DE3124328A1 - Variabler aktiver entzerrer - Google Patents

Variabler aktiver entzerrer

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DE3124328A1
DE3124328A1 DE19813124328 DE3124328A DE3124328A1 DE 3124328 A1 DE3124328 A1 DE 3124328A1 DE 19813124328 DE19813124328 DE 19813124328 DE 3124328 A DE3124328 A DE 3124328A DE 3124328 A1 DE3124328 A1 DE 3124328A1
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Walter Ing.(grad.) 8501 Eckental Neumann
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Te Ka De Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen 8500 Nuernberg GmbH
Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03878Line equalisers; line build-out devices
    • H04L25/03885Line equalisers; line build-out devices adaptive

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

  • Variabler aktiver Entzerrer
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur variablen Entzerrung elektrischer Signale.
  • Entzerrer werden beispielsweise in Zwischen- oder Endverstärkerstellen von Nachrichtenübertragungssystemen zur Entzerrung des Frequenzgangs eines Übertragungsabschnittes angewandt. Hierfür beispielsweise eingesetzte Bode-Entzerrer oder Resonanzentzerrer enthalten Induktivitäten und sind deshalb schlecht integrierbar. Auch sind diese Entzerrertypen, ebenso wie andere variable Dämpfungsentzerrer, verhältnismäßig schwierig an vorgegebene Frequenzgänge der Dämpfung anzupassen, was unter anderem durch die gegenseitige Beeinflussung der miteinander verkoppelten Bauteile bedingt ist. Diese gegenseitige Beeinflussung der Bauteile, z.B. der einzelnen Resonanzkreise bei Resonanzkreisentzerrern, kann nur durch einen erhöhten Schaltungsaufwand vermindert oder verhindert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Entzerrung elektrischer Signale anzugeben, die leicht integrierbar ist und mit verhältnismäßig geringem Schaltungsaufwand eine einfache Entzerrung eines frequenzabhängig gedämpften Signals gestattet.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • wEin Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist beispielsweise die digitale Ubertragungstechnik. Sie ist aber auch zur Entzerrung bestimmter analoger Signale, bei denen die Information nicht in der Amplitude enthalten ist, geeignet, was beispiels- weise bei frequenz- oder phasenmodulierten Signalen der Fall ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im folgenden wird anhand der Fig. 1-3 die Erfindung näher erläutert, wobei Fig.2 ein einfacheres Ausführungsbeispiel als Fig.1 zeigt. In Fig.3 sind die Prequenzgänge der Verstärkung des Signals, wie sie gemäß der Schaltungsanordnung nach Fig.2 beispielsweise realisierbar sind, dargestellt.
  • In Fig.1 liegt'das zu entzerrende Eingangssignal ue, das bereits vorverstärkt sein kann, zwischen der Basis eines Eingangstransistors TO und dem Bezugspunkt (Masse) der Schaltungsanordnung. Der Kollektor des Eingangstransistors TO ist mit den Emittern eines aus zwei Transistoren T1 und T2 bestehenden Differenzverstärkers, der Emitter über einen Widerstand RO mit Masse verbunden. Die Kollektoren der Transistoren T1 bzw. T2 liegen über Widerstände R1 bzw. R2 am hier positiven Pol einer Betriebsspannungsquelle UB1. Die Basen der Transistoren T7 und T2 werden von einem Regelverstärker Vi, der hier durch einen Operationsverstärker mit zwei Ausgängen dargestellt ist9 angesteuert.
  • Der Eingangstransistor TO stellt eine Stromquelle dar.
  • Der durch den Widerstand RO fließende Eingangsstrom der der der Eingangsspannung ue proportional ist, verteilt sich auf die beiden Transistoren T1 und T2, je nach dem, wie unterschiedlich diese vom Regelverstärker Vi angesteuert werden. Fließt z.B. durch T1 der Strom α . ie (0 # α # 1), so fließt durch T2 der Strom (1-α).ie. Bei gleich großen Widerständen R1 und R2 verhalten sich die Spannungsabfälle an diesen Widerständen entsprechend der Stromaufteilung, das heißt, der Spannungsabfall an Ri bzw. R2 ist oG uet bzw. (1- ue
    wobei ull/ um
    Ipropor-
    ue und ie ist.
  • Mit dem Kollektor des Transistors T1 sind die Basen einer ersten Gruppe von Transistoren Teil, T12, ..., Tin und mit dem Kollektor des Transistors T2 die Basen einer zweiten Gruppe von Transistoren T21, T22, ..., T2n verbunden. Die Emitter der Transistoren der ersten Gruppe stehen über Impedanzen Z11, Z12, ..., Zin und die Emitter der Transistoren der zweiten Gruppe über Impedanzen Z21, Z22 ...., Z2n mit Masse in Verbindung. Die Kollektoren der Transistoren beider Gruppen sind an dem Summationspunkt S zusammengeführt, der über eine Impedanz Z mit einer zweiten Betriebsspannungsquelle UB2 verbunden ist und an dem die Ausgangsspannung ua abnehmbar ist.
  • Zur Entkopplung des Ausgangssignals ua von darauffolgenden Schaltungsteilen ist ein Entkoppeltransistor T3 nachgeschaltet. Hierbei ist die Basis des Entkoppeltransistors T3 mit dem Summationspunkt S, der Kollektor mit der Betriebsspannungsquelle UB2 und der Emitter über einen Widerstand R3, an dem nun die Ausgangsspannung ua' anliegt, verbunden.
  • Das Ausgangssignal ua' wird über einen Spitzenwertdea tektor D dem ersten Eingang des Regelverstärkers V7, dessen Ausgänge die Basen der Transistoren T1 und T2 ansteuern, zugeführt, so daß an diesem ersten Eingang das Potential der jeweiligen Spitzenamplitude der Ausgangsspannung u a anliegt. Am zweiten Eingang des Regel verstärkers V1 liegt eine Referenzspannung Uhr1.
  • Entsprechend der Aufteilung der Anteile der an den Widerständen R1 bzw. R2 abfallenden Signalspannungen bzw. (1- s) ue verteilen sich diese auf die erste bzw. zweite Gruppe von Transistoren Teil, T12, ..., T1n bzw. T21, T22, ...., T2n. Dementsprechend haben die Impedanzen Z11, Z12, ..., Z1n bzw. Z21, Z22, ..., Z2n einen größeren oder kleineren Einfluß auf den Frequenzgang des Signales. Die Anzahl der Transistoren einer Gruppe ist beliebig und richtet sich nach der Kompliziertheit, d.h. dem Detailreichtum des zu entzerrenden Frequenzgangs des Signals. Ebenso ist der Aufbau der Impedanzen Z11, Z12 ...., Z12, ..., Z1n, Z21, Z22, ..., Z2n und Z beliebig. Diese Impedanzen stellen also komplexe Zweipole dar, die im einfachsten Fall lediglich aus ohmschen Widerständen oder aber auch aus mehreren komplexen Widerständen aufgebaut sein können. Die den Prequenzgang des Signals formenden Impedanzen Z11, Z12 ...., Z1n und Z21, Z22, ..., Z2n beeinflussen sich nicht, da sie jeweils in den Emitterkreisen der Transistoren liegen und der Summationspunkt S, an dem die einzelnen Signalanteile addiert werden, im Kollektorkreis der Transistoren liegt.
  • Näherungsweise gilt: U=U und ue = ue für RO = Ri = R2 Dann ist Die Referenzspannung Ur1 des Regelverstärkers V1 ist von der gewünschten Spitzenamplitude des Ausgangssignals Ua abhängig.
  • Fig.2 zeigt ein einfaches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung. Diese Anordnung eignet sich z.B. zum Entzerren von Digitalsignalen, die einen aus Koaxialkabeln bestehenden Übertragungsabschnitt unterschiedlicher Länge durchlaufen haben. Die erste bzw. zweite Gruppe von Transistoren des Frequenzgangformers F in Fig.1 besteht hier in Fig.2 lediglich aus dem Einzeltransistor T11 bzw. T21. Die ohmschen Widerstände ri, r2 und die Kapazität Ci bilden die Impedanz Zil, der ohmsche Widerstand R21 die Impedanz Z21 und der ohmsche Widerstand R die Impedanz Z.
  • Da die gesamte Anordnung hier von einer einzigen Betriebsspannungsquelle UB2 gespeist wird, liegt zur Einstellung der-Basisvorspannung die Basis des Transistors Til am Spannungsteiler R4/R5 und die Basis des Transistors T21 am Spannungsteiler R6/R7. Der zwischen dem Verbindungspunkt der Impedanz Zil mit dem Widerstand R21 und dem Bezugspunkt der Schaltungsanordnung eingefügte Widerstand r dient zur Arbeitspunkteinstellung der beiden Transistoren T11 und T21.
  • Damit durch diesen Widerstand r die Verstärkung der Signale nicht beeinflußt wird, ist dieser durch die Kapazität Ci überbrückt.
  • Der Regelverstärker V2 steuert in Fig.2 nur den einen Transistor T2 des Differenzverstärkers Ti, T2 mit der Steuerspannung u5 an. Die Basis des anderen Transistors Ti liegt auf dem Potential einer Referenzspannung Uhr2, das etwa in der Mitte des Regelbereichs der Steuerspannung uS liegt. Da der Eingangstransistor TO als Stromquelle arbeitet, kann auch in diesem Fall der Transistor T2 das Eingangssignal u e bzw. den daraus resultierenden Eingangsstrom ie bei einer Steuerspannungus) Ur2 übernehmen. Der Wert der Steuerspannung us ist jeweils von der Spitzenamplitude des Ausgangssignals ua abhähgig.
  • Fig.3 zeigt verschiedene Kurven, die die mögliche Verstärkung v des Ausgangssignals u bzw. u zum Eina a gangssignal e in Abhängigkeit von der Frequenz f einer Schaltungsanordnung nach Fig.2 darstellen. Wird das Eingangssignal u e infolge entsprechender Steuerspannung u5 ausschließlich von dem Transistor T2 und damit auch vom Transistor T21 übernommen, erhält man, bei gleich großen Widerständen R und R21, die in Fig.3 mit vO bezeichnete Kurve, d.h. die Verstärkung ist für alle Frequenzen v = 1. Dies stellt den einen Grenzfall der möglichen Anpassung der Schaltungsanordnung an gegebene Dämpfungsverhältnisse dar. Den anderen Grenzfall zeigt die Kurve vi in Fig.3. Dieser Verstärkungsverlauf wird erreicht, wenn infolge entsprechender Steuerspannung u5 das Eingangssignal ue ausschließlich über den Transistor T1 und damit über den Transistor T11 geleitet wird. Der Frequenzgang der Verstärkung des Signals wird dann ausschließlich durch die Impedanz Zil bestimmt und stellt beispielsweise den Ausgleich der Dämpfung einer maximal möglichen Länge (1) des vorhergehenden Übertragungsabschnittes dar.
  • Für Fig.2 gilt näherungsweise: ua' = ua a a ue' = ue für R0 = R1 = R2 ua = R[α.( 1 - 1 ) + 1] Z11 R21 R21 Für R21 = R ist dann - R Zil - Zil Die Schaltungsanordnung nach Fig.2 regelt also automatisch die Verstärkung v des Signals in Abhängigkeit von der Länge 1 des durchlaufenen Ubertragungsabschnitts. Mögliche Verstärkungsverläufe stellt die Fig.3 dar.
  • Die Größe der am Regel verstärker V2 anliegenden Referenzspannung ri richtet sich nach der Höhe der durch die Dimensionierung der Anordnung maximal erzielbaren Spitzenamplitude des Ausgangssignals ua.
  • L e e r s e i t e

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Schaltungsanordnung zur variablen aktiven Entzerrung elektrischer Signale, dadurch gekennzeichnet, daß a) das zu entzerrende Eingangssignal (ue) über einen Eingangstransistor (TO) den miteinander verbundenen Emittern eines aus zwei Transistoren (T1, T2) bestehenden Differenzverstärkers zugeführt wird, b) mit dem Kollektor des ersten Transistors (T1) des Differenzverstärkers die Basen einer ersten Gruppe von Transistoren (T11, T12, ..., T1n) und mit dem Kollektor des zweiten Transistors (T2) des Differenzverstärkets die Basen einer zweiten Gruppe von Transistoren (T219 T22, ..., T2n) verbunden sind.
    .c) bei den Transistoren (T11, T12, ., T1nS T212 T22, ..., T2n) beider Gruppen die Emitter jeweils über Impedanzen (Z11, Z12, ..., Z1n; Z21, Z22, ..., Z2n) mit dem ersten Pol einer Betriebsspannungsquelle (UB2) in Verbindung stehen und die KollekZ toren an einem Summationspunkt (s) zusammengeführt sind, der über eine Ausgangsimpedanz (Z) mit dem zweiten Pol der Betriebsspannungsquelle (UB2) verbunden ist, d) das am Summationspunkt (S) anliegende Ausgangssignal (ua) über einen Spitzenwertdetektor (D) einem Regelverstärker (V1, V2) zugeführt wird, der den Differenzverstärker derart ansteuert, daß die Transistoren der ersten bzw. zweiten Gruppe mehr oder weniger von dem zu entzerrenden Eingangssignal (ue) angesteuert werden, so daß der Frequenzgang des Signals durch die Impedanzen (Zi1, Z12, ..., Zln; Z21, Z22, ..., Z2n) in den Emitterzuleitungen der Transistoren (T11, T12, ..., Tin; T21, T22, ..., T2n) beider Gruppen und durch die Ausgangsimpedanz (Z) in der gewünschten Weise beeinflußt wird.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (ua) an einem im Emitterkreis eines Entkoppeltransistors (T3) liegenden Widerstand (R3) abnehmbar ist.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe lediglich einen Transistor-(T11, T21) aufweist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Emitterkreis des Transistors (T11) der ersten Gruppe liegende Impedanz (Z11) aus der Reihenschaltung eines ersten Widerstandes (ri) mit der Serienschaltung eines zweiten Widerstandes (r2) und einer ersten Kapazität (Ci) besteht und daß die im Emitterkreis des Transistors (T21) der zweiten Gruppe liegende Impedanz (Z21) aus einem dritten Widerstand (R21) und die Ausgangsimpedanz (Z) aus einem vierten Widerstand (R) besteht.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Widerstand (R21) und der vierte Widerstand (R) gleich groß sind.
  6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen in den Emitterkreisen der Transistoren beider Gruppen über einen mit einer zweiten Kapazität (C2) überbrückten fünften Widerstand (r) mit dem zweiten Pol der Betriebsspannungsquelle (UB2) verbunden sind.
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