DE3432241A1

DE3432241A1 - Verzerrungsschaltung

Info

Publication number: DE3432241A1
Application number: DE19843432241
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 7015 Korntal Holz
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1984-09-01
Filing date: 1984-09-01
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE3432241C2

Description

Verzerrungsschaltung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzerrungsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltung ist aus der DE-AS 23 64 493 bekannt.
Bei dieser Verzerrungsschaltung wird aus einem Eingangssignal durch einen Koppler ein zweites Signal gewonnen, das nach nichtlinearer Verstärkung zum Eingangssignal gegenphasig addiert wird.
Die Verzerrungsschaltung kann beispielsweise als Vorverzerrer in einem Sender eines Richtfunksystems verwendet werden. Dabei ist es vorteilhaft den Vorverzerrer für den ZF-Bereich auszulegen, um ihn in verschiedenen Systemen mit unterschiedlichen Sendefrequenzen verwenden zu können.
In einem derartigen System ist nach dem Vorverzerrer beispielsweise ein ZF-Leistungsverstärker, ein Aufwärtsmischer zur Umsetzung des ZF-Signals in die RF-Lage, ein Sendemischer und ein Sendeverstärker nacheinander angeordnet.
Der Sendeverstärker kann durch einen Wanderfeldröhren- oder einen Transistorverstärker realisiert sein. Die Amplituden-und Phasennichtlinearitäten dieser Baugruppen sollen durch den Vorverzerrer kompensiert werden. Er muß deshalb mit zunehmender Aussteuerung eine zunehmende Verstärkung und eine aussteuerungsabhängige Phasendrehung bewirken. Ferner muß seine Amplituden- und Phasencharakteristik im gesamten ZF-Bereich konstant sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzerrungsschaltung zu schaffen, die eine bessere Kompensation der Nichtlinearitäten der nachgeschalteten Baugruppen ermöglicht als die bekannte Verzerrungsschaltung.
Die Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 genannten Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
Die erfindungsgemäße Verzerrungsschaltung kann sehr breitbandig ausgeführt werden, da Verstärker- und Begrenzungsschaltungen mit weitgehend frequenzunabhängigen Eigenschaften leicht realisierbar sind. Ferner kann die Richtung der Phasendrehung der Verzerrungsschaltung durch Umschalten der Phasenverschiebung des Signals im dritten Schaltungszweig von +900 auf -90° bezüglich dem Eingangssignal gewählt werden. Diese Umschaltmöglichkeit ist dann besonders wichtig, wenn in einem Sender wahlweise das obere oder das untere Seitenband des Sendemischers zur Aussendung kommen soll.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Verzerrungsschaltung Fig. 2 die Wirkungsweise der Verzerrungsschaltung anhand zweier Zeigerdiagramme.
Eine weitere Ausführung ist in der Beschreibung enthalten.
Die Verzerrungsschaltung nach Fig. 1 enthält eine Verzweigungsschaltung V mit vier Ausgängen, von denen der erste mit einem ersten Schaltungszweig bestehend aus einem ersten Verstärker V1 und einem diesem nachgeschalteten Laufzeitglied L1, der zweite mit einem zweiten Schaltungszweig, bestehend aus einem zweiten Verstärker V2 und einer diesem nachgeschalteten ersten Begrenzerschaltung B2, und wahlweise der dritte oder vierte Ausgang über eine Brücke BR oder einen Umschalter mit einem dritten Schaltungszweig verbunden ist. Dieser besteht aus einem dritten Verstärker V3, dem eine zweite Begrenzerschaltung B3 nachgeschaltet ist. Die Ausgänge der Begrenzerschaltungen B2,B3 und des Laufzeitgliedes L1 sind an jeweils einen Eingang einer Summierschaltungiangeschlossen.
Das Eingangssignal S der Verzerrungsschaltung wird durch die Verzweigungsschaltung V in vier Signale S1, S2, S3, S4 verzweigt, von denen das zweite Signal S2 um 1800, das dritte Signal S3 um +900, und das vierte Signal S4 um -90° gegenüber dem ersten Signal S1 phasenverschoben ist.
Das zweite sowie das dritte oder vierte Signal wird in dem jeweils entsprechenden Schaltungszweig nichtlinear, d.h.
aussteuerungsabhängig verstärkt. Dies erfolgt in den jeweiligen Verstärkern V2, V3 und den Begrenzerschaltungen B2, B3. Diese besitzen vorteilhaft unterschiedliche Begrenzercharakteristiken und Sättigungsleistungen. Das erste Signal wird durch den Verstärker V1 linear verstärkt.
Das Laufzeitglied L1 gleicht die durch die Begrenzerschaltungen B2 und B3 verursachten Laufzeitunterschiede zwischen den Schaltungszweigen aus. Die Verstärkungsfaktoren der Verstärker V1, V2, V3 sind unabhängig vonein- ander einstellbar. Durch Addition der drei Signale in der Summierschaltung E entsteht ein verzerrtes Ausgangssignal S' dessenAmplituden- und Phasennichtlinearitäten bei gegebenen Begrenzereigenschaften durch entsprechendes Einstellen der Verstärkungsfaktoren der Verstärker in weiten Grenzen variierbar sind. Dabei ist die Richtung der im allgemeinen nichtlinearen Phasendrehung der Verzerrerschaltung davon abhängig, ob das dritte oder das vierte Signal dem dritten Schaltungszweig zugeführt wird.
In den Zeigerdiagrammen gemäß Fig. 2 sind die an den Eingängen der Summierschaltung £ auftretenden Signale bei kleinem Eingangssignal S der Verzerrungsschaltung als Vektoren 1, 2, 3 und bei großem Eingangssignal S als Vektoren 1', 2', 3' dargestellt. Das Ausgangssignal S' ist entsprechend als Vektor 4 oder 4' dargestellt. Die Länge der Vektoren ist jeweils auf die Lange des Vektors 1 oder 1' bezogen, der zwecks besserer übersichtlichkeit der Zeichnungen gleich groß gezeichnet ist. Mit größer werdendem Eingangssignal S gehen wegen der Begrenzerschaltung die Vektoren 2 und 3 in die kürzeren Vektoren 2' und 3' über.
Gleichzeitig geht der aus den Vektoren 1, 2 und 3 resultierende Vektor 4 in den längeren Vektor 4' über, und wird dabei außerdem um einen bestimmten Winkel »t gedreht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich,ergibt sich eine Phasendrehung in mathematisch positiver Richtung, wenn das vierte Signal S4 (-90°), in mathematisch negativer Richtung, wenn das dritte Signal S3 (+90°) verwendet wird.
Die Verzweigungsschaltung V besteht gemäß Fig. 1 aus einer Serienschaltung eines 900-Kopplers K mit zwei parallelgeschalteten 1800-Stufen K1, K2. Der 900-Koppler K ist ein 900-3dB-Koppler, der in bekannter Weise aus passiven Bau- elementen aufgebaut ist. Jede der 1800 Stufen K1, K2 besteht aus einem Differenzverstärker, an dessen beiden Arbeitswiderständen zwei gleich große, gegenphasige Signale abgegriffen werden.
Der Verstärkungsfaktor der Verstärker V1, V2, V3 ist durch je ein einstellbares Dämpfungsglied einstellbar, das der jeweiiigen Verstärkerstufe vorgeschaltet ist.
Bei einer anderen nicht dargestellten Ausführung der Verzweigungsschaltung wird das Eingangssignal S über je einen Phasenschieber dem zweiten und dritten Schaltungszweig und dem ersten Schaltung zweig direkt zugeführt. Der Phasenschieber im dritten Schaltungszweig erzeugt eine Phasenverschiebung gegenüber dem Eingangssignal, die wahlweise +900 oder -900 beträgt, und der Phasenschieber im zweiten Schaltungszweig erzeugt eine Phasenverschiebung von 1800 gegenüber dem Eingangssignal.
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Claims

Patentansprüche 1. Verzerrungsschaltung zur Kompensation der Nichtlinearitäten einer oder mehrerer nachgeschalteter Baugruppen von Nachrichtengeräten, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Eingangssignal (S) der Verzerrun schaltung mit unterschiedlicher Phasenverschiebung auf drei parallele Schaltungszweige gelangt, wobei das Signal im zweiten Zweig um 180° und das Signal im dritten Zweig um +900 oder -900 gegenüber dem Signal im ersten Zweig phasenverschoben ist, daß jeder Zweig Mittel zum Einstellen der Verzerrungen des Ausgangssignals der Verzerrungsschaltung enthält, und daß eine Summierschaltung (E) vorhanden ist, die die drei Signale addiert.
2. Verzerrungsschaltung nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung des Signals im dritten Schaltungszweig von +900 auf -900 umschaltbar ist.
3. Verzerrungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungen durch eine Serienschaltung eines 90°-Kopplers(K) mit zwei parallelgeschalteten 180°-Stufen (K1, K2) hervorgerufen werden.
4. Verzerrungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungen durch eine Serienschaltung einer 1800-Stufe mit zwei parallelgeschalteten 900-Kopplern hervorgerufen werden.
5. Verzerrungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verzerrung der Signale aus je einem Verstärker (V1, V2, V3) mit einstellbarem Verstarkungsfaktor pro Schaltungszweig, je einer Begrenzerschaltung (82, 83) im zweiten und dritten Schaltungszweig und einem Laufzeitglied (L7) im ersten Schaltungszweig bestehen.