DE2719873A1

DE2719873A1 - Verzerrungskompensationsschaltung

Info

Publication number: DE2719873A1
Application number: DE19772719873
Authority: DE
Inventors: Hotze Miedema
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1977-11-24
Also published as: SE7704681L; JPS52147945A; IT1107721B; US4016497A; CA1096952A; FR2350740A1; NL7704908A; BE854221A; DE2719873C2; GB1574778A; SE415427B; FR2350740B1; ES458488A1

Description

BLUMBACH · WtSER · BI-RGEN . KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult kadcckcstraße 43 80Ü0 München 60 Telefon (089) 883603/{!83604 Telex 05-21?313 Telegramme Patenlronsult atentconsult Sonnenborger Straße 43 6200 Wiesbaden Telolon (06121) 562943/561998 Telex 04-166 237 Telegramme Palentconsult

Testern Electric Company, Incorporated Miedema, H. 7

Broadway

Few York, N.Y. 10007 USA

Verzerrungskompensationsschaltung

Die Erfindung betrifft eine Verzerrungskompensationsschaltung für einen verzerrungsbehafteten Signalweg.

Vor- und Nachverzerrungsverfahren zur Beseitigung der durch nichtlineare Übertragungskennlinien aktiver Bauelemente, beispielsweise Verstärker sind bekannt. Bei einer typischen Anordnung bekannter Art gemäß US-PS 3 383 618 wird ein "nicht-lineares" Bauteil in einer Kompensationsschaltung durch einen Teil des Verstärkerausgangssignals angesteuert. Das nicht lineare Bauteil erzeugt ein zusammengesetztes Signal mit einer Vielzahl von Verzerrungskomponenten, die einen Bereich mehrerer Verzerrungsordnungen erfassen. Alle diese Verzerrungskomponenten durchlaufen zwei Steuereinrichtungen, nämlich eine für die Phase und die andere für die Amplitude, bevor sie dem Verstärkerausgangssignal zugeführt werden, um eine Verringerung der gesamten Signalverzerrung mit Hilfe einer komplementären Auslöschung zu bewirken. Bei dieser und anderen bekannten Anordnungen war es erforderlich, die Phase und Amplitude aller Verzerrungskomponenten als einzelnes zusammengesetztes Signal einzustellen,

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . VV. Weser Dipl.-Phys. Or. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W. Ing.

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um die Verzerrung dri'ttor Ordnung zu beseitigen und damit insgesamt eine Verringerung der Signalverzorrung zu erreichen.

Immer dann, wenn die Signalbandbreite klein im Vergleich zur Mittenfrequenz ist, ergibt sich die Wahrscheinlichkeit, daß die Verzerrung dritter Ordnung die größte und störonste der durch die Nichtlinearität eines aktiven Bauteils erzeugten Verzerrungskomponenten ist. Dann fallen die nicht-linearen Verzerrungen gerader Ordnungen außerhalb des Signalbandes, während Verzerrungen höherer, ungerader Ordnungen, d.h., größer als dritter Ordnung, die im Ausgangssignal beispielsweise eines nicht kompensierten Dandpaßverstärkers üblicherweise klein sind. Die Verzerrungskomponenten höherer, ungerader Ordnung im Ausgangssignal des nicht-linearen Bauteils, das zur Kompensation des Verstärkers benutzt wird, haben eine andere Phase und Amplitude als die entsprechenden Verzerrungen höherer Ordnungen im Ausgangssignal des Verstärkers. Diese Unterschiede beruhen auf unvermeidbaren, kleinen Abweichungen zwischen den Kennlinien des kompensierenden nicht-linearen Bauteils und des Verstärkers. Wenn daher die beiden Ausgangssignale kombiniert werden, können die Verzerrungen dritter Ordnung verringert werden, aber die Verzerrungen höherer Ordnungen werden im allgemeinen verstärkt. Dieser nachteilige Kompromiß führt dazu, daß viele Verzerrungskompensationsverfahren bekannter Art für zahlreiche Anwendungen unbrauchbar sind. Solche Kompensationsverfahren sind insbesondere unzweckmäßig für analoge Übertragungsanlagen, bei denen zahlreiche Wiederholverstärker hintereinander auf der Ubertragungsstrecke verwendet werden.

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Zur Überwindung des erläuterten Problems wurde die in der US-PS 3 825 843 beschriebene Verzerrungskornpensationsschaltung entwickelt. Bei dieser Schaltung, die sich in der Praxis als außerordentlich brauchbar erwiesen hat, wird die Verzerrung dritter Ordnung auf einem Signalweg ohne nachteiliges Ansteigen der Verzerrungen höherer Ordnungen praktisch ausgeschaltet. Ein Teil des Signals auf dem Signalweg wird entnommen und an einen Quadrierer sowie einen Multiplizierer gegeben, die zusammen eine Kompensationsschaltung bilden. Der Quadrierer erzeugt aufgrund seines Eingangssignal ein Ausgangssignal zweiter Ordnung. Im Multiplizierer werden das Ausgangssignal zweiter Ordnung und das weitere Eingangssignal des Multiplizierers miteinander multipliziert, wodurch ein Ausgangssignal dritter Ordnung erzeugt wird. Die Phase und Amplitude des Signals dritter Ordnung werden so eingestellt, daß sich ein Kompensationssignal ergibt. Dieses Kompensationssignal wird dann an den Signalweg angekoppelt, so daß die auf dem Signalweg erzeugte Verzerrung dritter Ordnung durch eine komplementäre Auslöschung im wesentlichen beseitigt wird.

Die in der vorgenannten US-PS 3 825 843 beschriebene Schaltung ist zwar für die Ausschaltung von Verzerrungen dritter Ordnung sehr zweckmäßig, aber die Wechselwirkung zwischen dieser Schaltung und der nicht-linearen Schaltung, die sie linearisieren soll, führt Verzerrungen höherer Ordnungen ein, die ursprünglich nicht im Ausgangssignal vorhanden waren. Diese Verzerrungskomponenten höherer Ordnung haben verhältnismäßig kleine Amplitude, wenn der Ausgangspegel weit unter der Sättigung

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liegt, und bereiten bei den meisten Anwendungen keine Schwierigkeiten. Bei ansteigendem Signalpegel steigt jedoch der Pegel dieser Komponenten höherer Ordnung schnell an. Es steht daher zu erwarten, daß der Trend zu noch höheren Ausgangspegeln zu einem Punkt führen wird, bei dem diese Verzerrunsskomponenten höherer Ordnung nicht langer unbeachtet bleiben können.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, dieses Problem zu beseitigen. Zur Lösung der Aufgabe geht die "Erfindung aus von einer Verzerrungskompensationsschaltung der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch eine mit dem Ausgang der Kompensationsschaltung verbundene Einrichtung, die dem Signalweg einen Teil des Signals entnimmt, eine Einrichtung, die den entnommenen Signalanteil verarbeitet und daraus ein Ausgangscignal dritter Ordnung erzeugt, eine Einrichtung, die die Phase und Amplitude des Ausgangssignals dritter Ordnung einstellbar so regelt, daß ein Kompensationssignal erzeugt wird, dessen Phasenbeziehung entgegengesetzt zu und dessen Amplitude im wesentlichen gleich den Verzerrungseinflüssen dritter Ordnung auf dem Signalweg sind, und eine mit dem Eingang der Kompensationsschaltung verbundene Einrichtung zur Ankopplung des Kompensationssignals an den Signalweg, um die Verzerrungseinflüsse dritter Ordnung auf den Signalweg im wesentlichen auszuschalten.

Kurz gesagt, wurde festgestellt, daß durch eine Abänderung der Verzerrungskompensationsschaltung gemäß US-PS 3 825 843 derart, daß sie im Rückkopplungsbetrieb statt mit Vorwärtskompensation

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arbeitet, auf überraschende Weise die Verzerrungskomponenten dritter Ordnung ausgeschaltet und keine zusätzlichen Vorzerrung skoirip on en ten höherer Ordnung erzeugt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer typischen Verzerrungskompensationsschaltung bekannter Art, die mit Vorwärtskompensation arbeitet;

Fig. 2 das Blockschaltbild der abgeänderten Verzerrungskompensationsschaltung nach der Erfindung, die im

Rückkopplungsbetrieb arbeitet;

Fig. 3 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Kompensationsschaltung gemäß Fig. 2 mit genaueren Einzelheiten;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiel für eine Kompensationsschaltung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine typische Verzerrungskompensationsschaltung bekannter Art dargestellt, die beispielsweise in der US-PS 3 825 843 gezeigt wird. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 weist eine komplementäre Verzerrungseinrichtung 10 einen ersten Signalkoppler 11, eine Verzögerungsleitung 12, einen zweiten Signalkoppler 13 sowie eine Kubierschaltung 15 auf, die zwischen die Signalkoppler 11 und 13 geschaltet ist. Der Ausgang der Verzerrungseinrichtung 10 ist mit dem Eingang eines Verstärkers

16 verbunden, der eine lineare Verstärkung G hat und der unerwünschte Verzerrungskomponenten erzeugt.

Vie in der oben genannten US-PS 3 825 843 erläutert wird, zweigt der Signalkoppler 11 einen kleinen Bruchteil des an die Verzerrungseinrichtung 10 angelegten Eingangssignals e. ab. Dieses Teilsignal wird dann in der Kubierschaltung 15 kubiert und als Signal ce^ im Koppler 13 zu dem verzögerten Signal e^ zur nachfolgenden Verstärkung im nicht-linearen Verstärker 16 addiert.

Das Eingangssignal e^ des Verstärkers 16 wird durch die folgende Gleichung angegeben:

^e2 ~ ^e1

Demgemäß ergibt sich das Ausgangssignal e^ des Verstärkers 16 zu:

G.e₂ -pe₂ ³ (2)

+ CLe^) -PCe₁ + ae^) (3)

Ge₁

V/enn dann die Parameter der Schaltung so eingestellt werden, daß

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-JT-

0,G = β ist, dann gilt für die Gleichung 4:

= Ge₁ -e^.3ad -e^.^²/? -e^.^ß (5)

Anders gesagt, die Verzerrung dritter Ordnung ist aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 16 auf Kosten des Erscheinens gewisser Verzerrungsanteile fünfter, siebter und neunter Ordnung entfernt worden, die sonst nicht im Ausgangssignal vorhanden wären. Unter normalen Betriebsbedingungen sind diese neu eingeführten Anteile höherer Ordnung klein, da sowohl α als auch β klein sind. Unter gewissen Umständen können sie jedoch zu Störungen führen.

Ein ähnlicher Fall ergibt sich, v/enn die komplementäre Verzerrungseinrichtung nach der Quelle für die Verzerrung benutzt wird. Dann können ebenfalls die Verzerrungen dritter Ordnung auf Kosten der Einführung von Verzerrung höherer Ordnung und mit kleinem Pegel ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Verzerrungen dritter Ordnung ausgeschaltet werden können, ohne zusätzliche Komponenten höherer Ordnung einzuführen, und zwar durch einen Betrieb der Kubierschaltung gemäß Fig. 1 in Form einer Rückkopplung statt einer Vorwärtskompensation. Diese Änderung beseitigt die Schwierigkeiten völlig, die unter gewissen Umständen bei der bekannten Anordnung aufgetreten sind.

Gemäß Fig. 2 ist bei der verbesserten Anordnung die Kubierschal-

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tung so angeoi^dnet, daß sie an ihrem Eingr.-ng einen kleinen Bruchteil des Signals aufnimmt, das am Küppier 13 (-r sehe int. Das Ausgangssignal der Kubierschaltung 15 wird denn zum Koppler 11 gegeben und zum ankommenden Eingangssignal e. addiert. Das Ausgangssignal e_? des komplementären Verzerrers ist gegeben durch:

^e2 ^{= e}1

oder nach Neuordnung der Ausdrücke durch ^e1 ^{= e}2 ~

Das Ausgangssignal e, des Verstärkers 16 ergibt sich zu:

= G(e₂ - I e₂ ³) (8)

V/enn dann die Schaltungsparameter wieder so eingestellt werden, daß aß = β ist, das heißt,α = ß/G, dann erhält man

e₃ = Ce₁ (9)

und das Ausgangssignal ist frei von allen Verzerrungsprodukten.

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Das Blockschaltbild gemäß Fig. 3 zeigt die Schaltungen nach Fig. 2 mit genaueren Einzelheiten. Das Eingangssignal wird einem Hybridkoppler 21 und dann dem Eingang eines Signalkopplers 23 zugeführt.

Der größte Teil des an den Signalkoppler 23 angelegten Signals erscheint am Ausgang, während ein kleiner Teil über ein Dämpfungsglied 26 einer Kompensationsschaltung 24 zugeführt wird.

Der Signalkoppler 23 weist eine Einrichtung auf, die als sogenannter Resolver bekannt ist. Ein solcher Resolver liefert zwei Ausgangssignale, die sich in ihrer Phase voneinander unterscheiden, und diese Phasendifferenz bleibt über ein gegebenes Frequenzband konstant. Für die Zwecke der Erfindung sollte dieses Frequenzband wenigstens die gleiche Ausdehnung wie die Bandbreite des übertragenen Signals haben. Der Resolver im Koppler 23 weist einen Quadratur-Hybrid-Koppler 27 auf, der über Dämpfungsglieder 28 und 29 mit einem 180°-Hybrid-Koppler-Energieteiler 31 verbunden ist. In bekannter Weise bestimmt der Wert der Dämpfungsglieder 28 und 29 den Wert der konstanten Phasendifferenz, die zwischen den an den Ausgang und an die Kompensationsschaltung 24 angelegten Signalen aufrecht erhalten wird. Der verbleibende Anschluß des Quadratur-Hybrid-Kopplers 31 ist mit einer Abschlußimpedanz 32 verbunden.

Die Kompensationsschaltung 24 weist einen Hybrid-Koppler-Energieteiler 33 auf, der ein Ausgangssignal an eine Verzögerungsleitung 34 über ein Dämpfungsglied 37 sowie ein weiteres Aus-

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- ye .·

gangssignal an eine Quadrierschaltung 36 über ein Dämpfungsglied 38 gibt. Die beiden Ausgangssignale des Energieteilors 33 liegen in Phase zueinander. Die Quadrierschaltung 36 kann als symmetrischer Frequenzverdoppler ausgebildet sein, der aufgrund seines Eingangssignals ein quadriertes Ausgangssignal oder Ausgangssignal zweiter Ordnung liefert. Dieses Ausgangssignal zweiter Ordnung durchläuft einen Verstärker 39 und ein Hochpaßfilter 41 und wird dann an einen Multiplizierer 42 gegeben. Der Multiplizierer 42 multipliziert das Ausgangssignal zweiter Ordnung mit seinem weiteren, von der Verzögerungsleitung 34 kommenden Eingangssignal und liefert ein Ausgangssignal dritter Ordnung. Dieses Ausgangssignal dritter Ordnung wird dann in einem Verstärker 43 verstärkt und einem Dämpfungsglied 44 zugeführt.

Das Filter 41 läßt das Frequenzband der Harmonischen zweiter Ordnung durch und sperrt die Grundband-Komponenten. Die Verzögerungsleitung 34 kann ein kurzes Stück eines Koaxial-Kabels enthalten. Die Verzögerung der Verzögerungsleitung 34 soll gleich der Verzögerung sein, die ein Signal auf dem Weg über den Quadrierer 36 erfährt. Selbstverständlich kann eine Kubierschaltung, die ein Signal dritter Ordnung direkt erzeugt, gegebenenfalls den Quadrierer 36 und Multiplizierer 42 ersetzen.

Die Phase und Amplitude des vom Dämpfungsglied 44 kommenden Signals dritter Ordnung werden durch einen variablen Phasenschieber oder eine Phasensteuerung 46 sowie ein variables

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Dämpfungsglied 47 eingestellt. Alternativ kann diese Phasensteuerung durch eine Einstellung des Resolvers 23 erfolgen. Das eingestellte Signal dritter Ordnung und das Eingangssignal v/erden dann im Hybrid-Koppler 21 konbiniert und ergeben das Eingangssignal des Resolvers 23. Im Falle einer Kompensation durch Vorverzerrung wird das Ausgangssignal des Resolvers 23 vorverzerrt und an den Eingang des aktiven Bauteils gegeben, das kompensiert v/erden soll. Nachdem das Signal das aktive Bauteil durchlaufen hat, ist dessen Ausgangssignal entsprechend der Erläuterung unter Bezugnahme auf Fig. 2 frei von nichtlinearen Verzerrungen dritter Ordnung. Alternativ kann erfindungsgemäß eine Kompensation durch Nachverzerrung erfolgen. In diesem Fall enthält das Eingangssignal des Kopplers 21 eine Verzerrung. Diese wird dann kompensiert und das Ausgangssignal des Kopplers 23 ist dann scheinbar frei von Verzerrung dritter Ordnung.

Im praktischen Betrieb wird das Eingangssignal an den Koppler 21 angelegt und läuft dann zum Resolver 23. Dieser entnimmt dem übertragenen Signal einen Anteil und gibt ihn zur Kompensationsschaltung 24. Diese führt ihre Multiplikationsfunktion aus und erzeugt ein Signal dritter Ordnung. Das Signal dritter Ordnung wird dann bezüglich seiner Amplitude und Phase eingestellt, bevor es im Hybrid-Koppler 21 mit dem übertragenen Signal kombiniert wird. Das Dämpfungsglied 47 wird so eingestellt, daß die Amplitude des Kompensationssignals, gemessen am Ausgang der Kombination aus Vorverzerrer und aktivem Bau-

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teil den gleichen "Wort wie die durch das aktive Bauteil eingeführte Verzerrung hat, das entweder an den Eingang oder den Ausgang von Fig. 3 angeschaltet v/erden kann. Die Dämpfungsgliedcr 28 und 29 des Resolvers 23 sind so gewählt, daß sich eine gegebene Anfangsphasendifferenz zwischen seinen beiden Ausgangswegen ergibt. Die Phasensteuerung 46 ermöglicht dann eine präzise Phaseneinstellung, so daß sich eine genau entgegengesetzte Phasenbeziehung zwischen dein Kompensationssignal und der Verzerrung dritter Ordnung des aktiven Bauteils erreichen läßt.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Multiplizierer in symmetrischer Anordnung in einer Kompensationsschaltung 51 vorgesehen sind. Das Eingangssignal wird an einen Quadratur-Hybrid-Koppler 52 und dann an einen Hybrid-Koppler 54 gegeben. Der Koppler 54 liefert den größten Teil des Signals an seinen Ausgang und den restlichen Teil über ein Dämpfungsglied 56 an die Kompensationsschaltung 51. Die beiden Ausgangssignale des Hybrid-Kopplers 54 haben eine Phasendifferenz von 90°. Es sei Jedoch darauf hingewiesen, daß es bei bestimmten Anwendungen, insbesondere in Verbindung mit Breitband-Ubertragungssignalen zweckmäßig sein kann, den Hybrid-Koppler 54 durch einen Resolver zu ersetzen. Dieser gibt die Möglichkeit, die erforderliche Gegenphase zwischen seinen Ausgangssignalen über einen breiteren Frequenzbereich aufrechtzuerhalten, als dies der Quadratur-Hybrid-Koppler 54 kann. Die Kompensationsschaltung 51, die nachfolgend genauer betrachtet werden soll, erzeugt ein Verzerrungssignal dritter Ordnung.

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Dessen Phase und Amplitude werden durch einen variablen Phasenschieber 56 bzw. ein variables Dämpfungsglied 57 eingestellt. Diese beiden Einstellungen führen zur richtigen Phase und Amplitude für das Ausgangssignal dritter Ordnung mit Bezug auf die durch das aktive Bauteil eingeführte Verzerrung dritter Ordnung. Das eingestellte Signal dritter Ordnung und das ankommende Signal werden dann im Hybrid-Koppler 52 kombiniert, um beispielsweise ein vorverzerrtes Übertragungssignal zu erzeugen. Das vorverzerrte Übertragungssignal kompensiert dann auf wirksame Weise mittels einer komplementären Auslöschung die durch das aktive Bauteil eingeführten Verzerrungen. Ähnlich wie die Schaltung nach Fig. 3 kann die Schaltung nach Fig. 4 in gleicher Weise eine Kompensation durch Vorverzerrung oder Nachverzerrung bewirken. Das heißt, sie kann an den Eingang oder den Ausgang des zu kompensierenden aktiven Bauteils angeschaltet werden. In der Kompensationsschaltung 51 wird das Übertragungssignal an einen Hybrikkoppler 61 gegeben, der das Signal in zwei gleiche Komponenten aufteilt, die in Phase zueinander liegen. Die erste Signalkomponente wird an einen Quadrierer 62 angelegt, der ein Signal zweiter Ordnung erzeugt. Dieses Signal zweiter Ordnung läuft dann über einen Gleichstrom-Sperrkondensator 64 zu einem Verstärker 63. Anschließend durchläuft das Ausgangssignal zweiter Ordnung ein Hochpaßfilter 66 und gelangt zu einem weiteren Hybridkoppler 67. Das Hochpaßfilter 66 läßt das Frequenzband der zweiten Harmonischen des Eingangssignals durch und sperrt das Grundbandsignal. Der Hybridkoppler 67 teilt das Signal zweiter Ordnung in zwei gleiche Komponenten, die eine Phasendifferenz

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von 180° haben. Eine Komponente zweiter Ordnung geht über einen Kondensator 72 an einen Multiplizierer 71 und die andere Komponente über einen Kondensator 73 an einen Multiplizierer 74. Beide Kondensatoren dienen als Gleichstrom-Sperrkondensatoren.

Die andere Komponente des Übertragungssignals am anderen Ausgangsanschluß des Hybridkopplers 61 wird an eine variable Verzögerungsleitung 76 angelegt, die das Eingangssignal einem Hybrid-Koppler 77 zuführt. Der Hybrid-Koppler 77 teilt das Signal in zwei gleiche Komponenten mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 180°. Die erste Komponente wird an den Multiplizierer 71 und die zv/eite Komponente an den Multiplizierer 74 gegeben. Beide Multiplizierer erzeugen Ausgangssignale dritter Ordnung. Die variable Verzögerungsleitung 76 bewirkt, daß die Verzögerung beim Anlegen der Übertragungssignalkoraponenten an die beiden Multiplizierer gleich der Verzögerung bei der Erzeugung der Signale zweiter Ordnung ist, die den beiden Multiplizierern über den Hybrid-Koppler 67 zugeführt werden.

Man beachte, daß die beiden Eingangssignale des Multiplizierers 74 um 180° außer Phase zu den entsprechenden Eingangssignalen des Multiplizierers 71 liegen. Der Einfluß dieser relativen Phasendifferenz bei der Betriebsweise der Multiplizierer soll jetzt betrachtet werden. Der Multiplizierer 74 erzeugt ein Ausgangssignal, das in seiner Phase um zusätzlich 180° verschoben ist, so daß sein Ausgangssignal insgesamt um 360 (180° +180 - 360° ή 0°) oder wieder in Phasen mit dem Ausgangssignal des

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Multiplizierers 71 geschoben wird. Im Ergebnis addiert der Hybrid-Koppler 78 diese beiden Eingangssignale in Phase und erzeugt ein einziges Ausgangssignal dritter Ordnung. Außerdem liegen, was hier wichtiger ist, alle unerwünschten Anteile der Eingangssignale der Multiplizierer, die zu deren Ausgängen übertragen werden, um 180° außer Phase und löschen sich demgemäß im Hybrid-Koppler 78 aus. Das Ausgangssignal dritter Ordnung des Hybrid-Kopplers 78 geht zu einem Verstärker 79, dessen Ausgangssignal dann über ein Dämpfungsglied 81 zu einer variablen Phasensteuerung 56 geführt wird.

Außer dem unterschiedlichen Aufbau der Kompensationsschaltungen in Fig. 3 und k sei beachtet, daß der Quadrierer 62 und die Multiplizierer 71 und 74 über Entkopplungsschaltungen 58 und 82 vorgespannt v/erden. In diesen Bauteilen werden Schottky-Dioden verwendet, die für einen Betrieb bei niedrigen Pegeln eine Vorspannung erfordern. Außerdem muß die Vorspannung so gewählt sein, daß sie den Arbeitspunkt für das Signal 0 in die Mitte des quadratischen Kennlinienbereichs der Schottky-Diode bringt, so daß die Einrichtung als reiner Multiplizierer über den größtmöglichen dynamischen Bereich von Signalpegeln arbeitet.

Die symmetrischen Quadrier- und Multiplizierschaltungen gemäß Fig. 2 und 3 können beliebige Schaltungen sein, die die gewünschte Funktion ausführen, beispielsweise die Quadrier- und Multiplizierschaltungen, die in den Figuren kk und AB der ge-

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nannten US-PS 3 825 843 gezeigt sind.

Es kann gelegentlich wünschenswert sein, die Amplitude und Phase des Kompensationssignals für die Verzerrung dritter Ordnung automatisch zu steuern. Das gilt beispielsweise für die diejenigen Anwendungen, bei denen das kompensierte aktive Bauteil Verzerrungen einführt, die sich mit der Alterung der. Bauteils ändern. Wenn die Änderung der Verzerrung eines solchen aktiven Bauteils einen vorgegebenen Wert übersteigt, können die Amplitude und Phase mit Hilfe üblicher Rückkopplungseinrichtungen geregelt werden, um die Wirksamkeit der Kompensation zu verbessern und die Gesamtverzerrung auf einen unbedeutenden Wert herabzusetzen. In bestimmten anderen Fällen können die Verzerrungskompensationsverfahren nach der Erfindung benutzt werden, um Verzerrungen einer vorgegebenen anderen Ordnung zu kompensieren, beispielsweise Verzerrungen zweiter, vierter oder fünfter Ordnung.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorstehend offenbarten Schaltungen zur Verzerrungskompensation lediglich Ausführungsbeispiele für die Grundgedanken der Erfindung darstellen. Bei anderen Anwendungen können beispielsweise weitere Multiplizierer in Verzerrungskompensationsschaltungen verwendet werden, um Verzerrungen höher als dritter Ordnung auszuschalten. Außerdem kann es bei bestimmten Anwendungen (Trägerfrequenzeinrichtungen) wünschenswert sein, Verzerrungen zweiter Ordnung auszuschalten.

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Dies läßt sich durch Verwendung nur eines Quadrierera mit geeigneter Verstärkung und einer Phacenstouereinrichtung erreichen, Bei weiteren Anwendungen können eine Vielzahl von Verzerrungsordnungen individuell durch eine Vielzahl von getrennt arbeitenden Kompensationsschaltungen individuell kompensiert werden.

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Claims

BL-UMBACH · WL:::,£R . L=*'.AGiIN · KRAMER

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Western Electric Company, Incorporated Miederaa, H. 7

Broadway

New York, N.Y. 10007, USA

Patentansprüche

(I.' Verzerrungskompensationsschaltung für einen verzerrungsbehafteten Signalweg,
gekennzeichnet durch eine mit dem Ausgang der Kompensationsschaltung verbundene Einrichtung (Fig. 3: 23), die dem Signalweg einen Teil des Signals entnimmt,

eine Einrichtung (24), die den entnommenen Signalanteil verarbeitet und daraus ein Ausgangssignal dritter Ordnung erzeugt,

eine Einrichtung (46, 44, 47), die die Phase und Amplitude des Ausgangssignals dritter Ordnung einstellbar so regelt, daß ein Kompensationssignal erzeugt wird, dessen Phasenbeziehung entgegengesetzt zu und dessen Amplitude im wesentlichen gleich den Verzerrungseinflüssen dritter Ordnung auf dem Signalweg sind,

und eine mit dem Eingang der Kompensationsschaltung verbundene Einrichtung zur Ankopplung des Kompensationssignals an den Signalweg, um die Verzerrungseinflüsse dritter Ordnung auf den Signalweg im wesentlichen auszuschalten.

München: R. Kramer Dipl. Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. ■ P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. · P.Bergen Dipl. Ing. Dr.jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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ORiGiNAL INSPECTED

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2. Verzerrungskompensaticnsschalt.ung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals dritter Ordnung eine Quadrierschaltung (36) zur Erzeugung eines Ausgangssignals zweiter Ordnung aufgrund des entnommenen Signalanteils erzeugt und eine Multiplizierschaltung (42), die das Ausgangssignal zweiter Ordnung und einen Teil des entnommenen Signals aufnimmt und diese Signale zur Erzeugung des Ausgangssignals dritter Ordnung multipliziert.
3. Verzerrungskompensationsschaltuiig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entnahme eines Teils des Signals ein Resolver (27) ist, der eine vorbestimmte Phasenverschiebung zwischen dem Signal auf dem Signalweg und den davon entnommenen Signal liefert, und daß die Phasenverschiebung über das Frequenzband und den dynamischen Bereich des Signals auf dem Signalweg im wesentlichen konstant ist.
4. Verzerrungskompensationsschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (27, 31) zur Ausschaltung von übertragenen Signalkomponenten aus dem Kompensationssignal, das auf den Signalweg rückgekoppelt wird.
5. Verzerrungskompensationsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß eine erste Einrichtung (67) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal zweiter Ordnung gleichmäßig in eine erste und zweite Komponente aufteilt, die um 180° gegeneinander in der Phase verschoben sind, ferner eine zweite Einrichtung (61, 76, 77), die einen Teil des entnommenen Signals gleichmäßig in eine erste und zweite Komponente unterteilt, die um 180° in der Phase gegeneinander verschoben sind, ferner einen ersten Multiplizierer (71) der die erste Komponente von der ersten und zweiten Aufteileinrichtung aufnimmt, sowie ein zweiter Multiplizierer (74), der die zweite Komponente von der ersten und zweiten Aufteileinrichtung aufnimmt, wobei der erste und zweite Multiplizierer Ausgangssignale dritter Ordnung durch Multiplizierung ihrer jeweiligen Eingangssignale liefern und eine Signalkornbiniereinrichtung (78, 79)» die die Ausgangssignale dritter Ordnung des ersten und zweiten Multiplizierers in Phase addiert und ein einziges Ausgangssignal dritter Ordnung erzeugt, wobei die Korcbiniereinrichtung diejenigen unerwünschten Anteile der Multiplizierer-Eingangssignale ausschaltet, die zum Ausgang des ersten und zweiten Multiplizierers übertragen v/erden.

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