DE2122528B2

DE2122528B2 - Dämpfungsvierpol für Wechselspannungen, insbesondere für hochfrequente Spannungen

Info

Publication number: DE2122528B2
Application number: DE19712122528
Authority: DE
Inventors: Georg Dauerer; Manfred Dipl.-Ing. Loidiller; Gerhard Dipl.- Ing. 8201 Stephanskirchen Macht; Ulrich 8200 Rosenheim Weinhold
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 1971-05-06
Filing date: 1971-05-06
Publication date: 1975-07-03
Also published as: FR2135656A1; GB1362618A; DE2122528A1; FR2135656B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfungsvierpol für Wechselspannnngen, insbesondere für hochfrequente Spannungen, umfassend ein aus einem Längszweig und einem Querzweig bestehendes T-Glied und einen dem Längszweig parallelgeschalteten Überbrükkungszweig, wobei der Längszweig aus zwei ohmschen Widerständen besteht, deren Widerstandswert jeweils zumindes· annähernd gleich dem Wellenwiderstand der angeschlossenen Leitung ist und an deren gemeinsamen Verbindungspunkt der Querzweig angeschlossen ist, unter Verwendung von Dioden als mittels einer angelegten Steuergleichspannung steuerbaren Widerständen.

Derartige Dämpfungsvierpole, jedoch mit aus verstellbaren ohmschen Widerständen gebildetem Querzweig und Überbrückungszweig, sind bekannt (DT-AS 11 88 664). Zur Regelung eines derartigen Vierpols ist es erforderlich, die steuerbaren Widerstände des Überbrückungs- und des Querzweiges gleichzeitig und stets widerstandsreziprok zueinander, bezogen auf den Wellenwiderstand der angeschlossenen Leitung, zu ändern, wodurch die Bedienung eines derartigen Vierpols schwierig ist. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist es andererseits aus dem gleichen Zusammenhang bekannt, entweder den Überbrückungszweig oder den Querzweig durch ein aktives Element (Transistor, Röhre) zu bilden. Da die Impedanz derartiger stets kapazitätsbehafteter Elemente jedoch nicht streng reziprok zum Wert eines ohmschen Widerstandes verändert werden kann, ergibt sich bei dieser Lösung ein nur geringer Intermodulationsabstand. Weiter wird dieser beeinträchtigt durch die geringe Linearität aktiver Elemente, wodurch sich auch ein nur geringer Stellbereich für die Steuerung der Dämpfung ergibt.

Es ist auch eine Dämpfungsschaltung bekannt mit eingangs- und ausgangsseitigen Hybridkopplern, einem zwischen die Hybridkoppler geschalteten T-Glied mit verteilten Impedanzen und im Querzweig vorgesehener PIN-Diode und mit einem weiteren zwischen die Hybridkoppler geschalteten Längszweig, in welchem ebenfalls eine PIN-Diode liegt (IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MT-18, Heft 9, 1970, S. 661,662). Ein derartiger Vierpol erfordert nach seinem grundsätzlichen Schaltungsaufbau wie auch wegen der notwendigen Verwendung spezieller Dioden einen großen Herstellungsaufwand.

Es ist auch bekannt, Dioden als mittels einer an sie angelegten Steuergleichspannung steuerbare Widerstände zu verwenden (FTZ, Heft 5, 1955, S. 273 bis 276).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfungsvierpol der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit geringem Bauaufwand ein elektrisch günstiges Verhalten erreicht wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Dämpfungsvierpol der eingangs genannten Art da-

durch gelöst, daß dei Überbrückungszweig und der Querzweig jeweils wechselstrommäßig ausschließlich von mindestens einer Diode gebildet sind.

Bei dem Dämpfungsvierpol gemäß der Erfindung wird eine niedrige Grunddämpfung, ein großer Regelbereich, ein hoher Intermodulationsabstand und eine hohe Grenzfrequenz erreicht, wobei sich Eingangs- und Ausgangswiderstand nur in engen Grenzen ändern. Dabei kann der Dämpfungsvierpol unter Vermeidung von Spezialdioden mit handelsüblichen Dioden aufgebaut werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine grundsätzliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dämpfungsvierpols,

F i g. 2 eine hinsichtlich der Grenzfrequenz verbesserte Ausführungsform,

F i g. 3 eine hinsichtlich des Intermodulationsabstands verbesserte Ausführungsform,

F i g. 4 eine weitere hinsichtlich des 'ntermodulationsabstands verbesserte Ausführungsform.

Der in F i g. 1 dargestellte Dämpfungsvierpol umfaßt einen aus zwei in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen 3, 4 bestehenden Längszweig, einen an den gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände 3,4 angeschlossenen, wechselstrommäßig aus einer Halbleiterdiode 2 bestehenden Querzweig, der mit dem Längszweig ein T-Glied bildet, sowie einen wechselstrommäßig aus einer Halbleiterdiode 1 bestehenden Überbrückungszweig, der gemeinsam mit dem Längszweig an eine Eingangsklemme 12 und eine Ausgangsklemme 13 angeschlossen ist.

Die Halbleiterdioden 1, 2 sind von handelsüblicher Art, und zwar handelt es sich entweder um Siliziumdiöden oder um Germaniumdioden.

Die Widerstandswerte der Widerstände 3. 4 sind jeweils zumindest annähernd gleich dem Wellenwiderstand der an die Eingangsklemme 12 bzw. an die Ausgangsklemme 13 angeschlossenen, nicht gezeigten Leitung.

Zur Steuerung des Dämpfungsvierpols wird den Halbleiterdioden 1, 2 jeweils eine Stci.ergleichspannung über Leitungen zugeführt, die unmittelbar vor und hinter den Halbleiterdioden angeschlossen sind. Die Zuführung der Steuergleichspannung zur Halbleiterdiode 1 des Überbrückungszweigs erfolgt von Anschlüssen 15, 16 über vor und hinter der Halbleiterdiode 1 angeschlossene Drosselspulen 8, 9, die das Nutzsignal von der Steuerspannungsquelle fernhalten. In entsprechender Weise erfolgt die Zuführung der Steuergleichspannung zur Halbleiterdiode 2 des Querzweigs von Anschlüssen 17, 18 über Drosselspulen 10, 11. Die Steuergleichspannung an den Punkten 15, 16 weist gegensätzliche Polarität gegenüber der Steuergleichspannung an den Punkten 17, 18 auf. In den Querzweig ist zwischen dessen Halbleiterdiode 2 und dessen Anschluß am Längszweig ein Kondensator 7 von geringer Wechselstromimpedanz eingeschaltet, um die Steuergleichspannung von der Eingangsklemme 12 f>o und der Ausgangsklemme 13 fernzuhalten. In entsprechender Weise ist zur Gleichspannungsisolierung der Halbleiterdiode 1 des Überbrückungszweigs in diesen zwischen dessen Halbleiterdiode 1 und mindestens einem von dessen Anschlüssen am Längszweig ein Kondensator von geringer Wechselstromimpedanz geschaltet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Kondensatoren 5, 6 vorgesehen, die eine völlige Gleichspannungsisolierung bewirken. Die Kondensatoren 5, 6 verhindern darüber hinaus einen teilweisen Kurzschluß der Steuergleichspannung für die Halbleiterdiode 1 über die Widerstände 3, 4 des Längszweigs.

Der in F i g. 1 dargestellte Dämpfungsvierpol ist bis zu hohen Frequenzen, beispielsweise bis in das VHF-Gebiet, brauchbar; er weist eine Grunddämpfung (Durchlaßdämpfung) von 0,5 bis 1 dB auf. Sein Dämpfungs-Stellbereich beträgt etwa 2OdB. Die Steuerströme bewegen sich dabei zwischen 0 und 5 mA.

Bei dem* in F i g. 2 dargestellten Dämpfungsvierpol ist der Überbrückungszweig wechselstrommäßig von mehreren — im dargestellten Fall von drei — in Reihe geschalteten Halbleiterdioden 21, 22, 23 gebildet. Dies hat eine Verkleinerung der wirksamen Dioden-Parallelkapazität zur Folge. Dagegen ist der Querzweig wechselstrommäßig von mehreren — im dargestellten Fall von ebenfalls drei — parallelgeschalteten Halbleiterdioden 24, 25, 26 gebildet, um die wirksame Induktivität herabzusetzen. Vorzugsweise ist die Anzahl der Halbleiterdioden 21, 22, 23; 24, 25, 26 des Überbrückungszweigs und des Querzweigs gleich. Durch die genannten Maßnahmen wird die Grenzfrequenz des Dämpfungsvierpols erhöht, so daß dieser beispielsweise bis in das UHF-Gebiet brauchbar ist.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Querzweig und der Überbrückungszweig wechselstrommäßig jeweils von vier als Vollweg Gleichrichterbrücke 27, 28 geschalteten Halbleiterdioden gebildet, und die Zuführung der Steuergleichspannung erfolgt über die Brückendiagonale. Hierdurch wird eine Verringerung der lntermodulationsprodukte erreicht. Um das Wechselstrom-Nutzsignal unmittelbar über die Brückendiagonale zu leiten und von der Steuergleichspannungsquelle fernzuhalten, ist an die Brückendiagonale jeweils ein Kondensator 19, 20 von geringer Wechselstromimpedanz angeschlossen.

Bei dem Dämpfungsvierpol in der Ausführung gemäß F i g. 4 wird ebenfalls eine Verringerung der lntermodulationsprodukte dadurch erhalten, daß der Querzweig und der Überbrückungszweig wechselstrommäßig von der Parallelschaltung zweier jeweils mit einem Kondensator 31, 32 bzw. 33, 34 von geringer Wechselstromimpedanz in Reihe geschalteter, antiparalleler Halbleiterdioden 35, 36 bzw. 37, 38 gebildet ist. Die Zuführung der Steuergleichspannung von den Anschlüssen 15, 16 bzw. 17, 18 her erfolgt jeweils zwischen einer Halbleiterdiode 35, 36 bzw. 37, 38 und dem mit ihr in Reihe geschalteten Kondensator 31,32 bzw. 33, 34.

Nicht erwähnte Teile der in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Dämpfungsvierpole entsprechen gemäß ihren Bezugszeichen denjenigen der F i g. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dämpfungsvierpol für Wechselspannungen, insbesondere für hochfrequente Spannungen, umfassend ein aus einem Längszweig und einem Querzweig bestehendes T-G!ied und einen dem Längszweig parallelgeschalteten Überbrückungsiweig, wobei der Längszweig aus zwei ohmschen Widerständen besteht, deren Widerstandswert jeweils zumindest annähernd gleich dem Wellenwiderstand angeschlossenen Leitung ist und an deren gemeinsamen Verbindungspunkt der Queraweig angeschlossen ist, unter Verwendung von Dioden als mittels einer angelegten Steuergleiclispanllung steuerbaren Widerständen, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungszweig (5, 1, 6) und der Querzweig (7. 2) jeweils wechsel-Strommäßig ausschließlich von mindestens einer Diode (1,2) gebildet sind.

2. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (1, 2; 21 bis 23, 24 bis 26; 27, 28; 35,36,37, 38) Siliziumdioden sind.

3. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (1, 2; 21 bis 23, 24 bis 26; 27, 28; 35,36,37,38) Germaniumdioden sind.

4. Dämpfungsvierpol nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Steuergleichspannung über jeweils vor und hinter der Diode (1,2; 21, 23, 24 bis 26; 35, 36, 37, 38) angeschlossene Drosselspulen (10, 11) erfolgt.

5. Dämpfungsvierpol nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Querzweig zwischen dessen Diode (2; 24 bis 26; 28; 37, 38) und dessen Anschluß am Längszweig ein Kondensator (7) von geringer Wechseistromimpedanz eingeschaltet ist.

6. Dämpfungsvierpol nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Überbrückungszweig zwischen dessen Diode i(l; 27) und mindestens einem von dessen Anschlüssen am Längszweig ein Kondensator (5, 6) von geringer Wechselstromimpedanz geschaltet ist.

7. Dämpfungsvierpol nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wechselstrommäßig der Überbrückungszweig von mehreren in Reihe geschalteten und der Querzweig von mehreren parallelgeschalteten Dioden (21 bis 23; 24 bis 26) gebildet ist.

8. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der wechselstrommäßig den Überbrückungszweig bildenden Dioden (21 bis 23) gleich der Anzahl der wechselstrommäßig den Querzweig bildenden Dioden (24 bis 26) ist.

9. Dämpfungsvierpol nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querzweig Und der Überbrückungszweig jeweils wechselftrommäßig von vier als Vollweg-Gleichrichterbrücke (27, 28) geschalteten Dioden gebildet ist und ^f)0 daß die Zuführung der Steuergleichspannung jeweils über die Brückendiagonale erfolgt.

10. Dämpfungsvierpol nach Anspruch 9, dadurch

{ekennzeichnet, daß an die Brückendiagonale ein '.ondensator (19, 20) von geringer Wechselstrom-Impedanz angeschlossen ist.

11. Dämpfungsvierpol nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querzweig und der Überbrückungszweig jeweils wechselstrommäßig von der Parallelschaltung (29, 30) zweier mit je einem Kondensator (31, 32; 33, 34) von geringer Wechselstromimpedanz in Reihe geschalteter, antiparalleler Dioden (35, 36; 37, 38) gebildet ist und daß die Zuführung der Steuergleichspannung jeweils zwischen einer Diode (35, 36; 37, 38) und dem mit ihr in Reihe geschalteten Kondensator (31,32; 33,34) erfolgt.