DE2223617C3 - Empfänger für Datensignale mit einer automatischen Leitungskorrekturanordnung - Google Patents
Empfänger für Datensignale mit einer automatischen LeitungskorrekturanordnungInfo
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Description
zu
Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger zum Empfang von Datensignalen, die im Basisband über eine
Übertragungsleitung r.iit Hilfe eines Kodes, der keine h<i
Gleichstromkomponente enthält, übertragen werden, welcher Empfänger mit einer Korrekturanordnung mit
einer Anzahl Korrekturzellen zum Korrigieren der durch die Übertragungsleitung verursachten Verzerrungen
der Datensignale versehen ist, wobei jede (,->
Korreklurzelle durch ein aktives Hochpaßfilter mil einem Operationsverstärker gebildet wird, in desser
Rückkoppliingskreis ein Netzwerk mit einem resistiven
Element und einem reaktiven Element aufgenommen ist.
In einem Empfänger für Datensignale wird eine derartige Korrekturanordnung in den vom empfangenen
Signal zu durchlaufenden Weg geschaltet mit dem Zweck, die unterschiedlichen Komponenten des empfangenen
Signais einer Dämpfung und einer Phasenverschiebung auszusetzen, die als Funktion der Frequenz
einen Verlauf aufweisen, der zu dem der Dämpfung und der Phasenverschiebung, die durch die Übertragungsleitung
eingeführt sind, komplementär ist, so daß beispielsweise ein empfangenes zweiwertiges Datensignal
nach Korrektur, Verstärkung und doppelseitige Begrenzung Übergänge aufweist, welche dieselben
Lagen untereinander aufweisen wie das ausgesendete zweiwertige Datensignal.
Es ist bekannt, daß die Dämpfungs-Frequenzkennlinie einer nicht-pupinisierten Fernsprechleitung in guter
Annäherung durch die entsprechende Kennlinie eines Tiefpaßfilters dargestellt werden kann, das auf logarithmischem
Maßstab aufgetragen, eine horizontale Asymptote und eine schräge Asymptote mit positiver
Neigung enthält, die einander in einem Punkt schneiden, in dem die Dämpfung nur 3 dB von der wirklichen
Dämpfung abweicht. Nachstehend wird mit Leitungsneigung die Neigung der schrägen Asymptote bezeichnet,
wobei der Wert der Neigung beispielsweise in dB/Oktave ausgedrückt wird.
Die iCorrekturanordnung, die beispielsweise eine oder mehrere Korrekturzellen mit einem RC-Netzwerk
im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers enthält, bildet ein Hochpaßfilter, dessen Dämpfungs-Frequenzkennlinie
zu der der Leitung komplementär ist. Für die üblichen Fernsprechleitungen und für eine
Frequenzdomäne, die auf die Breite des Hauptteiles des Spektrums der ausgesendeten Datensignale beschränkt
ist, wird dann die durch die Leitung eingeführte Phasenverschiebung durch die Korrekturanordnung
ebenfalls im wesentlichen ausgeglichen.
Die Leitungsneigung hängt von den charakteristischen Eigenschaften der Leitung ab und bei bestimmten
charakteristischen Eigenschaften ist diese Leitungsneigung eine Funktion der Länge der Leitung, so daß es
unvermeidlich ist, daß die Korrekturanordnung eingestellt werden muß um bei jeder Anlage die richtige
Korrektur der durch die Leitung verursachten Verzerrungen zu erhalten.
Eine Möglichkeit dazu ist das Messen der Leitungsneigung der verwendeten Leitung bei jeder Anlage und
die Herstellung bzw. Einstellung einer Korrekturanordnung, die an diese Leitung angepaßt ist.
Dieses oft angewandte Verfahren ist wenig praktisch und bietet der Austauschbarkeit der Korrekturanordnungen
untereinander Probleme. Es ist deswegen günstig, eine Korrekturanordnung zu verwenden, die
sich automatisch an die Leitungscharakteristik anpaßt. Eine derartige automatische Korrekturanordnung ist
bekannt aus der DE-OS 18 15 126. Diese enthält ein festes aktives Hochpaßfilter und ein vorgeschaltetes
passives Tiefpaßfilter mit mehreren variablen Elementen, die abhängig von der am Ausgang der Korrekturanordnung
auftretenden Maximalamplitude des entzerrten Datensignals derart eingestellt werden, daß diese
Maximalamplitude konstant gehalten wird. Diese bekannte Korrekturanordnung ändert jedoch nicht die
Neigung, sondern die Einsatzfrequenz der Entzerrung und ist außerdem durch die Verwendung von zwei
Filtern und eines Regelkreises sehr aufwendig.
Die Erfindung bezweckt, einen Empfänger der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der mit einer
Korrekturanordnung versehen ist, die sich automatisch an die Leitungsneigung anpaßt, ohne einen Regelkreis
zu verwenden, welche Korrekturanordnung einen besonders einfachen Aufbau und eine einfache Einstellung
hat und nur wenig Einzelteile enthält
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Entzerrung mit einer Frequenzcharakteristik
mit veränderbarer Neigung in jeder Korrekturzelle an das reaktive Element ein vom Eingangssignal gesteuertes
resistives Schaltungselement mit einer nicht-linearen Strom-Spannungskennlinie derart angeschlossen ist,
daß die Impedanz der Kombination des nichtlinearen Schaltungselements mit dem reaktiven Element bei
niedrigen Amplituden des der Korrekturzelle zugeführten Datensignals im wesentlichen durch das reaktive
Element und bei hohen Amplituden dieses Datensignals im wesentlichen durch das nicht-lineare Schaltungselement
bestimmt ist.
Wenn das Netzwerk im Rückkopplungskreis des Operationsverstäikers in einer Korrekturzelle aus
einem Widerstand oder Kondensator besteht, kann das nicht-lineare Schaltungselement die Form eines antiparallel
geschalteten Diodenpaares haben, welche Dioden den Kondensator überbrücken.
In dem Fall, wo die zu korrigierende Leitungsneigung kleiner ist als 3 dB/Oktave, braucht die Korrekturanordnung
nur eine einzige Korrekturzelle zu enthalten, wobei die Dämpfungskurve in dem sich mit der
Frequenz ändernden Teil eine maximale Neigung von 6 dB/Oktave hat.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben. Es 2eigt
Fig. 1 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Empfängers mit einer darin verwendeten Korrekturanordnung
mit einer einzigen Korrekturzelle,
Fig. 2 einige Zeitdiagramme zur Übertragung zweiwertiger Datensignale mit einem differentiellen
Zweiphasenkode,
Fig.3 eine Darstellung des dazu gehörenden
Bedienungsspektrums,
Fig.4 die Dämpfungskurven der Übertragungsleitung
und der Korrekturanordnung,
Fig.5 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Empfängers, in dem die Korrekturanordnung mit einer
Anzahl kaskadengeschalteter Korrekturzellen versehen ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Empfänger ist zum Empfang zweiwertiger Datensignale eingerichtet, die
im Basisband über eine Fernsprechleitung übertragen werden. Der Empfänger ist mit einem Eingang 1 an die
Leitung angeschlossen und das empfangene Datensignal wird einer Korrekturanordnung zugeführt, die in
Fig. 1 einen Verstärker 2 und eine einzige Korrekturzelle enthält. Das der Korrekturzelle 3 entnommene
Datensignal wird einem Regenerationskreis 4 zugeführt und darin auf bekannte Weise weiter verarbeitet. Für
die vorliegende Erfindung ist der Aufbau dieses Regenerationskreises 4 von geringfügiger Bedeutung
und dieser Aufbau ist deswegen in Fig. 1 nicht näher erläutert.
Sendeseitig wird das zweiwertige Datensignal zunächst in Kode umgewandelt, bevor es der Fernsprechleitung
zugeführt wird. Wegen elwaiger in der Leitung vorgesehener Transformatoren und Kondensatoren
wird dazu ein i-.weiwertiger Kode verwendet, der keine
spektralen Komponenten der Frequenz Null enthält. Im beschriebenen Ausführungsbeispie! ist beispielsweise
ein differentieller Bi-Phasenkode benutzt, wobei die
Kodeumwandlung in F i g. 2 erläutert ist.
-, Es ist bekannt, daß bei dieser Kodeumwandlung jedes binäre Element des zu kodierenden Datensignals in ein Signal umgewandelt wird, das die beiden binären Zustände enthält, und zwar in der Kombination 01 oder 10, wobei die zu einem bestimmten Element gehörende
-, Es ist bekannt, daß bei dieser Kodeumwandlung jedes binäre Element des zu kodierenden Datensignals in ein Signal umgewandelt wird, das die beiden binären Zustände enthält, und zwar in der Kombination 01 oder 10, wobei die zu einem bestimmten Element gehörende
ι« Kombination 01 oder 10 abhängig vom Binärwert 0
oder 1 dieses Elementes bestimmt wird, und zwar unter
Berücksichtigung der Kombination, die zum vorhergehenden binären Element gehört. In Fig. 2 ist beispielsweise
dargestellt, wie ein synchrones Datensignal a mit
ι-, Hilfe eines differentiellen Bi-Phasenkodes in das bei b
dargestellte zweiwertige Signal umgewandelt wird.
Das erste binäre Element »0« des Datensignals a wird beispielsweise in die Kombination 10 umgewandelt
Wenn das nachfolgende binäre Element wieder eine »0«
>o ist, wird die vorhergehende Kombination (in diesem Fall
also 10) wiederholt Wenn das nachfolgende binäre Element jedoch eine »1« ist, wird die Kombination, die
der vorhergehenden Kombination entgegengesetzt ist, gewählt (in diesem Fall also 01).
_>-, Fig.3 zeigt für einen differentiellen Bi-Phasenkode
die spektrale Verteilung der Leistung />des ausgesendeten
Datensignals als Funktion der Frequenz F für den Fall, daß die binären Elemente des synchronen
Datensignals auf willkürliche Weise auftreten. Wenn die
to Frequenz Fo der Anzahl Binärelemente, die pro Sekunde
übertragen wird, entspricht, stellt es sich heraus, daß die Signalenergie bei den Frequenzen 0 und 2F0 verschwindet
und daß diese bei der Frequenz 3Fo/4 maximal ist. Die Übertragungsleitung dämpft die unterschiedlichen
j-, Spektrumkomponenten nach Fig. 3 im wesentlichen nach der Dämpfungsfrequenzkennlinie eines Tiefpaßfilters,
die auf logarithmischem Maßstab aufgetragen, was denjenigen Teil anbelangt, der von der Frequenz
abhängig ist, durch eine gerade Linie dargestellt werden
4(i kann. Bei der Übertragungsleitung wird die Neigung
dieser Geraden Leitungsneigung genannt, wobei der Wert dieser Leitungsneigung vom verwendeten Leitungstyp
und von der Länge der Leitung abhängig ist.
Die Korrekturanordnung im Empfänger nach F i g. 1 muß nun derart entworfen werden, daß den spektralen Komponenten des empfangenen Datensignals die Amplituden untereinander zurückgegeben werden, welche diese sendeseitig hatten. In dem Falle des Spektrums nach F i g. 3 ist es in der Praxis ausreichend,
Die Korrekturanordnung im Empfänger nach F i g. 1 muß nun derart entworfen werden, daß den spektralen Komponenten des empfangenen Datensignals die Amplituden untereinander zurückgegeben werden, welche diese sendeseitig hatten. In dem Falle des Spektrums nach F i g. 3 ist es in der Praxis ausreichend,
V) daß diese Korrektur nur im Frequenzband zwischen
Fo/4 und 4Fo/3 genau durchgeführt wird, in welchem
Frequenzband der größte Teil der Energie konzentriert ist.
Die Korrekturzelle 3, deren Eingang 5 das zu
γ, korrigierende Datensignal zugeführt wird, enthält einen
Operationsverstärker 6, dessen Eingang 7 an Masse gelegt ist und dessen anderer Eingang 8 mit dem
Eingang 5 über ein RC-Netzwerk, das durch einen Widerstand 9 mit dem Wert R und einen Kondensator
Wi 10 mit einer Kapazität C gebildet wird, verbunden ist.
Dieses ÄC-Netzwerk wird durch einen Widerstand 11 überbrückt. Zum Schluß wird der Verstärker 6 mit Hilfe
eines Widerstandes 12 mit dem Wert Ru der zwischen
dem Ausgang und dem Eingang 8 liegt, rückgekoppelt.
b-> \u( diese Weise wird die bekannte Konfiguration
eines aktiven Hochpaßfilters mit einem /fC-Netzwerk im Rückkopplungskreis erhalten. In dem Fall, wo der
Widerstand 11 nicht in der Schaltungsanordnung liegt,
gilt die Formel, die den Komplexwert der Dämpfung A gibt:
A =
in der ω die der betrachteten Frequenz Fentsprechende Kreisfrequenz und τ der Wert des Produktes RC'isL
Es ist bekannt, daß der Absolutwert der Dämpfung |A| als Funktion der Frequenz F auf logarithmischem
Maßstab praktisch durch die beiden Asymptoten dargestellt werden kann. Die Kurve Wi aus F i g. 4 stellt
diese beiden Asymptoten dar in dem Fall, wo der Widerstand 11 einen unendlichen Wert hat. Die Werte
der längs der horizontalen Achse aufgetragenen Frequenz entsprechen dem obengenannten Fall, in dem
die Datensignale in einem differentiellen Bi-Phasenkode mit einer Übertragungsgeschwindigkeit, die der Frequenz
Fo entspricht, ausgesendet werden. In diesem Fall liegt das durch das Hochpaßfilter zu korrigierende
Frequenzband zwischen Fo/4 und 4Fo/3. Das Gebiet, in
dem die Korrekturanordnung wirksam ist, wird in F i g. 4 dargestellt; dieses Gebiet liegt zwischen den zwei
vertikalen Linien bei den Frequenzen Fo/4 und 4Fo/3.
Die Kurve H\ zeigt eine horizontale Asymptote mit
einer Dämpfung, deren Wert in dB durch das Verhältnis R/R] bestimmt ist, sowie einem Bruchpunkt P, der der
Frequenz F, die durch die Bedingung
wr=2»F·r=l
bestimmt ist, entspricht Im vorliegenden Fall liegt durch
eine geeignete Wahl von τ der Punkt />bei der Frequenz
2F0, gerade außerhalb des zu korrigierenden Frequenzbandes,
so daß die zweite A symptote mit einer Neigung von 6 dB/Oktave mit ausreichender Genauigkeit die
Dämpfung des Filters in dem zu korrigierenden Band darstellt.
Ein derartiges Hochpaßfilter eignet sich dazu, die Dämpfung einer Übertragungsleitung zu korrigieren,
die in dem zu korrigierenden Band eine entsprechende Neigung mit entgegengesetztem Vorzeichen und einen
Wert von 6 dB/Oktave aufweist
Die Kurve B\ aus F i g. 4 ist die asymptotische
Darstellung der Dämpfung des Tiefpaßfilters, das mit guter Annäherung die Dämpfung der Leitung darstellt.
In dem zu korrigierenden Frequenzband ist die Summe der Dämpfung und der Leitung und des Filters konstant
und dadurch sind im Spektrum des zu korrigierenden Signals die relativen Amplituden der unterschiedlichen
Einzelteile dieselben wie die im Spektrum des ausgesendeten Signals.
Der Einfachheit halber wird nachstehend unter Neigung des Filters oder Neigung der Leitung die
Neigung der schrägen Asymptote angedeutet, welche die Dämpfung des Filters oder der Leitung darstellt
In dem Fall, wo der Empfänger mit der Korrekturanordnung nach F i g. 1 am Ende einer Leitung mit einer
anderen Neigung angeordnet wird, die in F i g. 4 durch die Kurve Bi dargestellt ist und einen Wert von
beispielsweise 3 dB/Oktave aufweist (was auftritt für eine Leitung mit derselben Dämpfung pro Kilometer,
aber mit halber Länge), ist es notwendig, daß die Korrekturzelle nachgeregelt wird, so daß ihre Neigung
in dem zu korrigierenden Band (siehe Kurve /fc aus Fig.4) ebenfalls 3dB/Oktave beträgt Wenn die
Übertragungsgeschwindigkeit dieselbe ist (F0 ungeändert),
kann dies beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dadurch erhalten werden, daß der Wert des Widerstandes
11 geregelt wird.
Wenn diese Regelung von Hand durchgeführt wird, muß dies bei jeder Anlage gesondert erfolgen, und zwar
-, unter Berücksichtigung der verwendeten Leitung, deren Neigung beispielsweise zwischen 0 dB/Oktave (sehr
kurze Leitung) und 6 dB/Oktave schwanken kann. Eine derartige Regelung ist schwierig und erfolgt oft mit
geringer Genauigkeit.
κι Nach der Erfindung wird nun ein Empfänger mit einer
Korrekturanordnung erhalten, die sich automatisch und ständig an die Leitungsneigung anpaßt, und zwar
dadurch, daß in der Korrekturzelle 3 an das reaktive Element 10 ein Widerstandsschaltungselement 13 mit
einer nicht-linearen Strom-Spannungskennlinie angeschlossen ist, wobei die Impedanz der Kombination aus
dem nicht-linearen Schaltungselement 13 mit dem reaktiven Element 10 bei niedrigen Amplituden des der
Korrekturzelle 3 zugeführten Datensignals im wesentlichen durch das reaktive Element 10 und bei hohen
Amplituden dieses Datensignal im wesentlichen durch das nicht-lineare Schaltungselement 13 bestimmt ist.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Empfänger, wobei das reaktive Element durch einen Kondensator 10 gebildet
wird, besteht das nicht-lineare Schaltungselement 13 aus einem Paar antiparallel geschalteter Dioden 14 und 15,
die den Kondensator 10 überbrücken.
Wählt man für das der Korrekturzelle zugeführte Datensignal am Eingang 5 eine Spannung, die niedriger
ist als die Sperrspannung v, der Dioden 14 und 15, so
bilden diese Dioden einen sehr hohen Widerstand parallel zum Kondensator 10 und die Korrekturzelle 3
wirkt dann als wären die Dioden 14,15 nicht vorhanden. Die Korrekturzelle 3 hai dann die Übertragungskennlinie
eines Hochpaßfilters, die durch die Widerstände 9, 11 und 12 sowie den Kondensator 10 bestimmt wird. Mit
Hilfe des Widerstandes 11 kann die Neigung der Dämpfungs-Frequenzkennlinie des Hochpaßfilters auf
einen bestimmten gewünschten Wert, beispielsweise 3 dB/Oktave eingestellt werden.
Wählt man für das der Korrekturzelle 3 zugeführte Datensignal am Eingang 5 eine Spannung, die höher ist
als die Sättigungsspannung v0 der Dioden 14 und 15, so bilden diese Dioden einen sehr niedrigen Widerstand,
der den Kondensator 10 praktisch kurzschließt Die Übertragungskennlinie der Korrekturzelle 3 wird dann
fast ausschließlich durch Widerstandselemente bestimmt und die Korrekturzelle wirkt hier als AHpaßfilter.
Der in dB ausgedrückte Wert des Verhältnisses V0/v\
wird nun weiter durch N bezeichnet Wenn die Korrckturancrdriiir.g am Ende einer Übertragungsleitung
angeordnet wird, die in dem zu korrigierenden Band eine mittlere Dämpfung N und eine Neigung von
3 dB/Oktave hat, und wenn mit Hilfe eines Verstärkers 2 mit einem veränderlichen Verstärkungsfaktor die
Spannung am Eingang 5 der Korrekturzelle 3 derart eingestellt wird, daß diese den Wert vi annimmt, dürfte
es einleuchten, daß in diesem Fall die Dioden 14, 15 gesperrt werden und die Korrekturzelle 3 als Hochpaßfilter
mit einer Neigung von 3 dB/Oktave wirkt Die Neigung der Übertragungsleitung wird dann durch die
der Korrekturanordnung ausgeglichen.
Wenn nun ohne Änderung der Verstärkung des Verstärkers 2 die Korrekturanordnung am Ende einer sehr kurzen Übertragungsleitung angeordnet wird, deren mittlere Dämpfung und Neigung praktisch Null sind, wird die Spannung vr, am Eingang 5 der
Wenn nun ohne Änderung der Verstärkung des Verstärkers 2 die Korrekturanordnung am Ende einer sehr kurzen Übertragungsleitung angeordnet wird, deren mittlere Dämpfung und Neigung praktisch Null sind, wird die Spannung vr, am Eingang 5 der
Korrekturzelle 3 auftreten. Die Dioden 14 und 15 sind stark gesättigt und die Korrekturzelle 3 ist als
Allpaßfilter mit einer Neigung gleich Null wirksam.
Auf diese Weise stellt es sich heraus, daß dieselbe Korrekturanordnung, die mit Hilfe des Verstärkers 2
eingestellt wird um eine Leitung mit einer Neigung von 3 dB/Oktave zu korrigieren, sich automatisch anpaßt
um eine Leitung zu korrigieren, deren Neigung gleich Null ist, ohne daß dabei ein Regelkreis für diese
Anpassung verwendet ist. ι ο
Wenn die Spannung ν am Eingang 5 der Korrekturzelle 3 vom Wert vi, unter dem die Dioden 14 und 15
gesperrt werden, bis zum Wert vo, über dem die Dioden
14 und 15 gesättigt werden, zunimmt, stellt es sich heraus, daß eine allmähliche Verringerung der Neigung ι s
der Korrekturzelle 3 vom Wert 3 dB/Oktave auf den Wert Null auftritt. Auf diese einfache Art und Weise
wird das überraschende Resultat erhalten, daß die Korrekturanordnung in Fig. 1, die wie beschrieben
eingestellt ist um eine Leitung mit einer Neigung von 3 dB/Oktave zu korrigieren, sich nicht nur automatisch
anpaßt um eine Leitung mit einer Neigung Null zu korrigieren, sondern ebenfalls eine Leitung mit einer
Neigung zwischen 0 und 3 dB/Oktave. Mit anderen Worten, wenn die Leitung, für welche die Korrekturan-Ordnung
eingestellt ist, eine Länge /hat für die Neigung von 3 dB/Oktave, paßt die Korrekturanordnung sich
automatisch an diese Leitung an, wenn ihre Länge Werte hat, die zwischen Null und /liegen. Es handelt sich
dabei nicht um eine einwandfreie Korrektur, sondern um eine angenäherte Korrektur, die jedoch in der Praxis
zufriedenstellende Resultate ergibt
Es ist möglich, daß für eine Leitung eines anderen Typs die Neigung von 3 dB/Oktave nicht ganz genau
einer mittleren Dämpfung in dem zu korrigierenden Band von N dB entspricht, d. h. dem obengenannten
Verhältnis V0/ V1.
Wenn die Korrekturanordnung mit diesem anderen Leitungstyp verwendet wird, reicht es aus, die
Verstärkung des Verstärkers 2 etwas zu ändern, so daß für eine Neigung von 3 dB/Oktave wieder die Spannung
Ki am Eingang 5 der Korrekturzelle 3 erscheint Diese
Korrekturzelle 3 wird dann eine komplementäre Neigung von 3 dB/Oktave aufweisen, welche Neigung
mit der Länge der Leitung abnimmt Eine ähnliche Leitung, aber nun mit sehr geringer Länge, wird eine
mittlere Dämpfung Null und eine Neigung Null haben und die Spannung am Eingang 5 der Korrekturzelle 3
wird etwas größer oder kleiner sein als V0, während die
Neigung der Zelle etwas größer sein kann als Null. In der Praxis ist dies jedoch nicht wichtig, weil es sich dann
nur darum handelt die beste Korrektur für die höchsten Werte der Lcitungsneigungen zu erhalten.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Korrekturzelle 3 verwendet worden mit einem
ÄC-Netzwerk im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 6, welche Korrekturzelle 3 als Hochpaßfilter
mit einer veränderlichen Neigung wirksam ist, und zwar
dank der dem Kondensator 10 paralielgeschalteten Dioden 14 und 15. Andere Schaltpläne oder andere
nicht-lineare Schaltungselemente 13 als Dioden sind verwendbar.
Beispielsweise bei einem aktiven Hochpaßfilter, das als reaktives Element im Rückkopplungsnetzwerk des
Operationsverstärkers 6 ein induktives Element verwendet, wird das nicht-lineare Schaltungselement mit
dem induktiven Element in Reihe geschaltet und dieses nicht-lineare Schaltungselement hat eine derartige
Stromspannungskennlinie, das für einen geringen durch das induktive Element laufenden und am Ende einer
langen Übertragungsleitung entnommenen Strom das genannte nicht-lineare Schaltungselement einen sehr
niedrigen Widerstand bildet, der auf die Neigung des Filters praktisch keinen Einfluß hat, während für einen
hohen durch das induktive Element laufenden, am Ende einer sehr kurzen Übertragungsleitung entnommenen
Strom das genannte nicht-lineare Schaltungselement einen hohen Widerstand bildet, der den Einfluß des
genannten induktiven Elementes praktisch ausschaltet, so daß die Neigung des Filters dann praktisch gleich
Null ist.
Die maximale Neigung einer Korrekturanordnung, die eine einzige Zelle enthält und von der F i g. 1 ein
Ausführungsbeispiel zeigt, beträgt 6 dB/Oktave, wobei diese maximale Neigung erhalten wird, wenn der
Widerstand 11 nicht in die Schaltung aufgenommen ist.
In dem Falle, wo die Übertragungsleitung, deren Verzerrung korrigiert werden muß, eine größere
Neigung hat als 6 dB/Oktave, enthält die Korrekturanordnung eine Kaskadenschaltung aus mehreren Korrekturzellen
mit derselben Struktur wie die der Korrekturzelle 3 aus Fig. 1. Die Neigung dieser
Kaskadenschaltung ist die Summe der Neigungen jeder Korrekturzelle und kann einen höheren Wert als
6 dB/Oktave haben.
F i g. 5 zeigt auf schematische Weise einen Empfänger nach der Erfindung mit einer Korrekturanordnung, die
eine Kaskadenschaltung aus drei Korrekturzellen enthält Der Eingang 1 des Empfängers ist mit einer
Korrekturanordnung verbunden, die einen Verstärker 2 mit regelbarem Verstärkungsfaktor sowie eine Kaskadenschaltung
aus drei Korrekturzellen 16, 17 und 18 enthält wobei am Ausgang der Kaskadenschaltung das
korrigierte Datensignal erhalten wird, das dem Regenerationskreis 4 zugeführt wird.
Jede Korrekturzelle 16, 17, 18 ist beispielsweise auf dieselbe Art und Weise ausgebildet wie die Korrekturzelle
3 in F i g. 1 und wird derart eingestellt daß die maximale Neigung derselben beispielsweise 3 dB/Oktave
beträgt wobei diese maximale Neigung erhalten wird, wenn der Einfluß der dem Kondensator 10
parallelgeschalteten Dioden 14 und 15 praktisch ausgeschaltet ist. Die Neigung jeder Korrekturzelle 16,
17, 18 schwankt zwischen Null und dem Maximalwert von 3 dB/Oktave, wenn das Verhältnis der dem Eingang
zugeführten maximalen und minimalen Spannungen N dB entspricht
Durch eine richtige Einstellung der, Verstärkung des Verstärkers 2 und der Korrekturzellen 16, 17, 18 wird
bewerkstelligt daß die Korrekturanordnung aus F i g. 5 sich äüiöfnäiiscn äiipäßi Um eine Leitung einer zwischen
0 und 9 dB/Oktave liegenden Neigung zu korrigieren.
Die Einstellung wird wie folgt durchgeführt: dem Eingang 1 des Empfängers in Fi g. 5 wird eine Spannung
mit dem Spektrum des ausgesendeten Datensignals und mit jeweils zunehmenden Pegeln: ν dB, (ν + N)dB,
(v+2N)dB,(v+3 N) dB zugeführt Der Verstärker 2 und die Korrekturzellen 16,17,18 werden nun wie folgt
eingestellt: für eine Spannung mit einem Pegel von ν dB sind die Dioden aller Korrekturzellen 16,17,18 gesperrt
aber die der Korrekturzelle 18 liegen an der Sperrgrenze; die Neigung des Ganzen aus drei
Korrekturzellen beträgt dann 9 dB/Oktave.
Für eine Spannung mit einem Pegel von (v-t- N) dB
sind die Dioden der Kc.Tekturzelle 18 völlig gesättigt und folglich völlig leitend, die der Korrekturzelle 17
liegen an der Sperrgrenze, und die der Zelle 16 sind nach wie vor unzweideutig gesperrt; die Neigung des Ganzen
aus drei Korrekturzellen beträgt 6 dB/Oktave.
Für eine Spannung mit einem Pegel von (v+2 N) dB sind die Dioden der Korrekturzellen 18 und 17 völlig
leitend, die der Korrekturzelle 16 liegen an der Sperrgrenze; die Neigung des Ganzen aus drei
Korrekturzellen beträgt 3 dB/Oktave.
Für eine Spannung mit einem Pegel von (v+3 N)OIi
sind die Dioden sämtlicher Korrekturzellen 16, 17 und 18 völlig leitend und das Ganze aus den drei
Korrekturzellen wirkt als Allpaßfilter mit einer Neigung gleich 0 dB/Oktave.
Wenn die auf diese Weise eingestellte Korrekturanordnung in einem Empfänger am Ende der Übertragungsleitungen
mit Neigungen von 9, 6, 3 bzw. 0 dB/Oktave und zu diesen Neigungen gehörenden mittleren Dämpfungen von 3 N, 2 N, Nbzw. 0 dB, die am
Eingang des Empfängers Spannungen mit einem Pegel von v, (v+N), (v+2 N), (v+3 N)dB ergeben, angeordnet
wird, stellt es sich heraus, daß die Neigung der Kaskadenschaltung aus drei Korrekturzellen 16, 17, )ll$
in jedem Fall der der Übertragungsleitung komplementär ist. Mit anderen Worten, für diesen Leitungstyp, der
bei einer Länge von 3 /eine mittlere Dämpfung von 3 N dB und eine Neigung von 9 dB/Oktave hat, paßt die
Korrekturanordnung sich automatisch an zum Korrigieren der Leitungen mit einer Länge 3 1,2 I, /und 0, deren
■; Neigungen 9,6,3 bzw. 0 dB/Oktave betragen.
Ebenso wie bei der Korrekturanordnung nach F i g. 1 mit einer einzigen Korrekturzelle ist auch bei der
Korrekturanordnung nach F i g. 5 mit drei Korrekturzellen festgestellt, daß diese sich mit in der Praxis
ίο ausreichenden Genauigkeit automatisch anpaßt, nicht
nur an Leitungen mit Neigungen, die mit Sprüngen von 3 dB/Oktave schwanken, sondern auch an Leitungen,
die irgendeine zwischen 0 und 9 dB/Oktave liegende Neigung aufweisen.
Zum Schluß sei bemerkt, daß in dem Falle, wo die Korrektur als unzureichend beurteilt wird, es immer
möglich ist, die Neigung der Korrekturanordnung etwas zu ändern, und zwar durch eine kontinuierliche
Regelung der Verstärkung des Verstärkers 2. Es bedeutet einen wesentlichen Vorteil der Korrekturanordnung,
daß die Korrektur auf diese Weise durch eine einzige sehr einfache Regelung optimal gemacht
werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Empfänger zum Empfang von Datensignalen, die im Basisband über eine Übertiagungsleitung mit
Hilfe eines Kodes ohne Gleichstromkomponente übertragen werden, mit einer Korrekturanordnung
mit einer Anzahl Korrekturzellen zum Korrigieren der durch die Übertragungsleitung verursachten
Verzerrungen der Datensignale, wobei jede Korrekturzelle durch ein aktives Hochpaßfilter und einen
Operationsverstärker gebildet wird, dessen Rückkopplungskreis ein Netzwerk mit einem resistiven
Element und einem reaktiven Element enthält,, dadurchgekennzeichnet,
daß zur Entzerrung mit einer Frequenzcharakteristik mit veränderbarer Neigung in jeder Korrekturzelle
(3) an das reaktive Element (10} ein vom Eingangssignal gesteuertes resistives Schaltungselement
(13) mit einer nichtlinearen Strom-Spannungskennlinie derart angeschlossen ist,
daß die Impedanz der Kombination des nicht-linearen Schaltungselements (13) mit dem reaktiven
Element (10) bei niedrigen Amplituden des der Korrekturzelle (3) zugeführten Datensignals im
wesentlichen durch das reaktive Element und bei hohen Amplituden dieses Datensignals im wesentlichen
durch das nicht-lineare Schaltelement bestimmt ist.
2. Empfänger nach Anspruch 1, in dem das in den Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers aufgenommene
Netzwerk als reaktives Element einen Kondensator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
das nicht-lineare Schaltungselement (13) durch ein Paar antiparallel geschalteter Dioden (14, 15), die
den Kondensator (10) überbrücken, gebildet wird.
3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Korrekturzellen in die
Korrekturanordnung ein Verstärker (2) mit regelbarem Verstärkungsfaktor aufgenommen ist, und zwar
zur Einstellung der Amplitude des den Korrekturzellen zugeführten Datensignals.
4. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Korrekturzelle mit einem in den Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers (6) aufgenommenen
regelbaren Widerstand (11) zur Einstellung der Neigung der Dämpfungs-Frequenzkennlinie der
genannten Korrekturzelle auf einen vorgeschriebenen Wert versehen ist.
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