-
Schaltungsvorrichtung zur Kompensation von
-
Intermodulationsprodukten in Verstärkern Zusammenfassung Es wird eine
Schaltungsvorrichtung zur Kompensation von Intermodulationsprodukten in Verstärkern
vorgeschlagen, die bei Übertragung mehrerer Wechselspannungen unterschiedlicher
Frequenz auftreten. Die Schaltungsvorrichtung umfaßt die Aufteilung des Signalwegs
in zwei Zweige, wobei der erste Zweig aus einem ersten Verstärkerelement und der
zweite Zweig aus einem Verstärkerelement mit nachgeschaltetem Dämpfungsglied besteht.
Die beiden Zweige werden über ein gegenphasiges Additionsglied wieder zusammengeführt.
Im zweiten Zweig für das Kompensationssignal werden stärkere Intermodulationsprodukte
erzeugt im Vergleich zum ersten Zweig für das Nutzsignal. Bei gegenphasiger Addition
der Signale mit richtigem Pegelverhältnis erfolgt eine Löschung der Intermodulationsprodukte
bei geringerer Abschwächung des Nutzsignals.
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsvorrichtung
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Um die Intermodulationsprodukte in Grenzen
zu halten, ist es bekannt, die Aussteuerbarkeit der Verstärker zu begrenzen und
bei einem relativ niedrigen Ausgangspegel zu arbeiten. Dadurch werden einmal die
Möglichkeiten der Verstärker schlecht genutzt und zum anderen sind der Ausgangsleistung
Grenzen gesetzt. Weiterhin ist aus der DT-AS 10 85 194 eine Schaltung zur Kompensation
von Intermodulationsprodukten bekannt, die jedoch durch die Verwendung von Laufzeit-Gliedern
sehr aufwendig und teuer ist und zum anderen eine schwierige Abstimmung erfordert.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit geringem Aufwand
und kostengünstigen Bauteilen eine Minimierung bzw. Löschung von Intermodulationsprodukten
bei relativ geringer Abschwächung des Nutzsignals erreicht wird. Der Ausgangspegel
und die Aussteuerbarkeit der Verstärker kann dadurch erhöht werden.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsvorrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist, bei Gleichheit der Verstärkerelemente dem Verstärkerelement
im ersten Zweig ein Dämpfungsglied vorzuschalten, wobei der
Dämpfungsfaktor
des Dämpfungsglieds im zweiten Zweig im wesentlichen dem dreifachen Dämpfungsfaktor
des Dämpfungsglieds im ersten Zweig entspricht. Dies führt zur Löschung von Intermodulationsprodukten
dritter Ordnung, da sich bei Erhöhung der Ausgangsspannung um 1 dB der Pegel dieser
Intermodulationsprodukte um 3 dB erhöht.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels.
-
Beschreibung der Erfindung Ein Signalweg 10, zum Beispiel die elektrische
Leitung einer Antennenanlage, ist in zwei Zweige 11, 12 aufgespalten. Der erste
Zweig 11 besteht aus einem Dämpfungsglied 13 mit einem nachgeschalteten, ersten
Verstärkerelement 14, und der zweite Zweig 12 besteht aus einem zweiten Verstärkerelement
15 mit einem nachgeschalteten Dämpfungsglied 16. Der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsglieds
13 im ersten Zweig beträgt n dB und der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsglieds 16 im
zweiten Zweig ungefähr 3n dB. Die beiden Zweige 11, 12 vereinigen sich wieder über
ein gegenphasiges Additionsgied 17 zum Signalweg 10. Das gegenphasige Additionsglied
17 ist zum Beispiel als Gegentaktausgangsübertrager ausgebildet.
-
Neben dieser Auskoppelvorrichtung ist auch eine in der Zeichnung nur
als Verzweigungspunkt dargestellte Einkoppelvorrichtung vorzusehen.
-
Die Wirkungsweise des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
beruht auf dem Prinzip, daß die Intermodulationsprodukte in Verstärkern überproportional
mit der Ausgangsspannung steigen. Bei Intermodulationsprodukten dritter Ordnung
erhöht sich zum Beispiel bei Zunahme der Ausgangsspannung um 1 dB der Pegel der
Intermodulationsprodukte um 3 dB. Dieses Prinzip wird ausgenutzt, indem man den
Signalweg in einen Zweig für das Nutzsignal 11 und einen Zweig für das Kompensationssignal
12 aufspaltet, wobei im Zweig für das Kompensationssignal stärkere Intermodulationsprodukte
erzeugt werden. Bei gegenphasiger Addition der Signale mit richtigem Pegelverhältnis
wird eine Minimierung bzw. Löschung der Intermodulationsprodukte bei geringerer
Abschwächung des Nutzsignals erreicht.
-
Die Erzeugung eines Signals mit erhöhtem Intermodulationsanteil geschieht
bei Verwendung gleicher Verstärkerelemente 14, 15 dadurch, daß im Zweig für das
Nutzsignal 11 vor dem Verstärkerelement 14 ein Dämpfungsglied 13 eingefügt wird,
während dem Verstärkerelement 15 im Kompensationszweig 12 kein Dämpfungsglied vorgeschaltet
wird. Die Vorschaltung eines Dämpfungsglieds mit geringerem Dämpfungsfaktor ist
natürlich auch möglich. Statt gleicher Verstärkerelemente 14, 15 kann im Kompensationszweig
12 ein eine stärkere Intermodulation verursachendes Verstärkerelement als das im
Nutzsignalzweig 11 verwendet werden. Das Dämpfungsglied 13 vor dem Verstärkerelement
14 im Nutzsignalzweig 11 kann dann entfallen.
-
Der Dämpfungsfaktor des Dämpfungsglieds 16 ist so bemessen, daß die
Intermodulationsprodukte beider Zweige gleich groß werden, so daß durch das gegenphasige
Additionsglied 17 eine Löschung der Intermodulationsprodukte erfolgt.
-
Ein Zahlenbeispiel für eine Dämpfung von n = 10 dB und einen Verstärkungsfaktor
der Verstärkerelemente 14, 15 von 30 dB soll die Funktion verdeutlichen. Es liege
ein Eingangssignal von 100 mV (entspricht 100 dB/pV) vor. Im Nutzsignalzweig 11
erfolgt am Dämpfungsglied 13 zunächst eine Verringerung des Pegels auf 90 dB/pV
und danach am Ausgang des Verstärkerelements 14 ein Nutzsignalpegel von 120 dB/pV.
Dabei soll ein Störsignalpegel von 1 mV (entspricht 60 dB/pV) entstehen. Das eingangsseitige
Nutzsignal wird im Verstärkerelement 15 auf 3000 mV (entspricht 130 dB/pV) verstärkt.
Dies entspricht dem vorgegebenen Verstärkungsfaktor von 30 dB. Eine Erhöhung des
Nutzsignalpegels um 10 dB hat jedoch - wie eingangs erläutert - eine Erhöhung des
Störsignalpegels von 30 dB zur Folge. Der Störsignalpegel am Ausgang des Verstärkerelements
15 beträgt demnach 30 mV (entspricht 90 dB/pV). Dieses Signal wird im Dämpfungsglied
16 um jeweils 30 dB verringert, so daß sich an dessen Ausgang ein Nutzsignalpegel
von 100 mV (entspricht 100 dB/pV) und ein Störsignalpegel von 1 mV (entspricht 60
dB/pV) ergibt. Durch die Phasendrehung um 0 180 im gegenphasigen Additionsglied
17 erfolgt einmal eine Löschung der Störsignale und ergibt sich zum anderen ein
Nutzsignalpegel von 900 mV. Ein Verschwinden der Störsignale hat demnach nur eine
Nutzsignal-Einbuße von 10 % zur Folge gehabt.
-
Lee rsu ei te