DE2703166A1 - Adaptiver entzerrer - Google Patents

Adaptiver entzerrer

Info

Publication number
DE2703166A1
DE2703166A1 DE19772703166 DE2703166A DE2703166A1 DE 2703166 A1 DE2703166 A1 DE 2703166A1 DE 19772703166 DE19772703166 DE 19772703166 DE 2703166 A DE2703166 A DE 2703166A DE 2703166 A1 DE2703166 A1 DE 2703166A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pole
chain
network
transfer function
control signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772703166
Other languages
English (en)
Inventor
Warwick Harvey Prof Holmes
Hartmut Dipl Ing Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19772703166 priority Critical patent/DE2703166A1/de
Publication of DE2703166A1 publication Critical patent/DE2703166A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/04Control of transmission; Equalising
    • H04B3/14Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used
    • H04B3/141Control of transmission; Equalising characterised by the equalising network used using multiequalisers, e.g. bump, cosine, Bode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Description

  • Adaptiver Entzerrer
  • Die Erfindung betrifft einen adaptiven Entzerrer unter Verwendung einer den Ubertragungsweg entzerrenden Kettenschaltung einer Anzahl von m Vierpolen, deren Ubertragungsfunktionen mittels einstellbarer Parameter steuerbar sind und der ein Hilfsnetzwerk enthält, das Steuersignale für die Einstellung der Parameter für die einzelnen Vierpole erzeugt und bei dem wenigstens eines der Eingangs- oder Ausgangssignale eines der Vierpole als Eingangssignal des Hilfsnetzwerkes vorgesehen ist.
  • Für die automatische und adaptive Entzerrung linear verzerrter Signale sind bislang vielfach Transversalfilterstrukturen gebräuchlich. Der Grund hierfür liegt weniger in der besonders großen Effektivität des damit verbundenen Entzerrungsprinzips, sondern in erster Linie in der guten Uberschaubarkeit des Entzerrungsvorganges und der leichten Beweisbarkeit der Konvergenz.
  • Es existieren nämlich für den Transversalfilter-Entzerrer Fehlerkriterien, die ein einziges globales Fehler-Minimum aufweisen, weshalb man mit Hilfe eines Gradientenverfahrens die Konvergenz der Fehlerminimierung sicherstellen kann. In Fällen, in denen es ausreichend ist, die Konvergenz der Fehlerminimierung nicht zu beweisen, sondern für die Jeweils erforderlichen Anwendungsfälle experimentell oder durch Simulation nur zu zeigen, dann ist es möglich auch allgemeinere Strukturen, wie z.B.
  • Kaskaden von Filtern, Allpässen oder Dämpfungsentzerrern, wie sie beispielsweise aus der DT-OS 24 41 319 bekannt sind, zu verwenden, die gegenüber Transversalfilter-Entzerrern bessere Approximationseigenschaften aufweisen können. Auch in diesen Fällen kann die Entzerrereinstellung mit Hilfe eines nachstehend erläuterten verhältnismäßig leicht instrumentierbaren Gradientenverfahrens vorgenommen werden.
  • Bei den nach dem Gradientenverfahren arbeitenden adaptiven und automatischen Einstellverfahren wird im allgemeinen der variable Parametervektor c c = etc1, c2,...., cnj (1) des Entzerrers mit einem Korrekturzuwachs versehen, welcher dem Gradienten einer geeignet gewählten Kostenfunktion E entsprechend Gleichung (2) proportional ist.
  • c (i+i) = c (i) - a grade E (2) Dieser Zuwachs verändert den Parametervektor in Richtung des optimalen Wertes, für den die Kostenfunktion ein Minimum annimmt.
  • Dies ist auch aus der Fig. 1 ersichtlich, in der für ein Gradientenverfahren zur iterativen Einstellung des Koeffizientens die Kostenfunktion E in Abhängigkeit vom Koeffizienten CJ dargestellt ist. Hinreichende Bedingung für die Konvergenz ist die Konvexität der Kostenfunktion E, die aber vielfach nur experimentell und nicht analytisch und dann oft auch nur bereichsweise nachgewiesen werden kann. Es wird beispielsweise als Kostenfunktion die mittlere quadratische Abweichung der vom Koeffizientenvektor c abhängigen Filterausgangsfunktion y(c, t) von einer vorgeschriebenen Soll-Ausgangsfunktion a(t) verwendet.
  • In diesem Fall ist die Kostenfunktion E durch die Gleichung (3? gegeben.
  • Für die Gradientenbildung werden die partiellen Ableitungen bezüglich aller Variablen benötigt, wie dies aus der folgenden Gleichung (4) ersichtlich ist.
  • j = 1,2 , n Eine instrumentelle Realisierung der Gleichung(4) ist in der Fig. 2 angegeben, nach der zur Bildung der partiellen Ableitungen ay/9cJ sog. Empfindlichkeitsnetzwerke (sensitivity models) benötigt werden, an deren Eingänge im allgemeinen das Ausgangssignal y(t) selbst und/oder verschiedene interne Signale des variablen Netzwerkes geschaltet sein können.
  • In der Ubertragungstechnik ist es gebräuchlich, mehrere Entzerrer, beispielsweise Dämpfungs- und Phasenentzerrer, hintereinander zu schalten, weswegen es häufig als wünschenswert erscheint, eine solche Filterkaskade adaptiv zu steuern. Entsprechend den vorstehenden Betrachtungen bedeutet dies, solche Empfindlichkeitsnetzwerke zu finden, die die partielle Ableitung 8s(c,t)/acJ für Jeden Parameter c liefern. Da die Transformation in den Frequenzbereich invariant ist gegenüber der Differentiation nach cJ, liefert das gesuchte Empfindlichkeitsnetzwerk an seinem Ausgang die folgende, durch Laplace-Transformation gegebene Ubertragungsfunktion entsprechend Gleichung (5), bei der den Laplace-Operator und p eine komplexe Frequenz bedeuten.
  • In der Fig. 3 ist eine Filterkascade dargestellt, bei der - der Einfachheit halber - Jedes der n Filter A1...,An Jeweils nur eine Variable besitze. Dem Prinzip nach kann Jedoch Jedes Filter auch mehrere Variable aufweisen. FUr eine solche Filterkascade kann die Ausgangsübertragungsfunktion nach der Gleichung und die Ubertragungsfunktion der Empfindlichkeit nach der Gleichung berechnet werden.
  • Durch eine einfache Umformung der Gleichung (7) unter Verwendung der Gleichung (6) ergeben sich die folgenden Gleichungen (8) und (9) Die dazugehörige Entzerrer-Struktur ist dem Prinzip nach aus der DT-OS 24 41 319 bekannt. Sie sei hier als Inversionsstruktur bezeichnet, da, wie in Fig. 4 angegeben, für Jedes variable Element der Filterkette ein Empfindlichkeitsnetzwerk mit der Übertragungsfunktion Sj(p) erforderlich ist, in welchem der Jeweilige Parameter ebenfalls mitvariiert werden muß, und in welchem die inverse Funktion 1/AJ enthalten ist.
  • Eine solche Inversionsstruktur ist deshalb sehr günstig zu realisieren, weil die Messung der Empfindlichkeiten für alle Parameter simultan erfolgen kann, was den Entzerrerabgleich im allgemeinen erheblich beschleunigt. In vielen Fällen ist Jedoch das Empfindlichkeitsnetzwerk mit einer Ubertragungsfunktion nach Formel (9) nicht stabil realisierbar, da nicht Jede Ubertragungsfunktion A stabil invertierbar ist. Pole und Nullstellen müssen in der linken Halbebene der komplexen p-Ebene liegen bzw. der Entzerrervierpol muß minimalphasig sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine zur Realisierung geeignete nicht-minimalphasige adaptive Entzerrerstruktur anzugeben, durch die gewährleistet ist, daß auch Verzerrungen, die mit minimalphasigen Entzerrern nur äußerst schwierig entzerrt werden könnten, mit nicht-minimalphasigen Entzerrern adaptiv beseitigt werden können.
  • Ausgehend von einem adaptiven Entzerrer unter Verwendung einer den Ubertragungsweg entzerrenden Kettenschaltung einer Anzahl von m Vierpolen, deren Ubertragungsfunktionen mittels einstellbarer Parameter steuerbar sind und der ein Hilfsnetzwerk enthält, das Steuersignale für die Einstellung der Parameter für die einzelnen Vierpole erzeugt und bei wenigstens eines der Eingangs-oder Ausgangssignale eines der Vierpole als Eingangssignal des Hilfsnetzwerkes vorgesehen ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Hilfsnetzwerk eine mit der Anzahl der Parameter übereinstimmende Anzahl von zueinander parallel verlaufenden Zweigen enthält, daß Jedem Zweig ein Parameter zugeordnet ist, daß die zusammengefaßten Eingänge der zueinander parallel geschalteten Zweige gemeinsam mit dem Ausgang der entzerrenden Vierpolkette verbunden sind, daß die einzelnen Vierpole der entzerrenden Vierpolkette durch Schalter zeitlich verschoben überbrückt sind, und daß Jeder Zweig im Hilfsnetzwerk ein'Empfindlichkeitsvierpol enthält, dessen Ubertragungsfunktion durch die partielle Ableitung der Ubertragungsfunktion A des den zugeordneten Parameter enthaltenden Vierpoles bezüglich dieses Parameters gegeben ist, und daß die Steuersignale an den Ausgängen der einzelnen Zweige zeitlich verschoben auftreten.
  • Im folgenden soll die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden0 Es zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 eine bereits erläuterte Kostenfunktion für ein Gradientenverfahren zur iterativen Einstellung der Koeffizienten, Fig. 2 eine einleitend bereits erläuterte Anordnung zur Realisierung von Entzerrerstrukturen nach dem Gradientenverfabren, Fig. 3 eine bereits erläuterte Kaskade von Filtern mit Jeweils einer Variablen, Fig. 4 eine bereits erläuterte, als Inversionsstruktur bezeichnete Entzerrerstruktur, Fig. 5 eine erfindungsgemäße Entzerreranordnung mit Uberbrückungsstruktur, Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für einen Allpaß erster Ordnung zwischen entkoppelnden Verstärkern, Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Empfindlichkeitsnetzwerkes eines Entzerrers mit Uberbrückungsstruktur für einen Allpaß entsprechend Fig. 6, Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für einen Allpaß zweiter Ordnung, Fig. 9 ein zur Schaltung nach Fig. 8 geeignetes.Empfindlichkeitsnetzwerk für einen Entzerrer mit Uberbrückungssstruktur.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist ein adaptiver Entzerrer angegeben, der im Hauptübertragungszweig zwischen dem Eingang X(p) und dem Ausgang Y(p) der Anordnung eine Kettenschaltung der Vierpole A1(c1) bis An(cn) enthält. Die einzelnen Vierpole A1 bis An der entzerrenden Vierpolkette sind hierbei durch die Schalter Sl bis Sn zeitlich verschoben überbrückt.
  • Das Hilfsnetzwerk besteht aus einzelnen Zweigen, die Jeweils einen Empfindlichkeitsvierpol T1(c1) bis Tn(cn) enthalten. Die Eingänge der zueinander parallelgeschalteten Zweige des Hilfsnetzwerkes sind beim Ausführungsbeispiel zusammengefaßt und gemeinsam mit dem Ausgang Y(p) der entzerrenden Vierpolkette A1..An verbunden.
  • Die Ubertragungsfunktion der Empfindlichkeitsvierpole ist entsprechend Gleichung (10) durch die partielle Ableitung der Ubertragunsfunktion A des den 3 zugeordneten Parameters enthaltenden Vierpoles bezüglich dieses Parameters gegeben und ist im allgemeinen ohne Schwierigkeiten stabil realisierbar.
  • An den Ausgängen der einzelnen Zweige des Hilfsnetzwerkes treten die Steuersignale XY/9c1 bis 9 Y/9cn in zeitlich verschobener Folge auf.
  • Im folgenden sollen Beispiele für die Realisierung von adaptiv gesteuerten Allpaßketten angegeben werden. Grundsätzlich kommen für einen Allpaß simultan arbeitende Empfindlichkeitsnetzwerke nach der beispielsweise in Fig. 4 angegebenen Inversionsstruktur nicht in Betracht, da Allpässe stets Nullstellen in der rechten Halbebene enthalten, die bei der Inversion zu Polen umgewandelt werden. Ein Empfindlichkeitsnetzwerk entsprechend Gleichung (9) kann daher nicht stabil sein. Zur adaptiven Steuerung von Allpässen eignet sich deshalb besonders vorteilhaft die Uberbrückungsstruktur entsprechend Fig. 5.
  • Für einen Allpaß erster Ordnung besonders günstig ist eine elektronische Steuerung, die beispielsweise aus der Veröffentlichung von Morishita, Mano: C 60 Television Transmission System. Review of the Electrical Communication Laboratories, Vol. 20, Nr. 5-6, May-June, pp. 422 - 444 bekannt ist. Für einen Allpaß erster Ordnung, also ein A-Glied, wie es beispielsweise in der Fig. 6 zwischen entkoppelnden Verstärkern mit sehr hohem Einganswiderstand und sehr kleinem Ausgangswiderstand dargestellt ist, gelten die folgenden Beziehungen: Z = pL (11) Ein solcher Allpaß hat ein Maximum seiner Gruppenlaufzeit bei der Frequenz f=O. Die Höhe dieses Maximums kann durch die Wahl eines entsprechenden R, z.B. durch einen Feldeffekttransistor variiert werden.
  • Das Empfindlichkeitsnetzwerk fUr eine Uberbrückungsstruktur entsprechend Fig. 5 hat eine Übertragungsfunktion entsprechend der Gleichung (10). Für die Realisierung eines Empfindlichkeitsnetzwerkes für einen Allpaß entsprechend der Gleichung (11) nimmt die Ubertragungsfunktion die folgende Form an: Z = p.L Ein solches Netzwerk ist stabil realisierbar. Eine mögliche Schaltung für ein solches Empfindlichkeitsnetzwerk ist in der Fig. 7 angegeben. Sie besteht aus einem huber den komplexen Widerstand Z rückgekoppelten invertierenden Verstärker mit näherungs unendlich großer Verstärkung, der im Eingang eine Reihenschaltung aus Z und dem variablen Parameter R enthält, sowie aus einem weiteren über den reellen Widerstand R1 rückgekoppelten Verstärker mit entsprechenden Eigenschaften, der ebenfalls im Eingang die erwShnte Reihenschaltung aus Z und R enthält.
  • In der Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel für einen adaptiv gesteuerten Allpaß zweiter Ordnung als zwischen entkoppelnden Verstärkern geschaltetes B-Glied angegeben. Das B-Glied enthält im Längs zweig die Parallelschaltung einer Induktivität L und einer variablen Kapazität C und im Querzweig einen in der Mitte der Induktivität L angreifenden variablen Widerstand R/4. Für dieses B-Glied gilt die Ubertragungsfunktion (13) Durch die Variation von R und C sind die Lage und Höhe des Laufzeitmaximums in vorteilhafter Weise regelbar. Ein Empfindlichkeitsnetzwerk für einen Allpaß zweiter Ordnung bezüglich R ergibt sich entsprechend der im folgenden abgeleiteten Gleichung (14) unter Verwendung der Gleichung (12) und der Struktur nach Fig. 7. In diesem Fall ist Z durch Gleichung (13) gegeben.
  • Das Empfindlichkeitsnetzwerk bezüglich C3 ist durch die folgende Gleichung (15) berechenbar: Ein Empfindlichkeitsnetzwerk für die beiden Variablen R3 und C3 ist in der Fig. 9 angegeben, aus der die Kettenschaltung von einem Vierpol TRJ, eines reellen Widerstandes R1, eines über den reellen Widerstand R rückgekoppelten invertierenden Verstärkers mit näherungsweise unendlicher Verstärkung, sowie eines weiteren reellen Widerstandes R1, eines weiteren über den komplexen Widerstand Z rückgekoppelten Verstärkers mit entsprechenden Eigenschaften und eines Differentiationsgliedes hervorgeht. Die Realisierung des Vierpoles TRJ erfolgt ganz analog zu Gleichung (12) bzw. Fig. 7. Es ist zu beachten, daß eine Multiplikation mit p einer Differentiation nach der Zeit entspricht.
  • 2 Patentansprüche 9 Figuren

Claims (2)

  1. Patent an BP rU c he t19 Adaptiver Entzerrer unter Verwendung einer den Vbertragungsweg entzerrenden Kettenschaltung einer Anzahl von m Vierpolen, deren Übertragungsfunktionen mittels einstellbarer Parameter steuerbar sind und der ein Hilfsnetzwerk enthält, das Steuersignale für die Einstellung der Parameter für die einzelnen Vierpole erzeugt und bei dem wenigstens eines der Eingangs-oder Ausgangs signale eines der Vierpole als Eingangssignal des Hilfsnetzwerkes vorgesehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Hilfsnetzwerk eine mit der Anzahl der Parameter übereinstimmende Anzahl von zueinander parallel verlaufenden Zweigen enthält, daß Jedem Zweig ein Parameter zugeordnet ist, daß die zusammengefaßten Eingänge der zueinander parallel geschalteten Zweige gemeinsam mit dem Ausgang der entzerrenden Vierpolkette verbunden sind, daß die einzelnen Vierpole der entzerrenden Vierpolkette durch Schalter zeitlich verschoben überbrückt sind, und daß 3eder Zweig im Hilfsnetzwerk ein Empfindlichkeitsvierpol enthält, dessen Übertragungsfunktion durch die partielle Ableitung der Übertragungsfunktion A des den zugeordneten Parameter enthaltenden Vierpoles bezüglich dieses Parameters gegeben ist, und daß die Steuersignale an den Ausgängen der einzelnen Zweige zeitlich verschoben auftreten.
  2. 2. Adaptiver Entzerrer nach Anspruch 1, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h seine Realisierung als Kettenschaltung von zwischen entkoppelnden Verstärkern geschalteten Allpässen, deren Laufzeitmaxima nach Wert und Frequenzlage einstellbar sind.
DE19772703166 1977-01-26 1977-01-26 Adaptiver entzerrer Withdrawn DE2703166A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772703166 DE2703166A1 (de) 1977-01-26 1977-01-26 Adaptiver entzerrer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772703166 DE2703166A1 (de) 1977-01-26 1977-01-26 Adaptiver entzerrer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2703166A1 true DE2703166A1 (de) 1978-07-27

Family

ID=5999592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772703166 Withdrawn DE2703166A1 (de) 1977-01-26 1977-01-26 Adaptiver entzerrer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2703166A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146483A1 (de) * 1980-12-02 1982-07-01 Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven "selbsteinstellendes filter"
EP0099566A2 (de) * 1982-07-21 1984-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Regelbarer Entzerrer
DE3841268A1 (de) * 1988-12-08 1990-06-13 Thomson Brandt Gmbh Digitales filter
FR2684826A1 (fr) * 1991-12-06 1993-06-11 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour corriger automatiquement les caracteristiques de lignes de transmission.

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3146483A1 (de) * 1980-12-02 1982-07-01 Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven "selbsteinstellendes filter"
EP0099566A2 (de) * 1982-07-21 1984-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Regelbarer Entzerrer
EP0099566A3 (en) * 1982-07-21 1985-01-09 Siemens Aktiengesellschaft Adjustable equalizer
DE3841268A1 (de) * 1988-12-08 1990-06-13 Thomson Brandt Gmbh Digitales filter
US5025406A (en) * 1988-12-08 1991-06-18 Deutsche Thomson-Braudt Gmbh Adaptive digital filter for multi path distortion cancellation
FR2684826A1 (fr) * 1991-12-06 1993-06-11 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour corriger automatiquement les caracteristiques de lignes de transmission.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4113244A1 (de) Programmierbare hf-filterschaltung
DE2828697C2 (de)
DE3404191C2 (de)
DE2413075B2 (de) Konferenzbrueckenschaltung
DE1562215C3 (de) Variabler Entzerrer
DE2728278A1 (de) Aktives filter
DE2924043C2 (de) Entzerrungsnetzwerk
DE2123903A1 (de) Elektronisches variables Leitungsergänzungsnetzwerk
DE2703166A1 (de) Adaptiver entzerrer
DE69305738T2 (de) Impedanznachbildung für eine teilnehmerleitungsschnittstellenschaltung
DE2847098B2 (de) Korrekturschaltungsanordnung für einen an einem Signaleingang liegenden Halbleiterverstärker
DE2703107A1 (de) Adaptiver entzerrer
DE69220022T2 (de) Entzerrer für eine Übertragungsleitung
DE69026365T2 (de) Analog-Filter
DE2736951C2 (de)
DE2165745C2 (de) Abstimmbarer Quarzoszillator
DE2533553A1 (de) Einstellbarer entzerrer
DE2430465B1 (de) Adaptiver entzerrer zur entzerrung eines fernsehsignals
DE2241675B2 (de) Einstellbares Entzerrernetzwerk
DE865465C (de) Schaltungsanordnung fuer Vierdraht-Zweidraht-Verbindungen
DE498989C (de) Anordnung zur Verminderung des Nebensprechens in Mehrfachfernsprechleitungen
DE2217355A1 (de) Veränderbare Entzerrer für ein Breitband-Kabelsystem
DE1242272B (de) Anordnung zur einstellbaren, frequenzabhaengigen Amplitudenentzerrung in UEbertragungssystemen
DE1815172B2 (de) Integrierbarer spulenloser Bandpaß höheren Grades
DE1070682B (de) Verstärkerschaltung mit einem Hochpafi- und Tiefpaßnetzwer'k

Legal Events

Date Code Title Description
OAM Search report available
OC Search report available
8139 Disposal/non-payment of the annual fee