerzweigen (μΐ, μ2) benachbarten Zweigen der Ein- und Ausgangskreise (Nl bzw. N2) Kondensatoren (C5 bzw. · C6) parallel geschaltet werden.

4. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Verstärkerzweige (μΐ bzw. μ2) vorzugsweise niederohmige Überwachungspunkte (37, 38) vor- 15· gesehen sind, an denen die voneinander unabhängige Messung des Ausgangspegels der Verstärkerzweige (μΐ, μ2) erfolgt.

5. Verstärkeranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an diese Überwachungspunkte (37, 38) eine Gabelanordnung (HS) angeschlossen ist, die so ausgebildet ist, daß bei Spannungs- und Phasengleichheit an den Punkten {37, 38) an einer separaten Ausgangswicklung

Spannungsnull entsteht, und daß die bei ungleichen Werten an den Punkten (37, 38) entstehende resultierende Spannung bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes ein Alarmsignal auslöst.

6. Verstärkeranordnung nach ^Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an diese Überwachungspunkte (37, 38) regelbare Dämpfungsglieder (AVl, AV2) angeschlossen sind, daß die .an ihrem Ausgang anstehenden Spannungen in einer Gabel (HS) so zusammengesetzt werden, daß sich an einer galvanisch getrennten Ausgangswicklung bei Spannungs- und Phasengleichheit der resultierende Wert Null ergibt, und daß eines der mit einer geeichten Skala versehenen regelbaren Dämpfungsglieder verstellt wird, bis sich an der Ausgangswicklung der Gabel (H5) Spannungsnull ergibt und dann an seiner Skala der Verstärkungsunterschied zwischen den .Verstärkerzweigen (μΐ, μ!) abgelesen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 850 011;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 088 101, 1 078 620;
schweizerische Patentschrift Nr. 233 043.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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