DE2048202B2

DE2048202B2 - Einstellbares daempfungsglied konstanten eingangswiderstandes

Info

Publication number: DE2048202B2
Application number: DE19702048202
Authority: DE
Inventors: Franz 8000 München Glaser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1976-03-11
Also published as: DE2048202A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Dämpfungsvierpol gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus dem Buch von Haak, E., »Einführung in die Technik der Leitungsverstärker«, Goslar 1951, S. 59 und ist ein einstellbares Dämpfungsglied (Abb. 99) mit konstantem Ausgangswiderstand bekannt, welches der Feineinstellung der Dämpfung dient. Das Eingangsklemmenpaar dieses Dämpfungsgliedes ist durch den Kopf- und den Fußpunkt eines aus einer Serienschaltung mehrerer Einzelwiderstände bestehenden Querwiderstandes gebildet, und die eine Klemme des Ausgangsklemmenpaares ist mittels Steilkoniakte über Vorwiderstände mit verschiedenen Punkten des Querwiderstandes verbindbar. Zum Zwecke der Grobeinstellung ist ein weiteres Dämpfungsglied (Abb. 98) vorgesehen, welches in eingangs- und ausgangsseitig angepaßter T-Schaltung aufgebaut ist Bei der Einstellung solcher Dämpfungsglieder sind zur Konstanthaltung des Eingangs- und des Ausgangswiderstandes jedoch alle drei Widerstände der T-Schaitung zu verändern. Die Kettenschaltung mehrerer einstellbarer Dämpfungsglieder in T-Schaltung zum Zwecke der getrennten Grob- und Feineinstellung ist aus dem Buch der Siemens & Halske AG, »Meßgeräte für die Nachrichtentechnik«, 11. Ausgabe, September 1956, S. 140 bis 141, insbesondere der Abbildung auf Seite 141 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dämpfungsvierpol mit Grob- und Feinstellung zu schaffen, der mit weniger Schaltebenen auskommt als bekannte Dämpfangsvierpole dieser Art.

Diese Aufgabe ist bei einem Dämpfungsvierpol nach dem Oberbegriff durch die Maßnahmen gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß bei hochohmigem Abschluß des Dämpfungsvierpols jeweils nur eine einzige Schaltebene für die Grob- und die Feineinstellung benötigt wird, um einen konstanten Eingangswiderstand des Dämpfungsvierpols zu gewährleisten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1, 2 und 3 Beispiele für das Grobeinstellungs-Dämpfungsglied in dem erfindungsgemäßen Dätnpfungsvierpol,

Fig.4 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Dämpfungsvierpols und

F i g. 5 einen weiteren Dämpfungsvierpol.

F i g. 1 zeigt die grundlegende Ausführungsform des Grobeinstellungs-Dämpfungsgliedes des gesamten Dämpfungsvierpols. Dieses Dämpfungsglied weist als Querwiderstand drei in Serie geschaltete Einzelwiderstände R2\, R22 und R23 auf. Der Einzelwiderstand R 23 liegt am geerdeten Fußpunkt, welcher für die Eingangsspannung Ui und die Ausgangsspannung U2 das Bezugspotential 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 53 durchlässig geschaltet. Je nach Schaltstellung ist nun das Eingangssignal UX entweder über den Schaltkontakt 51 und den Vorwiderstand R 11 an den Kopfpunkt des Querwiderstandes oder über den Stellkontakt 52 und den Vorwidersland R12 an den Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände R 21 und R 22 oder über den Stellkontakt S3 und den Vorwiderstand R 13 an den Verbindungspunkt der Einzelwiderstände R 22 und R 23 zuführbar. Parallel zu dem aus den Einzelwiderständen Λ 21, R 22 und R 23 bestehenden Querwiderstand liegt der konstante Abschlußwiderstand R 3, an welchem die Ausgangsspannung (72 abgegriffen werden kann.

Der Eingangswiderstand RE des Dämpfungsgliedes

fr

ist nun in allen Schaltstufen konstant, da die Vorwiderstände All, Ri2 und R13 sowie die EinzeKviderstände R 21, R 22 und R 23 in einer speziellen Weise bemessen sind. ?n allen drei Schaltstellungen 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 Verbindungspunkt und dem ICopfpunkt zuzüglich den Abschlußwiderstand R 3. Es ist also für die drei Eingangswiderstände Rei, Re2 und Ra des Dämpfungsgliedes entsprechend den drei Schaltstellungen, darstellbar durch die Beziehungen

R₁₁ = A₁₁ + IK₂₁ + R_n -r R₂₃)IiR₃
Ri.2 = ^Rr. + 'K₂₂ + K₂₃)Jl(R,, + R₃) R₁, = R₁₃ + R₂₃Ij(R,, 4- R₂₁ - R₁).

die Bediniiunii erfüllt:

1.2 ⁼ κ,.

R₃ —

R₂₃.

größer werden soll und die Dämpfungsstufen grob ausfallen (etwa 10-dB-Stufen). Das Verhältnis von Eingangswiderstand zum Ausgangswiderstand RE/R3 hängt von der Dämpfungsstufe ai ab.

Bei der Bemessung der einzelnen Widerstände wird angestrebt, daß der Eingangswiderstand RE größer als der halbe Abschlußwiderstand R 3 ist, also ⁱ/2-R3<RE<Rx Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, Ra+R23 = R3 festzulegen. Bei einer Dämpfung a: = -20 log Ai bei der zweiten Schaltstellung (S 2) ergibt sich nun die Beziehung zwischen dem Eingangswiderstand RE und dem Abschlußwiderstand R 3 zu

ι _s

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform des Grobeinstellungsdämpfungsgliedes, welches sich von F i g. 1 dadurch unterscheidet, daß der mit dem Kopfpunkt des Querwiderstandes verbundene Vorwiderstand R 11 den Wert 0 aufweist und somit entfällt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß in der Schaltstellung 51 keine Grunddämpfung auftritt. is

Ein Spezielles Bemessungsbeispiel geht davon aus, daß der Abschlußwiderstand R 3 gleich dem Querwiderstand bemessen ist, d. h.

40

Hierdurch ergibt sich Re = '/2 · /?3.

Ist für die Schaltstufe S 2 eine Dämpfung a: = -20;ogA2 geplant, wobei Ai den Spannungsübersetzungsfaktor \J2I\J\ in der zweiten Schaltstellung (52) bedeutet, so errechnen sich die einzelnen Widerstände wie folgt:

K₂₂ t K₂₃ R₃ - R₂₁ =t. R-. · M,

so R₂₁ = R₃ - (R₂₂ + R₂,)

η Κ;,

*'^a - 2 · R₃ ■

In analoger Weise wird für eine bestimmte Dämpfung as in der dritten Schaltstellung (53) die entsprechende Aufteilung der Widerslände R 22 und R 23 gewonnen. Für weitere Dämpfungsstufen müssen sodann weitere Abgriffe an dem Widerstand R 23 geschaffen werden. do

Eine weitere Ausführungsform des Grobeinstellungsdämpfungsgüedes zeig; Fig. 3. Bei dieser Anordnung weist nicht nur der erste Vorwiderstand RH. sondern auch der zweite Vorwiderstand R 12, der an den dem Kopfpunkt des Querwiderstandes nächstliegendcn r·^ Verbindungspunkt angeschlossen ist, den Wert 0 auf, so daß er entfällt. Diese Variante ist vorteilhaft, wenn der Fineaneswiderstand RE im Verhältnis zur Belastung «3

I + Λ,

R₃ = (1 +A₂)- R₁ bzw. R, =
Weilerhin hiß! sich ableiten

K₂, = R., ·

Ist nun für die nächste Dämpfungsstufe bei der dritten Schaltstellung (S3) eine Dämpfung ai = -201og Ai festgelegt, so ergibt sich weiterhin

R₂₃ = (R₃ + R₂₁)- A₃ .

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des gesamten Dämpfungsvierpols, bei dem einem Dämpfungsglied mit fünf groben Stufen zu je 1OdB ein in Stufen zu 1 dB einstellbares Potentiometer P nachgeschaltet ist, auf welches ein hochohmiger Verstärker V folgt. Der Gesamtwiderstand des einstellbaren Potentiometers P bildet hierbei den konstanten Eingangswiderstand /?3 des Dämpfungsgliedes, wobei die Konstanz des Abschlußwiderstandes R 3 durch die Hochohmigkeit des nachgeschalteten Verstärkers V gewährleistet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind die beiden ersten Vorwiderstände RH und R 12 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 auf den Wert 0 festgelegt und entfallen. Die weiteren Vorwiderstände sind folgendermaßen bemessen: /?13 = 366Ω, /?14 = 522Ω, /?15 = 575Ω. Weiterhin haben die Ewelwiderstände des Querwiderstar.des folgende Werte: /?21 = 1710Ω, /?22 = 540Ω, /?23 = 171Ω, /?24 = 54Ω, R 25 = 25Ω. Der Abschlußwiderstand R 3, der durch den Gesamtwiderstand des Potentiometers Pdargestellt ist, beträgt 790Ω.

Durch die vorstehend angegebene Bemessung ergeben sich folgende Dämpfungswerte für die fünf Schaltstellungen (Sl, S2, 53, 54 und S5): ai=0 dB. a?= IO dB, a3 = 20dB, a4 = 30dB und as = 40dB. Der Eingangswiderstand REergibt sich hierbei für sämtliche Schaltstellungen zu konstant 600Ω.

Gegenüber einem bekannten überbrückten T-Glied werden mit der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung fünf Ebenen und fünf Widerstände eingespart.

F i g. 5 zeigt einen weiteren Dämpfungsvierpol, bei dem zwei einstellbare Dämpfungsglieder mit konstantem Eingangswiderstand und konstantem Abschlußwiderstand hintereinandergeschaltet sind. Hierbei bildet der konstante Eingangswiderstand RE des zweiten

Dämpfungsgliedes den konstanten Abschlußwiderstand R 3 des ersten Dämpfungsgliedes. Das erste Dämpfungsglied dient hierbei zur Einstellung der groben Stufen, so daß die beiden ersten Vorwiderstände R 11 und R 12 entsprechend den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen weggelassen worden sind. Das nachgeschaltete, zweite Dämpfungsglied dient der Einstellung feiner Dämpfungsstufen, so daß der entsprechende zweite Vorwiderstand R 12' zweckmäßigerweise einen endlichen Wert erhält. Der erste Vorwiderstand RW jedoch weist den Wert 0 auf, so daß in der entsprechenden ersten Schaltstellung (S¹T) keine Grunddämpfung auftritt.

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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dämpfungsvierpol mit einem ersten als stufenweise einstellbares Potentiometer ausgebildeten Dämpfungsglied sowie einem zweiten in Stufen einstellbaren Dämpfungsglied mit zwei Klemmenpaaren, von denen das eine Kleinmenpaar durch den Kopf- und den Fußpunkt eines aus der Serienschaltung mehrerer Einzelwiderstände bestehenden ι ο Querwiderstandes gebildet ist und die eine Klemme des anderen Klemmenpaares mittels Stellkontakte über Vorwiderstände mit verschiedenen Punkten des Querwiderstandes verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dämpfungsglied, welches mit einem hochohmigem Abschluß (V) abgeschlossen ist, dem zweiten Dämpfungsglied in der Weise nachgeschaltet ist, daß das durch den Kopf und den Fußpunkt des Querwiderstandes (R 21 ... Ä25) des zweiten Dämpfungsgliedes gebildete Klemmenpaar an den Eingang des ersten Dämpfungsgliedes f/^ angeschlossen ist (F i g. 4).

2. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwiderstände (RW, R\2..) und die Einzelwiderstände (R2\, R22...) des Querwiderstandes des zweiten Dämpfungsgliedes derart bemessen sind, 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 Einzelwiderständen zwischen dem jeweiligen Verbindungspunkt und dem Fußpunkt besteht und die andere Teilserienschaltung aus den Einzelwiderständen zwischen demselben Verbindungspunkt und dem Kopfpunkt ^ zuzüglich dem Abschlußwiderstand IR 3) besteht.

3. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kopfpunkt des Querwiderstandes verbundene Vorwiderstand (All) den Wert Null aufweist.

4. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (R2\), der an den dem Kopfpunkt des Querwiderstandes nächstliegenden Verbindungspunkt angeschlossen ist, den Wert Null aufweist.

5. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwiderstände des Querwiderstandes derart bemessen sind, daß die Summe der Werte (R22 und /?23) der zweiten, dritten und eventuell weiterer Einzelwiderstände _so gleich dem Wert des Abschlußwiderstandes (R 3) ist.

6. Dämpfungsvierpol nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsstufen des einen Dämpfungsgliedes ganzzahlige Vielfache der Dämpfungsstufen des anderen Dämpfungsgliedes sind.