DE2264110B2 - Welle nformentzerrungsanordnung - Google Patents
Welle nformentzerrungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sbh auf eine Wellenformentzerrungsanordnung
zur Verwendung in einem Verstärker, der in eine übertragungsleitung eines Ubertragungssystems
mit Impulsverstärkung, wie eines PCM-Systems, eingesetzt ist.
Ein Stück einer übertragungsleitung mit Impulsverstärkung
besteht aus Verstärkern 1 und 2 und einer übertragungsleitung 3, wie in F i g. 1 gezeigt.
Jeder Verstärker besteht aus einem Entzerrungsverstärkerteil EQ zum Kompensieren eines Leitungsverlustes
und zur Wellenformentzerrung und aus einem Wellenformreproduzierteil RG, dem die entzerrte Wellenform
zugeführt wird, um eine gewünschte Wellenform zu erzeugen und diese an die Leitung anzulegen.
Ein Ausgangssignal S(t) von dem Verstärker 1 ist in der Praxis ein Impulszug, der aus vielen Impulsen besteht
und der nicht immer zwei Pegel aufweist. Zur Vereinfachung der Beschreibung geht jedoch die folgende
Beschreibung von der Annahme aus, daß das übertragungssystem binär ist und daß es sich um einen
Signalimpuls handelt. Das Ausgangssignal wird an die Leitung 3 angelegt, auf der das Signal durch die
Hochn-equenz-Grenzeigenschaft der Leitung verzerrt wird und als Ergebnis wird seine Amplitude gedämpft
und wird seine Wellenform schlecht erkennbar. Das Signal S(O wird an den Verstärker 2 in solcher Form
angelegt, wie es durch g(l) angezeigt ist. Wenn das Signal g(i) unverändert bleibt, ist die Wellenformreproduzierung
in dem Verstärker 2 unmöglich, weshalb der Leitungsvti-lust des Signals kompensiert
wird und gleichzeitig dessen Wellenform durch den Entzerrungsverstärkerteil EQ des Verstärkers 2 in einer
solchen Weise geformt wird, daß eine Zwischenzeichenstörung vermieden wird.
Je nachdem, ob das geformte Ausgangssignal größer oder kleiner als ein Schwellwert ist, wird dieselbe
Wellenform wie das ausgesandte Signal S(r) reproduziert.
Bei einer solchen übertragungsleitung mit Verstärkung
ist es ein übliches Entwirfskriterium, daß ein empfangenes Signal mit konstanter Amplitude und
Wellenform durch den Entzerrungsverstärkerteil EQ aus dem Eingangssignal S(t) ohne Rücksicht auf die
Verteilung in der Leitungslänge abgeleitet wird. Um dies auszuführen, ist es erforderlich, daß das Produkt
L(f) ■ EQ(f) der übertragungsfunktion L(f) der Leitung
und von EQ(f) des Entzerrungsverstärkerteils EQ des Verstärkers 2 zu allen Zeiten konstant ist. In
bezug auf derartige Kennlinien L1 (/) und L?(/) der
Frequenz/ gegen die Leitungsverlustkennlinie D(dB) in den Fällen, bei denen die Leitung lang und kurz
ist, wie in F i g. 2 dargestellt ist, muß nämlich die Verstärkungskennlinie
G des Entzerrungsverstärkerteils EQ derart sein, wie es jeweils durch QE1 (/) und EQ1(O
angegeben ist. Im übrigen ist es schwierig, die Verstärkungskennlinie EQ1 (/) in EQi if) zu dem Zweck
zu ändern, daß ein Verstärker mit dem Entzerrungsverstärker EQ, der so entworfen ist, daß er die Kennlinie
EQ1(Z) hat, in dem Falle verwendet wird, bei
dem die Leitung kurz ist. Um die Verstärkungskennlinie EQiif) auf EQ2(f) zu verringern, ist es nämlich
notwendig, einen Entzerrer zur Korrektur vorzusehen, und bei dieser Korrektur treten Fälle auf, bei denen
eine Dämpfung gefordert wird, die z. B. einige 10 Dezibel übersteigt, und es ist in der Praxis schwierig, einen
solch hohen Dämpfungsgrad bei hohen Frequenzen, wie einigen hundert MHz zu erreichen.
Bekannt ist auch eine Wellenformentzerrungsanordnung für eine übertragung mit Impulsverstärkung
mit einer übertragungsleitung und einem darin eingesetzten Verstärker mit einem variablen Entzerrer,
der durch eine Spannung gesteuert wird, die von einem Gleichrichter durch Gleichrichten des Ausgangssignals
der Entzerrungsanordnung erzeugt wird (DT-AS 18 15 126). Bei dieser bekannten Anordnung
wird die Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit von der Länge der übertragungsleitung durch einen
Differentialverstärker geändert. Auf die Beseitigung einer Phasenverzerrung der Impulse in bestimmtem
Umfang ist dabei nicht Wert gelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenformentzerrungsanordnung zu schaffen, die
ν .
einer Verstärkung die in Abhängigkeit von der fr«, der übertragungsleitung verzerrten Signale
^rt entzerrt, daß eine Amplitudenverzerrung auf-■'^hen
wird und daß eine Phasenverzerrung nur ^ beseitigt wird, wenn sie einen zugelassenen Wert
Ti^e Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des
mchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere JjShrungsTonnen der Erfindung sind in den Unter-
^ef Erfindung wird nachfolgend beispielhaft an
Hand der Zeichnung beschrieben in der sind
Fe I eine schematische Ansicht des Aufbaus eines
Hklrtraeungssystems mit Impulsverstärkung,
val eine graphische Darstellung der Frequenzkennlinien
eines Leitungsverlustes der übertragungs-
f feine graphische Darstellung der Frequenz-
der Verstärkung eines Entzerrungsver- ^
eine graphische Darstellung von Wellen- t rmQnektrcn einer empfangenen Wellenform,
iormspektrcn ^^ dner empfangenen Wellen-
f0™gn6PerinC Blockschaltbild des Aufbaus eines Beitniels
der Erfindung,
FJe 7 und 8 Darstellungen zur Detailerlauterung
-ines Teils des Beispiels der F ig. 6 und
Fi g 9 eine Detaildarstellung eines Teils eines anderen
Beispiels der Erfindung
Fe Wird angenommen, daß em empfangenes Signal
R nach einer Gaußschen Kennlinie entzerrt wird.
Dk empfangenen Signale r(r) und R(f) werden folgendermaßenausgedrückt:
^
tragungsleiiung ist. Wenn S(J) = 1 entsprechend
einem Impuls ist, wird die Gleichung (4) wie folgt:
EQ(J) = A-z-'2^!2 -e817'.
Unter dem Gesichtspunkt des Frequenzbandes eincj Verstärkers berücksichtigt, ändert sich in dem
Falle, daß e~'"v-f\ das die Gaußsche Kennlinie des
empfangenen Signals bezeichnet, konstant ist, das Frequenzband eines Entzerrungsverstärkers stark mit
einer Änderung der Länge der übertragungsleitung. Dies bedeutet, daß die Kennlinie EQ1 (f) eine derartige
Kennlinie EQ, (/) wird, wie es durch eine ausgezogene
Linie angegeben ist. Da dies sehr schwierig auszuführen ist, wie voranstehend beschrieben wurde,
wird eine wesentliche Wellenformentzerrung erreicht, indem die Kennlinie EQ2 (/) in ausgezogener Linie
durch eine Kennlinie EO1Af) ersetzt wird, die durch
eine gestrichelte Linie angegeben ist, die dasselbe Frequenzband wie die Kennlinie EQ1 (/) hat. Folglich
ist es notwendig, die Frequenzbänder der Kennlinien EQx(f) und EQ2(f) einander gleich zu machen
indem e~ -: ^': der Gaußschen Kennlinie entsprechend
der Leitungslänge geändert wird.
r wird so ausgewählt, daß e-^ * B >" konstant
mit / = 1,5 /0, wobei /0 eine Folgefrequenz ist,
gemacht wird, d. h.
1,5:TJT0
(5)
(6)
R(J)
α Ύ e
(D (2) worin c eine Konstante ist.
Deshalb gilt:
Deshalb gilt:
EQ[J) = .4-el/ \iJ«)
- Γ
L
L
l/T
40
KHL Hoe 2 T ein Zeitspalt und K eine
Same ind uÜ Äi A und r Zahlen sind die
ih mU einer Änderung der Leitungslange und in
bHuiauf die Breite ändern, die als ein Verhältnis zu
S Zeitspalt bei einem halben Wert des Spitzen-JJdS
des Signal der Signalwellenform ausgedruckt
iStWenn ein ausgesandtes Signal mit S(f) bezeichnet
wird und wenn die Übertragungsfunktionen der Le.-Z!
3 und des Entzerrungsverstärkerte.ls EQ jeweils L L(/) und EQ(f) bezeichnet werden, ist das emp-Sngene
Signal R(/) in folgender Form gegeben:
R1/) = S(f)-L(f)EQ(f), (3)
woraus folgt:
EQi Z) = ^ · -Ö7
»- τ- .rf-
(4)
Es wird angenommen, daß die übertragungsleitung ein Frequenztiefpaß mit z. B. einer derartigen Verlustkennlinie
ist, daß sich der Verlust mit einem Anstieg der Frequenz/ vergrößert, wie es in der folgenden
Form ausgedrückt ist:
ß eine Konstante und / die Länge der Uber-Wenn sich r mit einer Änderung in der Leitungslänge / ändert, indem die Funktion der Gleichung (6)
verwendet wird, ändert sich das Frequenzband der Kennlinie gering, und ein empfangenes Signal mit
einer unterschiedlichen Impulsbreite wird erhalten, da τ in Beziehung zur halben Impulsbreite steht, wie
voranstehend beschrieben wurde. Ein variabler Entzerrungsteil, welcher der Gleichung (7) genügt, kann
durch ein bekanntes Verfahren ausgeführt weiden. Wenn die Kennlinie EQ (/) eingestellt wird, daß sie
wie eine Gaußsche Kennlinie ist, die innerhalb eines zulässigen Wertes durch eine Welknformstörung mit
Bezug auf eine Leitung einer gewünschten maximalen Länge beschränkt ist. wird das empfangene Signal in
ein Gaußsches Zwischenzeichen mit schmaler Impulsbreite im Falle einer kürzeren übertragungsleitung
entzerrt, wie es sich aus der Gleichung (6) ergibt, so daß eine Zwischenzeichenstörung vernachlässigt weiden
kann. Da die Amplitude auf Grund der Spektrumdifferenz
in der Gaußschen Kennlinie ansteigt, wird dieser Anstieg jedoch durch den Koeffizienten A gesteuert.
F i g. 4 zeigt die Spektren der empfangenen Wellenformen in den beiden Fällen und bei einem empfangenen
Signal T1(X) in dem Falle der kurzen Leitungslänge erhöht sich ein stetiger Verlust, wie
^2(/) >
Ri(A menr als oei einem empfangenen
Signal rt(t) im Falle einer großer. Leitungslänge. In
2inem solchen Falle werden die Wellenformen der empfangenen Signale T1 (t) und r2(t) in dem Zeitbereich
derart, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Die Impulsbreite des empfangenen Signals r(t) und die Steuerkonstante
A mit linearer Amplitude werden ausgewählt, um eine Beziehung derart herbeizuführen, daß
A =
a )/b (7ϊ37ο · * - c/l,5»/o)
bei einer Normalisierung bei 100% Breite (K = 1,0). Somit ist es möglich, eine empfangene Gaußsche
Wellenform zu erhalten, deren maximale Amplitude konstant ist, deren Impulsbreite aber schmaler bei
einer Verringerung der Länge der übertragungsleitung wird. '5
Fig.6 stellt einen Entzerrungsverstärker 11 dar,
der die Wellenformentzerrungsanordnung der Erfindung verwendet. Der Spitzenwert eines Ausgangssignals
20 wird durch einen Gleichrichterkreis 19 demoduliert, und die Verstärkung des Entzerrungsverstärkers
11 wird durch den demodulierten Spitzenwert über einen Gleichspannungsverstärker 18 in solcher
Weise gesteuert, daß die Kennlinie EQ (/) in ihrer Beziehung mit der Leitungslänge / entsprechen kann,
wie dies durch die Gleichung (7) ausgedrückt ist.
Der Entzerrungsverstärker 11 enthält einen Verstärker 12 mit linearer Verstärkung, einen variablen
Entzerrer 13 und ein variables Dämpfungsglied 14. wie es durch die Gleichung (7) ausgedrückt ist.
Ein variables Element 15 des variablen Entzerrers 13
wird mit einer Spannung proportional zur Länge I der übertragungsleitung gesteuert, die durch die Gleichrichtung
des Spitzenwertes des empfangenen Signals erhalten wird, und ein variables Element 16 des variablen
Dämpfungsgliedes 14 wird gesteuert, indem die Spannung proportional zur Leitungslänge I in eine
Spannung proportional zu f\ mittels eines Funktionsgenerators
17 umgesetzt wird.
Der variable Entzerrer 13 hat den folgenden Aufbau. Wenn die Längen einer übertragungsleitung einer
maximalen Länge und einer kürzeren Leitung mit Z1
und I2 bezeichnet werden, ist die Kennlinie des variablen
Entzerrers 13 in bezug auf die Leitungslänge I2
wie folgt:
(9)
Dies ist gleich (^)2/ «nd |, ζ f umgesetzt aus der
ribl E 13
Frequenz/ der Kennlinie des variablen Entzerrers 13
in bezug auf die Leitungslänge I1. Dies kann durch Annäherung an eine geforderte Kennlinie für die Leitungslänge
Jj in einer rationalen Funktion und durch Ändern der Polnullfrequenz entsprechend der Länge
der übertragungsleitung ausgeführt werden. Der Schaltungsaufbau ist deshalb eine Mehrstufenverbindung
einer solchen Grundschaltung, wie sie in Fig.7a
gezeigt ist, bei der ein Parallelkreis einer variablen Kapazität (C2) 22 und eines Widerstandes 24 und ein
Parallelkreis einer variablen Kapazität (C1) 23 und eines Widerstands 25 jeweils an den Emitter- und
Kollektorkreis eines Transistors 21 geschaltet sind. Im Falle einer übertragungsleitung unter Verwendung
eines 9,5/2,6 mm Standardkoaxialkabels mit einer Länge von 1,6 km und einer Frequenz/q = 400MHz
sind z. B. drei oder vier Stufen der Basisschaltung erforderlich. Die variable Entzerrungskennlinic des variablen
Entzerrers 13 kann erhalten werden, indem eine Diode mit veränderbarer Kapazität so verwendet
wird, daß die variablen Kapazitäten (C1)22 und
(C2)23 der vorstehend erwähnten Parallelkreise eine
variable Kennlinie proportional zum Quadratverhältnis und zum Quadratwurzelverhältnis der Länge der
übertragungsleitung zu einer Steuerspannung haben können.
Das variable Dämpfungsglied 14 ist durch einen Kreis gebildet, wie er in F i g. 7 b gezeigt ist, der einen
festen Kondensator 31, der direkt mit einem Eingangsanschluß verbunden ist, und einen variablen Kondensator
32 enthält, der parallel dazu geschaltet ist, wobei die Kapazität des festen Kondensators 31 größer als
die des variablen Kondensators 32 gewählt ist, um eine variable Dämpfungskennlinie zu erhalten, damit ein
Übertragungsverhältnis der Ausgangsspannung bei offenem Kreis linear wird.
Der Funktionsgenerator 17, der den vorher erwähnten variablen Kondensator 32 mit einem Ausgangssignal
proportional zur Quadratwurzel eines Eingangssignals speist, hat einen solchen Aufbau, wie er
in F i g. 8 gezeigt ist, wobei z. B. ein Feldeffekttransistor 42 parallel zu einem Rückkopplungsverstärker
41 geschaltet ist, dessen Ausgang zum Tor des Feldeffekttransistors 42 rückgekoppelt wird. Im Falle des
Anlegens einer Spannung (ep) 43 an den Rückkopplungsverstärker 41 über einen Reihenwiderstand (R)44
wird eine Ausgangsspannung (e0) 45 davon in der folgenden
Form abgegeben:
Ie." KR '
worin K eine Konstante ist. Somit wird die vorher erwähnte gewünschte variable Kennlinie erhalten.
Der Funktionsgenerator 17 kann weggelassen werden, indem der Wert τ in Beziehung zu der Impulsbreite
der empfangenen Gaußschen Wellenform, die durch die Gleichung (6) bestimmt ist, angenähert vereinfacht
wird, τ wird durch die folgende lineare Gleichung
angenähert:
τ = D/ + E (10).
worin D und E Konstante sind, die so ausgewählt werden, daß die Frequenzbänder der Kennlinien
EQ1(O und EQ2(/) für maximale und minimale
Längen der übertragungsleitung dieselben sein können. Die Konstanten D und £ werden z. B. ausgewählt,
indem τ derart bestimmt wird, daß die Frequenzbänder der Kennlinien EQ1 [J) und EQ2(J) entsprechend den
maximalen und minimalen Längen der übertragungsleitung dieselben sein können, und indem das Frequenzband
entsprechend einer Leitungslänge zwischen den maximalen und den minimalen Leitungslängen
angenähert wird, wobei die Frequenzbänder der maximalen und minimalen Leitungslängen mit einer geraden
Linie verbunden werden. In diesem Falle wird der Funktionsgenerator 17 der Fig.7b weggelassen,
und es ist möglich, wie in F i g. 9 dargestellt ist, eine angenäherte variable Kennlinie mit einem einfachen
Aufbau auszuführen, indem der variable Kondensator (C2)32 durch einen Parallelkreis eines festen
Kondensators (C5)Sl und eines variablen Kondensators
(C6)52 ersetzt wird und ir dem der variable Kondensator 52 mit dem Ausgangssignal von dem
Verstärker 18 direkt gesteuert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Wellenformentzerrungsanordnung für eine
übertragung mit Impulsverstärkung mit einer übertragungsleitung und einem darin eingesetzten
Verstärker mit einem variablen Entzerrer, der durch eine Spannung gesteuert wird, die von einem
Gleichrichter durch Gleichrichten des Ausgangssignals der Entzerrungsanordnung erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Gleichrichter (19) erzeugte, der Länge der
übertragungsleitung proportionale Spannung die Impulswellenform des empfangenen Signals innerhalb
eines Wertes ändert, der keine Beeinflussung benachbarter Signale verursacht, und daß ein variables
Dämpfungsglied (14) zur Konstanthaltung einer Spitzenamplitude des Ausgangssignals der
Entzerrungsanordnung vorgesehen ist, das durch das Ausgangssignal eines Funktionsgenerators (17)
gesteuert wird, dem auch die vom Gleichrichter (19) erzeugte Spannung zugeführt wird.
2. Wellenformentzerrungsanordnung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das variable Dämpfungsglied (14) durch eine Funktion
proportional zur Quadratwurzel der Länge der übertragungsleitung gesteuert wird.
3. Wellenformentzerrungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das variable
Dämpfungsglied (14) durch eine Funktion linear zur Länge der übertragungsleitung gesteuert
wird.
4. Wellenformentzerrungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entzerrungsverstärker
(11) einen Kreis mit einem Kondensator aufweist, der durch eine Änderung
der Länge der übertragungsleitung variabel ist.
5. Wellenformentzerrungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das variable
Dämpfungsglied (14) einen Kreis mit einem Kondensator (32) aufweist, der durch eine Funktion
proportional zur Quadratwurzel der Länge der übertragungsleitung geändert wird.
6. Wellenformentzerrungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das variable
Dämpfungsglied (14) einen Kreis mit einem Kondensator (32) aufweist, der durch eine Funktion
proportional zur Länge der übertragungsleitung geändert wird.
50
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP184472A JPS5313927B2 (de) | 1971-12-31 | 1971-12-31 | |
JP184472 | 1971-12-31 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2264110A1 DE2264110A1 (de) | 1973-07-12 |
DE2264110B2 true DE2264110B2 (de) | 1975-11-06 |
DE2264110C3 DE2264110C3 (de) | 1976-06-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0028706A2 (de) * | 1979-11-09 | 1981-05-20 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur automatischen Entzerrung elektrischer Datenübertragungswege |
DE4415298A1 (de) * | 1994-04-30 | 1995-11-02 | Thomson Brandt Gmbh | Verfahren zur Einstellung der Parameter eines Entzerrers |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0028706A2 (de) * | 1979-11-09 | 1981-05-20 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur automatischen Entzerrung elektrischer Datenübertragungswege |
EP0028706A3 (en) * | 1979-11-09 | 1981-12-09 | Nixdorf Computer Ag | Device for the automatic equalization of electric data transmission paths |
DE4415298A1 (de) * | 1994-04-30 | 1995-11-02 | Thomson Brandt Gmbh | Verfahren zur Einstellung der Parameter eines Entzerrers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2166179A1 (de) | 1973-08-10 |
DE2264110A1 (de) | 1973-07-12 |
JPS4874907A (de) | 1973-10-09 |
GB1421920A (en) | 1976-01-21 |
JPS5313927B2 (de) | 1978-05-13 |
FR2166179B1 (de) | 1977-04-08 |
US3812436A (en) | 1974-05-21 |
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