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Entlroppler für TF-Nachrichtenübertragungssysteme
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Die Erfindung betrifft einen Entkoppler für TF-Nachrichtenübertragungssysteme
unter Verwendung einer integrierten Schaltung mit einem aktiven Doppelgegentaktmodulator,
dem das Trägersignal über einen ersten und die zu modulierenden Signale über einen
zweiten Differenzverstärker, der zusätzlich eine Stromspiegelschaltung und ein Rückkopplungsnetzwerk
enthält und dessen Emitteranschlüsse von außen zugänglich sind, zuführbar sind.
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Für die Zusammenschaltung von Kanalbündeln an den Ausgängen der sendeseitigen
Modulationsfilter zu einem TF-Übertragungssystem und zu dessen Aufteilung auf die
Eingänge der Modulationsfilter auf der Empfangsseite, werden Entkoppler benötigt.
Die unmittelbare Parallelschaltung einer Vielzahl von Modulationsfiltern mit unterschiedlichen
DurchlaB- und Sperrbereichen ist nicht möglich, da dies zu unzulässig hohen Dämpfungsverzerrungen
in der jeweils betrachteten Gruppe führt.
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Um das zu vermeiden, müßten die Scheinwiderstandsverläufe aller parallelgeschalteten
Modulationsfilter in die Filtersynthese einbezogen werden. Neben den enormen Schwierigkeiten
bei der Realisierung schließt eine derartige Lösung eine Teilbestückung aus. Insbesondere
bei Breitbandsystemen ist die Teilbestückung jedoch ein häufiger Einsatzfall.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entkopplerschaltung,
die auch'als integrierte Schaltung aufgebaut werden kann, zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Entkoppler erfindungsgemäß derart
ausgebildet, daß die beiden Eingangsklemmen für die zu modulierenden Signale sowie
der Emitter eines Transistors des zweiten Differenzverstärkers wechselstrommäßig
an Masse liegen, daß dem Emitter des anderen Transistors des zweiten Differenzverstärkers
über einen Trennkondensator und Anpassungswiderstände Signale zugeführt sind und
daß an den Basen der Transistoren des ersten Differenzverstärkers derart unterschiedliche
Potentiale liegen, daß jeweils der eine Transistor der Transistorpaare des Doppelgegentaktmodulators
gesperrt und der jeweils andere Transistor geöffnet ist und daß am Modulatorausgang
jeweils das Ausgangssignale über einen weiteren Anpassungswiderstand abnehmbar ist.
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Dadurch läßt sich eine bereits als Modulator verwendete integrierte
Schaltung in einfacher Weise -so umgestalten, daß sie als Entkoppler verwendet werden
kann. Bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung können dabei mehrere Umsetzerausgänge
entkoppelt zusammengefaßt werden. Will man unterschiedliche Gruppen von Umsetzerausgängen
zusammenfassen, so läßt sich der Entkoppler auch derart ausgestalten, daß die beiden
Eingangsklemmen für die zu
modulierenden Signale des zweiten Differenzverstärkers
wechseistrommäßig an Masse liegen, daß jedem der Emitter der Transistoren des zweiten
Differenzverstärkers über Trennkondensatoren getrennte Signale zugeführt sind und
daß an den Basen der Transistoren des ersten Differenzverstärkers derart unterschiedliche
Potentiale liegen, daß jeweils der eine Transistor der Transistorpaare des Doppelgegentaktmodulators
gesperrt und der jeweils andere Transistor geöffnet ist und daß am Modulatorausgang
jeweils das Ausgangssignal über einen weiteren Anpassungswiderstand abnehmbar ist.
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Diese Lösung gestattet eine bessere wirtschaftliche Ausnutzung der
integrierten Schaltung. Gleichzeitig wird die Klirrdämpfung für die Einzelsignale
erhöht.
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Ist für das zusammengefaßte Ausgangssignal eine zusätzliche Verstärkung
erforderlich, kann das Ausgangssignal auch an den den Transistorpaaren des Doppelgegentaktmodulators
nachgeschalteten Verstärkerstufen abgegriffen werden.
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Will man ein ankommendes Signal auf mehrere entkoppelte Ausgänge aufteilen,
so läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Entkoppler derart ausbilden,
daß an den Eingang für die zu modulierenden Signale, dem ein Anpassungswiderstand
parallel liegt, ein Eingangssignal über einen Trennkondensator zugeführt ist, daß
die Emitter der beiden Transistoren des zweiten Differenzverstärkers über einen
ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind, daß an den Basen der Transistoren
des ersten Differenzverstärkers derart unterschiedliche Potentiale liegen, daß jeweils
der eine Transistor der Transistorpaare des Doppelgegentaktmodulators nachge schaltete
Verstärker stufe durch Einfügen
ohmscher Widerstände gegengekoppelt
sind und am Ausgang der Verstärkerstufen ein mittelangezapfter tlbertrager liegt,
an dessen Sekundärwicklung über Anpassungswiderstände entkoppelte Ausgangs signale
abnehmbar sind.
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Anhand der bekannten integrierten Modulatorschaltung nach Figur 1
sowie der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 2 bis 4 wird die Erfindung näher
erläutert.
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Figur 1 zeigt dabei die an sich bekannte integrierte Doppelgegentaktmodulatorschaltung
(S0290). Teil I der Schaltung bildet den Kern des Modulators, in dem die wesentlichen
Funktionen ablaufen.
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Die Transistoren T23 bis T26 werden paarweise wechselsinnig im Takt
der Trägerspannung aus- und eingeschaltet.
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Dabei sind im jeweils gleichen Schaltzustand einerseits die Transistoren
T23 und T26, anderseits die Transistoren T24 und T25. Der Signalstrom wird zusammen
mit dem Arbeits-Gleichstrom über die Transistoren T13 und T14 gegenphasig in die
Emitter der Transistoren T23 bis T26 eingeprägt. Je nach Schaltzustand fließt der
Signalstrom entweder über den Transistor T23, Ausgangsklemme 10, den außen liegenden
Lastwiderstand, Ausgangsklemme 5 und den Transitor T26, oder über den Transistor
T24, Ausgangsklemme 5, den außen liegenden Lastwiderstand (diesmal in umgekehrter
Richtung), Ausgangsklemme 10 und Transistor T25. Ein Wechsel des Schaltzustandes
der Transistoren T23 bis T26 polt somit den Signalstrom am Ausgang um.
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Die Transistoren T13 und T14 bilden einen Differenzverstärker, über
den der Signalstrom gegenphasig in die schaltenden Transistoren eingeprägt wird.
Die von der nichtlinearen Eingangskennlinie der Transistoren T13
und
T14 verursachten nichtlinearen Verzerrungen werden durch Gegenkopplungsschleifen
über ein zusätzliches Netzwerk, Teil II in Figur 1 verringert.
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Die Steuerung des Schaltzustandes der Transistoren T23 und T26 erfolgt
über Teil III der Schaltung, wobei die Transistoren T15 und T16 einen einstufigen
Differenzverstärker bilden.
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Die Transistoren T28 und T29 ermöglichen eine zusätzliche Verstärkung
des Ausgangssignals. Der Rest der Schaltung dient der Arbeitspunkt-Einstellung.
Dieser Schaltungsteil wurde so gewählt, daß alle Wechselspannungs-Eingänge und -Ausgänge
erdsymmetrisch oder erdunsymmetrisch anschaltbar sind.
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Aus dieser bekannten Modulatorschaltung, die als integrierte Schaltung
SO 290 bezeichnet wird, läßt sich nun durch Ergänzung mit außen anschließbaren diskreten
Bauteilen eine Entkopplerschaltung aufbauen.
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Figur 2 zeigt die Schaltung zur entkoppelten Zusammenfassung von zum
Beispiel vier Umsetzerausgängen. Über je vier Anpassungswiderstände Z1 und den Trennkonden-UE1
bis sator C1 werden die Eingangssignale/ UE4 in den Emitter des Transistors T13
(Figur 1) eingespeist. Uber den sehr niederohmigen Eingang des Anschlusses 16 aufgrund
der Spannungsgegenkopplung der Transistoren T13 und T10 einerseits und den Anpassungswiderständen
Z1 anderseits, findet zwischen den Eingängen UE1 bis UE4 die gewünschte Entkopplung
statt. Vom Kollektor des Transistors T13 (Figur 1) gelangen die Eingangssignale
über den Transistor T23 und den Anschluß 10 auf den Ausgangsübertrager U und über
eine Sekundärwicklung an den Ausgang UA. Die zwei Basen der Transistoren T23 und
T26
sowie T24 und T25 erhalten vom ersten Differenzverstärker T15
und T16 Spannungen unterschiedlicher Größe zugeführt, so daß die Transistoren T24
und T25 gesperrt und T23 und T26 stromführend sind. Die erforderliche Spannungsdifferenz
an den Kollektoren der Transistoren T15 und T16 erhält man dadurch, daß die Basen
der Transistoren T15 und T16 über deren Anschlüsse 7 und 8 an unterschiedliche Potentiale
der integrierten Schaltung gelegt werden. Die Widerstände Ri, R2 und R3 dienen zur
Arbeitspunkteinstellung,.die Kondensatoren C2 und C3 sind als Abblockkondensatoren
vorgesehen. Durch eine geeignete Bemessung des Widerstandsverhältnisses Z2/Z1 und
des Ubersetzungsverhältnisses von U kann eine Verstärkung bzw. Dämpfung der Einganssignale
erzielt werden.
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Die Transistoren T28 und T29 sind in dieser Schaltung außer Betrieb.
Bei Bedarf können sie jedoch zur Erzielung einer höheren Verstärkung zusätzlich
ausgenutzt werden.
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Die Schaltung der Figur 3 ist sehr ähnlich der von Figur 2. Im Gegensatz
dazu werden hier je zwei Eingangssignale den beiden Emittern der Transistoren T13
und T14 (Figur 1) (Anschluß 16 und 1) zugeführt. Dieser Betrieb kann dann von Vorteil
sein, wenn zwischen bestimmen Eingängen besonders hohe Entkopplungsdampfungen benötigt
werden, oder wenn zur Erhöhung der Aussteuerfähigkeit die Eingangssignale auf beide
Zweige aufgeteilt werden müssen.
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In der Figur 3 dient die integrierte Schaltung
zur Aufteilung eines ankommenden Signals UE auf mehrere entkoppelte Ausgänge UA1
bis UA4.
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Das Eingangssignal UE wird über den Trennkondensator C1
dem
gegengekoppelten zweiten Differenzverstärker T13 und T14 zugeführt (Anschluß 15).
Als gegenphasiger Signalstrom, dessen Größe durch das Verhältnis UE/R3 (Widerstand
zwischen Anschluß 1 und 16) gebildet wird, erfolgt die Einprägung in die Emitter
der stromführenden Transistoren T24 und T25. Die Transistoren T23 und T26 sind gesperrt.
Die gegenphasigen Signale gelangen weiter auf die in Emitterschaltung arbeitenden
Transistoren T28 und T29 und werden am Augang an den Anschlüssen 11 und 6 abgenommen.
Uber die Gegenkopplungswiderstände R6 und R7 wird die Ausgangswechselspannung als
Gegenkopplungsstrom den Basen der Transistoren T28 und T29 gegenphasig zurückgeführt,
so daß der sonst hochohmige Ausgangswiderstand in die Kollektoren der Transistoren
T28 und T29 (Anschlüsse 11 und 6) gesehen, wegen der Parallelgegenkopplung sehr
niederohmig wird. Infolgedessen bleibt die Ausgangsspannung auch bei Belas-tungsänderungen
weitgehend konstant. Auf der Sekundärseite des Gegentaktübertragers U ist die Ausgangsspannung
über die Anpassungswiderstände Z2 zum Beispiel auf vier Ausgänge verteilt, wobei
die Höhe der einzelnen Ausgangsspannungen UA1 bis UA4 weitgehend unabhängig von
der Belastung der übrigen Ausgangsklemmen ist.
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Die Widerstände R1, R2, R4, R5 und R8 dienen zur Arbeitspunkteinstellung,
die Kondensatoren C2, C3 und C4 sind als Abblockkondensatoren vorgesehen. Durch
geeignete Bemessung der Widerstände Z1, Z2, R3, R6, R7 und des Ubersetzungsverhältnisses
von Ü kann eine in weiten Grenzen wählbare Verstärkung bzw. Dämpfung des Eingangssignals
erzielt werden.
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4 Patentansprüche 4 Figuren