DE2202896A1

DE2202896A1 - CIRCUIT FOR SUPPRESSING AN INTERFERENCE SIGNAL INTERVALED IN AN ELECTRIC AMPLIFIER

Info

Publication number: DE2202896A1
Application number: DE19722202896
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl-Ing Leifer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-01-18
Filing date: 1972-01-18
Publication date: 1973-07-19
Also published as: AU5097373A

Description

Schaltung zur Unterdnickung eines in einen elektrischen Verstärker eingestreuten Störsignals Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Unterdrückung mindestens eines in ein elektrischen Verstärker eingestreuten Störsignals, insbesondere eines Störsignais kleiner Bandbreite, Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Nachrichtenverstärker.Circuit for thickening an electrical amplifier interspersed interference signal The invention relates to a circuit for suppression at least one interference signal interspersed in an electrical amplifier, in particular of a small bandwidth jamming signal, the invention relates particularly to Message amplifier.

Bei elektrischen Nachrichtenverstärkern treten Störsignale auf, die ihre Ursache nicht im Eingangssignal haben0 Einige dieser Störsignale treten nur in einem verältnismäßig begrenzten Frequenzband auf, wie beispielsweise der sogenannte Netzbrumm, der in Nachrichtengeräten in seinen suswirkungen möglichst weitgehend unterdrückt werden muß0 Da der Netzbrunmi auf eine Anzahl von Ursachen zurückgeführt werden muß, ist seine Unterdrückung besonders in Nachrichtenverstärkern höherer Leistung, wie beispielsweise in Senderverstärker-und -modulationsstufen, mit großem konstruktiven Aufwand verbunden.In the case of electrical communication amplifiers, interference signals occur that They are not caused by the input signal0 Some of these interfering signals only occur in a relatively limited frequency band, such as the so-called Network hum, which in communication devices has as much of its effects as possible must be suppressed0 Since the Netzbrunmi traced back to a number of causes has to be, its suppression is higher, especially in message repeaters Power, such as in transmitter amplifier and modulation stages, with large associated with constructive effort.

Eine bekannte und relativ einfache, wenn auch oft kostspielige, Maßnahme ist die Erhöhung des Aufwands bei den Siebmitteln der Gleichspannungsversorgung, wenn der unzureichende Fremdspannungsabstand dort seine Ursache hate Bei Se@ndern wird eine hohe Brumlnodulation von der heizung der HF-Endröhren verursacht. Die zur Abhilfe besonders in der Anfangszeit des Senderbaus und auch neuerdings wieder bei Sendetetroden benutzte Gleichstromheizung ist eine aufwendige und teure Maßnahme.A well-known and relatively simple, if often costly, measure is the increase in the effort required for the filtering means of the DC voltage supply, if the insufficient external voltage distance has its cause there a high hum modulation is caused by the heating of the HF output tubes. the as a remedy, especially in the early days of the transmitter construction and recently again at Direct current heating used for transmitting tetrodes is a complex one and expensive measure.

Wird, was ebenfalls häufig der Fall ist, die 13rumlnstörullg induktiv oder kapazitiv, beispielsweise über 13auelemente und Verbind-ungsleitungen, aufgenommen, so ist eine Abhilfe oft nur durch schwierige und aufwendige Änderungen im Schaltungsaufbau zu erzielen.The noise becomes inductive, which is also often the case or capacitive, for example via 13 components and connection lines, a remedy is often only through difficult and complex changes in the circuit structure to achieve.

Als wenig aufwendige und daher oft benutzte Maßnahme ist es bekannt, den Brumm durch eine, vorzugsweise in den Verstärkereingang eingespeiste, von der Netzspannung hergeleitete Spannung entgegengesetzter Polarität zu kompensieren. Die erzielbare Verbesserung ist abhängig von der zeitlic}len Konstanz der Störspannungsamplituden und daher dann besonders gering, wenn die Einstreuungsverhältnisse sich in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Gerätes verändern, Bei einer von der direkten heizung einer lIF-Endröhre herrührenden Brummstörung ist eine wirksame Kompensation nicht mehr möglich.As a less complex and therefore often used measure, it is known the hum through one of the, preferably fed into the amplifier input To compensate mains voltage derived voltage of opposite polarity. The improvement that can be achieved depends on the temporal constancy of the interference voltage amplitudes and therefore particularly low when the scattering ratios are dependent on each other from the operating status of the device, in the case of one from the direct heating of a Humming interference caused by the IIF output tube is no longer an effective compensation possible.

Als weitere bekannte Maßnahme zur Vergrößerung des Störabstandes bei Nachrichtengeräten sei noch die Gegenkopplung genannt. Eine ausreichend starke Gegenkopplung ist aber in den Fällen nicht möglich, bei denen eine Anzahl von nichtlinearen oder phasendrehenden Übertragungsgliedern in die Rückkopplungsschleife einbezogen werden muß. Bei der als Beispiel genannten Senderstufe muß die Gegenkopplungsspa -g aus der modulierten hochfrequenten Ausgangsspannung über einen Gleichrichter auf eine Niederfrequenzstufe zurückgeführt werden. In die Gegenkopplungsschleife einbezogen sind in diesem Fall die Modulationsmittel, wie Nodulationstransformator, -kondensator und -drossel, die bei Frequenzen unterhalb der unteren Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches von 1tO llz zunehmend große Amplituden- und Phasetigänge bewirken, so daß im Bereich der netzbedingten Störspannungen keine über einen Faktor voti etwa zwei Iinausgeltende stabile Gegenkopplung erzielt werden und damit auch die Störspannung nur in dieser Größenordnung verringert werden kann.As a further known measure to increase the signal-to-noise ratio Message devices should also be mentioned as negative feedback. A sufficiently strong negative feedback but is not possible in cases where a number of non-linear or Phase-rotating transmission elements are included in the feedback loop got to. In the transmitter stage mentioned as an example, the negative feedback circuit must be off of the modulated high-frequency output voltage via a rectifier to a Low frequency stage are fed back. Included in the negative feedback loop are in this case the modulation means, such as modulation transformer, capacitor and choke that operate at frequencies below the lower limit frequency of the transmission range from 1tO llz increasingly large amplitude and phase gears cause, so that in the area of the network-related interference voltages none of them have a factor of voti approximately two stable negative feedback can be achieved and thus also the Interference voltage can only be reduced in this order of magnitude.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame Störspanilungs unterdrückung mit liilfe einer Gegenkopplung zu erzielen, die sich nicht nachteilig auf die Stabilität des Nachrichtenverstärkers im Bereich der Grenzen seines Ubertragungsbereichs auswirkt.The object of the invention is to provide effective interference suppression with the help of a negative feedback, which does not adversely affect the stability of the message amplifier in the range of the limits of its transmission range.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektrisches Netzwerk am Eingang des Verstärkers und außerdem ein den Ausgang des Verstärkers mit einem Punkt des elelctriscllen Netzwerks verbindendes Gegenkopplungsnetzwerk vorgesehen sind, und daß der Frequenzgang des von der Schleife der Gegenkopplung eingeschlossenen Teils sowie des von der Gegenkopplungsschleife nicht eingeschlossenen Teils des elektrischen Netzwerks und der Frequenzgang des Gegenkopp lungsnetzwerks derart bemessen sind, daß im Übertragungsbereich des Verstärkers einerseits die Übertragung des Lingangssignales weitgehend frequenzunabhängig erfolgt, und andererseits die Amplitudenwerte des Störsignals mit einem naiierungsweisel im zeitlichen Mittel von der Frequenz unabhängigen, verminderten Pegel am Ausgang des Verstärkers erscheinen.This object is achieved according to the invention in that an electrical Network at the input of the amplifier and also at the output of the amplifier with a point of the electrical network connecting negative feedback network are provided, and that the frequency response of the loop of the negative feedback included part as well as the part not included by the negative feedback loop Part of the electrical network and the frequency response of the negative feedback network are dimensioned such that in the transmission range of the amplifier on the one hand the Transmission of the input signal takes place largely independent of frequency, and on the other hand the amplitude values of the interference signal with a naiierungsweisel in the time average Frequency-independent, reduced levels appear at the output of the amplifier.

Weist der elektrische Nachrichtenverstärker einen großen Verstärkungsfaktor auf, so zeichnen sich vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dadurch aus, daß entweder der von der Schleife der Gegenkopplung eingeschlossene Teil des im Netzwerks oder das Gegenkopplungsnetzwerks ein Übertragungsbereich des Verstärkers frequenzunabhängiges Übertragungsverhalten aufweist; Als besonders vorteilhaft erweist sich bei der Schaltung nach der Erfindung, daß aufgrund der Gesetzmäßigkeiten für den Amplituden und Phasenverlauf von Phasenminimumsystemen, wie sie hier vorliegen, bei Übertragungsgliedern mit t resonanzartigem Verhalten, wie sie bei der Kompensation von Störsignalen kleiner Bandbreite auftreten, der Bereich großer Phasendrehungen im Vergleich zu breitbandigeren Schaltungen überproportional verkleinert ist. Durch diesen Tatbestand ist es bei dem genannten Beispiel des Modulationsmittel enthaltenden Nachrichtengerätes möglich, im der unteren Grenzfrequenz des Übertragungsbereiches eng benachbarten Frequenzgebiet der Netzbrummstörungen, eine starke Gegenkopplung stabil zu erzielen.The electrical communication amplifier has a large gain on, so advantageous developments of the invention are characterized in that either the part of the network enclosed by the negative feedback loop or the negative feedback network has a frequency-independent transmission range of the amplifier Has transmission behavior; Proves to be particularly beneficial in the circuit according to the invention that due to the laws for the amplitudes and phase progression of phase minimum systems, as they are here, in the case of transmission elements with t resonance-like behavior, as is the case with compensation of interfering signals with a small bandwidth occur, the area of large phase rotations is disproportionately reduced in size compared to broadband circuits. By This is the case in the example of the modulation means that has been mentioned Message device possible in the lower frequency limit of the transmission range closely adjacent frequency range of the mains hum, a strong negative feedback stable to achieve.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.Advantageous developments of the invention are based on exemplary embodiments explained, which are shown in the drawing.

Es zeigen die Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in rückwirkungsfreier Darstellung, die Fig. 2 ein Impedanznetzwerk zur Realisierung der Erfindung und die Fig. 3 ein Detail einer möglichen Schaltung nach Fig. 2.1 shows an embodiment of the invention in a non-reactive manner Representation, FIG. 2 shows an impedance network for realizing the invention and FIG. 3 shows a detail of a possible circuit according to FIG. 2.

Das Eingangssignal U wird in Fig. 1 an den Klemmen 1 eine gespeist, über den nicht von der Schleife der Gegenkopp lung eingeschlossenen Teil 2 des Netzwerks 3 und den Summenpunkt 4 dem von der Schleife der Gegenkopplung eingeschlossenen Teil 5 des Netzwerks 3 zugeführt, Das resultierende Signal wird über den Summenpunkt 6, auf den die Störspannung U t als konzentriert einwirkend angenommen wird, dem Nachrichtenverstärker 7 zugeführt, dessen Ausgangssignal U an den Klemmen 8 erscheint. Dieses Signal wird über die a Schleife 9 und das Gegenkopplungsnetzwerk 10 negativ auf den Summenpunkt 4 zurückgeführt.The input signal U is fed to terminals 1 in Fig. 1, via part 2 of the network that is not enclosed by the negative feedback loop 3 and the summation point 4 that enclosed by the negative feedback loop Part 5 of the network 3 is fed, the resulting signal is via the summing point 6, on which the interference voltage U t is assumed to have a concentrated effect, the Message amplifier 7 is supplied, the output signal U of which appears at terminals 8. This signal becomes negative via the a loop 9 and the negative feedback network 10 traced back to the sum point 4.

Nähert ilian eiitsprechend der Erfintlung den I?requenzgajig dei Störspannung Ust durch den bekalinten Irequenz'ang des zeitlichen Mittelwertes des Amplitudenspektrums der Störspannung Ust*(j#) an, so ergibt sich das Ausgangssignal Ua der Schaltung nach Fig. 1 mit folgender Gleichung 1 zu: lDs ist ersichbtlich, daß die Netzwerlce nach Fig. 1 F(j#), G(j#) und H(j#) so dimensioniert werden können, daß jeder der beiden Anteile des Ausdrucks nach Gleichung 1 für sich unabhängig von der Frequenz wird. Für große Verstärkungsfaktoren v vereinfacht sich der Ausdruck zu Aus dieser Form der Darstellung ergibt sich, daß für eine vereinfachte Variante der erfindungsgemäßen Schaltung entweder G(j#) oder F(j#) als konstant und damit das Übertragungsverhalten der zugehörigen Netzwerke als frequenzunabhängig angenommen werden kann, Zur Realisierung der Netzwerke eignen sich insbesondere aktive Filterschaltungen, die als frequenzbestimmende Glieder ausschließlich Widerstände und Kondensatoren aufweisen.If, according to the invention, the I? Requenzgajig of the interference voltage Ust is approximated by the known frequency of the time mean value of the amplitude spectrum of the interference voltage Ust * (j #), then the output signal Ua of the circuit according to FIG. 1 results with the following equation 1: It can be seen that the networks according to FIG. 1 F (j #), G (j #) and H (j #) can be dimensioned so that each of the two parts of the expression according to equation 1 is independent of the frequency. For large gain factors v, the expression is simplified to This form of representation shows that for a simplified variant of the circuit according to the invention, either G (j #) or F (j #) can be assumed to be constant and thus the transmission behavior of the associated networks to be frequency-independent. Active filter circuits are particularly suitable for implementing the networks which only have resistors and capacitors as frequency-determining elements.

Zun! Erzielen einer resonanzartigen Überhöhung zwecks Unterdrückung von schmalbandigen Störsignalen eingen sich beispielsweise solche Filter, die eine Wien-13rücke oder ein Uoppel-T-Filter enthalten. Es ist bekannt (DPB 1 084 765), eine Mit- oder Gegenkopplung in der Weise vorzusehen, daß das Gegenkopplungsnetzwerk bei Betrachtung als Doppelleitungsverbindung, welche an ihrem einen Ende von einer von der Eingangsspannung abgeleiteten, auf ihrer anderen Seite von einer von der Ausgangsgröße abgeleiteten SpaniiuIIg gespeist wird, als spannungsteiler- oder brückenartiges Netz von Gleich- und/oder \Jechselstromwiderställdetl derartig aufgebaut ist, daß an deii Anschlußpunkten eines als Zwei pol ausgebildeten Quergliedes oder Längsgliedes dieses Netzes für die Grundwelle wenigstens annähernd gleiche Plolrlentanpot entia le vorhanden sind, wenn der Verstärker die der Bernessung zugrunde gelegte Verstärkung aufweist und sein t3elastungswiderstand den vorgesehenen Wert besitzt, und daß das genannte Quer- oder bzw. Längsglied zur Beeinflussung der Rückkopplung frequenzabhängig ausgebildet ist bzw. sind0 Eine derartige Rückkopplungsverbindung läßt sic als Gegenkopplung bei der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise verwenden, In Fig. 2 ist dargestellt, wie ein - hier frequenzabhängiges - Querglied zur Erzielung einer selektiven Gegenkopplung bei konstanter Gesamtverstärkung verwendet werden kann. Das Eingangssignal U wird e über die Klemmen 1 und den Widerstand 11 dem Nachricl1tenverstärker 18 zugeführt, auf den das Störsignal Ust einwirkt.Zun! Achieving a resonance-like increase for the purpose of suppression of narrow-band interference signals, for example, filters that have a Wien-13rücke or a Uoppel-T filter included. It is known (DPB 1 084 765), provide a positive or negative feedback in such a way that the negative feedback network when viewed as a double-wire connection, which at one end of a derived from the input voltage, on its other side from one of the Output variable derived SpaniiuIIg is fed, as a voltage divider or bridge-like Network of DC and / or AC resistance constructed in this way is that at deii connection points of a cross member designed as a two pole or Longitudinal link of this network for the fundamental wave at least approximately the same Plolrlentanpot entia le are present if the amplifier is based on the measurement Has gain and its load resistance has the intended value, and that said transverse or longitudinal member for influencing the feedback is or are designed to be frequency-dependent 0 Such a feedback connection leaves sic as negative feedback in the present invention in particularly advantageous Use way, In Fig. 2 it is shown how a - here frequency-dependent - Cross member to achieve selective negative feedback with constant overall gain can be used. The input signal U becomes e via terminals 1 and the resistor 11 is fed to the message amplifier 18, on which the interference signal Ust acts.

Von den Ausgangsklemmen 8 wird über die Widerstände 12 und 13 und das Querglied 14 eine Spannung auf den Verstärkereingang zurückgeführt. Zur Unterdrückung von schmalbandigen Störsignalen ist eine zweckmäßige Ausführung des Netzwerks 14 in Fig. 3 dargestellt. Da die Gegenkopplung für die Frequenzen der Störspannung einen großen Wert annehmen soll, wird ein solches Netzwerk beispielsweise durch einen aus dem Kondensator 15 und dem induktiven Bauteil 16 gebildeten Sperrkreis sowie einen zusätzlichen Widerstand 17 gebildet.From the output terminals 8 is via the resistors 12 and 13 and the cross member 14 feeds a voltage back to the amplifier input. To oppression of narrow-band interference signals is an expedient embodiment of the network 14 shown in Fig. 3. Because the negative feedback for the frequencies of the interference voltage If such a network should assume a large value, for example a blocking circuit formed from the capacitor 15 and the inductive component 16 and an additional resistor 17 is formed.

Willillan auf ein induktives Bauteil verzichten, läßt sich 1-3s durch Netzwerk 14 auci#une von zahlreichen aktiven Schaltungen, wie beispielsweise eine Gyratorschaltung realisieren.Willillan can do without an inductive component for 1-3s Network 14 auci # une of numerous active circuits, such as one Realize gyrator circuit.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c 10 e

9 circuit for suppressing at least one in an electrical Amplifier interspersed, time- and frequency-dependent interference signal, in particular an interfering signal of a small hand width, characterized in that an electrical Network (3) at the input of the amplifier (7) and also an output (b) of the Amplifier (7) with a point (4) of the electrical network (3) connecting Negative feedback network (10) are provided, and that the frequency response of the Loop (9) of the negative feedback included part (5) and that of the loop the negative feedback not included part (2) of the electrical network (3) and the frequency response of the negative feedback network (10) are dimensioned such that in the transmission range of the amplifier, on the one hand, the transmission for the input signal takes place independently of frequency and, on the other hand, the amplitude values of the interference signal with an approximate center independent of the frequency, reduced Levels appear at the output (8) of the amplifier (7).

2) Circuit according to claim 1, characterized in that either the part of the network (5) enclosed by the loop (9) of the negative feedback or the negative feedback network (10) in the transmission range of the amplifier Has frequency-independent transmission behavior.

3) Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that that at least one of the networks consists of an active filter circuit.

4) Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that that the negative feedback network when viewed as a double-wire connection, which on her one end of one derived from the input voltage (U) on their other side from one derived from the output variable (Ua) Voltage is supplied, as a voltage divider or bridge-like network of direct and / or alternating current resistors is constructed in such a way that at the connection points a two-pole cross member (14) or longitudinal member of this network there are at least approximately the same instantaneous potentials for the fundamental wave, if the amplifier has the amplification on which the rating is based and its load resistance has the intended value, and that the said transverse or or or or and a longitudinal member designed to influence the feedback as a function of frequency is or are.