DE2442207A1 - Large community aerial system - has pilot control circuit for compensation of frequency and temperature dependent attenuation changes - Google Patents
Large community aerial system - has pilot control circuit for compensation of frequency and temperature dependent attenuation changesInfo
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Abstract
Description
Pilot-Regelschaltung Die Erfindung betrifft eine Pilot-Regelschaltung zum Ausgleichen von frequenz- und temperaturabhängigen Dämpfungsänderungen bei Leitungen, insbesondere Koaxialkabeln von Groß-Gemeinschaftsantennenanlagen, über die ein Pilotsignal übertragen wird, mit Einrichtungen zum Entzerren des Dämpfungs-Frequenzganges bei einer mittleren Temperatur, mit einem in Serie zur Leitung geschalteten, wenigstens ein steuerbares Impedanzelement aufweisenden Bode-Entzerrer, dessen Dämpfungshub im BetriebsSrequenzband etwa proportional zu einem dem steuerbaren Impedanzelement zugeführten Steuersignal um einen Dämpfungsgrundwert herum änderbar ist, und der so aufgebaut ist, daß sein Dämpfungs - Frequenzgang denDämpfungs-Frequenzgang der Leitung bei wenigstens einem Temperaturwert etwa kompensiert und mit einer an die Leitung angekoppelten, das Pilotsignal aus dem Ausgangssignal des Bode-Entzerrers abtrennenden und das Steuersignal entsprechend der Amplitude des Pilotsignals abgebenden Abtrennschaltung. Pilot control circuit The invention relates to a pilot control circuit to compensate for frequency and temperature-dependent changes in attenuation in cables, in particular coaxial cables from large communal antenna systems via which a pilot signal is transmitted, with devices for equalizing the attenuation frequency response a medium temperature, with one connected in series to the line, at least a controllable impedance element having a Bode equalizer, its damping stroke in the operating frequency band roughly proportional to one of the controllable impedance elements supplied control signal can be changed around a basic damping value, and the is constructed in such a way that its attenuation frequency response matches the attenuation frequency response of the Conduction at at least one temperature value approximately compensated and with a coupled to the line, the pilot signal from the output signal of the Bode equalizer separating and the control signal according to the amplitude of the Pilot signal emitting disconnection circuit.
Pilot-Regelschaltungen der obenstehend erläuterten Art sind bekannt ("Radio Mentor Elektronik" Jahrgang 59, 1973, Heft 7, Seiten 292 bis 294). Sie sollen insbesondere bei Groß~Gemeinschaftsantennenanlagen Anderungen der Kabel dämpfung auf der Übertragungsstrecke ausgleichen. Zu diesem Zweck wird am Eingang der Übertragungsstrecke neben den Nutzsignalen ein Pilotsignal mit hochkonstantem Pegel zugeführt. Das Pilot signal wird am Ausgang jeder zu regelnden Verstärkereinheit abgetrennt und dient, da seine Amplitude der Kabeldämpfung auf der Übertragungsstrecke entspricht, als Steuersignal für ein steuerbares Dämpfungsglied, das mit der Abtrennschaltung zu einer Regelschaltung verbunden ist. Da sich jedoch mit Hilfe einer derartigen Regelschaltung Dämpfungsänderungen lediglich bei der Frequenz des Pilotsignals restfehlerfrei ausgleichen lassen, die Dämpfungsänderung der Übertragungsstrecke aufgrund von Temperatureinflüssen jedoch auch frequenzabhängig ist, müssen entweder mehrere Pilotsignale mit jeweils unterschiedlicher Frequenz zugeführt und in Regelschaltungen verarbeitet werden, oder aber es müssen steuerbare Dämpfungsglieder mit einem Dämpfungs-Frequenzgang verwendet werden, der den Dämpfungs-Frequenzgang der Übertragungsstrecke abhängig von der jeweiligen Temperatur für das gesamte Betriebsfrequenzband kompensiert. Steuerbare Dämpfungsglieder, mit deren Hilfe abhängig von der Amplitude des jeweils zugeführten Steuersignals innerhalb des Betriebsfrequenzbandes ein vorgegebener Dämpfungs-Frequenzgang eingestellt werden kann, sind als Bode-Entzerrer bekannt geworden (H. W. Bode, Variable Equalizers, Bell System Technical Journal, Band 17, 1932, Seiten 229 bis 244). Die nach bekannten Dimensionierungsregeln aufgebauten Bode-Entzerrer ermöglichen durch Steuerung eines oder mehrerer ihrer Widerstände innerhalb des Betriebsfrequenzbands dem Steuersignal proportionale Dämpfungshübe.Pilot control circuits of the type explained above are known ("Radio Mentor Electronics" year 59, 1973, issue 7, pages 292 to 294). You should Changes to the cable attenuation, especially in large community antenna systems equalize on the transmission path. For this purpose, at the entrance of the transmission link In addition to the useful signals, a pilot signal with a highly constant level is supplied. The pilot signal is separated at the output of each amplifier unit to be controlled and is used since its amplitude corresponds to the cable attenuation on the transmission path than Control signal for a controllable attenuator that is connected to the isolating circuit a control circuit is connected. Since, however, with the help of such a control circuit Only compensate for changes in attenuation without residual errors at the frequency of the pilot signal let the attenuation change of the transmission path due to temperature influences however, it is also frequency dependent, either multiple pilot signals must be used with each supplied at different frequencies and processed in control circuits, or there must be controllable attenuators with a damping frequency response used, which depends on the attenuation frequency response of the transmission path compensated by the respective temperature for the entire operating frequency band. Controllable attenuators, with their help depending on the amplitude of each supplied control signal within the operating frequency band a predetermined Attenuation frequency response that can be adjusted are known as Bode equalizers (H. W. Bode, Variable Equalizers, Bell System Technical Journal, Volume 17, 1932, Pages 229 to 244). The according to known dimensioning rules built Bode equalizer enable by controlling one or more of their Resistances within the operating frequency band proportional to the control signal.
Die gesamte Kabeldämpfung der Ubertragungsstrecke setzt sich aus einem festen Anteil und einem temperaturabhängigen Anteil zusammen, wobei jedoch beide Anteile frequenzabhängig und von der Art (Typ) des Kabels abhängig sind. Zur Kompensation des sich aus dem festen Anteil der Kabeldämpfung ergebenden Dämpfungs-Frequenzgangs ist bei der bekannten Pilot-Regelschaltung ein Festentzerrer vorgesehen, der den konstanten Anteil kompensiert. Nachteilig ist, daß der temperaturabhängige Anteil des Dämpfungs-Frequenzgangs erst nach einer Vorverstärkerstufe kompensiert wird und damit die Aussteuerungsreserven des Verstärkers frequenzabhängig verringert werden. Weiterhin addieren sich die Fehler des Festentzerrers zu denen des steuerbaren, den temperaturabhängigen Dämpfungs-Frequenzgang entzerrenden Dämpfungsglieds, was zu einer zusätzlichen Welligkeit des Dämpfungs-Frequenzgangs der Ubertragungsstrecke führt.The entire cable attenuation of the transmission path consists of one fixed portion and a temperature-dependent portion together, but both Components are frequency-dependent and dependent on the type (type) of the cable. For compensation the attenuation frequency response resulting from the fixed component of the cable attenuation a fixed equalizer is provided in the known pilot control circuit, which the constant portion compensated. The disadvantage is that the temperature-dependent portion of the attenuation frequency response is only compensated after a preamplifier stage and thus the headroom of the amplifier is reduced as a function of the frequency will. Furthermore, the errors of the fixed equalizer add to those of the controllable, the temperature-dependent attenuation frequency response equalizing attenuator, what to an additional ripple of the attenuation frequency response of the transmission link leads.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Pilot-Regelschaltung anzugeben, durch die die Aussteuerungsreserven von in Serie zur Übertragungsstrecke geschalteten Verstärkern besser ausgenutzt werden können und bei der der Signal-zu-Rauschabstand von am Ausgang geregelten Verstärkern innerhalb des Betriebsfrequenzbands für Kabeltemperaturen innerhalb des durch die Regelung erfaßten Temperaturbereichs weitgehend konstant bleibt.The object of the invention is to provide a simple pilot control circuit, through which the headroom is connected in series to the transmission path Amplifiers can be better used and in which the signal-to-noise ratio of amplifiers regulated at the output within the operating frequency band for cable temperatures largely constant within the temperature range covered by the control remain.
Die Erfindung löst diese Aufgabe, ausgehend von der eingangs näher erläuterten Pilot-Regelschaltung, dadurch, daß der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang des Bode-Entzerrers so gewählt ist, daß er den Dämpfungs-Frequenzgang der Leitung bei'der mittleren Temperatur kompensiert. Auf diese Weise kann der Festentzerrer eingespart und die Welligkeit des Frequenzgangs der gesamten Übertragungsstrecke verringert werden.The invention solves this problem, proceeding from the above in more detail explained pilot control circuit, characterized in that the attenuation base value frequency response of the Bode equalizer is chosen so that it has the attenuation frequency response of the line compensated at the mean temperature. In this way the fixed equalizer saved and the ripple of the frequency response of the entire transmission path be reduced.
Der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang des Bode-Entzerrers wird so gewählt, daß sich bei der mittleren Kabelbetriebstemperatur am Ausgang des Bode-Entzerrers ein konstanter frequenzunabhängiger Pegel ergibt.The basic attenuation frequency response of the Bode equalizer is selected in such a way that that at the mean cable operating temperature at the output of the Bode equalizer results in a constant frequency-independent level.
Bevorzugt werden Bode-Entzerrer, deren steuerbares Impedanzelement eine steuerbare, kapazitive oder induktive Reaktanz mit einem entsprechend dem Steuersignal änderbaren Reaktanzanteil und einem konstanten, den Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang festlegenden Reaktanzanteil aufweist. Dies hat den Vorteil, daß auch einfache, mit einer statischen Kapazität oder einer statischen Induktivität behaftete steuerbare Reaktanzen verwendet werden können und es keiner Schaltungskniffe bedarf, um diese statischen Kapazitäten oder Induktivitäten auszugleichen.Preference is given to Bode equalizers and their controllable impedance element a controllable, capacitive or inductive reactance with a corresponding to the control signal changeable reactance component and a constant, the basic damping value frequency response having defining reactance fraction. This has the advantage that it is also easy to use a static capacitance or a static inductance afflicted controllable Reactances can be used and there is no need to tweak the circuit to get them to compensate for static capacitances or inductances.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform erwiesen, in der der Bode-Entzerrer als T-Glied mit überbrUcktem Längszweig ausgebildet ist und in der ein einziges steuerbares Impedanzelement im Überbrückungszweig oder im Querzweig vorgesehen ist. Es hat sich herausgestellt, daß mit derartigen Schaltungen nicht nur der Aufwand zur Steuerung des Bode-Entzerrers vermindert wird, sondern daß darüber hinaus trotz der daraus sich ergebenden einfacheren Schaltung des Bode-Entzerrers eine weitgehend restfehlerfreie Kompensation des Dämpfungs-Frequenzganges der Übertragungsstrecke erzielt werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Überbrückungszweig und der Querzweig zueinander widerstandsreziproke Schaltungen aufweisen und wenn der Überbrückungszweig im Betriebsfrequenzband kapazitives und der Querzweig induktives Verhalten zeigen.An embodiment has proven to be particularly advantageous, in which the Bode equalizer is designed as a T-element with a bridged series branch and in which a single controllable impedance element in the bridging branch or in the Cross branch is provided. It has been found that with such circuits not only the effort to control the Bode equalizer is reduced, but that in addition, despite the resulting simpler circuit of the Bode equalizer a largely residual error-free compensation of the attenuation frequency response of the transmission path can be achieved. This is especially true if the bridging branch and the cross arm to each other have reciprocal resistance circuits and if the Bridging branch in the operating frequency band is capacitive and the shunt branch is inductive Show behavior.
Zweckmäßigerweise ist der Dämpfungs-Frequenzgang des Bode-Entzerrers einstellbar; er kann dann an den Dämpfungs-Frequenzgang des jeweils verwendeten Kabeltyps angepaßt werden.The attenuation frequency response of the Bode equalizer is expedient adjustable; he can then adapt to the attenuation frequency response of the particular one being used Cable type can be adapted.
Diese Anpassung gestaltet sich besonders einfach, wenn in Serie zum Querzweig ein Parallelresonanzkreis mit änderbarer Resonanzfrequenz geschaltet ist. In Ausführungsformen, in denen der Querzweig induktives Verhalten zeigen soll, liegt die Resonanzfrequenz dieses Parallelresonanzkreises dann oberhalb des Betriebsfrequenzbands.This adaptation is particularly easy when in series with the Shunt branch a parallel resonance circuit is connected with a variable resonance frequency. In embodiments in which the shunt arm is to show inductive behavior, lies the resonance frequency of this parallel resonance circuit is then above the operating frequency band.
Für Bode-Entzerrer mit einem einzigen steuerbaren Impedanzelement eignen sich insbesondere Schaltungen, bei denen der Längszweig zwei jeweils den Querzweig mit dem Eingang bzw.For Bode equalizers with a single controllable impedance element are particularly suitable circuits in which the series branch two each the Cross branch with the entrance or
dem Ausgang des Bode-Entzerrers verbindende Widerstände aufweist, deren Widerstandswerte jeweils gleich dem Wellenwiderstand der an den Eingang bzw. den Ausgang angeschlossenen Leitung ist und bei der der Überbrückungszweig einen parallel zum Längszweig geschalteten Widerstand und der Querzweig einen hierzu in Serie geschalteten Widerstand aufweisen.has resistors connecting the output of the Bode equalizer, whose resistance values are equal to the characteristic impedance of the input resp. the output is connected to the line and for which the bridging branch is a parallel to the series branch connected resistor and the shunt branch a to this in Have resistor connected in series.
Insbesondere in Verbindung mit einem in Serie zum Querzweig geschalteten Parallelresonanzkreis gestatten die Widerstände des Längszweigs und des Querzweigs bei Ausführung als einstellbare Widerstände eine einfache Anpassung des Dämpfungs grundwert-Frequenzgangs an den jeweils verwendeten Kabel typ.In particular in connection with a series connected to the shunt branch Parallel resonance circuit allow the resistances of the series branch and the cross branch when designed as adjustable resistors, a simple adjustment of the damping Base value frequency response on the cable used in each case typ.
Wie bereits ausgeführt wurde, sind als steuerbare Reaktanzen ausgebildete steuerbare Impedanzelemente besonders geeignet, wenn diese neben dem steuerbaren Reaktanzanteil einen konstanten Reaktanzanteil aufweisen. Eine besonders einfache Regelschaltung erhält man, wenn der Überbrückungszweig eine parallel zum Längszweig angekoppelte Kapazitätsdiode als steuerbares Impedanzelement aufweist und wenn die Abtrennschaltung zur Steuerung des Kapazitätswerts der Kapazitätsdiode ein entsprechend der Amplitude des Pilotsignals um einen mittleren Gleichspannungspegel schwankendes Gleich spannungs-Steuersignal abgibt. Der Dämpfungsgrundwert-Fre quenzgang kann dann durch die Eigenkapazität der Kapazittsdiode im Arbeitspunkt festgelegt werden. Die Abtrennschaltung gibt hierbei das Gleichspannungs-Steuersignal so ab, daß es mit wachsender Amplitude des Pilotsignals die Kapazität der Kapazitätsdiode vermindert.As already stated, reactances are designed as controllable Controllable impedance elements are particularly suitable when they are in addition to the controllable Reactance fraction have a constant reactance fraction. A particularly simple one Control circuit is obtained when the bridging branch has a parallel to the series branch coupled capacitance diode as a controllable impedance element and if the Disconnection circuit for controlling the capacitance value of the capacitance diode accordingly the amplitude of the pilot signal fluctuating around an average DC voltage level Outputs the same voltage control signal. The fundamental value frequency response can can then be determined by the self-capacitance of the capacitance diode in the operating point. The disconnect circuit gives the DC voltage control signal so that the capacitance of the capacitance diode increases with the amplitude of the pilot signal reduced.
In einer anderen Ausführungsform kann als steuerbares Impedanzelement eine in Serie zum Querzweig geschaltete steuerbare Impedanz vorgesehen sein. Die steuerbare Impedanz ist zweckmäßigerweise mit einem Anschluß an Masse geschaltet.In another embodiment, the controllable impedance element a controllable impedance connected in series to the shunt branch can be provided. the Controllable impedance is expediently connected to a connection to ground.
Als steuerbare Induktivität eignet sich z.B. ein Magnetvariometer, dessen Spule in einem durch die Steuerspannung änderbaren elektromagnetischen Gleichfeld angeordnet ist.A magnetic variometer, for example, is suitable as a controllable inductance, its coil in a constant electromagnetic field that can be changed by the control voltage is arranged.
Durch Änderung der Steuerspannung kann dann die Selbstinduktion der Spule beeinflußt werden. Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß sowohl kapazitive als auch induktive steuerbare Reaktanzen unter Verwendung von Transistoren bzw.By changing the control voltage, the self-induction of the Coil can be influenced. It should be emphasized, however, that both capacitive as well as inductive controllable reactances using transistors or
Feldeffekttransistoren als aktive Reaktanzschaltungen ausgeführt sein können.Field effect transistors can be designed as active reactance circuits can.
Von besonderer Bedeutung ist eine Ausführungsform, in der das Pilotsignal eine in der oberen Hälfte des Betriebsfrequenzbands oder darüber liegende Frequenz aufweist. Diese Ausführungsform berücksichtigt, im Gegensatz zu bekannten Pilot-Regelschaltungen, daß der zum Ausgleich der temperaturabhängigen Dämpfungsänderung erforderliche Dämpfungshub des Bode-Entzerrers mit wachsender Frequenz größer wird. Bekannte Pilot-Regelschaltungen mit am unteren Ende des Betriebsfrequenzbands liegender Frequenz des Pilotsignals haben den Nachteil, daß kleine temperaturbedingte Pegeländerungen des Pilotsignals einen großen Dämpfungshub am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands steuern müssen. Am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands sind jedoch die Aussteuerungsreserven und der Signal-zu-Rausch-Abstand am geringsten. Dieser Nachteil der bekannten Pilot-Regelschaltungen wird vermieden, wenn die Frequenz des Pilotsignals am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands liegt. In dieser Ausfùhrungsform können Restfehler am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands vollständig vermieden werden. Zwar treten an der unteren Grenze Restfehler auf, die jedoch infolge der höheren Aussteuerungsreserven von Verstärkern bei tiefen Frequenzen unberücksichtigt bleiben können. Diese Ausführungsform der Erfindung hat damit den Vorteil, daß die Dynamik der gesamten Kabelstrecke im zulässigen Temperaturbereich erhalten bleibt und daß sich ein gleichbleibender Rausch- und Intermodulationsabstand ergibt.Of particular importance is an embodiment in which the pilot signal a frequency in the upper half of the operating frequency band or above having. In contrast to known pilot control circuits, this embodiment takes into account that the damping stroke required to compensate for the temperature-dependent change in damping of the Bode equalizer increases with increasing frequency. Known pilot control circuits with the frequency of the pilot signal at the lower end of the operating frequency band have the disadvantage that small temperature-related level changes of the pilot signal need to control a large attenuation swing at the upper end of the operating frequency band. At the upper end of the operating frequency band, however, are the headroom and the signal-to-noise ratio is lowest. This disadvantage of the known pilot control circuits is avoided when the frequency of the pilot signal is at the high end of the operating frequency band. In this embodiment, residual errors can occur on the the upper end of the operating frequency band can be completely avoided. True, kick residual errors at the lower limit, which, however, are due to the higher headroom can be disregarded by amplifiers at low frequencies. This embodiment the invention thus has the advantage that the dynamics of the entire cable route in permissible temperature range is maintained and that a constant noise and intermodulation distance results.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Pilot-Regelschaltung; Fig. 2 ein Diagramm des Dämpfungs-Frequenzangs der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 1; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Pilot-Regelschaltung; Fig. 4 ein Diagramm des Dämpfungsgrundwert-Frequenzgangs der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3; Fig. 5 ein Diagramm des temperaturabhängigen Dämpfungs-Frequenzgangs der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3; Fig. 6 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines in der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3 verwendbaren Bode-Entzerrers; und Fig. 7 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform eines in de r P der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3 verwendbaren Bode-Entzerrers.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings 1 shows a block diagram of a known pilot control circuit; FIG. 2 is a diagram of the damping frequency response of the pilot control circuit according to FIG. 1; 3 shows a block diagram of a pilot control circuit according to the invention; Fig. 4 shows a diagram of the frequency response of the basic attenuation value of the pilot control circuit according to FIG Fig. 3; 5 shows a diagram of the temperature-dependent damping frequency response of Pilot control circuit according to FIG. 3; 6 is a circuit diagram of a first embodiment a Bode equalizer which can be used in the pilot control circuit according to FIG. 3; and 7 is a circuit diagram of another embodiment of one in the P of the pilot control circuit 3 usable Bode equalizer.
Fig. 1 zeigt eine Pilot-Regelschaltung bekannter Art, der über eine Leitung 1 neben einem Nutzsignal ein Pilotsignal zugeführt wird. Das Nutzsignal und das Pilotsignal wird an einem in Fig. 1 nicht dargestellten Ort in die Leitung 1 eingespeist. Bei der Leitung 1 kann es sich um ein Koaxialkabel Groß-Gemeinschaftsantenncan1age handeln. Die Pilot-Regelschaltung hat die Aufgabe, Dämpfungsänderungen aufgrund von Temperatureinflüssen auszuregeln. Das Nutzsignal und das Pilotsignal wird über ein frequenzunabhängiges Dämpfungsglied 3 einem Festentzerrer 5 zugeführt. Während das frequenzunabhängige Dämpfungsglied lediglich Dämpfungsunterschiede bei Verwendung der Pilot-Regelschaltung an Leitungen mit unterschiedlichen Längen ausgleichen und hierdurch die Ubersteuerung nachfolgender Verstärkerstufen verhindern soll, weist der Festentzerrer 5 einen Dämpfungs-Frequenzgang auf, der den Dämpfungs-Frequenzgang der vorgeschalteten Leitung 1 innerhalb des Betriebsfrequenzbands ausgleichen soll. Am Ausgang des Festentzerrers 5 ist damit für eine mittlere Kabeltemperatur ein im wesentlichen frequenzunabhängiger Dämpfungsgrundwert des Nutzsiganls und des Pilotsignals verfügbar.Fig. 1 shows a pilot control circuit of known type, which has a Line 1 is supplied with a pilot signal in addition to a useful signal. The useful signal and the pilot signal is put into the line at a location not shown in FIG 1 fed in. The line 1 can be a coaxial cable for a large community antenna Act. The pilot control circuit has the task of damping changes due to to compensate for temperature influences. The useful signal and the pilot signal is over a frequency-independent attenuator 3 is fed to a fixed equalizer 5. While the frequency-independent attenuator only shows differences in attenuation when used compensate for the pilot control circuit on lines with different lengths and this is intended to prevent the overdriving of subsequent amplifier stages the fixed equalizer 5 has an attenuation frequency response which the attenuation frequency response the upstream line 1 is to compensate within the operating frequency band. At the output of the fixed equalizer 5 there is thus a for an average cable temperature Essentially frequency-independent attenuation base value of the Nutzsiganls and the Pilot signal available.
I)as Nutzsignal und das Pilotsignal wird über einen Vorverstärker 7 einem Regelkreis 9 zugeführt, der temperaturabhängige Pegelschwankungen des Nutzsignals und des Pilotsignals frequenzlinear ausgleicht. Der Vorverstärker 7 überträgt also ein noch nicht ausgeregeltes Signal, so daß dessen Aussteuerungsreserven verringert werden. Außerdem erhöht der Festentzerrer 5 die Gesamtwelligkeit des Frequenzgangs der Pilot-Regelschaltung.I) the useful signal and the pilot signal are transmitted via a preamplifier 7 fed to a control circuit 9, the temperature-dependent level fluctuations of the useful signal and equalizes the pilot signal in a frequency-linear manner. The preamplifier 7 thus transmits a signal that has not yet been adjusted, so that its headroom is reduced will. In addition, the fixed equalizer 5 increases the overall ripple of the frequency response the pilot control circuit.
Der Regelkreis 9 weist einen Bode-Entzerrer 11 auf, der die aus dem Vorverstärker 7 zugeführten Signalean einen Verstärker 13 abgibt. Der Dämpfungshub des Bode-Entzerrers 11 kann mit Hilfe eines von einer Abtrennschaltung 15 erzeugten Steuersignals auf einem Sollwert gehalten werden.The control circuit 9 has a Bode equalizer 11, which from the Preamplifier 7 supplies signals to an amplifier 13. The damping stroke of the Bode equalizer 11 can be generated with the aid of an isolating circuit 15 Control signal are kept at a setpoint.
De Abtrennschaltung 15 weist hierzu ein auf die Pilotfrequenz des Pilotsignals abgestimmtes Bandfilter 17 auf, das das Pilotsignal am Ausgang des Verstärkers 13 vom Nutzsignal trennt und über einen Verstärker 19 an eine Gleichrichterschaltung 21 abgibt. Das Pilotsignal wird in der Gleichrichterschaltung 21 gleichgerichtet und entsprechend einem Sollwertsignal dem Bode-Entzerrer 11 als Steuersignal.zur Anderung des Frequenzhubs zugeführt.De disconnect circuit 15 indicates the pilot frequency of the pilot signal matched bandpass filter 17, which the pilot signal at the output the amplifier 13 separates from the useful signal and via an amplifier 19 to a rectifier circuit 21 gives up. The pilot signal is rectified in the rectifier circuit 21 and according to a setpoint signal to the Bode equalizer 11 as a control signal Change of the frequency deviation supplied.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm für zwei verschiedene Temperaturwerte (-300; +300) den Dämpfungs-Frequenzgang des Bode-Entzerrers 11 innerhalb eines Betriebsfrequenzbands von 40MHz bis 272 MHz. Die ausgezogene Kurve gibt hierbei den gewünschten, zur exakten Kompensation des Dämpfungs-Frequenzgangs der Leitung 1 erforderlichen Dämpfungs-Frequenzgang des Bode-Entzerrers 11 an, während die gestrichelt eingezeichneten Kurven den tatsächlich erreichten Dämpfungs-Frequenzgang zeigen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, stimmen der gewünschte und der tatsächlich erreichte Dämpfungs-Frequenzgang lediglich bei tieferen Frequenzen des Betriebsfrequenzbands etwa überein. Bei höheren Frequenzen des BetriebsSrequenzbands ergibt sich ein Restfehler F, der durch den tatsächlich erreichten Dämpfungs-Frequenzgang des Bode-Entzerrers 11 nicht kompensiert werden kann. Eine exakte Kompensation ist lediglich für die in der unteren Hälfte des BetriebsSrequenzbands z.B. bei 118 MHz liegende Pilotfrequenz fp sichergestellt.2 shows a diagram for two different temperature values (-300; +300) the attenuation frequency response of the Bode equalizer 11 within an operating frequency band from 40MHz to 272 MHz. The drawn out curve gives the desired, to the exact one Compensation of the attenuation frequency response of line 1 required attenuation frequency response of the Bode equalizer 11, while the dashed curves are actually show the attenuation frequency response achieved. As can be seen from Fig. 2, agree the desired and actually achieved attenuation frequency response only at lower frequencies of the operating frequency band roughly match. At higher frequencies of the operating frequency band results in a residual error F, which is actually caused by the attained attenuation frequency response of the Bode equalizer 11 are not compensated can. Exact compensation is only for those in the lower half of the operating frequency band E.g. the pilot frequency fp at 118 MHz is ensured.
Die bekannte Pilot-Regelschaltung hat damit den Nachteil, daß der größte Restfehler F bei höheren Frequenzen auftritt, bei denen die Aussteuerungsreserven des Vorverstärkers 7 sowie des Verstärkers 13 und der Signal-zu-Rausc-h-Abstand des Verstärkers 13 am geringsten ist.The known pilot control circuit has the disadvantage that the largest residual error F occurs at higher frequencies at which the headroom of the preamplifier 7 as well as the amplifier 13 and the signal-to-Rausc-h-distance of amplifier 13 is the lowest.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Pilot-Regelschaltung. Ahnlich der bekannten .Pilot-Regelschaltung nach Fig. 1 wird das Pilotsignal und das Nutzsignal aus einer Leitung 23, etwa dem Koaxialkabel einer Groß-Gemeinschaftsantennenanlage einem frequenzunabhängigen Dämpfungsglied 25 zugeführt, mit dessen Hilfe der Pegel des Nutzsignal und des Pilotsignals auf einen für die nachgeschaltete Pilot-Regelschaltung optimalen Wert einstellbar ist. Die Pilot-Regelschaltung weist einen steuerbaren Bode-Entzerrer 27 auf, der das Nutzsignal und das Pilotsignal aus dem frequenzunabhängigen Dämpfungsglied 25 aufnimmt und über einen Verstärker 29 an eine weiterführende Leitung 31 der Übertragungsstrecke abgibt. Zur Steuerung des Bode-Entzerrers 27 ist ähnlich der bekannten Pilot-Regelschaltung eine Abtrennschaltung 33 vorgesehen, die das am Ausgang des Verstärkers 29 auftretende Pilotsignal von Nutzsignal trennt und dem Bode-Entzerrer 27 ein der Amplitude des Pilotsignals entsprechendes Steuersignal zuführt. Die Abtrennschaltung 33 weist hierzu wiederum ein auf die Pilotfrequenz fp abgestimmtes Bandfilter 35 auf, an das über einen Verstärker 37 eine Gleichrichterschaltung 39 angekoppelt ist. Die Abtrennschaltung 33 regelt, mit Hilfe eines in der Gleichrichterschaltung 39 erzeugten und. dem Bode-Entzerrer 27 zugeführten Steuersignals den Pegel des Pilotsignals und damit auch den Pegel des Nutzsignals auf einen konstanten Wert ein, wobei der konstante Wert durch ein der Abtrennschaltung in nicht dargestellten Weise zugeführtes Sollwertsignal vorgegeben wird.3 shows the block diagram of a pilot control circuit according to the invention. Similar to the known .Pilot control circuit according to FIG. 1, the pilot signal and the useful signal from a line 23, such as the coaxial cable one Large community antenna system fed to a frequency-independent attenuator 25, with the help of which the level of the useful signal and the pilot signal to one for the downstream pilot control circuit optimal value can be set. The pilot control circuit has a controllable Bode equalizer 27, the useful signal and the pilot signal takes up from the frequency-independent attenuator 25 and via an amplifier 29 delivers to a continuing line 31 of the transmission link. For controlling of the Bode equalizer 27 is a disconnection circuit similar to the known pilot control circuit 33 is provided which the pilot signal occurring at the output of the amplifier 29 from The useful signal separates and the Bode equalizer 27 a corresponding to the amplitude of the pilot signal Control signal supplies. The disconnection circuit 33 has this in turn on the Pilot frequency fp tuned band filter 35 to which an amplifier 37 a rectifier circuit 39 is coupled. The disconnection circuit 33 regulates with the help of a generated in the rectifier circuit 39 and. the Bode equalizer 27 supplied control signal the level of the pilot signal and thus also the level of the useful signal to a constant value, the constant value being replaced by a the disconnection circuit in a manner not shown supplied setpoint signal will.
Der Bode-Entzerrer 27 weist, ähnlich dem Bode-Entzerrer 11 der bekannten Pilot-Regelschaltung nach Fig. 1 wenigstens ein steuerbares Impedanzelement auf, durch das sein Dämpfungshub im Betriebsfrequenzband etwa proportional zum Steuersignal der Abtrennschaltung 33 um einen Dämpfungsgrundwert herum änderbar ist. Der Bode-Entzerrer 27 ist so aufgebaut, daß sein Dämpfung-Frequenzgang den Dämpfungs-Frequenzgang der Leitung 23 bei wenigstens einem Temperaturwert kompensiert.The Bode equalizer 27 has, similar to the Bode equalizer 11 of the known Pilot control circuit according to FIG. 1 at least one controllable impedance element, due to its damping swing in the operating frequency band approximately proportional to the control signal the disconnection circuit 33 can be changed around a basic attenuation value. The Bode equalizer 27 is designed to be Damping frequency response the damping frequency response the line 23 compensated for at least one temperature value.
Dies bedeutet, daß die für den jeweiligen Wert des Steuersignals in Abhängigkeit von der Frequenz erreichten Dämpfungshübe zueinander in einem nahezu festen Verhältnis stehen.This means that for the respective value of the control signal in Depending on the frequency, the attenuation strokes reached in a nearly have a fixed relationship.
Der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang des Bode-Entzerrers 27, d.h.The fundamental attenuation frequency response of the Bode equalizer 27, i.
die Abhängigkeit des Dämpfungsgrundwerts von der Frequenz ist jedoch so gewählt, daß er den Dämpfungs-Frequenzgang der Leitung 23 bei der mittleren Kabeltemperatur kompensiert.however, the dependence of the basic attenuation value on the frequency is chosen so that it has the attenuation frequency response of the line 23 at the mean cable temperature compensated.
Diese Maßnahme erübrigt die Verwendung eines getrennten Festentzerrers, wodurch die Welligkeit der Pilot-Regelschaltung verbessert werden kann. Der Dämpfungsgrundwert-Frequerizgang des Bode-Entzerrers ist so gewählt, daß sich am Ausgang des Bode-Entzerrers 27 bei der mittleren Kabeltemperatur ein frequenzunabhängiger Verlauf der Dämpfung des Bode-Entzerrers 27 mit vorgeschalteter Leitung 23 ergibt. Ein Beispiel eines Dämpfungsgrundwert-Frequenzgangs des Bode-Entzerrers 27 ist in Fig. 4 für ein Koaxialkabel mit 1000 m Länge bei einer mittleren Kabeltemperatur von 200C dargestellt.This measure eliminates the need to use a separate fixed equalizer, whereby the ripple of the pilot control circuit can be improved. The fundamental value frequency response of the Bode equalizer is chosen so that at the output of the Bode equalizer 27 at the mean cable temperature is a frequency-independent course of the attenuation of the Bode equalizer 27 with upstream line 23 results. An example of a fundamental attenuation frequency response of the Bode equalizer 27 is shown in FIG. 4 for a coaxial cable with a length of 1000 m at a average cable temperature of 200C.
Zur besseren Ausnutzung der Aussteuerungsreserven des Verstärkers 29 wird zum Ersten der kabeltypische Frequenzgang und der kabeltypische temperaturabhängige Frequenzgang vor der Verstärkung entzerrt und zum Zweiten eine am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands liegende Pilotfrequenz fp verwendet. Fig. 5 zeigt in Abhängigkeit von der Frequenz den Verlauf der temperaturabhängigen Dämpfung in dB für zwei Temperaturwerte (-300C; +300C), Die mit durchgehenden Linien eingezeichneten Kurven zeigen den zur exakten Kompensation des Dämpfungs-Frequenzgangs der Leitung 23 bei diesen Temperaturen erforderlichen temperaturabhängigen Dämpfungsverlauf des Bode-Entzerrers 27 an. Gestrichelt eingezeichnet sind die mit einer Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3 erzielbaren Dämpfungsverläufe. Durch die Wahl der Pilotfrequenz am oberen Ende des Betriebsfrequenzbands wird sichergestellt, daß der zur exakten Kompensation erforderliche Dämpfungshub des Bode-Entzerrers 27 bei den höheren Frequenzen des Betriebsfrequenzbands erreicht wird, d.h. bei Frequenzen, bei denen die Aussteuerungsreserven und der Signal-zu-Rausch-Abstand des Verstärkers 29 geringer sind. Merkliche Restfehler F treten lediglich bei tieferen Frequenzen des Betriebsfrequenzbands auf, können jedoch infolge der höheren Aussteuerungsreserven des Verstärkers 29 bei diesen Frequenzen unberücksichtigt bleiben.For better utilization of the headroom of the amplifier 29 first of all the cable-typical frequency response and the cable-typical temperature-dependent one Frequency response equalized before amplification and, secondly, one at the upper end of the Operating frequency band lying pilot frequency fp used. Fig. 5 shows in dependence from the frequency the course of the temperature-dependent attenuation in dB for two temperature values (-300C; + 300C), The curves drawn in with continuous lines show the for exact compensation of the attenuation frequency response of the line 23 at these temperatures required temperature-dependent attenuation curve of the Bode equalizer 27. Those achievable with a pilot control circuit according to FIG. 3 are shown in dashed lines Attenuation curves. By choosing the pilot frequency at the upper end of the operating frequency band it is ensured that the damping stroke required for exact compensation of the Bode equalizer 27 at the higher frequencies of the Operating frequency bands is reached, i.e. at frequencies at which the headroom and the The signal-to-noise ratio of the amplifier 29 is smaller. Noticeable residual errors F only occur at lower frequencies in the operating frequency band however, due to the higher headroom of the amplifier 29 at these frequencies remain unconsidered.
Fig. 6 zeigt ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel des Bode-Entzerrers 27. Er ist als T-Glied mit überbrücktem Längszweig aufgebaut. Der Längszweig besteht aus zwei in Serie geschalteten Widerständen 41 und 43, die über als Hochfrequenzkurzschluß dienende Kondensatoren 45 bzw. 47 mit dem Eingang bzw. Ausgang 49 bzw. 51 des Bode-Entzerrers verbunden sind. Die Widerstandswerte der Widerstände 41 und 43 sind gleich und entsprechend dem Wellenwiderstand der an den Eingang bzw. Ausgang 49, 51 angeschlossenen Leitungen gewählt. Der parallel zu den Widerständen 41 und 43 angeschlossene Uberbrückungszweig zeigt im Betriebsfrequenzband widerstandsreziprokes Verhalten zum Querzweig. Dies wird durch wechselstrommäßig im wesentlichen duale Schaltungen erreicht. Der Querzweig wird hierbei aus einer Serienschaltung eines an den Verbindungspunkt der Widerstände 41 und 43 angeschlossenen, vorzugsweise einstellbaren Widerstands 53 mit einem mit Masse verbundenen Parallelresonanzkreis 55 gebildet. Der Überbrückungszweig weist im wesentlichen einen parallel zu den Widerständen 41 und 43 angeschlossenen, vorzugsweise einstellbaren Widerstand 57 auf, dem, über zwei als Hochfrequenzkurzschlüsse dienende Kondensatoren 59 und 61 eine Kapazitätsdiode 63 parallelgeschaltet ist. Die Resonanzfrequenz des aus einer Induktivität 65 und einem Trimmerkondensator 67 gebildeten Parallelresonanzkreises 55 ist so gewählt, daß sie oberhalb des Betriebsfrequenzbands liegt, womit der Parallelresonanzkreis 55 im Betriebsfrequenzband induktives Verhalten zeigt.Fig. 6 shows a particularly simple embodiment of the Bode equalizer 27. It is constructed as a T-link with a bridged longitudinal branch. The longitudinal branch exists from two series-connected resistors 41 and 43, which are used as a high-frequency short circuit Serving capacitors 45 and 47 with the input and output 49 and 51 of the Bode equalizer are connected. The resistance values of the resistors 41 and 43 are the same and corresponding the characteristic impedance of the lines connected to the input or output 49, 51 chosen. The bridging branch connected in parallel to resistors 41 and 43 shows reciprocal resistance to the shunt arm in the operating frequency band. this is achieved through essentially dual circuits in terms of alternating current. The cross branch In this case, a series circuit becomes one at the connection point of the resistors 41 and 43 connected, preferably adjustable resistor 53 with a Ground connected parallel resonance circuit 55 is formed. The bridging branch has essentially one connected in parallel to resistors 41 and 43, preferably adjustable resistor 57, which, via two serving as high-frequency short circuits Capacitors 59 and 61 a capacitance diode 63 is connected in parallel. The resonance frequency of the parallel resonance circuit formed from an inductance 65 and a trimmer capacitor 67 55 is chosen to be above the operating frequency band lies, whereby the parallel resonance circuit 55 has inductive behavior in the operating frequency band shows.
Durch Wahl des Arbeitspunkts der Kapazitätsdiode, d.h. durch Wahl ihrer Eigenkapazität kann der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang des Bode-Entzerrers so eingestellt werden, daß er den Dämpfungs-Frequenzgang der Leitung bei der mittleren Temperatur kompensiert. Der Verlauf des Dämpfungs-Frequenzgangs ist hierbei von der Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises 55 sowie ggf. von der Einstellung der Widerstände 53 und 57 abhängig. Durch Justieren der Resonanzfrequenz und der Widerstände 53 und 57 kann der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang an den Kabel typ angepaßt werden.By choosing the operating point of the capacitance diode, i.e. by choosing The fundamental value of the attenuation frequency response of the Bode equalizer can be influenced by its own capacitance can be set to match the attenuation response of the line at the middle Temperature compensated. The course of the damping frequency response is here from the resonance frequency of the parallel resonance circuit 55 and, if necessary, of the setting the resistors 53 and 57 dependent. By adjusting the resonance frequency and the Resistors 53 and 57 can measure the fundamental frequency response of the cable typ be adjusted.
Als Steuerspannung wird der Kapazitätsdiode 63 eine um einen mittleren Gleichspannungspegel herum sich ändernde Gleichspannung U zugeführt. Der mittlere Gleichspannungspegel der Gleichspannung U bestimmt die Eigenkapazität der Kapazitätsdiode 63. Die Gleichspannung U ist in Sperrichtung der Kapazitätsdiode 63 gepolt und wird über einen Arbitswiderstand 69 sowie über je eine Hochfrequenzdrossel 71 bzw. 73 an je einen Anschluß der Kapazitätsdiode 63 angelegt. Steigende Steuergleichspannung wirkt sich hierbei als Kapazitätsverminderung aus. Zwei Siebkondensatoren 75 und 77 verbinden die diodenabgekehrten Anschlüsse der Hochfrequenzdrosseln 71. und 73 mit Masse. Die Steuerspannung U wird in nicht näher dargestellter Weise aus der Abtrennschaltung 33 nach Fig. 3 zugeführt.As a control voltage of the varactor diode 63 is a mean DC voltage level around changing DC voltage U supplied. The middle one The DC voltage level of the DC voltage U determines the capacitance of the capacitance diode 63. The direct voltage U is polarized in the reverse direction of the capacitance diode 63 and is via an arbits resistor 69 and via a high-frequency choke 71 and 73, respectively applied to each connection of the capacitance diode 63. Rising DC control voltage acts as a capacity reduction. Two filter capacitors 75 and 77 connect the terminals facing away from the diodes of the high-frequency chokes 71 and 73 with mass. The control voltage U is in a manner not shown from the Separation circuit 33 according to FIG. 3 is supplied.
Für ein praktisch ausgeführtes Beispiel der Ausführungsform nach Fig.6 ergab sich folgende Dimensionierung: Wellenwiderstand der Leitung 75sol Betriebsfrequenzband 40 ... 300 MHz Pilotfrequenz f = 306 MHz p Steuerspannung U = 3 ... 15V bei einem mittleren Gleichstrompegel von 7 V Widerstand 53 100 R einstellbar Widerstände 41 und 4) 75 Widerstand 57 500 Q einstellbar Induktivität 65 30 nH Trimmerkondensator 67 1>4 ... 5,5 pF Kondensatoren 59, 61, 75, 77 1 nF Hochfrequenzdrosseln 2/uH auf Ferritkern Arbeitswiderstand 69 470; Es ergab sich ein temperaturabhängiger Dämpfungs-Frequenzgang der in Fig. 5 gezeigten Art bei einer Welligkeit Sps 1,5 (für eine Temperaturdifferenz t 15°C).For a practically executed example of the embodiment according to FIG The following dimensions resulted: Characteristic impedance of the line 75sol operating frequency band 40 ... 300 MHz Pilot frequency f = 306 MHz p control voltage U = 3 ... 15V at an average DC level of 7 V Resistor 53 100 R adjustable Resistors 41 and 4) 75 Resistance 57 500 Q adjustable inductance 65 30 nH trimmer capacitor 67 1> 4 ... 5.5 pF capacitors 59, 61, 75, 77 1 nF high frequency chokes 2 / uH working resistor 69 470 on ferrite core; A temperature-dependent one resulted Attenuation frequency response of the type shown in FIG. 5 with a ripple Sps 1.5 (for a temperature difference t 15 ° C).
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des in der Pilot-Regelschaltung nach Fig. 3 verwendbaren Bode-Entzerrers 27.Fig. 7 shows another embodiment of that in the pilot control circuit according to FIG. 3 usable Bode equalizer 27.
Die Bezugszeichen gleichwirkender Teile sind gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 6 um die Zahl 100 erhöht. Der Bode-Entzerrer ist auch in dieser Ausführungsform als T-Glied mit überbrücktem, aus Widerständen 141 und 143 gebildeten Längszweig ausgebildet. Als Uberbrückungszweig ist ein Widerstand 157 vorgesehen. Der Querzweig besteht aus der Serienschaltung eines Widerstands 153, eines Parallelresonanzkreises 155 und einer masseseitig angeschlossenen, durch das Steuersignal der Abtrennschaltung steuerbaren Induktivität 179. Die Eigeninduktivität der steuerbaren Induktivität 179 ist wiederum in Verbindung mit der Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises 155 so gewählt, daß der Dämpfungsgrundwert-Frequenzgang des Bode-Entzerrers den Dämpfungs-Frequenzgang der Leitung bei der mittleren Temperatur kompensiert.The reference numerals of parts with the same effect are opposite to the embodiment increased by the number 100 according to FIG. The Bode equalizer is also in this embodiment as a T-link with a bridged series branch formed from resistors 141 and 143 educated. A resistor 157 is provided as a bridging branch. The cross branch consists of the series connection of a resistor 153, a parallel resonance circuit 155 and one connected on the ground side by the control signal of the disconnect circuit controllable inductance 179. The self-inductance of the controllable inductance 179 is in turn related to the resonance frequency of the parallel resonance circuit 155 is chosen so that the basic attenuation frequency response of the Bode equalizer has the Attenuation frequency response of the line compensated for at the mean temperature.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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| DE19742442207 DE2442207C3 (en) | 1974-09-04 | 1974-09-04 | Pilot-regulated amplifier stage |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19742442207 DE2442207C3 (en) | 1974-09-04 | 1974-09-04 | Pilot-regulated amplifier stage |
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Family Applications (1)
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