DE2042784B2 - Verfahren zur automatischen verstaerkungsregelung und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens, insbesondere fuer ein puls-colde modulationssystem - Google Patents
Verfahren zur automatischen verstaerkungsregelung und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens, insbesondere fuer ein puls-colde modulationssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Verstärkungsregelung und eine Anordnung zur
Durchführung des Verfahrens, insbesondere für ein Puls-Code-Modulationssystem.
Bei einem Puls-Code-Modulationssystc.i werden die
durch einen Telegrafie-Entzerrer einer Vorstufe gesendeten und durch eine Leitung übertragenen Signalimpulse entzerrt und verstärkt, und der Pegel des verstärkten
Signalpulses wird mit dem Ansprechpegel des Telegrafie-Entzerrers verglichen. Je nachdem, ob der
verstärkte Signalpegel größer oder kleiner als der Ansprechpegel ist, werden die übertragenen Signalimpulse
als binäre »1« oder als binäre »0« beurteilt. Im Falle einer binären »1« wird wieder ein Pulssignal, das einer
binären »1« entspricht, erzeugt und über die Übertragungsleitung ausgesandt. Wenn in diesem Fall der
Pegel des empfangenen Pulses durch Änderung der Eigenschaften der Übertragungsleitung, wie durch
eine Temperaturänderung, beträchtlich schwankt, müssen die Signalwerte für die binäre »1« und »0« im
Telegrafie-Entzerrer falsch beurteilt werden.
Um dies zu vermeiden, ist es üblich, entweder eine automatische Sch well wertregelschaltung (ATC) zu vervyenden,
die die Ansprechschwelle durch Erfassen der Änderung der Charakteristik der Übertragungsleitung
ändert, oder eine automatische Verstärkungsregelschaltung (AGC) vorzusehen, die durch Verändern der
Verstärkung des Entzerrungsverstärkers den Signalpegel auf einem konstanten Wert hält. Um den Freiheitsgrad
der Systembemessung zu vergrößern, wai es sehr zweckmäßig, eine automatische Regelschaltung
mit einer !'/-Kennlinie zu benutzen, die die Frequenzcharakteristik
der Verstärkung des Entzerrungsverstärkers mit der Neigung |/ dB entsprechend der
rrequen7xharakteristik der Leitungsdämpfung verände;t.
Wie später im einzelnen ausgeführt, bedingt eine derartige Regelung insbesondere im Bereich hoher
Frequenzen große Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile bekannter automatischer Verstärkungsregelschaltungen zu vermeiden und eine im Bereich hoher
Frequenzen verwendbare verbesserte V.;rstärkungsregelschaltung
zu schaffen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennz ichnei, daß mehrere veränderbare Entzerrerschaltungen,
von denen jede eine veränderbare Reaktanz enthält, zwischen einer Eingangsklemme und
einer Ausgangsklemme hintereinand;rgeschaltet werden und daß die veränderbaren Reaktanzen derart gesteuert
werden, daß sich die Pol- bzw. Eigenfrequenzen der veränderbaren Entzerrerschaltungen mit dem
Quadrat des Verhältnisses zwischen der normalen Leitungsdämpfung (A0 in dB) und der zufolge einer
Dämpfungsänderung veränderten L";'.ungsdämpfun;j
(A', in dB) ändern.
Es wird also vorzugsweise für die Anwendung in einem PCM-Signalentzerrer ein mehrstufiges veränderbares
Entzerrungsnetzwerk mit einer veränderbaren Reaktanz vorgesehen, und es werden die veränderbaren
Reaktanzen gemeinsam so gesteuert, daß die Dämpfungsänderung der Leitung kompensiert wird.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von drei Figuren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten automatischen
Verstärkungsregelschaltung,
F i g. 2 A und 2 B Blockdiagramme von erfindungsgemäßen
automatischen Verstärkungsregelschaltungen. F i g. 3 die Schaltung nach F i g. 2 B im Detail.
In F i g. 1 ist eine bekannte automatische Verstärkungsregelschaltung mit geneieter Kennlinie dargcstellt. Sie besteht aus einer Eingangsklemme 5. einem Spitzenwertdetektor 2. der den Spitzenwert der entzerrten Wellenform einer Ai sgangsklemme 6 eine*· Entzerrungsverstärkers 1 erfaßt, ferner aus einer Steuerschaltung 3, die die Ausgangsgröße des Spitzenwertdetektors 2 verstärkt und ein Steuergleichstromsignal erzeugt, sowie aus einer automatischen Versiärkungssteuerschaltung 4, die die Leitungscharakteristik annähen und ein durch die Steuerschaltung 3 gesteuertes variables Element besitzt.
In F i g. 1 ist eine bekannte automatische Verstärkungsregelschaltung mit geneieter Kennlinie dargcstellt. Sie besteht aus einer Eingangsklemme 5. einem Spitzenwertdetektor 2. der den Spitzenwert der entzerrten Wellenform einer Ai sgangsklemme 6 eine*· Entzerrungsverstärkers 1 erfaßt, ferner aus einer Steuerschaltung 3, die die Ausgangsgröße des Spitzenwertdetektors 2 verstärkt und ein Steuergleichstromsignal erzeugt, sowie aus einer automatischen Versiärkungssteuerschaltung 4, die die Leitungscharakteristik annähen und ein durch die Steuerschaltung 3 gesteuertes variables Element besitzt.
Bei der bekannten automatischen Verstärkungsregelschaltung, die beispielsweise einen variablen Entzerrer
des Bodetyps enthält, approximiert die automatische Verstärkungssteuerschaltung die Däinpfungsfrequenzcharakteristik
der Dämpfungsänderung der Leitung und ändert die Dämpfungscharakteristik des variablen
Entzerrers und kompensiert die Dämpfungsänderung durch Steuern eines variablen Widerstandselementes
abhängig von der Änderung der Eingangsgröße an der Klemme 5.
Es ist aus den folgenden Gründen sehr schwierig, die bekannte automatische Verstärkungsregelschaltung
wie einen variablen Entzerrer des Bodetyps in einem hohen Frcquenzbe*eich zu verwirklichen:
a) der Bereich der Kompensation der Dämpfungsänderung ist auf zwei Neper begrenzt,
b) die Verwirklichung der Schaltung ist sehr kompliziert.
c) es ist erforderlich, ein veränderbares Widerstandselement und eine Induktionsspule zu verwenden.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile der bekannten automatischen Verstärkungsregelschaltung
überwunden. Die Erfindung wird nun im Detail er- über einen Widerstand 26 an Erde. Die Verbindungsleuten,
stelle zwischen dem Emitter des Transistors 24 und Der relative logarithmische Wert der Übertragungs- dem Widerstand 26 ist durch den Widerstand 27 und
Verluste einer Übertragungsleitung ist im Bereich hoher einen Kondensator 28 mit der Kathode eines in der
Frequenzen angenähert proportional zur ] /. 5 Kapazität veränderbaren Halbleiterelemenies 15 ver-Es
seien mit K0 und L die normale Leitungskon- bunden, dessen Anode an die Eingangsklemme 11' anstaute
u.id die normale Leitungsdämpfung in Dezibel geschlossen ist. Die Verbindungsstelle zwischen dem
bezeichnet. Dann gilt die folgende Beziehung: Widerstand 25 und dem Kollektor des Transistors 24
L ~ K Vf (dB) (1) 'st "ker emen Kondensator 29 an die nächste Ent-"
ίο zerrungsverstärkerstufe 8 angeschlossen. Die Funktion
Wenn sich in Gleichung (1) zufolge einer Änderung der Entzerrungsverstärker 8 und 9 entspricht der des
tier Leitungsdämpfung A'o bzw. L in K1 bzw. IJ ändern, Entzerrungsverstärkers 7, so daß eine Erklärung dieser
wird die folgende Gleichung erhalten: Verstärker nicht erforderlich erscheint.
Die Spitzenwertdetektorschaltung 19 besteht aus
' f I ^1 Γ P) '5 e'ner Gle'cnr'chterdiode47, einem Kondensator 48
/ j ^ j -> und widerständen 45 46 und 49 Die Ausgangs
L ~ K1 [J = Kn j/ j ^ j ->
und widerständen 45, 46 und 49. Die Ausgangsklemme
18 ist mit der v°rbindungsstelle des Wider-
(jleichung (2) zeigt die Form einer Parallelver- Standes 45 und des Wiüc-standes 46 \erbunden. Der
Schiebung der Charakteristik der vi ."herigen Leitungs- andere Anschluß des Widerstandes 46 ist geerdet und
dämpfung auf der Frequenzachse um [K1IK0)2. Dem- 20 der des Widerstandes 45 mit dem positiven Pol · (
zufolge kann die Änderung durch entsprechende Ver- der Spannungsquelle verbunden. Die Anode der
Schiebung der Polfrequenzen des Annäherungsnet/- Gleichrichterdiode 47 ist mit der Ausgangsklemme 18
vverks um (A1'A0)-kompensiert werden. Die Erfindung verbunden und die Kathode dieser Diode mit einem
stellt eine automatische Verstärkungsregelschaltung Anschluß eines Parallelkreises, der aus dem Konden-
dar. bei der dieses Prinzip angewandt wird. 25 sator 48 und dem Widerstand 49 besteht. Der zweite
Die Ausführungsform dieser Erfindung gemäß den Anschluß des Parallelkreises ist geeidet. Die Verbin-
F i g. 2 A und 2 B enthält Entzerrungsverstärker 7, 8, 9 dungsstelle zwischen der Kathode der Diode 47 und
und K), die die gewünschte Entzerrungsform für die dem Anschluß des erwähnten Parallelkreises ist mit
normale Leilungscharakteristik erzielen. Es ist eine der Basis eines Transistors 50 der Steuerschaltung 20
Eingangsklemme 11 für den in der vorhergehenden 30 verbunden.
Leitung verzerrten Puls vorgesehen, ferner sind Wider- Die Steuerschaltung 20 besteht aus Transistoren 50,
stände 12, 13 und 14 vorgesehen, die mit den gemein- 54 und 60. Widerständen 51, 53. 55, 58, 61, 62, 63 und
sam gesteuerten variablen Elementen die veränder- 64, Dioden 52, 56 und 66, der /enerdiode 57 und einem
baren Entzerrungsschaltungen bilden. Außerdem sind Kondensator 59. Der Kollektor des Transistors 50 ist
veränderbare kapazitive Halbleiterelemente 15, 16 und 35 geerdet und der Emitter dieses Transistors über den
17 vorhanden, die dazu dienen, durch Verändern der Widerstand 51 mit dem negativen Pol Γ der Span-Kapazitätswerte
die Polfrequenzen zu verändern. D;e nungsquelle verbunden. Die Verbindungsstelle zwi-Schaltung
enthält außerdem eine Ausgangsklemme 18, sehen dem Widerstand 51 und dem Emitter des Trandie
für die Ausgabe der entzerrten Wellenform vorge- sistors 50 ist über die Diode 52 an die Basis des Transehen
ist und für den Eingang eines im Blockdia- 40 sistors 54 angeschlossen, dessen Kollektor über einen
gramm nicht dargestellten Taktsteuerungs- und Diskri- Widerstand 53 am positiven Pol ■'- V der Spannungsminatorkreises.
Eine vorhandene Steuerschaltung 20 quelle liegt. Der Emitter des Transistors 54 ist über den
enthält einen Gleichstromverstärker zur Steuerung der Widerstand 55 und die Dioden 56 und 66 an den negaervvähnten
veränderbaren Elemente, und eine Spitzen- tiven Pol — F der Spannungsquelle angeschlossen. Die
wertdetektorscrk'Uung 19 erfaßt den Spitzenwert der 45 Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 53 und
entzerrten Ausgangswelle. Bei der Schaltung nach dem Kollektor des Transistors 54 ist über die Zener-F
i 3. 2 A sind die Potentiale an den drei Verbindungs- diode 57 mit einem Anschluß eines air. dem WiderStellen
zwischen dem Widerstand 12 und dem ver- stand 58 una dem Kondensator 59 bestehenden Paränderbaren
kapazitiven Element 15, zwischen dem allelkreises verbunden, dessen anderer Anschluß am
Widerstand 13 und dem veränderbaren kapazitiven 5° negativen Pol - V der Sparnungsquelle liegt. Die
Element 16 sowie zwischen dem Widerstand 14 und Dioden 52, 56 und 66 und die Zenerdiode 57 sind für
dem veränderbaren kapazitiven Element 17 auf dem die Einstellung der Gleichspannungspegel des Trangleichen konstanten Gleichsnannungspegel festge- sistors 54 vorgesehen, und der Kondensator 59 dient
halten. dazu, i.i der Steuerschaltung 20 eine Störschwingung
Fig. 3 zeigl die das Blockdiagramm der Fig, 2B 55 zu verhindern. Die Verbindungsstelle zwischen dem
betreffende Schaltung im einzelnen. Bei der Schaltung erwähnten Parallelkreis und der Anode der Diode 57
nach F i g. 3 enthalten der Entzerrungsverstärker 7 und ist mit der Basis des Transistors 60 verbunden, dessen
die Widerstände 12 einen Transistor 24, einen Konden- Emitter am negativen Pol - V der Spannungsquelle
sator 21 und Widerstände 22. 23, 25, 26 und 27. Der liegt. De·" Kollektor des Transistors 60 ist über den
mit der Eingangsklemme 11 verbundene Kondensator 60 Widerstand 61 am positiven Pol-!-('der Spannungs-
21 ist mit der Bnsis des Transistors 24 und der Verbin- quelle angeschlossen. Die Verbindungsstelle zwischen
dungsslelle zwischen den Widerständen 22 und 23 ver- dem Kollektor des Transistors 60 und dem Wider-
bunden. Die andere Klemme des Widerstandes 23 ist stand 61 ist, wie F i g. 3 zeigt, über Widerslände 62. 63
geerdet, und die Jes Widerstandes 22 ist mit dem posi- bzw. 64 mit den in der Kapazität variablen Elementen
tiven Pol -\- V einer Spannimgsquelle verbunden Der 65 15. 16 und 17 verbunden.
Kollektor des Transistors 24 ist über einen Wider- Jede Stufe der Entzerrungsverstärker hat eine vorgestand
25 an den positiven Pol ~\ Vder Spannungsquelle gebene Polfrequenz bzw. Eigenfrequenz, und diese
angeschlossen, und der Emitter des Transistors 24 liegt wira durch eine veränderbare Kapazität gesteuert.
Wenn zufolge einer Dämpfungsänderung der Leitung der Eingangspegel abnimmt und sich in Übereinstimmung
damit der Ausgangspegcl des Entzerrungsverstärkers an der Klemme 18 verringert, erfaßt die
Spitzenwertdetektorschaltung 19 diesen Pegel, und die Steuerschaltung 20 veranlaßt, daß der Kapazitätswert
der in der Kapazität veränderbaren Elemente 15, 16 und 17 abnimmt. Hierdurch nimmt jede der Polfrequenzen
der Entzerrungsverstärker um (KnJK^Y des
Anteils der Leitungsdämpfungsänderung zu. Dadurch wird der Anteil der Leitungsdämpfungsänderung kompensiert.
Nimmt der Eingangspegel zu, dann verläuft der Vorgang umgekehrt, und die Dämpfungsänderung
wird ebenfalls kompensiert. Die entzerrte Ausgangswelle kann also stets konstant gehalten werden. Bei
dem Beispiel nach F i g. 2 sind drei Stufen veränderbarer Entzerrungsschaltungen vorgesehen. Die Anzahl
der Stufen kann jedoch je nach Anpassungsgrad der Schaltung beliebig gewählt werden.
Bei der Schaltung nach F i g. 2 ist die veränderbare
b Entzerrungsschaltung aus den einfachsten Elementen
wie einem Widerstand und einem Kondensator zusammengesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
diesen Aufbau beschränkt.
Der Schaltungsaufbau wird durch die beschriebene
Der Schaltungsaufbau wird durch die beschriebene
ίο Erfindung sehr einfach, und es kann die automatische
Verstärkungsregelung sehr leicht in einem Bereich hoher Frequenzen durchgeführt werden. Die automatische
Verstärkungsregelschaltung gemäß dieser Erfindung kann ferner leicht als integrierte Schaltung
aufgebaut werden, und es ist möglich, sie auf ein Kleinstmaß herabzusetzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnunger
Claims (2)
1. Verfahren zur automatischen Verstärkungsregelung, insbesondere für ein Puls-Code-Modulationssystem,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere veränderbare Entzerrerschaltungen
(7, 8, 9), von denen jede eine veränderbare Reaktanz (15, 16, 17) enthält, zwischen einer Eingangsklemme
(11) und einer Ausgangsklemme (18) hintereinandergeschaltet werden und daß die veränderbaren
Reaktanzen derart gesteuert werden, daß sich die Pol- bzw. Eigenfrequenzen der veränderbaren
Entzerrerschaltungen mit dem Quadrat des Verhältnisses zwischen der normalen Leitungsdämpfung (Kn in dB) und der zufolge einer Dämpfungsänderung
veränderten Leitungsdämpfung (A', in dB) ändern.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel (19, 20) zum Steuern der veränderbaren Reaktanzen (15,16, 17) einen Spitzenwertdetektor(19)
und einen Steuerkreis (20) umfassen, wobei der Spitzenwei (detektor den Spitzenwert der Wellenform
der Ausgangsgröße erfaßt, die Ausgangsgröße des Spitzenwertdetektors durch den Steuerkreis verstärkt
wird und die Ausgangsgröße des Steuerkreises entsp xhend den veränderbaren Reaktanzen
zugeführt wird.
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |