DE2241675A1 - Einstellbares entzerrernetzwerk - Google Patents

Description

Anmelder: Telefonaktiebolaget Ii.M. Ericsson, 126 25 Stockholm/Schweden

Einstellbares Entzerrernetzwerk

"Die Erfindung "betrifft ein einstellbares Entzerrernetzwerk, das ein Blindwiderstands-T-Netzwerk und einen Vierpol-Signal verstärker enthält. Das Entzerrernetzwerk ist grundsätzlich für die Verwendung bei der übertragung von Trägerfrequenz telef onsignalen über ein Koaxialkabel ausgelegt.

i'iine frequenzabhängige Dämpfung in einem übertragenen Frequenzband kann im Prinzip durch das Hinzufügen einer sogenannten Komplementärdämpfung kompensiert oder entzerrt wer-'ifjn, uo daß die gesamte Dämpfung innerhalb des Frequenzbandes

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bestimmungsgemäß konstant wird. Diese Methode wird seit langem bei der Übertragung von Trägerfrequenztelefonsignalen über ein Koaxialkabel verwendet, um solche Abweichungen von einer vorgegebenen Dämpfungscharakteristik zu entzerren, die am Ende eines langen Übertragungsweges auftreten, in dessen Verlauf eine große Anzahl von Verstärkerabschnitten vorgesehen sind. Diese Abweichungen treten unvermeidbar aufgrund der Tatsache auf, daß eine große Anzahl von in Kaskade geschalteten Verstärkerabschnittenlängs des Übertragungsweges Verzerrungsfehler von beträchtlicher Größe hervorrufen können, selbst wenn die Verzerrungsfehler eines einzelnen Verstärkerabschnittes klein gehalten werden.

Früher wurden die erforderlichen komplementären Dämpfungen zur Entzerrung von sowohl negativen als auch positiven Abweichungen in Bezug auf eine vorgegebene Dämpfungscharakteristik mit Hilfe eines einstellbaren Entzerrernetzwerkes zustande gebracht, das T-Netzwerke mit Impedanzen inverser Frequenzabhängigkeit in ihren Parallel- bzw. Serienkreisen sowie eine oder mehrere Signalverstärkerstufen enthielten. Das Prinzip dieser Entzerrernetzwerke ist im einzelnen in der US-PS 2.096.027 beschrieben.

Das einstellbare Entzerrernetzwerk gemäß der Erfindung bringt wie die bisher bekannten Entzerrernetzwerke eine Entzerrung sowohl negativer als auch positiver Dämpfungsabweichungen, erreicht dies jedoch mittels eines T-Netzwerkes, bei dem der Serienzweig lediglich Wirirwiderstandselemente und nur der Parallelzweig frequenaabhängige Impedanzen enthält. Erfindungsgemäß wird das gewünschte Ergebnis auf diese Weise mit weniger frequenzabhängigen Impedanzen erhaLten und da frequenzabhänf;! ο Impedanzen der erforderlichen Art teuere Schaltkreis teile sind, ist es möglich, das erfinclungsgemäHe ein»teilbare i'inbzerrernetzwerk mit geringeren Loo ten a Ls die bislung bül:<un-

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ten einstellbaren Entzerrernetzwerke herzustellen»

Die Erfindung "betrifft demnach ein einstellbares Entzerrernetzwerk, das aus einem Blindwiderstands-Ü-Netzwerk und aus einem Yierpol-Signalverstärker bestellt. Dieses Entzerrernetzwerk ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Serienzweig des T-Netzwerkes lediglich Wirkwiderstände aufweist, während sein Parallelzweig wenigstens einen Blindwiderstand enthält, daß das T-Hetzwerk in Serien-Parallel-Schal tung mit dem Signalverstärker verbunden ist, und daß der Parallelzweig wahlweise an Abgriffe des Serienzweiges entsprechend der unterschiedlichen Yerstärkungs- und Dämpfungswerte innerhalb eines· durch den Blindwiderstand bestimmten Frequenzbereiches anschaltbar ist.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen einstellbaren Entzerrernetzwerkes.

Die Fig. 2 zeigt einige Frequenzkennlinien des Entzerrernetzwerkes gemäß Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen einstellbaren Entzerrernetzwerkes.

Die Fig. 4 zeigt in Kurvendarstellung, wie das Entzerrernetzwerk gemäß Fig. 3 eine Frequenzabhängigkeit herstellt, die entsprechend dem Beispiel innerhalb des Übertragungsbandes konstant ist.

Die Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen einstellbaren Entzerrernetzwerkes, das mit einer nicht dargestellten übertragungsstrecke für Trägerfrequenztelefonsignale zu verbinden ist. Das Entzerrernetzwerk ist mit einer Signalquelle G und einer Last L verbunden dargestellt, die eine

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durch die Übertragungsstrecke bestimmte Generatarimpedanz Zp und eine Lastimpedanz Z₁- aufweisen.

Das Entzerrernetzwerk gemäß Fig. 1 ist im wesentlichen einerseits aus einem Blindwiderstands-T-Netzwerk,.bei dem die Serienzweige aus einer Reihe von Ohm¹sehen Widerständen R1-R6 und die Parallelzweige aus einer Reihe von Serienresonanzkreisen Zg bestehen und andererseits aus einem Transistorverstärker in Emitterschaltung aufgebaut, der einen Transistor T und einen Emitterwiderstand Rg aufweist. Die Transistorverstärkerstufe enthält außerdem einen Kollektorwiderstand R_c, eine Gleichspannungsquelle E, zwei Widerstände R. und R-n, die einen Spannungsteiler bilden, um das Basispotential und damit den Arbeitspunkt des Transistors T herabzusetzen, sowie zwei Koppelkondensatoren CM und C2 für das Eingangs- und das Ausgangssignal des Transistors T.

Das erwähnte T-Netzwerk ist mit der emittergeschalteten Transistorverstärkerstufe in der Weise verbunden, daß sein Serienzweig zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors T über den Kondensator C2 sowie über einen weiteren Kondensator G3 angeschlossen ist, während sein Parallelzweig zwischen der Erdklemme der Verstärkerstufe und wahlweise benutzten Abgriffen 1-5 des Serienzweiges liegt. Auf diese Weise sind die jeweiligen Abschlußimpedanzen des Transistors T und des T-Netzwerkes mit der Signalquelle G in Serie und parallel zur Last L geschaltet, so daß die beiden im Prinzip vierpoligen Elemente entsprechend der gängigen Terminologie für das Signal in Serien-Parallel-Schaltung verbunden sind.

Die VerstärkungA des Entzerrernetzwerkes kann in Neper ausgedrückt, wenn die Einflüsse des T-Netzwerkes, die Generatorimpedanz Zq und die Lastimpedanz Z^ vernachlässigt werden, näherungsweise durch die Formel e = R_nZfI_n, ausgedrückt

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werden. Hiermit dürfte klar sein, daß dem Entzerrernetzwerk wahlweise eine zusätzliche Dämpfung oder .eine verstärkende Wirkung gegeben werden kann, indem der Widerstand R« oder der Widerstand R™ mit einer einstellbaren Last verbunden werden, welche, wenn sie frequenzabhängig ist, ihre eigene Kennlinie bzw. ihre inverse Kennlinie der Kennlinie des Entzerrernetzwerkes überlagert. Eine derartige einstellbare last wird erfindungsgemäß durch das erwähnte Ϊ-Hetzwerk dadurch geschaffen, daß dessen Parallelzweig wahlweise mit den Abgriffen 1-5 des Serienzweiges verbindbar ist, womit er entweder häuptsächlich den Widerstand R_n oder den Widerstand R₁₃₁

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belastet.

5¹Ig. 2 zeigt einige Frequenzkennlinien des Entzerrernetzwerkes gemäß Fig. 1 für den Fall, daß der Parallelzweig des T-Netzwerkes mit verschiedenen Abgriffen des Serienzweiges verbun- „ den ist, wobei die Kurve a dem Abgriff 1, die Kurve b dem Abgriff 2, die Kurve c dem Abgriff 3? .die Kurve d dem Abgriff 4 und die Kurve e dem Abgriff 5 entspricht. Der Abgriff 3 stellt eine neutrale Alternative in Bezug auf den Einfluß des T-Netzwerkes auf die Verstärkung A des Entzerrernetzwerkes dar.

Es ist wünschenswert, daß die Form der Kennlinien sowohl bei einer Verstärkungsentzerrung als auch bei einer Dämpfungsentzerrung für verschiedene Amplituden dieselbe ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Abgriffe 1-5 des Serienzweiges des T-Netzwerkes mit solchen durch Ohm'sche Widerstände R7-R11 gebildete Parallelzweige verbunden werden, daß diese zusammen mit den Ohm'sehen Widerständen.R1-R6 ein nicht abgeschlossenes Widerstands-XfcNetzwerk bilden, bei dem die Abgriffe 1-5 Wellenwiderstände von im wesentlichen derselben Größe aufweisen. Das Dämpfüngsmaß des TT -Netzwerkes' soll so groß sein, daß der Abgriff 3 einen definierten neutralen Alternativabgriff in Bezug auf den Einfluß des

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Serienresonanzkreises Zg auf die Verstärkung A des Entzerrernetzwerkes darstellt.

Die Transistorverstärkerstufe weist zwei Arten von Rückkopplungen auf, einerseits eine negative Rückkopplung aufgrund der Tatsache, daß der Emitterwiderstand R^₅, nicht überbrückt ist und andererseits eine positive Rückkopplung, die über die Ohm¹sehen Widerstände R1-R6 in dem gemeinsamen Serienzweig des T-Netzwerkes und des JT -Netzwerkes zustandekommt. Die positive Rückkopplung ist jedoch gering und durch das Dämpfungsmaß des Tt -Netzwerkes begrenzt.

Die Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgeraäßen einstellbaren Sntzerrernetzwerkes D, durch das Abweichungen von einer vorherbestimmten Dämpfung über ein breites Frequenzband hinweg entzerrt werden können. Das Entzerrernetzwerk D besteht aus zwei getrennten Entzerrernetzwerken, die erfindungsgemäß aufgebaut sind und die zwischen einer Signalquelle G und einer Last L in Kaskade geschaltet sind und aus einem Verstärkerelement F1, das in Serien-Parallelverbindung mit einem T-Netzwerk T1 geschaltet ist und aus einem Verstärkerelement F2, das in

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Serien-Parallelverbindung mit einem T-Netzwerk T2 liegt,. Die Schaltung der Verstärkerelemente F1 und F2 stimmt mit der Schaltung des Transistorverstärkers in Fig. 1 überein. Die Struktur der T-Netzwerke T1 und T2 ist im Prinzip die in Fig. 1 gezeigte, ist jedoch insoweit modifiziert, als die jeweiligen Parallelzweige aus vier paraUßlllegenden Serienresonanzkreisen 10, 11, 12 und 13 und aus drei parallelliegenden Serienresonanzkreisen 20, 21 und 22 bestehen und daß die Parallelzweige des T-Netzwerkes T2 eine Spule L

■ C enthalten, die einen Parallelresonanzkreis bilden.

und einen Kondensator C enthalten, die einen Parallel-

Die Fig. 4 zeigt,wie das Entzerrernetzwerk D eine Frequenzkennlinie herstellt, die beim gewählten Beispiel innerhalb

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des Übertragungsfrequenzbandes konstant ist. Die Kennlinie I zeigt den Einfluß des Verstärkerelementes F1 des T-Netzwerkes Ϊ1 auf die Gesamtverstärkung des Entzerrernetzwerkes D, die Frequenzen f1, f3, f5 und f7 sind die Serienresonanzfrequenzen, die Frequenzen f2, f4 und f6 sind die Pa,rallelresonanzfrequenzen der parallelgeachalteten Serienresonanzkreise 10, 11, 12 und 13. Me Kennlinie II zeigt eine in Bezug auf diejenige der Kennlinie I inverse Frequenzabhängigkeit, die mit dem Einfluß 'des Verstärkerelementes F2 des T-netzwerke s T2 auf die G-e samt verstärkung des Entzerrernetzwerkes in Zusammenhang steht. Die Frequenzen f2, f4 und f6 sind hier die Serienresonanzfrequenzen der Serienresonanzkreise 20, 21 un'd 22 und die Frequenz f4 ist darüberhinaus die Parallelresonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises, der aus der Spule L und dem Kondensator C besteht. Außerdem ist bei den Frequenzen f1, f3, f5 und f7 eine Parallelresonanz erreicht. Bei den !-Netzwerken T1 und 12 sind die Parallelzweige mit den Abgriffen 2 der betreffenden Serienzweige verbunden, womit die betreffenden Verstärkungen der Verstärkerelemente F1 und F2 bei den Frequenzen f1, f3, f5 und ff bzw. bei den Frequenzen f2, f4 und f6 einen Maximalwert annehmen. Wenn die Frequenz unter das Übertragungsfrequenzband absinkt, nimmt auch der Blindwiderstand der Spule L ab, mit dem Ergebnis, daß der Einfluß des Verstärkerelementes 12 auf die Gesamtverstärkung des Entzerrernetzwerkes D zunimmt. Dasselbe Ergebnis wird erhalten, wenn die Frequenz über das Übertragungsfrequenzband hinaus ansteigt und zwar dadurch, daß dann der Blindwiderstand des Kondensators C abnimmt.

Die Serienresonanzfrequenzen f1, f2, f3, f4> f5, £6 und f7 werden so gewählt, daß die Kennlinien der Serienresonanzkreise 10, 11, 12 und 13 und der Serienresonanzkreise 20, 22, 23 einander in halber Breite überlappen, \cLe dies Fig. 4 zeigt. Innerhalb des Übertragungsfrequenzbandes erzielt das Ent-, zerrernetzwerk D gemäß Fig. 3 mit den T-Uetzwerken ,T1 und T2,

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wie geseilt, eine Kennlinie mit konstanter Frequenzabhängi keit und eine Verstärkungsverteilung ...... A. Es ist leicht einzusehen, daß durch gegenseitig unabhängige Verbindungen der Serienresonanzkreise 10, 11, 12, 13, 20, 21 und 22 und der Spule Ij und des Kondensators G mit den Abgriffen 1-5 der T-Netzwerke T1 und T2 Frequenzkennlinien unterschiedlicher Formen erhalten werden können, die sowohl der Entzerrung positiver als auch negativer Dämpfungsabweiciiungen einer begrenzten Amplitude dienen.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen AusfUhrun^sbeispiele begrenzt. So kann beispielsweise der in Emitterschaltung betriebene Transistorverstärker gemäß Fig. 1 eine Punktionsverbesserung erfahren, wenn der einzige Transistor T durch zwei in sogenannter Darlington-Schaltung verbundene Transistoren ersetzt wird. Darüber hinaus kann natürlich die Struktur des T-Netzwerkes, die in Fig. 1 beispielsweise gezeigt worden ist, variiert werden und z.B. im Prinzip durch den Serienresonanzkreis Z_o in Kombination mit einem Potentiometer ersetzt werden, in welchem Alternativfalle die Einstellungen des Potentiometers den Abgriffen 1-5 gemäß Fig. 1 entsprechen.

In Fig. 3 sind die induktiven Elemente aller Serienresonanzkreise 10, 11, 12, 13, 20, 21 und 22 mit ihrem einen Anschluß an Erde gelegt. Dieser Umstand läßt sie leicht durch aktive RC-Filter, z.B. in Form eines sogenannten Gyrators ersetzen.

Die Erfindung ist darüberhinaus nicht auf ein Entzerrernetzwerk beschränkt, das ausschließlich bei der Übertragung von Trägerfrequenztelefonsignalen über ein Koaxialkabel Verwendung findet. Das Entzerrernetzwerk gemäß der Erfindung ist zwar speziell für diese Verwendung geeignet, es gibt jedoch viele andere Anwendungsfälle, in denen eine beliebig einstellbare Frequenzabhängigkeit wünschenswert ist und in denen eine im Vergleich zu anderen Entzerrernetzwerken geringe Anzahl von frequenzabhängigen Impedanzen von v/ichtigkeit ist, beispielsweise aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten heraus.

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Claims (6)

7241675 Patentansprüche

1. Einstellbares Entzerrernetzwerk, das aus einem Blindwiderstands-T-Netzwerk und aus einem Vierpol-Signalverstärker besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienzweig des T-Netzwerkes lediglich V/irkwiderstände (R1-R6) aufweist, während sein Parallelzweig wenigstens einen Blindwiderstand (Z_n) enthält, daß das !-Netzwerk in Serien-Parallel-Schaltung mit dem Signalverstärker (T) verbunden ist und daß der Parallelzweig wahlweise . mn Abgriffe (1-5) des Serienzweiges entsprechend der unterschiedlichen Verstärkungsund Dämpfungsverteilung innerhalb eines durch den Blindwiderstand (Z₀) bestimmten Frequenzbandes anschaltbar ist.

2. Einstellbares Entζerrernetzwerk nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß der Signalverstärker aus einem Transistorverstärker (T) in Emitterschaltung besteht, bei dem der Emitterwiderstand (Rg)' nicht überbrückt ist, daß die eine Abschlußimpedanz des I-Netzwerkes zu dem nicht überbrückten Emitterwiderstand (R-™) und die andere AbSchlußimpedanz des T-Netzwerkes zu einem Kollektorwiderstand (Rp) des Transistorverstärkers T parallelgeschaltet ist.

3. Einstellbares Entzerrernetzwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelzweig des T-Netzwerkes einen Serienresonanzkreis (Z„) enthält.

4. Einstellbares Entzerrernetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein nicht abgeschlossenes Wirkwiderstands- Sc -Netzwerk (R1-R6; R7-R11), dessen Serienzweig (R1-R6) den Serienzweig des T-Netzwerkes bildet und dessen an den Abgriffen (1-5) des Serienzweiges

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{gemessenen /ellenwiderstände irii v/esentlicncm diesej.be Gr'»^:;e haben.

5. Einstellbares ..jntserrernetzwerk nach Anspruch 4, O a -

d u r c a gekennzeichnet, J-⁵¹J der iarallelzweig des T-IIetzwsr^es mehrere Serienresonanzkreise (>j.L. 10-13) enth'-'lt, die getrennt mit den einseinen iib_t;r Lfien (1-5) des Serienzv/e.i^ea verbunden worden i:'innen und die unterschiedliche Serienresonanzfrequenzen aui'v/eicen.

6. Einstellbares -üntzerrernetzwerk, das zwei in Kaskade geschaltete IiNjnpfun^snetawerke mit jeweils ülindwiderstaiKl??- T-Netzv/erken nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dai3 die jeweiligen Paralle.lzvrei^e der T-rletzv/erke durci Blindv/iderstände (10-13; 2J-22; L , C) gebildet v/erden, die so ge-

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wählt sind, daß deren Parallelschaltung zu inversen Impedanzen der Parallelzweige fJiirt.

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