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Einstellbares Dämpfungsglied konstanten Eingangswiderstandes Die Erfindung
betrifft ein in Stufen mittels Stellkontakte einstellbares Dämpfungsglied mit von
der Einstellung unabhängigem Eingangswiderstand und einem nachgeschalteten konstanten
Abschlußwiderstand.
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Ein iämpfungsglied der vorgenannten Art wird üblicherweise durch ein
uberbräcktes T-Glied realisiert. Das UberbrUckte T-Glied weist jedoch den Nachteil
auf, daß der Schalter zur Veränderung der Widerstände des überbrückten T-Gliedes
mindestens zwei Ebenen aufweisen muß.
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Zur Vermeidung des vorgenannten Nachteils ist das Dämpfungsglied der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein als Serienschaltung
mehrerer Einzelwiderstände ausgebildeter Querwiderstand vorgesehen iat, an dessen
Eopfpunkt das Ausgangssignal abgenommen wird und dessen Fußpunkt auf Bezugspotential
liegt und daß das Eingangs signal nacheinander mittels der Stellkontakte über Jeweils
einen Vorwiderstand an den Kopfpunkt des Querwiderstandes und die Verbindungspunkte
von je zwei Einzelwiderständen zuführbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorwiderstände und
die Einzelwiderstände derart bemessen, daß Jeweils die Summe aus dem Wert eines
Vorwiderstandes und dem Widerstandswert der Parallelschaltung zweier Teilserienschaltungen
konstant ist, von denen die eine Teilserienschaltung aus den Einzeiwiderständen
zwischen dem jeweiligen
Verbindungspunkt und dem Fußpunkt besteht
und die andere Teilserienschaltung aus den Einzelwiderständen zwischen demselben
Verbindungspunkt und dem Kopfpunkt zuzüglich dem Abschlußwiderstand besteht.
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Zur Vermeidung einer Grunddämpfung kann der mit dem. Kopfpunkt des
Querwiderstandes verbundene Vorwiderstand den Wert 0 aufweisen und somit entfallen.
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Wenn der Eingangswiderstand des Dämpfungsgliedes im Verhältnis zur
Belastung größer werden soll und die ämpfungsstufen grob ausfallen, kann der Vorwiderstand,
der an den dem Kopfpunkt des Querwiderstandes nächstliegenden Verbindungepunkt angeschlossen
ist, ebenfalls den Wert 0 aufweisen und entfallen.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Hierin zeigen Fig. 1, 2 und 3 einfache Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung;
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes I)ämpfungsglied mit nachgeschaltetem Potentiometer
und Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel mit zwei hintereinandergesohalteten Einstellgliedern
gemäß der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung. Das Dämpfungsglied weist als
Querwiderstand drei in Serie geschaltete Einzelwiderstände R21, R22 und R23 auf.
Der Einzelwiderstand R23 liegt am geerdeten Fußpunkt, welcher für die Eingangespannung
U1 und die Ausgangsepannung U2 das Bezugapotential darstellt. Die Einstellung der
Dämpfungsstufen erfolgt durch einen Stufenschalter mit einer Ebene oder einen
Paketschalter,
bei dem dann je Schaltstufe eine Ebene benötigt wird. Im vorliegenden Fall sind
drei Schaltstufen vorgesehen, in jeder der Schaltstufen ist einer der Stellkontakte
S1, S2 oder S3 durchlässig geschaltet. Je nach Schaltstellung ist nun das Eingangssignal
Ul entweder über den Schaltkontakt S1 und den Vorwiderstand Ril an den Kopfpunkt
des Querwiderstandes oder über den Stellkontakt S2 und den Vorwiderstand R12 an
den Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände R21 und R22 oder über den Stellkontakt
S3 und den Vorwiderstand R13 an den Verbindungspunkt der Einzelwiderstände R22 und
R23 zuführbar.
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Parallel zu dem aus den Einzelwiderständen R21, R22 und R23 beetehenden
Querwiderstand liegt der konstante Abschlußwiderstand R3, an welchem die Ausgangsspannung
U2 abgegriffen werden kann.
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Erfindungsgemäß ist nun der Eingangswiderstand RE des Dämpfungsgliedes
in allen Schaltstufen konstant, da die Vorwiderstände R11, R12 und R13 sowie die
Einzelwiderstände R21, R22 und R23 in einer speziellen Weise bemessen sind.
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In allen drei Schaltetellungen ist nämlich die Summe aus dem Wert
eines Vorwiderstandes und dem Widerstandswert der Parallelschaltung zweier Teilserienschaltungen
konstant, von denen die eine Teilserienschaltung aus den Einzelwiderständen zwischen
den jeweiligen Verbindungspunkt und den Fußpunkt besteht und die andere Teilserienschaltung
aus den Einzelwiderständen zwischen demselben Verbindungepunkt und dem Kopfpunkt
zuzüglich den Abschlußwiderstand R3. Es ist also für die drei Eingangswiderstände
RE1, RE2 und RE3 des Dämpfungsgliedes entsprechend den drei Schaltstellungen, darstellbar
durch die Besiehungen REl = R11 + (R21 + R22 + R23) // 3 RE2 R12 + (R22 + R23) //
(R21 + R3) RE3 = R13 + R23 // (R22 + R21 + R3)
die Bedingung erfüllt:
RE1 = RE2 = RE3.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich von Fig. 1 dadurch
unterscheidet, daß der mit dem Kopfpunkt des Querwiderstandes verbundene Vorwiderstand
Ril den Wert 0 aufweist und somit entfällt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß
in der Schaltstellung S1 keine Grunddämpfung auftritt.
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Ein spezielles Bemessungsbeispiel geht davon aus, daß der Abschlußwiderstand
R3 gleich dem Querwiderstand bemessen ist, d.h.
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R3 = R21 + R22 + R23.
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Hierdurch ergibt sich RE = 1/2 R3.
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Ist für die Schaltstufe S2 eine Dämpfung a2 = -20 log A2 geplant,
wobei A2 den Spannungsübersetzungsfaktor U2/U1 in der zweiten Schaltstellung (S2)
bedeutet, so errechnen sich die einzelnen Widerstände wie folgt: R22 + R23 = R3
- R21 = R3 A2 R21 = R3 - (R22 + R23) R212 R12 = .
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2#R3 In analoger Weise wird für eine bestimmte Dämpfung a3 in der
dritten Schaltstellung (S)) die entsprechende Aufteilung der Widerstände R22 und
R23 gewonnen. Für weitere Dämpfungsstufen müssen sodann weitere Abgriffe an dem
Widerstand R23 geschaffen werden.
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Ein weiteres prinzipielles Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3.
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Bei dieser Anordnung weist nicht nur der erste Vorwideretand R11 sondern
auch der zweite Vorwiderstand R12, der an den dem Kopfpunkt des Querwiderstandes
nächstliegenden Verbindungspunkt angeschlossen ist, den Wert 0 auf, so daß er entfällt.
Diese Variante ist vorteilhaft, wenn der Eingangswiderstand RE im Verhältnis zur
Belastung größer werden soll und die iämpfungsstufen grob ausfallen (etwa 10 dB-Stufen).
Das Verhältnis von Eingangewiderstand zum Ausgangswiderstand RE/R3 hängt von der
Dämpfungsstufe a2 ab.
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Bei der Bemessung der einzelnen Widerstände wird angestrebt, daß der
Eingangswiderstand RE größer ale der halbe Abschlußwiderstand R3 ist, also 1/2 #
R3<RE<R3. Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, R22 + R23 = R3 festzulegen.
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Bei einer Dämpfung a2 = -20 log A2 bei der zweiten Schaltstellung
(S2) ergibt sich nun die Beziehung zwischen dem.
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Eingangswiderstand RE und dem Abschlußwiderstand R3 zu R R3 = t1+A2)
RE bzw. RE = Weiterhin läßt sich ableiten R21 = R3 # (1/A2 - 1).
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Ist nun für die nächste Dämpfungsstufe bei der dritten Schaltsteilung
(53) eine Dämpfung a3 = - 20 log A3 festgelegt, so ergibt sich weiterhin R23 = (R3
+ R21) # A3 R22 = R3 - R23 R23 # (R21+R22+R3) R13 = RE -2 # R3 + R21
Fig.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem einem Dämpfungsglied mit fünf groben Stufen
zu je 10 dB ein in Stufen zu 1 dB einstellbares Potentiometer P nachgeschaltet ist,
auf welches ein hochohmiger Verstärker V folgt.
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Der Gesamtwiderstand des einstellbaren Potentiometers P bildet hierbei
den konstanten Eingangswiderstand R3 des Dämpfungsgliedes, wobei die Konstanz des
Abschlußwiderstandes R9 durch die Hochohmigkeit des nachgeschalteten Verstärkers
V gewährleistet ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die beiden ersten Vorwiderstände
Ril und R12 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 auf den Wert 0 festgelegt
und entfallen. Die weiteren Vorwiderstände sind folgendermaßen bemessen: R13 = 366
# , R14 = 522 #, R15 = 575 #.
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Weiterhin haben die Einzelwiderstände des Querwiderstandes folgende
Wert: R21 = 1710 #, R22 = 540 #, R23 = 171 #, R24 = 54 ap R25 = 25 fl. Der Abschlußwiderstand
R3, der durch den Gesamtwiderstand des Potentiometers P dargestellt ist, beträgt
790 #.
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Durch die vorstehend angegebene Bemessung ergeben sich folgende Dämpfungswerte
für die fünf Schaltstellungen (S1, S2, S3, 84 und S5): a1 = ° dB, a2 = 10 dB, a3
= 20 dB, a4 r 30 dB und a = 40 dB. Der Eingangswiderstand RE ergibt sich hierbei
für sämtliche Schaltstellungen zu konstant 600 #.
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Gegenüber einem bekannten überbrückten T-Glied werden mit der vorstehend
beschriebenen Schaltungsanordnung fünf Ebenen und fünf Widerstände eingespart.
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Fig. 5 zeift ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei einstellbare Dämpfungsglieder
mit konstantem Eingangswiderstand und konstantem Abschlußwiderstand hintereinandergeschaltet
sind.
Hierbei bildet der konstante Eingangewiderstand RE des zweiten Dämpfungagliedes
den konstanten Abschlußwiderstand R3 des ersten Dämpfungsgliedes. Das erste Dämpfungsglied
dient hierbei zur Einstellung der groben Stufen, so daß die beiden ersten Vorwiderstände
R11 und R12 entsprechend den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen weggelassen
worden sind. Das nachgeschaltete, sweite Dämpfungsglied dient der Einstellung feiner
Dämpfungsstufen, so daß der entsprechende zweite Vorwiderstand R12' zweckmäßigerweise
einen endlichen Wert erhält. Der erste Vorwiderstand R11' Jedoch weist den Wert
0 auf, so daß in der entsprechenden ersten Schaltstellung (S1') keine Grunddämpfung
auftritt.
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Zweckmäßigerweise sind die Dämpfungsstufen des ersten Dämpfungsgliedes
ganzzahlige Vielfache der Dämpfungsstufen des zweiten Dämpfungsgliedes, beispielsweise
Stufen zu je 10 dB im ersten Fall und Stufen zu Je 2 dB im zweiten Fall.
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9 Patentansprüche 5 Figuren