DE2143707A1

DE2143707A1 - Vorwärts gekoppelte elektromagne tische Signalverstarker

Info

Publication number: DE2143707A1
Application number: DE19712143707
Authority: DE
Inventors: Henry Richard Chester Township Seidel Harold Warren N J Beurner (V St A)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1971-09-01
Publication date: 1972-03-09
Also published as: AU461095B2; SE362757B; DE2143707B2; DE2143707C3; CA921993A; FR2107272A5; AU3286371A; BE772159A; NL7111924A; US3667065A; GB1341717A

Description

Western Electric Company Incorporated Beurrier-Seidel 12-78

New York, N. Y. 10007V. St. A.

Vorwärts gekoppelte elektromagnetische Signalverstärker

Die Erfindung bezieht sich auf vorwärts gekoppelte elektromagnetische Signalverstärker.

In einem Aufsatz mit dem Titel "Error-Controlled High Power Linear Amplifier at VHF" aus der Mai/Juni-Aus gäbe 1968 des "Bell System Technical Journal" auf den Seiten 651-722 wird ein rauscharmer und verzerrungsarmer Verstärker mit vorwärtsgekoppelter Fehlerkorrektur beschrieben. Die beschriebene Schaltung ist besonders geeignet für vorwärts gekoppelte Verstärker mit konstanter Verstärkung. In einer zugehörigen deutschen Patentanmeldung P 20 19 104. 2 wird die Technik der Vorwärtskopplung dazu verwendet, unter Benutzung eines Haupt- und eines Fehler-Verstärkers eine durchgehend frequenzabhängige Verstärkungs-Charakteristik F(a)) zu erzielen, wobei der Haupt- und der Fehler-Verstärker selbst eine frequenz abhängige Verstärkungs-Charakteristik aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Verstärker einfacher Bauart zu ermöglichen.

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Erfindungsgemäß ist ein vorwärtsgekoppelter elektromagnetischer Signalverstärker vorgesehen, der eine vorausbestimmte Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik F(<u) aufweist mit einem ersten Signalweg, der einen Haupt Signalverstärker und ein erstes Verzögerungsnetzwerk in Kaskade aufweist; mit einem zweiten Signalweg, der ein zweites Verzögerungsnetzwerk und einen Fehlerverstärker in Kaskade aufweist; mit einer Eingangs anordnung zum Aufteilen eines Eingangssignals in Komponenten und zum Ankoppeln der unterschiedlichen Komponenten auf den Eingang eines jeden Signalweges; mit einer Bewertungsanordnung zum Ankoppeln eines Teiles des Signalausganges des Hauptverstärkers an den Eingang des Fehlerverstärkers; und mit einer Fehler ankopplungs anordnung zum Einkoppeln des Ausgangs des Fehlerverstärkers in dem ersten Signalweg nach Zeit und Phase, um Fehlerkomponenten im Ausgangssignal minimal zu machen; wobei die Eingangs anordnung, die B e wer tungs anordnung und die Fehler ankopplungs anordnung Reaktanznetzwerke mit zwei Paaren konjugierter Tore sind, und wobei jede von den Anordnungen einen Übertragungskoeffizienten t. und einen Koppelkoeffizienten k. aufweist, der

2 2

sich als eine Funktion von F(ω) ändert, wobei jt.J + Jk. j »1 ist.

Der zweite Weg wird Fehlersignalweg genannt und sammelt ein Gegenbild der Fehler an, welche durch den Hauptsignalverstärker in das

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Signal eingeführt werden. Diese Rausch- und Inter modulations Verzerrungen enthaltenden Fehler komponenten werden mit einem bestimmten Pegel und in einem richtigen Zeit-Phasenverhältnis angesammelt, um in der Weise in den Hauptsignal weg eingespeist zu werden, daß die Fehlerkomponenten auf dem Hauptsignalweg ausgelöscht werden.

In einer er findungs gemäßen Ausführung besitzen der Hauptverstärker und der Fehlerverstärker eine besonders flach verlaufende, frequenzunabhängige Verstärker-Charakteristik über das interessierende Frequenzband hinweg. Die Bandbeschneidung erfolgt hauptsächlich durch Beschneidung der Leistungs-Übertragungscharakteristik folgender Baugruppen: eines Eingangs-Leistungsteilers zur Gewinnung einer Referenzsignal-Komponente aus dem Eingangssignal; eines Bewertungs-(Sampling-)Kopplers, welcher den Ausgang des ^

Hauptverstärkers mit der Referenz signal-Komponente vergleicht und so ein Differenz- oder Fehlersignal erzeugt; und eines Fehlersignal-Ankopplers, welcher das Fehler signal in den Hauptsignalweg einspeist.

Verstärker mit flacher Verstärkungs-Charakteristik haben eine Reihe von Vorzügen. Ein Vorteil ist darin zu sehen, daß das Phasenverhalten dieser V er stärker type einer konstanten Laufzeit gleich-

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zusetzen ist. Das bedeutet, daß sich eine Laufzeitangleichung einfach mit Hilfe eines einfachen Stückes Übertragungsleitung erzielen läßt. Somit kann man auf komplizierte Zeitanpassungsglieder verzichten, welche nur die Fehlermöglichkeiten erweitern wurden und die Verstärkerkosten in die Höhe treiben.

Ein weiterer Vorteil in der Anwendung von Verstärkern mit konstanter Verstärkung liegt darin begründet, daß man relativ leicht eine einfache vorwärtsgekoppelte Fehlerkorrektur bei jedem der Verstärker anwenden kann und die zusätzliche Bandbeschnei dung nur in dem gesamten Korrekturstadium durchführt. Somit können der Hauptverstärker und der Fehlerverstärker selbst als vorwärtsgekoppelte fehlerkorrigierte Verstärker mit durchgehend flacher Frequenz-Charakteristik ausgebildet werden. In einer solchen mehrstufigen Anordnung ist die erst bei dem abschließenden bandbeschneidenden vorwärts gekoppelten Zustand vorgenommene Fehlerkorrektur im Verhältnis weniger kritisch.

Ein weiterer ,Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Bandbeschneidung jeweils nur von passiven Schaltmitteln durchgeführt wird, so daß diese Anlage sich leicht auf eine bestimmte Band-Charakteristik zuschneiden läßt und stabiler als Verstärker-Anlagen arbeitet, wo die Bandbeschneidung in erster Linie von der Haupt-

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Verstärkungs-Charakteristik des Haupt- und des Fehler-Verstärkers abhängig ist.

Andererseits kann die Bandbeschneidung durch den Verstärker und den Koppler vorgenommen werden, wobei diese Aufgabe zwischen beiden aufgeteilt ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen; Fig. 1 . ein Blockschaltbild eines Weitübertragungssystems

mit in Streckenabständen verteilten Verstärkern; Fig. 2 einen erfindungsgemäßen vorwärtsgekoppelten Verstärker unter Verwendung von Haupt- und Fehlerverstärkern mit flacher Frequenz-Verstärkungs-Charakteristik, und mit Kopplern, welche eine abnehmende Leistungsteilungs-Charakteristik ^

aufweisen;

Fig. 3 A und 3B Frequenz-Charakteristiken an verschiedenen Stellen innerhalb des Verstärkers von Fig. 2; und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Klasse von Vierpol-Reaktanzen mit frequenz-variabler Leistungsteilungs-Charakteristik.

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Ein in Fig. 1 dargestelltes Nachrichtensystem enthält einen Sender und einen Empfänger 6, die miteinander über eine Übertragungsleitung 7 verbunden sind. Wegen der unvermeidbaren Leitungsverluste auf der Übertragungsleitung 7, wird diese in regelmäßigen Abständen mit Verstärkern 8 besetzt.

Die an diese Verstärker 8 zu stellenden Anforderungen können selbstverständlich von System zu System unterschiedlich sein. Eine der wesentlichen Forderungen all dieser Verstärker besteht darin, daß sie die übertragenen Signale soweit verstärken, daß die Verluste auf der Übertragungsleitung 7 dadurch auskompensiert werden. Da typischerweise diese Verluste nicht gleichförmig sind, muß die Verstärkungs-Charakteristik jedes Verstärkers 8 (als Funktion der Frequenz) so angepaßt werden, daß jeweils die an dieser Stelle der Übertragungsleitung auftretenden Verluste kompensiert werden. Im allgemeinen sind die Übertragungsverluste mit zunehmender Frequenz größer. Demzufolge besitzen die Verstärker 8 bei diesen hohen Frequenzen eine höhere Verstärkung.

Ferner sind die Verstärker 8 vorteilhafterweise so ausgelegt,, daß sie innerhalb von wirtschaftlich vertretbaren Grenzen verzerrungsfrei arbeiten. Es ist beispielsweise bekannt, daß Intermodulations-

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Verzerrungen innerhalb eines Trägerfrequenz-Nachrichtensystems wesentlich die Kapazität dieses Systems einschränken. Wenn man daher eine bedeutende Verminderung von Inter modulations -Verzerrungen erzielen kann, so erhöht man damit wesentlich die Kapazität und Wirtschaftlichkeit des gesamten Nachrichtensystems.

Wie in der vorgenannten artverwandten USA-Patentanmeldung erläutert worden ist, erzielt man die gewünschten Verstärker eigenschaften mit Hilfe einer vorwärts gekoppelten fehler korrigier enden Technik, bei der die angepaßte Verstärkungs-Charakteristik durch Bemessung der Verstärkungs-Charakteristiken des Haupt- und des Fehlerverstärkers sowie der Leistungsübertragung-Charakteristik des Sampling-Kopplers realisierbar wird.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung erzielt eine Vereinfachung im Aufbau von geformten vorwärts gekoppelten Verstärkern dadurch, daß Verstärker mit einer im wesentlichen flach verlaufenden Verstärkungs-Charakteristik verwendet werden, und daß die gewünschte Verstärkungs-Charakteristik durch Beeinflussung der Leistungsübertragung-Charakteristik nur auf dem Wege über passive Schaltungselemente erhalten wird. Ein erfindungsgemäßer vorwärts gekoppelter Verstärker besitzt in an sich bekannter Weise

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ein Paar paralleler Wellenwege 10 und 11, wobei innerhalb des Wellenweges 10 ein Hauptverstärker 21 sowie ein erstes Verzögerungsnetzwerk 22, und im Wellenweg 11 ein zweites Verzögerungsnetzwerk 23 sowie ein Fehlerverstärker 24 angeordnet ist. Die Abweichung gegenüber dem St and der Technik besteht jedoch darin, daß der Verstärkungsfaktor G des Hauptverstärkers sowie der Ver-Stärkungsfaktor g des Fehlerverstärkers im wesentlichen über das gesamte interessierende Frequenzband hinweg konstant ist, während die Leistungsübertragungs-Eigenschaften des Eingangs-Kopplers und des Fehlersignal-Ankopplers in nachfolgend beschriebener Weise geformt sind. Zur Vereinfachung sei angenommen, daß beide Verstärker 21 und 24 die gleiche Verstärkung haben, (d. h., G « g), und daß das Gfesamtverstärkungs-Verhalten F(d>) im Verlauf einer doppeltlogarithmischen Skala linear ansteigt.

Gemäß Fig. 2 wird ein Eingangssignal £ an einen Anschluß 1 eines Eingangskopplers 20 gelegt, um darin in zwei, vorzugsweise ungleiche Komponenten aufgeteilt zu werden. Der Eingangskoppler 20 ist eine Vier-Pol-Reaktanz mit zwei Polpaaren 1-2 und 3-4. Die kleinere der beiden Komponenten, das Hauptsignal (oder einfach das Signal) wird auf Pol 3 gegeben, von wo es über den Haupt-Signalweg 10 an den Eingang des Hauptverstärkers 21 gelangt. Die andere

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und größere Komponente des Eingangssignals ε wird an Pol 4 gelegt und gelangt über den Wellenweg 11 zum zweiten Verzögerungsnetzwerk 23. Der Pol 2 des Eingangskopplers 20 besitzt einen ohm¹ sehen Abschluß.

In Fig. 3A ist das Signal in Dezibel als Funktion des Logarithmus der Frequenz an den verschiedenen Polen des Kopplers 20 dargestellt. Wie man sieht, ist die Amplitude des Eingangssignals am Pol 1 konstant über das gesamte Betriebsfrequenzband. Wie schon erwähnt, wird der größere Anteil des Eingangssignals an Pol 4 gelegt. Im Verlauf des interessierenden Frequenzbandes nimmt dieser Anteil leicht ab im Bereich der höheren Frequenzen. Der kleinere Anteil des Eingangssignals wird an Pol 3 gelegt, und er nimmt mit steigender Frequenz zu. Damit ist bei allen Frequenzen

die Summe der an die Pole 3 und 4 gelegten Leistungsanteile gleich Λ

der an Pol 1 anliegenden Eingangsleistung.

Die Kurven der Fig. 3A stellen qualitativ die Leistungsübertragung-Charakteristik für den oben beschriebenen Gesamt-Verstärkergang dar. In quantitativer Form sind für irgendeine beliebige FrequenzverStärkungs-Charakteristik F(ft)) der Übertragungs-Koeffizient t. und der Kopplungs-Koeffizänt k^ des Eingangskopplers 20;

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Jt²I « G²+ / G⁴+4(1-G²)FM ¹ 2(G² - 1)

Das Signal wird durch den Hauptverstärker 21 verstärkt und ein kleiner Anteil des verstärkten Signals in den Fehler signalabschnitt des Wellenweges 11 mit Hilfe eines Sampling-Kopplers 25 eingegeben, wo er mit einem zeitverzögerten Referenz-Signal verglichen wird. Ähnlich wie der Eingangs koppler 20 ist auch der Sampling-Koppler 25 als Vier-Pol-Reaktanz mit zwei Polpaaren 1-2 und 3-4 ausgebildet, wobei Pol 1 an den Ausgang vom Hauptverstärker 21/ Pol 2 an das zweite Verzögerungsnetzwerk 23, Pol 3 an das erste Verzögerungsnetzwerk 22 und Pol 4 an den Eingang des Fehlerverstärkers 24 angeschlossen ist.

Wie im oben erwähnten Aufsatz angegeben, kann man innerhalb des verstärkten Signals des Hauptverstärkers 21 enthaltene Fehlerkomponenten dadurch abtrennen, daß man das Referenz-Signal und das verarbeitete Signal in ihrer relativen Amplitude, Phase und Zeitverzögerung so aufeinander abstimmt, daß sich kohärente Signalkomponenten auslöschen und nur die Fehlerkomponenten auf dem

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Fehlersignal-Wellenweg übrigbleiben. Vergleicht man jedoch die Frequenzabweichung zwischen den an Pol 1 und 2 des Sampling-Kopplers 25 angelegten Signalen (siehe Fig. 3B), so kann man feststellen, daß sie nicht zueinander passen. Da die Verstärkung des Hauptverstärkers über den gesamten Betriebs-Frequenzbereich
hinweg einheitlich ist, stellt das an Pol 1 des Sampling-Kopplers anliegende Signal lediglich ein verstärktes Gegenbild des Verstärker-Eingangssignals dar, wie durch Pol 3 in Fig. 3A dargestellt. Weil das Verzögerungsnetzwerk als lineares passives Netzwerk aufgebaut ist, stellt das Signal an Pol 2 des Sampling-Kopplers 25 ebenfalls ein Gegenbild der Kurve 4 von Fig. 3A dar. Daher muß, um einen auswertbaren Vergleich durchführen zu können, bei Durchführung der Frequenzformung zu dem Eingangs koppler 20 die Arbeitsweise des Sampling-Kopplers 25 berücksichtig werden. Tatsächlich verhält sich die Leistungs-Übertragungscharakteristik des letzteren umgekehrt wie die des ersteren. Man erhält speziell den Übertragungs-Koeffizienten t und den Kopplungs-Koeffizienten k des

Δ Δ

Sampling-Kopplers 25 durch die Formel;

^k2

^₁ ²I

1 - k

(4)

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Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die Leistungsüber tragungs-Charakteristiken zwischen den Polen 1-4 und 2-4 in Fig. 3B durch Kurven 1-4 und 2-4 dargestellt. Mit einer so geformten Leistungsübertragungs-Charakteristik 1-4, welche das an Pol 1 angelegte verstärkte Hauptsignal bearbeitet, und einer so geformten Leistungsübertragungs-Charakteristik 2-4, welche auf das an Pol 2 angelegte Referenzsignal einwirkt, erhält man an Pol 4 identische und kohärente Signale, dargestellt durch Kurve 4. Da sie gleiche Amplituden, gleichen zeitlichen Ablauf und 180 Phasenverschiebung aufweisen, löschen sich die kohärenten Signalkomponenten über das interessierende Frequenzband hinweg aus, so daß nur die Fehler komponenten am Eingang des Fehlerverstärkers 24 übrigbleiben.

Das gesamte verstärkte Signal wird an Pol 3 des Sampling-Kopplers 25 und dann über das Verzögerungsnetzwerk 22 an Pol 1 eines Fehler signal-Ankoppler s 27 angelegt. Da dieses Signal eine frequenzabhängige steigende Charakteristik aufweist, sind die hoch-

-13-

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-ΪΌ-

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frequenten Fehlerkomponenten verhältnismäßig größer als die niederfrequenten Fehlerkomponenten. Die Abweichung über die Bandbreite hinweg ist im wesentlichen durch den Kopplungskoeffizienten des Eingangskopplers 20 bestimmt. Da jedoch die verstärkung des Fehlerverstärkers 24 über das interessierende Band hinweg flach verläuft, und da die an den Fehlerverstärker angelegten Fehlersignale ebenfalls einen flachen Verlauf aufweisen, ist es selbstverständlich, daß der Fehlersignal-Ankoppler 27 eine abnehmende Leistungsübertragungs-Charakteristik haben muß, um sich der Charakteristik des Signals auf dem Hauptsignalpfad anzupassen. Daher sind bei angenommener gleicher Verstärkung für den Haupt- und Fehlerverstärker der Übertragungskoeffizient to und der Kopplungs-Koeffizient k„ für den Fehlersignal-Ankoppler die gleichen wie für den Eingangskoppler. Somit ist:

und k₃ » k_x (6)

Hiervon wird angenommen, daß der Hauptverstärker und der Fehlerverstärker den gleichen Verstärkungsfaktor G aufweisen. Dies ist jedoch bei der erfindungsgemäßen Verstärkeranlage nicht erforderlich. Im allgemeinen wird ein Unterschied zwischen dem

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Verstärkungsfaktor G des Hauptverstärkers und dem Verstärkungsfaktor g des Fehlerverstärkers vorhanden sein, und die Kopplungs-Koeffizienten werden entsprechende Unterschiede aufweisen. Insbesondere wird der Übertragungs-Koeffizient t₁ des Eingangskopplers von den System-Parametern nach folgender quadratischer Gleichung in t

2 2 2

(tj) (G²-!) - \\ [g²-F V)(I- %)J + (|) T²Ua) * 0. (7)

Der Übertragungs-Koeffizient t des Sampling-Kopplers 25 hängt gemäß folgender Formel von t₁ ab:

12T t² + G²(l-t²)

Ferner hän^tder Übertragungs-Koeffizient t des Fehlersignal-Ankopplers 27 von t. ab nach

In jedem Fall ist der Kopplungs-Koeffizient k. auf den Übertragungs-

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Koeffizienten t. bezogen gemäß

+ t.

1 . (10)

In der obigen Beschreibung waren alle drei Koppler als Vier-Pol-Reaktanzen beschrieben, deren Übertragungs-Koeffizienten und Kopplungs-Koeffizienten im Verlauf des interessierenden Frequenzbandes nach den Formeln (7)_Λ (8), (9) und (10) variieren. Da offensichtlich die spezifischen Eigenschaften der einzelnen Koppler unterschiedlich sein müssen, um die gewünschte Gesamtverstärkungs-Charakteristik F(o) zu erhalten, soll anschließend anhand einer eingehenden Beschreibung eines Kopplers noch einiges Grundsätzliches gesagt werden.

Als einfachster Koppler gilt der sogenannte "Hybrid-Koppler", der sich in zwei Hauptklassen einteilen läßt. In einer Klasse, welche das "magische T" enthält, wird das Eingangssignal in zwei Komponenten aufgeteilt, die entweder in Phase oder 180 phasenverschoben sind. Bei der zweiten Klasse von Kopplern, den sogenannten "Quadratur-Kopplern", sind die aufgeteilten Signalkomponenten um jeweils 90 phasenverschoben.

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Da es sich um Vier-Pol-Reaktanzen handelt, weisen beide Klassen von Kopplern zwei Kopplungs-Koeffizienten t_ und k auf, welche frequenzabhängig sind. Diese Frequenzabhängigkeit ist im allgemeinen so beschaffen, daß sich die Formeln (7), (8), (9) und (10) anwenden lassen. Es ist deshalb erforderlich, aufwendigere Kopp lerschaltungen zu entwickeln, wie beispielsweise in Fig. 4 angedeutet.

Der in Fig. 4 dargestellte Koppler ist eine Vier-Pol-Reaktanz mit zwei Breitband-Hybrid-Knotenpunkten 40 und 41, die mittels zweier Wellenwege 42 und 43 miteinander verbunden sind. Zum Wellenweg 42 gehört ein Zwei-Pol-Netzwerk N, dessen Übertragungs-Koeffizient t(iy) und Reflexions-Koeffizient k(iü) mit der nötigen Frequenz-Charakteristik für den jeweiligen Koppler versehen sind, wie es durch die Gleichung (7), (8) oder (9) und (10) vorgegeben ist. Der Aufbau dieses Netzwerkes N läßt sich in Anlehnung an einen Aufsatz von S. Darlington mit dem Titel "Synthesis of Reactance 4-Poles" aus dem Journal of Mathematic Physics" Ausgabe 30 vom September 1939, Seite 257-353 durchführen.

Der andere Wellenweg 43 enthält ebenfalls ein Zwei-Pol-Netzwerk N mit Blindwiderstand, der als Doppelgänger des Netzwerkes N

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ausgebildet ist. Es besitzt den gleichen Übertragungs-Koeffizienten H^)t jedoch einen gegenüber dem Netzwerk N negativen Reflexions-Koeffizienten -k(w).

Im Betrieb werden an Pol 1 angelegte und dem interessierenden Band angehörige Signale gleichmäßig auf die beiden Wellenwege 42 und 43 verteilt. Für eine bestimmte Eingangssignal-Amplitude betragen die anteiligen Signalkomponenten auf Wellenweg 42 und 43 gleich

Ein Anteil —*=±r jeder Signalkomponente wird durch die beiden Netzwerke N und In übertragen und am Hybrid-Knotenpunkt 41 wie der vereinigt und in ein Ausgangssignal ΐ(ω) als Pol 3 erzeugt. Die andere Komponente jedes Signals wird von den beiden Netzwerken N und N reflektiert und erzeugt zwei reflektierte Signalkomponenten —■ ■■ und · . Diese beiden werden in

Hybrid-Knotenpunkt 40 vereinigt und erzeugen ein Ausgangssignal k(dj) am Pol 4, und so entsteht die gewünschte Koppler-Charakteristik. Natürlich können von Fachleuten ohne weiteres andere Koppelnetzwerke entworfen werden. In dieser Beziehung sei auf die artverwandte Deutsche Patentanmeldung mit der Nummer 19 57 760.7 hingewiesen.

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Es sei darauf hingewiesen, daß der zuvor beschriebene vorwärtsgekoppelte Verstärker, und ein in einer artverwandten Deutschen Patentanmeldung Nr. 2 019 104. 2 beschriebener vorwärtsgekoppelter Verstärker extreme Bedingungen darstellt. Im vorliegenden Falle haben die Verstärker über das interessierende Frequenzband hinweg einen flachen Verstarkungsverlauf, und die bandformende Funktion bleibt ganz den Kopplern überlassen. In der genannten artverwandten Anmeldung haben der Eingangs- und der Fehlersignal-Ankoppler eine flache Charakteristik, während die bandformende Funktion von den Verstärkungs-Charakteristiken des Haupt- und des Fehlerverstärkers übernommen wird. Es muß ein Gebiet zwischen diesen beiden Extremfällen geben, in dem die gesamte Formungsaufgabe zwischen dem Verstärker und den Kopplern aufgeteilt ist. Man beachte jedoch, daß bei Verwendung von Verstärkern mit geformter Verstärkungs-Charakteristik der Aufbau der Verzögerüngs-Entzerrer kompliziert werden kann. Dafür kann der Aufbau der Koppler vereinfacht werden. Wenn im letzteren Falle die Verstärker eine frequenzabhängige Verstärkungs-Charakteristik aufweisen, so müssen innerhalb der verschiedenen Gleichungen für die Koppler-Koeffizienten t und k die Werte G und g durch die Verstärkungs-Funktionen G(<ü) und g(fa) ersetzt werden.

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Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebene Ausführungsform nur eines von vielen möglichen Ausführungs beispielen der Erfindung darstellt. Beispielsweise können, wie bereits angedeutet der Hauptverstärker oder der Fehler verstärker oder beide selbst vorwärts gekoppelte Verstärker sein. Derartige Vielfach-Schleifenanordnungen sind bereits in der USA-Patentschrift 3 471 798 beschrieben worden.

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Claims

Beurrier-Seidel 12-78 -20

Patentansprüche

1, j Vorwärtsgekoppelter elektromagnetischer Signalverstärker, der eine vorausbestimmte Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik F (ω) aufweist mit

einem ersten Signalweg, der einen Hauptsignalverstärker und ein erstes Verzögerungsnetzwerk in Kaskade aufweist;

einer Eingangs anordnung zum Aufteilen eines Eingangssignals in Komponenten und zum Ankoppeln der unterschiedlichen Komponenten auf den Eingang eines jeden Signalweges;

einer Be wer tungs anordnung zum Ankoppeln eines Teiles des Signalausgangs des Hauptverstärkers an den Eingang, des Fehler ver star ker s;

und einer Fehlerankopplungsanordnung zum Einkoppeln des Ausgangs des Fehlerverstärkers in den ersten Signalweg nach Zeit und Phase, um Fehlerkomponenten im Ausgangssignal minimal zu machen*

der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Eingangs anordnung (20), die Bewertungsanordnung (25) und die Fehler ankopplungs anordnung (27) Reaktanznetzwerke mit zwei Paaren konjungierter Tore (1-2,

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3-4) sind, und daß jede von den Anordnungen einen Ubertragungskoeffizienten t. und einen Koppelkoeffizienten k. aufweist, der sich

112 I 12 t.J + Jk. [^ «1 ist.

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs-Charakteristik des Hauptverstärkers (21) und die Verstärkungs-Charakteristik des Fehlerverstärkers (24) im vorausbestimmten Frequenzband im wesentlichen frequenzunabhängig sind.

3. Verstärker^:nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkungs-Charakteristik des Hauptverstärkers (21) und die Verstärkungs-Charakteristik des Fehlerverstärkers (24) als eine Funktion der Frequenz ändern.

4. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskoeffizienten t t und t der Eingangsanordnung {20), der Bewertungsanordnung (25) und der Fehlerkopplüngsanordnung (27) jeweils gegeben sind durch ■

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t² , G(O)² (1 - *1)

t ,

² t² + GM² (i-t²)

_{1 + ι}οΜ)Ί^ ei")) ( t²

wobei G(&) und g(ij) jeweils die Verstärkungs-Charakteristik des Hauptverstärkers (21) und des Fehlerver stärkers (24) darstellen.

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