DE3024533A1

DE3024533A1 - Schaltungsanordnung zur breitbandigen kompensation von intermodulationsprodukten dritter ordnung

Info

Publication number: DE3024533A1
Application number: DE19803024533
Authority: DE
Inventors: Savas Dipl.-Ing. Dr. 1000 Berlin Yenerim
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-06-28
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1982-01-21

Description

Schaltungsanordnung zur breitbandigen Kompensation
von Intermodulationsprodukten dritter Ordnung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Besteht die Eingangsspannung eines Hochfrequenzverstärkers aus mehr als einem Signal unterschiedlicher Frequenz, wie zum Beispiel bei Antennenverstärkern, dann können wegen der nichtlinearen ubertragungskennlinie des Verstärkers Kombinationsfrequenzen auftreten, das sind vor allen Dingen Intermodulationsprodukte dritter Ordnung. Da diese Frequenzen zum Teil in der Nähe der zu verstärkenden Nutzfrequenz liegen, machen sie sich als Störspannung im Ausgangssignal des Verstärkers bemerkbar.
Es ist bekannt (NCTA-Convention, 1976, Seiten 58 bis 66), die durch Intermodulationsprodukte dritter Ordnung hervorgerufene Störspannung dadurch zu kompensieren, daß man dem Eingangs- bzw. Ausgangssignal eine Xompensationsspannung hinzufügt, die die gleiche Größe, jedoch die entgegengesetzte Phasenlage wie die Störspannung aufweist. Die Kompensationsspannung wird mittels eines Netzwerkes, das mindestens ein elektrisches Bauelement mit nichtlinearer Kennlinie aufweist, von der Eingangs- bzw. Ausgangsspannung abgeleitet.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bisher verwendeten Netzwerke ein anderes Intermodulationsverhalten aufweisen als der Verstärker und daß insbesondere keine einwandfreie Kompensation bei einmaliger Einstellung des Kompensationsnetzwerkes über den gesamten VHF-Bereich möglich ist.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß bei einem VHF-Verstärker Intermodulationsprodukte dritter Ordnung unter Anwendung verhältnismäßig einfacher Schaltungsmittel breitbandig kompensiert werden können.. Da die zur Kompensation benötigten Intermodulationsprodukte passiv durch Mischung erzeugt werden, ist der Leistungsaufwand äußerst gering. Es hat sich gezeigt, daß der Stromverbrauch vernachlässigbar ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltungsanordnung möglich.
Besonders vorteilhaft ist eine Schaltungsanordnung, bei der das Diodennetzwerk eine erste Reihenschaltung aus einer ersten Diode und einem Kopplungskondensator und eine zweite, der ersten Diode parallelgeschaltete Reihenschaltung aus einem weiteren Kopplungskondensator und einer zweiten Diode, die entgegengesetzt wie die erste Diode gepolt ist, enthält. Dann läßt sich nämlich die von dem Diodennetzwerk gelieferte Kompensationsspannung durch Verändern eines Diodenvorstroms in.
einfachster Weise abgleichen.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand zweier Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kompensationsschaltung und Fig. 2 ein ausführliches Blockschaltbild der Kompensationsschaltung nach Fig. 1.
Beschreibung der Erfindung Nach Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Kompensationsschaltung 10 einen koaxialen Eingangsanschluß 11 und einen koaxialen Ausgangsanschluß 12 auf. Der Eingangsanschluß 11 ist mit einem ankommenden Hochfrequenzkabel 13 verbunden, das eine Hochfrequenzsignalspannung heranführt, die in einem mit dem Ausgangsanschluß 12 verbundenen VHF-Verstärker 14 verstärkt wird und nach der Verstärkung an einem Ausgangsanschluß 15 des Verstärkers zur Verfügung steht.
Die Kompensationsschaltung 10 weist zwischen ihrem Eingangsanschluß 11 und ihrem Ausgangsanschluß 12 eine Reihenschaltung aus einem ersten richtungsabhängigen Abzweiger 16, einem Laufzeitverzögerungsglied 17 und einem zweiten richtungsabhängigen Abzweiger 18 auf. Ein Abzweig 20 des ersten Abzweigers 16 ist über einen ersten Kopplungskondensator 21 mit einem Diodennetzwerk 22 verbunden. Das Diodennetzwerk enthält eine erste Reihenschaltung aus einer ersten Diode 23 und einem zweiten Kopplungskondensator 24 sowie eine der ersten Diode parallelgeschaltete zweite Reihenschaltung aus einem dritten Kopplungskondensator 25 und einer antiparallel zu der ersten Diode geschalteten zweiten Diode 26.
Während zwischen dem ersten Kopplungskondensator 21 und der ersten Diode 23 eine Leitung abzweigt, die über eine erste Induktivität 27 mit einem Gleichstromanschluß 28 verbunden ist, zweigt von einem Verbindungspunkt zwischen dem dritten Kopplungskondensator 25 und der zweiten Diode 26 eine erste Verbindungsleitung zu einem Hochpaßfilter 29 und eine zweite Verbindungsleitung zu einer zweiten Induktivität 30 ab, die mit einem zweiten Gleichspannungsanschluß für ein Bezugspotential, das ist das Massepotential, verbunden ist, An das Hochpaßfilter 29 schließt sich eine Phasenumkehrschaltung 31 an, die mit einem Abzweig 32 des zweiten Abzweigers 18 verbunden ist.
Die vorstehend beschriebene Kompensationsschaltung übt folgende Funktionen aus: Von der über das Hochfrequenzkabel 13 herangeführten Hochfrequenzenergie wird mittels des ersten Abzweigers 16 ein geringer Teil ausgekoppelt und über den ersten Kopplungskondensator 21 dem Diodennetzwerk 22 zugeführt Infolge der nichtlinearen Rennlinie der beiden hochfrequenzmäßig antiparallel geschalteten Dioden 23 und 26 entstehen Intermodulationsprodukte dritter Ordnung. Der Amplitudenwert der in dem Diodennetzwerk erzeugten Intermodulationsprodukte kann mittels eines Diodenvorstroms IV, der dem Gleichstromanschluß 28 zugeführt wird, auf den gewünschten Wert eingestellt werden Die beiden Induktivitäten 27 und 30 verhindern, daß die Hochfrequenzspannung in die den Vorstrom liefernde Gleichstromquelle gelangen kann.
An dem Eingang des Hochpaßfilters 29 liegt somit eine Spannung, die sich aus dem abgezweigten, einen verhältnismäßig kleinen Pegel aufweisenden Nutzsignal und einem Intermodulationssignal zusammensetzt.
Das Hochpaßfilter 29 läßt nur VHF-Signale oberhalb etwa 200 MHz durch. Auf diese Weise wird die Kompensation der Intermodulationsprodukte dritter Ordnung auf die höheren Frequenzen beschränkt. Dies ist deshalb möglich, weil VHF-Verstärker üblicherweise in dem Frequenzbereich unter etwa 200 MHz einen im Durchschnitt 5 bis 6 dB größeren Intermodulationsabstand aufweisen als in dem Bereich von 200 bis 300 MHz. Die am Ausgang des Hochpaßfilters 29 vorhandene Signalspannung wird in der Phasenumkehrschaltung 31 um etwa 1800 in der Phase gedreht und anschließend über den Abzweig 32 des zweiten Abzweigers 18 dem durch das Laufzeitverzögerungsglied 17 in der Phase frequenzabhängig gedrehten Hochfrequenz-Eingangssignal HFE hinzugefügt, so daß am Ausgangsanschluß 12 außer der Hochfrequenz-Eingangsspannung HFE eine Kompensationsspannung UK zur Verfügung steht.
In dem VHF-Verstärker 14 werden die durch das Hochfrequenz-Eingangssignal HFE erzeugten Intermodulationsprodukte dritter Ordnung durch die Kompensationsspannung UK kompensiert In Fig. 2, die ein ausführliches Schaltbild der Kompensationsanordnung zeigt, sind die Schaltungselemente und Schaltungsteile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Als Abzweiger eignen sich vorzugsweise sogenannte RO-iB-Abzweiger in Form von Gabelübertragern. Das Laufzeitverzögerungsglied 17 besteht aus einer Laufzeitkettenschaltung aus mehreren Induktivitäten und Kapazitäten.
Das Diodennetzwerk 22 hat einen etwas anderen Aufbau als in Fig. 1. In dieser Schaltung ist jeder Diode eine eigene Vorstromquelle 35, 36 zugeordnet. Daniit ist eine getrennte Vorstromeinstellung möglich. Die Vorstromquellen enthalten einen stabilisierten Spannungsteiler mit einer Z-Dipde 37, 38 sowie einen Einstellwiderstand 39, 40 zum Einstellen des gewünschten Vorstroms. Das Hochpaßfilter 29 wird in der Schaltung nach Fig. 2 durch eine mit Masse verbundene Induktivität 41 und eine in Reihe liegende Kapazität 42 gebildet.
Als Phasenumkehrschaltung 31 dient ein Übertrager 43, dessen Primärwicklung 44 und Sekundärwicklung 45 einseitig mit Masseverbunden sind.
Als Dioden 23, 26 eignen sich besonders Schottky-Dioden oder die Basis-Emitterstrecken von Hochfrequenztransistoren.

Claims

Ansprüche Ö)i Schaltungsanordnung zur breitbandigen Kompensation von Intermodulationsprodukten dritter Ordnung in Hochfrequenzverstärkern für den VHF-Bereich mit Kompensationsmitteln, die aus dem Ausgangssignal des Verstärkers eine gleich große, aber gegenphasige Intermodulations-Störspannung als Kompensationsspannung erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochfrequenzzuleitung des Verstärkers (14) eine Reihenschaltung aus einem ersten richtungsabhängigen Abzweiger (16), einem Laufzeitverzögerungsglied (17) und einem zweiten richtungsabhängigen Abzweiger (18) liegt und daß ein Abzweig (20) des ersten Abzweigers und ein Abzweig (32) des zweiten Abzweigers über eine Reihenschaltung aus einem Diodennetzwerk (22), einem nur die Frequenzen über etwa 200 MHz durchlassenden Hochpaßfilter (29) und einer Phasenumkehrschaltung (31) miteinander verbunden sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diodennetzwerk (22) eine erste Reihenschaltung aus einer ersten Diode (23) und einem mit Masse verbundenen ersten Kopplungskondensator (24) und eine zweite, der ersten Diode parallelgeschaltete Reihenschaltung aus einem weiteren Kopplungskondensator (25) und einer zweiten Diode (26), die entgegengesetzt wie die erste Diode gepolt ist, enthält.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (23, 26) des Diodennetzwerks (22) mit einer Gleichstromquelle zum Zuführen eines Vorstroms (IV) verbunden sind.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitverzögerungsglied (17) eine LC-Laufzeitkettenschaltung ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (23, 26) Schottky-Dioden sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (23, 26) durch die Basis-Emitterstrecke je eines Hochfrequenztransistors gebildet werden.
7 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungsabhängigen Abzweiger (16, 18) Gabelübertrager sind
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenumkehrschaltung (31) aus einem Übertrager (43) besteht.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dioden (23, 26) des Diodennetzwerks (22) gleichstrommäßig entkoppelt sind und jeder Diode eine eigene Vorstromquelle (35, 36) zugeordnet ist.