DE2224621C3

DE2224621C3 - Pilotgeregelter Trägerfrequenz-Leitungsverstärke r

Info

Publication number: DE2224621C3
Application number: DE19722224621
Authority: DE
Inventors: Peter 8000 Muenchen Bartenstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-05-19
Filing date: 1972-05-19
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2224621A1; DE2224621B2

Description

Die Erfindung betrifft einen pilotgeregelten Trägerfrequenz-Leitungsverstärker mit einem den Frequenzgang bestimmenden Gegenkopplungsnetzwerk, welches einen indirekt geheizten Heißleiter enthält, der mittels einer den Piloten bewertenden Regeleinrichtung gesteuert ist.

Ein Leitungsverstärker der vorgenannten Art ist z.B. aus der Literaturstelle »Fernmelde-Praxis« Bd. 47/1970, Nr. 22, S. 969 bis 986, insbesondere Bild 33 und dazugehörige Beschreibung bekannt.

Weiterhin ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 1638144 eine Schaltungsanordnung zur Nachbildung der Strom-Spannungs-Charakteristik einer Zenerdiode bekannt, bei der an Stelle der Zenerdiode die Parallelschaltung der Kollektor-Emittcr-Strecke eines Transistors und eines Basisspannungsteilers, an dessen Abgriff die Basis des Transistors liegt, verwendet ist (vgl. F i g 2 a und 2 b).

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stabilität der Gegenkopplung bei einem im Gegenkopplungsweg geregelten Leitungsverstärker unter allen vorkommenden Betriebsfällen zu sichern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Patentan-Spruches angegebenen Merkmale gelöst.

Durch Anwendung dieser Maßnahmen entsteht der Vorteil, daß auch bei (den tiefen Pilotpegeln entsprechenden) großen Werten der Ausgangsspannung der Regeleinrichtung und bei allen Betriebs- bzw. Umgebungstemperaturen der Leitungsverstärker bis zu derjenigen vorgegebenen maximalen Verstärkung regelbar ist, bei welcher die Stabilität der Gegenkopplung gesichert ist, ohne daß die Grenze für den sicheren Verstärkungshub überschritten werden kann.

An Hand eines in den Fig. 1 und2 dargestellten Ausführungsbeispiels und eines Diagramms nach F i g. 3 ist die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen pilotgeregelten Trägerfrequenz-Leitungsverstärker, der im Fall des Trägerfrequenzsystems V 10800 das Frequenzband 4 bis 60 MHz überträgt. Der Leitungsverstärker mit dem Eingangl und dem Ausgang 3 weist den dreistufigen, aktiven Teil 2 auf, welcher über das den Frequenzgang bestimmende Gegenkopplungsnetzwerke stark gegengekoppelt ist. Das Gegenkopplungsnetzwerke enthält neben den nicht weiter dargestellten entzerrenden Elementen den indirekt geheizten Heißleiter 81 und ist derart ausgelegt, daß hauptsächlich die frequenzabhängige Dämpfung des zugehörigen Strekkenabschnittes ausgeglichen wird. Da jedoch die gesamte Leitungsstrecke zum größten Teil aus Strek-S kenabschnitten besteht, deren Dämpfung lediglich durch temperaturgesteuerte Leitungsverstärker aufgehoben wird, kommt den pilotgesteuerten Leitungsverstärkern die Aufgabe zu, zusätzlich die aufgelaufenen Dämpfungsfehler der lediglich temperaturgesteuerten Strecken auszugleichen.

Für die exakte Pegelregelung wird ein am oberen Ende des Übertragungsbandes gelegener Leitungspilot herangezogen, welcher durch den Pilotverstärker 4 aus dem Ausgangssignal des Leitungsverstäris kers ausgefiltert, verstärkt und gleichgerichtet wird. Die gleichgerichtete Pilotspannung wird in dem nachgeschalteten Differenzverstärker 6, welcher als Regeleinrichtung dient, mit der Spannung einer Referenzspannungsquelle 5 verglichen und verstärkt. Die ao Ausgangsklemmen 62 und 63 des Differenzverstärkers 6 führen beim Vorhandensein des Sollpilotpegels am Ausgang 3 des Leitungsverstärkers einen mittleien Gleichstrom von z. B. 16 mA, welcher über die Begrenzereinrichtung 7 und durch die Heizwick- »5 lung des indirekt geheizten Heißleiters 81 fließt

Der gesteuerte Widerstand des Heißleiters 81 ist Teil des Gegenkopplungsnetzwerkes 8 und bestimmt die Verstärkung des Leitungsverstärkers zwischen dem Ausgang 3 und dem Eingang 1. Bei einer sehr starken Gegenkopplung über einen sehr weiten Frequenzbereich mit einer durch die Kabeleigenschaften vorgegebenen Schar von Frequenzcharakteristiken sind der zulässigen Variierbarkeit der Verstärkung bei ausreichender Stabilität der Gegenkopplungsschleife jedoch enge Grenzen gesetzt. Zur Beurteilung der Stabilität dient die Ortskurvendarslellung der Schleifenverstärkung. Im Bereich positiver Schleifenverstärkung wird ein genügend großer Phasenabstand, im Bereich um den Nulldurchgang der Phase wird eine ausreichende Dämpfung des Betrages der Schleifenverstärkung gefordert.

Wird nun die Verstärkung des Leitungsverstärkers

(durch Absenken des Heizstromes des Heißleiters

81) abgesenkt, so steigt die Schleifenverstärkung in der Gegenkopplungsschleife an, und es verringert sich der Phasenabstand. Bei einer Erhöhung der Ver-Stärkung des Leitungsverstärkers (durch Erhöhung

des Heizstromes) verringert sich jedoch der Betragsabstand der Schleifenverstärkung im Bereich des Nulldurchganges der Phase.

Es ist nun eine spezielle Aufgabe der Erfindung sicherzustellen, daß bei Exemplarsteuerungen des Heißleiters 81 und vor allem bei sämtlichen vorkommenden Betriebsfällen der Leitungsverstärker in einem Stellbereich arbeitet, in dem eine ausreichende Stabilität gegen Selbsterregung besteht. Der Stellbereich der Ausgangsspannung an den Ausgangsklemmen 62-63 des Differenzverstärkers 6 bewirkt an sich eine unzulässig hohe Variation der Verstärkung, die infolge der Exemplarstreuungen der Heißleiter im allgemeinen nicht symmetrisch zur mittleren Ver-Stärkung liegt.

Zur Festlegung der Minimalverstärkung des Leitungsverstärkers wird ein Parallelwiderstand 82 (in Fig. 2) zum Heißleiter 81 im Hochfrequenzweg abgeglichen.

Zur Festlegung der Maximalverstärkung wäre prinzipiell der Abgleich mit einem Serienwiderstand

■_m HF-Weg möglich, was jedc*h djj^eU c^r

_m HF-Weg möglich, was jedc*h djj^ ^ ^Jff^*H3£b£S^

^elh^^hchen^^eT^BCT_n^^L^£SrZ IZ W demand 72 die Emitter-BasL^Strecke des Transi brächte und zudem^ en feinstufig^™ ^s^^r _{stors 7l zu öffn£n beginnt}. Hierdurch wird die KoI

as

ⁿF i ο 7 zeigt nun die Schaltungsanordnung der Be- dem Regelstrom 1_R keinerlei Stromversorgung und ⁸" ^Itnno^T nach Fi el mit welcher die io sie ist bis zum Einsatzpunkt ihrer Begrenzung hoch-CiS^" einen ge- ohmig, so daß sie die Regelsteilheit nur unwesentlich

SS rÄSTiSÄ ÄS Α "SÄ« Voneil der erfindungsgemaßen Schal-

Ättnnifderohmige Widerstände benötigt wer- ^ ^alÄ^

^de t bhängig gehalten werden kan

^ ^alÄ^

Begrenzereinrichtung? ist zwischen die Aus- temperatur unabhängig gehalten werden kann wo-

lemmen 62-63 des Differenzverstärkers 6 und durch ein optimaler Regelbereich der Verstärkung

75-76 der Heizwicklung des indirekt möglich ist. Eine gute Kompensation des Tempera-

iehe ' 81 g"Set Der Ausgang des turkoeffizienten des Heißleiters 81 wird im Fa» der

kersö kann hierbei durch die Strom- *> Begrenzung bereits durch den Ternperaturkoeff.z.en-

den parallelgeschalteten Innenwider- ten der Em.tter-Basis-Strecke erzielt. Die Kompensa-

terisiert werden tion kann zusätzlich leicht durch eine entsprechende

TiSdSiSSiS^Te der Heizwicklung Temperaturabhängigkeit der Basis-Teilerwiderstände

des Heißleiters 81 ist in der Begrenzereinrichtung 7 72, 73,74 optimiert werden.

die KolleSor-Emitter-Strecke de? Transistors 71 ge- *₅ F i g. 3 zeigt als Diagramm die Abhängigkeit der

schalte dessen Basis an den Abgriff eines Basis- Änderung Λ S der loganthmierten Verstärkung in dB

Sannungsteilers 72, 73, 74 angeschlossen ist. Von von dem Regelstrom/« bzw. von dem Heizstrom/„₂

den Widerständen des Basis-Spannungsteilers liegt Hierbei geben die Kurven α und 6 die Abhangig-

der Widerstand 72 parallel zur Emitter-Basis-Sifecke keit der Verstärkung von dem Heizstrom I_Hz, d ^h.

und de parallelgeschalteten Widerstände 73 und 74 30 von dem Regelstrom/« bei Nichtvorhandensein der

Segen parallel zur Kollektor-Basis-Strecke. Mit dem Begrenzereinnchtung 7 an. Die_ Kurven c und d geben

abfleichbaren Widerstand 74 wird der genaue Wert die Abhängigkeit der Verstärkung von dem Regel-

de · Smalen Verstärkung des Leitunisverstärkers strom /« mit Begrenzung durch die Begrenzere.nrich-

aheeelichen ^lun8^{7 an}- ^Die Toleranzgrenzen der verwendeten

Solange nun der von der Stromquelle 60 gelieferte 35 Exemplare des indirekt geheizten Heißleiters 81 ist in

Gleichstem im unteren oder mittleren Teil des Stell- dem Diagramm durch die Gegenüberstellung der

bereiches liegt, ist die Begrenzungseinrichtung 7 ver- durchgezogenen und stnchherten Linien kenntlich

hältnismäßig hochohmig! so daß der über die geniachL Die Kurven β und c beziehen sich hierbei

Ktemra 62 63 gelieferte Gleichstrom fast in voller auf Heißleiter, welche an der unteren Toleranzgrenze

Stärke über die Klemmen 75 und 76 die Heizwick- 40 Hegen und die Kurven ft und rf beziehen sich auf

lung durchfließt. Bei Erreichen eines kritischen Wer- Heißleiter, welche an der oberen Toleranzgrenze lie-

tes des Stromes l_Hz durch die Heizwicklung fällt gen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Pilotgeregelter Trägerfrequenz-Leitungsverstärker mit einem den Frequenzgang bestimmenden Gegenkopplungsnetzwerk, welches einen indirekt geheizten Heißleiter enthält, der mittels einer den Piloten bewertenden Regeleinrichtung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Heizwiderstand des Heißleiters (81) jeweils die Kollektor-Emitter-Strecke eines begrenzenden Transistors (71) und ein Basisspannungsteiler (72, 73, 74) geschaltet sind, an dessen Abgriff die Basis des begrenzenden Transistors (71) liegt.