DE2300612A1

DE2300612A1 - EQUALIZATION CIRCUIT FOR GROUP RUNNING TIME WITH CONTINUOUS ADJUSTABILITY

Info

Publication number: DE2300612A1
Application number: DE19732300612
Authority: DE
Inventors: Benedetto Boux
Original assignee: Applic Elettro Telefoniche S N
Current assignee: Applic Elettro Telefoniche S N
Priority date: 1972-02-25
Filing date: 1973-01-08
Publication date: 1973-09-06
Also published as: IT949200B; ES409416A1

Description

Entzerrerschaltung für Gruppenlaufzeit mit kontinuierlicher Einstellbarkeit Die Erfindung bezieht sich auf eine Entzerrerschaltung für Gruppenlaufzeit mit kontunierlicher Einstellbarkeit, insbesondere einen sogenannten "Allpasst'. Equalizer circuit for group delay with continuous adjustability The invention relates to an equalization circuit for group delay with continuous Adjustability, especially a so-called "all-pass".

Es ist hekannt, dass die Laufzeitverzerrung die Datenübertragung mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit über eine Fernsprechleitung erheblich erschwert oder sie sogar unmöglich macht. Noch komplizierter wird dieses Problem dadurch, dass die Verzerrung nicht wiederholbar ist, d,h,, dass das jeder Leitung anhaftende Verhalten der Gruppenlaufzeit in keiner Weis vorausbestirtimbar ist. Diese Schwierigkeit führt dazu, dass für jede einzelne Leitung ein eigener Entzerrungsvorgang vorgesehen wird, der insoferne ziemlich kompliziert ist, als er für jede Leitung durch Iteration berechnet werden muss.It is known that the runtime distortion affects the data transmission medium or high speed over a telephone line is much more difficult or even make it impossible. This problem becomes even more complicated when that the distortion is not repeatable, that is, that which is inherent in every line The behavior of the group runtime cannot be predetermined in any way. This difficulty leads to a separate equalization process for each individual line intended which is quite complicated in that it is iterated for each line must be calculated.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wird mit vorliegender Erfindung eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei der das Verhalten der Gruppenlaufzeit kontinuierlich einstellbar ist.In order to eliminate this disadvantage, the present invention a circuit arrangement is proposed in which the behavior of the group delay is continuously adjustable.

Dadurch lässt sich eine unmittelbare Entzerrung der zu prüfenden Leitung vornehmen, indem einfach die Gesamtcharakteristik der Gruppenlaufzeit bestimmt und innerhalb vorbestimmter Grenzen gehalten wird.This enables an immediate equalization of the line to be tested make by simply determining the overall characteristic of the group delay and is kept within predetermined limits.

Gemäss der Erfindung weist die der Laufzeitentzerrung dienende Schaltanordnung einen Verstärker mit einem positiven (oder nicht invertierenden) Eingang und einem negativen (oder invertierenden) Eingang auf, der über einen ersten Widerstand mit dem Eingang der Schaltanordnung und über einen zweiten Widerstand mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, wobei der Ausgang des Verstärkers zugleich den Ausgang der Schaltanordnung bildet, während der positive Eingang mit dem Eingang der Schaltanordnung über ein parallel geschaltetes RC-Glied und mit dem Ausgang des Verstärkers und der Schaltanordnung über ein in Reihe geschaltetes RC-Glied sowie in Masseschluss mit einer einem zweiten, in Reihe geschalteten RC-Glied gleichwertigen Schaltung gekoppelt ist.According to the invention, the circuit arrangement serving for delay equalization has an amplifier with a positive (or non-inverting) input and a negative (or inverting) input, which has a first resistor with the input of the switching arrangement and via a second resistor to the output of the amplifier is connected, the output of the amplifier also being the output of the switching arrangement, while the positive input is connected to the input of the switching arrangement via an RC element connected in parallel and to the output of the amplifier and the switching arrangement via a series-connected RC element and short to ground with a circuit equivalent to a second RC element connected in series is coupled.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die mit einem RC-Glied in Reihe geschaltete, gleichwertige Schaltung einen zweiten Verstärker mit einem positiven und einem negativen Eingang sowie einem Ausgang auf, der über einen Regelwiderstand mit dem positiven Eingang des ersten Verstärkers verbunden ist. Der negative Eingang des zweiten Verstärkers ist an den Ausgang des gleichen Verstärkers angeschlossen, während der positive Eingang mit dem positiven Eingang des ersten Verstärkers über einen Widerstand und mit Masse über einen Kondensator verbunden ist.According to a preferred embodiment of the invention, the with an RC element in series, equivalent circuit a second amplifier with a positive and a negative input and an output that goes through a variable resistor connected to the positive input of the first amplifier is. The negative input of the second amplifier is connected to the output of the same Amplifier connected while the positive input to the positive input of the first amplifier via a resistor and to ground via a capacitor connected is.

Die genannten Verstärker sind vorzugsweise Wirkverstärker, und der zweite Verstärker hat einen Verstärkungsfaktor von eins.The amplifiers mentioned are preferably active amplifiers, and the second amplifier has a gain of one.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Entzerrerschaltung, Figur 2 ein Diagramm der Nullpunkte und der Pole der Übertragungfunktion einer Schaltung nach Figur 1, Figur 3 ein Diagramm der Gruppenlaufzeitkurve der Schaltung nach Figur 1, Figur 4 ein Diagramm der Kennlinie der Gruppenlaufzeit einer Schaltung nach Figur 1, Figur 5 ein abgeändertes Diagramm der Laufzeitkennlinie, Figur 6 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der einem in Reihe geschalteten RC-Glied gleichwertigen Schaltung, Figur 7 eine der Schaltung nach Figur 6 gleichwertige Schaltung, und Figur 8 ein Scslaltbild der erfindungsgemässen Entzerrerschaltung.The invention is explained below in conjunction with the drawing of exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 a schematic representation an equalization circuit according to the invention, FIG. 2 a diagram of the zero points and the pole of the transfer function of a circuit according to Figure 1, Figure 3 is a diagram the group delay curve of the circuit according to Figure 1, Figure 4 is a diagram of the characteristic the group delay of a circuit according to Figure 1, Figure 5 is a modified diagram the transit time characteristic; FIG. 6 shows a schematic representation of a preferred embodiment the circuit equivalent to a series-connected RC element, FIG. 7 a a circuit equivalent to the circuit according to FIG. 6, and FIG. 8 shows a circuit diagram the equalization circuit according to the invention.

Nach Figur 1 besteht eine Entzerrerschaltung für Gruppenlaufzeit gemäss der Erfindung aus einer Schaltung, die einen Verstärker A1 mit einem negativen oder invertierenden, mit "-" (minus) bezeichneten Eingang, einem positiven oder nicht invertierenden, mit "+" (plus) bezeichneten Eingang und einem Ausgang U, der zugleich den Ausgang der Schaltung selbst bildet, aufweist. Der Verstärker A1 ist zweckmässigerweise ein Wirkverstärker, worunter ein Verstärker verstanden wird, der die Merkmale eines Differentialeinganges, einer sehr hohen, praktisch unendlichen Differentialverstarkungs einer sehr hohen, ebenfalls praktisch unendlichen Eingangsimpedanz und einer sehr niedrigen Ausgangsimpedanz, die praktisch Null ist, aufweist In der Schaltung nach Figur 1 ist der invertierende Eingang des Verstärkers A1 mit dem Eingang der Schaltanordnung über einen Widerstand RA und mit dem Ausgang der Schaltanordung über einen weiteren Widerstand R3 verbunden. Der nicht invertierende Eingang von A1 ist mit dem Eingang der Schaltanordnung über ein durch Parallelschaltung zwischen einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1 gebildetes RC-Glied, mit dem Ausgang U der Schaltung über ein weiteres, durch Serienschaltung zwischen einem Widerstand R2 und einem Kondensator C2 gebildetes RC-Glied und mit Masse über eine in der Wirkung einem RC-Glied in Serienschaltung gleichsetzbare, in der Zeichnung durch einen Widerstand R3 und einen Kondensator C3 dargestellte Schaltung verbunden.According to FIG. 1, there is an equalization circuit for group delay in accordance with of the invention from a circuit that includes an amplifier A1 with a negative or inverting input labeled "-" (minus), positive or not inverting, with "+" (plus) designated input and an output U, which at the same time forms the output of the circuit itself. The amplifier A1 is convenient an active amplifier, by which an amplifier is understood that has the characteristics of a Differential input, a very high, practically infinite differential gain a very high, also practically infinite input impedance and a very low output impedance that is practically zero, has In the circuit of Figure 1 is the inverting input of the amplifier A1 with the input of the switching arrangement via a resistor RA and to the output of the Switching arrangement connected via a further resistor R3. The non-inverting one The input of A1 is connected to the input of the switching arrangement via a parallel connection RC element formed between a resistor R1 and a capacitor C1 with which Output U of the circuit via another, through series connection between one Resistor R2 and a capacitor C2 formed RC element and to ground via a in the effect that can be equated with an RC element in series circuit, in the drawing connected by a resistor R3 and a capacitor C3 circuit shown.

Ausserdem ist in Figurl die Eingangsspannung der Zelle mit V1 und die Ausgangsspannung mit V2 bezeichnet.In addition, the input voltage of the cell is shown in Figure 1 with V1 and the output voltage is labeled V2.

Wenn gilt: 1 1 R2C2 R R3C3 3 RC RA =RB (1) R1 z 2R2 ist die Übertragungsfunktion der Zelle gemäss Figur 1 durch das Verhältnis gegeben: worin p die komplexe Veränderliche bedeutet, c( ein Parameter ist und die beiden Nullpunkte und Pole dieser Funktion jeweils durch Z a a + und P = -a + jb mit a = o</RC und /2 berechnet werden.If: 1 1 R2C2 R R3C3 3 RC RA = RB (1) R1 z 2R2 the transfer function of the cell according to Figure 1 is given by the ratio: where p means the complex variable, c (is a parameter and the two zero points and poles of this function are given by Z aa + and P = -a + jb with a = o </ RC and / 2 can be calculated.

In Figur 2 sind die beiden Pole und die beiden Nullpunkte der Übertragungsfunktion im Diagramm dargestellt. Dabei bedeutet Re die reelle Achse und Im die imaginäre Achse. Die Nullpunkte befinden sich in der rechten Hälfte und die Pole in der linken Hälfte der Ebene. Ausserdem ergibt sich aus dem Diagramm, wie auch aus dem analytischen Ausruck von Z und P, dass alle vier-Punkte Z1, Z2 P, Pq gleichen Abstand vom Ursprung 1 z aufweisen, wobei f F den Modul eines Vektors F, der mit der reelen Achse einen Winkel # bildet, darstellt. Infolge der symmetrischen Anordnung der Besonderheiten der Übertragungsfunktion hat deren Modul den Wert 1 und ist daher unabhängig von der Frequenz, d.h., es handelt sich um einen "Allpass". Dies ist in Figur 3 hervorgehoben.In Figure 2, the two poles and the two zero points of the transfer function are shown in the diagram. Re means the real axis and Im the imaginary axis. The zero points are in the right half and the poles in the left half of the plane. In addition, it follows from the diagram, as well as from the analytical expression of Z and P, that all four points Z1, Z2 P, Pq are the same distance from the origin 1 z, where f F represents the module of a vector F which forms an angle # with the real axis. As a result of the symmetrical arrangement of the special features of the transfer function, its module has the value 1 and is therefore independent of the frequency, ie it is an "all-pass". This is highlighted in FIG.

Bei einer Schaltanordnung nach Figur 1 idt die Gruppenlaufzeit durch die Beziehung ge9eben: wobei CÜ = 2#f. Die Verzögerung z ist im Diagramm der Figur 4 in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen.In a switching arrangement according to Figure 1, the group delay is given by the relationship: where CÜ = 2 # f. The delay z is plotted in the diagram of FIG. 4 as a function of the frequency.

Figur 5 zeigt eine Reihe von Kurven, die der von Figur 4 zahns lich sind und verschiedenen Werten des Winkels 9 entsprechen.Figure 5 shows a series of curves similar to that of Figure 4 zahns Lich and correspond to different values of the angle 9.

Bei Verringerung von f wird der glockenförmige Verlauf der Kurven immer weniger ausgeprägt, wie die Figur deutlich zeigt. Die in der Figur 5 strichpunktiert gezeichnete Linie gibt die Ortskurve der größten Laufzeiten wieder und nähert sich asymptotisch der Neigung zur Senkrechten f X die die Grenze der Verzögerungskurve darstellt, wenn sich ç dem Wert 2 nähert.When f is reduced, the bell-shaped course of the curves becomes less and less pronounced, as the figure clearly shows. The line drawn in dash-dotted lines in FIG. 5 shows the locus curve of the greatest transit times and asymptotically approaches the inclination to the vertical f X which represents the limit of the deceleration curve when ç approaches the value 2.

Aus den vorausgehenden Beziehungen ergibt sich klar, dass die Gruppenlaufzeit der Schaltanordnung nach Figur 1 von den Parametern F und tder komplexen Ebene abhängig ist. Diese Parameter lassen sich als von den Elementen der Schaltanordnung nach Figur 1 abhängig formulieren, und zwar ist1F(= 1/RC und cos f - c3/2c1 Unter Beachtung der graphischen Darstellung nach Figur 5 folgt aus diesen Beziehungen, dass es möglich ist, die Laufzeit durch Änderung des Wertes der Kapazität C3 zu verändern. Zugleich geht aber aus den Bedingungen (1) hervor, dass auch der Wert von R3 geändert werden muss, damit das Produkt R 3C3 und somit |F| weiterhin konstant bleibt, Figur 6 zeigt das grundsatzliche Schaltbild einer erfindungsgemässen Schaltanordnung, die dazu dient, die Reihenschaltung aus R3 und C3 aus der Schaltanordnung nach Figur 1 zu simulieren und die gleichzeitige Änderung der Werte von R3 und C3 unter Konstanthaltung des Produktes R 3C3 zu ermöglichen.From the preceding relationships it is clear that the group delay the switching arrangement according to FIG. 1 depends on the parameters F and t of the complex plane is. These parameters can be referred to as being dependent on the elements of the switching arrangement Formulate Figure 1 dependently, namely 1F (= 1 / RC and cos f - c3 / 2c1 Considering From the graph of FIG. 5, it follows from these relationships that it is possible is to change the running time by changing the value of the capacitance C3. Simultaneously however, it follows from the conditions (1) that the value of R3 is also changed must, so that the product R 3C3 and thus | F | remains constant, Figure 6 shows the basic circuit diagram of a circuit arrangement according to the invention, the serves, the series connection of R3 and C3 from the switching arrangement according to Figure 1 to Simulate and the simultaneous change of the values of R3 and C3 while keeping constant of the product R 3C3.

Diese Schaltanordnung umfasst einen Verstärker A2, der vorzugsweise wiederum ein Wirkverstärker ist, einen VerstärkungsEakZ tor von eins besitzt und einen negativen oder invertierenden Eingang "-" (minus) sowie einen positiven oder nicht invertirenden Eingang +" (plus) aufweist. Der negative Eingang von A2 ist mit dem Ausgang dieses Verstärkers verbunden, wobei letzterer über zwei in Reihe geschaltete Widerstände R4, R5 mit dem positiven Eingang des Verstärkers verbunden ist. Ausserdem ist der positive Eingang von A2 über einen Kondensator C4 an Masse angeschlossen. In Figur 6 ist mit A der den Widerständen R4 und R5 gemeinsame Punkt bezeichnet.This switching arrangement includes an amplifier A2, which is preferably in turn is an active amplifier, has a gain factor of one and a negative or inverting input "-" (minus) and a positive or non-inverting input + "(plus). The negative input of A2 is connected to the output of this amplifier, the latter having two in series connected resistors R4, R5 connected to the positive input of the amplifier is. In addition, the positive input of A2 is connected to ground via a capacitor C4 connected. In FIG. 6, the point common to the resistors R4 and R5 is A designated.

Eine einfache Untersuchung der Schaltanordnung nach Figur 6 zeigt, dass dieser der Reihenschaltung des äquivalenten Widerstandes R und der äquivalenten Kapazität C Ceq, die zwischen dem Punkt A und der Masse liegen, gleichwertig ist, wobei R4R5 der Widerstand R durch - und die Kapazität C durch eq R +R eq 45 (R4 + R5) c4 gegeben sind.A simple examination of the switching arrangement according to FIG. 6 shows that this is the series connection of the equivalent resistor R and the equivalent Capacitance C Ceq, which lie between point A and ground, is equivalent, where R4R5 the resistance R through - and the capacitance C through eq R + R eq 45 (R4 + R5) c4 are given.

R4 Aus Vorstehendem folgt, dass das Produkt R Ceq C gleich R C eq eq 5 4' d.h. unabhängig von R4 ist. Dies bedeutet aber, dass es möglich ist, gleichzeitig die Werte des Widerstandes und der Kapazität unter Konstanthaltung ihres Produktes zu verändern. R4 From the above it follows that the product R Ceq C equals R C eq eq 5 4 'i.e. is independent of R4. But this means that it is possible at the same time the values of resistance and capacitance while keeping your product constant to change.

Eine in die in Figur 1 dargestellte Schaltanordnung an Stelle des Zweiges R3C3 eingesetzte Schaltanordnung nach Figur 6 gestattet, durch Veränderung eines Widerstandes die Laufzeit zu regeln. Eine solche Anordnung ist in Figur 8 gezeigt. In dieser Figur 8 ist der Punkt A aus Figur 6 mit dem positiven Eingang von A1 verbunden und R4 ist als Regelwiderstand ausgebildet.One in the circuit arrangement shown in Figure 1 in place of the Branch R3C3 used switching arrangement according to Figure 6 permitted by changing of a resistor to regulate the running time. Such an arrangement is shown in FIG shown. In this Figure 8, point A from Figure 6 is the positive input connected by A1 and R4 is designed as a variable resistor.

Eine Schaltanordnung wie die nach Figur 8 weist gegenüber dem bekannten Stand der Technik bedeutende Vorteile auf. Vor allem ist jeder Induktionswiderstand ausgeschaltet; dadurch sind höhere Temperaturbeständigkeit, grössere Einfachheit in der Konstruktion und infolge der Ausschaltung sättigebarer Elemente, wie es die Kerne der Induktionswiderstände sind, Unabhängigkeit des Wirkungsgrades vom Signalpegel gegeben.A switching arrangement like that of Figure 8 has compared to the known State of the art has significant advantages. First of all, everyone is induction resistance switched off; thereby higher temperature resistance, greater simplicity in construction and as a result of the elimination of saturable elements, such as the The cores of the induction resistors are independent of the efficiency of the signal level given.

Ausserdem ist es möglich, das Verhalten der Gruppenlaufzeit in einem weiten Bereich zu verändern, indem einfach ein Regelwiderstand verstellt oder in einer beliebigen Weise der Wert eines einzigen Widerstandes geändert wird. Schliesslich ist der Wirkungsgrad der Schaltanordnung von der Speisespannung vollständig unabhängig, weil die Schaltanordnung mit Wirkverstärkern bestückt ist.It is also possible to change the behavior of the group delay in a to change a wide range by simply adjusting a rheostat or in in any way the value of a single resistor is changed. In the end is the efficiency of the switching arrangement from the supply voltage completely independent, because the switching arrangement is equipped with active amplifiers.

Die beschriebenen und dargestellten. Ausführungsbeispiele beschränken die Erfindung nicht, sondern es sind Abwandlungen ohne Abweichung von der Erfindung im Rahmen der nachstehenden Ansprüche als in den Schutzumfang der Erfindung fallend zu betrachten.The described and illustrated. Limit exemplary embodiments the invention is not, but there are modifications without departing from the invention within the scope of the following claims as falling within the scope of the invention consider.

Claims

509 equalization circuit for group delay, with continuous adjustability characterized by an amplifier I4 with a positive, non-inverting one Input, a negative, inverting input and an output U, which is at the same time Output of the switching arrangement is, the inverting input via a first Resistor (RA) to the input of the switching arrangement and via a second resistor (R3) is connected to the output of the switching arrangement, while the non-inverting Input with the input of the switching arrangement via an RC element (R1; 1) connected in parallel the output of the switching arrangement via a series-connected RC element (R2, C2) and to ground via a RO element fR3, C3) which is equivalent to a second series-connected Circuit is coupled.

2 * equalization circuit according to claim t, characterized in that the values of the resistance and the capacitance of the second series-connected XC-Sliede9 and are changeable while keeping their product constant.

3. Equalizer circuit according to claim 1 and 2, characterized in that that the circuit equivalent to a series-connected RC element has a second Amplifier (A2) contains, which in turn has an inverting input and one not having inverting input, the inverting input to the output this second amplifier and the non-inverting input to the output across the series connection of resistor (R5) and variable resistor (R4) and to ground via connected to a probe.

4. equalizer circuit according to claim 3, characterized in that the point common to the simple resistor and the rheostat with the not inverting input of the ground Amplifier is connected.

5. equalizer circuit according to one of claims 1 - 4 characterized marked, that the amplifiers are effective amplifiers, and the second amplifier the gain 1 hat0 6. Equalizer circuit according to An3sprech 2 and 3, characterized in that the values of the resistance and the capacitance by influencing the mentioned control resistor are changeable.

L e r s e i t e