DE2713710B1 - Ferngespeister Zwischenverstaerker fuer Nachrichtenuebertragungsstrecken - Google Patents
Ferngespeister Zwischenverstaerker fuer NachrichtenuebertragungsstreckenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zwischenverstärker mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Merkmalen.
Dabei dienen als Kapazität insbesondere induktivitätsarme Kondensatoren mit hoher Resonanzfrequenz.
Der Zwischen verstärker ist vorzugsweise ein HF- bzw. TF-Verstärker großer Bandbreite oder ein Regenerativverstärker
bzw. Regenerator eines PCM-Systems.
Ein derartiger Zwischenverstärker hat eine große Umlaufdämpfung bei geringer Signalleistungsdämpfung.
Bei einer in gemäß Hauptanmeldung vorgeschlagenen Weiterbildung ist ein als Siebschaltung ausgebildeter
Übertragungsvierpol vorgesehen, der aus einer Leitungs- bzw. Koaxialdrossel besteht Diese Drossel
ίο verbindet den Ausgang eines Teilverstärkers mit dem Eingang eines nachfolgenden Teilverstärkers. Da wegen
der Verluste bei hohen Frequenzen die Länge des Koaxialkabels der Drossel begrenzt ist ist die auf diese
Weise erzielbare Siebwirkung jedoch ebenfalls begrenzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Umlaufdämpfung des Zwischenverstärkers der eingangs genannten Art
noch weiter zu erhöhen.
Gemäß der Erfindung wird der Zwischenverstärker der eingangs genannten Art zur Lösung dieser Aufgabe
in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgebildet.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich in vorteilhafter Weise ein Zwischenverstärker mit besonders hoher
Umlaufdämpfung, bei dem die als Abblockkondensatoren dienenden zwischen der Außenleiterverbindung und
jeweils einem Speisespannungsanschluß der Teilverstärker liegenden Kapazitäten ohne Rücksicht auf die
gewünschte Umlaufdämpfung ausschließlich nach den Erfordernissen der Nutzsignalübertragung ausgelegt
werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 einen ferngespeisten Zwischenverstärker mit einem als Siebschaltung ausgebildeten Übertragungsvierpol zwischen zwei Teilverstärkern,
Fig.2 ein Prinzipschaltbild des Zwischenverstärkers
nach F ig. 1,
F i g. 3 einen Übertragungsvierpol mit einem Übertrager,
F i g. 4 einen Übertragungsvierpol mit einer Leitungsdrossel,
Fig.5 ein weiteres Prinzipschaltbild des Zwischenverstärkers
nach F i g. 1,
F i g. 6 einen Übertragungsvierpol mit einer Leitungsdrossel und mit mehreren Querzweigen und
r>o F i g. 7 einen Übertragungsvierpol mit einer Leitungsdrossel, deren Schirm an die Kabelaußenleiterverbindung geführt ist.
r>o F i g. 7 einen Übertragungsvierpol mit einer Leitungsdrossel, deren Schirm an die Kabelaußenleiterverbindung geführt ist.
In F i g. 1 ist ein Zwischenverstärker bzw. Breitbandverstärker für koaxiale Nachrichtenübertragungsstrekr>r)
ken gezeigt, der zwei Teilverstärker 11 und 12 enthält. Der Zwischenverstärker ist über das ankommende
Koaxialkabel 21 und abgehende Koaxialkabel 22 ferngespeist, und zwar durch eine Gleichstromreihenspeisung.
Während die Außenleiter der Kabel 21 und 22 direkt miteinander verbunden sind, ist an die Innenleiter
jeweils eine Stromversorgungsweiche angeschlossen, die das Nachrichtenübertragungsband, das nicht bis zur
Frequenz 0 reicht vom Speisegleichstrom trennt. Der Innenleiter des Kabels 21 ist dabei über die Drossel 51
an den Anschluß C des Speisespannungseingangs des Teilverstärkers 11 geführt. Der andere Anschluß + liegt
über die Drossel 52 f.m Innenleiter des abgehenden Koaxialkabels 22.
Bei den Teilverstärkern 11 und 12 sind einerseits die
Speisespannungsanschlüsse C bzw. D, an denen Verstärkermasse bzw. das Bezugspotential 0 liegt, über
die Drossel 53, andererseits die Speisespannungsanschlüsse + über die Induktivität bzw. Drossel 54
miteinander verbunden, so daß die Speisespannungseingänge gleichstrommäßig parallel geschaltet sind.
Die Drossel 54 kann durch eine zwischen Z-Diode 4 und Drossel 52 liegende, in der Figur nicht näher
dargestellte Drossel ersetzt werden, so daß der Speisespannungsanschluß + des Teil Verstärkers 12
dann am Verbindungspunkt dieser Drossel mit der Drossel 52 liegt Weiterhin kann in Abwandlung der
Anordnung nach F i g. 1 der Teilverstärker 12 unmittelbar und der Teilverstärker 11 über Drosseln gespeist
werden.
Der über die Kabelinnenleiter fließende Speisegleichstrom ruft an der Parallelschaltung der in der Figur nicht
näher dargestellten, an den Speiseeingängen wirksamen, durch die Teilverstärker gebildeten Verbraucherwiderstände
einen Spannungsabfall, nämlich die Speisegleichspannung hervor. Die Z-Diode 4, die parallel zum
Speiseeingang des Teilverstärkers 11 liegt, ist nicht unbedingt erforderlich und hat zweckmäßigerweise eine
Zenerspannung, die etwas höher als die Speisegleichspannung ist, so daß sie normalerweise nicht stromführend
ist und lediglich eine spannungsbegrenzende Wirkung hat. Sie kann jedoch gegebenenfalls auch als
Spannungsquelle dienen, die aus dem Speisestrom eine konstante Gleichspannung erzeugt.
Der Speiseanschluß C des Teilverstärkers 11 ist über
den Kondensator 33 (Abblockkondensator) an die Verbindung y der Kabelaußenleiter geführt, um den
Eingangskreis wechselstrommäßig zu schließen. Der Speiseeingang D des Teilverstärkers 12 ist über den
Kondensator 34 (Abblockkondensator) an die Kabelaußenleiterverbindung y gelegt, um den Ausgangskreis
wechselstrommäßig zu schließen.
Der Innenleiter des ankommenden Koaxialkabels 21 ist über den Kondensator 31 an den Eingang des
Teilverstärkers 11 geführt. Der Ausgang des Teilverstärkers 12 ist über den Kondensator 32 an den
Innenleiter des abgehenden Koaxialkabels 22 angeschlossen. Die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen der
Teilverstärker 11 und 12 haben den Wert Z und liegen zumindest wechselstrommäßig einpolig am Bezugspotential
0.
Die Betriebsspannungsanschlüsse der Teilverstärker (mit 0 und + bezeichnet) sind, was in der Figur nicht
näher dargestellt ist, kapazitiv miteinander verbunden.
Ein zwischen den Teilverstärkern U und 12 angeordneter Übertragungsvierpol 5 ist als Siebglied
ausgebildet
Anschlußpaare 8 und 9 sind einpolig miteinander verbunden und mit dem Verbindungspunkt 98 an die
Kabelaußenleiterverbindung y geführt. Der andere Anschluß liegt beim Anschlußpaar 9 am Speisespannungsanschluß
Cdes Teilverstärkers 11, beim Anschlußpaar 8 am Speisespannungsanschluß D des Teilverstärkers
12.
F i g. 2 zeigt den in F i g. 1 dargestellten Zwischenverstärker bzw. Unterflurverstärker im Prinzip. Dabei sind
nur die für das HF-Signal notwendigen Verbindungen dargestellt, nicht jedoch der Weg für den Fernspeisegleichstrom,
der aus F i g. 1 hervorgeht. Die Kondensa toren 33 und 34 sind die Weichentrennelemente, die die
Tubenaußenleiter zum Verstärker hin auftrennen. Die Kondensatoren 33 und 34 liegen im Signalweg und
stellen daher einen unerwünschten Kopplungswiderstand zwischen Ausgangskreis und Eingangskreis dar.
Ein Maß für die Verkopplung ist die Weichen-Umlaufdämpfung.
Bestünde zwischen den Kondensatoren 33 und 34 bzw. von Anschluß 62 nach Anschluß 72 eine
durchgehende Verbindung, so würde — da die Tubenaußenleiter über die Verbindung y leitend
miteinander verbunden sind — die EMK E2 des
Verstärkers 12 einen Strom sowohl über den Kondensator 34 als auch über den Kondensator 33 verursachen.
Der Strom durch den Kondensator 33 steht in unmittelbarer Beziehung zur Umlaufdämpfung.
Zwischen den beiden Teilverstärkern 11 und 12 befindet sich der Übertragungsvierpol 50, der als
Siebschaltung ausgebildet ist. Eine Erkenntnis im Rahmen der Erfindung besteht nun darin, daß es
wesentlich darauf ankommt, die Dämpfung vom Anschlußpaar 8 zum Anschlußpaar 9 möglichst groß zu
machen, während andererseits die Signalübertragung vom Anschlußpaar 6 zum Anschlußpaar 7 möglichst
nicht beeinträchtigt werden soll.
Die für die Dämpfung der Siebschaltung 50 maßgeblichen Umstände gehen aus F i g. 2 und 5 hervor.
Die Umlaufdämpfung au beträgt
Bezeichnet man mit a die Spannungsdämpfung der Siebschaltung 50 so gilt bei betriebsmäßigem Abschluß
v;
c" .
Bezeichnet man mit P die Impedanz der aus dem Kondensator 34 und dem Widerstand R2 bestehenden
Parallelschaltung, so gilt ferner
P
Z + /'
Z + /'
u; t/,
K1 + Z
u;
- C"
P R1
P)[R1 + Z)
l> R1
(Z + P)(R1 f Z)
ι-11 - <-"■ ■ K
α,, - α In K
α,, - α In K
Der Zusammenhang zwischen der Umlaufdämpfung a„ und der Spannungsdämpfung a der Siebschaltung 50
zwischen den betriebsmäßig abgeschlossenen Anschlußpaaren 8 und 9 geht aus Gleichung (4) hervor. Im
Faktor K ist der kapazitive Widerstand des Kondensators 34 enthalten, während die Spannungsdämpfung a
abhängig ist vom Wert der Kapazität 33. Geht z. B. die Kapazität C2 des Kondensators 34 gegen
<», so geht — In K gegen + <» und damit läuft auch die
Umlaufdämpfung au gegen °o. Dasselbe wird erreicht
beim Übergang der Kapazität C2 gegen <». In diesem
Fall geht die Spannungsdämpfung a gegen oo und
damit auch wiederum die Umlaufdämpfung a«.
Man sieht jedoch auch aus der Gleichung (4), daß selbst bei relativ großem K — d. h. kleinen Kapazitäten
Q bzw. C2 der Kondensatoren 33 und 34 — die
Umlaufdämpfung au durch entsprechende Werte der Spannungsdämpfung a auf den gewünschten Wert
angehoben werden kann. Dadurch ist es möglich, die Kondensatoren 33 und 34 ausschließlich nach den
Erfordernissen der Nutzsignalübertragung auszulegen. Die Wirkung der Siebschaltung 50 ist um so größer, je
höher die Impedanz der Kondensatoren 33 und 34 ist, bzw. je kleiner die Kapazitäten sind.
Mit der Dämpfung der Siebschaltung bestimmt man die Umlaufdämpfung a„. Der dabei erzielbare Vorteil
liegt insbesondere darin, daß man größere Übertragungsbandbreiten als ohne zwischengeschaltete Sieb-Schaltung erhalten kann. Wählt man im Hinblick auf
sehr große Bandbreiten die Kondensatoren 33 und 34 nur so groß, daß die Eigenresonanz möglichst noch
oberhalb der Nutzbandgrenze liegt, so können sich im Übertragungsband zu geringe Werte der Umlaufdämpfung ergeben. Durch die Siebschaltung 50 ergibt sich
eine Erhöhung der Umlaufdämpfung, ohne daß die obere Grenzfrequenz herabgesetzt wird. Außerdem
ergibt sich ein günstiger Signal-Störabstand.
Bei Aufteilung des Zwischenverstärkers bzw. Unterflur-Gerätes in π Teilverstärker werden zweckmäßigerweise n— 1 Übertragungsvierpole bzw. Siebschaitungen
eingeschaltet. Die Unterflureinheiten werden zweckmäßigerweise sorgfältig gegeneinander geschirmt, um
insbesondere kapazitive Verkopplungen zu vermeiden.
F i g. 3 zeigt für den Zwischenverstärker nach F i g. 1 einen Übertragungsvierpol 50, der einen Übertrager 56
im Nachrichtenübertragungsweg enthält Der Übertrager 56 ist dabei mit seiner Primärwicklung an die
Anschlüsse 61 und 62 des Anschlußpaares 6 angeschlossen. Die Sekundärwicklung ist an die Anschlüsse 71 und
72 des Anschlußpaares gelegt
Die Anschlüsse 62 und 98 des Anschlußpaares 9 sind über die Impedanz 58 miteinander verbunden. Zwischen
den Anschlüssen 72 und 98 liegt die Impedanz 59.
Ein zwischen den Wicklungen des Übertragers 56 gelegener Schirm ist unmittelbar an den Anschluß 98
angeschlossen. Ferner kann es zweckmäßig sein, zwischen Schirm und Anschluß 98 einen Kondensator
vorzusehen. Dieser Kondensator kann insbesondere eine der Impedanzen 58 und 59 sein.
Bei den in den Fig.4, 6 und 7 gezeigten Übertragungsvierpolen handelt es sich jeweils um eine
Leitungsdrossel 57, 572 bzw. 571, die mit ihren Wicklungen so in den Nachrichtenübertragungsweg
gelegt ist, daß die eine Wicklung zwischen den
K) Anschlüssen 61 und 71 und die andere Wicklung
zwischen den Anschlüssen 62 und 72 liegt. Die Anschlußpaare 6 und 7 sind daher über die beiden
Wicklungen des Übertragers 57, 571 bzw. 572 galvanisch miteinander verbunden, so daß in diesem Fall
die Drossel 53 in F i g. 1 entfallen kann.
Entsprechend F i g. 4 sind wie bei dem Siebglied nach F i g. 3 die Anschlüsse 62 und 98 über die Impedanz 58
miteinander verbunden. Zwischen den Anschlüssen 72 und 98 des Anschlußpaares 8 liegt die Impedanz 59.
Bei dem Übertragungsvierpol nach Fig.6 ist die
zwischen den Anschlüssen 62 und 72 liegende Wicklung der Leitungsdrossel 572 mit drei Anzapfungen versehen,
die jeweils über eine der Impedanzen 580, 581 und 590 an die Kabelaußenleiterverbindung y geführt sind.
2) Gegebenenfalls kann eine andere Zahl von Anzapfungen, z. B. nur eine Anzapfung vorgesehen sein.
Zusätzlich können eines oder beide der Wicklungsenden bzw. der Anschlüsse 62 und 72 über je eine Impedanz an
den Anschluß 98 geführt sein.
in Die bei den Siebgliedern nach Fig.3, 4 und 6
vorgesehenen Impedanzen 58, 59, 580, 581, 590 sind vorzugsweise induktivitätsarme Kondensatoren. Die
Kapazität dieser Kondensatoren wird unter Berücksichtigung der Eigenresonanz zweckmäßigerweise derart
r> bemessen, daß sich im interessierenden Frequenzbereich ein Maximum der Umlaufdämpfung ergibt
Bei dem in F i g. 7 gezeigten Siebglied ist die Leitungsdrossel 571 mit einem Schirm versehen, der mit
der einen, zwischen den Anschlüssen 62 und 72
liegenden Wicklung kapazitiv gekoppelt ist. Dieser
Schirm ist unmittelbar an die Kabelaußenleiterverbindung y geführt. Vorzugsweise kann als Übertrager ein
triaxiales Kabel, z. B. ein Koaxialkabel mit einem weiteren Schirm, dienen.
Claims (6)
1. Ferngespeister, zwischen einer eingangsseitigen und einer ausgangsseitigen, über eine Außenleiterverbindung
miteinander verbundenen Leitung angeordneter Zwischenverstärker für insbesondere
koaxiale Nachrichtenübertragungsstrecken, bei dem die Außenleiterverbindung und ein Speisespannungsanschluß,
der zugleich ein wechselspannungsmäßiges Bezugspotential hat kapazitiv verbunden
sind, wobei der Verstärker in wenigstens zwei Teilverstärker aufgeteilt ist mit je einer eigenen,
zwischen dem Bezugspotential und der Außenleiterverbindung liegenden Kapazität wobei die Speisespannungseingänge
der Teilverstärker mittels Induktivitäten oder ausgangsseitig kurzgeschlossener Leitungen hochfrequenzmäßig voneinander entkoppelt
sind, wobei wenigstens ein als Siebschaltung ausgebildeter Übertragungsvierpol zur Verbindung
zweier aufeinanderfolgender Teilverstärker vorgesehen ist nach Patentanmeldung P 26 23 412.8-32,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Pol und/oder mindestens ein Schaltungspunkt
innerhalb des Übertragungsvierpoles (56, 57, 571, 572) über eine Impedanz (58, 59, 580, 590) an die
Außenleiterverbindung (y, 98) angeschlossen ist.
2. Zwischenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Übertragungsvierpol (50)
einen Übertrager (56) aufweist dessen Primär- und Sekundärwicklung einpolig über je eine Impedanz
(58, 59) mit der Außenleiterverbindung (y, 98) verbunden ist (F i g. 3).
3. Zwischenverstärker nach Anspruch 1, mit einer Leitungsdrossel als Übertragungsvierpol, dadurch
gekennzeichnet daß die eine Wicklung der Leitungsdrossel (57) mit wenigstens einem Ende
und/oder mit wenigstens einer Anzapfung über eine Impedanz (58, 59, 580, 590) an die Außenleiterverbindung
(y, 98) geführt ist (F i g. 4,6).
4. Zwischenverstärker nach Anspruch 1 mit einer Leitungsdrossel als Übertragungsvierpol, dadurch
gekennzeichnet daß die Leitungsdrossel (571) mit einem mit der einen Wicklung kapazitiv gekoppelten
Schirm versehen ist und daß der Schirm mit der Außenleiterverbindung (y, 98), insbesondere unmittelbar,
verbunden ist (F i g. 7).
5. Zwischenverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (56) mit einem
zwischen den Wicklungen gelegenen Schirm versehen ist und daß der Schirm, insbesondere über einen
Kondensator, an die Außenleiterverbindung (y, 98) angeschlossen ist (F i g. 3).
6. Zwischenverstärker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens eine der
Impedanzen (58,59,580,581,590) ein induktivitätsarmer
Kondensator ist
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