DE2635951A1

DE2635951A1 - Rueckgekoppelter verstaerker

Info

Publication number: DE2635951A1
Application number: DE19762635951
Authority: DE
Inventors: Rolf Christer Carlsson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1975-08-28
Filing date: 1976-08-10
Publication date: 1977-03-10
Also published as: FI762122A; US4048579A; IT1062459B; NO141295B; NO141295C; BR7605628A; NO762964L; ES450900A1; DK390576A; SE385177B

Description

Telefonaktiebolaget L M Ericsson, Stockholm/Schweden Rückgekoppelter Verstärker

Die Erfindung betrifft einen rückgekoppelten Verstärker mit einem Eingang und einem Ausgang, die so eingerichtet sind, daß sie jeweils ein Breitbandsignal empfangen bzw. dieses linear verstärkt wieder abgeben, mit zwei parallelen Signalwegen, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers angeordnet sind, wobei einer der Signalwege eine Kaskadenschaltung eines Signalverstärkers und eines Verzögerungsnetzwerkes und der zweite Signalweg einen Fehlerverstärker enthält, mit einer Fehlerextraktionsschaltung, die einen Richtkoppler enthält, an dem die Eingangsseite ein erstes Paar konjugierter erster und zweiter Anschlüsse aufweist und zum Teil mit dem Eingang des rückgekoppelten Verstärkers und zum Teil mit einem Ausgang des Signalverstärkers verbunden ist, und an dem die Ausgangsseite ein zweites Paar konjugierter dritter und vierter Anschlüsse aufweist, wobei der vierte Anschluß mit einem Eingang des Fehlerverstärkers verbunden ist, und mit einer Fehlerinjektionsschaltung, die einen ersten, mit einem Ausgang des Verzögerungsnetzwerks verbundenen Eingang und einen zweiten, mit einem Ausgang des Fehlerverstärkers verbundenen Eingang sowie einen Ausgang aufweist, der mit dem Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTED

Ein bekannter rückgekoppelter Verstärker der vorstehend beschriebenen Art wie er auch in dem schwedischen Patent Nr. 7102055-6 beschrieben ist, benötigt neben dem erwähnten Verzögerungsnetzwerk ein weiteres Verzögerungsnetzwerk, das mit dem Fehlerverstärker in Kaskade geschaltet ist. Die Verzögerungsnetzwerke sind kostspielig und unhandlich, wenn sie Breitbandsignale verzögern sollen. Ferner muß ihre Phasenverschiebung einstellbar sein. Eine Erläuterung der technischen Schwierigkeiten ist im einzelnen in dem Bell System Technical Journal, Vol. 47, S. 651-722, Mai-Juni 1968 und Vol. 50, S. 2879-2916, November 1971 wiedergegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen rückgekoppelten Verstärker zu schaffen, mit dem wie bei den bekannten rückgekoppelten Verstärkern eine lineare Verstärkung von Breitbandsignalen erreicht wird, der jedoch dies bei Verwendung nur eines Verzögerungsnetzwerkes erreicht.

Diese Aufgabe wird durch einen rückgekoppelten Verstärker der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der dritte Anschluß des Richtkopp lers der Fehlerextraktionsschaltung mit einem Eingang des Signalverstärkers verbunden ist und die Fehlerextraktionsschaltung eine Summationsschaltung umfaßt, die einen ersten, mit dem Eingang des rückgekoppelten Verstärkers verbundenen Eingang und einen zweiten, mit dem Ausgang des Signalverstärkers verbundenen Eingang sowie einen mit dem zweiten Anschluß des Richtkopplers verbundenen Ausgang aufweist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur.

Die Figur zeigt ein Schaltbild eines rückgekoppelten Verstärkers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

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Der in der Zeichnung dargestellte rückgekoppelte Verstärker besitzt einen Eingang 1 und einen Ausgang 2, von denen ersterer so angeordnet ist, daß er ein Breitbandsignal empfängt und letzterer so, daß er diese Breitbandsignale linear verstärkt abgibt. Zwei parallele Signalwege sind zwischen Eingang 1 und Ausgang 2 angeordnet, wobei einer der Signalwege eine Kaskadenverbindung eines Signalverstärkers 3 und ein Verzögerungsnetzwerk 4 umfaßt und der zweite Signalweg einen Fehlerverstärker 5 enthält. In dem rückgekoppelten Verstärker bzw. in Vorwärtsrichtung speisenden Verstärker ist eine Fehlerextraktionsschaltung enthalten, die einen Richtkoppler 6 umfaßt, dessen Eingangsseite ein erstes Paar konjugierter erster und zweiter Anschlüsse aufweist und teils mit dem Eingang 1 des rückgekoppelten Verstärkers und teils mit dem Ausgang des SignalVerstärkers 3 verbunden ist, und die Ausgangsseite besitzt ein zweites Paar konjugierter dritter und vierter Anschlüsse, von denen der vierte mit einem Eingang des Fehlerverstärkers 5 verbunden ist, sowie eine Fehlerin j ektionsschaltung, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Richtkoppler 7 mit einem ersten und einem zweiten Eingang in einem ersten Paar konjugierter Anschlüsse, die mit dem Ausgang des Verzögerungsnetzwerkes 4 bzw. dem Ausgang des Fehlerverstärkers verbunden sind und mit einem dritten und vierten Anschluß in einem zweiten Paar konjugierter Anschlüsse besteht, die mit dem Ausgang 2 des rückgekoppelten Verstärkers verbunden bzw. über einen Widerstand 8 mit Masse verbunden sind.

Die Fehlerextraktionsschaltung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anschluß des Richtkopplers 6 mit einem Eingang des Signalverstärkers 3 verbunden ist und eine Summationsschaltung umfaßt, die einen ersten, mit dem Eingang 1 des rückgekoppelten Verstärkers verbundenen Eingang und einen zweiten, mit dem Ausgang des Signalverstärkers 3 verbundenen Ausgang sowie einen mit dem zweiten Anschluß des Richtkopplers 6 verbundenen Ausgang aufweist, der so angeordnet ist, daß er diesem ein Differenzsignal zuführt. Jegliche Fehlerkomponente, die von

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dem Signalverstärker 3 erzeugt wird und am Ausgang" desselben vorhanden ist, addiert zu einer linear verstärkten Sigmalkcanpomente, erscheint am dritten und vierten Anschluß des Richtkopplers 6 subtrahiert von der Signalkomponente. Diese Tatsache macht es möglich, daß eine Auslöschung der Fehlerkomponente in dem Richtkoppler 7 nach geeigneter Verstärkung in dem Fehler^rerstärker 5 und Verzögerung in dem Verzögerungsnetzwerk 4 erfolgen kann. Die zwei Richtkoppler 6 und 7 isolieren bzw» trennen die zwei Signa!wege wirksam voneinander an den Eingängen der Verstärker 3 und 5 und an den Ausgängen des Verzögerungsnetzwerks 4 und des Verstärkers 5. Infolge, der Tatsache, daß der rückgekoppelte Verstärker so eingerichtet ist, daß er Breitbandsignale verstärkt, ist die Trennung, die der Richtkoppler 6 zwischen den zwei Signalwegen ermöglicht, wesentlich um zu verhindern, daß Reflexionsphänomene die Auslöschung der Fehlerkomponente stören oder verschlechtern.

Die Auslöschung.der Fehlerkomponente ist abhängig davon, daß der Fehlerverstärker 5 nur eine vernachlässigbare Verzerrung eingibt. In dieser Beziehung ist der Fehlerverstärker 5 kritischer als der Signalverstärker 3. Folglich ist es dann vorteilhaft, wenn der Übertragungskoeffizient·S₂. zwischen dem zweiten und vierten Anschluß in dem Richtkoppler 6 nahe dem Wert 1 gewählt wird, obwohl der Kopplungskoeffizient S₇^ zwischen dem zweiten und dritten Anschluß in demselben Richtkoppler 6 dann klein wird

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entsprechend der Beziehung /S₂₃/ + /S₃₄/ = 1_f- mit der Folge, daß eine größere Signalverstärkung in dem Signalverstärker erforderlich ist. .

Die oben erwähnte Summationsschaltung ist nicht besonders kritisch bezüglich der Trennung zwischen ihren Eingängen, und bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sie durch, einen Transformator 9 gebildet, der eine mit dem Eingang 1 des rückgekoppelten Verstärkers verbundene Primärseite und eine Sekundärseite enthält, deren eines Ende- mit dem zweiten Anschluß des

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RichtkoppleaDS €> umsä einem Dämpfüngsnetzwerk 10 verbunden ist, fiber TBElctes das zweite Ende der Sekundärseite des Transformators 3 mit (dem Änassgamg· ,des Signalverstärkers 3 verbunden ist. Der erste ÄnscnlMB des Miclatkopplers 6 ist bei dieser Ausführungsform öbea: einen Widerstand 11 mit Masse verbunden. Das Dämpfungs- TiBt3ZMBjs5k "W Jcaiim reaktive Elemente enthalten, um dem rückgekoppelLibeim "Ferstärkear einen gewünschten Frequenzgang zu geben, woIbeiL der Feihlexveirstärker 5 in geeigneter Weise einen entsprechenden IFjoeqiieiiLzgang erhält, iam die Äuslöschung jeglicher BelhleaJkcimpDEDejateiiy die von dem Signalverstärker 3 erzeugt werden, zn älbXit

Bei dem erfimdiangsgemaßen rückgekoppelten bzw. in VorwärtsrlficJhtaaiig eijnspeiLsenden Verstärker kommt dem Verzögerungsnetzwerk 4 die BmüDgabe zn, die Übertragung einer Fehlerkomponente zu &sm ersten Änschlmaß des Eichtkopplers 7 zu verzögern, wobei die l^allerkompoiiente wem (dem Signalverstärker 3 erzeugt wird und an Ausgang adäilertfc zu einer linear verstärkten Signalkompoerscheint. Bi.e verzögerte Fehlerkomponente fällt zeitlich zaasammen mit derseHJbem Fehlerkomponente, subtrahiert von der SAgaaa.!komponente und ziam zweiten Anschluß des Richtkopplers 7 übejritragen über das Dämpfungsnetzwerk 10, den Transformator 9, dem ffcLchtkoppler 6 und den Fehlerverstärker 5. Um eine genaue Kofinzidenz zu erreichen, ist das Verzögerungsnetzwerk 4 in geei-gneiber Weise mit einem einstellbaren Phasenschieber versehen.

Der Richtkoppler 7 addiert an seinem dritten Anschluß die Signalkomponenten aus den zwei Signalwegen, um jegliche von dem SignalverstSrker 3 erzeugte Fehlerkomponente auszulöschen. Die Signalleistung wird zum Teil über den vierten Anschluß des Richtkopplers 7 zu dem Widerstand 8 überführt, wo sie in Form von Wärme abgeführt wird. Es ist daher zweckmäßig, den Kopplungskoeffizienten S₁₄ zwischen dem ersten und vierten Anschluß des Richtkopplers kleinzumachen. Dann wird auch der Kopplungskoeffizient S₃₃ klein,

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und folglich ist eine größere Verstärkung im Fehlerverstärker 5 erforderlich, was zu höheren Kosten für diesen führt. Der Richtkoppler 7 kann natürlich durch eine Summationsschaltung von der Form eines Transformators derselben Art wie Transformator 9 ersetzt werden, um eine geringere Leistungsaufnahme zu erreichen, wobei dieser Vorteil jedoch auf Kosten einer niedrigeren Trennung zwischen den Ausgängen des Verzögerungsnetzwerkes 4 und des Fehlerverstärkers 5 erkauft wird. Eine Diskussion dieser Probleme findet sich im einzelnen beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 302 605.

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Claims

Telefonaktiebolaget Ir M Ericsson, Stockholm/Schweden

Patentanspruch

Rückgekoppelter Verstärker mit einem Eingang und einem Ausgang, die so eingerichtet sind, daß sie jeweils ein Breitbandsignal empfangen bzw. dieses linear verstärkt wieder abgeben, mit zwei parallelen Signalwegen, die zwischen dem Eingang und dem Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers angeordnet sind, wobei einer der Signalüvege eine Kaskadenschaltung eines Signalverstärkers und eines Verzögerungsnetzwerkes und der zweite Signalweg einen Fehlerverstärker enthält _r mit einer Fehlerextraktionsschaltung, die einen Richtkoppler enthält, an dem die Eingangsseite ein erstes Paar konjugierter erster und zweiter Anschlüsse aufweist und zum Teil mit dem Eingang des rückgekoppelten Verstärkers und zum Teil mit einem Ausgang des Signalverstärkers verbunden ist, und an dem die Ausgangsseite ein zweites Paar konjugierter dritter .und vierter Anschlüsse aufweist, wobei der vierte Anschluß mit einem Eingang des Fehlerverstärkers verbunden ist, und mit einer Fehlerinjektionsschaltung, die einen ersten, mit einem Ausgang des Verzögerungsnetzwerks verbundenen Eingang und einen zweiten, mit einem Ausgang des Fehlerverstärkers verbundenen Eingang sowie einen Ausgang aufweist, der mit dem Ausgang des rückgekoppelten Verstärkers ver-

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bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anschluß des Richtkopplers (6) der Fehlerextraktionsschaltung mit einem
Eingang des Signalverstärkers (3) verbunden ist und die Fehlerextraktions schaltung eine Summationsschaltung (9) umfaßt, die einen ersten, mit dem Eingang (1) des rückgekoppelten Verstärkers verbundenen Eingang und einen zweiten, mit dem Ausgang des Signalverstärkers (3) verbundenen Eingang sowie einen mit dem zweiten Anschluß des Richtkopplers (6) verbundenen Ausgang aufweist.

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