DE4302930C1 - Breitbandübertrager - Google Patents
BreitbandübertragerInfo
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
- H01F19/06—Broad-band transformers, e.g. suitable for handling frequencies well down into the audio range
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- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Breitbandübertrager.
Breitbandübertrager bestehen
üblicherweise aus Leitern (Draht, Bandkabel,
Koaxialkabel), die gemeinsam auf einen Kern, z. B. einen
toroidförmigen Ferritkern, gewickelt sind (F. Kovacs,
Hochfrequenzanwendungen von Halbleiterbauelementen München 1977 Seiten 194
bis 197). Die Leitungslänge bestimmt den Wellenwiderstand und
die obere Frequenzgrenze des Übertragers. Die
Wellenleiter-Übertrager mit Ferritkern arbeiten im unteren
Frequenzbereich mit magnetischer Kopplung.
Mit Erhöhung der Frequenz fällt die Permeabilität des
Ferritkerns und der Übertrager geht allmählich in einen-reinen
Wellenleiter-Übertrager über; d. h. die Kopplung erfolgt nur
noch über Wellenleiter.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Breitbandübertrager
anzugeben, der eine hohe Bandbreite,
insbesondere über mehrere Frequenzdekaden, bei guter
Impedanzanpassung aufweist. Diese Aufgabe wird durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind
vorteilhafte Ausgestaltungen aufgezeigt.
Bei Breitbandübertragern ist es bekannt ungleiche
Außenwiderstände durch Leitungsanzapfungen zu transformieren
(DE 30 22 023 A1). Damit wird jedoch der Verlust der idealen
Leitungsverhältnisse in Kauf genommen. Auch ist es an sich
bekannt, die Anpassung durch Impedanzen, z. B. Kondensatoren,
am Eingang, Ausgang oder innerhalb eines Breitbandübertragers
zu verbessern (DE 33 29 368 A1, Telefunken Zeitung, Jg. 28,
Heft 107, März 1955, Seiten 5 bis 14, insbesondere Seite 9,
SU 12 77 226 A1), jedoch geben diese Realisierungen keine
Anregung in Richtung einer Kombination im Sinne der Merkmale
des Patentanspruchs 1, zumal das letzte Merkmal des Anspruchs
1 aus keiner dieser Schriften bekannt ist.
Ein aus Electronics, August 16, 1973, Seiten 113 bis 116
bekannter Breitbandübertrager
weist zwar einen dritten Leiter auf, der mit dem Ausgang
verbunden ist, jedoch ist dieser Leiter dazu vorgesehen,
das Impedanztransformationsverhältnis auf Kosten der
Bandbreite zu vergrößern. Auch besteht keine galvanische
Entkopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis.
Die Erfindung besitzt
folgende Vorteile:
- - der Frequenzbereich des Breitbandübertragers umfaßt 5 Dekaden ohne wesentliche Störung der Impedanzverhältnisse und ist daher für Digitalsignale mit wechselnden Bitraten geeignet,
- - der Eingangskreis ist vom Ausgangskreis - entgegen bekannter Realisierungen (DE 30 22 023 A1, DE 33 29 368 A1, EP 01 29 464 A1) - galvanisch entkoppelt, was insbesondere für den Einsatz im Eingangskreis von Nachrichtengeräten, die eine spezifizierte Isolationsfestigkeit aufweisen, vorteilhaft ist,
- - im mittleren Frequenzbereich ist die Impedanzanpassung optimal,
- - durch die erfindungsgemäße Resonanzüberhöhung im oberen Frequenzbereich ist der Amplitudengang verbessert, ohne die Verhältnisse in anderen Frequenzbereichen zu stören,
- - der erfindungsgemäße Breitbandübertrager besitzt neben einem weiten Einstellbereich für ein gewünschtes Impedanztransformationsverhältnis eine gute Abgleichbarkeit.
Anhand der Zeichnungen werden Breitbandübertrager nach der
Erfindung zusammen mit bekannten Breitbandübertragern
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen herkömmlichen Breitbandübertrager,
Fig. 2 einen Breitbandübertrager mit Leitungsanzapfung zur
Transformation,
Fig. 3 einen Breitbandübertrager mit Gegenwicklung zur
Transformation,
Fig. 4 den Amplitudengang eines Wellenleiters in Abhängigkeit
der Leitungslänge,
Fig. 5 einen Breitbandübertrager nach der Erfindung,
Fig. 6 den Amplitudeneingang eines Breitbandübertragers mit
und ohne Resonanzüberhöhung in einem oberen Frequenzbereich,
Fig. 7 den Amplitudengang eines Breitbandübertragers mit und
ohne Resonanzüberhöhung im gesamten Frequenzbereich,
Fig. 8 das Wickelschema des Breitbandübertragers.
Ein Breitbandübertrager in Wellenleiter-Realisierung nach Fig.
1 weist einen ersten Wellenleiter w1 auf, welcher mit dem
Übertragereingang - Klemmen 1, 2 - verbunden ist. Das
Eingangssignal liefert eine Signalquelle Q mit dem
Quellenwiderstand RS. Ein zweiter Wellenleiter w2 ist mit dem
Übertragerausgang - Klemmen 3, 4 - verbunden. An diese Klemmen
3, 4 ist eine Last RL angeschlossen. Es gilt: RS = RL = Z
wobei Z den Wellenwiderstand der Wellenleiter darstellt. Die
Wellenleiter w1, w2 sind auf einen Ferrittopf- oder Ringkern
sehr hoher Permeabilität gewickelt.
Im unteren Frequenzbereich ist die Kopplung zwischen der
Übertragerwicklung im Eingangskreis und der Übertragerwicklung
im Ausgangskreis magnetisch. Mit zunehmender Frequenz und
abnehmender Permeabilität des Kerns wird die Kopplung über die
Wellenleiter bewirkt.
Durch die unterschiedliche Kopplungsart werden solche
Breitbandübertrager als gemischt gekoppelte Übertrager
bezeichnet. Als Wellenleiter wird eine Koaxialleitung
(EP 0 129 464 A1) oder eine Paralleldrahtleitung verwendet. Es ist
üblich, zwei isolierte Drähte zu verdrillen und als Leitung zu
verwenden. Die Dicke der Isolation und die Anzahl der
Verdrillungen bestimmen die Impedanz (Wellenwiderstand Z) der
Leitung. Es ist an sich bekannt ungleiche Außenwiderstände
durch Anzapfung eines der Wellenleiter zu transformieren (Fig.
2). Es gilt für die Realisierung gemäß Fig. 2:
RS < RL und Z RL.
In Fig. 3 ist zur Transformation ein weiterer Wellenleiter w3
(Klemmen 4, 5) zum Wellenleiter w2 gegengewickelt. Es gilt:
RS < RL und Z RL. Durch die Anzapfung bzw. die Gegenwicklung
nimmt man den Verlust der idealen Leitungsverhältnisse in
Kauf. Die Realisierungen gemäß den Fig. 1 bis 3 weisen alle
eine Spannungsisolation zwischen Primär- und Sekundärkreis
auf.
Die maximal erreichbare Bandbreite eines solchen Übertragers
ergibt sich aus der notwendigen Länge der Leitung, welche
infolge der unteren Grenzfrequenz über die Anzahl der
Windungen und durch die Permeabilität des Kerns bestimmt wird.
Der Amplitudengang eines Wellenleiters ergibt sich aus
Electronics, August 16, 1973, Seite 113 zu:
Dabei ist: Pi = Eingangsleistung
P0 = Ausgangsleistung
β = 2 l π/λ
RS = Quellwiderstand
RL = Lastwiderstand.
P0 = Ausgangsleistung
β = 2 l π/λ
RS = Quellwiderstand
RL = Lastwiderstand.
In Fig. 4 ist der Amplitudengang in Abhängigkeit der
Leitungslänge l als Parameter aufgezeichnet
(Fall 1: 1 = 250 cm, Fall 4: 1 = 100 cm).
Es ist ersichtlich, daß bei einer Leitungslänge von 1 < 2 m
die gewünschte Bandbreite nicht erreicht werden kann. Da die
Leitungslänge durch die Kernpermeabilität bestimmt wird, muß
ein Kern mit möglichst hohem µ verwendet werden.
Mit den verfügbaren Kernmaterialien und deren Kernabmessungen
wird, bei einer notwendigen Grundinduktivität von 30 mH, eine
Leitungslänge von etwa 2,5 m notwendig. Mit üblichen Maßnahmen
kann die gewünschte Bandbreite von 3 kHz bis 50 MHz nicht
erreicht werden.
Der Breitbandübertrager nach der Erfindung, für den in Fig. 5
eine mögliche Ausführungsform dargestellt ist, weist eine
Leitungsanzapfung 5 des zweiten Wellenleiters w2 auf, die mit
der Last RL verbunden ist. Der durch die Anzapfung gebildete
leerlaufende Teil (Klemmen 4, 5) dieses zweiten Wellenleiters
w2 wird erfindungsgemäß über einen dritten Wellenleiter w3,
welcher zusammen mit den Wellenleitern w1 und w2 auf den Kern
K gewickelt ist, und eine Reaktanz, beispielsweise in Form des
Kondensators C1, an den Anzapfungspunkt 5, der gleichzeitig
den Übertragerausgang bildet, angeschlossen. Der infolge der
Transformation leerlaufende Teil des Wellenleiters w2 wird
angepaßt, d. h. niederohmig abgeschlossen, indem die daran
abfallende Spannung in den Übertrager zurückgeführt wird. Dies
geschieht über den Wellenleiter w3, der vorzugsweise in die
Zweidrahtleitung w2 eingewickelt ist (Fig. 8).
Der Wellenleiter w3 bildet zusammen mit dem Kondensator C1
einen Serienresonanzkreis. Der Wellenleiter w3 wirkt somit als
Induktivität dieses Resonanzkreises. Zum Abgleich des
Resonanzkreises ist der Kondensator C1 einstellbar. Die
Einstellung des Serienresonanzkreises erfolgt so, daß eine
Resonanzüberhöhung im oberen Frequenzbereich des
Breitbandübertragers eintritt. Der Wellenleiter w3 wirkt
demnach nur am oberen Bandende. Im mittleren Frequenzbereich,
wo eine hohe Anpassung verlangt wird, werden die Verhältnisse
kaum gestört und die gute Anpassung bleibt erhalten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der
Breitbandübertrager eingangs- und ausgangsseitig mit
Reaktanzen in Form der Kondensatoren C2 und C3 beschaltet, die
der Impedanzanpassung dienen. Vorzugsweise wird die Anpassung
mit diesen Elementen auf den mittleren Frequenzbereich
optimiert.
Fig. 6 zeigt den Amplitudengang (Dämpfung a/dB) eines
Breitbandübertragers ohne Resonanzüberhöhung (Kurve 1) und mit
Resonanzüberhöhung (Kurve 2) im Bereich 1 MHz bis 100 MHz.
Fig. 7 zeigt die gleichen Verhältnisse für den Frequenzbereich
100 Hz bis 100 MHz.
Die Anpassungswerte - 511 und 522 Parameter - sind bei
3,2 kHz: S11 = 23 dB, S22 = 22 dB und bei
8,8 MHz: S11 = 27 dB und S22 = 22 dB.
3,2 kHz: S11 = 23 dB, S22 = 22 dB und bei
8,8 MHz: S11 = 27 dB und S22 = 22 dB.
Claims (4)
1. Breitbandübertrager, dessen Wicklung aus einem
aufgespulten, voneinander isolierten Drahttripel besteht
und folgende Merkmale aufweist:
- - ein Ende eines ersten Leiters (w1) ist an den Übertragereingang angeschlossen,
- - eine Anzapfung eines zweiten Leiters (w2) ist mit dem Übertragerausgang verbunden,
- - ein Ende eines dritten Leiters (w3) ist über eine Reaktanz (C1) mit dem Übertragerausgang verbunden,
- - ein Ende des zweiten Leiters ist mit dem anderen Ende des sonst leerlaufenden dritten Leiters verbunden.
2. Breitbandübertrager nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reaktanz in Form eines Kondensators
(C1) zusammen mit dem dritten Wellenleiter (w3) einen
Serienresonanzkreis bildet.
3. Breitbandübertrager nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Serienresonanzkreis (C1, w3) Mittel
aufweist zur Einstellung einer Resonanzüberhöhung im oberen
Frequenzbereich des Breitbandübertragers.
4. Breitbandübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eingangs- und/oder ausgangsseitig
Reaktanzen (C2, C3) zur Impedanzanpassung vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934302930 DE4302930C1 (de) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Breitbandübertrager |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934302930 DE4302930C1 (de) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Breitbandübertrager |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4302930C1 true DE4302930C1 (de) | 1994-04-21 |
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ID=6479470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934302930 Expired - Fee Related DE4302930C1 (de) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | Breitbandübertrager |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4302930C1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3022023A1 (de) * | 1980-06-12 | 1981-12-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Uebertragerschaltung fuer breitbandkommunikationsnetze |
DE3329368A1 (de) * | 1983-08-13 | 1985-02-28 | Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk, 7300 Esslingen | Hochfrequenz-rohrkernuebertrager mit in drucktechnik ausgefuehrten wicklungen |
SU1277226A1 (ru) * | 1985-02-25 | 1986-12-15 | Предприятие П/Я А-7672 | Трансформаторное устройство |
EP0129464B1 (de) * | 1983-06-17 | 1987-01-07 | Thomson-Csf | Breitband-Hochfrequenz-Impedanz-Transformator mit Transformationsverhältnis von ungefähr drei |
-
1993
- 1993-02-03 DE DE19934302930 patent/DE4302930C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3022023A1 (de) * | 1980-06-12 | 1981-12-17 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Uebertragerschaltung fuer breitbandkommunikationsnetze |
EP0129464B1 (de) * | 1983-06-17 | 1987-01-07 | Thomson-Csf | Breitband-Hochfrequenz-Impedanz-Transformator mit Transformationsverhältnis von ungefähr drei |
DE3329368A1 (de) * | 1983-08-13 | 1985-02-28 | Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk, 7300 Esslingen | Hochfrequenz-rohrkernuebertrager mit in drucktechnik ausgefuehrten wicklungen |
SU1277226A1 (ru) * | 1985-02-25 | 1986-12-15 | Предприятие П/Я А-7672 | Трансформаторное устройство |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
DE-Buch: F. Koavacs, Hochfrequenzanwendungen von Halbleiterbauelementen, München 1977, S. 194-197 * |
DE-Z.: Telefunken Zeitung, Jg. 28, H. 107, März 1955, S. 5-14 * |
US-Z.: Electronics, Aug. 16, 1973, S. 113-116 * |
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