EP0007526B1

EP0007526B1 - Eingangsübertrager

Info

Publication number: EP0007526B1
Application number: EP79102397A
Authority: EP
Inventors: Erich Beekmann
Original assignee: Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Current assignee: Grundig AG
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1981-02-25
Also published as: DE2830957C2; DE2830957A1; DE2960172D1; EP0007526A1; ATE21T1

Description

Die erfindung bezieht sich auf einen Eingagsübertrager gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Breitbandige elektrische Signale, beispielsweise Fernsehsignale, lassen sich in ihrer ursprünglichen Frequenzlage - d.h. mit einer relativen Bandbreite von bis zu 1:10^{7 -} über längere symmetrische oder unsymmetrische Leitungen übertragen. Das Nutzsignal wird dabei am Ende einer Übertragungsleitung als Querspannung zwischen den beiden Adern einer symmetrischen Leitung oder zwischen Innen-und Außenleiter einer unsymmetrischen Leitung von einem Empfangsverstärker abgenommen und aufbereitet.
Die in die Übertragungsleitung durch äußere Störquellen eingekoppelte Störspannung tritt am Ende der Übertragungsleitung vorwiegend als Längsspannung auf und muß beispielsweise durch einen Differenzverstärker oder durch einen Eingangsübertrager vom Nutzsignal getrennt und unterdrückt werden.
Differenzverstärker lassen eine ausreichende Übertragungsbandbreite zu, ihre Symmetrie läßt sich auch bei relativ hohen Frequenzen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln einstellen, ihre Aussteuerfähigkeit für Längsspannungen ist jedoch begrenzt.
Bei Eingangsübertragern wird die maximal zulässige Längsspannung nur durch die Isolation zwischen Primär und Sekundärwicklung begrenzt. Die Bandbreite normaler Übertrager ist relativ gering und für die Übertragung von Fernsehsignalen in ihrer ursprünglichen Frequenzlage kaum geeignet. Die Symmetrie solcher Ubertrager läßt sich nicht einstellen. Bei verhältnismäßig hohen Frequenzen wird die Längsspannungsunterdrückung durch die kapazitive Verkopplung von Primär- und Sekundärwicklung vermindert.
Aus dem Buch "Niederfrequenzverstärker-Praktikum", Otto Diciol, Franzis-Verlag München, 1. Auflage, 1959, Seite 67, 2. Absatz ist es bekannt, den Frequenzgang dadurch zu verbessern,, daß eine niederohmige Schaltungsanordnung gewählt wird. Es ist auch bekannt, die kapazitive Verkopplung von Primär-und Sekundärwicklung durch einen statischen Schirm zu vermindern, der zwischen Primär-und Sekundärwicklung angeordnet und mit dem Bezugspotential des Eingangsverstärkers verbunden ist.
Wird der Eingangsübertrager einem Verstärker vorgeschaltet, dessen Eingangswiderstand beispielsweise durch eine entsprechend gewählte Stromgegenkopplung verschwindend klein ist, so ist auch der Eingangswiderstand des Übertragers verschwindend klein. Der Übertrager arbeitet als Stromwandler.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eingangsübertrager zu schaffen, mit dessen Hilfe die Symmetrie in gewissen Grenzen einstellbar ist, um zumindest bei relativ hohen Frequenzen eine optimale Störunterdrückung zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfigur näher erläutert.
Wird ein Übertrager 10 an eine Leitung 11 angeschlossen, so muß diese durch einen reellen Widerstand 12, 13 reflexionsfrei abgeschlossen werden. Dieser Widerstand 12, 13 ist mit der Primärwicklung 14 des Übertragers 10 in Serie zu schalten. Wird die schaltung so ausgelegt, daß die Primärwicklung 14 des Ubertragers 10 aus nur wenigen Windungen besteht, kann der notwendige statische Schirm zwischen Primär- 14 und Sekundärwicklung 15 als ein konzentrischer Schirm dem primären Leiter allseitig umgeben, die Primärwicklung 14 besteht dann aus wenigen Windungen einer koaxial abgeschirmten Leitung. Der Abschlußwiderstand der ankommenden Leitung wird in zwei gleichgroße Widerstände 12, 13 aufgeteilt, die den beiden Enden der Primärwicklung 14 vorgeschaltet sind. Die beiden Enden der Abschirmung 16 werden aus dem Übertrager herausgeführt und mit den Enden eines relativ niederohmigen Potentiometers 17 verbunden, dessen Widerstand jedoch so groß ist, daß die Nutzsignalübertragung praktisch nicht beeinträchtigt wird. Der Abgriff 18 des Potentiometers 17 ist mit dem sekundärseitigen Bezugspotential verbunden, dies ist im allgemeinen Masse. Mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung kann bei verhältnismäßig hohen Frequenzen die Symmetrie des Übertragers 10 beeinflußt und auch bei in gewissen Grenzen ungleichen Störspannungen eine optimale Störunterdrückung erreicht werden.
Unterschiedliche Störspannungen U_{stör 1} bzw. U_{stör 2}an den Eingangsklemmen 19 und 20 können beispielsweise durch unterschiedliche Erdkapazitäten C₁ und C₂ an diesen Eingangsklemmen 19, 20 hervorgerufen werden. Die Differenzspannung (U_{stör 1}-U_{stör 2}) bewirkt einen Störstrom I_stör, der sich dem Nutzstrom I_nutz überlagert.
"Durch die verteilte Kapazität C_k zwischen dem primären Leiter und der ihn umgebenden konzentrischen Abschirmung 16 erzeugen die ^{Störspannung}eⁿ U_{stör 1} und U_stör einen kapazitiven Ableitstrom l_k. Dieser kapazitive Ableitstrom I_k wird in zwei Teilströme I_k1 und I_k2 aufgeteilt, die über die beiden Enden der Abschirmung 16 aus dem Ubertrager 10 herausgelangen und über die Endpunkte des Potentiometers 17 und dessen Abgriff 18 zum Bezugspotential hin abfließen. Je nach Stellung des Potentiometerabgriffs 18 überwiegt der eine oder der andere Teilstrom I_k1 bzw. I_k2. Die Abschirmung 16 hat die Wirkung einer Wicklung mit der gleichen Windungszahl wie die Primärwicklung 14. Bei entsprechender Stellung des Potentiometerabgriffs 18 ist die resultierende Wirkung der erwähnten beiden Teilströme I_k1 und I_k2 der Wirkung des Störstromes I_stör in der Primärwicklung 14 genau entgegengesetzt. In diesem Fall wird nur der Nutzstrom I_nutz auf die Sekundärwicklung des Übertragers 10 übertragen. Der Einfluß der ungleichen Störspannungen U_{stör 1} und U_{stör 2}ist somit aufgehoben.
In einem Versuchsaufbau konnte bei einer Nutzbandbreite von etwa 1 Hz bis 10 MHz eine Verkopplungskapazität von nur 10 pF zwischen den primären Eingangsanschlüssen 19, 20 und dem sekundären Bezugspotential erreicht werden. Bei ungefähr gleichgroßen Störspannungen zwischen den Eingangsanschlüssen 19, 20 und dem Bezugspotential konnte bei 5 MHz eine Störunterdrückung von 66 dB erreicht werden.
Wird das Nutzsignal am Ende einer gestörten Übertragungsstrecke durch einen Verstärker mit Eingangsübertrager abgenommen, so ist unter folgenden Voraussetzungen ebenfalls eine optimale Störunterdrückung auch bei ungleichen Störspannungen an den beiden Leitungsanschlüssen zu erreichen: -

a. Der Verstärker hat durch eine entsprechend ausgelegte Stromgegenkopplung einen verschwindend kleinen Eingangswiderstand,
b. der Eingangsübertrager des Verstärkers arbeitet als Stromwandler, sein Eingangswiderstand ist verschwindend klein, der erforderliche Abschlußwiderstand der Übertragungsleitung ist dem Eingangsübertrager in Form von zwei vorzugsweise gleichgroßen Widerständen vorzuschalten, wobei die Eingangswicklung des Übertragers zwischen den beiden Widerständen anzuordnen ist,
c. der Übertrager wird so ausgelegt, daß die Eingangswicklung aus wenigen Windungen besteht; der erforderliche statische Schirm, der Primär- und Sekundärwicklung kapazitiv voneinander getrennt, umgibt den Leiter der Eingangswicklung allseitig als ein konzentrischer Schirm; die Eingangswicklung besteht aus wenigen Windungen einer koaxial abgeschirmten Leitung.
d. beide Enden der Abschirmung werden aus dem Übertrager herausgeführt und mit den Endpunkten eines relativ niederohmigen Potentiometers verbunden.

So kann insbesondere für höhere Frequenzen die Symmetrie des Eingangs beeinflußt werden, wenn der Abgriff des Potentiometers mit dem Bezugspotential verbunden ist. Auch bei unterschiedlich großen Störspannungen läßt sich an den Eingangsklemmen der Schaltung, insbesondere bei höheren Frequenzen, eine optimale Störunterdrückung erreichen.

Claims

1. Eingangsübertrager (10) für über symmetrische oder unsymmetrische Leitungen (11) übertragene breitbandige elektrische Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (14) als Koaxialleitung ausgebildet ist, an deren beiden inneren Anschlüssen das Eingangssignal anliegt und daß die beiden Enden der Abschirmung (16) herausgeführt und mit den Enden eines Potentiometers (17) verbunden sind, dessen Abgriff (18) an einem Bezugspotential liegt.

2. Eingangsübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff (18) des Potentiometers (17) an das sekundärseitige Bezugspotential gelegt ist.

3. Eingangsübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (15) durch einen gegengekoppelten Verstärker mit verschwindend kleinem Eingangswiderstand abgeschlossen ist.

4. Eingangsübertrager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Eingang primärseitig ein Widerstand (12 bzw. 13) vorgeschaltet ist.

5. Eingangsübertrager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Eingänge primärseitig ein Widerstand (12, 13) vorgeschaltet ist.

6. Eingangsübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstände (12, 13) im wesentlichen von gleicher Größe sind.