FI71451C - Utjaemningskrets - Google Patents

Description

rswii KUULUTUsjULKAisu η. . r η JIS® φ LJ utläggni ngsskr,ft 1 ®^ (45) P j· wc ί;11.1 .uy j'i.i.c u by

Patent .;:· klr! it 13 IP 13CG

(51) Kv.lk.7int.CI.* H OA B 3/1 A

g y q |^| I __ p j ^ q (21) Patenttihakemus — Patentansökning 79 1 9^+8 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 19-06.79 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 19· 06.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 23 - 1 2.79

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuui.juikaisun pvm. — Ο9.Ο9.86

Patent- och registerstyrelsen ' ; Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 22.06.78 Hoilanti-Ho!land(NL) 7806727 (71) N.V. Philips1 G1 oei 1 ampenfabrieken, Eindhoven, Hollanti-Hoi 1 and(NL) (72) Willem van Doom, Hilversum, Hoi 1 ant i-Hoi 1 and (NL) (7*0 Oy Kolster Ab (5^) Tasauspiiri - Utjämningskrets Tämä keksintö kohdistuu tasauspiiriin vaimennus-taajuus-ominaiskäyrän tasausta varten, johon sisältyy joukko säädettäviä vaimennushaaroja, jotka soveltuvat toimimaan keskenään erilaisilla taajuuden alakaistoilla.

Kun käytetään ylläolevan tyyppistä tasauspiiriä systeemissä, jossa siirretään kantoaallolla puhelinsignaaleja tai televisiosignaaleja koaksiaalikaapelia pitkin tämän piirin tulee soveltua tasapainotettavaksi eroon jäännösvirheistä laajalla taajuuskaistalla. Jotta voitaisiin tyydyttää tämä vaatimus on tunnettua toteuttaa kukin vaimennushaaroista tasauspiirissä säädettävänä Bode-piirinä. Tietyllä välitaajuudella asiaankuuluvalla alakais-talla säädetään kukin Bode-piiri tarvittavaan vaimennuksen arvoon, jotta tasoitettaisiin vaimennuksen taajuuden ominaisuudet tällä alakaistalla. Tällaiset Bode-piirit sisältävät kuitenkin suhteellisen suuren lukumäärän komponentteja. Tämän lisäksi täytyy yksittäiset Bode-piirit erotella toinen toisistaan vahvistimien avulla, jotta täten estettäisiin vastaavien Bode-piirien impendassien toinen toisiinsa vaikuttaminen. Nämä vahvistimet ovat myös tarpeen, 71451 jotta voitaisiin pienentää kokonaisvaimennusta tässä tasauspii-rissä. Täten on tasauspiirillä, joka on toteutettu Bode-piirien avulla monimutkainen rakenne.

Tämän keksinnön tarkoitus on aikaansaada tasapainottava piiri, joka on sitä tyyppiä, jota yllä on määritelty ja joka soveltuu vaimennus-taajuusominaiskäyrän tasaamiseen laajalla taajuuskaistalla, jolla on suhteellisen alhainen kokonaisvaimennus ja joka on yksinkertainen toteuttaa.

Tämän keksinnön mukaisesti on ylläkuvatun tyyppinen tasaus-piiri tunnettavissa siitä, että kukin sen vaimennushaaroista muodostuu sarjakytkentänä seuraavassa järjestyksessä, ensimmäisestä sarjaresonanssipiiristä, potentiometristä, jossa on liikkuva kos-ketinosa, sekä toisesta sarjaresonanssipiiristä, ensimmäisen ja toisen sarjaresonanssipiirin ollessa kummankin viritetty samalle keskitaajuudelle, joka sijaitsee kyseessä olevalla taajuuden osa-kaistalla, että vaimennushaarat on järjestetty ensimmäiseen ja toiseen ryhmään siten, että vaimennushaarat liittyen vierekkäisten taajuuksien osakaistoihin sijaitsevat keskenään eri ryhmissä, että vaimennushaarat samassa ryhmässä on järjestetty keskenään rinnakkain ja kytketty toisesta päästä maahan, että tasapainottava piiri edelleen sisältää vahvistimen, jonka sisääntulo on yhdistetty sovittavan impedanssin kautta tämän piirin sisääntulon kytkinnapaan ja jonka ulostulo on yhdistetty sovittavan imepdanssin kautta tämän piirin ulostuloon sekä myöskin vahvistimen sisääntuloon negatiivisen takaisinkytkentäpiirin kautta, että kyseinen negatiivinen takaisinkytkentäpiiri on muodostettu ensimmäisen ja toisen sarjaan-kytketyn vastusparin sarjakytkennästä, että yhteinen liitospiste niistä vastuksista, jotka muodostavat ensimmäisen parin sekä yhteinen liitospiste niistä vastuksista, jotka muodostavat toisen parin, on kytketty ensimmäisen ja vastaavasti toisen rinnakkain järjestettyjen vaimennushaarojen ryhmän niihin päihin, jotka ovat poispäin maadoituksesta ja että yhteinen liitospiste ensimmäisestä parista ja toisesta parista vastuksia on yhdistetty kaikkien liikuteltavien potentiometrien liukuihin molemmissa vaimennushaa-raryhmissä.

Tätä keksintöä ja sen etuja tullaan edelleen kuvaamaan viitaten erääseen suoritusmuotoon tasaus- eli tasapainotuspiiristä tämän keksinnön mukaan, joka on esitetty esimerkkitapauksena oheisten piirustusten ainoassa kuviossa.

71451 Tässä piirustuksessa esitetty tasapainottava piiri on järjestetty tasapainottamaan laaja taajuuskaista ja se on varustettu tätä tarkoitusta varten kahdeksalla vaimennushaaralla , Bg-.-Bg, jotka toimivat keskenään erilaisilla taajuuden alakaistoilla peittäen tämän laajan taajuuden kaistan. Nämä vaimennushaarat ovat kaikki rakenteeltaan samoja. Jotta voitaisiin eroitella eri osien välillä, jotka liittyvät erilaisiin vaimennushaaroihin on kuvion viitemerkinnät, jotka liittyvät näihin osuuksiin, varustettu in-deksinumerolla, joka osoittaa vastaavaa vaimennushaaraa. Vaimen-nushaara B^ muodostuu sarjakytkentänä seuraavassa järjestyksessä eri osista: ensimmäisestä sarjaresonanssipiiristä , potentio metristä P.j jossa on liikkuva kosketinosa sekä toisesta sarja-resonanssipiiristä S'^. Toinen vaimennushaara Bg muodostuu vastaavasti sarjajärjestelynä seuraavassa järjestyksessä eri osista: ensimmäisestä sarjaresonanssipiiristä Sgr potentiometristä Pg, jossa on liikkuva kosketinosa m2 sekä toisesta sarjaresonanssipiiristä S'2* Muut vaimennushaarat Bg...Bg on muodostettu vastaavasti kuten on esitetty. Kukin näistä sarjaresonanssipiireistä S^...Sg nämä mukaan luettuna sisältää sarjajärjestelynä käämin L1 , L2...Lg vastaavasti sekä vastaavasti kondensaattorin , C2 ...Cg. Kukin sarjaresonanssipiireistä S'^...S'g muodostuu sarja-järjestelynä vastaavasti käämistä L'.j. h'..h'^ sekä vastaavasti kondensaattorista C' ^

Ensimmäinen ja toinen sarjaresonanssipiireistä kussakin vaimennushaarassa on viritetty samalle välitaajuudelle, joka sijaitsee kyseessä olevalla taajuuden osakaistalla. Tämä välitaajuus määrittelee sen taajuuden osakaistan, jolla kyseessä oleva vaimennuksen haara on toiminnassa. Kyseiset kahdeksan vaimennuksen haaraa , B2·..Bg ovat toiminnassa keskenään erilaisilla perättäisillä taajuuden osakaistoilla peittäen laajan taajuuskaistan.

Tämä kokonaislukumäärä (kahdeksan) vaimennushaaroja jaetaan kahteen ryhmään X ja vastaavasti Y. Kukin ryhmä sisältää neljä vaimennushaaraa siten, että ne vaimennushaarat, jotka ovat toiminnassa vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla sijaitsevat keskenään eri ryhmissä. Täten ensimmäinen ryhmä X sisältää vaimennus-haarat B^, Bg, Bg ja B^ kun taas toinen ryhmä Y sisältää vaimennushaarat Bg, B4, b6 ja Bg. Kuten kuviossa on esitetty, vaimennushaarat samassa ryhmässä on järjestetty rinnakkain ja on ne kytketty toisesta päästä yhteen.

71451

Tasapainottava piiri sisältää edelleen vahvistimen 10, jossa on sisääntulo 11, joka on yhdistetty tämän piirin sisääntulon napaan 13 sovittavan impedanssin 12 kautta sekä ulostulo 14, joka on yhdistetty sovittavan impedanssin 15 kautta piirin ulostulon kytkinnapaan 16 sekä myöskin vahvistimen sisääntuloon 10 negatiivisen takaisinkytkennän piirin kautta. Tämä negatiivisen takaisinkytkennän piiri muodostuu sarjajärjestelynä neljästä vastuksesta 17, 18, 19 ja 20. Kaksi vastusta 17 ja 18 on kytketty yhteen pisteessä 21 ja ne yhdessä muodostavat ensimmäisen parin 22, kun taas kaksi vastusta 19 ja 20 on kytketty yhteen pisteessä 23 ja ne yhdessä muodostavat toisen parin 24. Nämä vastusten parit 22 ja 24 on kytketty yhteen pisteessä 25.

Yhteinen liitospiste (muodostettu pisteestä 21) vastuksille 17 ja 18, jotka muodostavat ensimmäisen vastusten parin 22 sekä yhteinen liitospiste (muodostettu pisteestä 23) vastuksille 19 ja 20, jotka muodostavat toisen vastusten parin 24, on kytketty rinnakkain järjestettyjen vaimennushaarojen , Bg, Bg, B<- ja vastaavasti vaimennushaarojen B2, B^, B6 ja Bg ensimmäisen ryhmän X ja toisen ryhmän Y päihin, etäälle maadoituksesta. Yhteinen liitospiste, (joka muodostuu pisteestä 25) kyseisessä ensimmäisessä ja toisessa vastusten pareista 22 ja 24 on kytketty yhteen näiden kahden vaimennushaararyhmän potentiometrien P^...Pg kaikkiin liikkuviin koskettimiin m^...mg mukaan lukien.

Sisääntulon (sovittava) impedanssi 12 ja ulostulon (sovittava) impedanssi 15 ovat molemmat yhtä suuria kuin Iinjaimpedans-si (esim. 75 ohmia) eikä niihin vaikuta millään tavoin liikkuvien koskettimien m^...mg asento potentiometreissä P^...Pg.

Tämän lisäksi on vahvistin 10 negatiivisine takaisinkytken-töineen mitoitettu siten, että vahvistuskerroin koko laajan taajuuden kaistalla on yksikön suuruinen kun liikkuvat koskettimet kaikista potentiometreistä P^...Pg ovat niiden keskiasennossa.

Tämä vahvistuskerroin voidaan tehdä pienemmäksi tai suuremmaksi kuin yksikkö kutakin taajuuden alakaistaa varten säätämällä sopivalla tavalla liikkuvaa kosketinta tähän liittyvän vaimennushaaran potentiometrissä sen keskiasentoon verrattuna. Negatiivisen takaisinkytkennän piiri, joka on järjestetty ulostulon 14 ja vahvistimen 10 sisääntulon 11 väliin muodostaa jännitteen jakaja-piirin muodostuen vastusten 17, 18, 19 ja 20 sarjakytkentäjärjes-telystä. Vaimennuksen haarat , Bg, ja By ensimmäisessä ryh- 71451 mässä X on järjestetty rinnakkain maadoituksen ja pisteen 21 väliin, mihin vastukset 17 ja 18 on kytketty yhteen kun taas vai-mennushaarat Bg» B^, Bg ja Bg toisesta ryhmästä Y on kytketty rinnakkain maadoituksen ja sen pisteen 23 väliin, johon vastukset 19 ja 20 on kytketty yhteen. Tämän lisäksi kaikki liikuteltavista koskettimista m^, m^, m^ ja m? potentiometreistä , Pg, p ja P^ kuuluen nämä vastaavasti vaimennushaaroihin ensimmäisestä ryhmästä X sekä kaikki liikuteltavista koskettimista m^/ m^, m^ ja mg potentiometreistä P2, P^, Pg ja Pg liittyen nämä vastaavasti toisen ryhmän Y vaimentamishaaroihin on kytketty yhteen ja yhdistetty yhteisen johtimen 26 kautta pisteeseen 25, jossa vastukset 18 ja 19 on kytketty yhteen. Näitten kytkentöjen ansiosta on vastus 18, joka on osa negatiivisesta takaisinkytkentäpiiristä ohitettu taajuudeltaan selektiivisesti, se tahtoo sanoa, se on ohitettu sillä taajuuden osakaistalla ennakolta asetelluilla vastus-arvoilla potentiometreissä P^ sekä Pg ja vastaavasti P^ ja P^ sillä vaimennuksen haaroista B„ ja B-, sekä vastaavasti Bc ja B_,, 1 o o 7 joka on toiminnassa kyseessä olevalla taajuuden osakaistalla. Vastaavasti vastus 19, joka myös on osa negatiivisen takaisinkytkennän piiristä on ohitettu taajuudeltaan selektiivisesti, se tahtoo sanoa, se on myös ohitettu käyttäen taajuuden osakaistaa sekä käyttäen ennakolta aseteltuja vastusarvoja potentiometreistä Pg ja P^, vastaavasti Pg ja Pg sillä vaimennushaaroista Bg ja B4 sekä vastaavasti Bg ja Bg joka on toiminnassa vastaavalla taajuuden alakaistalla. Täten on negatiivisen takaisinkytkennän tekijä vahvistimeen 10 säädettävissä kutakin taajuuden osakaistaa varten riippuen vastusarvoista niissä potentiometreissä, jotka on järjestetty rinnakkain vastusten 18 ja vastaavasti 19 kanssa. Mikäli esim. oletetaan, että vaimennushaara B^ ryhmästä X toimii sillä taajuuden osakaistalla, jonka välitaajuus on suuruudeltaan niin silloin ensimmäinen ja toinen sarjaresonanssipiiri ja S'^ on molemmat viritetty taajuudelle . Kun potentiometrin P^ liikkuva kosketinosa m^ on keskiasennossa ei se vaikuta vastaavaan taajuuden osakaistaan, koska vastuksista 18 ja 19 muodostuva silta sekä kaksi puoliskoa potentiometristä P^ on tasapainossa keskenään ja vahvistimen vahvistuskerroin säilyy tämän johdosta suuruudeltaan yksikkönä. Mikäli kuitenkin siirrettävissä oleva kosketin m^ potentiometristä P^ on sen ylimmässä asennossa (katsottuna 71451 kuvion tapaan), jossa potentiometrin vastus on suurudeltaan 0 ohmia niin silloin vastus 18, joka on osa negatiivisen takaisinkytkennän piiristä, on oikosuljettu taajuudella käyttäen sarja- resonanssipiiriä , joka on viritetty tälle taajuudelle. Negatiivisen takaisinkytkennän tekijä tulee tällöin suuremmaksi ja vahvistimen vahvistuskerroin laskee yksikön alapuolelle. Kun vastaavasti liikkuva kosketin m^ potentiometristä on sen alimmassa asennossa (katsottuna kuvion tapaan), jossa potentiometrin vastus on maksimissaan niin tällöin tämä vastus on kytketty rinnakkain vastuksen 18 kanssa käyttäen sarjaresonanssipiiriä ja yhteistä johdinta 26. Negatiivisen takaisinkytkennän kerroin tulee tällöin pienemmäksi ja vahvistimen vahvistuskerroin tulee yksikköä suuremmaksi. Toisen vaimentamisen haaran toiminta on selitettävissä täsmälleen samaan tapaan. Ryhmän Y vaimentamisen haaroja varten korvaa vastus 19 vastuksen 18 tässä toiminnassa. On luonnollisestikin välttämätöntä irroittaa vaimentamisen haarat, jotka toimivat keskenään vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla toisistaan, jotta estettäisiin näitten välisiä rinnakkaisresonans-seja muodostumasta. Kuvatusta tasapainotuksen piirissä tämä on toteutettu erityisen yksinkertaisella ja tehokkaalla tavalla, koska vaimentamisen haarat, jotka ovat toiminnassa vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla kuuluvat eri ryhmiin X ja vastaavasti Y, niin että ensimmäiset sarjaresonanssin piirit vaimentamisen haaroissa, jotka ovat toiminnassa vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla ovat automaattisesti irtikytkettyinä käyttäen vastuksia 18 ja 19, jotka ovat osia negatiivisen takaisinkytkennän piiristä. Mitä tulee toisen sarjaresonansssipiirin irtikytkentään vaimentamisen haaroissa, jotka ovat toiminnassa vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla on piiriin järjestetty mukaan erotusvastukset 27, jotka on järjestetty kuviossa esittyyn tapaan vastaavien toisten sarjaresonanssipiirien väliin.

Kuvatun tasapainottavan piirin käytännön suoritusesimerk-kitapauksessa, joka soveltuu käyttöön 60 MHz kantoaaltosysteemil-lä toteutettiin säätöalue + ja - 4 dB ja mitattiin kohinatekijä F = 10,5 dB kunkin potentiometrin ollessa sen keskiasennossa.

Tämän lisäksi näyttää siltä, että asettamismenettely riittävän tarkan likimääräistyksen aikaansaamiseksi halutusta korjailun tasosta vaatii hieman enemmän aikaa verrattuna tunnettuun, 7 71451 monimutkaisempaan tasapainottamisen piiriin. Tämä ei kuitenkaan ole mikään todellinen haittapuoli, koska tasapainottava piiri vaatii tasapainotusta ainoastaan kerran, nimittäin silloin kun kantoaaltosysteemiä asennetaan. Tärkeämpää on säästö vahvistimissa ja piirikomponenteissa, jolloin luotettavuus lisääntyy huomattavassa määrin. Tämän lisäksi kaikki vaimentamisen haarat tasapainottavassa piirissä tämän keksinnön mukaan ovat osia yhdestä ja samasta piiristä, niin että ei tarvita erotusvahvistimia ja täten saavutetaan tärkeä etu siinä suhteessa, että käytännössä voidaan nimellinen vaimennus jättää ottamatta huomioon.

Lopuksi tulisi todeta, että tämä keksintö ei ole rajoitettu kuvattuun erityiseen suoritusmuotoon. Esim. on mahdollista jättää pois irtikytkevät vastukset 27, edellyttäen että nämä korvataan estovastuksella kussakin vaimennuksen haarassa potentiometrin ja toisen sarjaresonanssipiirin välillä.

Claims (2)

8 71451

1. Tasauspiiri vaimennus-taajuusominaiskäyrän tasausta varten, johon sisältyy joukko säädettäviä vaimennushaaroja (B_-B0), I o jotka soveltuvat toimimaan keskenään erilaisilla taajuuden osa-kaistoilla, tunnettu siitä, että kukin sen vaimennushaa-roista (B^-Bg) muodostuu sarjakytkentänä seuraavassa järjestyksessä, ensimmäisestä sarjaresonanssipiiristä (S), potentiometristä (P), jossa on liikkuva kosketinosa (m), sekä toisesta sarjareso-nanssipiiristä (S'), ensimmäisen ja toisen sarjaresonanssipiirin ollessa kummankin viritetty samalle keskitaajuudelle, joka sijaitsee kyseessä olevalla taajuuden osakaistalla, että vaimennushaarat on järjestetty ensimmäiseen (X) ja toiseen (Y) ryhmään siten, että vaimennushaarat liittyen vierekkäisten taajuuksien osakaistoihin sijaitsevat keskenään eri ryhmissä, että vaimennushaarat samassa ryhmässä on järjestetty keskenään rinnakkain ja kytketty toisesta päästä maahan, että tasapainottava piiri edelleen sisältää vahvistimen (10), jonka sisääntulo (11) on yhdistetty sovittavan impedanssin (12) kautta tämän piirin sisääntulon kytkinnapaan (13) ja jonka ulostulo (14) on yhdistetty sovittavan impedanssin (15) kautta tämän piirin ulostuloon sekä myöskin vahvistimen sisääntuloon negatiivisen takaisinkytkentäpiirin (17, 18, 19, 20) kautta, että kyseinen negatiivinen takaisinkytkentäpiiri on muodostettu ensimmäisen (17, 18) ja toisen (19, 20) sarjaankytketyn vastus-parin sarjakytkennästä, että yhteinen liitospiste (21) niistä vastuksista, jotka muodostavat ensimmäisen parin (22) sekä yhteinen liitospiste (23) niistä vastuksista, jotka muodostavat toisen parin (24), on kytketty ensimmäisen ja vastaavasti toisen rinnakkain järjestettyjen vaimennushaarojen ryhmän niihin päihin, jotka ovat poispäin maadoituksesta ja että yhteinen liitospiste ensimmäisestä parista ja toisesta parista vastuksia on yhdistetty kaikkien liikuteltavien potentiometrien liukuihin molemmissa vaimen-nushaararyhmissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaimennuskorjauspiiri, tunnettu siitä, että toiset resonanssipiirit (S'-S'0) \ O vaimennushaaroissa (B^-Bg), jotka ovat toiminnassa vierekkäisillä taajuuden osakaistoilla, on erotettu toisistaan käyttäen ero-tusvastuksia.