DE3842425C1

DE3842425C1 - Method and device for the temperature compensation of an attenuator

Info

Publication number: DE3842425C1
Application number: DE19883842425
Authority: DE
Inventors: Claus-Peter Dipl.-Ing. 7150 Backnang De Kubiak
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1989-11-23

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturkompensation eines Dämpfungsgliedes, dessen Dämpfung bei Ansteuerung mit einer konstanten Spannung mit steigender Temperatur zunimmt und bei Ansteuerung mit einem konstanten Strom mit steigender Temperatur abnimmt.

Ein solches temperaturabhängiges Verhalten zeigt z. B. eine PIN-Diode, die bekannterweise (vgl. z. B. DE-PS 24 22 843) als Dämpfungsglied verwendbar ist. PIN-Dioden haben nämlich die Eigenschaft, daß sich ihr Widerstand in Abhängigkeit einer angelegten Spannung bzw. eines eingespeisten Stromes ändert. Ein Dämpfungsglied sollte aber seine über einen Steuerstrom oder eine Steuerspannung eingestellte Dämpfung auch bei sich ändernder Temperatur möglichst konstant halten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein mit möglichst geringem Schaltungsaufwand realisierbares Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Temperaturkompensation eines Dämpfungsgliedes anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 oder 3 gelöst, und zweckmäßige Ausführungen der erfundenen Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen 4 bis 8 hervor.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Temperaturabhängigkeit der Dämpfung eines Dämpfungsgliedes,

Fig. 2 ein Dämpfungsglied mit Stromsteuerung,

Fig. 3 ein Dämpfungsglied mit Spannungssteuerung und

Fig. 4 eine Steuerschaltung für ein Dämpfungsglied.

Dämpfungsglieder weisen, wenn nicht besondere Kompensationsmaßnahmen ergriffen werden, ein temperaturabhängiges Dämpfungsverhalten auf. Zum Beispiel bei als Dämpfungsgliedern betriebenen PIN-Dioden zeigen sich verschiedene temperaturabhängige Dämpfungsverhalten, je nachdem ob die PIN-Dioden mit einem Strom oder mit einer Spannung gesteuert werden. Bei einer reinen Spannungssteuerung nimmt nämlich die von einer PIN-Diode erzeugte Dämpfung a mit steigender Temperatur ϑ zu, so wie der Kurvenverlauf a ₁ in Fig. 1 andeutet. Dagegen nimmt bei einer reinen Stromsteuerung die Dämpfung a mit steigender Temperatur ϑ ab, entsprechend dem Kurvenverlauf a ₂ in Fig. 1. Das heißt, PIN-Dioden haben bei reiner Stromsteuerung einen negativen Temperaturkoeffizienten und bei reiner Spannungssteuerung einen positiven Temperaturkoeffizienten. Diese Erscheinung wird gemäß der vorliegenden Erfindung ausgenutzt, um zu erreichen, daß die Dämpfung einer PIN-Diode oder auch eines anderen Dämpfungsgliedes, welches das gleiche zuvor dargelegte Verhalten hat, in Abhängigkeit von der Temperatur möglichst konstant bleibt, d. h. der Temperaturkoeffizient gegen Null geht (vgl. Kurvenverlauf a _o in Fig. 1). Dieses Ziel läßt sich erreichen durch eine gemischte Strom-Spannungssteuerung des Dämpfungsgliedes. Das Verhältnis von Steuerstrom zu Steuerspannung ist gerade so zu wählen, daß eben die durch die beiden Steuergrößen hervorgerufene Dämpfung eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit zeigt.

Zwei Schaltungsbeispiele, mit denen eine gemischte Strom-Spannungssteuerung realisiert werden kann, sind den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Wie die Fig. 2 zeigt, wird ein Dämpfungsglied DG, z. B. eine PIN-Diode, von einer Stromquelle IQ aus mit den Steuergrößen versorgt. Die besagte Strom-Spannungssteuerung für das Dämpfungsglied DG stellt sich ein, wenn der Stromquelle IQ ein Widerstand parallel geschaltet wird. Dieser Widerstand muß nun so bemessen werden, daß ein optimales Verhältnis von Strom- zu Spannungssteuerung für das Dämpfungsglied DG entsteht, so daß seine Dämpfung über einen weiten Temperaturbereich zumindest annähernd konstant ist. Der vom Dämpfungsglied DG erzeugte Dämpfungswert hängt von dem Strom, den die Stromquelle IQ liefert, ab. Durch Variation des Stromes aus der Stromquelle lassen sich also verschiedene Dämpfungswerte einstellen. Für jeden der den verschiedenen Dämpfungswerten zugeordneten Ströme muß dann ein optimales Verhältnis von Strom- zu Spannungssteuerung hergestellt werden, d. h. für jeden Dämpfungswert muß der der Stromquelle IQ parallel geschaltete Widerstand entsprechend bemessen sein. Im einfachsten Fall sieht man, wie die Fig. 2 verdeutlicht, für jeden gewünschten Dämpfungswert einen eigenen optimal bemessenen Parallelwiderstand R 1 . . . Rn vor. Damit zu jedem Dämpfungswert der zugehörige Widerstand bzw. eine den geforderten Widerstandswert bildende Kombination mehrerer Widerstände eingeschaltet werden kann, sind in Reihe zu den einzelnen Widerständen R 1 . . . Rn Dioden D 1 . . . Dn geschaltet. Durch Betrieb der Dioden D 1 . . . Dn in Durchgangs- oder Sperrichtung können die einzelnen Widerstände R 1 . . . Rn wirksam oder unwirksam geschaltet werden. Dies geschieht mit Hilfe von Spannungen U 1 . . . Un, welche an die Dioden D 1 . . . Dn angelegt sind. Damit die Dioden D 1 . . . Dn durch ihre temperaturabhängigen Eigenschaften die Strom-Spannungssteuerung des Dämpfungsgliedes DG nicht stören, ist dem Dämpfungsglied DG in Reihe eine Diode D geschaltet, welche die temperaturabhängigen Eigenschaften der einzelnen im Widerstandsnetzwerk befindlichen Dioden D 1 . . . Dn kompensiert.

Die Fig. 3 zeigt eine zu der vorangehend beschriebenen Schaltung äquivalente Ansteuerschaltung für das Dämpfungsglied DG. Hier erzeugt anstelle einer Stromquelle eine Spannungsquelle UQ die Steuergrößen für das Dämpfungsglied DG, und das Widerstandsnetzwerk R 1 . . . Rn ist in Reihe zu der Spannungsquelle UQ geschaltet.

Die Fig. 4 stellt eine logische Schaltung zur Ansteuerung eines Dämpfungsgliedes DG dar. Hierbei können in einem Speicher SP Dämpfungswerte digital abgespeichert werden. Der jeweilige Dämpfungswert, auf den das Dämpfungsglied DG jeweils eingestellt werden soll, wird vom Speicher SP auf einen Digital-Analog-Wandler DA gegeben, dessen Ausgangssignal die Stromquelle IQ auf einen Stromwert einstellt, der im Dämpfungsglied DG die gewünschte Dämpfung hervorruft. Gleichzeitig wirkt das digitale Ausgangssignal des Speichers SP auf ein Widerstandsnetzwerk WN ein und schaltet jeweils den oder die Widerstände R 1 . . . Rn, welche für den jeweiligen Dämpfungswert den optimalen Widerstandswert darstellen, zu der Stromquelle IQ parallel. Das Ein- und Ausschalten der einzelnen Widerstände R 1 . . . Rn erfolgt über Dioden D 1 . . . Dn. Diese Dioden D 1 . . . Dn können direkt vom digitalen Ausgangssignal des Speichers SP gesteuert werden, und zwar in der Weise, daß z. B. ein einer logischen "1" entsprechender Spannungspegel als Diodensperrspannung wirkt und eine logische "0" einen Diodendurchlaß zur Folge hat.

Das aus mehreren Widerständen R 1 . . . Rn bestehende Widerstandsnetzwerk kann auch durch einen elektrisch steuerbaren Widerstand ersetzt werden, der beispielsweise mit Hilfe von Feldeffekttransistoren oder Operationsverstärkern realisiert wird.

Claims

1. Verfahren zur Temperaturkompensation eines Dämpfungsgliedes, dessen Dämpfung bei Ansteuerung mit einer konstanten Spannung mit steigender Temperatur zunimmt und bei Ansteuerung mit einem konstanten Strom mit steigender Temperatur abnimmt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Dämpfungsglied (DG) gleichzeitig strom- und spannungsgesteuert wird und
b) daß das Verhältnis von Strom- zu Spannungssteuerung so gewählt wird, daß die von der Stromsteuerung verursachte Temperaturabhängigkeit der Dämpfung durch die von der Spannungssteuerung hervorgerufene Temperaturabhängigkeit der Dämpfung kompensiert wird.

2. Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation eines Dämpfungsgliedes, dessen Dämpfung bei Ansteuerung mit einer konstanten Spannung mit steigender Temperatur zunimmt und bei Ansteuerung mit einem konstanten Strom mit steigender Temperatur abnimmt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Dämpfungsglied (DG) an eine Stromquelle (IQ) angeschlossen ist,
b) daß der Stromquelle (IQ) ein Widerstandsnetzwerk (R 1 . . . Rn) parallel geschaltet ist und
c) daß dieses Widerstandsnetzwerk auf einen solchen Widerstandswert eingestellt ist, daß die bei dem von der Stromquelle (IQ) ausgehenden Strom sich einstellende Dämpfung des Dämpfungsgliedes (DG) eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit zeigt.

3. Schaltungsanordnung zur Temperaturkompensation eines Dämpfungsgliedes, dessen Dämpfung bei Ansteuerung mit einer konstanten Spannung mit steigender Temperatur zunimmt und bei Ansteuerung mit einem konstanten Strom mit steigender Temperatur abnimmt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Dämpfungsglied (DG) an eine Spannungsquelle (UQ) angeschlossen ist,
b) daß zu der Spannungsquelle (UQ) ein Widerstandsnetzwerk (R 1 . . . Rn) in Reihe geschaltet ist und
c) daß dieses Widerstandsnetzwerk (R 1 . . . Rn) auf einen solchen Widerstandswert eingestellt ist, daß die bei dem von der Spannungsquelle (UQ) erzeugten Spannung sich einstellende Dämpfung des Dämpfungsgliedes (DG) eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit zeigt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (DG) eine PIN-Diode ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsnetzwerk (R 1 . . . Rn) auf mehrere Widerstandswerte einstellbar ist, wobei jeder dieser Widerstandswerte für einen Dämpfungswert, auf den das Dämpfungsglied (DG) bei einem bestimmten von der Stromquelle (IQ) erzeugten Strom oder einer bestimmten von der Spannungsquelle (UQ) abgegebene Spannung angesteuert ist, so bemessen ist, daß der gewisse Dämpfungswert eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit zeigt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsnetzwerk aus einem elektrisch steuerbaren Widerstand besteht.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Widerstandsnetzwerk aus mehreren parallel geschalteten Widerständen (R 1 . . . Rn) besteht und
b) daß jedem Widerstand eine Diode (D 1 . . . Dn) in Reihe geschaltet ist, mit der sich der Widerstand (R 1 . . . Rn), je nachdem ob die Diode (D 1 . . . Dn) durch ein Steuersignal (U 1 . . . Un) in Durchlaß- oder Sperrichtung betrieben wird, ein- oder ausschalten läßt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dämpfungsglied (DG) eine Diode (D) in Reihe geschaltet ist, welche die temperaturabhängigen Eigenschaften der den einzelnen Widerständen zugeordneten Dioden (D 1 . . . Dn) kompensiert.