DE3429888C2

DE3429888C2 -

Info

Publication number: DE3429888C2
Application number: DE19843429888
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8032 Graefelfing De Schelling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-08-14
Filing date: 1984-08-14
Publication date: 1988-02-04
Also published as: DE3429888A1

Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturgesteuerten Dämpfungsentzerrer gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruches 1.The invention relates to a temperature-controlled Attenuation equalizer according to the preamble of the patent claim 1.

Bekanntlich sind zur Optimierung von Nachrichtenübertra gungssystemen unter anderem auch Dämpfungsentzerrer er forderlich, die oftmals einstellbar sind und die dazu dienen, die bei der Nachrichtenübertragung auftretenden Dämpfungsverzerrungen in einer geeigneten Form auszuglei chen. Insbesondere sind zum Ausgleich temperaturabhängi ger Dämpfungsänderungen solche Dämpfungsentzerrer not wendig, die einen variablen, durch temperaturabhängige Schaltelemente gesteuerten Dämpfungsausgleich ermöglichen. Durch Temperaturkompensation und Ausnützen der zulässigen Toleranzbereiche kann bei Temperaturänderung eine Ver letzung der Schaltungsanforderungen vermieden werden. Solche Maßnahmen führen jedoch dann nicht zum gewünschten Erfolg, wenn die zur Verfügung stehenden Bauteile keine ausreichende gegenseitige Kompensation ermöglichen oder wenn, wie dies insbesondere bei Satellitensystemen auf tritt, sehr enge Toleranzbereiche vorgegeben sind.Are known to optimize message transfers systems including damping equalizers required, which are often adjustable and which serve that occurring in the message transmission To compensate for attenuation distortions in a suitable form chen. In particular, are temperature-dependent to compensate damping changes such damping equalizers are not necessary agile, the one variable, by temperature-dependent Switching elements allow controlled damping compensation. By temperature compensation and taking advantage of the permissible Tolerance ranges can a Ver last circuit requirements are avoided. However, such measures do not lead to the desired one Success if the available components are none enable sufficient mutual compensation or if, as is particularly the case with satellite systems occurs, very narrow tolerance ranges are specified.

Aus der DE-OS 23 12 089 ist eine Anordnung zum Ausgleich des Temperaturgangs der Kabeldämpfung in Gemeinschafts- Antennenanlagen mit temperaturabhängigen Widerständen, die zugleich als Temperaturfühler und zum Dämpfungsausgleich dienen, wobei zwei Heißleiter als Längsglieder eines Dämpfungsgliedes in T-Schaltung mit der anzuschließenden Hka 1 Or/29. 07. 1986 Ausgangsbelastung in Reihe geschaltet sind bekannt. Wesentlich dabei ist, daß zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Heißleiter (H 1) und Masse die Serienschaltung einer Leitung (Ltg), deren Länge ein Viertel der klein sten Betriebswellenlänge beträgt und eines weiteren Heißleiters (H 2) eingeschaltet ist.From DE-OS 23 12 089 is an arrangement for compensating the temperature response of the cable attenuation in community antenna systems with temperature-dependent resistors, which also serve as a temperature sensor and for attenuation compensation, with two thermistors as longitudinal members of an attenuator in a T circuit with the Hka 1 to be connected Or / 29. 07. 1986 output load connected in series are known. It is essential that between the connection point of the two thermistors (H 1 ) and ground, the series connection of a line (Ltg) , the length of which is a quarter of the smallest operating wavelength and another thermistor (H 2 ) is switched on.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser bekannten Anord nung ist dabei, daß im Längszweig des Dämpfungsgliedes in T-Schaltung zwei ohmsche Widerstände (R 1) liegen, die von zwei parallel geschalteten Heißleitern (H 3) über brückt sind und der Querzweig am Verbindungspunkt der beiden ohmschen Widerstände (R 1) angeschlossen ist, wobei es gegebenenfalls weiterhin möglich ist, daß zwischen dem Verbindungspunkt der ohmschen Widerstände (R 1) und Masse ein ohmscher Widerstand (R 2), eine Leitung (Ltg), deren Länge ein Viertel der kleinsten Betriebswellen länge beträgt und ein Heißleiter (H 4) in Reihe einge schaltet sind, zu dem die Serienschaltung einer Spule (L) und eines ohmschen Widerstandes (R 3) parallel liegt.An advantageous embodiment of this known arrangement is that there are two ohmic resistors (R 1 ) in the longitudinal branch of the attenuator in a T circuit, which are bridged by two thermistors (H 3 ) connected in parallel and the cross arm at the connection point of the two ohmic resistors (R 1 ) is connected, wherein it may also be possible that between the connection point of the ohmic resistors (R 1 ) and ground an ohmic resistor (R 2 ), a line (Ltg) , the length of which is a quarter of the smallest operating wave length and a thermistor (H 4 ) are connected in series, to which the series connection of a coil (L) and an ohmic resistor (R 3 ) is in parallel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schaltungen anzugeben, bei denen mit einem nur geringen Schaltele menteaufwand viele Möglichkeiten zur Kompensation der auftretenden Temperatureffekte erreicht werden können.The invention has for its object circuits to be specified in those with only a small switching element effort to compensate for the many occurring temperature effects can be achieved.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe nach den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention, this object is after the kenn Drawing features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous configurations are in the subclaims specified.

Zum besseren Verständnis wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt in der ZeichnungFor a better understanding, the following is the invention explained in more detail. It shows in the drawing

Fig. 1a ein bekanntes, konventionelles Dämpfungs-T- Glied mit einer konstanten Betriebsdämpfung a _B, Fig. 1a, a known, conventional damping member T with a constant operating attenuation a _B,

Fig. 1b eine Schaltung, bei der die temperaturabhängige Impedanz im Überbrückungszweig des T-Gliedes liegt, FIG. 1b is a circuit in which the temperature-dependent impedance in the bridge branch of the T-member is located,

Fig. 1c eine Schaltung, bei der die temperaturabhängige Impedanz im Querzweig des T-Gliedes liegt und dem Querwiderstand R _Q parallel geschaltet ist, FIG. 1c is a circuit in which the temperature-dependent impedance is situated in the transverse branch of the T-member and the lateral resistance R _Q is connected in parallel,

Fig. 1d eine Schaltung, bei der die temperaturabhängige Impedanz ebenfalls im Querzweig des T-Gliedes liegt, jedoch dem Querwiderstand R _Q in Serie nachgeschaltet ist, . 1d shows a circuit in which the temperature-dependent impedance is also located in the transverse branch of the T network, but the shunt resistor R is _Q Fig downstream in series,

Fig. 2a ein konventionelles Dämpfungs-π-Glied das eben falls konstante Dämpfung (a _B = const.) hat, . 2a, a conventional damping π -element if the newly constant damping has FIG (a _B = const.),

Fig. 2b eine Schaltung bei der die temperaturabhängige Impedanz parallel zum Längswiderstand R _L des π-Gliedes geschaltet ist, FIG. 2b shows a circuit in which the temperature-dependent impedance for the series resistance R _L of the π -Gliedes is connected in parallel,

Fig. 2c eine Schaltung, bei der die temperaturabhängige Impedanz in Serie zum Längswiderstand R _L des π-Gliedes geschaltet ist, Fig. 2c is a circuit in which the temperature-dependent impedance of the π -Gliedes is connected in series to the series resistance R _L,

Fig. 3a eine Schaltung, bei der die Längszweige eines T-Gliedes von einer temperaturabhängigen Impe danz aus der Serienschaltung eines temperatur abhängigen Widerstandes, einer Spule und eines Kondensators überbrückt werden,To Fig. 3a bridges a circuit in which the longitudinal branches of a T-member from a temperature-dependent impedance Impe from the series circuit of a temperature-dependent resistor, a coil and a capacitor,

Fig. 3b den zur Schaltung von der Fig. 3a gehörenden thereotischen Dämpfungsverlauf a _B in Abhängig keit von der Frequenz f bei Änderung der Tempe ratur T in der Umgebung der Resonanzfrequenz f₀ des Serienschwingkreises, FIG. 3b shows the ness to the circuit of Fig 3a belonging thereotischen attenuation characteristic in a _B-dependent. Of Tempe f the frequency of the change in temperature T in the vicinity of the resonance frequency f ₀ of the resonant circuit,

Fig. 4a eine Schaltung, bei der die temperaturabhängige Impedanz parallel zum Längswiderstand R _L des π-Gliedes liegt und mit nur einem temperaturab hängigen Widerstand aufgebaut ist, Fig constructed. 4a is a circuit in which the temperature-dependent impedance is in parallel with the series resistance R _L of the π -Gliedes and with only one temperaturab dependent resistor,

Fig. 4b den zur Schaltung von Fig. 4a gehörenden Dämpfungsverlauf bei Änderung der Temperatur T. Fig. 4b the damping curve associated with the circuit of Fig. 4a when the temperature T changes .

Zum besseren Verständnis ist in Fig. 1a eine an sich be kannte Schaltung eines T-Gliedes mitgezeichnet, das in seinen Längszweigen die Widerstände R _L hat und in seinem Querzweig den Widerstand R _Q. Nach an sich bekannten Vor schriften lassen sich solche Schaltungen beispielsweise so dimensionieren, daß sie ein- und ausgangsseitig an beliebige Wellenwiderstände angepaßt werden können und daß sie gleichzeitig eine konstante Dämpfung haben. In Fig. 1b ist nun eine Möglichkeit gezeigt, wie solche Dämpfungsglieder durch eine geeignet bemessene tempera turabhängige Impedanz erweitert werden kann, damit der gewünschte Effekt der Temperaturkompensation einer vorge gebenen temperaturabhängigen Dämpfungskurve erreicht wird. In der Schaltung von Fig. 1b wird nun im Überbrückungs zweig eine zusätzliche temperaturabhängige Impedanz vorge sehen, mit deren Hilfe die Temperatursteuerung gelingt. Im Beispiel der Fig. 1b besteht diese Impedanz aus einer Parallelschaltung von zwei (n = 2) temperaturabhängigen Impedanzzweigen. Jeder dieser Zweige besteht aus der Se rienschaltung eines temperaturabhängigen Widerstandes ϑ ₁ und einer Reaktanz Z ₁ bzw. eines temperaturabhängigen Widerstandes ϑ ₂ und einer Reaktanz Z ₂. Durch den in Klam mern "(f)" gegebenen Hinweis in der Zeichnung soll - auch in den weiteren Figuren - zum Ausdruck kommen, daß dort eine Frequenzabhängigkeit vorgesehen ist. Die Schaltungen Z ₁, Z ₂ usw. sind also Reaktanzschaltungen, die im ein fachsten Fall als Spule oder als Kondensator ausgebildet sein können. Gegebenenfalls kann es auch durchaus aus reichend sein, daß nur in einer der Impedanzen ein tempe raturabhängiger ohmscher Widerstand vorgesehen ist, auch kann es ausreichend sein, daß jeweils nur ein temperatur abhängiger Impedanzzweig geschaltet wird. Geeignete Schal tungen lassen sich u. a. auch empirisch ermitteln und die Zahl der zu schaltenden Zweige hängt selbstverständlich von den Forderungen ab, die an die jeweilige Schaltung gestellt werden sowie auch von den Möglichkeiten und Ei genschaften, die die temperaturabhängigen Widerstände selbst haben. Bei der Schaltung von Fig. 1b kann also bei der Bemessung von der Schaltung nach Fig. 1a ausgegangen werden und der Überbrückungszweig entsprechend den Forde rungen bemessen werden.For a better understanding is in Fig. 1a a known circuit of a T-element is drawn, which has the resistors R _L in its longitudinal branches and the resistor R _Q in its transverse branch. According to known before writings, such circuits can be dimensioned, for example, so that they can be adapted on the input and output sides to any wave resistance and that they have a constant damping at the same time. In Fig. 1b, a possibility is now shown how such attenuators can be expanded by a suitably dimensioned temperature-dependent impedance, so that the desired effect of temperature compensation of a pre-given temperature-dependent attenuation curve is achieved. In the circuit of Fig. 1b, an additional temperature-dependent impedance is now seen in the bridging branch, with the help of which the temperature control succeeds. In the example in FIG. 1b, this impedance consists of a parallel connection of two (n = 2) temperature-dependent impedance branches. Each of these branches consists of the series connection of a temperature-dependent resistor ϑ ₁ and a reactance Z ₁ or a temperature-dependent resistor ϑ ₂ and a reactance Z ₂ . The reference given in brackets "(f)" in the drawing should - also in the other figures - express that a frequency dependency is provided there. The circuits Z ₁ , Z ₂ etc. are reactance circuits, which in the simplest case can be designed as a coil or as a capacitor. If necessary, it can also be sufficient that only a temperature-dependent ohmic resistor is provided in one of the impedances, and it can also be sufficient that only one temperature-dependent impedance branch is switched in each case. Suitable circuits can also be determined empirically and the number of branches to be switched depends, of course, on the demands placed on the respective circuit and also on the possibilities and properties that the temperature-dependent resistors themselves have. In the circuit of FIG. 1b, the circuit according to FIG. 1a can thus be assumed in the dimensioning and the bridging branch can be dimensioned in accordance with the requirements.

Auch bei der Schaltung von Fig. 1c kann von Fig. 1a ausge gangen werden. In der Schaltung von Fig. 1c ist die tem peraturabhängige Impedanz parallel zum Querwiderstand R _Q geschaltet. Die temperaturabhängige Impedanz besteht ebenfalls aus der Parallelschaltung zweier Zweige, von denen jeder für sich aus der Serienschaltung eines tempe raturabhängigen Widerstandes ϑ ₁ und einer Reaktanz Z ₁ bzw. eines temperaturabhängigen Widerstandes ϑ ₂ und einer Reaktanz Z ₂ besteht.Also in the circuit of Fig. 1a 1c assumed to be of FIG.. In the circuit of FIG. 1c, the temperature-dependent impedance is connected in parallel with the transverse resistance R _Q. The temperature-dependent impedance also consists of the parallel connection of two branches, each of which consists of the series connection of a temperature-dependent resistor ϑ ₁ and a reactance Z ₁ or a temperature-dependent resistor ϑ ₂ and a reactance Z ₂ .

In der Schaltung von Fig. 1d ist zu erkennen, daß dort im Querzweig dem Querwiderstand R _Q in Serie die Parallel schaltung aus den beiden bereits besprochenen temperatur abhängigen Impedanzen nachgeschaltet ist.In the circuit of Fig. 1d it can be seen that there in the shunt arm the shunt resistor R _Q in series is connected in parallel from the two temperature-dependent impedances already discussed.

Die Schaltung von Fig. 2a zeigt ein an sich bekanntes Dämpfungs-π-Glied mit konstanter Dämpfung, wobei im Längs zweig ebenfalls der Widerstand R _L und in den Querzweigen die Widerstände R _Q vorgesehen sind. Bekanntlich sind sol che Schaltungen sog. symmetrische π-Glieder, weil die Quer widerstände untereinander gleich groß sind. Auch in Fig. 1a wurden die Längswiderstände R _L untereinander gleich ge wählt. Solchen Einschränkungen sind die angegebenen Schaltungen jedoch nicht unterworfen, sondern lassen sich jederzeit auch als unsymmetrische Schaltungen ausführen, z. B. bei ungleichen Abschlußwiderständen. Wenn es darauf ankommt, temperaturabhängige Dämpfungsschwankungen zu kompensieren, kann auch beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2b vom Dämpfungs-π-Glied (Fig. 2a) ausgegangen wer den. Es ist in Fig. 2b erkennbar, daß die Querwiderstände R _Q erhalten geblieben sind. Dem Längswiderstand R _L ist je doch wiederum die temperaturabhängige Impedanzschaltung parallel geschaltet. Die einzelnen Zweige bestehen wieder um aus dem temperaturabhängigen Widerstand ϑ ₁ dem die Reaktanz Z ₁ in Serie nachfolgt, parallel hierzu liegt die Serienschaltung aus dem temperaturabhängigen Widerstand ϑ ₂ und der Reaktanz Z ₂. In der Schaltung von Fig. 2c ist die gleiche temperaturabhängige Impedanzstruktur dem Längswiderstand R _L in Serie nachgeschaltet. In der Schal tung von Fig. 3a wird von einem T-Glied ausgegangen, in dessen Querzweig der Querwiderstand R _Q liegt. Die Längs zweige mit den Widerständen R _L werden von der Serien schaltung eines Heißleiters ϑ und eines Serienresonanz kreises aus einer Spule L und einem Kondensator C über brückt. In Fig. 3b ist in Abhängigkeit von der Frequenz f die Dämpfung a _B aufgetragen. Die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises ist mit f₀ bezeichnet. Der mit dem Pfeil versehene Temperaturhinweis T soll den bei Tempe raturänderung verfügbaren, durch die beiden gestrichelten Kurven abgegrenzten, Variationsbereich kenntlich machen, wenn Temperaturänderungen in der Schaltung auftreten.The circuit of Fig. 2a shows a π se known damping -element with constant damping wherein the resistance R _L and in the transverse branches of the resistors R _Q are provided in the longitudinal branch also. As is known, such circuits are so-called symmetrical π elements, because the cross resistances are equal to one another. In Fig. 1a, the series resistances R _{L were} chosen equal GE among themselves. However, the specified circuits are not subject to such restrictions, but can also be implemented at any time as asymmetrical circuits, e.g. B. with different terminating resistors. If it is important to compensate for temperature-dependent damping fluctuations, the damping π element ( FIG. 2a) can also be assumed in the embodiment of FIG. 2b. It can be seen in Fig. 2b that the transverse resistances R _Q have been preserved. The series resistor R _L is in turn connected in parallel to the temperature-dependent impedance circuit. The individual branches again consist of the temperature-dependent resistance ϑ _1, which is followed by the reactance Z ₁ in series, parallel to this is the series connection of the temperature-dependent resistor ϑ ₂ and the reactance Z ₂ . In the circuit of FIG. 2c, the same temperature-dependent impedance structure is connected in series with the series resistor R _L. In the TIC of FIG. 3a it is assumed that a T-member, in the transverse branch of the cross-resistance is R _Q. The series branches with the resistors R _L are bridged by the series circuit of a thermistor ϑ and a series resonance circuit from a coil L and a capacitor C. In Fig. 3b, the attenuation a _B is plotted as a function of the frequency f. The resonance frequency of the series resonance circuit is designated f ₀. The temperature indication T with the arrow is intended to indicate the range of variation available when the temperature changes, delimited by the two dashed curves, when temperature changes occur in the circuit.

Zur weiteren Erläuterung wird in Fig. 4a noch eine Schal tung gezeigt, bei der von einem π-Glied ausgegangen wird. Es sind dabei dem Längswiderstand R _L des π-Gliedes ein Serienresonanzkreis aus einer Spule L ₂ und einem Konden sator C ₂ sowie die Serienschaltung eines Heißleiters und eines Parallelresonanzkreises aus einer Spule L ₁ und einem Kondensator C ₁ parallel geschaltet. In Fig. 4b ist in der Umgebung der Serienresonanzfrequenz f₀ die Dämpfung a _B in Abhängigkeit von der Frequenz f aufgetragen. Die ausge zogen gezeichnete Kurve sowie die gestrichelte Kurve und die punktierte Kurve zeigen an, welche Möglichkeiten zur Änderung des Dämpfungsverhaltens bei Änderung der Tempe ratur T bestehen. Bei dieser Schaltung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Dämpfungswert bei f = f _O trotz Temperaturänderung konstant bleibt.For further explanation, a scarf device is shown in Fig. 4a, in which a π member is assumed. There are the series resistor R _{L of} the π member, a series resonance circuit consisting of a coil L ₂ and a capacitor C ₂ and the series circuit of a thermistor and a parallel resonance circuit consisting of a coil L ₁ and a capacitor C _{1 are} connected in parallel. In FIG. 4b, in the vicinity of the series resonance frequency f ₀, the attenuation a _B as a function of frequency f applied. The solid curve, the dashed curve and the dotted curve show the possibilities for changing the damping behavior when the temperature T changes. In this circuit, it proves to be particularly advantageous that the damping value at f = f _O remains constant despite the temperature change.

Die vorstehend beschriebenen Schaltungen haben den Vor teil, daß bei einem nur verhältnismäßig geringen Schal tungsaufwand die an solche Übertragungssysteme gestell ten Temperaturforderungen in ausreichendem Maß erfüllt werden können. Zugleich können auch die individuellen Eigenschaften von den temperaturabhängigen Widerständen, wie beispielsweise Heißleitern oder Kaltleitern, durch eine entsprechende Ausgestaltung der Schaltung berück sichtigt werden.The circuits described above have the front part that with a relatively small scarf expenditure on such transmission systems sufficient temperature requirements can be. At the same time, the individual Properties of temperature dependent resistors, such as thermistors or PTC thermistors a corresponding configuration of the circuit be viewed.

Claims

1. Temperature-controlled attenuation equalizer, consisting of an attenuator in T or π form with ohmic series resistances (R _L ) in the longitudinal branches and ohmic transverse resistances (R _Q ) in the transverse branches, characterized in that in training from T- Link a temperature-dependent impedance (ϑ ₁ , Z ₁ ; ϑ ₂ , Z _z ) is provided, which consists of the parallel connection of n (n = 2, 3, 4...) Time poles, which in turn by the series connection of a reactance ( e.g. Z ₁ ) and a temperature-dependent resistor (e.g. j ₁ ) are formed and this temperature-dependent impedance either bridges the two series resistors (R _L ) or is connected in parallel or in series with the transverse resistor (R _Q ) ( 1b, c., d), or that when formed as a π -element this temperature-dependent impedance (θ _1, Z _1, θ _2, Z ₂₎ is connected in parallel or in series to the series resistance (R _L) (Fig. 2b, c).

2. Equalizer according to claim 1, characterized in that in the temperature-dependent impedance gene only one of the resistors is a temperature dependent resistor (z. B. ϑ ₁ ).

3. Equalizer according to claim 1, characterized in that the temperature-dependent impedance consists of the series connection of only one temperature-dependent resistor (ϑ ₁ ) and from a reactance (Z ₁ ).

4. Equalizer according to claim 3, characterized in that the temperature-dependent impedance consists of the series circuit of a temperature-dependent resistor (- ϑ ) , a coil (L) and a capacitor (C) ( Fig. 3a).

5. Equalizer according to claim 1, characterized in that when trained as a π member, the series resistor (R _L ) connected in parallel temperature-dependent impedance consists of the parallel connection of a series resonant circuit consisting of a coil (L ₂ ) and a capacitor (C ₂ ) is formed and a temperature-dependent resistor (- ϑ ) , which is connected in series with a parallel resonance circuit consisting of a coil (L ₁ ) and a capacitor (C ₁ ).