DE1302059B - Daempfungs- und Laufzeitentzerrer

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Description

Claims

DE1302059B

Publication number: DE1302059B
Application number: DEP1762201.4-3A
Authority: DE
Inventors: Feistel; Dipl-Ing Karl Heinz
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1968-04-27
Filing date: 1968-04-27
Publication date: 1969-11-13
Also published as: NL6902479A; FR2007088A1; GB1237646A; US3568101A; SE341761B

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Entzerrung eines mit Dämpfungs- und Laufzeitverzerrungen behafteten Übertragungssystems, insbesondere eines Fernsprechkanals, die aus einer Kettenschaltung von einstellbaren, voneinander entkoppelten Teilentzerrern besteht, von denen jeder Teilentzerrer eine Brückenschaltung darstellt mit zwei gleichartigen benachbarten Brückenzweigen und mit zwei weiteren benachbarten Brückenzweigen, von denen der eine entweder nur ein erster einstellbarer ohmscher Widerstand oder eine Parallelschaltung eines ersten einstellbaren ohmschen Widerstandes, einer einstellbaren Induktivität und einer festen Kapazität und von denen der andere entweder eine Reihenschaltung eines zweiten einstellbaren ohmschen Widerstandes, einer festen Induktivität und einer einstellbaren Kapazität oder nur ein zweiter einstellbarer ohmscher Widerstand ist.

Derartige Entzerrer werden beispielsweise dann benötigt, wenn man einen nur für die übermittkmg von Sprache ausgelegten Kanal auch für die schnelle Übertragung von Daten benutzen will.

Eine bekannte Schaltungsanordnung zur Entzerrung von Dämpfung und Laufzeit ist zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem Dämpfungsentzerrerteil, dessen Einstellung zusätzliche Laufzeitverzerrungen hervorruft, die ihrerseits ausgeglichen werden müssen, und einem reinen Laufzeitentzerrerteil, der als Allpaßschaltung keine Dämpfung verursacht. Diese Art der Dämpfungs- und Laufzeitentzerrung _₁₀ bedingt einen sehr hohen Aufwand.

Andere bekannte Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer (»Equalizer 10 492-B« der Fa. Western Union Telegraph Company) bilden gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild eine Kette durch Trennverstärker 1 entkoppelter Teilentzerrer 2. die zwischen ein von einem Snder 3 gespeistes zu entzerrendes System 4 und einen Empfänger 5 geschaltet ist. Jeder Teilcntzerrer 2 ist gemäß der in F i g. 2 dargestellten Prinzipschaltung als Brückenschaltung ausgebildet, deren beiden ersten benachbarten Brückenzweige aus zwei festen ohmschen Widerständen 21, 22 bestehen, deren Widerstands verhältnis 1 :3 ist, und bei der die Brückeneinspeisung an der von den voneinander abgewandten Enden dieser beiden Widerstände 21, 22 gebildeten Brückendiagonale erfolgt. Die beiden anderen benachbarten Brückenzweige werden einerseits von einer Parallelschaltung eines ersten einstellbaren Widerstandes 23, einer einstellbaren Spule 24 und eines festen Kondensators 25 und andererseits von einem zweiten einstellbaren Widerstand 26 gebildet. Diese bekannten Teilentzerrer haben den Nachteil, daß die Dämpfung nicht ohne weiteres auf vorgegebene Werte voreinstellbar ist, weil die vorzunehmende Dämpfungseinstellung von der jeweils eingestellten Laufzeit abhängig ist. Die bekannten Teilentzerrer werden zunächst auf die gewünschte Laufzeit durch Einstellen der beiden veränderbaren Widerstände 23, 26 auf gleiche, der betreffenden Laufzeil zugeordnete Werte gebracht. Dabei ist die bei jeder Einstellung auftretende maximale Laufzeit bei Verwendung einer Parallelschaltung etwa den Widerstandswerten, bei Verwendung einer Reihenschaltung etwa deren Leitwerten proportional, und es tritt zunächst keine Dämpfung auf. Nach Vornahme dieser Laufzeiteinstellung wird der Dämpfungsabgleich durch Verändern des am Schwingkreis 24, 25 liegenden (ersten) veränderbaren Widersiandes 23 vorgenommen, wobei die bei der betreffenden Einstellung auftretende maximale Dämpfung vom Verhältnis der Widerstände 23 und 26 abhängt. Daraus folgt die oben angegebene Abhängigkeit der Dämpfungseinstellung von der jeweiligen Laufzeiteinstellung, die eine Einstellung mittels Stufenschaltern und damit eine reproduzierbare Einstellung der Dämpfungswerte unmöglich macht.

Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile der bekannten Entzerrer dadurch, daß die beiden gleichartigen Brückenzweige von hintereinandergeschalteten Teilwicklungen eines Übertragers gebildet sind, die zueinander ein einsteilbares übersetzungsverhältnis

η = I₁ + ii (1 + (,)

aufweisen, und daß parallel zur ersten Teilwicklung, die die relative Windungszahl »eins« hat und die an dem ersten einstellbaren ohmschen Widerstand bzw. an dem Parallelschwingkreis liegt, dem der erste einstellbare ohmsche Widerstand parallelgeschaltet ist, die Brückeneinspeisung bei durchgehendem Nullleiter erfolgt, mit

ii = 10

wobei £(„ gleich der jeweils gewünschten Dämpfung des betreffenden Teilentzerrers bei der Resonanzfrequenz seines Schwingkreises ist und ii in mehreren, die gewünschten Dämpfungswerte von <;,, ergebenden Stufen einstellbar ist. Welche der beiden möglichen Varianten — ein Reihenschwingkreis im vierten Brückenzweig oder ein Parallelschwingkreis im dritten Brückenzweig man zweckmäßigerweise wählt, wird vor allem dadurch bestimmt, ob die zur Verwendung kommende Schwingkreisspule vorwiegend Reihen- oder Parallelverhiste aufweist. Bei richtiger Wahl der Schaltung können die Verluste berücksichtigt werden.

Die Einstellung der Maximaldämpfung </„,- ist von der Einstellung der Laufzeit unabhängig, und das bei Einstellung verschiedener Dämpfungs- und Laufzeitvverte immer konstant bleibende Widerstandsverhältnis erlaubt die Verwendung stufenweise schaltbarer Festwiderstände von hoher Genauigkeit.

Es empfiehlt sich, daß eine dritte Teilwickking des Übertragers mit den beiden festen Teilwicklungen wahlweise gleich- oder gegensinnig verbindbar ist (ii positiv oder negativ). Bei der gegensinnigen Verbindung der dritten Teilwicklung ergibt sich ein Minimalphasenverhalten. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, daß der auf die höchste und der auf die tiefste Resonanzfrequenz abstimmbare Teilentzerrer jeweils eine mit seiner ersten und seiner zweiten Teilwicklung gegensinnig fest verbundene dritte Teilwicklung und die übrigen Teilentzerrer eine mit ihrer ersten und mit ihrer zweiten Teilwicklung gleichsinnig fest verbundene dritte Teilwicklung haben. Auf diese Weise gelingt es, an den besonders kritischen Bandgrenzen einen Dämpfungsgrobabgleich vorzunehmen, ohne damit das Laufzeitverhalten des Übertragungssystems wesentlich zu beeinflussen.

Die Erfindung ist in den F i g. 3 bis 11 der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Hierbei zeigt

F i g. 3 ein Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem Reihenschwingkjeis.

F i g. 4 ein Prinzipschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem Parallelschwingkreis.

F i g. 5 ein detailliertes Schaltbild der in F i g. 3 dargestellten Anordnung,

F i g. 6 ein weiteres Prinzipschaltbild der Anordnung nach F i g. 5,

F i g. 7 eine Darstellung der Nullstellen und Pt)Ie der Anordnung nach F i g. 6 in der komplexen Ebene,

Fig. 8 bis 8c jeweils eine Darstellung des Dämpfungsverlaufs in Abhängigkeit von der Frequenz bei verschiedenen Parametern.

F i g. 9 bis 9 b jeweils eine Darstellung des Laufzeitverlaufs in Abhängigkeit von der Frequenz bei verschiedenen Parametern,

Fig. 10 eine Darstellung des Laufzeit- und des Dämpfungsverlaufs eines Teilentzerrers in Abhängigkeit von der Frequenz bei beiden Stellungen des (Minimalphasen-)Schalters S {Fig. 6) und

Fig. 11 eine Darstellung des Laufzeitverlaufs einer Entzerrerkette in Abhängigkeit von der Frequenz in beiden Stellungen der Minimaiphasenschalter aller Teilentzerrer.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist ein erster Brückenzweig von einer ersten Teil wicklung 31. die die relative Windungszahl »eins« aufweist, und ein zweiter gleichartiger Brückenzweig von einer zweiten Teilvvicklung 32 mit der relativen Windungszahl /, sowie einer dritten Teilwicklung 33 eines Spartransformators 34 gebildet, die derart mit Abgriffen 35 versehen ist, daß an ihr verschiedene relative Windungszahlen

abgreifbar sind, die verschiedene Stufenwerte der Dämpfung «,,, des Teilentzerrers ergeben. Ein dritter Brückenzweig ist von einem stufenweise einstellbaren ersten Widerstand 36 und ein vierter Brückenzweig von einer Reihenschaltung gebildet, die einen zweiten stufenweise einstellbaren Widerstand 37. der gemeinsam mit dem ersten einstellbaren Widerstand 36 betätigbar ist und der bei jeder Einstellung den /,-fachen Widerstandswert wie dieser aufweist, und einen Reihenschwingkreis enthält, der aus einer festen Induktivität 38 und einer einstellbaren Kapazität 39 besteht. Ein Umschalter 310 gestattet, die dritte, einstellbare Teilwicklung 33 mit den beiden festen Teil wick hingen 31 und 32 wahlweise gleich- oder gegensinnig zu verbinden. Die Brückeneinspeisung erfolgt nicht an der gesamten von den drei Teilwicklungen 31. 32, 33 gebildeten Brückendiagonale. sondern nur parallel zu der ersten Teilwicklung 31. so daß sich ein durchgehender Nulleiter 311 ergibt, der auch am Brückenausgang liegt.

Das zweite Alisführungsbeispiel gemäß F i g. 4 unterscheidet sich vom ersten Ausfiihrungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß der dritte Brückenzweig aus einer Parallelschaltung eines ersten einstellbaren ohmschen Widerstandes 46, einer einstellbaren Induktivität 49 und einer festen Kapazität 48 und daß der vierte Brückenzweig nur aus einem zweiten einstellbaren ohmschen Widerstand 47 besteht. Die übrigen Schaltungselemente entsprechen denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Die Teilentzerrer des ersten und des zweiten Ausfiihrungsbeispiels werden eingangsscitig mit Urspannung und ausgangsseitig im Leerlauf betrieben, wozu zwischen die Teilentzerrer als Impedanzwandler wirkende Stufen (entsprechend 1 in F i g. 1) eingeschaltet sind. Es ist aber auch möglich, jeweils die Ein- und Ausgänge zu vertauschen, was einen Betrieb mit Urstrom am Eingang und Kurzschluß am Ausgang ermöglicht.

Bei der praktischen Ausführung eines dem ersten Ausführmigsbeispiel entsprechenden Teilentzerrers besteht gemäß F i g. 5 der Spartransformator 54 aus einer ersten Teilwicklung 51 mit der relativen Windungszahl »eins«, einer zweiten Teihvicklung 52 mit der relativen Windungszahl #, und einer dritten Teilvvicklung 53 mit der (ebenfalls festen) relativen Windungszahl 1 -f >_h deren in der Schaltung wirksamer Windungssinn mittels eines Umschalters 510 wahlweise umkehrbar ist. Der einstellbare Faktor ii. mit dem die feste Windungszahl I + #, der dritten Teilwickluni»53 in der Schaltuns bewertet wird

«,„ = 20Ig|~|dB

wird mittels einer zweigliedrigen Kettenschaltung zweier stufenweise schaltbarer Sparübertragerteiler

512. 513 realisiert, die in der einen Endstellung "im« = ' erreicht. Zur Erzielung von Stufenweiten ii,· > 3 ist ein weilerer Umschalter 514 vorgesehen.

bei dessen Betätigung Eingang und Ausgang der Kettenschaltung vertauscht werden. Hierbei kommt eine negative Dämpfung derselben Größe zustande.

Auf diese Weise läßt sich eine sehr feine dekadische Einstellung sowohl der positiven Dämpfungswerte (η < 1) als auch der negativen Dämpfungswerte (ii > 1) erreichen.

An Steile einfacher einstellbarer Widerstände (36. 37 in Fig. 3) sind hier jeweils zwei Widerstandsdekaden

56. 56«: 57. 57« vorgesehen, die eine genauere Feineinstellung erlauben. Da bei der gewählten Reihenschaltung der Schwingkreiselemente 58. 59 der Leitwert der einstellbaren Widerstände 56. 56«: 57. 57« für die bei jeder Einstellung auftretende maximale Laufzeit maßgeblich ist, sind die Dekaden 56. 56«:

57, 57« jeweils parallel geschaltet, wobei die Einstellorgane entsprechend gekuppelt sind.

Zur Berücksichtigung des sjmbolisch durch einen Widerstand 515' dargestellten Kupferwiderstandes der die Induktivität 58 des Reihenschwingkreises darstellenden Spule und des Übertragers 54 (hier hauptsächlich der Teilvvicklung 52) ist ini dritten Brückenzweig ein Ausgleichswiderstand 515 vorgesehen.

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsheispiels eines Teilentzerrers wurde von Fig. 6 ausgegangen.

Der Sparübertrager besitzt drei Teiiwicklungen. die mit ihren relativen Windungszahlen 1.. und ü · (I t- ι,) bezeichnet sind. Die erste Teilwicklung I *\\dcl einen ersten Brückenzweig, an dem auch die Brückeneinspeisung erfolgt, und die Teiiwicklungen ,, und

(Ό H-(I+//) bilden einen zweiten Brücken/weig. Die dritte Teilwicklung H-(I + ;,) ist mittels eines Schalters S umpolbar. Im dritten Briicken/ucig liegt ein erster einstellbarer ohmscher Widerstand R₁ - R, und der vierte Briickenzweig wird von einem Reihenschwingkreis mit der einstellbaren Kapazität C und der festen Induktivität L sowie mit einem damit in Reihe geschalteten zweiten einstellbaren ohmschen Widerstand R₁ = >_tR gebildet.

Diese Schaltung besitzt die Übertragungsfunktion

1 <" T₀ = - =

	¹ + (I + I₁)	R *ID_nL*	1
/~	+ (! + /,)·	R u-	·/. + ,
(A	- A.v) (A -	/v)
(A	- A») (A -	An) '

Mir λ_χ 1 +

«„ = 20 Ig

™Ή = 20 Ig

t.p I

Die Fig. 8 bis 8c zeigen die physikalische Bedeutung dieser drei Größen. In F i g. 8 ist der prinzipielle Verlauf der Dämpfung

IO

Mil einer beliebigen normieren 'en 1 requenz /„ gelten dabei die Abkürzungen ii — [ und <■>„ = 2.τ /„.

Dies stellt eine öbertragungsfun'.tion zweiten Grades dar. deren zwei Nullstellen und zwei Pole in der komplexen Ebene (Gaußsche Zahlenebene) auf einem Kreise liegen (Fig. 7). Die Poly/.,.und λ,, und die Nullstellen /._v und A__v treten stets komplex konjugiert auf. und sie besitzen alle denselben Betrag. Daher genügen drei Angaben, um ihre Lage in der komplexen Ebene eindeutig zu kennzeichnen. Es gelten folgende Beziehungen

a =

IU

U.vl =

Wc A.v = - -

-J LC

Aus (2) bis (4) ist ersichtlich, daß die Kapazität C lediglich den Betrag der Nullstellen und Pole beeinllußt, der Widerstand R I— R₁ = ²J dagegen nur den Realteil der Nullstellen und das übersetzungsverhältnis ü nur den Quotienten aus den Realteilen der Nullstellen und Pole. Diese drei Angaben genügen zur eindeutigen Beschreibung der Pol-Nulistellen-Konfiguration. Dementsprechend sind diese drei Größen C, R und ii an jedem Teiienlzerrer von außen an Knöpfen einstellbar. Die Größe L ist bei dieser Schaltung konstant, ebenso I₁. Zu beachten ist, daß eine Änderung von R die gleichzeitige Änderung von R₁ und R₂ unter Wahrung ihres Verhältnisses j, zueinander bedeutet.'Da es meist vorteilhaft ist. wenn R₁ = R₂ = R ist. wird man im allgemeinen ;, = 1 wählen.

Die vorliegende Schallung gestaltet also bei einer Kettenschaltung von m Teilentzerrern die Einstellung einer übertragungsfunktion vom Grade 2m, bei der jeweils zwei komplex konjugierte Nullstellen und Pole auf einem gemeinsamen Kreis liegen. Die optimale Lage dieser Nullstellen und Pole kann mittels eines Elektronenrechners unter Zugrundelegung der Dämpfungs- und Gruppenlaufzeitverzerrung des zu entzerrenden Ubertragungssystems berechnet werden. Soll auf diese Rechnung verzichtet werden, so kann die Entzerrung auch durch Probieren erreicht werden, d. h. durch abwechselnde Bedienung der Stellglieder.

Die drei Einstellknöpfe jedes Teilentzerrers sind in folgenden Größen geeicht:

I

-MC eines Teilentzerrers ih Abhängigkeit von der norinierfen Frequenz /_' dargestellt. t/„ ist seine maximale Dämpfung, die jeweils bei der Frequenz ii = „'_>„ auftritt.

F i g. 8a zeigt denselben Zusammenhang, wenn man U_n und damit die Resonanzfrequenz des Reihen-Schwingkreises L. C als Parameter wählt, d. h. auf verschiedene Werte einstellt. Die maximale Dämpfung £/„ und die Einstellung von T₀ werden dabei konstant gehalten.

Fig. 8b zeigt denselben Zusammenhang, wenn man T„ des Entzerrers als Parameter wählt, d. h.

R = R, = —^ auf verschiedene Werte einstellt. Hier-

bei ändert sich die Bandbreite der Dämpfungskurve. Die maximale Dämpfung«,, und die Rcsonanzfrequenz /.'„ des Reihenschwingungskreises L. C weiden dabei konstant gelassen.

F i g. Hc zeigt denselben Zusammenhang, wenn man ci_ts und damit die maximale Dämpfung des Entzerrers als Parameter wählt, d. h. ii auf verschleiß dene Werte einstellt. Hierbei ändert sich die maximale Dämpfung «„. und bei Werten von ü > 1 tritt eine Entdämpfung auf. d. Ii. a„ wird negativ.

In V i g. 9 ist der prinzipielle Verlauf der normierten Gruppenlaufzeit 7" eines Tcilentzerrers in Abhängigkeit von der normierten Frequenz ii für H₁, = 0 dargestellt (κ = 1. AHpaiiverhalten). Denkt man sich die Frequenzachse ins negative verlängert, so sel/t sich diese Laufzeitkurve T additiv aus zwei zur T-Aehse symmetrisch liegenden Teilkurven T₁ und 7, zusammen, die dieselben Maximalwerte T₁, bei ii - ~li_a bzw. bei ii - -ii_t, erreichen.

F1 g. 9a zeigt denselben Zusammenhang für ein beliebiges *<,,. wenn man U_n und damit die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises L, C als Para-

f,o meter wählt, d.h. auf verschiedene Werte einstellt. Die maximale Dämofung </„ und die Einstellung von T_n werden dabei konstant gehallen. Der Einfluß von it,, auf den Verlauf von T ist gering. Fig. 9b zeigt denselben Zusammenhang, wenn man T, als Parameter wählt, d. h. auf verschiedene Werte einstellt. Die maximale Dämpfung a„ und die Resonanzfrequenz /.'„ des Reihenschwingkreises /.. C werden dabei konstant gehalten.

Eine Änderung von ii„ fuhrt also zu einer Ver-Schiebung der Lagen der Laufzeitmaxima der Teilkurven Ti und 7^ und daher auch zu einer Verschiebung der Lage des Laufzeitmaximums der Gesamtkurve T — T₁ + T₂ entlang der Frequenzachse. In ähnlicher Weise bewirkt eine Änderung von 7^₁ eine

Änderung der Größe der Laufzeitmaxima der beiden Teilkurven 7J und T^ und daher auch eine Änderung (5) der Größe des Laufzeitmaxiniums der Gesamtkur\e

7 -- T, ~ T₂. Aus den Via. ¹Ja und ^l)b ist ersieh!-

lieh, daß diese Änderungen von //„ bzw. von T_it zwar proportionale Änderungen der Teilkurven T₁ und T₂ bewirken, aber eine nicht proportionale Auswirkung auf die Gesamtkurve T = T₁ + T₂ haben.

Auf Grund eines für AHpässe allgemein gültigen Gesetzes bleibt die von der T-Achse, der positiven iJ-Achse und der Gesamtlaufzeitkurve Γ eingeschlossene Fläche stets konstant, gleichgültig, wie U₀ oder T₀ gewählt werden. Dies ist der Grund, warum die Entzerrung der Gruppenlaufzeit durch Probieren ungleich schwieriger ist als die Dämpfungsentzerrung.

Sollen Dämpfung und Gruppenlaufzeit gleichzeitig entzerrt werden und sind nur geringe Dämpfungsverzerrungen vorhanden, so kann von Hand in der Art abgeglichen werden, daß zuerst die Entzerrung der Gruppenlaufzeit mit Hilfe der Knöpfe T₀ und U₀ herbeigeführt wird und dann die Dämpfungsentzerrung allein durch die Knöpfe «„ erfolgt. Es ist hinterher zu prüfen, ob die Phase oder Laufzeit die vorgegebenen Forderungen noch erfüllt, da diese von i/„ nicht ganz unabhängig sind. Eine geringere Abhängigkeit der Laufzeit von der Maximaldämpfung wird erreicht, wenn nach der Einstellung von «„ die Größe T₀ des jeweiligen Teilentzerrers um den Faktor 2s

α,, dB

korrigiert wird. Für kleine Dämpfungen beträgt diese Korrektur

,_. ^ -U₀IaB

T₀.

Bei allen bisher angestellten Betrachtungen wurde der Schalter S in Fig. 6 (bzw. 510 in Fig. 5) in der jeweils dort eingezeichneten Stellung angenommen, d. h. ein positives ü vorausgesetzt. Der Schalter S als vierte Einstellgröße gestattet es, die Lage der Pole von der rechten in die linke Halbebene umzuklappen, wie dies in Fi.g. 7 für die Pole/.;.* und /.,.* dargestellt ist. Dies ändert nichts am Dämpfungsverlauf, wohl aber am Phasenverlauf des Teilentzerrers. Es entsteht ein Minimalphasennetzwerk. In Fig. K) zeigt die Kurve α den Verlauf der Dämpfung eines Teilentzerrers in Abhängigkeit von der Frequenz für beide Stellungen des Schalters S in F i g. 6. Die Kurve T zeigt den Laufzeitverlauf in der Normalstellung des Schalters S und die Kurve T* den Laufzeitverlauf in der Minimalphasenstellung des Schalters S.

Werden die Schalter S aller Teilentzerrer einer Kette von Teilentzerrern umgeschaltet, wird auch der gesamte Entzerrer zum Minimalphasennetzwerk: Sämtliche Pole liegen in der linken Halbebene. Dies erlaubt einen vorgeschriebenen Frequenzgang der Dämpfung bei minimaler Drehung der Phase, was in der Praxis von Bedeutung sein kann. Bei der StelDie Einstellung von U₀ geschieht mit Hilfe der Kapazität C. Diese kann durch verschiedene umschallbare Kondensatoren oder durch einen Drehkondensator realisiert werden. Die verschiedenen Teilentzerrer einer Entzerrerkette können auch so aufgebaut werden, daß sie unterschiedliche, von Teilenlzerrer zu Teilentzerrer gestufte Kondensatoren enthalten, die gar nicht oder nur in einem engen Bereich verändert werden können. Eine derartige Auslegung kann dann zweckmäßig sein, wenn Nullstellen und Pole nicht mehrmals mit demselben Betrag auftreten sollen.

Die Einstellung von R (bzw. von 56, 56 a; 57, 57a in Fig. 5) bedingt einen Gleichlauf von K₁ und R₂ bzw. der entsprechenden Widerstandsdekaden 56,56 a; 57, 57a in Fig. 5 (in Fig. 6 wurde η — \, d.h. R₁ = R₁ gewählt). Dieser Gleichlauf kann durch zwei Potentiometer meist nicht genügend genau realisiert werden, er kann aber durch gleichzeitiges Umschalten von Festwiderständen über einen gemeinsamen Drehknopf mit hoher Genauigkeit erreicht werden. Bei

dekadischer Einstellung von T₀ bzw. ^ ist ab zwei

Dekaden eine Berücksichtigung des Kupferwiderstandes von Spule L und übertrager (insbesondere Teilwicklung ti (1 + //)) nicht mehr streng möglich. Aus diesem Grund wird im Gegenzweig ein Widerstand R₁. vorgesehen, der diesen Kupferwiderständen entspricht und der einen Gleichlauf über mehreren Widerstandsdekaden hinweg ermöglicht. Dadurch wird die Definition der Größe T₀ etwas geändert. Bei der Schaltung in F i g. 3 wird jetzt

35

40

a). L

wobei f = —τ einen konstanten Wert darstellt.

(D_nL

Für den Realteil der Nullstellen gilt dann mit R = R* + R,.

.viC /.jv — = r- +

J. I w„L·

so (10)

d. h.. der kleinste noch realisierbare Betrag des Realteils beträgt in diesem Falle

SS Mc /,ν

Ι+η

(Π)

lung α,, = 0 wird die übertragungsfunktion

= 1.

Bei allen Einstellungen der Teilentzerrer, für welche nach den angegebenen Beziehungen

d. h.. Dämpfung und Phase des Teilentzerrers sind gleich Null. In Fig. 11 sind der frequenzabhängige Lauf/eiUerlauf 7 einer Kette von Teilentzerrern bei Normalstellung aller Schalter .V (in F i g. 6) und der frequen/ahhängigc Laufzeit verlauf T* derselben Kette \on Teileni/errern bei Minimalphasenstellung aller Schalter S. dargestellt.

Bei der Ausbildung der Einstellmittel für .'.',, und 7,', ist folnei.uk¹". /u beachten:

beziehungsweise

(12)

ist. gehen die komplex konjugierten Werte der Nullstellen bzw. Pole in je zwei reelle Werte über. Einzelne reelle Nullstellen können realisiert werden, wenn statt der Schwingkreise in den Schaltungen in

9^r 5 V

F i g. 3 und 4 einfache Reaktanzen verwendet werden. In diesem Falle wird einer der Blindwiderstände L oder C kurzgeschlossen bzw. weggelassen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß Dämpfung und Laufzeit jeweils in optimalen Schritten und in einer oder mehreren geeichten Übertrager- bzw. Widerstandsdekaden veränderbar sind. Dieselben Ubertragerdekaden sind für negative Dämpfungen verwendbar, wenn lediglich ein dafür.vorhandener Umschalter betätigt wird. Die Anordnung weist eine hohe zeitliche Konstanz auf, da keine Potentiometer verwendet werden. Wegen der geeichten Stellglieder erlaubt der Entzerrer die Einstellung von mittels Rechnung (Elektronenrechner) ermittelten Pol-Nullstellenkonfigurationen.

Das Gerät eignet sich auch als Stellglied bei einer automatischen Entzerrung von Ubertragungssystemen, da alle Handschalter durch Relais ersetzt werden können.

Eine einfache Umschaltung erlaubt ferner ein Umklappen der Pole in der komplexen Ebene von der rechten auf die linke Halbebene (MinimaJphasennetzwerk).

O)_nL

(D_nL

Patentansprüche: 25

1. Schaltungsanordnung zur Entzerrung eines mit Dämpfungs- und Laufzeitverzerrungen behafteten Übertragungssystems, insbesondere eines Fernsprechkanals, die aus einer Kettenschaltung von einstellbaren, voneinander entkoppelten Teilentzerrern besteht, von denen jeder Teilentzerrer eine Brückenschaltung darstellt mit zwei gleichartigen benachbarten Brückenzweigen und mit zwei weiteren benachbarten Brückenzweigen, von denen der eine entweder nur ein erster einstellbarer ohmscher Widerstand oder eine Parallelschaltung eines ersten einstellbaren ohmschen Widerstandes, einer einstellbaren Induktivität und einer festen Kapazität und von denen der andere entweder eine Reihenschaltung eines zweiten einstellbaren ohmschen Widerstandes, einer festen Induktivität und einer einstellbaren Kapazität oder nur ein zweiter einstellbarer ohmscher Widerstand ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gleichartigen Brückenzweige von hintereinandergeschalteten Teilwicklungen (31, 32, 33 bzw. 41, 42, 43) eines Übertragers (34 bzw. 44) gebildet sind, die zueinander ein einstellbares übersetzungsverhältnis

aufweisen, und daß parallel zur ersten Teilwicklung (31 bzw. 41), die die relative Windungszahl »eins« hat und die an dem ersten einstellbaren ohmschen Widerstand (36) bzw. an dem Parallelschwingkreis (48,49) liegt, dem der erste einstellbare ohmsche Widerstand (46) parallel geschaltet ist, die Brückencinspeisung bei durchgehendem Nulleiter (311 bzw. 411) erfolgt, mit

ü = 10

wobei O₀ gleich der jeweils gewünschten Dämpfung des betreffenden Teilentzerrers bei der Resonanzfrequenz seines Schwingkreises (38,39 bzw. 48,49)

ist und ü in mehreren, die gewünschten Dämpfungswerte von O₀ ergebenden Stufen einstellbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der übertrager (34 bzw. 44) eine zweite Teilwicklung (32 bzw. 42) mit der festen relativen Windungszahl tj und eine mit Abgriffen versehene dritte Teilwicklung (33 bzw. 43) hat, an der die die verschiedenen Stufenwerte O₀1 ergebenden relativen Windungszahl

U₁-(I+,,) = 10

ST"

■ (1 +

abgreifbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Teilwicklung (33 bzw. 43) mit den beiden festen Teilwjcklungen (31, 32 bzw. 41, 42) wahlweise gleich- oder gegensinnig (310 bzw. 410) verbindbar äst, (u positiv oder negativ).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonenzfrequenzen, auf die die einzelnen Teilentzerrer fest abgestimmt sind, bzw.die Resonanzfrequenzbereiche, innerhalb derer die einzelnen Tcilentzerrer auf wenige feste Einzelfrequenzen umschaltbar oder kontinuierlich abstimmbar sind, eine monotone Frequenzfolge bilden bzw. zu bilden gestatten.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die höchste und der auf die tiefste Resonanzfrequenz abstimmbare Teilentzerrer jeweils eine mit seiner ersten und seiner zweiten Teilwicklung gegensinnig fest verbundene dritte Teilwicklung und die übrigen Teilentzerrer eine mit ihrer ersten und mit ihrer zweiten Teilwicklung gleichsinnig fest verbundene dritte Teilwicklung haben.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Teilwicklung (53) eine feste relative Windungszahl 1 + /, hat und mit der ersten Teilwicklung (51) und der zweiten Teilwicklung (52) über einen parallelgeschalteten, mit Abgriffen versehenen Übertragerteiler, insbesondere Sparübertragerleilcr (Autotransformator), verbunden ist, dessen an den Abgriffen auftretenden Übersetzungsverhältnisse S₁-die verschiedenen Stufenwerte von a,_u ergeben.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragerteiler das übersetzungsverhältnis ü = 1 in seiner einen Endstellung erreicht und zur Herstellung von Übersetzungsverhältnissen U₁ > I wahlweise umkehrbar (514) ist ü\ = '— .

Ui

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Dbertragerteiler eine zwei- oder mehrgliedrige Kettenschaltung einzelner stufenweise schaltbarer Dbertragerteiler (512,513), insbesondere SpariiberiragerteileriAutotransformator), ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung eines Verlustwiderstandes der Spule (58) des Reihenschwingkreises (58, 59) bzw. eines Parallel-Verlustwiderstandes sowie gegebenenfalls eines Kupfer Widerstandes der Teilwicklung (52) und der Spule (49) des Parallelschwingkreises der in dem jeweils anderen der beiden weiteren benachbarten Brückenzweige liegende erste einstell-

bare Widerstand (56, 56«) bzw. zweite einstellbare Widerstand (47) mit einem mit ihm ip Reihe liegenden Ausgleichswiderstand (515) bzw. mit einem zu ihm parallelgeschalteten Ausgieichswiderstand versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen