DE1912609A1

DE1912609A1 - Traegerfrequenz-Umsetzereinrichtung,bei der mehrere Modulatoren ueber eine Entkoppeleinrichtung parallel mit einem Verstaerker verbunden sind

Info

Publication number: DE1912609A1
Application number: DE19691912609
Authority: DE
Inventors: Musil Dipl-Ing Gerhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-12
Filing date: 1969-03-12
Publication date: 1970-09-17
Also published as: NL150289B; SE379131B; GB1284021A; NL7002946A; DE1912609B2

Description

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SIEMENS AKOiIENGESEIISCHAEiD München 2,

Berlin und München WittelsbaGherplatz 2

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Trägerfrequenz-Umsetzereinriehtung, "bei der mehrore Modulatoren über eine Entkoppeleinrichtung parallel mit einem Verstärker verbunden^ sind

Die Verstärker in den Umsetzereinrichtungen der Trägerfr equenztechnik haben häufig mehrere Ein- bzw. Ausgänge, die jeweils gegeneinander durch Gabeln entkoppelt sind. Ein typisches Blockschaltbild eines Umsetzerverstärkers, zeigt die Fig. 1. Der Verstärker V1 weist eine Eingangsgabel GI und eine Ausgangsgabel G2 auf. Diese Gabeln dienen in Senderichtung zur Vereinigung der umgesetzten Gruppen zur nächst höheren Gruppe und in Empfangsrichtung zur Aufteilung der Gruppen und außerdem noch zur Ein- und Auskopplung von Piloten und Meßsignalen. Da die Gabeln die einzelnen Ein- und Ausgänge gegeneinander entkoppeln sollen, müssen sie ihrerseits mit einem vorgegebenen Widerstand abgeschlossen v/erden. Die Innenwiderstände des an die Gabeln angeschlossenen Yerstärkers V1 werden entsprechend bemessen und durch Zuschalten von Widerständen oder aktiv durch Gegenkopplung erzeugt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anpassung und Entkopplung der verschiedenen Ein- und/oder Ausgänge von Verstärkern in Unsetzereinrichtungen in einer einfacheren Weise als bei bekannten Einrichtungen zu realisieren."

Ausgehend von einer Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung, bei der mehrere Modulatoren, über eine Entkoppoleinrichtimg parallel mit-einem Verstärker verbunden sind, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Modulatoren,

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gegebenenfalls unter Zwischenschaltung je eines Filters je über einen ohmsehen längswiderstand mit einem Klemmenpaar des Verstärkers verbunden sind, welches durch Rückkopplung des Verstärkers einen sehr niedrigen Innenwiderstand auf v/eist."

Durch diese Maßnahmen v/erden die Gabeln vermieden, so daß insbesondere hei Aufbau des Verstärkers in RC-Technik die gesante Schaltung vereinheitlichhar und leicht miniaturisierbar wird.

Die einfachste und sicherste Art der Rückkopplung zur Erzielung des niedrigen Innenwiderstandes besteht dabei in der Einschaltung eines Parallolgegenkopplungsnetzwerkes vom Ausgang zum Eingang des Verstärkers.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die ohmschen Längewiderstände und die Rückkopplungselemente des Verstärkers, vorzugsweise das Parallolgegenkopplungsnetzwerk in einem Dünn- oder Dickfilm mit kloinen Toleranzen und der aktive Teil des Verstärkers als Monolith realisiert. Dadurch ist sichergestellt, daß diejenigen Bauteile, die die Kennwerte des Umsotzerverstärkers sowie die Genauigkeit und Konstanz dieser Kennwerte nach außen hin bestimmen, jedesmal optimal dimensioniert und selbst mit der nötigen Genauigkeit und Konstanz ausgestattet werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der Eingangs- bzw. Ausgangskoppelkondensatoren in den gegengekoppelten Weg des Verstärkers eingeschlossen sind, sind der Monolith des aktiven Seils des Verstärkern sowie der Monolith des Regelverstärkers jeweils auf den Dünn- oder Dickfilm mit größeren Toleranzen aufgebracht.

Durch diese Maßnahmen kann in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden, daß bei optimaler Vereinheitlichung der

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einzelnen Baueinheiten und deren weitgehender Miniaturisierung die gesamte Einrichtung eine hohe Sicherheit und Konstanz der Widerstands- und Verstärkungseigenschaften erhält.

Bei der Aufteilung der Gruppen sind die Modulatoren dem Umsetzerverstärker nachgeschaltet, d.h. sie sind aus dem Verstärkerausgarig mit sehr niedrigem Innenwiderstand gespeist. In Senderichtung, zur Vereinigung der umgesetzten Gruppen sind dagegen die Modulatoren dem Umsetzerverstärker vorgeschaltet, d.h. oio speisen den Verstärkereingang mit sehr niedrigem Innenwiderstand. In letzterem Falle kann darüber hinaus auch der Verstärkerausgang einen sehr niedrigen Innenwiderstand aufweisen und ü"ber mehrere v/eitere ohmsche Längswiderstände an zusätzliche Ausgangsklemmen geführt sein; dabei können gewünschte Unterschiede im Pegel oder im Innenwiderstand an den zusätzlichen Ausgangsklemmen, ■beispielsweise für einen Meßausgang je mittels eines ohmsehen Querwiderstandes erzielt werden.

Ferner kann ein zusätzliches Signal, vorzugsv/eise ein Pilotsignal über einen zusätzlichen Längswiderstand in den einen sehr niedrigen Innenwiderstand aufweisenden Verstärkereingang eingespeist sein.

V/eitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in

Fig. 1 das Blockschaltbild eines bekannten Tragerfrequenz-Umsetzerverstärkere, bei dem mittels je einer Gabel am Eingang und Ausgang mehrere gegeneinander entkoppelte Anschlüsse realisiert sind;

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Fig. 2 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Trägerfrequenz-Umsetzerverstärkers, der ohne Gabeln auskommt;

Fig. 3 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt, wie schon eingangs erwähnt, das Blockschaltbild eines Trägerfrequenz-Umsetzerverstärkers, der eine Eingangsgabel G1 und eine Ausgangsgabel G2 aufweist, durch die jeweils mehrere gegeneinander entkoppelte Anschlüsse geschaffen sind. Je nachdem ob in Senderichtung mehrere Gruppen zur nächst, höheren Gruppe vereinigt werden sollen oder ob in Empfangsrichtung eine Aufteilung der Gruppen stattfinden soll, sind am Eingang oder Ausgang des Modulationsverstärkers eine Reihe von nicht eigens dargestellten Kodulatoren an die verschiedenen Klemmenpaare TF der Eingangsgabel G1 oder der Ausgangsgabel G2 geführt. Darüber hinaus ist über die Eingangsgabel G1 ein Pilotsignal eingespeist, und an der Ausgangsgabel G2 kann ein Meßsignal M entnommen werden.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Trägerfrequenz-Umsetzerverstärkers, der ohne Gabeln auskommt. Der Verstärker V2 ist dabei derart stark rückgekoppelt, daß der Eingangswiderstand Ri und der Ausgangswiderstand Ra jev.eils eine im Vergleich zu dem in dem System verwendeten Wellenwiderstand sehr kleine Impedanz auf v/ei sen (Ri m 0? Ra ~ O). Sodann sind die gegeneinander entkoppelten Ein-gangsklemmenpaare E1, E2,...En jeweils über einen Eingangslängswiderstand Rt1, R12,...R1n mit dem niederohmigen Eingang des Verstärkers V2 und die gegeneinander entkoppelten Ausgangsklemmenpaare A1, A2,„..Am jeweils über einen Ausgangslängswiderstand R21, R22...R2m mit dem niederohmigen Ausgang des Verstärkers V2 verbunden. Durch diese Eingangs- bzw.

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Ausgangslängswiderstände erfolgt nicht nur die gegenseitige Entkopplung der Eingangs- bzw. Ausgangskleinmenpaare sondern auch die Widerstandsanpassung an die eingesetzten Filter, Entzerrer, Modulatoren usw.. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, durch Spannungsteilung für Pilot- oder Meßausgänge einem Ausgangslängswiderstand einen Ausgangsquex-widerstand nachzuschalten, wie dies bei dem letzten Ausgangslängswiderstand. R2m mit dem nachgeschalteten Ausgangsquerv/iderstand R2q geschehen ist. Eine zusätzliche Widerstandsanpassung für das ■ Ausgangsklemmenpaar Am ist dabei durch den zusätzlichen Ausgangslängswiderstand Rv gegeben, der zwischen den Spannungsteilerpunkt der Widerstände R2m und Rq und dem Ausgangs- | klemmenpaar eingeschaltet ist. In analoger Weise kann auch am Eingang durch Querwiderstände Widerstandsanpassung erzielt '.,erden, wenn die aus der Verstärkungsforderung resultierenden Längswiderstände nicht dem geforderten Eingangswiderstand entsprechen, wie dies bei dem letzten Eingangslängswiderstand R1n mit dem vorgeschalteten Eingangsquerwiderstand R1q geschehen ist.

In den Eingangs- bzw. Ausgangslängswiderständen geht wohl oi^nalleistung verloren, gs läßt sich jedoch zeigen, daß RC-Verstärker bei den in Umsetzereinrichtungen üblichen niedrigen Signalpegeln und verwendeten Speisespannungen nur wenig mehr Versorgungsleistung brauchen als bei Verwendung von Übertragergabeln und aktiver Widerstandsanpassung. Daher ist die erfindungsgemäße Anordnung selbst dann noch vorteilhaft, wenn aus anderen Gründen, etwa zur Erhöhung der Nebensprechdämpfung durch geeignete Erdung die Eingangsklemmenpaare und/oder die Ausgangskleinmenpaare der vorgeschlagenen Umsetzereinrichtung mit Übertragern versehen werden, da diese im Vergleich zu den Gabelübertragern sehr einfach ausgeführt werden und weitgehend vereinheitlicht werden können.

In Fig. 3 ist das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform PA 9/430/3145 . - 6 -

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nach der Erfindung am Beispiel' eines in integrierter Technik ausführbare Unisetzerverstärkers der Trägerfrequenztechnik dargestellt. Bei diesem Umsetzerverstärker speisen fünf nicht veiter dargestellte Modulatoren mit nachgeschalteten Filtern die fünf gegeneinander entkoppelten Eingangski eimnenpaarc El -.. bis E5. Weiterhin stellt das Ausgangsklemmenpaar Λ1 einen Pilotausgang, das Ausgangsklemmenpaar A2 den Hauptausgang und das Ausgangsklemmenpaar A3 einen Meßausgang dar.

Der aktive Teil des Verstärkers ist als Monolith M2 ausgeführt. Der niedrige Eingangs- und Ausgangsinnenwiderstand des Verstärkers wird durch eine Parallelgegenkopplung mittels des Parallelgegenkopplungswiderstandes Rp erzeugt; dabei sind der Eingangskoppelkondensator C1 und der Ausgangskoppelkondensator 02 des Verstärkers M2 in die Gegenkopplungsschleife eingeschlossen und liegen somit- im hochohmigen Verstärkungsweg, so daß sie relativ klein ausgeführt sein können.

Die Stromzuführung der Endstufe des Verstärkers M2 erfolgt über den Widerstand R6. In Serie zur gesamten Stromversorgungszuleitung des Verstärkers M2, ausgehend von der Klemme +UB der Versorgungsspannung ist eine eigene _t einfache Regelschaltung eingeschaltet, die im wesentlichen aus dem Regelverstärker M1 besteht, der ebenfalls als Monolith ausgeführt ist= Liese Regelschaltung entkoppelt den Verstärker M2 gegen andere an die gleiche Versorgungsspannung +UB angeschlossene Verstärker zur Erhöhung der Nebenspre^dämpfung. Durch Kurzschließen oder Verändern von angeschlossenen Widerständen R3₉ R4 und R5 kann der Versorgungsstrom des Verstärkers M2 herabgesetzt werden, wenn dieser nur eine kleine Signalleiotung. abzugeben braucht.

Die beiden Monolithe M1 und M2 sind auf einer Dünn- "bzw. Dick~ fumschaltung D1 aufgebracht, in der alle diejenigen Elemente realisiert sind, die einerseits größere Toleranzen aufweisen

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dürfen und andererseits in ihren Grundwerten bei allen vorkommenden Typen von Umsetzerverstärkern gleich bemessen sein ■ können. Diese Elemente sind neben den beiden besagten Mono- . lithen M1 und M2 der Eingangskoppelkondensator C1, der Ausgangskoppelkondensator C2, der Stromzuführungswiderstand R6 für die Endstufe und die den gesamten Versorgungsstrom bestimmenden Widerstände R3> R4? R5.

Die zweite Dünn- bzw. Dickfilmschaltung D2 enthält .diejenigen Bauelemente, die einerseits mit engen Toleranzen ausgeführt werden müssen und andererseits in ihren Grundwerten und auch in ihrer Anzahl je nach dem Anwendungsfall des Umsetzerverstärkers verschieden sein müssen. Diese Elemente sind die Eingangslängswiderstände R11 bis R15, die drei Ausgangslängswiderstände -R21, R22 und R23, der Parallelgegenkopplungswiderstand Rp, welcher einerseits am Verbindungspunkt der Eingangslängswiderstände untereinander und andererseits am Verbindungspunkt der Ausgangslängsv/iderständo angeschlossen ist, sowie der Eingangsquerwiderstand R9 und die Ausgangsquerwiderstände R7 und R8. Dabei bildet der Querwiderstand R7 mit dem Ausgangslängswiderstand R21 einen Spannungsteiler für den Pilotausgang A1 und der Querwiderstand R8 mit dem Ausgangslängswiderstand R23 einen Spannungsteiler für den Meßausgang A3.

Der Parallelgegenkopplungswiderstand Rp bestimmt zusammen mit den Abschlußwiderständen des gesamten Umsetzerverstärkers dessen Verstärkung. Diese beträgt bei einer konkreten Bemessung dieser Widerstände ca. 2 Np in einem Übertragungsfrequenzband von 60 kHz bzw. 2044 kHz.

12 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung, bei der mehrere Modulatoren über eine Entkoppeleinrichtung parallel mit einem Verstärker verbunden sind, dadurch •gekennzeichnet , daß die Modulatoren, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung je eines Filters, je über einen ohmschen Längsv/iderstand mit einem Klemmenpaar des Verstärkers verbunden sind, -welches durch Rückkopplung des Verstärkers einen sehr niedrigen Innenwiderstand aufweist.

2. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parallelgegenkopplungsnotzwerk (Rp) vom Ausgang zum Eingang des Verstärkers vorgesehen ist.

3. Tragerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ohEischen Längswiderstände und die Rückkopplungsclemente des Verstärkers, vorzugsweise das Parallelgegenkopplungsnetzwerk (Rp) in einem Dünn- oder Dickfilm mit kleinen Toleranzen und der aktive Teil des Verstärkers als Monolith (M2) realisiert sind.

4. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Versorgungsstromzuführung des Verstärkers ein Regclverstärker eingeschaltet ist, der ebenfalls als Monolith (Mi) ausgeführt ist.

5. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach einem der vor-' hergehenden Ansprüche, bei Verwendung eines Verstärkers mit einem Eingangs- und/oder Ausgangskoppelkondensator,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelkondensatoren (C1, C2) in den gegengekoppelten Weg des Verstärkers eingeschlossen sind.

6. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 3 und dadurch gekennzeichnet, daß der Monolith (M2) des aktiven Teils des Verstärkers auf einem die Koppelkondensatoren realisierenden Dünn- oder Dickfilm mit größeren Toleranzen aufgebracht ist.

7. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Monolith (M1) des Regelverstärkers auf dem Dünn- oder Dickfilm mit größeren Toleranzen aufgebracht ist.

8. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Modulatoren aus dem Verstärkerausgang gespeist sind.

9. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach einem der Ansprüche

11 bio 7 j dadurch gekennzeichnet,

daß die Modulatoren den Verstärkereingang speisen.

1.0. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß auch. der Verstärkerausgang einen sehr niedrigen Ircaenv/iderstand aufweist und über mehrere weitere ohmsche Längswiderstände an zusätzliche Ausgangsklemmen geführt ist.

11. Trägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Eingangskieramen bzw. Ausgangsklemmen je einen ohmschen Qüerv/idorstand aufweisen. ■

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12. irägerfrequenz-Umsetzereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein zusätzliches Signal, vorzugsweise ein Pilotsignal über einen zusätzlichen längsv/iderstand in den einen sehr niedrigen Innenwiderstand aufweisenden Verstärkereingang eingespeist ist.

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