DE2729664B2 - Leitungsverstärker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsverstärker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Leitungsverstärker ist bekannt [Siemens-Zeitschrift 45 (1971), Heft 12, Seiten 905 bis 911, insbesondere Seite 908, rechte Spalte, Absatz 2]. Danach wird in temperaturgesteuerten Leitungsverstärkern ein temperaturabhängiger Widerstand verwendet, der außer von der Temperatur auch abhängig vom Einfluß eines veränderbaren Magnetfeldes gesteuert ist. Durch Ändern des Magnetfeldes kann die Verstärkung bei gegebener Temperatur auf den jeweiligen Verstärkerstand eingestellt werden. Der steuerbare Widerstand ist dabei Teil des Dämpfungs-Netzwerkes innerhalb der Gegenkopplungsschleife des Leitungsverstärkers. Der Frequenzgang der Verstärkung muß bei jeder Einstellung genau dem Frequenzgang der Leitungsdämpfung entsprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Verstärkungseinstellung bei Leitungsverstärkern der eingangs genannten Art unter Beibehaltung einer der Wurzel aus der Übertragungsfrequenz proportionalen Änderung des Frequenzganges der Verstärkung und bei leichter Einstellbarkeit eine alterungsbeständige und kostengünstige Schaltung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es ist auch bereits ein geregelter Leitungsverstärker bekannt, der mit einer durch ein Pilotsignal gesteuerten Pegelregelanordnung versehen ist. Die Pegelregelanordnung umfaßt ein im Gegenkopplungszweig angeordnetes regelbares kapazitives Zweipolnetzwerk, das Kapazitätsdioden enthält, die mittels einer Regelspannung gesteuert werden (DE-OS 2211325). Diese Anordnung eignet sich für einen zu regelnden Verstärket, jedoch nicht unmittelbar für einen Verstärker mit einzustellender und dann nicht mehr zu verändernder Verstärkung.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In Fig. 1 ist der Aufbau eines Leitungsverstärkers im Prinzip dargestellt;

Fig. 2 zeigt einen als Vierpolkette ausgebildeten Gegenkopplungszweig (/3-Teil) eines Leitungsverstärkers;

Fig. 3 zeigt das Schaltungsprinzip des einstellbaren Vierpols, der im Gegenkopplungszweig des Leitungsverstärkers eingesetzt ist.

Im allgemeinen besteht ein Leitungsverstärker aus einem aktiven Verstärker V (μ-Teil), einer passiven Gegenkopplungsschleife G (/3-Teil) und einem passiven Vorentzerrer E. Bei Verwendung eines Leitungsverstärkers in Verbindung mit einem Koaxialkabel muß die Gesamtverstärkung des aus Verstärker, Gegenkopplung und Vorentzerrer bestehenden Leitungsverstärkers proportional zur Wurzel aus der Übertragungsfrequenz /sein, um das Koaxialkabel zu entzerren. Diese Forderung muß nur von der Differenz der Dämpfungen im Gegenkopplungszweig und im Vorentzerrer erfüllt werden. Es braucht daher weder der Vorentzerrer, noch der Gegenkopplungszweig für sich schon den Vf-mäßigen Dämpfungsgang zu liefern. Wird der Leitungsverstärker ohne Vorentzerrer entworfen, dann muß die Gegenkopplungsschleife einen V/-proportionalen Dämpfungsgang aufweisen. Wird im Gegenkopplungsnetzwerk die Dämpfung verändert, um die Gesamtverstärkung an ein Kabel mit vom Nennwert abweichender Länge oder spezifischer Dämpfung anzupassen, dann muß die Differenz der Dämpfung des Gegenkopplungsnetzwerkes bei Verstellung seiner Dämpfung V7-proportional sein.

Nach Fig. 2 wird die Gegenkopplungsschleife (ß~ Teil) als Kettenschaltung von zwei überbrückten T-Gliedern ÜT gebildet, in deren Mitte der einstellbare Vierpol angeordnet ist. Dadurch ergibt sich für den Vierpol eirs nahezu reeller und konstanter Wert

für Quellen- und Lastwiderstand von Z = 75 Ohm. Es sei vorausgesetzt, daß weder das gesamte Gegenkopplungsnetzwerk, noch Teile von im V^-proportionale Dämpfungsgänge liefern. Durch die Einschaltung eines Vierpols gemäß der Erfindung in das Gegenkopplungsnetzwerk soll trotzdem bei einer Veränderung der Dämpfung im Gegenkopplungsnetzwerk eine vT-proportionale Dämpfungsänderung entstehen.

Die Wir.kung des in Fig. 2 im Prinzip dargestellten einstellbaren Vierpols beruht im wesentlichen auf einer Änderung von Kapazitätswerten im Längs- und Querzweig. Die Eingangsklemmen des Vierpols sind mit £1, El, die seines Ausganges mit Al, Al bezeichnet. Der Eingang El ist zum Ausgang Al direkt durchverbunden. Im Längszweig zwischen der Eingangsklemme Ei und der Ausgangsklemme Al ist eine Parallelkombination aus einem Widerstand Al, einem Kondensator CS und einem weiteren Kondensator Cl geschaltet. Der Kondensator Cl ist Teil eines Differentialkondensators, der das einzige Einstellelement des Vierpols darstellt. Der zweite Teil des Differentialkondensators ist der im Querzweig liegende Kondensator CI. Die starre Abhängigkeit der beiden Teilkapazitäten des Differentialkondensators vom Drehwinkel ist in vorteilhafter Weise durch Einfügen weiterer Kondensatoren Cb und C4 im Querzweig aufgehoben. Durch diese Maßnahme erübrigt sich ein besonderer Plattenschnitt des Differentialkondensators. Die Gesamtbeschaltung im Querzweig des Vierpols besteht aus zwei mit der Ausgangsklemme Al

verbundenen Parallelzweigen, die in Reihenschaltung mit einer gemeinsamen RC-Reihenschaltung A4, CA mit der AusgangskJemme Al bzw. Eingangsklemme El verbunden sind. Einer der beiden Parallelzweige enthält in Reihenschaltung die Teilkapazität Cl des Differentialkondensators und die Parallelschaltung einer Induktivität Ll mit einem ohmschen Widerstand Rl. Der zweite Parallelzweig besteht aus der Reihenschaltung eines Kondensators Cb mit einer Parallelschaltung aus einer Induktivität Lb und einem ohmschen Widerstand A3. Mit den Induktivitäten Ll und Lb lassen sich Resonanzkurven bilden, deren Verlauf die Differenzen der Dämpfung bei Verstellung an den geforderten Yf-Verlauf annähen. Die Parallelwiderstände Rl und Rb bewirken eine Angleichung der Dämpfungskurven oberhalb des Nutzfrequenzbandes und an einen asymptotischen Endwert.

Der Differentialkondensator besitzt nur geringe Abmessungen und ermöglicht einen elektrisch günstigen Zusammenbau mit der Verstärkerschaltung. Aufgrund seiner mechanisch starren Ausführung ist eine sichere und alterungsbeständige Einstellung gewährleistet. Die Einstellung des Differentialkondensators kann in vorteilhafter Weise über einen Schraubenzieherantrieb erfolgen. Der durch den Differentialkondensator gegebene nahezu lineare Zusammenhang zwischen Drehwinkel und Verstärkungsänderung erlaubt das serienmäßige Anbringen einer Skala. Es ist damit auch eine grobe Eichung z. B. in Schritten von 0,5 dB möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Leitungsverstärker für ein breitbandiges Nachrichtenübertragungssystem mit Koaxialkabein, dessen Verstärkung zur Anpassung an die Kabeldämpfung im Gegenkopplungsnetzwerk stufenlos einstellbar ist.dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellelement für eine der Wurzel aus der Übertragungsfrequenz (f) proportionale Änderung des Frequenzganges der Verstärkung ein Differential-Trimmerkondensator vorgesehen ist, dessen eine Teilkapazität ( Cl) im Längszweig und dessen andere Teilkapazität (C2) im Querzweig eines im Gegenkopplungsnctzwerk des Verstärkers angeordneten Vierpols eingeschaltet ist.

2. Leitungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Teilkapazität (Cl) des Differential-Trimmerkondensators (Cl, C2) im Längszweig des Vierpols ein erster Widersand (Al) und ein erster Kondensator (CS) parallel geschaltet ist und daß der Querzweig des Vierpols aus der Reihenschaltung eines RC-Gliedes (A4, C4) mit zwei parallelgeschalteten weiteren Reihenschaltungen besteht, von denen die erste aus der anderen Teilkapazität (C2) des Differential-Trimmerkondensators (Cl, C2) und der Parallelschaltung einer ersten Induktivität (Ll) mit einem zweiten Widerstand (Rl) und die zweite aus einem zweiten Kondensator (C3) und der Parallelschaltung einer zweiten Induktivität (L3) mit einem dritten Widerstand (R3) besteht.

3. Leitungsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stufenlos verstellbare Vierpol (EVP) im Gegenkopplungsnetzwerk des Leitungsverstärkers zwischen zwei weiteren Vierpolen (ÜT) angeordnet und durch diese mit nahezu konstantem und reellem Quellen- und Lastwiderstand abgeschlossen ist.

4. Leitungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differential-Trimmerkondensator (Cl, C2) derart ausgebildet ist, daß zwischen dem Drehwinkel seines Rotors und der Verstärkungsänderung durch die Veränderung des Drehwinkels ein nahezu linearer Zusammenhang besteht.

5. Leitungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Grobeinstellung der Verstärkung der Differential-Trimmerkondensator (Cl, C2) mit einer Skala versehen ist.