FR2641144A1

FR2641144A1 - Multiple diverter with return path

Info

Publication number: FR2641144A1
Application number: FR8817226A
Authority: FR
Original assignee: PORTENSEIGNE RADIOTECHNIQUE
Current assignee: PORTENSEIGNE RADIOTECHNIQUE
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-06-29
Also published as: FR2641144B1

Abstract

The diverter includes a low-pass path VPB and a high-pass path VPH; the frequency-separator element is composed of a capacitance C and an inductance L whose impedances satisfy the relation: Zc Zl = Zo<2>; the low-pass path includes a phase invertor INV in order to be able to recombine the signals without distortion. Application: cabled television distribution network.

Description

'DERIVATEUR MULTIPLE AVEC VOIE DE RETOUR".'MULTIPLE DERIVATOR WITH RETURN TRACK ".

La présente invention a pour objet un dérivateur multiple large bande avec voie de retour, comportant une entrée et une pluralité de sorties ayant une meme impédance Ca- ractéristique ZO, constitué d'un répartiteur à résistances en étoile pour la voie passe-bas combiné avec une cascade de dérivateurs directifs à lignes couplées pour la voie passe haut, les sorties de ces deux dispositifs combinés étant connectées galvaniquement deux à deux pour constituer la dite pluralité de sorties. The present invention relates to a wideband multiple shunt with return channel, comprising an input and a plurality of outputs having the same characteristic impedance ZO, consisting of a star resistor distributor for the low-pass channel combined with a cascade of directional taps with coupled lines for the high pass channel, the outputs of these two combined devices being galvanically connected in pairs to constitute said plurality of outputs.

Un tel dérivateur est notamment utilisé dans les installations d'antenne collective ou de diffusion de télévision par cable. Such a diverter is used in particular in collective antenna installations or in cable television broadcasting.

Les coupleurs à ligne microstrip sont aujourd'hui largement utilisés pour réaliser des dérivateurs haute fréquence. Leur inconvénient est une réponse en amplitude périodique qui chute rapidement au voisinage des plus basses fréquences transmises. On peut ainsi réaliser pour la télédistribution des dispositifs couvrant la bande de fréquence de 40 à 860 MHZ. Pour transmettre la voie retour en dessous de 40 MHz on peut utiliser un montage qui associe un répartiteur apériodique à résistance et un coupleur à ligne. Un montage de ce genre est décrit dans le brevet européen N0 53 675. Un inconvénient de ce montage est de nécessiter un filtrage efficace entre les deux bandes à transmettre sous peine de distorsions importantes dans la transmission. Le nombre de composants nécessaires pénalise alors le coût du produit.Ce filtrage impose de plus une distance entre les deux bandes ce qui entraine l'existence d'une plage intermédiaire de fréquences inutilisables. Microstrip line couplers are widely used today to make high frequency shunters. Their drawback is a periodic amplitude response which drops rapidly in the vicinity of the lowest transmitted frequencies. It is thus possible to achieve for cable distribution devices covering the frequency band from 40 to 860 MHz. To transmit the return channel below 40 MHz, an assembly can be used which combines an aperiodic resistance distributor and a line coupler. An assembly of this type is described in European Patent No. 53,675. A drawback of this assembly is that it requires effective filtering between the two bands to be transmitted, under penalty of significant distortions in the transmission. The number of components required then penalizes the cost of the product. This filtering also imposes a distance between the two bands, which results in the existence of an intermediate range of unusable frequencies.

La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. The object of the present invention is to eliminate these drawbacks.

Selon la présente invention, un dérivateur multiple est particulièrement remarquable en ce que l'entrée du répar titeur à résistances est connectée à l'entrée du dérivateur multiple au moyen d'une connexion d'entrée comportant un seul élément inductif d'impédance Z11 en ce que l'entrée de la cascade de dérivateurs est connectée à l'entrée du dérivateur multiple au moyen d'une connexion d'entrée comportant un seul élément capacitif d'impédance Zc, en ce que l'une des deux dites connexions d'entrée est aussi pourvue d'un élément inverseur de phase connecté en cascade pour remettre en phase sur toute la gamme de fréquence utilisée les signaux de la voie passe-haut et de la voie passe-bas, et en ce que
Z1 Zc = Zo2,
Ainsi le filtrage efficace et coûteux est remplacé par une séparation élémentaire avec seulement deux composants complémentaires, une bobine et un condensateur, qui présentent une fréquence de coupure commune à mi-énergie. Ils constituent une séparation en fréquence à deux voies et la somme des énergies transmises dans chaque voie est égale à l'énergie incidente à l'entrée du dispositif, ce qui permet une transmission sans bande intermédiaire perdue. Pour compenser les différences de phase à la sortie des deux voies et ainsi éviter les distorsions d'amplitude qui en résulteraient, un simple inverseur ramène exactement en phase les deux sorties.On peut alors sommer les deux signaux, après passage dans leurs dérivateurs respectifs, sans discontinuité de fréquence ni d'amplitude
La présente invention sera bien comprise avec la description d'un exemple non limitatif de réalisation illustré par une figure unique.According to the present invention, a multiple tap-off is particularly remarkable in that the input of the resistance patcher is connected to the input of the multiple tap-off by means of an input connection having a single inductive element of impedance Z11 in that the input of the cascade of taps is connected to the input of the multiple tap-off by means of an input connection comprising a single capacitive element of impedance Zc, in that one of the two said connections of The input is also provided with a phase inverting element connected in cascade to re-phase over the entire frequency range used the signals of the high-pass channel and of the low-pass channel, and in that
Z1 Zc = Zo2,
Thus, efficient and expensive filtering is replaced by elementary separation with only two complementary components, a coil and a capacitor, which have a common cut-off frequency at half energy. They constitute a two-channel frequency separation and the sum of the energies transmitted in each channel is equal to the incident energy at the input of the device, which allows transmission without lost intermediate band. To compensate for the phase differences at the output of the two channels and thus avoid the resulting amplitude distortions, a simple inverter brings the two outputs exactly in phase. We can then add the two signals, after passing through their respective derivators, without frequency or amplitude discontinuity
The present invention will be well understood with the description of a non-limiting example of an embodiment illustrated by a single figure.

Le dérivateur représenté comporte une entrée E et 'n' sorties S1, S2,..., 5n dont les impédances caractéristiques sont toutes égales à ZO; les sorties sont internement chargées sur leurs impédances caractéristiques CHr, CH2,...,CHn, égales à Z0. The differentiator shown has an input E and 'n' outputs S1, S2, ..., 5n, the characteristic impedances of which are all equal to ZO; the outputs are internally loaded on their characteristic impedances CHr, CH2, ..., CHn, equal to Z0.

Le dérivateur comporte une voie passe bas (VPB) constituée d'un répartiteur à résistances R1, R2,...,Rn, et une voie passe haut (VPH) constituée par une cascade de dérivateurs directifs à lignes couplées DD1, DD2,...,DDn. The tap has a low pass channel (VPB) made up of a resistor distributor R1, R2, ..., Rn, and a high pass path (VPH) made up of a cascade of directional taps with coupled lines DD1, DD2 ,. .., DDn.

Chaque voie est terminée par une charge CHB, CHH; CHH est égale à Z
Les signaux présents à l'entrée sont séparés en fréquence par l'élément capacitif C d'impédance Zc et par l'élément inductif L d'impédance Z1; l'inverseur INV d'impédance Zi est ici représenté comme un transformateur de rapport unitaire inverseur de phase situé sur la connexion d'entrée du répartiteur à résistance c'est-à-dire sur la voie passe-bas mais ceci n'est pas une obligation; d'une part il existe d'autres types d'inverseur : ligne à déphasage, transistor,..., d'autre part il pourrait être situé sur la voie passe-haut.Each channel is terminated by a CHB, CHH load; CHH is equal to Z
The signals present at the input are separated in frequency by the capacitive element C of impedance Zc and by the inductive element L of impedance Z1; the inverter INV of impedance Zi is here represented as a phase inverter unit ratio transformer located on the input connection of the resistance distributor, that is to say on the low-pass channel, but this is not an obligation; on the one hand, there are other types of inverter: phase-shifted line, transistor, etc., on the other hand, it could be located on the high-pass channel.

Dans tous les cas, l'inverseur compense à toutes fréquences les différences de phase qui, sans sa présence, existeraient entre les deux voies. In all cases, the inverter compensates at all frequencies for the phase differences which, without its presence, would exist between the two channels.

De préférence l'inverseur de phase est apériodique par exemple un quadripole à 2 enroulements couplés mutuellement entre eux, les enroulements ayant une impédance Zi très supérieure à ZO. Preferably, the phase inverter is aperiodic, for example a quadrupole with 2 windings mutually coupled to one another, the windings having an impedance Zi much greater than ZO.

Les sorties du répartiteur et de la cascade de dérivateurs sont connectées galvaniquement deux à deux; en considérant les quatre poles A, B, C, D du quadripole DD1, il est préférable de connecter la sortie de la résistance R1 au pole D, c'est à dire sur la résistance de charge CH1; ainsi tous les signaux circulant soit dans la voie passe-haut soit dans la voie passe-bas suivront le trajet DC et subiront de ce fait le même déphasage. The outputs of the distributor and the cascade of taps are galvanically connected in pairs; considering the four poles A, B, C, D of quadrupole DD1, it is preferable to connect the output of resistor R1 to pole D, that is to say to load resistor CH1; thus all the signals circulating either in the high-pass path or in the low-pass path will follow the DC path and will therefore undergo the same phase shift.

Ainsi les deux voies sont recombinées sans distorsinon
Les impédances Zc et Z1 ont des valeurs telles que: Zc.Zl = Z z
En conséquence, le condensateur C et la bobine L présentent une fréquence de coupure commune à mi-énergie, et la transmission s'effectue sans qu'il y ait une bande de fréquence intermédiaire inutilisable, par exemple entre 30 et 40 MHz, et l'on devrait maintenant parler de fréquence de recouvrement et non plus de fréquence de coupure. Thus the two channels are recombined without distortion otherwise
The impedances Zc and Z1 have values such as: Zc.Zl = Z z
Consequently, the capacitor C and the coil L have a common cut-off frequency at half energy, and the transmission takes place without there being an unusable intermediate frequency band, for example between 30 and 40 MHz, and l 'we should now speak of an overlap frequency and no longer a cutoff frequency.

Avec un tel dispositif, les transmissions, après passage dans leurs dérivateurs respectifs, s'effectuent sans aucune discontinuité de fréquence ni d'amplitude. With such a device, the transmissions, after passing through their respective taps, take place without any frequency or amplitude discontinuity.

Avec un tel montage, la notion de voie de retour devient plutôt subjective. En effet, du fait qu'il n'y a plus de bande intermédiaire inutilisable, chaque fréquence peut circuler dans n'importe quel sens, aller ou retour, indifféremment. With such an arrangement, the notion of a return path becomes rather subjective. In fact, due to the fact that there is no longer an unusable intermediate band, each frequency can flow in any direction, outward or backward, indifferently.

Un tel dérivateur a été réalisé avec une entrée et huit sorties pour une installation d'antenne collective de télévision c'est à dire avec Po=75 Ohm et une bande de fréquence comprise entre 40 et 860 MHZ; dans ce cas la voie passe-bas constitue la voie de retour pour des signaux de fréquence inférieure à 40 MHz. Such a diverter has been produced with one input and eight outputs for a collective television antenna installation, that is to say with Po = 75 Ohm and a frequency band between 40 and 860 MHz; in this case, the low-pass channel constitutes the return channel for signals of frequency less than 40 MHz.

La voie de retour est avantageusement utilisée pour des signaux de péage, télécommande ou autres. The return path is advantageously used for toll, remote control or other signals.

Dans cet exemple chiffré non limitatif on a retenu les valeurs de composants suivantes
L = 210 nH; C = 38 pF.In this non-limiting costed example, the following component values have been retained
L = 210 nH; C = 38 pF.

Inverseur de plusieurs henry (Zi). Inverter of several henry (Zi).

Ri, R2, R3,...,Rg = 1.000 Ohm. Ri, R2, R3, ..., Rg = 1.000 Ohm.

CH1, CH2,...,CHs = 75 Ohm = CHH. CH1, CH2, ..., CHs = 75 Ohm = CHH.

CHB = 200 Ohm. CHB = 200 Ohm.

La longueur des lignes couplées DD1, DD2,...,DDg est approximativement égale à A/8 soit ici : 5 cm. The length of the coupled lines DD1, DD2, ..., DDg is approximately equal to A / 8, i.e. here: 5 cm.

La voie passe-haut est munie d'un élément.correc- teur d'amplitude COR, c'est à dire d'un filtre qui adapte la réponse du montage à celle du cable. The high-pass channel is fitted with an amplitude corrector element COR, ie a filter which adapts the response of the assembly to that of the cable.

il est remarquable que le dérivateur multiple ainsi réalisé reste parfaitement opérationnel même si les normes de fréquences étaient modifiées; par exemple si les signaux de retour montent jusqu'à 80 MHz le montage peut rester inchangé, dans ce cas une partie des signaux de retour utilisera alors la voie passe-haut. it is remarkable that the multiple differentiator thus produced remains perfectly operational even if the frequency standards were modified; for example if the return signals go up to 80 MHz the assembly can remain unchanged, in this case part of the return signals will then use the high pass channel.

Claims

1. Wideband multiple tap-off with return channel, comprising one input and a plurality of outputs having the same characteristic impedance ZO, made up of a star-shaped resistor distributor for the low-pass channel combined with a cascade of directional tap-offs with lines coupled for the high-pass channel, the outputs of these two combined devices being galvanically connected in pairs to constitute the said plurality of outputs, characterized in that the input of the resistor distributor is connected to the input of the multiple tap-off at the means of an input connection having a single inductive element of impedance Z1, in that the input of the cascade of taps is connected to the input of the multiple tap-off by means of an input connection having a single capacitive element of impedance Zc, in that one of the two said input connections is also provided with a phase inverter element connected in cascade to re-phase over the entire frequency range uence used the signals of the high-pass channel and of the low-pass channel, and in that Z1 Zc = Z02.

2. Multiple diverter according to claim 1 characterized in that the phase inverter element is aperiodic.

3. Multiple diverter according to claim 2, characterized in that the phase inverter element is a quadrupole with 2 mutually coupled windings, located on the input connection of the resistance distributor, and whose windings have an impedance Zi much greater than ZO.

Multiple diverter according to Claim 3, characterized in that the modification of the ratio of the turns of the windings of the phase inverter makes it possible to modify the impedance presented to the resistance distributor.

5. Multiple diverter according to any one of claims 1, 2, 3 or 4 characterized in that each of the outputs of the resistance distributor is connected to the load resistance of the corresponding output of the line coupler.

6. Multiple diverter according to any one of claims 1, 2, 3, 4, or 5, characterized in that the input connection of the high-pass channel further comprises an amplitude correcting element.

7. Multiple tap-off according to any one of claims 3, 4, 5 or 6, comprising 8 outputs suitable for distributing television signals with a high-pass channel ranging from 40 to 860 MHz, a low-pass channel ranging from 0 at 40 MHz, with Z0 = 75 Ohm, characterized in that the inductive element has a value of about 210 nHenry, the capacitive element has a value of about 38 pFarad, the inverter windings have a value of several Henrys, the loads CH1, CH2, ... CHe and CHH have a value of 75 Ohm, the CHB load has a value of 200 Ohm, resistors R1, R2, ... Re, have a value of 1000 Ohm , and the length of each coupled line DDi1 ... DDs is substantially equal to 5 cm