DE2524438A1 - Breitband-richtkoppelschaltung - Google Patents
Breitband-richtkoppelschaltungInfo
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- DE2524438A1 DE2524438A1 DE19752524438 DE2524438A DE2524438A1 DE 2524438 A1 DE2524438 A1 DE 2524438A1 DE 19752524438 DE19752524438 DE 19752524438 DE 2524438 A DE2524438 A DE 2524438A DE 2524438 A1 DE2524438 A1 DE 2524438A1
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/48—Networks for connecting several sources or loads, working on the same frequency or frequency band, to a common load or source
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
Böblingen, den 26. Mai 1975 sa-fe
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: YO 973 O96
Breitband-Richtkoppeisehaltung
Die Erfindung betrifft eine Breitband-Richtkoppelschaltung in einer übertragungsleitung, über die Signale gleichzeitig in entgegensetzten
Richtungen geleitet werden können, mit einem, lineare, nicht reaktive Bauelemente enthaltenden Dämpfungsglied in
ir-, 0-, T- oder H-Schaltung.
Richtkoppelschaltungen zum Ausfiltern oder Mischen von Signalen in Übertragungsleitungen sind an sich bekannt. Die bekannten
Schaltungen umfassen jedoch gewöhnlich nur einen engen Frequenzbereich, da die Bauteile der Koppelschaltung nicht rückwirkungsfrei
sind. Durch die Benutzung von reaktiven Bauelementen wird das benutzbare Frequenzband des Richtungskopplers eingeengt und
die Konstruktion dieser Schaltungen oft unnötig kompliziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Richtkoppelschaltung anzugeben,
in der nur lineare, rückwirkungsfreie Bauelemente vorhanden sind und die für ein breites Frequenzband bis zu Gleichstrom
verwendbar ist. Dabei sollen bei einfachem Aufbau der Schaltung
Signale erfaßbar sein, die die übertragungsleitung in beiden Richtungen durchlaufen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils
ein Eingangs- und ein Ausgangsknoten eines Serienzweiges des Dämpfungsgliedes mit den Eingängen von zwei Vergleichsschaltungen
verbunden sind, die in Verbindung mit vorgeschalteten Bau-
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elementen bezüglich der Anteile der kombinierten Signale so ausgelegt
sind, daß an den Ausgängen der Vergleichsschaltungen ein den jeweils in einer Richtung die übertragungsleitung durchlaufenden
Signale proportionales Signal erzeugbar ist, während die jeweils in der entgegengesetzten Richtung die übertragungsleitung
durchlaufenden Signale unterdrückt werden.
Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Richtxoppelschaltung
besteht darin, daß das Dämpfungsglied als symmetrische ■^Schaltung ausgebildet ist mit einem Widerstand im Serienzweig
und mit je einem Widerstand in den Nebenschlußzweigen, daß die Vergleichsschaltungen durch Differenzverstärker gebildet sind,
deren Verstärkungsfaktoren jeweils einem bestimmten Verhältnis der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen,
und daß die vorgeschalteten Bauelemente aus jeweils zwei mit den beiden Knotenpunkten verbundenen Verstärkern gebildet
sind, deren Verstärkungsfaktoren bei einem Dämpfungsfaktor k
K2
A. = - , und
A. = - , und
2
K-I
K-I
A = betragen.
5
K-I,
K-I,
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Richtkoppelschaltung besteht darin, daß das Dämpfungsglied als
symmetrische ^-Schaltung ausgebildet ist mit einem Widerstand im Serienzweig und jeweils zwei in Serie geschalteten Widerständen
in den Nebenschlußzweigen, deren Verbindungspunkte einen dritten und einen vierten Knoten bilden, und daß die Eingangsund
Ausgangsknoten mit den positiven Eingängen und die dritten und vierten Knoten mit den negativen Eingängen zweier Differenzverstärker
verbunden sind, wobei die Verstärkungsfaktoren der Differenzverstärker jeweils bestimmten Verhältnissen von Signaljanteilen
an den Knoten entsprechen und bei einem Nebenschlußwiderstand R1 und einem Dämpfungsfaktor k die Widerstandswerte der
Nebenschlußzweige bestimmt sind durch:
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509883/0fi£«i
R1B
Diese Schaltung besitzt den Vorteil, daß anstelle der den Differenzverstärkern
vorgeschalteten Verstärker nur passive Bauelemente verwendet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, in der ausschließlich
passive Schaltelemente verwendet werden, besteht darin, daß das Dämpfungsglied als symmetrische ^-Schaltung ausgebildet ist mit
einem Widerstand im Serienzweig und jeweils zwei in Serie geschalteten Widerständen in den Nebenschlußzweigen, deren Verbindungspunkte
einen dritten und einen vierten Knoten bilden, und daß die Vergleichsschaltungen jeweils durch zwei übertrager
gebildet werden, an deren Sekundärwicklungen die Signale abnehmbar sind, deren Primärwicklungen mit dem Eingangsknoten und dem
vierten Knoten auf der Ausgangsseite bzw. mit dem Ausgangsknoten und dem dritten Knoten auf der Eingangsseite verbunden sind,
und deren Übersetzungsverhältnisse den jeweiligen Anteilen der Signale an den angeschlossenen Knotenpunkten entsprechen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Richtkoppelschaltung besteht darin, daß das Dämpfungsglied als symmetrische O-Schaltung
ausgebildet ist mit einem Widerstand in den Serienzweigen und zwei jeweils in Serie geschalteten Widerstandspaaren in den
Nebenschlußzweigen, daß die Verbindungspunkte zwischen im den Eingangs- und Ausgangsknoten entgegengesetzten Teil angeordneten
Serienwiderständen einen dritten und einen vierten Knoten bilden, und daß die Eingangs- und Ausgangsknoten mit den positiven
Eingängen und die dritten und vierten Knoten mit den negativen Eingängen von zwei die Vergleichsschaltungen bildenden Differenzverstärkern
verbunden sind, deren Verstärkungsfaktoren jweils bestimmten Verhältnissen der Signalanteile an den Eingangs- und
Ausgangsknoten entsprechen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Richtkoppelschaltung besteht darin, daß das Dämpfungsglied als symmetrische T-Schaltung
ausgebildet ist mit zwei Widerständen im Serienzweig und zwei in Serie geschalteten Widerständen im Nebenschlußzweig,
deren Verbindungspunkt einen dritten Knoten bildet, daß die Vergleichsschaltungen durch zwei Differenzverstärker gebildet
sind, deren positive Eingänge mit dem Eingangs- und Ausgangsknoten und deren negative Eingänge mit dem dritten Knoten verbunden
sind und deren Verstärkungsfaktoren jeweils bestimmten Verhältnissen
der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen, und daß die Widerstandswerte der im Nebenschlußzweig
angeordneten Widerstände bei einem Gesamtwiderstand R., und einem
Dämpfungsfaktor k gegeben sind durch:
R3A = R3 l^>
· und
R - R IK+1)
R3B - R3 \SrJ '
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Richtkoppelschaltung wird darin gesehen, daß das Dämpfungsglied
als symmetrische Η-Schaltung ausgebildet ist mit je zwei in Serie geschalteten Widerständen in den Serienzweigen und je zwei
in Serie geschalteten Widerstandspaaren im Nebenschlußzweig, wobei der Verbindungspunkt des Widerstandspaares im den Eingangsund
Ausgangsknoten entgegengesetzten Teil des Nebenschlußzweiges einen dritten Knotenpunkt bildet, und daß die Vergleichsschaltungen durch Differenzverstärker gebildet sind, deren positive
Eingänge mit den Eingangs- bzw. Ausgangsknoten und deren negative Eingänge mit dem dritten Knotenpunkt verbunden sind
und deren Verstärkungsfaktoren jeweils bestimmten Verhältnissen der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen.
Die Erfindung wird anhand von durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
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Fign. IA und IB Prinzipschaltungen von symmetrischen Dämpfungsgliedern in ir - und O-Schaltungj
Fig. 2A ein Ausführungsbeispiel der Richtkoppelschaltung
mit einem symmetrischen π-Dämpfungsglied
entsprechend der Figur IA und zwei Verstärkerschaltkreisen ,
entsprechend der Figur IA und zwei Verstärkerschaltkreisen ,
Fig. 2B ein anderes Ausführungsbeispiel der Richtkoppelschaltung mit einem abgeänderten ^-Dämpfungsglied
und zwei Differenzverstärkern,
Fig. 2C ein weiteres Ausführungsbeispiel der Richtkoppelschaltung mit einem symmetrischen O-Dämpfungsglied
und zwei summierenden Operationsverstärkern,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Richtkop
pelschaltung unter Verwendung eines abgeänderten , symmetrischen π-Dämpfungsgliedes und zwei
Übertragern,
Fign. 4a und 4B Prinzipschaltungen von symmetrischen Dämpfungsgliedern in T- und H-Sehaltung,
Fig. 5A ein weiteres Ausführungsbeispiel der Richtkop-
pelsehaltung unter Verwendung eines abgeänderten, symmetrischen T-Dämpfungsgliedes und zweier
Differenzverstärker, und
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Richtkop
pelschaltung mit einem abgeänderten, symmetrischen H-Dämpfungsglied und zwei summierenden
Operationsverstärkern.
Operationsverstärkern.
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Die Erfindung wird zur Vereinfachung der Darstellung anhand von symmetrischen Dämpfungsgliedern in ^ -, 0-, T- oder H-Schaltung
in den Figuren IA5 IB, HA und 4B beschrieben. Es versteht sich
jedoch, daß es im Rahmen des fachmännischen Könnens liegt, die beschriebenen Prinzipien auch auf nichtsymmetrische Dämpfungsglieder
in* -, 0-, T- und Η-Schaltung anzuwenden. In den Figuren IA und IB werden die Serienwiderstände R. und die Nebenschlußwiderstände
R., nach folgenden Gleichungen berechnet:
\ 2K J '
= Z0 V^ÜT*)
> und (1)
(2)
wobei Zq die charakteristische Impedanz der übertragungsleitung
und k den Dämpfungsfaktor, d.h. das Verhältnis von Strom oder Spannung vom Eingang zum Ausgang, bedeuten. In den beschriebenen
Ausführungsbeispielen wird angenommen, daß zQ = 50 Ohm beträgt,
während k = E1ZE = 2(* 6dB) ist, so daß R. = 150 Ohm und
R^ = 37j5 Ohm sind. Der Betrag der Dämpfung mit diesen Werten
ist wahrscheinlich größer als er in den meisten Anwendungen gewöhnlich
vorkommt. Diese Werte sind jedoch geeignet für ein erläuterndes Zahlenbeispiel.
Ein Ausführungsbeispiel der Richtkoppelschaltung ist in der Figur 2 anhand eines symmetrischen π-Dämpfungsgliedes entsprechend
der Figur IA dargestellt. Das Dämpfungsglied kann als eine Dreipolschaltung betrachtet werden, bei der ein Pol mit
Masse verbunden ist. Der Knoten am linken Anschluß ist mit L
bezeichnet, während der Knoten am rechten Anschluß mit R bezeichnet
ist. Die Ausgänge der Richtkoppelschaltung sind mit R-L und L-R bezeichnet, um anzudeuten, daß es sich um Signale
handelt, die von rechts nach links und von links nach rechts die Schaltung durchlaufen. Mit dem Ausgangsknotenpunkt verbunden
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sind zwei Operationsverstärker A. und Ap, deren Ausgänge jeweils
mit einem Differenzverstärker mit der Verstärkung 1 verbunden sind. Die Ausgänge der Differenzverstärker bilden die Schaltungsausgänge
R-L und L-R. Die Operationsverstärker A1 und A2 können
auch als invertierende Verstärker ausgebildet sein, wenn anstelle der Differenzverstärker summierende Verstärker verwendet werden.
Betrachtet man zunächst die mit dem Ausgang R-L verbundenen Verstärker, so ist ersichtlich, daß der Verstärker A1 mit seinem
Eingang mit dem Knoten R und der Verstärker A„ mit dem Knoten
L verbunden ist. Bezüglich des Ausgangs L-R ist der Verstärker A mit dem Knoten L und der Verstärker A„ mit dem Knoten R
verbunden. Wenn angenommen wird, daß an den Ausgängen R-L und L-R eine Signalamplitude erwünscht ist, die dem Eingangssignal
entspricht, und wenn weiter angenommen wird, daß die Verstärker ohne Verluste arbeiten, werden die Verstärkungen von A1 und A„
nach folgenden Gleichungen berechnet:
A1 1
A2 =
wobei k den Dämpfungsfaktor bedeutet. Für k = 2 erhält man A1 = 1,33 und A2 = 0,67.
Die Schaltung der Figur 2A kann dadurch vereinfacht werden, daß das ■"'-Dämpfungsglied abgeändert wird und daß, wie in Fig. 2B
dargestellt, zwei Differenzverstärker verwendet werden. Zum Zwekke der Beschreibung wird angenommen, daß die Differenzverstärker
ohne Verluste verarbeiten, d.h., daß ihre Eingangsimpedanzen
unendlich ist, daß ihre Ausgangsimpedanzen null sind, daß ihre Verstärkungen in Abhängigkeit von der Frequenz von Gleichstrom
angefangen konstant sind und daß ihre Verzögerungen in Abhängigkeit von der Frequenz vom Gleichstrom angefangen null sind.
In der in Fig. 2B dargestellten Schaltung sind die Nebenschlußwiderstände des iT-Dämpfungsgliedes in zwei Serienwiderstände
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509883/06* ii
1 | , und | (3) | |
κ2 - | (4) | ||
κ | 1 | ||
κ2 - | |||
R„. und R„D unterteilt. Diese Widerstände werden nach folgenden
IA IB
Gleichungen berechnet:
R1A + R1B = Rl >
(5)
R1B = R
ria = R^^} und
1B = Rl(|) . (8)
Unter der Annahme, daß an den Ausgängen R-L und L-R Signale entsprechend
der Amplitude der Eingangssignale erwünscht sind, wird die Verstärkung ADA nach folgender Gleichung berechnet:
κ2
Λ = K
**T*\ ft O
Die Wirkungsweise der in Fig. 2B dargestellten Schaltung wird
am besten anhand eines numerischen Beispiels erläutert. In diesem Beispiel wird angenommen, daß die Signalquellen S, und SR,
die als idealisierte Batterie mit einem Kurzschlußschalter in Reihe mit einem Widerstand von 50 Ohm als charakteristischer
Impedanz der übertragungsleitung dargestellt sind, entweder null Volt oder +2 Volt abgeben können in Abhängigkeit davon, ob
die Schaltung geschlossen oder offen ist. In der unten stehenden Tabelle I sind alle Spannungen dargestellt, die an den einzelnen
Knotenpunkten des 7r-Dämpfungsgliedes auftreten bei allen
Kombinationen von Signalen der Signalquellen S, und SR. Die Signalquellenspannungen
erscheinen in den ersten beiden Spalten, die Spannungen am Knotenpunkt L und am Knotenpunkt zwischen dem
linken Nebenschluß-Widerstandspaar R../R._ erscheinen in den
nächsten beiden Spalten, und die Spannungen am Knotenpunkt R und am Knoten zwischen dem Widerstandspaar R-jn/R-iR im rechten
Nebenschlußzweig erscheinen in den nächsten beiden Spalten. Schließlich sind die Spannungen an den Ausgängen R-L und L-R
der Differentialverstärker in den letzten beiden Spalten darge-
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SÖ9883/0649
stellt.
TABELLE I (Fig. 2B) (R3 = 37,5 , R1A = 75 , R1B = 75 )
3L 3R Lo L(R1A/R1B>
Ro R1A/R1B)
4V OV 2,0V I3OV 1,0V 0,5V 0,0V 2,0V
OV 4V 1,0V 0,5V 2,0V 1,0V 2,0V 0,0V
4V 4V 3,0V 1,5V 3,0V 1,5V 2,0V 2,0V
OV OV 0,0V 0,0V 0,0V 0,0V 0,0V 0,0V
Da alle Bauelemente der Schaltung der Fig. 2 linear und rückwirkungsfrei
sind und Überlagerung stattfindet, ist folgendes ersichtlich:
(1) Am Ausgang L-R erscheint in jedem Falle ein Signal, das einem von der Signalquelle SL die übertragungsleitung von
links nach rechts durchlaufenden Signal bezüglich der Amplitude und der Polarität entspricht.
(2) Am Ausgang R-L erscheint ein Signal, das einem von der Signalquelle SR die übertragungsleitung von rechts nach links
durchlaufenden Signal bezüglich der Amplitude und der Polarität entspricht.
(3) Am Ausgang L-R erscheint bei Signalen, die von SR
die Übertragungsleitung von rechts nach links durchlaufen, kein Signal.
(4) Am Ausgang R-L erscheint bei Signalen, die von ST
die übertragungsleitung von links nach rechts durchlaufen, kein Signal.
Die in Fig. 2B dargestellte Schaltung ist somit eine breitbandige Richtkoppelschaltung, deren Frequenzabhängigkeit bis zu Gleichstrom
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S098Ö3/06A9
Nach der Beschreibung des Zahlenbeispiels in Pig. 2B anhand eines symmetrischen -Dämpfungsgliedes ist es einleuchtend, daß dieses
Zahlenbeispiel auch für eine Richtkoppelschaltung mit einem symmetrischen O-Dämpfungsglied, wie in Fig. 20 dargestellt, zutrifft.
In dem in Fig. 2C dargestellten Ausführungsbeispiel können anstelle
der Differenzverstärker der Figur 2ß summierende Operationsverstärker verwendet werden. Dies ist möglich, da ein symmetrisches
Dämpfungsglied verwendet wird, das an den einzelnen Knotenstellen positive und negative Spannungen liefert. Dies wird verdeutlicht
bei Betrachtung des virtuellen oder physikalischen Massepunktes zwischen den beiden Paaren der R„n/2-Widerstände in den beiden
ID
Nebenschlußzweigen des Dämpfungsgliedes, wie durch die gestrichelte
Linie und den Masseanschluß angedeutet ist. Oberhalb dieses Massepunktes an den Knoten L und R werden positive Spannungen
für die Operationsverstärker abgenommen. Negative Spannungen für die Operationsverstärker ergeben sich unterhalb dieses Massepunktes.
In der praktischen Ausführung der Schaltung können drei der Serienwiderstände jedes Nebenschlußzweiges durch einen ein-
R1. + 2R1R
zigen Widerstand mit dem Wert— ersetzt werden.
Daraus folgt, daß die Wirkungsweise der Schaltung der Fig. 2C identisch
mit den Schaltungen der Figuren 2A und 2B ist.
Wie bereits angedeutet, ist der Wert des Dämpfungsfaktors k = 2, der der bisherigen Beschreibung zugrundegelegt wurde, für einige
Anwendungen unpraktisch groß. In der folgenden Tabelle II sind Werte von R1A» Riß>
R-* und A DA für andere Werte von k dargestellt.
R1Ato) | TABELLE | II | (Ω) | ADA | |
K | 775,0 | R1B(0) | R3 | ,50 | 1,33 |
2,00 | 83,3 | 75,0 | 37 | ,83 | 1,80 |
1,50 | 91,6 | 167 | 20 | 167 | 3,27 |
1,20 | 95,5 | 458 | 9, | 773 | 5,76 |
1,10 | 97,6 | 955 | 4, | 440 | 10,23 |
1,05 | 1951 | 2, | |||
YO 973 096 | |||||
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Die Bandbreiten der in den Figuren 2A, 2B und 2C dargestellten Schaltungen werden durch parasitäre Reaktanzen, verbunden mit
R1, R1nJ R1R und R-, sowie durch die Bandbreiten der Differenzverstärker
oder Operationsverstärker begrenzt. In den meisten Fällen ist die Bandbreite der Verstärker die dominierende Begrenzung.
Die in den Figuren 2A, 2B und 2C beschriebenen Schaltungen erfordern
durchweg aktive Bauelemente, d.h., Differenzverstärker oder Operationsverstärker. Wenn es nicht erforderlich ist, bis an null
heranreichende Frequenzen zu verarbeiten und wenn ausschließlich passive Bauelemente verwendet werden sollen, kann die in Fig. 3
dargestellte Schaltung benutzt werden. Ebenso wie in Fig. 2 wird bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ein abgeändertes, symmetrisches
TT-Dämpfungsglied verwendet. Zur Vereinfachung der Darstellung
kann angenommen werden, daß die Dämpfungsglieder der Figur 3 und der Figur 2B identisch sind. Anstelle der Differenzverstärker
werden Übertrager T verwendet. Jeder der Übertrager besitzt zwei Primärwicklungen mit derselben Windungszahl N1,
die entgegengesetzt polarisiert sind. Die Übertrager haben eine einzige Sekundärwicklung mit einer Windungszahl Ν_, derart, daß
das Verhältnis der Windungszahlen N3ZN1 die erwünschten Spannungen
an den Ausgängen R-L und L-R ergeben. Mit dem für die Schaltung der Fig. 2B angegebenen Zahlenbeispiel ist das Verhältnis
der Windungszahlen Np/IL = 1,33· Die Primärwicklungen der Übertrager
T sind mit den entsprechenden Knotenpunkten des Dämpfungsgliedes durch die den Strom begrenzenden Widerstände R„. und RpR
verbunden. In der in Fig. 3 dargestellten Schaltung sind die Widerstände RpA und RpB viel größer als die Widerstände R1. und R1ß<
Die Bandbreite und die Frequenzabhängigkeit dieses Schaltkreises ist im wesentlichen durch die Charakteristiken der Stromübertrager
T bestimmt.
In den in den Figuren 4A und 4B dargestellten, symmetrischen
Dämpfungsgliedern in T- und Η-Schaltung werden die Nebenschlußwiderstände
R-. und die Serienwiderstände R1 aus folgenden Glei-
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509883/0649
chungen. , \
R, =2Zj-g— 1, und (10)
3 0U2 - 1 J
Ri = zo(k-H)·
<">
Durch Vergleich mit den Gleichungen (10) und (11) mit den Gleichungen
(1) und (2) wird die Analogie mit den in den Figuren IA und IB dargestellten Dämpf ungs gliedern in ir- und O-Schaltung unmittelbar
ersichtlich. Damit können die in den Figuren 5A und 5B dargestellten Schaltungen als äquivalent mit den Schaltungen
der Figuren 2B und 2C angesehen werden. Eine der Figur 2A ähnliche
Schaltung wird durch einen Vergleich der eben genannten Figuren sofort ersichtlich. In den Schaltungen der Figuren 5A
und 5B werden die Werte der Schaltungselemente nach folgenden Gleichungen berechnet:
R3A | + R3B |
R3A | = R3B |
R3A | = R3 |
d3)
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S Ö 9 8 8 3 / 0 6 4 9
, und (15)
ada ■ irh
<16>
Unter der Annahme, daß ZQ = 50 Ohm und k = 2 wie oben, ergeben
sich folgende Werte: R, = 66,7 Ohm, R1 = 16,67 Ohm, R_A = 16,7
Ohm, R_n = 50 Ohm und An. = 2.
Die beschriebenen Schaltungen können angewendet werden in analogen
und digitalen ubertragungsleitungen, in denen die Information in beiden Richtungen fließt und bei denen eine Reihe von
Eingabe- und Ausgabeanschlüssen vorgesehen ist. Durch die Verwendung dieser Schaltungen wird die Anzahl der Signalleitungen zwischen
den miteinander verbundenen Geräten und Einrichtungen verringert. Die beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beziehen
sich zwar auf symmetrische Dämpfungsglieder in π-, Ο-, T-
und Η-Schaltung, es ist jedoch ausdrücklich darauf hinzuweisen,
daß die Lehren der Erfindung auch auf nichtsymmetrische Dämpfungsglieder in ir-, 0-, T- und Η-Schaltung anwendbar sind. Die dargestellten
speziellen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, die auf verschiedene Weise modifiziert werden können.
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Claims (5)
- - 14 PATENTANSPRÜCHEIi Breitband-Richtkoppelschaltung in einer übertragungsleitung, über die Signale gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen geleitet werden können, mit einem, lineare nicht reaktive Bauelemente enthaltenden Dämpfungsglied in it -, Ο-, T- oder Η-Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Eingangs- und ein Ausgangsknoten eines Serienzweiges des Dämpfungsgliedes mit den Eingängen von zwei Vergleichsschaltungen verbunden sind, die in Verbindung mit vorgeschalteten Bauelementen bezüglich der Anteile der kombinierten Signale so ausgelegt sind, daß an den Ausgängen der Vergleichsschaltungen ein den jeweils in einer Richtung die übertragungsleitung durchlaufenden Signale proportionales Signal erzeugbar ist, während die jeweils in der entgegengesetzten Richtung die übertragungsleitung durchlaufenden Signale unterdrückt werden.
- 2. Richtkoppelschaltung nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische ττ-Schaltung ausgebildet ist mit einem Widerstand im Serienzweig und je einem Widerstand in den Nebenschlußzweigen, daß die Vergleichsschaltungen durch Differenzverstärker gebildet sind, deren Verstärkungsfaktoren jeweils einem bestimmten Verhältnis der Signalanteile an den Eingangsund Ausgangsknoten entsprechen und daß die vorgeschalteten Bauelemente aus jeweils zwei mit den beiden Knotenpunkten verbundenen Verstärkern gebildet sind, deren Verstärkungsfaktoren bei einem Dämpfungsfaktor k:K2A1 = ~~Ö 5 Und1 K-IA? = —5 betragen.d K-I
- 3. Richtkoppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische Tr~Schal-YO 973 096S 0 9 8 8 3 / 0 ß L 3tung ausgebildet ist mit einem Widerstand im Serienzweig und jeweils zwei in Serien geschalteten Widerständen in den Nebenschlußzweigen, deren Verbindungspunkte einen dritten und einen vierten Knotenpunkt bilden, und daß die Eingangs- und Ausgangsknoten mit den positiven Eingängen und die dritten und vierten Knoten mit den negativen Eingängen zweier Differenzverstärker verbunden sind, wobei die Verstärkungsfaktoren der Differenzverstärker jeweils bestimmten Verhältnissen von Signalanteilen an den Knoten entsprechen und bei einem Nebenschlußwiderstand R1 und einem Dämpfungsfaktor k die Widerstandswerte der Nebenschlußzweige bestimmt sind durch:R1A = Rl R1B = Rl(I
- 4. Richtkoppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische ττ-Schaltung ausgebildet ist mit einem Widerstand im Serienzweig und jeweils zwei in Serie geschalteten Widerständen in den Nebenschlußzweigen, deren Verbindungspunkte einen dritten und einen vierten Knoten bilden, und daß die Vergleichsschaltungen jeweils durch zwei Übertrager gebildet werden, an deren Sekundärwicklungen die Signale abnehmbar sind, deren Primärwicklungen mit dem Eingangsknoten und dem vierten Knoten auf der Ausgangsseite bzw. mit dem Ausgangsknoten und dem dritten Knoten auf der Eingangsseite verbunden sind, und deren Übersetzungsverhältnisse den jeweiligen Anteilen der Signale an den angeschlossenen Knotenpunkten entsprechen.
- 5. Richtkoppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische O-Schaltung ausgebildet ist mit je einem Widerstand in den Serien-YO 973 096509833/0649zweigen und zwei jeweils in Serien geschalteten Widerstandspaaren in den Nebenschlußzweigen, daß die Verbindungspunkte zwischen im den Eingangs- und Ausgangsknoten entgegengesetzten Teil andgeordneten Serienwiderständen einen dritten und einen vierten Knoten bilden und daß die Eingangs- und Ausgangsknoten mit den positiven Eingängen und die dritten und vierten Knoten mit den negativen Eingängen von zwei die Vergleichsschaltungen bildenden Differenzverstärkern verbunden sind, deren Verstärkungsfaktoren jeweils bestimmten Verhältnissen der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen.Richtkoppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische T-Schaltung ausgebildet ist mit zwei Widerständen im Serienzweig und zwei in Serie geschalteten Widerständen im Nebenschlußzweig, deren Verbindungspunkt einen dritten Knoten bildet, daß die Vergleichsschaltungen durch zwei Differenzverstärker gebildet sind, deren positive Eingänge mit dem Eingangs- und Ausgangsknoten und deren negative Eingänge mit dem dritten Knoten verbunden sind und deren Verstärkungsfaktoren jeweils bestimmten Verhältnissen der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen, und daß die Widerstandswerte der im Nebenschlußzweig angeordneten Widerstände bei einem Gesamtwiderstand R, und einem Dämpfungsfaktor k gegeben sind durch:R3A = R3 ifei) , und3B K3 Uk /'Richtkoppelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied als symmetrische H-Schaltung ausgebildet ist mit je zwei in Serie geschalteten Widerständen in den Serienzweigen und je zwei in Serie geschal-YO 973 0965C9883/0649teten Viiderstandspaaren im Nebenschlußzweig3 wobei der Verbindungspunkt des Widerstandspaares im den Eingangsund Ausgangsknoten entgegengesetzten Teil des Nebenschlußzweiges einen dritten Knotenpunkt bildet, und daß die Vergleichsschaltungen durch Differenzverstärker gebildet sind, deren positive Eingänge mit den Eingangs- bzw. Ausgangsknoten und deren negative Eingänge mit dem dritten Knotenpunkt verbunden sind und deren Verstärkungsfaktoren jeweils bestimmten Signalverhältnissen der Signalanteile an den Eingangs- und Ausgangsknoten entsprechen.YO 973 096509883/0643Le e rs e ι te
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/484,190 US3934213A (en) | 1974-06-28 | 1974-06-28 | Broad band directional coupling circuit |
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