DE1934456A1 - Adaptiver Entzerrer - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Matchinen Geselhchaft mbH

Böblingen, 9. Mai 1969 mö-rz

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10 504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket RA 968 007

Adaptiver Entzerrer

Die Erfindung betrifft einen adaptiven Entzerrer zur Kompensation des Frequenzgangs eines bandbegrenzten Ubertragungskanals, dessen normaler Frequenzgang bekannt ist.

Die am Ausgang eines übertragungssystems auftretende Empfangsfunktion unterscheidet sich von der Sendefunktion infolge der nicht idealen Eigenschaften des jeweiligen Übertragungskanals. Bei einem bandbegrenzten Übertragungskanal treten insbesondere an den Bandgrenzen Abweichungen von dem in der Regel gewünschten ebenen Frequenzgang auf.

Es ist bereits bekannt, derartige durch den Übertragungskanal bedingte Verzerrungen zu entzerren, wenn diese Verzerrungen konstant auftreten. Insbesondere wurden bisher Amplitudenregelschaltungen eingesetzt für Fälle, in denen die über Telephonie- oder Telegraphieleitungen übertragenen Signale automatisch ausgewertet wurden. Treten jedoch in dem Übertragungskanal von diesem "normalen" Frequenzgang abweichende zusätzliche Verzerrungen auf, z.B. durch Verschiebung der oberen Grenzfrequenz

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des Übertragungskanals, so üben diese Veränderungen in erster Linie nur einen Einfluß auf einen bestimmten Teil des übertragenen Frequenzbandes aus. Derartige Verzerrungen könnten nicht mit ei·¹· ner einzigen, auf alle Frequenzen des übertragenen Frequenzbandes ansprechenden Amplitudenregelschaltungen entzerrt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Entzerrerschaltung zur Kompensation des Frequenzgangs eines bandbegrenzten Über- ' tragungskanals anzugeben, dessen normaler Frequenzgang bekannt ist und dessen davon abweichende Veränderungen des Frequenzgangs ebenfalls kompensiert werden sollen. Es handelt sich somit um einen adaptiven Entzerrer, der selektiv auf bestimmte Einzelbereiche des übertragenen Frequenzbandes einwirkt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch den Einsatz mindestens zweier den...jiörmalen Frequenzgang des Übertragungskanals kompensierender frequenzselektiver Netzwerke, die je mit einem nachgeschalteten Amplitudenregler verbunden sind, sowie eines die Ausgänge der Amplitudenregler zusammenfassenden Summierverstärkers.

Unter Zugrundelegung eines normalen, für den speziellen Übertragungskanal typischen Frequenzgangs wird die Verstärkung der * Amplitudenregler derart eingestellt, daß an ihrem Ausgang die Signale verschiedener Frequenzen mit gleicher Amplitude auftre^ ten. Ändern .sich nun die Eigenschaften des Übertragungskanals gegenüber dem normalen Fall, können auch diese Veränderungen durch die erfindungsgemäße Schaltung entzerrt werden, und zwar dadurch, daß der Verstärkungsfaktor der Amplitudenregler umgekehrt proportional zur Größe der Ausgangssignale.der frequenzselektiven Netzwerke ist. , ■

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß eins der den normalen Frequenzgang kompensierenden frequenzselektiven.Netzwerke einen ebenen Frequenzgang aufweist.

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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß drei frequenzselektive Netzwerke mit dem zu entzerrenden Eingangssignal beaufschlagt werden, von denen eines den Frequenzgang eines Integriergliedes, ein weiteres den Frequenzgang eines Differenziergliedes und das dritte frequenzmäßig dazwischenliegende einen ebenen Frequenzgang aufweist»

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen adaptiven Entzerrers und

Figuren 2-6 verschiedene Frequenzdiagramme, anhand derer die Funktion der Schaltung gemäß Figur 1 verdeutlicht werden soll.

Das Eingangssignal für die Schaltung in Figur 1 stammt beispielsweise von einer Telephonieleitung oder einem anderen übertragungsmedium und steht an der Eingangsklemme 11 zur Verfügung. Diese Eingangsklemme 11 ist mit den Eingängen dreier parallel geschalteter frequenzselektiver Netzwerke 12, 13 und 15 verbunden.

Das Netzwerk 12 besteht aus einem Verstärker 12-1, dem das Eingangssignal direkt zugeführt wird, einem zwischen den Ausgang des Netzwerks 12 und dem Ausgang des Verstärkers 12-1 eingeschalteten Widerstand 12-2 und einem zwischen den Ausgang des Netzwerks 12 und Massepotential eingeschalteten Kondensator 12-3. Durch den Widerstand 12-2 und den Kondensator 12-3 wird ein konventionelles Integrierglied mit -6dB/0ktave Verstärkungsabfall gebildet. Im einzelnen ist die Schaltung so dimensioniert, daß bei der Frequenz L\] , der Mittenfrequenz des übertragenen Frequenzbandes, die Verstärkung gerade eins ist.

Das Netzwerk 13 enthält lediglich einen Verstärker 13-1. Dieser Docket RA 968 007 909883/1348

Verstärker weist einen flachen Frequenzgang in dem interessierenden Frequenzband auf und dient dazu, einen gewünschten Nennwert des Signalpegels bereitzustellen.

Das Netzwerk 15 enthält einen Verstärker 15-1, dem die Eingangssignale unmittelbar zugeführt werden, einen zwischen den Ausgang des Verstärkers 15-1 und den Ausgang des Netzwerks 15 eingeschalteten Kondensator 15-3 sowie einen Widerstand 15-2, der parallel zum Ausgang des Netzwerks 15 und Massepotential liegt. Durch den Kondensator 15-3 und den Widerstand 15-2, wird ein konventionelles Differenzierglied mit +6dD/0ktave Verstärkungsanstieg gebildet. Auch hier ist die Dimensionierung im einzelnen so, daß bei der Frequenz UL die Verstärkung eins beträgt.

Die oben beschriebenen Netzwerke 12, 13 und 15 werden für die Entzerrung von über konventionelle Telephonieleitungen übertragenen Sprachsignalen ausgewählt, da sie einen zum Frequenzgang des Übertragungsmediums komplementären Frequenzgang aufweisen. Für andere Übertragungsmedien und/oder andere Signale können natürlich andere Frequenzverläufe günstiger sein, deren ■•Realisierung mit anderen Netzwerken, z.B. verschiedenen Filtern ect. erfolgen müßte.

Die Ausgangssignale Al, A2 und A3 der Netzwerke 12 bzw. 13 bzw. 15 werden den Amplitudenreglern 17 bzw. 18 bzw. 19 zugeführt. Deren Verstärkungsfaktoren Gl bzw.: G2 bzw. G3 sind umgekehrt proportional zur Größe ihrer Eingangssignale Al bzw. A2 bzw. A3, so daß am Ausgang jedes Reglers ein Signal mit konstanter Amplitude erhalten wird. Der Aufbau solcher Amplitudenregler 17, und 19 ist beispielsweise beschrieben in: B. M. Oliver, "Automatic Volume Control as a Feedback Problem" Proc. of the IRE, VoI 36, No. ,4, April 1948, Seiten 466 - 473. Die Ausgangssignale der Amplitudenregler 17, 18 und 19 werden schließlich mit dem Summierverstärker 20 zusammengefaßt, der ein in bestimmter Weise gewichtetes, entzerrtes Signal an seinem Ausgang liefert. -

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In Figur 2 ist der Frequenzgang der Gesamtschaltung für einen bestimmten Fall dargestellt.
Dabei ist

uJ„ die geometrische Mittenfrequenz des Frequenzbereichs, in dem das Signal erwartet wird;

UL· die Frequenz, bei der die Verstärkungsanhebung erfolgt; [Λ, die Frequenz, bei der der Verstärkungsabfall endet; K eine Konstante und

U^K und Kt>i die Frequenz am unteren bzw. am oberen Ende des interessierenden Frequenzbereichs, d.h. des Frequenzbereichs, in dem die Signalfrequenzen erwartet werden.

Die Frequenz ü , oberhalb derer eine Verstärkungsanhebung erfolgt, ist festgelegt durch die Verstärkung des das Netzwerk 13 enthaltenden Kanals bezogen auf die Verstärkung des das Netzwerk 15 enthaltenden Kanals und den Wert der Mittenfrequenz (J .

4> - V^G3 ' ^o = V^A2 * ^

Die Frequenz ω _d, unterhalb derer die Verstärkung wjSler ansteigt, ist -bestimmt durch die Verstärkung des das Netzwerk 12 enthaltenden Kanals bezogen auf die Verstärkung des das Netzwerk 13 enthaltenden Kanals sowie den Wert der Mittenfrequenz LJ . Es gilt

U)_ä = G

Wenn das übertragene Signal bezüglich der hohen Frequenzanteile stärker als normal gedämpft ist, tritt die Verstärkungsanhebung bei einer niedrigeren Frequenz ein, wie es beispielswefee in Figur 3 dargestellt ist. Der Verstärkungsverlauf des Entzerrers für ein Signal mit besonders stark gedämpften niedrigen Frequenzanteilen ist in Figur 4 gezeigt. Weist das Eingangssignal bereits einen ebenen Frequenzgang auf, werden die Werte von A₁ und A- durch die obere und untere Grensfrequenz des interessierenden Frequenzbereichs bestimmt. Auch die Frequenzen für den

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Einsatz der Verstärkungsanhebung bzw. das Ende des Verstärkungsabfalls fallen in diesem Fall mit den Bandgrenzen zusammen/ so daß die gesamte Entzerrerschaltung nur einen geringen oder gar keinen Einfluß ausübt.

Die dargestellte Entzerrerschaltung kompensiert sechs verschiedene Übertragungsverzerrungen: überhöhung der hohen Frequenzanteile, stark gedämpfte niedrige Frequenzanteile, überhöhung der niedrigen Frequenzanteile, stark gedämpfte hohe Frequenzanteile, stark gedämpfte hohe und niedrige Frequenzanteile bezogen auf die Mittenfrequenz und schließlich unverzerrter ebener Frequenzgang.

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Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Adaptiver Entzerrer zur Kompensation des Frequenzgangs eines bandbegrenzten Übertragungskanals, dessen normaler Frequenzgang bekannt ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei den normalen Frequenzgang des Übertragungskanals kompensierende frequenzselektive Netzwerke, die je mit einem nachgeschalteten Amplitudenregler verbunden sind, sowie einen die Ausgänge der Amplitudenregler zusammenfassenden Summierverstärker.
2. 2. Adaptiver Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaktor der Amplitudenregler (17,18,19) umgekehrt proportional zur Größe der Ausgangssignale (Al, A2, A3) der zugehörigen frequenzselektiven Netzwerke (12, 13, 15") ist.
3. 3. Adaptiver Entzerrer nach Anspruch 1 und .2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der den normalen Frequenzgang kompensierenden frequenzselektiven Netzwerke einen ebenen Frequenzgang aufweist.
4. 4. Adaptiver Entzerrer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei frequenzselektive Netzwerke (12, 13, 15) mit dem zu entzerrenden Eingangssignal beaufschlagtwerden, von denen eines (12) den Frequenzgang eines Integriergliedes, ein weiteres (15) den Frequenzgang eines Differenziergliedes und das dritte (13) frequenzmäßig dazwischenliegende einen ebenen Frequenzgang aufweist.

   Docket RA 968 007 9 0 9 8.,3 3 ί \ 3 4_;8_: