NL7906376A - Keten voor het vaststellen en regelen van de coeefficieenten van een analoge vereffeningsketen. - Google Patents

Description

Octrooibureau Lux

Lx 55^1 Dra. J.E· Mommaerts (

Aanvrager t CSELT - Centro Studi e Laborator! Telecomunicazioni *

S.p.A·, te Torino, IT

Titel : Keten voor het vaststellen en regelen van de coëfficiënten van een analoge vereffeningsketen·

De uitvinding heeft betrekking op het vereffenen van analoge signalen, en in het bijzonder op een toestel voor het vaststellen en regelen van de coëfficiënten van een analoge aanpassingsvereffe-ningsketen.

5 Het is bekend, dat in een overdrachtsstelsel de verande ringen in de tijd van de amplitude- en fasekarakteristieken van een overdrachtskanaal in aanaerking moeten worden genomen. Daartoe worden aanpassingsvereffeningsketens aan de ontvangzijde aangebracht, teneinde voortdurend de door het kanaal teweeggebrachte veranderingen 10 teniet te doen. Dit gedrag van dergelijke vereffeningsketens, waarmede een vereffening van dergelijke invloeden tot stand kan worden gebracht, wordt verkregen door middel van een besturing op grond van een ontleding yan het vereffende signaal, teneinde aldus de overdrachtsfunctie van het vereffeningstoestel te veranderen. Vanneer de 15 te behandelen signalen van analoge vorm zijn, worden analoge dwars-vereffeningsketens gebruikt·

Dergelijke vereffeningsketens bestaan in hoofdzaak uit de volgende trappen: - een vertragingslijn, die uit een aantal trappen bestaat, afhanke-20 lijk van de ingewikkeldheid van de fase- en amplitudevervorming, die moeten worden vereffend; - een aantal aftapketens voor het aftappen van het signaal tussen opeenvolgende onderdelen van de vertragingslijn, en voor het veranderen van de amplitude daarvan, zoals vereist voor de uit te voeren 25 vereffening; en - een aantal versterkingsketens, waarmede de aldus bewerkte signalen bij elkaar kunnen worden opgeteld·

Voor het aftappen van signalen van de vertragingslijn en voor een gewichtstoewijzing daaraan met behulp van geschikte coëffi-30 ciënten zijn verschillende ketens bekend, zoals versterkers met automatische versterkingsbepaling of ketens met veldeffekttransistoren.

De voornaamste nadelen van deze bekende ketens zijn de volgende: - bij het gebruik van automatische versterkers zijn zeer ingewikkel-35 de ketens vereist, hetgeen een gevolg is van de aanzienlijke sprei- 7906376 9 . < - 2 - ding ia de versterkingsschommelingen, die bij grote bandbreedten Tan bet te verwerken signaal kannen optreden; en • bet gebruik van veldeffekttransistoren leidt tot een beperking van bet maximale eignaalpeil, terwijl bet nagenoeg ónmogelijk is de 5 juiste waarde van de toegewezen gevichtscoeffieiënt te weten·

Ten aaaziea van bet laatstgenoemde bezwaar wordt opgemerkt, dat bet juist zeer belangrijk is de feitelijke waarden, die door de gewiebtstoewijzingsketen in overeenstemming met de van buiten afkomstige stuursignalen worden verschaft, nauwkeurig te kennen· Immers 10 de kennis van deze waarden, zoals deze zich tijdens de signaalont-vangst ontwikkelen, laat enerzijds toe de overdrachtsfunctie nauwkeurig te bepalen, waardoor een bepaling van de veranderingen in de kanaalkarakteristieken mogelijk wordt, terwijl bet anderzijds daardoor mogelijk wordt zodanige verbeteringsrekenwijzen te gebruiken, 15 die beter met de door de gewenste vereffeningsvorm opgelegde eisen overeenstemmen·

De uitvinding beoogt deze nadelen te vermijden, en wel door gebruik te maken van bestuurbare weerstanden, zoals fotoweerstanden, tbermistoren, magnetoresistoren, e*d· Het toestel volgens de uitvin-20 ding beeft daarbij de volgende eigenschappen: - het laat een nauwkeurige bepaling van de feitelijke vaarde van de gewichtscoëfficiënten toe; - het stabiliseert met grote nauwkeurigheid de waarde van deze coëfficiënten op de op elk tijdstip toegewezen waarde, waarbij tevens 25 een vereffening voor een mogelijk temperatuurverloop van de bestuurbare veerstanden wordt verschaft; - het maakt voor deze veranderbare veerstanden gebruik van een terug-koppelketen, waardoor de functie, die de stuurspanning in overeenstemming brengt met de feitelijke waarde van de gewichtscoëffi- 30 ciënt, wordt gelineariseerd; - bet vertoont het juiste gedrag ten opzichte van de frekwentie in een signaalband in het gebied van 30 MHz; - bet is in staat met signalen met grote amplitude, die van de ver-tragingslijn zijn afgetapt, te werken; en 33 - bet omvat zeer eenvoudige ketens, die betrouwbaar en goedkoop zijn· In bet bijzonder omvat het toestel volgens de uitvinding twee bestuurbare weerstandsonderdelen, die in een verschilbrug zijn opgenomen, waarin de weerstandswaarden van deze onderdelen in tegengestelde zin kunnen worden gewijzigd op grondslag van de grootte van 7906376 • · . * « - 3 - veranderbare stuurspanning terwijl voor bet besturen van deze weerstandswaarden in de tijd een terugkoppelketen wordt gebruikt, die de weerstandswaarde van deze onderdelen ten opzichte van de stuur-spanning stabiliseert· 5 De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege licht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een blokschema van een analoge dwarsvereffeningske- ten; en fig· 2 een ketenschema van een aftapketen voor het besturen 10 van een gewichtstoewijsketen volgens de uitvinding·

In fig· 1 zijn n achter elkaar geschakelde onderdelen L^·· I>a van een analoge vertragingslijn van bekende soort weergegeven, die et de karakteristieke impedantie BLq is afgesloten· Voorts zijn a+1 ketens ..Sq + ^ afgebeeld, die onderling gelijk zijn, en die dienen 15 voor het aftappen en voor de gewichtstoewijzing van het te vereffenen analoge signaal·

De gewichtstoewijzing bij het te vereffenen analoge signaal, dat door de vertragingslijn wordt doorgegeven, geschiedt met behulp van stuursignalen, die in het algemeen van elkaar verschillen, en die 20 op leidingen 3· *7 aanwezig zijn, en naar de ketens S,j«.Sn+<j worden gezonden· De opbouw van de ketens S zal aan de hand van fig· 2 nog nader worden toegelicht·

In fig· 1 is voorts A een optelversterker, die van een geschikte terugkoppelweerstand BF is voorzien. Deze versterker A kan 25 de verschillende van de vertragingslijn afgetapte signalen, die van een gewichtsfactor zijn voorzien, verwerken, en kan van elke bekende vorm zijn, mits deze versterker geschikt is voor de frekwentieband van het te verwerken signaal, terwijl de uitgangsimpedantie ervan gering moet zijn om een samenvoeging van de verschillende signalen mo-30 gelijk te maken·

Afgezien van de bijzondere uitvoeringsvorm van de ketens S stelt de keten van fig. 1 een normale analoge dwarsvereffeningsketen voor, waarvan de werking bekend is.

Het schema van fig· 2 omvat vier gelijke keteaversterkers 35 M1..M1* van bekende vorm, die, zoals aangegeven, met gebalanceerde spanningen +ÏÏ en -? worden gevoed.

Voorts zijn vier zenerdioden Z1..Z4, twee dioden D3 en D^f, vier laagfrekwent-transistoren TS1·, twee transistoren TS5 en TS6 met een hoge afsnijfrekwentie, twee spanningsdelers P1 en P2, 7906376

Si- I

- k - zes condensatoren C1,' C4*.C8, twee koppelcondensatoren C2 en 09* een elektrolytische condensator C3* en weerstanden Β1··Β4-3 aanwezig, waarvan de waarden aan de werking zijn aangepast» Het bepalen daar·» van is geen vraagstuk, zodat alleen op de algemene werking van de 3 keten zal worden ingegaan·

De keten van fig· 2 omvat voorts een transformator T1 met gebalanceerde secundaire wikkeling en een transformatieverhouding van 1 t 1| alsmede twee lichtdioden D1 en D2, die elk met een lichtgevoelige weerstand 71 reep· F2 zijn gekoppeld· Deze paren van een 10 licbtdiode en een lichtgevoelige weerstand dienen, zoals nog zal * worden beschreven, voor de gewichtstoewijzing van het te vereffenen signaal·

De trap, die bestaat uit de transistoren TS5, TS6 in de collectorschakeling,en weerstanden B20, B21, B2^ en B27t alsmede de 13 condensatoren C2, 03» 09 en de transformator T1, vormt de eigenlijke aftapketen· Deze heeft een grote ingangsweerstand met betrekking tot de ingangsleiding 1, teneinde geen terugwerking op het te vereffenen signaal, dat over de vertragingslijn van fig· 1 wordt overgedragen, te veroorzaken· Aan de uitgangen van de secondaire wikkelingen van 20 11 verschijnt dan het te vereffenen signaal in de vorm van twee spanningen HI en U2 met tegengestelde fase· Deze spanningen laten toe met behulp van de nog te beschrijven bewerking zowel negatieve als positieve gewichtscoefficiënten te verkrijgen·

De gewichtstoewijzingsketen voor de afgetapte signalen U1 23 en ÏÏ2 omvat de beide secundaire wikkelingen van T1, de condensatoren C5 en 07» de beide weerstandsonderdelen 71 en 72, alsmede de condensatoren CA en C6· De vier condensatoren scheiden de signalen U1 en U2 van de gelijkspanning, die over de weerstandsonderdelen 71 en 72 staan, zoals nog nader zal worden toegelicht, en die door de ▼aststel-30 keten worden gebruikt om de weerstandswaarden, die F1 en 72 hebben aangenomen, te bepalen· Voor de wisselspanningen van de signalen U1 en 772 werken deze condensatoren echter als kortsluitingen·

Zoals uit fig· 1 blijkt, zijn de uitgangsleidingen 2 van de verschillende gewichtstoewijzingsketens S met elkaar en met de ingang 35 van de optelversterker A verbonden·

In het gedeelte met de transistor TS3 vormt de zenerdiode Z3 met de diode D*t en de weerstanden B25* E26, E2Ö en B31 een stroombron, waarmede in het weerstandsonderdeel 72 een vaste en bekende stroom teweeg kan worden gebracht, zodat door het aflezen van de 7906376 • · * * - 5 - spanningsval over F2 'd· feitelijke vaarde van de veerstand ervan nanvkeurig kan worden bepaald·

Op dezelfde wijze vormt de transistor TS2 met de diode S3, de zenerdiode 22 en de veerstanden B1^, B17, B18 en B19 een stroom-5 bron voor het veerstandsonderdeel F1* Doordat nu een pnp- inplaats van een npn-transistor is gebruikt, zal de stroom door F1 tegengesteld zijn gericht aan die door F2·

Het ketengedeelte, dat uit de veerstanden B29, £30 en de condensator C8 bestaat, vormt een laagdoorlatend filter, teneinde de 10 visselstroombestanddelen van het te vereffenen signaal te scheiden - van de gelijkspanning over het veerstandsonderdeel F2, terwijl veer standen B13 en Bl6 en de condensator C1 een overeenkomstig filter over de klemmen van F1 vormen·

Het ketengedeelte, dat de versterker M2 en de veerstanden 15 £38, £39, B4Q en B^2 omvat, die de versterking van M2 bepalen (die in dit geval gelijk is aan 1), alsmede de veerstanden £38, £37, BM en de spanningsdeler P2, levert het ingangssignaal voor de versterker Kkt dat is afgeleid van de spanningsval over F2 na filtering door het voornoemde filter· Daarbij dient de spanningsdeler P2 om de uitgangs-20 spanning van M2 zodanig vooraf in te stellen, dat de vaarde van de stuurspanning op de leiding 3 wordt bereikt, afhankelijk van de veerstand van F2, die met deze stuurspanning in overeenstemming moet zgn· Vanneer., bijvoorbeeld de stuurspanning op de leiding 3 gelijk is aan 0 V,en de veerstandsvaarde van F2, die bij deze spannings-25 vaarde behoort, 600 Ω bedraagt, waarbij verder wordt aangenomen, dat door tussenkomst van TS3 door F2 een gelijkstroom van 1 mA stroomt, zodat over F2 een spanningsval van 600 mV plaatsvindt, moet P2 zodanig worden ingesteld, dat de uitgangsspanning van M2 over de belasting, die door de weerstand B^3 wordt gevormd, gelijk is aan 0 V, dus 30 aan de spanning aan de leiding 3« Een en ander zal nog worden toegelicht bij de beschrijving van de trap met de versterker M4, die als een foutversterker werkt·

Een overeenkomstige werking met betrekking tot het onderdeel F1 wordt verschaft door de trap, die de versterker M1, de veer-35 standen B11, B12, B13 en B8, alsmede de veerstanden Bé, Β9, B10 en de spanningsdeler P1 omvat, welke laatste dient voor het instellen van de uitgangsspanning van M1, die over de door de veerstand B7 gevormde belasting verschijnt·

De met de versterker M*t verbonden keten vormt een terug- 7906376 4 , β 6 · koppeling voor bet besturen Tan de licbtdiode D2, die optisch net F2 is gekoppeld* en de weerstandswaarde daarvan bepaalt· Dit ketengedeelte omvat voorts de weerstanden R^3 als belastingsweerstand voor M2 en B35, welke weerstanden beide de versterkingsfactor ervan bepa-5 len, alsmede de transistor TSk% die de naar de lichtdiode D2 gezonden stroom versterkt* en tenslotte een samenstel van de weerstanden R32, R33 en B34 voor het leveren van de instelstroom voor de transistor TS4, en de zenerdiode Zh,

De stuurspanning op de leiding 3 wordt door tussenkomst 10 van een spanningsdeler* die uit de weerstanden B22 en R23 bestaat, * naar. de niet-omkerende ingang van Hk gezonden, die dan als een fout- versterker de stroom door de licbtdiode D2 zodanig beïnvloedt, dat het onderdeel F2 de juiste weeratandswaarde verkrijgt·

Op overeenkomstige wijze is de versterker M3 verbonden met 13 een keten, die de transistor TS1, de zenerdiode Z1, en het samenstel van weerstanden R1, R2, R3, b4, R3 en R7 omvat, waarmede de stroom door de bijbehorende licbtdiode D1 wordt bestuurd·

De werking van de in het voorgaande beschreven keten zal nu nader worden beschouwd, waarbij wordt aangenomen, dat op de lei-20 ding 1 van fig· 1 het te vereffenen signaal aanwezig is, dat dan door de uit de onderdelen bestaande vertragingslijn loopt. Verder wordt aangenomen, dat de keten van fig· 2 overeenkomt met de keten van fig· 1, waarbij het signaal op de leiding 1 door de transis-tortrap TS5, TS6 naar de ingang van de transformator T1 wordt ge-23 voerd.

Aan de beide secondaire wikkelingen van T1 verschijnen dan de beide signalen TT1 en Ü2 van gelijke grootte als het primaire signaal Ui,doch met onderling tegengestelde fase· De brugketen, die uit de beide secundaire wikkelingen van T1 en uit de weerstandsonderde-30 len F1 en F2 bestaat, laat dan toe de gewichtscoëfficiënt op grondslag van de op de leiding 3 aanwezige stuurspanning te bepalen.

Deze beide weerstandsonderdelen worden zodanig bestuurd, dat zowel positieve als negatieve gewichtscoëfficiënten in overeenstemming met de eisen van een dwarsvereffeningsketen kunnen worden 33 verkregen. De leiding 2, die de uitgangsketen van de keten van fig.

2 is, wordt, zoals uit fig. 1 blijkt, verbonden met de ingang van de optelversterker A, die, zoals in het voorgaande is aangenomen, een zeer geringe ingangsimpedantie (nagenoeg 0) heeft.

Op deze wijze wordt het nuttige signaal, dat over de lei- 7906376

VI

- 7 - ding 2 naar da veraterker A wondt gezonden, bepaald door de algebraïsche aoa van de beide aignaalstronen 11 en 12 door de weerstandson-derdelen 1*1 reap· F2, waarvoor geldt: I1=U1/F1 12 = ÏÏ2/F2 (1) 5 Be uitgangaapanning van de versterker λ op de leiding 8 wordt dan bepaald door de volgende uitdrukking:

Uu * |I1 -12j.BF * j Ü1/F1 - U2/F2 |*EF » ) Ui/F1 - Ui/F2 J .HF a ïïi |(F2-F1)/F1.F2|.BF (2)

Se gewichtscoefficient, die door de verhouding tussen Uu en Ui wordt 10 bepaald, volgt dan uit de uitdrukking: . K « |(F2-F1)/F1.F2|.BF (3) waarin F1 en F2 de weeretandswaarden van de overeenkomstige weer-standsonderdelen voorstellen·

Be voornoemde weeretandswaarden F1 en F2 worden gemeten 15 door de betrokken versterkers M1 resp· M2 met de bijbehorende laag-doorlatende ingangsfliters,die het van de leiding 1 afkomstige signaal afscheiden van de gelijkspanning, die over de betrokken weer-standsonderdelen aanwezig is. Deze spanningsval is een gevolg van de vaste stroom, die door deze weerstandsonderdelen wordt gezonden, zo-20 dat de juiste ogenblikkelijke weerstandswaarde nauwkeurig kan worden gemeten.

Be overeenkomst tussen de stuurspanning aan de leiding 3 en de weerstandswaarde van F1 resp. F2 wordt, zoals reeds is beschreven, verzekerd door de foutversterkers M3 resp o M*t, die de stroom-25 sterkte bepalen, die door B1 resp· B2 moet vloeien, teneinde aan F1 resp· F2 de overeenkomstige weerstandswaarde te geven.

7906376

Claims (4)

1. Keten voor het vaststellen en regelen van de coëfficiënten van een analoge dwarsvereffeningsketen, ge kenner kt door twee regelbare weerstandsonderdelen (F1, F2), die in een verschilbrug zijn opgenomen, waarmede de weerstandswaarden van deze onderdelen in 5 tegengestelde zin kunnen worden veranderd op grondslag van een veranderbare stuurspanning| waarbij voor het besturen van deze weerstandswaarden in de tijd een terugkoppelketen (M1, IQ; M2, M*0 wordt gebruikt, waarmede de weerstandswaarde van het betrokken weerstands-onderdeel in een vaste betrekking ten opzichte van de stuurspanning 10 wordt gehouden· .

2. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de weerstandsonderdelen (Γ1, F2) lichtgevoelige weerstanden zijn· 3* Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de weerstandsonderdelen (F1, F2) voor een magnetisch veld gevoelige 13 weerstanden zijn· *»· Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de weerstandsonderdelen (F1, F2) voor warmte gevoelige weerstanden zijn·

3· Keten volgens een van de conclusies 1·.**, met het kenmerk, dat aan de verschilbrug twee signalen (U1, ÏÏ2) worden toege-20 voerd, die aan elkaar gelijk zijn doch een tegengestelde fase bezitten, teneinde zowel positieve als negatieve coëfficiënten te verkrijgen·

6· Keten volgens een van de conclusies 1··3, met het kenmerk, dat de weerstandsonderdelen (F1, F2) zuiver resistieve passie-23 ve onderdelen zijn· 7906376