DE679775C

DE679775C - Phase-dependent network

Info

Publication number: DE679775C
Application number: DES118676D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Richard Feldtkeller
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-06-14
Filing date: 1935-06-15
Publication date: 1939-08-16

Description

Phasenabhängiges Netzwerk Nach Netzwerken mit frequenzabhängiger Phase besteht in der Fernmeldetechnik ein großer Bedarf, jedoch erfüllen die bisher bekannten Netzwerke dieser Art nicht alle an sie zu stellenden Anforderungen. Es sind Netzwerke bekannt, die einen konstanten Wellenwiderstand ergeben. Man erhält sie in Form von Kreuzgliedern oder äquivalenten Gliedern mit paarweise widerstandsreziproken Scheinwiderständen der Zweige. Bei diesen oder ähnlichen Netzwerken ergeben sich bei der Verwendung jedoch häufig dadurch Schwierigkeiten, daß die Dämpfung nicht oder nicht in ausreichendem Maße frequenzunabhängig ist.Phase-dependent network After networks with a frequency-dependent phase there is a great need in telecommunications technology, but meet those previously known Networks of this kind do not meet all of the requirements that must be placed on them. They are networks known, which result in a constant wave resistance. It is obtained in the form of Cross links or equivalent links with pairwise reciprocal apparent resistances the branches. With these or similar networks, when using however, often difficulties in that the damping is insufficient or insufficient Dimensions is frequency independent.

Bekannte, nur aus Blindwiderständen be: stehende i\etzwerke zeigen zwar bei praktisch konstantem und reellem Wellenwiderstand eine sehr geringe, -von der Frequenz nur un= wesentlich abhängige Dämpfung. Jedoch ist es bei bekannten Netzwerken, die zur Erzielung eines vorgegebenen Dämpfungsverlaufs noch zusätzliche Ohmsche Widerstände enthalten, nicht ohne weiteres möglich, über einen sehr großen Frequenzbereich eine praktisch frequenzunabhängige Dämpfung zu erreichen. Wie dies bei Kreuzgliedern oder Äquivalenten mit einfachen Mitteln erreicht werden kann, zeigt die vorliegende Erfindung. Als Äquivalente zu Kreuzgliedern gelten dabei beispielsweise induktiv gekoppelte Brücken-T-Schaltungen (vgl. Jacobi-Schmidt: »Reaktanzvierpole als Filter« in »Veröffentlichungen aus dem Gebiete der Nachrichtentechnik«, 2. Jahr-. 1932, 4. Folge), nicht jedoch die bekannten überbrückten T-Schaltungen nach Stevenson.Well-known networks consisting only of reactive resistances show a very low attenuation, which is only insignificantly dependent on the frequency, with a practically constant and real wave impedance. However, in known networks which contain additional ohmic resistances in order to achieve a predetermined damping curve, it is not readily possible to achieve damping that is practically frequency-independent over a very large frequency range. The present invention shows how this can be achieved with simple means in the case of cross members or equivalents. However, inductively coupled bridge T-circuits (cf. Jacobi-Schmidt: "Reaktanzvierpole als Filter" in "Publications from the field of communications engineering", 2nd year - 1932, 4th episode) are considered equivalents to cross members the well-known bridged T-circuits according to Stevenson.

Der Erfindung liegt die folgende neue Erkenntnis zugrunde. Ein Kreuzglied habe den Wellenwiderstand Z und enthalte in seinen Zweigen die Widerstände S321 und S312. Voraussetzungsgemäß sei Betrachtet man in .der komplexen Ebene den Verlauf des Scheinwiderstandes5321 in Abhängigkeit von der Frequenz, so erkennt man, daß die Kurven konstanter Dämpfung in der S.321 Ebene Kreise sind, die die reelle Achse in zwei zum Wellenwiderstand Z inversen Punkten senkrecht schneiden. Die Mittelpunkte aller dieser Kreise und der WellenwiderstandZ liegen auf der reellen Achse, und zwar liegen die Kreise konstanter Dämpfung exzentrisch um den Wellenwiderstand Z. Im Grenzfall, für die Dämpfung b = co, entarten diese Kreise zu einem Punkt,- der mit Z identisch ist.The invention is based on the following new knowledge. A cross member has the wave resistance Z and contains the resistances S321 and S312 in its branches. According to the prerequisites If one looks at the course of the impedance 5321 as a function of the frequency in the complex plane, one recognizes that the curves of constant attenuation in the S.321 plane are circles which perpendicularly intersect the real axis at two points that are inverse to the characteristic impedance Z. The centers of all these circles and the wave resistance Z lie on the real axis, namely the circles of constant damping lie eccentrically around the wave resistance Z. In the limit case, for the damping b = co, these circles degenerate into a point - which is identical to Z. .

Die Diskussion dieser Kurvenscharen führt zu der Erkenntnis, daß man Kreuzglieder mit einer beliebigen Phasenverzerrung, aber mit streng frequenzunabhängiger Dämpfung erhält, wenn der Scheinwiderstand W1 sich auf einem solchen Kreis bewegt. Die Gleichung eines solchen Kreises ergibt sich zu (vgl. Bieberbach »Einführung in die konforme Abbildung«, Sammlung Göschen, Berlin 1915, § 4), wobei a, b, c, d reelle Konstanten und S2 eine Funktion der Frequenz ist. Die Grenzbetrachtung zeigt, daß für 9 = o und für ,Q = 00 wird. Diese beiden Widerstände sollen nun zu Z invers sein. Es ergibt sich die Gleichung als hinreichende Bedingung für . konstante Dämpfung.The discussion of these families of curves leads to the realization that cross members with any phase distortion, but with strictly frequency-independent attenuation, are obtained when the impedance W1 moves on such a circle. The equation of such a circle is given by (cf. Bieberbach "Introduction to conformal mapping", Göschen Collection, Berlin 1915, § 4), where a, b, c, d are real constants and S2 is a function of frequency. The boundary observation shows that for 9 = o and for, Q = 00 will. These two resistances should now be inverse to Z. The result is the equation as a sufficient condition for. constant damping.

Auf Grund dieser Erkenntnis gelangt man zu den im folgenden an Hand der Fig. i und z näher behandelten phasenentzerrenden Netzwerken gemäß der Erfindung.On the basis of this knowledge one arrives at the following on hand Phase equalizing networks according to the invention, which are dealt with in more detail in FIGS. i and z.

Die paarweise gleichen Reaktanzen in den Längs- oder Querzweigen erhalten bei Kreuzgliedern erster Art statt einer reinen Ir_duktivität eine Form, wie sie in Fig. i dargestellt ist. Mit einer Induktivität L liegt ein Widerstand R in Serie, parallel dazu ein Widerstand W. Eine derartige Anordnung ist nicht zu verwechseln mit bekannten Kreuzgliedern, J)ei denen -die zusätzlichen Widerstände nur >guter Berücksichtigung der Verluste gewählt :sind. Sie weisen nicht die Dimensionierungen vdti R und W auf, die im folgenden für die erfindungsgemäß gebauten Netzwerke gezeigt sind. Das , Netzwerk nach Fig. i hat den Scheinwiderstand Diesen Scheinwiderstand können wir:auf die Form der Gleichung (i) zurückführen, wenn wir j S2 = p L einführen. Die oben abgeleitete Bedingungsgleichung für konstante Dämpfung (4) liefert dann die Beziehung für die Widerst nde R und W: Da Z vorgegeben ist, ist also einer der beiden Widerstände frei wählbar, der andere dann gegeben.In the case of cross members of the first type, the reactances that are identical in pairs in the longitudinal or transverse branches are given a shape as shown in FIG. 1 instead of a pure conductivity. A resistor R is connected in series with an inductance L, and a resistor W in parallel. Such an arrangement is not to be confused with known cross members, J) for which the additional resistors are chosen only> with good consideration of the losses. They do not have the dimensions vdti R and W, which are shown below for the networks built according to the invention. The network according to FIG. I has the impedance We can: Reduce this impedance to the form of equation (i) if we introduce j S2 = p L. The conditional equation for constant damping (4) derived above then provides the relationship for the resistances R and W: Since Z is given, one of the two resistances can be freely selected and the other is given.

Paarweise gleiche Reaktanzen in den Längs-oder Querzweigen erhalten bei Kreuzgliedern zweiter Art statt einer Parallelschaltung einer Spule und eines Kondensators eine Schaltung, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben ist. Mit der Induktiv ität L liegt ein Widerstand R, mit der Kapazität C ein gleicher Widerstand R in Reihe. Parallel zu diesen befindet sich der Widerstand W. Der Leitwert einer solchen Schaltung ist Wie,bei den Kreuzgliedern erster Art läßt sich auch hier der Leitwert auf die Form der Gleichung (i) zurückführen. Die Bedingung hierfür lautet dann wieder unter Benutzung von Gleichung (4) Hieraus läßt sich bei gegebenem Wellenwiderstand wieder W oder R wählen, der jeweils andere ist dann gegeben.In the case of cross members of the second type, identical reactances in pairs in the longitudinal or transverse branches are given a circuit as shown in FIG. 2 instead of a parallel connection of a coil and a capacitor. A resistor R is connected to the inductance L, and an equal resistor R to the capacitance C is connected in series. Resistor W is parallel to these. The conductance of such a circuit is As with the cross members of the first type, the conductance can also be traced back to the form of equation (i). The condition for this is then again using equation (4) From this, W or R can be selected again for a given wave resistance, the other is then given.

Zufolge weiterer Erfindung lassen sich die Verluste derrverwendeten Schaltelemente (Induktivitäten und Kapazitäten) in an sich bekannter Weise mit in die Widerstandswerte für R und W einbeziehen. Auf diese Weise gelingt es dann., Kettenglieder zu bauen, die auch unter Berücksichtigung der Verluste eine vollkommen frequenzunabhängige Dämpfunghaben, deren Wellenwiderstand reell und frequenzunabhängig ist, deren Phasenmaß aber beliebig stark frequenzabhängig gemacht werden kann und deren Gruppenleitwert ebenfalls nicht konstant ist.As a result of further invention, the losses can be used Switching elements (inductances and capacitances) in a manner known per se with in include the resistance values for R and W. In this way it then succeeds. To build chain links that also take into account the losses a perfectly have frequency-independent attenuation, whose characteristic impedance is real and frequency-independent is, whose phase measure can, however, be made frequency-dependent as desired and whose group conductance is also not constant.

Claims

PATENT CLAIMS i. Phase equalizing network with constant real characteristic impedance (Z), which consists of a cross member or equivalent (e.g. an inductively coupled bridge T-circuit) and in which ohmic resistances are connected to the reactances in order to achieve a predetermined attenuation curve, characterized in that, that to achieve an almost frequency-independent attenuation over a wide frequency range in a bridge branch in series with an inductance (L) an ohmic resistor (R) and parallel to this series connection an ohmic resistor (W), which are dimensioned so that they correspond to the equation suffice. a. Phase equalizing network with constant real characteristic impedance (Z), which consists of a cross member or equivalent (e.g. an inductively coupled bridge T-circuit) and in which ohmic resistances are connected to the reactances in order to achieve a predetermined attenuation curve characterized in that, in order to achieve damping that is almost frequency-independent over a wide frequency range, a bridge branch consisting of an inductance (L) with an ohmic resistance (R) in series, a capacitance (C) lying parallel to this in series with an ohmic resistance (R) of the same size and an ohmic resistance (W) lying parallel to the overall arrangement and dimensioned so that it corresponds to the equation suffice. 3. Network according to claim i or z, characterized in that the losses of the coils and capacitors are included in the dimensioning of the resistors (R and W).