DE2044190C3 - Allpaß-Netzwerk für Breitband-Nachrichtenübertragungsanlagen - Google Patents

Description

phasenverschoben ist und die Verstärkung des und der Gesamtphasengang werden gemessen

zweiten Verstärkerkanals zweimal so groß ist wie so und es wird geprüft, ob der Amplitudengang tat-

die des ersten Verstärkerkanals, dadurch ge- sächlich konstant ist. Abschließend wird ge-

kennzeichnet, daß sowohl jeder Verstärker- messen, ob der Gesamtphasengang des abzu-

kanal als auch der Addierkreis einen Transistor gleichenden Netzwerkes und des Abgleichnetz-

(TSl, TS2 bzw. TS3) in Basisschaltung aufweist. werkes mit dem erwünschten Phasengang übe··-

25 einstimmt

Bei den beschriebenen Vorgängen tritt die Schwierigkeit auf, daß die massenproduzierten Netzwerke, die abgeglichen werden sollen, sich untereinander um

Die Erfindung betrifft ein Allpaß-Netzwerk für 30 einen bestimmten Betrag unterscheiden und die Allpaß-Breitband-Nachrichtenübertragungsanlagen mit zwei Netzwerke, die sie abgleichen sollen, ebenfalls mit Verstärkerkanälen, deren Eingänge jeweils mit einem einer bestimmten Toleranz hergestellt werden, wo-Ausgang einer Phasenteilerschaltung verbunden sind, durch eine unbefriedigende Phasenentzerrung erreicht deren Eingang auch der Eingang des Allpaß-Netz- wird, wenn die Allnaß-Netzwerke ohne erneuten Abwerkes ist und deren Ausgänge mit dem Eingang eines 35 gleich verwendet werden. Es ist daher notwendig, die Addierkreises verbunden sind, dessen Ausgang der Phasengänge der Allpaß-Netzwerke leicht zu ändern, Ausgang des Allpaß-Netzwerkes ist, bei dem der erste um einen befriedigenden abschließenden Abgleich zu Verstärkerkanal einen im wesentlichen konstanten erhalten. Es ist somit ersichtlich, daß, um den Phasen-Phasengang für innerhalb des Frequenzbandes über- gang der Allpaß-Netzwerke zu ändern und den Amtragene Signale und der zweite Verstävkerkanal im 40 plitudengang konstant zu halten, es erforderlich ist, Ausgang einstellbare Impedanzen zur Phasenein- vier bis sechs Komponenten abzugleichen. In der Stellung aufweist, das Ausgangssignal des zweiten Praxis >st dies ein Meßvorgang, bei dem sowohl der Verstärkerkanals gegenüber dem Ausgangssignal des Phasen- als auch der Amplitudengang gemessen wercrsten Verstärkerkanals um 180° phasenverschoben den und der somit sehr zeitraubend und aufwendig ist. ist und die Verstärkung des zweiten Verstärkerkanals 45 Aus der britischen Patentschrift 473 028 ist eine tweimal so groß ist wie die des ersten Verstärkerkanals. Schaltungsanordnung bekannt, die unter Verwendung Während bei üblichen Netzwerken sowohl Ampli- von Elektronenröhren zur Beseitigung von bei der tuden- als auch Phasengang frequenzabhängig sind, Übertragung hochfrequenter Signale auftretenden besteht die besondere Eigenschaft eines Allpasses Phasenverzerrungen dienen soll. Diese bekannte darin, daß sein Amplitudengang frequenzunabhängig 50 Schaltungsanordnung weist keinerlei Abgleichmöglich- und nur der Phasengang frequenzabhängig ist. All- ketten auf und enthält in den beiden Verstärkerkanälen passe eignen sich daher gut zur Phasenentzerrung in jeweils eine Triode in Kathodenbasisschaltung. Außer-Netzwerken, da durch das Hinzufügen eines Allpasses dem liegt der Abstimmkreis am Ausgang eines aktiven EU einem üblichen Netzwerk lediglich der Phasengang Phasenteilers bzw. am Eingang eines selektiven Röhrentn dem gewünschten Umfang geändert wird, während 55 Verstärkers.

der Amplitudengang unbeeinflußt bleibt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Allpaß-Übliche Allpaß-Netzwerke mit passiven Kompo- Netzwerk zu schaffen, bei dem zum Abgleich auf eine nent<*; bestehen aus Vurpolkreuzgliedem für sym- Bandmittenfrequenz und Änderung der Steigung des metrische Leitungen, die in überbrückte T-Netzwerke Phasenganges lediglich zwei variable Impedanzen für asymmetrische Leitungen umgewandelt werden 60 eingestellt werden müssen, wobei der Amplitudengang können. Diese Netzwerke weisen wenigstens vier oder konstant bleibt.

fünf Komponenten auf, deren Parameter einen be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch stimmten Wert haben müssen, damit ein gewünschter gelöst, daß sowohl jeder Verstärkerkanal als auch dei Phasengang und ein konstanter Amplitudengang er- Addierkreis einen Transistor in Basisschaltung aufhalten wird. Wenn die Parameter der Phase geändert 65 weist.

werden sollen, ist es notwendig, alle Komponenten- Dies hat vor allem den Vorteil, daß an Stelle

werte neu einzustellen. Die Genauigkeit, mit der diese mehrerer Abgleichvorgänge nur noch zwei Einstel-

Komponenten gemessen oder einjustiert werden, be- lungen vorgenommen werden müssen, und daß ledig-

lieh der Phasengang, nicht aber der Amplitudengang inverterübertrafc r zwischen, dem Kollektor des Tran-

zu messen ist sistors TSl und dem Emitter des Transistors TS 3

Außerdem liegt der Abstimmkreis am A isgang des erreicht Wenn die beiden Widerstände der Phascnsdektiven in Basisschaltung geschalteten Transistor- teüerschaltung gleiche Werte aufweisen, wird eiae Verstärkers, wodurch eine Entkopplung zwischen dem 5 Änderung des Verstärkungsfaktors dadurch erreicht, Abstimmkreis und dem Eingang des Allpaß-Netz- daß ein Übertrager mit einem Windungsverhältais Werkes erreicht wird, was die Verwendung eines von 2 : 1 verwendet wird. Sind die Werte der Widerpassiven Phasenteilers, z. B. eines Übertragers, er- stände unterschiedlich, so kann der Übertrager ein möglicht Am Ausgang des AllpafrNetzwerkes be- Windungsverhältnis von 1 : 1 aufweisen. Die Selekwirkt der aktive Addierkreis eine ähnliche Entkopp- io tivität für alle drei Schaltungen ist durch einen einlung de% Abstimmkreises. Somit ist bei der erfmdungs- fachen Resonanzkreis gegeben. Die Lastimpedanz Z gemäßen Schaltungsanordnung der Abstimmkreis des Transistors TS3 kann entweder ein Stufenkoppdes zweiten Kanals sowohl von der Eingangsimpedanz lungskreis, der mit einem nachfolgenden Transistor als auch von der Lastimpedanz des Allpaß-Netzwerkes zu verbinden ist, oder ein Anpassungskreis einer konweitgehend unabhängig. 15 stanten Impedanzleitung sein.

Die Transistor-Basisschaltung hat darüber hinaus Es wird nun gezeigt, daß das Netzwerk nach

den Vorteil, daß sie sich besonders gut für Anwen- F i g. 1 ein »Allpaß-Netzwerk« mit einem konstanten

düngen im Bereich hoher Frequenzen eignet, wie sie Amplitudengang ist und einen Phasengang aufweist,

bei einer Breitband-Nachrichtenübeiragung anfallen. der sich mit der Frequenz ändert Ähnliches läßt sich

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der 20 auch für die Netzwerke nach den F i g. 2 und 3

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher zeigen,

beschrieben. Es ist zu erkennen, daß ein Eingangs-Koppelüber-

Es zeigen: trager zwei Verstärkerstufen mit Spannungen ver-

F i g. 1, 2 und 3 Schaltbilder verschiedener Aus- sorgt, die die gleiche Amplitude, jedoch cntgegen-

führungsformen der Erfindung, und 35 gesetzte Phasen aufweisen. Die Widerstände A₁ und R₂

F i g. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des versorgen zwei Transistoren TSl und TS2, mit zwei

Phasenganges von Allpässen. Strömen, von denen einer doppelt so groß wie der

Jede der Kurven von F i g. 4 ist normalerweise andere ist.

durch zwei Parameter bestimmt, nämlich durch die Der Ausgangsstrom vom Kollektor des Tran-Bandmittenfrequenz und die Steigung. Die Kurven A, 3<> sistors TS2 gelangt direkt zum Emitter des Tran- B und C in F i g. 4 unterscheiden sich nur durch die sistors TS3, während der Ausgangsstrom vom Tran-Steigung, während die Kurve D sich von der Kurve C sistor TSl zuerst in den Resonanzkreis fließt und in Steigung und Bandmittenfrequenz unterscheidet. dann den Emitter des Transistors TS3 über den

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind Widerstand R₃ erreicht. Wird angenommen, daß die die Phasenteilerschaltung und ein Phaseninverter in 35 Eingangsspannung V ist, so ergeben sich die Eingangseiner einzigen Schaltung zusammengefaßt, wobei ein ströme I₁ und I₂ in den Transistoren TSl und TS2 Übertrager mit einem Windungsverhältnis von 1:1 wie folgt:
verwendet wird, um einen unabgeglichenen Eingangsschaltkreis mit der abgeglichenen Eingangsschaltungs- * _ j

anordnung der beiden Verstärkerkanäle zu koppeln. 40 2 (R₁ + R_n) *

Der unterschiedliche Verstärkungsfaktor der beiden (1)

Kanäle wird dadurch erreicht, daß die beiden Ein- y

gangswiderstände .R₁ und R₂ an den Emittern der _ff . ⁼ '1

Transistoren TSl und TS2 unterschiedliche Wider- 1(K₂ +K_e2)

standswerte aufweisen, so daß 2 (R₁-J-ReJ = (R₂+Re₁), 45

wobei Ä_fl und R_e2 die Eingangs-Widerstandswerte der Von den Strömen in den Emittern sei angenommen,

Transistoren TSl und TS2 sind. daß sie mit den Strömen in den Kollektoren identisch

In der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 sind sind,

die Phasenteilerschaltung und der Phaseninverter Es sei:

ebenfalls in einer einzigen Schaltung zusammengefaßt, 5»

die mit einem Übertrager mit einem Windungsver- 2 (R₁ +Red = (#» + &■*) = -R₄ (2)

hältnis 1 : 1 ausgestattet ist, und der unterschiedliche — / — 2 / (3)

Verstärkungsfaktor der beiden Kanäle wird durch h — t w Verwendung eines weiteren Übertragers zwischen dem

Kollektor des Transistors TSl und dem Emitter des 55 Gleichzeitig stellt der Widerstand A₄ die Symmetrie

Transistors TS3 erreicht, der die Phase nicht umkehrt. des Übertragers und seine Anpassung an die Leitungs-

Der Übertrager hat ein Windungsverhältnis 2:1, impedanz sicher.

um den Strom des Transistors TSl zu verdoppeln und Der Strom /₄ durch den Widerstand R₃ ist durcl

die Spannung zu halbieren. Indem R₃ +Re₃ (wobei den folgenden Ausdruck gegeben:

Re₃ der Eingangs-Widerstandswert des Transistors 60

TS3 ist) ein Wert gleich einem Viertel des entsprechen- _ Z₁I₁

den Wertes nach F i g. 1 gegeben wird, ist der Strom, '* — . , ^ W

der in den Transistor TS3 über den Transistor TSl ³~*~ '³
gelangt, doppelt so groß wie der von dem Transistor

TS2 (bei der Resonanz-Frequenz von LC). 65 wobei Z₁ die resultierende Impedanz des paralleler

In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 besteht Kreises aus Cl, Ll, (R₃ +Re₃) ist.

die Phasenteilerschaltung aus zwei Widerständen, und Der Gesamtstrom I₃ in dem Transistor TS: die Phasenumkehr des Signals wird durch den Phasen- (Fig. 1) ist:

5 6

r _ r , r _ ·?ι /ι _ A /r\ gleich sind. In der Praxis wurden sehr gute Ergebnisse

/s — μ + h — υ ι jj ~^~ *· ' mit einer derartigen Annahme erzielt, um so mehr,

^{3 es} als der Fehler im Transistor rSl durch einen ähnlichen

Fehler im Transistor TS2 aufgehoben wird.

I_x R,+R,,-i>>*LC(R,+ lUj-ja>L ^{5 Di<}:\V»nätaxtn Parameter des ^Netzwerkes ver-

J₃ = -!3__£3 ^v ■ -—-_ Ursachen in der Praxis keine Schwierigkeiten, sie

2 R₃ +R_es—ω¹2Χ(Α₃ + Α«₃)+./«⁾£, können in jedem Fall ausgeglichen werden. Tatsäch-

(6) lieh ist der Ausgangswiderstand des Transistors TSl

parallel zum Widerstand R₃ geschaltet; er bewirkt

ίο einen Nebenschluß für einen kleinen Strom in Phase

Aus diesem Ausdruck ergibt sich, daß der Modul zu dem Widerstand R₃ und wird durch abschließendes

des Ausdruckes im Zähler der gleiche ist wie der im Einstellen des Verhältnisses Ii₁ZA₂ ausgeglichen, wobei

Nenner, <L h., die Amplitude des Stromes Z₃ ist immer die Ausgangskapazität des Transistors in dem Wert C

_,../· ,, _ . JT- jj des Resonanzkreises enthalten ist

gleich ^. unabhangtg von der Frequenz und dem _{i5 Der Ausgangswiderstand des Transistors TS2 und}

Wert von L und C. Da der Strom I₃ das Ausgangs- der Vorspannungswiderstand R_u weisen einen hohen signal der bebachteten Schaltung ist, ergibt sich, daß Widerstandswert auf, arbeiten parallel zu der niedrigen d|e Amplitude des Ausgangssignals frequenzunab- Eingangsimpedanz des Transis? rs TS3 und verurhängig ist und daher das Netzwerk ein AUpaß-Netz- Sachen daher keinen nennenswerten Fehler. Der Vorwerk ist und sich für alle Werte von L und C so ver- ao Spannungswiderstand R₁₁ hat eiten hohen Widerhält Die Phase des Stromes /_s verändert sich, wie sich standswert, arbeitet parallel zu der niedrigen Eingangsaus dem Ausdruck (6) ergibt, nur mit der Frequenz impedanz des Transistors TS2 und verursacht daher und mit den Werten von L und C. Daher ändert sich einen vernachlässigbaren Fehler. Auf jeden Fall die AmpUtude nicht mit der Änderung der Werte können die durch die Widerstände R_n und A₁₁ und von L und C und nur der Phasengang ändert sich, was as den Ausgangswiderstand des Transistors TS2 eingezeigt werden sollte. geführten Fehler derart angepaßt werden, daß sie Die einzige Näherung in der Berechnung besteht durch geeignete Einstellung des Widerstandsverhält-

in der Annahme, daß der Emitterstrom und der . R_t »..*-«u-.u . ι

KoUektorstrom der Transistoren in Basisschaltung ^niSSeS «Γ ^aufS^{ehoben werden}-

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι *> 2

   stimmt die Näherung, mit der das Netzwerk als

   Patentanspruch: »AÜpaßc-Netzwerk, d. h. als Netzwerk mit konstantem

   Amplitudengang, angesehen werden kann.

   Allpa&-Netzwerk für Brdtband-Nachrichten- Der Aufbau eines Allpaß-Netzwerkes erfolgt aor-

   übertragungsanlagen mit zwei Verstärkerkanälen, 5 malerweise nach folgendem Prinzip:
   deren Eingänge jeweils mit einem Ausgang einer

   Phasenieflerschaltung verbunden sind, deren Ein- (a) Der Phasengang der abzugleichenden Netzwerke gang auch der Eingang des Allpaß-Netzwerkes ist wird gemessen und berechnet
   und deren Ausgänge mit dem Eingang eines (b) Die Differenz zwischen dem erwünschten und dem Addierkreises verbunden sind, dessen Ausgang io unter (a) gemessenen Phasengang wird ermittelt der Ausgang des Allpaß-Netzwerkes ist, bei dem (c) Es wird die Anzahl der Allpaß-Netzwerke erder erste Verstärkerkanal einen im wesentlichen mittelt, deren Kombination einen Phasengang konstanten Phasengang für innerhalb des Frequenz- ergibt, der weitgehend der unter (b) ermittelten bandes übertragene Signale und der zweite Ver- Differenz entspricht

   Stärkerkanal im Ausgang einstellbare Impedanzen 15 (d) Auf der Basis der Berechnungen nach (c) werden

   zur Phaseneinstellung aufweist, das Ausgangssignal die Werte der Komponenten jedes AUpaß-Netz-

   des zweiten Verstärkerkanals gegenüber dem Aus- werkes bestimmt und die Netzwerke aufgebaut

   gangssignaJ des ersten Verstäricerkanals um 180° (e) Der Phasengang der einzelnen Allpaß-Netzwerke