DE958571C - Entzerrernetzwerk, insbesondere zur Anwendung bei der UEbertragung von Signalen ueber ein koaxiales Kabel, mit einer Anzahl einstellbarer, in verschiedenen Frequenzbaende rn wirksamer Daempfungszweige in Form ueberbrueckter T-Filter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a² GRUPPE 36is INTERNAT. KLASSE H 04m

N 966p VIIIa12ia²

Willem van Doorn, Hilversum (Niederlande)

ist als Erfinder genannt worden

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Entzerrernetzwerk, insbesondere zur Anwendung bei der übertragung

von Signalen über ein koaxiales Kabel, mit einer Anzahl einstellbarer, in verschiedenen Frequenzbändern wirksamer Dämpfungszweige

in Form überbrückter T-Filter

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 3. November 1954 an

Patentanmeldung bekanntgemadit am 23. August 1956

Patenterteilung bekanntgemacht am 31. Januar 1957

Die !Priorität der Anmeldung in den Niederlanden vom 4. November 1953

ist in. Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entzerrernetzwerk zum Ebnen der Dämpfungskennlinie, insbesondere zur Anwendung bei, Systemen zur Übertragung von Signalen in einem breiten Frequenzband, z. B. Trägerwellen-Fernsprechsignalen oder Fernsehsignalen, über ein koaxiales Kabel od. dgl. Das Entzerrernetzwerk ist dabei mit einer Anzahl einstellbarer, in verschiedenen Frequenzbereichen wirksamer Dämpfungszweige in Form überbrückter T-Filter versehen, wobei jedes überbrückte T-Filter auf eine in dem Frequenzbereich liegende Frequenz abgestimmt ist und reziproke Impedanzen im Längs- bzw. Querzweig enthält und die Längsimpedanz durch zwei in Reihe ge-

schaltete Kennwiderstände überbrückt ist, an deren Verbindungspunkt die Querimpedanz angeschlossen ist, während das T-Filter durch einen zur Dämpfungsregelung einstellbaren Abschlußwiderstand abgeschlossen ist.

Zur Entzerrungsregelung in einem bestimmten Frequenzbereich ist es bereits bekannt, in den Längs- und Querzweig eines überbrückten T-Filters einen Reihenkreis bzw. Parallelkreis aufzunehmen, ίο wobei in dem betreffenden Frequenzbereich durch den einstellbaren Abschlußwiderstand die Dämpfung nach Wunsch eingestellt werden, kann; außer in diesem Frequenzbereich tritt eine zusätzliche frequenzunabhängige Dämpfung auf, die sogenannte Nulldämpfung. Auch ist es bekannt, ein überbrücktes T-Filter zur Ausgleichung von Dämp-. fungsänderungen in Übertragungsleitungen, z. B. infolge Temperatureinflüsse, Feuchtigkeitseinflüsse u. dgl., zu verwenden, die eine bestimmte frequenzabhängige Dämpfungscharakteristik . aufweisen. Durch geeignete Bemessung des überbrückten T-Filters können diese Dämpfungsänderungen mittels des einstellbaren Abschlußwiderstandes mit großer Genauigkeit ausgeglichen werden. Die anfangs erwähnten Ausgleichsnetzwerke können weiterhin unter anderem mit Vorteil zur Ergänzung der festen Ausgleichsnetzwerke und/ oder Pegelregel vorrichtungen in Breitband-Übertragungssystemen, insbesondere zum Ausgleichen noch vorhandener Pegelunterschiede in der Übertragungscharakteristik verwendet werden, welche im allgemeinen einen verhältnismäßig ungleichmäßigen Verlauf aufweist. Bei einem derartigen Restausgleich tritt die Aufgabe auf, die Dämpfung in den verschiedenen Frequenzbereichen unabhängig voneinander einzustellen, welche Aufgabe durch Anwendung von mehreren überbrückten T-Filtern gelöst werden kann. Die Genauigkeit dieses Restausgleiches nimmt mit der Anzahl der T-Filter zu. Dies bringt aber eine der Anzahl der T-Filter entsprechende Zunahme der Grunddämpfung mit sich, was eine entsprechende Zunahme der Dämpfung im übertragenen Frequenzband bedeutet. Die Erfindung bezweckt einen besonders vorteilhaften Aufbau von .Entzerrernetzwerken mit mehreren überbrückten T-Filtern anfangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem eine erheblich geringere Grunddämpfung erzielt wird als bei den bekannten Schaltungen.

Gemäß der Erfindung bildet eine Reihe von T-Filtern gemeinsam ein Zweipolnetzwerk dadurch, daß bei jeweils zwei in verschiedenen Teilbereichen wirksamen, aufeinanderfolgenden T-Filtern in dem ersten der beiden Filter der mit dessen Eingangsklemme verbundene Kennwiderstand im wesentlichen durch das zweite der beiden T₇FiItCr gebildet wird.

Um für jedes der T-Filter des Entzerrernetzwerks einen möglichst großen Regelbereich zu erzielen, ist die mit dem einstellbaren Abschlußwiderstand verbundene Eingangsklemme des ersten T-Filters der Reihe unmittelbar und die entsprechende Eingangsklemme jedes nächsten Filters über einen Reihenkreis mit einer Abstimmfrequenz gleich der des betreffenden T-Filters mit einem gemeinsamen Punkt verbunden, wobei jeweils zwischen den mit einem Kennwiderstand verbundenen Eingangsklemmen zweier benachbarter T-Filter ein Parallelkreis mit einer Abstimmfrequenz gleich der des letzten der beiden T-Filter angebracht ist und die Eingangsklemmen des Entzerrernetzwerks durch die mit dem einstellbaren Abschlußwiderstand verbundene Eingangsklemme des ersten T-Filters und die mit einem Kennwiderstand verbundene Eingangsklemme des letzten T-Filters der Reihe gebildet werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachstehend an Hand der Figuren beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι zeigt eine Endstelle einer Trägerwellen-Fernsprechanlage mit einem Entzerrernetzwerk nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Endstelle einer Trägerwellen-Fernsprechanlage, die mit einer Abart des in Fig. 1 dargestellten Entzerrernetzwerks versehen ist;

Fig. 3 a bis 3 e ■ zeigen einige Frequenz-Dampfungsdjagramme zur Erläuterung der in den Fig. ι und 2 dargestellten Entzerrernetzwerke, und Fig. 4 zeigt eine Endstelle einer Träger wellen-Fernsprechanlage, bei der das Entzerrernetzwerk aus zwei Reihen von T-Filtern zusammengesetzt ist. Fig. ι zeigt eine Endstelle einer Trägerwellen-Fernsprechanlage, die für den Empfang von 960 Gesprächskanälen im Frequenzband von 60 kHz bis 4 MHz eingerichtet ist. Die von einem koaxialen Kabel 1 ankommenden Trägerwellen-Fernsprechsignale werden über ein unveränderliche® Entzerrernetzwerk 2 und einen. Verstärker 3 mit einer durch ein Pilotsignal gesteuerten Pegelregelvorrichtung zur weiteren Verarbeitung einer Trägerwellenendapparatur 4 zugeführt.

Um noch vorhandene Pegelunterschiede in.dem übertragenen Frequenzband zu verringern, ist zwischen dem Verstärker 3 und der Trägerwellenendapparatur 4 ein einstellbares Entzerrernetzwerk 5 angebracht, das über einen Reihenwiderstand 6 parallel zur Übertragungsleitung geschaltet ist. Das Entzerrernetzwerk 5 enthält' drei einstellbare, in verschiedenen Frequenzbändern wirksame Dämpfungszweige in Form überbrückter T-Filter 7, 8, 9. Jedes der überbrückten T-Filter 7, 8, 9 ist mit auf eine im betreffenden Frequenzteilband liegende Abstimmfrequenz abgestimmten umgekehrten Impedanzen in den Längszweigen 10, 11, 12 bzw. den Querzweigen 13, 14, 15 versehen, die durch die Parallelschaltung von Widerständen 16, 17, 18 und Reihenkreisen 19, 20, 21 und die Reihenschaltung von Widerständen 22, 23, 24 und Parallelkreisen 25, 26, 27 gebildet werden. Die Abstimmfrequenzen der überbrückten T-Filter 7, 8, 9 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel betragen 0,79 MHz, 1,7 MHz bzw. 3,5 MHz.

Bei jedem dfer überbrückten T-Filter 7, 8 und. 9 sind die Längsimpedanzen 10, 11 bzw. 12 durch die Reihenschaltung von Kennwiderständen 28, 29 bzw. 30 mit der Eingangsklemme 31, 32 bzw. 33

des T-Filters 7, 8 bzw. 9 verbundenen Kennwiderständen überbrückt, an' deren Verbindungspunkte 34, 35 bzw. 36 die Querirnpedanzen 13, 14, 15 angeschlossen sind, wobei jedes der T-Filter 7, 8 und 9 durch zur Dämpfungsregelung einstellbare' Abschlußwiderstände 37, 38 bzw. 39 abgeschlossen ist.

In den Diagrammen 3_a bis 3_C ist die Dämpfung jedes der überbrückten T-Filter 7, 8, 9 zwischen den Eingangsklemmen 31-40, 32-41 bzw. 33-42 in Abhängigkeit von dem Logarithmus der Frequenz bei verschiedenen;Werten der Abschlußwiderstände 37, 38 bzw. 39 angegeben; die Kurven a, a!', a" bzw. b, b'', b" stellen die Dämpfung der T-Filter bei dem Wert Unendlich bzw. Null der Abschluß widerstände 37, 38 bzw. 39 dar.

Aus diesen Diagrammen ist ersichtlich, daß in den Frequenzteilbändern der T-Filter die Dämpfung zwischen 0,8 db und 7,2 db nach Wunsch einstellbar ist, während außerhalb dieser Werte jedes der T-Filter 7, 8, 9 eine zusätzliche Dämpfung von etwa 4db herbeiführt.

Um eine minimale Grunddämpfung des Entzerrernetzwerks 5 zu erhalten, sind gemäß der Eras findung die T-Filter 7, 8, 9 zu einem Zweipolnetzwerk dadurch vereint, daß von jeweils zwei für verschiedene Teilbänder wirksamen, aufeinanderfolgenden T-Filtern in dem ersten der beiden Filter ein mit den Eingangsklemmen 31 bzw. 32 dieses Filters verbundener Kennwiderstand im wesentlichen durch das zweite der beiden T-Filter gebildet wird. Dabei wird der mit der Eingangsklemme 33 verbundene Kennwiderstand des letzten T-Filters 9 der Reihe durch einen Widerstand 43 gebildet.

Der Ersatz der mit den Eingangsklemmen 31 bzw. 32 verbundenen Kennwiderstände, die in der Figur gestrichelt angegeben sind, durch die darauffolgenden T-Filter 8 und 9 wird dadurch ermöglicht, daß die Eingangsimpedanz dieser T-Filter außerhalb des betreffenden Frequenzteilbandes (vgl. die Fig. 3 b und 3 c) konstant und praktisch unabhängig von der Größe der einstellbaren Abschlußwiderstände 38, 39 ist. Auf diese Weise tritt an den Eingangsklemmen der Reihe, die durch die Eingangsklemmen 31-40 des ersten T-Filters 7 gebildet werden, eine Grunddämpfung auf, die gleich der Grunddämpfung des T-Filters 7 ist.

Zur Erläuterung ist in Fig. 3 d die Dämpfung des Entzerrernetzwerks in Abhängigkeit von dem Logarithmus der Frequenz aufgetragen, wobei die Kurven c und d die Dämpfung bei einem Wert Unendlich bzw. Null der Abschlußwiderstände 37, 38 und 39 darstellen Die Grunddämpfung des EntzerrernetzWerks 5 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 4db.

Der Regelbereich der T-Filter 8 und 9 hat infolge des besonderen Zusammenbaus der T-Filter abgenommen, da das Frequenzteilband, in dem das betreffende T-Filter wirksam ist, in den vorangehenden T-Filtern eine zusätzliche Abschwächung erfährt. Unter bestimmtet; Verhältnissen, z. B. bei Anwendung einer großen Anzahl von. T-Filtern im Entzerrernetzwerk 5, kann es erwünscht sein, daß jedes der zusammengesetzten T-Filter einen maximalen Regelbereich aufweist, was bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ermöglicht wird.

Fig. 2 zeigt eine Endstelle einer Trägerwellen-Fernsprechanlage, deren Zusammenbau im wesentlichen dem der bereits an Hand von Fig. 1 erörterten Apparatur entspricht. Entsprechende EIemente sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Das dabei verwendete, einstellbare Entzerrernetzwerk 44 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Entzerrernetzwerk dadurch, daß die mit dem einstellbaren Abschlußwiderstand 37 verbundene Eingangsklemme 40 des ersten T-Filters 7 der Reihe unmittelbar mit der entsprechenden Eingangsklemme 41 bzw. 42 jedes der nachfolgenden T-Filter 8 und 9 über Reihenkreise 45 bzw. 46 mit einer Abstimmfrequenz gleich der des betreffenden T-Filters in einem gemeinsamen Punkt verbunden ist und daß jeweils zwischen den mit einem Kennwiderstand verbundenen Eingangsklemmen 31, 32 bzw. 33 zweier aufeinanderfolgender T-Filter ein Parallelkreis 47 bzw. 48 mit einer Abstimmfrequenz gleich der des letzten zweier aufeinanderfolgender T-Filter angebracht ist. Die Eingangsklemmen des dargestellten Entzerrernetzwerks 44 werden dabei durch die mit dem Kennwiderstand 43 verbundene Eingangsklemme 33 des letzten T-Filters und die mit dem einstellbaren Abschlußwiderstand 37 verbundene Eingangsklemme 40 des ersten T-Filters 7 der Reihe gebildet. Die Abstimmfrequenzen der Kreise 45, 47 bzw. 46, 48 entsprechen also den Abstimmfrequenzen der T-Filter 8 bzw. 9, die 1,7 und 3,5 MHz betragen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Parallelkreise 47 bzw. 48· für Schwingungen mit einer Frequenz entsprechend der Abstimmfrequenzen der T-Filter 8 bzw. 9 eine sehr hohe ioo Impedanz, während für diese Frequenzen die Eingangsklemmen 41 bzw. 42 der T-Filter 8 bzw. 9 über die Reihenkreise 45 bzw. 46 unmittelbar mit Erde verbunden sind. Die Kreise 45, 47 bzw. 46, 48 wirken dabei als Schalter, die für die Frequenz, bei der ein T-Filter wirksam ist, stets die vorangehenden T-Filter außer Betrieb setzen. Eine Schwächung dieser Frequenzen infolge der vorangehenden T-Filter wird dabei vermieden, wodurch • für jedes der T-Filter ein maximaler Regelbereich erhalten wird. ■

Fig. 3 e zeigt die Dämpfungskennlinie des auf diese Weise gebildeten Entzerrernetzwerks, wobei die Kurven / und g die Dämpfungen bei einem unendlichen Wert und einem Nullwert der einstellbaren Abschlußwiderstände 37, 38, 39 darstellen. Die Dämpfung jedes der überbrückten T-Filter ist dann zwischen 0,9 und 7,1 db einstellbar.

Bei Verwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Entzerrernetzwerke 5 bzw. 44 ist es erwünscht, um gegenseitige Beeinflussung der T-Filter zu vermeiden, daß zwischen den Abstimmfrequenzen der T-Filter ein gewisser Frequenzabstand vorhanden ist, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel z. B. das Dreifache der Fußbreite der an- gewandten T-Filter beträgt. Sollen Pegelunter-

schiede in diesen Frequenzräümen ausgeglichen werden, so können die betreffenden T-Filter in einer gesonderten Reihe untergebracht werden, welche dann durch eine Trennstufe, z. B. einen Leitungsverstärker, voneinander getrennt werden müssen. Fig. 4 zeigt eine Endstelle für eine Trägerwellen-Fernsprechanlage mit einer weiteren Ausführungsform eines einstellbaren Entzerrernetzwerks nach der Erfindung. Entsprechende Elemente sind mit

ίο gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform enthält das Entzerrernetzwerk zwei Reihen von T-Filtern 49 und 50 mit je drei T-Filtern 51, 52, 53 bzw. 54, 55, 56, die gemeinsam auf die an Hand der' Fig. 1 und 2 erörterte Weise ein Zweipolnetzwerk bilden. Dabei sind die Abstimmfrequenzen der T-Filter 51, 52, 53 der Reihe 49 gleich den Abstimmfrequenzen der T-Fillter 54, 55, 56 der Reihe So und betragen z. B. 0,79 MHz, 1,7 MHz und 3,5 MHz.

so Parallel zur Reihe 49 ist ein Widerstand 57 geschaltet, und in Reihe mit der Reihe 50 ist ein Widerstand 58 vorgesehen, wobei die auf diese Weise gebildeten Netzwerke 49, 57 bzw. 50, 58 den Längszweig bzw. den Querzweig eines überbrückten T-Filters· 59 bilden, deren> Kennwiderstände durch 60 und 61 bezeichnet sind.

Zum Erzielen einer konstanten Eingangsimpedanz, die für verschiedene Anwendungen besonders vorteilhaft ist, bilden die Netzwerke 49, 57 und 50, 58 untereinander umgekehrte Impedanzen, und die für Dämpfungsregelung einstellbaren Abschlußwiderstände der T-Filter der beiden Reihen 49, 50 werden in umgekehrtem Sinne geändert; dies kann z. B. mittels einer mechanischen Kupplung erreicht werden, die in der Figur schematisch durch gestrichelte Linien angegeben ist. Dabei müssen die T-Filter derart bemessen werden, daß das Produkt eines Kennwiderstandes eines T-Filters der Reihe 49 und eines Kennwiderstandes des entsprechenden T-Filters der Reihe 50 gleich dem Quadrat des Kennwiderstandes 60 bzw. 61 des Netzwerks 59 ist. Eine wesentliche Vereinfachung des dargestellten Entzerrernetzwerks 59 ergibt sich, indem die Kennwiderstände dieser T-Filter der Reihen 49 und 50 gleich dem Kennwiderstand 60 bzw. 61 gemacht werden. Es wird dadurch gesichert, daß jeweils ein T-Filter der Reihe 49 gleich einem entsprechenden T-Filter der Reihe 50 ist.

Die konstante Eingangsimpedanz des Netzwerks 59 ermöglicht die Kaskadenschaltung zweier oder mehrerer solcher Entzerrernetzwerke, deren Abstimmfrequenzen in den T-Filtern nur einen geringen Unterschied aufweisen, ohne daß diese Entzerrernetzwerke sich gegenseitig beeinflussen. Es soll dafür gesorgt werden, daß zwischen den Abstimmfrequenzen der T-Filter einer einzigen Reihe ein hinreichendes Frequenzintervall vorhanden ist. Es sei hier noch bemerkt, daß die für die Dämpfungsregelung einstellbaren Abschlußwiderstände der T-Filter als Thermistoren (temperaturabhängige Widerstände) ausgebildet sein können, .die in Abhängigkeit von einem mitgesandten Pilotsignal gesteuert werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Entzerrernetzwerk mit einer Anzahl einstellbarer, in verschiedenen Frequenzbändern wirksamer Dämpfungszweige in Form überbrückter T-Filter, bei dem jedes überbrückte T-Filter auf eine in dem betreffenden. Frequenzteilband liegende Abstimmfrequenz abgestimmt ist und reziproke Impedanzen in dem Längsbzw. Querzweig enthält und die Längsimpedanz durch zwei in Reihe geschaltete Kennwiderstände überbrückt ist, an deren Verbindungspunkt die Querimpedanz angeschlossen ist, während das T-Filter durch einen zur Dämpfungsregelung einstellbaren- Abschlußwiderstand abgeschlossen ist, insbesondere zur Anwendung bei der Übertragung von Signalen über ein koaxiales Kabel od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von T-Filtern (7> 8, 9) gemeinsam ein Zweipolnetzwerk dadurch bilden, daß von jeweils zwei für verschiedene Teilbereiche wirksamen, aufeinanderfolgenden T-Filtern im ersten Filter der mit dessen Eingangsklemme verbundene Kennwiderstand im wesentlichen durch das zweite dieser beiden T-Filter gebildet wird.

2. Entzerrernetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsklemmen (31, 40) des ersten T-Filters (7) der Reihe die Eingangsklemmen des Zweipolnetzwerks bilden. (Fig. 1).

3. Entzerrernetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem einstellbaren Abschlußwiderstand (37) verbundene Eingangsklemme (40) des ersten T-Filters (7) der Reihe unmittelbar und die entsprechende Eingangsklemme (41 bzw. 42) jedes der weiteren T-Filter (8 bzw. 9) über einen Reihenkreis (45 bzw. 46) mit einer Abstimmfrequenz gleich der des betreffenden T-Filters mit einem gemeinsamen Punkt (Erde) verbunden sind und daß jeweils zwischen den mit einem Kennwiderstand verbundenen Eingangsklemmen (31, 32 bzw. 32, 33) zweier aufeinanderfolgender T-Filter (7, 8 bzw. 8, 9) ein Parallelkreis (47 bzw. 48) angebracht ist, dessen Abstimmfrequenz gleich der des letzten der beiden T-Filter ist, während die Eingangsklemmen des Entzerrernetzwerks durch die mit dem einstellbaren Abschlußwiderstand (37) verbundene Eingangsklemme (40) des ersten T-Filters und die mit einem Kennwiderstand (43) verbundene Eingangsklemme (33) des letzten T-Filters der Reihe gebildet werden (Fig. 2).

4. Entzerrernetzwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, das durch zwei Reihen von T-Filtern mit einer gleichen Anzahl zusammensetzender T-Filter gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, iao daß die beiden Reihen (49 und 50) untereinander reziproke Impedanzen; aufweisen, einen Teil der Längsimpedanz bzw. der Querimpedanz eines überbrückten T-Filters bilden und die einstellbaren Abschlußwiderstände der T-Filter in der ersten Reihe und die entsprechen-

den Abschlußwiderstände der T-Filter in der zweiten Reihe in umgekehrtem Sinne geregelt werden (Fig. 4).

5. Entzerrernetzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein T-Filter der ersten Reihe jeweils einem T-Filter der zweiten Reihe dadurch gleich ist, daß die Kennwiderstände dieser T-Filter gleich den Kennwiderständen des durch beide Reihen gebildeten T-Filters sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 862 172, 863 362, 528.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509 580/325 8.56 (609802 2.57)