DE2348514A1

DE2348514A1 - Entzerrungsnetzwerksteuerschaltung

Info

Publication number: DE2348514A1
Application number: DE19732348514
Authority: DE
Inventors: Nelson Richard Kent
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1972-10-02
Filing date: 1973-09-27
Publication date: 1974-04-18
Also published as: AU6074573A; BE805379A; IT996759B; FR2201591B1; GB1417213A; FR2201591A1; NL7313407A; JPS4973952A; NL169129C; US3750007A; DE2348514B2; JPS547550B2; DE2348514C3; NL169129B; CA973262A; SE385531B

Description

BLUMBACK ■. WESER - BERGEN &■ KRAMER

PATENTANWÄLTE IN WIESBADEN UND MÜNCHEN - . O O Λ O C

DIPl -ING. F. G. RtUMBACK · DIFL-PHYS. Dr. W. WlSEE - D(PL-ING. DR. JUR. P. BERGtN J[^" KRAMER

WIESPADCN ■ SOKNENBlKGFR STRASSc 43 · TEL (06121) M29«, 5ο 1998 ^ MONCHtN

WESTERN ELECTRIC COMPANY, INCORPORATED Nelson I

294.239

ENTZEÜRUNGSNETZWERKSTEUERSCHALTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Enizerrungsnefzwerksfeuerschaltung mit einem Eingangsanschluß zum Anlegen eines Steuersignals an einen ersten Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers, der einen ersten und zweiten Eingangs*- und einen Ausgangsanschluß aufweist, zum Verändern des Wertes eines Steuerwiderstandes, der zwischen den zweiten Eingangsanschluß und eine Bezugsspannung geschaltet ist.

Die durch Coaxialkabef hervorgerufene Dämpfungsverzerrung wächst als Quadratwurzel der Signalfrequenz* Sie variiert bei irgendeiner Einzelfrequenz {meer mit den Temperaturänderungen und der Kabellänge» Weil moderne Ubertragungsünlagen mit immer größerer Bandbreite und immer höheren Frequenzen betriebe rtwerden, wird eine weitergehende und genauere Entzerrung verlangt. Obwohl überdies die Dämpfungsverzerrung,

16/0707

23485H

die sogar du:rch ein cxier zwei Grad Kabel tempera furabwerchu ng hervorgerufen wird, für einige Kilometer Kabellänge (for one or two miles) noch unerheblich ist, wird sie über weite Entfernungen viel zu groß, als daß sie ignoriert werden könnte. Folglich verlangen moderne Kabelüberfragungsanfagen eine automatisch erfolgende und sich gemäß den Kabeltemperaruränderungen konstant ändernde Entzerrung. Eine automatische Entzerrung kann im allgemeinen durch Netzwerke mit varibler Dämpfung erreicht und durch Anlegen eines Steuersignals gesteuert werden. Ein für automatische Steuerung geeignetes Netzwerk ist das gut bekannte Netzwerk vom Bode-Typ mit variablen Verlusten. Dieser Enfzerrungsnetzv/erktyp wird in einem Aufsatz "Variable Equalizers", Bell System Technical Journal, Band 17, Seifen 229-244 vom April 1938 detailliert erläutert. Das Bode-Netzwerk ist eine T-konsfante Widersfandsbrücke, die mit einem Steuerwiderstdnd abgeschlossen und durch einen Bezugswiderstand charakterisiert ist, der den Wert des Sfeuerwiderstandes hat, dessen Entzerrungsdämpfungsfrequenz unabhängig ist. Ändert man den Werf des Steuerwidersfandes, verändert sich auch die Einfügungsdämpfung des Netzwerkes, ohne daß die Grundform der Dämpfungs-Frequenzkennlinie modifiziert wird. Die Dämpfung bleibt zur Quadratwurzel der Frequenz proportinal. Deshalb wird

3 23485U

eine Entzerrung erreicht, wenn man eine festgelegte Verstärkung in einen Bode-Entzerrer einkoppelt, dessen Dämpfungskennlinie die inverse der Kabeldämpfungsänderung ist. Es können mehrere Bode-Netzv/erke in Reihe geschaltet werden, um die gewünschte Genauigkeit zu erhalten. Außerdem können Bode-Netzwerke mit einer Dämpfungskennlinie, die denselben Verlauf wie eine Kabeldämpfungskennlinie hat, als Leitungsnachbi Idungsnetzwerke verwendet werden, um kürzere Kabellängen zwischen den Verstärkern auszugleichen.

Es ist möglich, andere Netzwerke mit variabler Dämpfung als das · Bode-Netzwerk zu verwenden, vorausgesetzt, daß derartige Netzwerke einen Steuerwiderstand aufweisen und durch einen Bezugswiderstand charakterisiert sind, wie er bereits zuvor definiert wurde.

Wo die ganze für eine Kabellänge erforderliche Korrektur empfangsseitig vorgenommen werden kann, wurden zufriedenstellende Systeme entworfen, die das verzerrte Signal rückkoppeln, um das Entzerrungsnetzwerk zu steuern. Es wurde jedoch gefunden, daß es von beträchtlichem Vorteil ist, einen Teil der Übertragungsnetz-

409816/0797

wcrkkorrekrur cm sendeseiiigen Ende der betrachteten Kabellänge vorzunehmen. D.h., daß die Signale derart vorverzerrf werden, daß sie eine Übertragung über das Kabel korrigiert. Deshalb erfordert dieses als Vorausregelung (preregulation) bekannte Verfahren ein genaues Erfassen der Kabel verzerrung ohne jede Rückkoppe Iu ngskorrektur.

' Weil die Dämpfungsverzerrung bei einer Einzelfrequenz im wesentlichen eine lineare Funktion sowohl der Kabeltemperatur als auch der Kabellänge ist, würde es nicht zu schwierig sein, eine genaue Vorausregelung vorzunehmen,wenn nur die Entzerrungsnetzwerkkennlinie selbst linear und ein Steuersignal verfügbar wäre, das zur Temperatur in einer linearen Beziehung steht. Jedoch ist der Widerstand des Thermistors, der im allgemeinen zur Temperatur-Wahrnehmung verwendet wird, leider keine lineare Funktion der Temperatur. Außerdem bilden die meisten Entzerrungsnetzwerke keine Dämpfungskennlinie, die eine lineare Funktion des Steuerwiderstandes ist. Aus diesen Gründen waren die bisherigen Versuche mit Vcrausentzerrung weniger genau als das für die modernen breiterbandigen Systeme nötig ist. In einem System steuert ein

409818/0797

23485H

kabeltemperuturempfindficher Thermistor das Ausgangssignal eines Oszillators, der dann wieder zur Erwärmung eines Thermistors beiträgt, der das Bode-Entzerrungsnetzwerk steuert. Ungeachtet mehrerer Schaltungseinstellungen entspricht die applizierte Entzerrung jedoch nicht genau der mit genügender Annäherung erzeugten Verzerrung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, diese Nachteile zu beheben.

Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von einer Schaltungsanordnung der eingangs geianntenArf aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwiderstand an ein Entzerrungsnetzwerk mit variabler Dämpfung, daß einen Bezugswiderstand enthält, angeschaltet ist, daß eine Verstärkungseinrichtung zwischen dem Eingangsanschluß und dem ersten Eingangsanschluß des Differenzverstärkers die Amplitude des an den Differenzverstärker angelegten Steuersignals ändert, daß ein Widerstand, dessen Werf gleich dsm des ^rJezugswidersfandes des Entzerrungsnetzwerkes ist, zwischen den ersten und zweiten Eingangsanschluß des Differenzversfärkers

409816/0797

angeschaltet ist, und daß eine Rückkoppelungseinrichiung den Wert des Steue'rwidersiandes verändert, um die Ausgangsspannung des Differenzverftärkers konstant zu halten, wodurch die Dämpfung des Enizerrungsnetzwerkes linear vom Steuersignal abhängt.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Erzeugen eines Steuersignals mit einem Verstärker und einer Rückkoppelungsschajtung, die ein femperaturempflndliches Bauelement aufweist, ein Steuersignal an den Eingangsanschluß legt, das eine inverse lineare Funktion der Umgebungstemperatur ist, wodurch die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes eine lineare Funktion der Umgebungstemperatur ist.

Das Steuersignal wird durch eine Verstärkungseinrichtung an einen Eingang eines Differenzverstärkers und einen Spannungsteiler mit beispielsweise einem Steuerwiderstand wie das Bode-Entzerrungsnetzwerk und einem Widerstand, dessen Wert im wesentlichen gleich dem Wert des Bezugswiderstandes des Bode-Entzerrungsnetzwerkes ist, angelegt. Die Spannung über dem Steuerwiderstand wird an den anderen Eingang des Differenzverstärkers angelegt. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers v/ird

409816/0797

23485U

durch eine Rückkoppelungsschleife konstant gehalten, die den Werf des Steuerwiderstandes abhängig vom Ausgangssignal des Differenzverstärkers einsteilt. Dadurch wird die Einzeifrequenzeinfügungsdämpfung des Netzwerkes eine lineare Funktion der Steuersignalinversen. Der Steuerwiderstand kann ein Thermistor mit einer thermischen Anschaltung an das RückkoppeIungsnetzwerk sein. Die Steigung und Nullpunktverschiebung der Funktion können durch die Steuersigna [spannung bzw. die Verstärkung der Verstärkungseinrichtung gesteuert werden. Wenn außerdem ein Steuersignal angelegt wird, das umgekehrt proportional zur Temperatur ist, ist die Einfügungsdämpfung des Bode~Entzerrungsnetzwerkes für jede einzelne Frequenz eine lineare Funktion der Temperatur.

Erfindungsgemäß wird ein Steuersignal in einer Schaltung erzeugt, die einen Eingangsanschluß aufweist, an den Signale von einer geeigneten Quelle angelegt werden, die ein Oszillator sein kann. Der Eingangsanschluß ist über einen Widerstand mit dem Invertierungseingang eines Operationsverstärkers verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang geerdet ist. Ein Rückkopplungsweg zwischen dem Ausgang und invertierenden Eingang des Verstärkers weist einen Widerstand und einen Thermistor in Reihenschaltung

409816/0797

auf. Bei einer derartigen Anordnung ist das Ausgangssignal des Verstärkers eine lineare Funktion des Temperaturkcrirwertes, wenn der Rückkopplungswiderstand gleich der teniperarurabhängigen Nullpunkiverschiebung der Thermistorwiderstandskennlinie gewährt wird.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgernäßen

Grundausführungsbeispieles, und ■

Fig. 2 ein Schaltbild eines speziellen erfindungsge

mäßen Ausführungsbei.spiels.

Das in der Fig. 1 dargestellte Blockdiagramm zeigt zwei unabhängige Schaltungen Π bzw. 12, die in gestrichelte Linien eingeschlossen sind. Die Schaltung 11 besitzt einen Eingangsanschluß 13 zum Anschalten einer Gleichstrom-Signalquelle. Das Ausgangssignal der Schaltung 11 ist jedoch ein Wärmesignal, das vom Heizelement 14 eines indirekt beheizten Thermistors 16 ausgeht. Der Thermistor 16 ist der Kontrollwiderstand einer Bode-Entzerrungseinrichtung 17 mit veränderlicher Dämpfung und über die beiden Kondensatoren

409816/0797

23485H

18 bzw. 19 an das genannte Bode-Entzerrungsnetzwerk angeschaltet. Der Eingangsanschluß des Verstärkers 21 ist an den Eingangsanschluß 13 und sein Ausgangsanschluß an einen Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 22 angeschaltet. Der andere Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 22 ist über einen Widerstand 23 mit dem Eingangsanschluß 13 und einen indirekt beheizten Thermistor 16 mit Erde verbunden. Die beiden Posseispulen 24 bzw. 26 sind in Reihe an den Thermistor 16 geschaltet, um das Gleichstrom-Signal, das im Entzerrungsnetzwerk 17 entzerrt wird, daran zu hindern, in die Gleichstrom-Steuerschaltung 11 einzutreten. Der Differenzverstärker 22 ist ausgangsseitig an ein Rückkopplungsnetzwerk 27 angeschaltet, das die Stromzufuhr zum Heizelement 14 steuert, um das Ausgangssignaί des Differenzverstärkers 22 bei einer festgelegten Bezugsspannung aufrecht zu erhalten.

Der Wert des Widerstandes 23 ist für die Wirkungsweise der Schaltung wichtig. Er sollte gleich dem Bezugswiderstand des Entzerrungsnetzwerkes 17 gewählt werden. Dieser Widerstand ist beispielsweise für Bode-Entzerrungsnetzwerke in der Regel bekannt und hat den Wert des Steuerwiderstandes 16, bei dem die Dämpfung

409816/0797

_l0 23485U

des Entzerrungsnerzwerkes frequenzunabhängig ist. Wenn der Widerstand 23 diesen Wert besitzt, wird die Dämpfung des Bode-Entzerrungsnefzwerkes 17 für eine Einzelfrequenz eine lineare Funktion der Inversen der an den Eingangsanschluß 13 angelegten Spannung. Wenn außerdem die Verstärkung des Verstärkers 21 verändert wird, bleibt die Steigung dieser linearen Funktion konstant, aber es erfolgt eine Kennlinienverschiebung. Auf der anderen Seite bestimmt die Größe der am Eingangsanschluß 13 anliegenden Spannung die Steigung der linearen Funktion.

Der Steuerwiderstand des Bode-Enfzerrungsnetzwerkes wurde in diesem Ausführungsbeispiel als indirekt beheizter Thermistor 16 dargestellt. Obwohl ein Thermistor wegen seiner Linearität für diese Funktion besonders geeignet ist, ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt. Jeder Gleichstromwiderstand, der durch das Rückkopplungsnetzwerk so ausgesteuert werden kann, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 22 konstant gehalten wird, läßt eine Schaltungsfunktion im erfindungsgemäßen Sinne zu. Zum Beispiels kann ein motorbetriebener Rheostat oder eine Diodenbrücke mit einem parallel geschalteten Transistor verwendet werden.

409816/0797

23485H η

Um die Wirkungsweise der Schaltung 11 besser zu verstehen, beachte man, daß das Verhältnis der Ausgangsspannung des Versiärkers 22 zur Eingangsspannung am Eingangsanschluß 13 durch die allgemeine Sclialtungstheorie wie folgt ausgedrückt werden kann:

O)

wobei G₁ die Verstärkung des Verstärkers 21, G₉ die Verstärkung des

Verstärkers 22 und R₁, sowie R₀₀ di e Widerstandswerte des Thermi-Io zo

stors 16 bzw. Widerstandes 23 sind. Jedoch ist die Einzelfrequenzdämpfung eines Bode-Entzerrungsnetzwerkes als Funktion des Steuerwiderstandes R seines Thermistors gegeben: c

R-R

rc

wobei R der Bezugswiderstand des Bode-Entzerrungsnetzwerkes, oCeine Konstante und L die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes ist, wenn der Steuerwiderstand R gleich R ist. Löst man die

c ^σ r

Gleichung R auf, ergibt sich:
c

409816/0797

23485H

R (l - L_n + it) - r V eg O- /

~ L_n-L +OT 0 eq

Weil der Widersiand 23 im erfindungsgemäßen Ausiührungsbeispiel gleich dom Bezugswidersiand R des Bode-Entzerrungsnetzwerkes

gesetzt wird und R₁ , der Steuerwiderstand R des Thermistors ist, Io c

können wir die Gleichung 3 in die Gleichung 1 einsetzen und erhalten:

V 1 2 " 2

V₁₃ I^ ί

L - L_n +

r L_n 0

U-L +

R + R —£4—y

r rL-L +fr J O eq ^

Die Gleichung 4 reduziert sich durch algebraische Umwandlung in:

Weil die Rückkopplungsschalfung 27 den Widerstandswert des Thermistors 16 so einsteift, daß das Ausgangssignai des Verstärkers 22 konstant auf einem Wert bleibt, der auf einen Einheitswert genormt werden kann, können wir in Gleichung 5 V- durch

409816/0797

eine 1 ersetzen und finden für die Einzelfrequenzdcimpfung des Entzerrungsnetzwerkes

G-, G^,(fr, und L_n sind alle konstant und die Gleichung 6 kann in folgender reduzierter Form dargestellt werden:

eq 1 V₁₃

wobei K₁ =<£(2G. - 1) 8 L_n und K_ = -^- sind. Es zeigt sich, daß die Einzelfrequenzdümpfung des Entzerrungsnetzwerkes tatsächlich eine lineare Funktion der Inversen der an den Eingangsanschluß 13 angelegten Spannung ist. Außerdem kann aus der Gleichung 6 entnommen werden, daß die Verstärkung des Verstärkers 21 nur die Nullpunktverschiebung der L - -r-? -

Kennlinie steuert und die Verstärkung des Verstärkers 22 zum Steuern des Anstieges verwendet werden kann. Aufgrund dieser Eigenschaften der Schaltung 11 kann das Entzerrungsnetzwerk eis ein variables Leitungsnachbildungsnetzwerk betrieben werden, obwohl seine Fähigkeit, temperaturabhängige Kabeidämpfungs-

409816/0797

änderungen zu kompensieren, erhalten bleibt.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung 12 ist zum Anlegen einer Ausgangsspannung verwendbar, die eine inverse lineare Funktion der Temperatur ist. Die Schaltung 12 weist einen Eingangsanschluß 31 zum Anschalten an eins Signalquelle und einen Ausgangsanschluß 32 auf. Der invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 33 ist über einen Widerstand 34 mit dem Eingangsanschluß 31 verbunden, wohingegen der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 33 an Erde liegt. Die Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 33 weist einen Thermistor 36 und einen Widerstand 37 in Reihenschaltung auf. Bei geeigneter Wahl des Wertes des Widerstandes 37 ist das Ausgangssignal des Verstärkers 33 proportional zur Temperatur des Thermistors 36.

Um die Schaltung 12 besser zu verstehen, berücksichtige man, daß der Widerstand eines Thermistors in Abhängigkeit von der Temperatur gegeben ist durch:

ί (8)

409816/0797

wobei R„ der Widerstand des Thermistors bei seiner Bezugstemperatur T_n, T die Thermistortemperatur, e die Basis des natürlichen Logarithmus und P eine Konstante ist.

Wenn R grafisch über γ abgetragen wird, kann die Kennlinie über den beschränkten interessierenden Temperaturbereich durch eine gestrichelte Linie approximiert und durch

R_t = γ-- b (9)

spezifiziert werden, wobei -b die Kennlinien- oder Nullpunktverschiebung und α die Steigung ist. Man berücksichtige ferner, daß die Spannungsverstärkung eines rückkopplungsgesteuerten invertierenden Operationsverstärkers ungefähr gleich dem negativen Verhältnis des Rückkopplungswiderstandes zum Eingangswiderstand ist:

G = --^— . (10)

Deshalb ist für die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung der Rückkopplungswrderstand R__v + R . Wenn der Wert von R„_ gleich b

o/ _ t o/

in der Gleichung 9 gesetzt wird, wird der Rückkopplungswiderstand:

409816/0797

Wenn außerdem der Weri des Eingangj-widersfandes R^ . gleich a gesetzt wird, wird die Verstärkung der .Schaltung 12

G=- -1. (12)

Also ist die Ausgangsspunriung für die Schaltung 12 die durch die absolute Temperatur des Thermistors 36 di v'idierte Eingangsspannung.

Deshalb wird eine sehr brauchbare Steuerschahung gebildet, wenn die Schaltungen 11 und 12 in der in Fig. 1 dargestellten Art aneinandergeschalfet sind. Der Thermistor 36 kann in der Nähe des ober- oder unterirdisch zu entzerrenden Kabels angeordnet werden,- um stetsauf Kabel temperatur zu sein. Wenn eine Eingangsspannung V. an den Eingangsanschluß 31 angelegt wird,, wird die Spannung in Ausgangsanschluß 32 - V./T und die Dämpfung des Entzerrungs-Netzwerkes 17 bei einer Einzelfrequenz

η /γ τ

2 ι

⁽¹³>

Die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes wurde also zu einer linearen Funkiion der Kaboltemperatur gemacht. Um eine geeig net gerichtete Verstärkungsänderung zu liefern, ist V. negativ

409816/0797

gewählt worden. Die Verstärkung G- des Verstärkers 22 kann so bestimmt werden, daß das Rückkopplungsnetzwerk 27 optimal wirksam wird. Die Steigung der Kabeltemperatur-Einzelfrequenzdämpfungskennlinie des Entzerrungsnetzwerkes kann für jede Kabel länge leicht durch den Betrag V. der Eingangsspannung und die auch Nuilpunktverschiebung genannte Kennlinienverschiebung bei irgendeiner Temperatur leicht durch Verändern der Verstärkung G. des Verstärkers 21 eingestellt werden. Das Ergebnis ist eine sehr genaue Entzerrung der temperaturabhängigen Kabe!- dämpfung über einen weiten Temperaturbereich hinweg, ohne daß das übertragene Signal rückgekoppelt wird.

Wenn man den temperaturempfindlichen Thermistor in die Erde verlegt, können Spannungsdurchschlagsprobleme entstehen. Es ist allgemein Praxis, die Betriebsenergie für Entzerrungsnetzwerke in Form von über die Leitung übertragenem Gleichstrom zur Verfügung zu stellen, wobei die Entzerrungsnetzwerke betriebsmäßig (in the power circuit) individuell in Reihe geschaltet sind. Bei langen Leitungen mit vielen Entzerrungsnetzwerken zwischen den Energiequellen ergeben sich sehr hohe Spannungen zwischen den

409816/0797

Energiequellen ergeben sich sehr hohe Spannungen zwischen den Entzerrungsschaltungen, die am dichtesten bei den Energieaufspeisungen und an Erde liegen. Eine in solchen Fällen besonders geeignete Schaltung ist in der Fig. 2 dargestellt.

Um große Spannungsabfälle zwischen dem temperaturempfindlichen Thermistor 36 und Erde zu vermeiden, ist der Thermistor durch einen Transformator 43 gleichsirommäßig von der Entzerrungsschaltung abgetrennt, aber wechselsrrommäßig mit dieser gekoppelt. Ein geeigneter Oszi ifafor 41 steuert den Operationsverstärker 33 über einen Transformator 42 und einen Eingangswiderstand 34 an. Der Thermistor 36 wird durch den Transformator 43 in Form einer Reihenschaltung mit dem Widerstand 37 in die Rückkopplungsschleife des Verstärkers 33 einbezogen. Als Werte der Widerstände 34 und 37 werden entsprechend den Ausführungen in Verbindung mit Fig. 1 α bzw. b gewählt.

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 33 wird an einen anderen Operationsverstärker 46 angelegt, der als Spannungsspitzendefektor angeschaltet ist. Zwischen dem Ausgang des

409816/0797

Verstärkers 33 und der Erde 38 der Schaltung ist ein Potentiometer 44 ungeordnet. Zwischen dem Abgriff des Potentiometers 44 und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 46 sind ein Koppe !kondensator 47 und ein Eingangswiderstand 48 in Reihe geschaltet. Die Rückkopplungsschleife zwischen dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 46 und seinem Ausgang schließt eine Diode 49, die so gepolt ist, daß sie positive Impulse rückkoppelt, und einen Rückkoppelungswiderstand 51 ein. Eine Diode

52 läßt negative Impulse am Ausgang des Verstärkers 46 durch, um einen Kondensator 53 auf Scheitelspannung aufzuladen. Ein als nicht invertierender Verstärker geschalteter Operationsverstärker 54 wirkt wie ein Puffer, um die Spannung über den Kondensator

53 an seinen ausgangsseitigen Anschluß 113 anzulegen.

Der Rest der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ist ein detaillierteres Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 dargestellten Schaltung 11. Ein Potentiometer 56 verbindet den Ausgang 113 des Operationsverstärkers 54 mit Erde. Der Abgriff des Potentiometers 56 ist über einen geeigneten Eingangswiderstand an den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 121 angeschaltet. Die Widerstände 57 und

409816/0797

23Α85Ί4

besiimmsn dos Rückkopplungsverhältnis des Verstärkers 121, und das Potentiometer 56 bestimmt den Signalanteil des an den Verstärker angelegten Signals und wirkt als Verstärkungssteuerung. Der Widerstand 23 verbindet wie in Fig. 1 den Ausgangsanschluß Π3 des Operationsverstärkers 54 mit dem Bode-Steuei thermistor 16. Das Ausgangssignal des Verstärkers 121 wird über ein Spannungsteilernetzwerk an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 122 angelegt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 122 liegt über einen Widerstand am Knotenpunkt 66 zwischen dem Widerstand 23 und der Abtrennungsposse I-spule 24. Ein geeigneter Rückkopplungswiderstand 59 bestimmt die Verstärkung des Verstärkers 122.

Die in Fig. 1 dargestellte Rückkopplungsschaltung 27 wird in der Fig. 2 als eine Spannungsbezugsquelle, ein Differenzverstärker mit hoher Verstärkung und ein transtisroneHer Verstärker erläu-; tert. Das Ausgangssigna[ des Verstärkers 122 wird über einen Eingangswiderstand 61 an den nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 62, der als Differenzverstärker verwendet wird, angelegt. Der invertierende Eingang des Verstärkers 62

409816/0797

ist über den Widerstand 63 an eine Spannungsbezugsquelle Vp_Fp angeschaltet. Der Rückkopplungswiderstand 64 bestimmt die Verstärkung des Verstärkers 62. Das Ausgangssignal des Verstärkers 62 wird über einen geeigneten Widerstand an die Basis eines
pnp-Transistors 65 angelegt. Der Emitter des Transistors 65 liegt über einem Emitierwiderstand 67 an Erde, und der Kollektor des Transistors 65 ist an einen Anschluß des Heizelementes 14 des
indirekt beheizten Thermistors 16 angeschaltet. Der andere Anschluß des Heizelementes 14 liegt über einen geeigneten Begrenzungswiderstand an einer negativen Gleichspannungsquel Ie. Zwischen Basis und Kollektor des Transistors 65 sowie zwischen der Basis des bezeichneten Transistors und Erde sind Vorspannungswiderstände angeschaltet.

Die in der Fig. 2 dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt:
Das Ausgangssignal des Verstärkers 33 ist ein Gleichspannungssignal, dessen Amplitude wegen der Widerstände 34, 37 und des Transformators 43 eine lineare Funktion des Kehrwertes der Temperatur des Thermistors 36 ist. Der Verstärker richtet zusammen mit der ihm zugeordneten vbrbezeichneten Schaltungsanordnung das

409816/0797

23485U

vom Verstärker 33 ausgehende Signal halbwellenweise gleich und lädt den Kondensator 53 auf einen der Signalamplitude proportionalen Scheitelwert auf, wobei der ungeerdete Anschluß des bezeichneten Kondensators negativ wird. Der Verstärker 54 trennt lediglich den Kondensator 53 ab und liefert an seinen Ausgangsanschluß 113 ein negatives Ausgangssignal. Das Potentiometer 44 steuert die Amplitude des an den Spitzenspannungsdetektor angelegten Signals und folglich V. aus Gleichung 13. Es ist also eine für jede Kabellänge geeignete Einrichtung zum Einstellen der Entzerrungsnetzwerkkorrektur und steuert den Kennlinienanstieg einer über der Kabeltemperatur aufgetragenen Entzerrungsnetzwerkdämpfungskennlinie für eine Einzel frequenz. Natürlich könnten alternativ dazu andere SteuerungsmÖglichkeiten zur Einstellung der Signalamplitude am bereits oben erwähnten Anschlußpunkt 113 in Frage kommen, beispielsweise als Verstärkung des Verstärkers 54 oder das Ausgangssignal des Oszi Hators 41.

Das Potentiometer 56 steuert den Betrag des an den Verstärker 121 angelegten Signals und hat deshalb auf ihn die selbe Wirkung wie eine Verstärkungssteuerung. Das Potentiometer 56 steuert deshalb

409816/0797

das in Gleichung 13 aufgeführte G. und setzt die Verschiebung der Ei nzelfrequenzentzerrungsnetzwerkdämpfungs-Kabeltemperaturkennlinie fest. Der Verstärker 122 verstärkt die Differenz zwischen dem negativen Signal vom Verstärker 121 und dem negativen Signal im Knotenpunkt 66, damit sich ein positives Ausgangssignal gleich der Referenzspannung ergibt. Sollte das Ausgangssignal des Verstärkers 122 unter die Referenzspannung abfallen, wird das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 62 negativ,' wodurch der Widerstand des Transistors 63 kleiner wird, damit der Strom durch das Heizelement 14 anwächst. Sobald sich der Thermistor 16 erwärmt, fällt sein Widerstand ab und macht die Spannung im Knotenpunkt 66 weniger negativ. Weil diese Spannung an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 122 angelegt wird, führt die weniger negative Eingangsspannung zu einer positiveren Ausgangsspannung, wobei der ursprüngliche hypothetische Spannungsabfall ausgeglichen wird. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Verstärkers 122 auf die Bezugsspannung geklammert. Somit sind die Bedingungen der Gleichungen 6 und 13 erfüllt, und die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes 17 wurde zu einer linearen Funktion der Temperalur des Thermistors 36 gemacht. Deshalb regelt das Entzerrungsnetz-

409816/0797

werk das Kabel über den von ihm erfahrenen Temperaiurbereich hinweg genau vor. Außerdem stellt das auch als Anstiegsstcuerung bezeichnete PoJentiotneier AA eine Einrichtung zum Einsteilen der Empfindlichkeit für verschiedene Kabellängen und das auch als Nullpunkt- oder Kennlinienverschiebungssteuerung bezeichnete Poieniiometer 56 eine Einrichtung zur Nullpunkteinstellung dar.

409816/0797

Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1. jEntzerrungsnetzwerksteuerschaltung mit einem Eingangsanschluß zum Anlegen eines Steuersignals an einen ersten Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers, der einen ersten und zweiten Eingangs- und einen Ausgangsanschluß aufweist, zum Verändern des Wertes eines Steuerwiderstandes, der zwischen den zweiten Eingangsanschluß des Diffeienzverstärkers und eine Bezugsspannung geschaltet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwiderstand (16) an ein Entzerrungsnetzwerk (17) mit variabler Dämpfung, das einen Bezugswiderstand enthält, angeschaltet ist, daß eine Verstärkungseinrichtung (21, 121) zwischen dem Eingangsanschluß (13, 113) und dem ersten Eingangsanschluß des Differenzverstärkers (22, 122) die Amplitude des an den Differenzverstärker angelegten Steuersignals ändert, daß ein Widerstand (23), dessen Wert gleich dem des Bezugswiderstandes des Entzerrungsnetzwerkes ist, zwischen den ersten und zweiten Eingangsanschluß des Differenzverstärkers angeschaltet ist, und daß eine Rückkoppelungsein-, richtung (27) den Wert des Steuerwiderstandes verändert,

409816/0797

.2348bU

um die Ausgangsspannunrj des Diffeienzverstärkers konstant zu halten, wodurch die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes linear vom Steuersignal abhängt.
2. Entzerrungsnetzwerksteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet) daß eine Schaltung (12) zum Erzeugen eines Steuersignals mit einem Verstärker (33) und einer Rückkoppelungsschaltung, die ein temperafurempfindIiches Bauelement (36) aufweist, ein Steuersignal an den Eingangsanschiuß (13, 113) legt, das eine" inverse lineare Funktion der Umgebungstemperatur ist, wodurch die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerkes eine lineare Funktion der Umgebungstemperatur ist.
3. Entzerrungsnefzwerksteuerschaltung nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet, daß ein variabler Widerstand (56) zwischen den Eingangsanschluß und die erste Verstärkungseinrichtung (121) angeschaltet ist, um die NuHpunktverschiebung der Dämpfungskennlinie des Entzerrungsnetzwerkes zu verändern.

409816/0797

23485U
4. Entzerrungsnsizwerksteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwiderstand (Ιό) thermisch an das Ausgangssignal des Differenzverstärkers gekoppelt ist, um den Beirag der an den zweiten Differenzverstärkereingangsanschluß angelegten Sieuersignalspannung zu verändern.
5. Entzerrungsnctzwerksteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssigna! des Diffeienzverstäikeis (122) an einen Eingangsanschluß einer Komparatoreinrichtung (62) angelegt wird, deren anderer Eingangsanschluß an einer Bezugsspannung liegt, daß ein Heizelement (14) thermisch an den variablen Widerstand (16) gekoppelt ist,und daß eine Steuereinrichtung (65) zwischen dem Heizelement und dem Ausgang der Komparatoreinrichtung angeschaltet ist, um den Strom durch das Heizelement in Abhängigkeit vom Ausgangssigna! des Differenzverstärkers zu verändern.

409816/0797