DE1948572A1

DE1948572A1 - Distorter

Info

Publication number: DE1948572A1
Application number: DE19691948572
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Sonntag
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-25
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1971-04-22
Also published as: DE1948572B2

Description

V e r z e r r e r Die Erfindung betrifft einen Verzerrer mit getrennten Ausgängen für die gerad- und ungeradzahligen Vielfachen einer C-rundfrequenz.V e r z e r r e r The invention relates to a distortion unit with separate Outputs for the even and odd multiples of a C round frequency.

Bei der Trägerversorgung für 22-Systeme besteht oft die Aufgabe, aus einer Grundfrequenz Vielfache (z.B. Faktor 50) mit ausreichender Leistung zu erzeugen. Dazu eignen sich Verzerrer, die, bedingt durch nichtlineare Bauelemente, aus der Sinusform einen sehr o@erwellenreichen Impuls formen. Als nichtlineare Bauelemente eignen sich gesättigte Eisendrosseln, Dioden oder aktive Bauelemente wie Elektronenröhren und Transistoren. Um den #i1teraufwand zur Heraussiebung der einzelnen Harmonischen möglicht klein zu halten, werden Verzerrer mit getrennten Ausgängen für die gerad- und ungeradzahligen Vielfachen verwendet, da dann an jedem Ausgang die Harmonischen im Abstand der doppelten Grundfrequenz erscheinen.In the case of carrier supply for 22 systems, the task often consists of to generate multiples of a basic frequency (e.g. factor 50) with sufficient power. Distortion devices, which, due to non-linear components, consist of the Sinusoidal form a very o @ wave-rich impulse. As non-linear components Saturated iron chokes, diodes or active components such as electron tubes are suitable and transistors. About the effort involved in filtering out the individual harmonics as small as possible, distortion units with separate outputs for the straight and odd multiples are used because the harmonics are then used at each output appear at a distance of twice the basic frequency.

Verzerrer mit vorgespannten Dioden sind zur Erzeugung von hohen Vervielfachungsfaktoren nicht geeignet. Der Wirliungsgrad, wobei darunter das Verhältnis zwischen der abgegebenen Impulsleistung und der aufgenommenen Gleichstromleistung zu verstehen ist, von Verzerrern mit gesättigten Eisendrosseln fällt mit zunehmender zu verzerrender Frequenz ab. Bis zu einem gewissen Grad kann dies durch Verkleinern der Eisendrossel ausgeglichen werden. Dem sind aber Grenzen gesetzt, da die Aufbringung der Wicklung schwierig wird. Die Aufbringung einer syrne.Lrischen Wicklung zur Erzeugung auch von geradzahligen Harmonischen ist dann nur sehr schwer zu bewerkstelligen.Distorters with biased diodes are used to generate high multiplication factors not suitable. The degree of efficiency, including the ratio between the output Pulse power and the absorbed direct current power is to be understood from distorters with saturated iron chokes, it drops as the frequency to be distorted increases. To some extent, this can be compensated for by making the iron choke smaller will. However, there are limits to this, since the application of the winding is difficult will. The application of a Syrian-Irish winding to generate even-numbered windings Harmonics is then very difficult to accomplish.

Bei anderen Verzerrungsprinzipien wird die Trennung der gerad- von den#ngeradzahligen Vielfachen mit Gegentaktausgangsübertragern erreicht.In the case of other distortion principles, the separation becomes straight from the #neven-numbered multiple achieved with push-pull output transformers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einwandfrei arbeitenden Verzerrer für hohe Frequenzen zu schaffen0 Der Verzerrer wird gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß einem aktiven Rechteckimpulsformer ein Differenzierglied nachgeschaltet ist, daß der Ausgang des Differenziergliedes mit dem hochohmigen Eingang eines Verstärkers verbunden ist, an dessen einen Ausgang die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz entnehmbar sind und dessen anderer Ausgang mit einem zweiten Impulsformer verbunde ist, der einpolare Impulse mit doppelter Grundfrequenz erzeugt, die obenfalls einem Verstärker mit hochohmigem Eingang zugeführt -sind, an dessen Ausgang die geradzahligen Vielfachen einer Grundfrequenz entnehmbar sind.The object of the present invention is to provide a properly working To create distortion for high frequencies0 The distortion is according to the invention designed in such a way that an active rectangular pulse shaper has a differentiating element is connected downstream that the output of the differentiating element with the high impedance Input of an amplifier is connected, at one output of which the odd-numbered Multiples of the base frequency can be taken and its other output with a second pulse shaper is connected, the monopolar pulses with double the fundamental frequency generated, which above are fed to an amplifier with a high-impedance input, at the output of which the even-numbered multiples of a basic frequency can be taken.

Der Impulsformer für die ungeradzahligen Impulse besteht dabei aus einem Verstärker mit zwei gleichstromgekoppelten Transistoren, der über zwei antiparallel geschaltete Dioden vom Ausgang auf den Eingang gegengekoppelt ist, Der Impulsformer für die geradzahligen Vielfachen kann dabei ein Transistorverstärker sein, der in bezug auf seinen kollektorseitigen Ausgang als Emitterschaltung und in bezug auf seinen emitterseitigen Ausgang als Kollektorschaltung arbeitet , dessen beiden Ausgängen Gleichrichter nachgeschaltet sind, die an ihrem fernen Ende miteinander und über einen ohmschen Widerstand mit dem kalten Pol der Schaltung verbunden sind.The pulse shaper for the odd-numbered pulses consists of an amplifier with two DC-coupled transistors, which has two anti-parallel switched diodes are fed back from the output to the input, the pulse shaper for the even-numbered multiples, a transistor amplifier can be used in with respect to its collector-side output as emitter circuit and with respect to its emitter-side output works as a collector circuit, its two outputs Downstream rectifiers are connected to each other at their far end and across an ohmic resistor is connected to the cold pole of the circuit.

Die Verstärker sollen dabei als RC-Verstärker ausgebildet sein.The amplifiers should be designed as RC amplifiers.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Verzerrer auch derart ausgebildet sein, daß einem einpolaren Impulsformer sowohl ein Verstärker, an dessen Ausgang die geradzahligen Vielfachen abnehmbar sind, als auch ein bistabiler Multivibrator nachgeschaltet sind, der symmetrische Rechteckimpulse erzeugt daß diesem Multivibrator eine Difforenzierstufe und dieser ein weiterer Verstärker nachgeschaltet sind, an dessen Ausgang die ungeradzahligen Vielfachen abnehmbar sind.In a further embodiment of the invention, the distortion can also be of this type be designed that a unipolar pulse shaper both an amplifier, at its Output the even-numbered multiples can be removed, as well as a bistable multivibrator are connected downstream, the symmetrical square-wave pulses that this multivibrator generates a difforentation stage and this is followed by a further amplifier the output of which the odd multiples can be removed.

Dadurch, daß sich der Verzerrer spulenlos in reiner RO-Technik aufbauen läßt, ist sein Einsatz auch bei hohen zu verzerrenden Frequenzen möglich, wobei auch bei einem hohen Vervielfachungsfaktor der Wirkungsgrad günstig bleibt.Because the distortion is built up without a coil using pure RO technology can, its use is also possible at high frequencies to be distorted, whereby the efficiency remains low even with a high multiplication factor.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.Using the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, the Invention explained in more detail.

Figur 1 zeigt dabei ein Ausführungsbeispiel, bei dem in der ersten Stufe die ungeradzahligen und in der zweiten Stufe die geradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz gewonnen werden.Figure 1 shows an embodiment in which in the first 1st stage the odd-numbered and in the second stage the even-numbered multiples the fundamental frequency can be obtained.

Die Stufe I dient zur Erzeugung der ungeradzahligen Vielsachen, Das Kriterium dazu sind Impulse mit wechselnder Polarität und der einfachen Grundfrequenz0 Zur Erzeugung solcher Impulse wird ein Impulsformer mit nachfolgender Differenzierstufe verwendet. Die Impuisformerstufe besteht im Prinzip aus einem Verstärker, der über zwei Dioden Dl, D2, die antiparallel geschaltet sind, gegengekoppelt ist. Durch diese Art der Gegenkopplung wird die sinusförmige Eingangsspannung in sehr syimnetrische Impulse (Impulsbreite = Impulspause) mit gleichen Anstiegs-und Abfallflanken umgewandelt. Die Höhe der Impulse wird durch die Dioden DI, D2 bestimmt und liegt ungefähr bei 1 Volt. Der Impuls gelangt auf die Differenzierstuse C, R, wo er in sehr schmale Impulse mit wechselnder Polarität umgewandelt wird, Die Breite dieser Impulse richtet sich nach dem geforderten maximalen VervielS'a-t chungsfaktor und wird durch die Zeitkonstante R-O bestimmt. Um auch gegenüber Temperaturschwankungen eine konstante Impulsbreite zu erhalten, werden in der Differenzierstufe Bauteile mit entsprechenden Temperaturkoeiiizienten verwendet0 Dieser Impuls steuert den Verstärker V1, der den jeweiligen Anforderungen angepaßt ist0 Im einfachen Fall läßt sich ein einfacher RO-Verstärker mit Gegentaktendstufe verwenden Um die Symmetrie des differenzierten Impulses nicht zu verschlechtern, soll der Eingangswiderstand des Verstärkers hochohmig sein.Stage I is used to generate the odd multiples, Das The criterion for this are pulses with alternating polarity and the simple basic frequency 0 A pulse shaper with a subsequent differentiating stage is used to generate such pulses used. The Impuisformerstufe consists in principle of an amplifier that over two diodes Dl, D2, which are connected in anti-parallel, are fed back. By this type of negative feedback turns the sinusoidal input voltage into very symmetrical Impulses (Pulse width = pulse pause) converted with the same rising and falling edges. The height of the impulses is determined by the diodes DI, D2 and is approx 1 volt. The impulse arrives at the differentiator C, R, where it is very narrow Pulses with alternating polarity is converted, the width of these pulses is directed according to the required maximum multiplication factor and is supported by the Time constant R-O determined. In order to maintain a constant against temperature fluctuations To get pulse width, components with corresponding in the differentiation stage Temperature coefficients used0 This pulse controls the amplifier V1, the is adapted to the respective requirements0 In the simple case, a simple Use RO amplifier with push-pull output stage To maintain the symmetry of the differentiated Impulse not to deteriorate, the input resistance of the amplifier should be high be.

Am Ausgang des Verstärkers stehen nun die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz zur Verfügung0 Für die Gewinnung der geradzahligen Vielfachen müssen die Impulse folgende Form haben. Die Impulse besitzen nur eine ausgeprägte Polarität und ihre Abstände zueinanker entsprechen der doppelten Grundfrequenz. Zur Herstellung dieser Impulse werden die Impulse von Stufe 1 verwendet0 Vom Ausgang des Verstärkers der Stufe I gelangen die Impulse auf den Eingang-einer für diesen Zweck speziell entwickelten Impulsformerstufe. Sie stellt im wesentlichen einen Verstärker mit der Verstärkung # = 1 dar, der zwei Ausgänge Al, A2 besitzt0 Am Ausgang A1 erhält man ein gegenüber dem Eingangssignal um 1800 verschobenes Signal. Für Al arbeitet der Verstärker in Emitterschaltung. Am Ausgang A2 er hält man ein Signal, das gegenüber dem Eingangssignal gleichphasig ist. Der Verstärker arbeitet hier in Kollektorschaltung. Die Signale Al und A2 werden durch die Dioden DD, D4 gleichgerichtet und ergeben an dem Widerstand R3 eine Impulsfolge mit nur einer ausgeprägten Polarität und der doppelten Grundfrequenz. Da der Verstärker in Emitterschaltung Al und in Kollektorschaltung A2 arbeitot, sind auch beide Innenwiderstände verschieden. Dies hat zur Folge, daß an dem Widerstand R3 die Impulsfolge mit unterschiedlichem Pegel auftritt. Um den Pegelunterschied ausgleichen zu können, wird der Widerstand R2 in Reihe mit der Diode D4 (Ausgang A2) geschaltet. Der Wert von R2 ergibt sich durch Abgleich auf Pegelunterschied I4ull. Die Impulse gelangen wieder auf einen Verstärker, an dessen Ausgang dann die geradzahligen Vielfachen abgenommen werden können. Der Verstärker V2 kann gleich wie in Stufe 1 aufgebaut sein.The odd multiples are now at the output of the amplifier of the basic frequency available 0 For the extraction of the even-numbered multiples the impulses must have the following form. The impulses have only one pronounced one Polarity and their distances from one another correspond to twice the fundamental frequency. The impulses from stage 1 are used to produce these impulses 0 From the output of the amplifier of stage I, the impulses arrive at the input - one for this Purpose specially developed pulse shaper stage. It essentially represents one Amplifier with gain # = 1, which has two outputs A1, A2 0 at the output A1 you get a signal shifted by 1800 compared to the input signal. For Al the amplifier works in common emitter circuit. At exit A2 he holds a signal that is in phase with the input signal. The amplifier works here in collector circuit. The signals Al and A2 are made by the diodes DD, D4 rectified and result in a pulse train at the resistor R3 with only a pronounced polarity and twice the fundamental frequency. Because the amplifier in the emitter circuit A1 and in the collector circuit A2 both internal resistances are also active different. This has the consequence that at the resistor R3 the pulse train with different Level occurs. In order to be able to compensate for the level difference, the resistance R2 connected in series with diode D4 (output A2). The value of R2 results by adjusting for level difference I4ull. The impulses come back to you Amplifier, at the output of which the even-numbered multiples are then taken can. The amplifier V2 can be constructed in the same way as in stage 1.

Fig. 2 zeigt eine andere Lösung für spulenlose Verzerrero Hier werden zuerst die geradzahligen Vielfachen erzeugt.Fig. 2 shows another solution for coilless distortion here first generates the even-numbered multiples.

Die doppelte Grundfrequenz wird einem Impulsformer zugeführt, an dessen Ausgang man Impulse mit nur einer Polari--tät erhält, wie sie ja zur Erzeugung der geradzahligen Vielfachen notwendig sind. Diese steuern einen Verstärker an, an dessen Ausgang die geradzahligen Vielfachen abgenommen werden können. Zur Gewinnung der ungeradzahligen Vielfachen steuern diese Impulse einen bistabilen Multivibiater (Flip-Flep), der sehr symmetrische Rechteckimpulse (Impulsbreite = Impulspause) mit der einfachen Grundfrequenz erzeugt. Diese gelangen auf eine Differenzierstuf@, die aus den Rechteckimpulsen schmale symmetrische Impulse -- wie sie für die ungeradzahligen Vielfachen notwendig sind -- erzeugt0 Auch wieder einem Verp>tärker zugeführt, kann man an dessen Ausgang ie ungeradzahligen Vielfachen abnehmen.Twice the basic frequency is fed to a pulse shaper Output one receives impulses with only one polarity, as they are used to generate the even multiples are necessary. These control an amplifier, on whose Output the even-numbered multiples can be removed. To obtain the odd multiples, these pulses control a bistable multivibiater (Flip-Flep), the very symmetrical square-wave pulses (pulse width = pulse pause) generated with the simple fundamental frequency. These arrive at a differentiation level @, the narrow symmetrical pulses from the square-wave pulses - as they are for the odd-numbered ones Multiples are necessary - generated0 Also fed back to a amplifier, one can take off the odd multiples at its output.

4 Patentansprüche 2 Figuren4 claims 2 figures

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Distortion unit with separate outputs for the even and odd multiples of a fundamental frequency, d a'-d u r c h e k e n n n n n e i c h n e t that an active right crimp pulse shaper has a differentiator downstream is that the output of the differentiator # of the high-impedance Input of an amplifier is connected, at one output of which the odd-numbered Multiples of the base frequency can be taken and its other output with a second pulse shaper is connected, the monopolar pulses with a double fundamental frequency generated, which are also fed to an amplifier with a high-impedance input, at the output of which the even-numbered multiples of a basic frequency can be taken.

2. Distortion according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pulse shaper for the odd-numbered pulses from an amplifier with two DC-coupled transistors (T1, T2), the antiparallel over sssei switched diodes (Dl, D2) is fed back from the output to the input.

3. Distortion according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pulse shaper for the even-numbered multiples is a transistor amplifier with a transistor (T3), which with respect to its collector-side output as a hmi-tterschaltung and in relation to its emitter-side output as a collector circuit works that both outputs rectifier (D3, D4) are connected downstream of the their distant end with each other and against an ohmic Wide: istand with the cold Pole of the circuit connected ssizld

4. Distortion with separate outputs for the even and odd multiples of a fundamental frequency, d a -d u r c h e k e n n n n e i n e t that a unipolar pulse shaper has both an amplifier, at the output of which the even-numbered multiples can be removed, as well as a bistable Multivibrator are connected downstream that generates symmetrical square pulses that this level vibrator has a differentiating stage and this is followed by a further amplifier are, at the output of which the odd multiples can be removed.

L e r s e i t e