NO831883L - Sendetrinn for digitale signaler med hoey skritthastighet - Google Patents

Description

Sendetrinn for digitale signaler med høy skritthastighet

Oppfinnelsen angår et sendetrinn for digitale signaler med høy skritthastighet, omfattende en forsterkeranordning som påstyres i mottakt på inngangasiden.

Utbygningen av overføringssystemer for digitale signaler fører til systemer hvor der f.eks. over koaksialkablar over-føres digitale signaler med skritthastigheter på noen hundre MBaud. En vesentlig del av disse koaksialkablar er allerede utlagt i og med utbygningen av bærefrekvensnettet og tjente opprinnelig som reservekabler for dette nett. Regeneratorene for de digitale signaler blir derfor å innbygge med i de allerede eksisterende bcsrefrekvensforsterkerstas joner, så avstanden mellom regeneratorene i det digitale nett må svare til avstanden mellom forsterkerne i det tilsvarende bsrefrekvensnett. Utfra dels koaksialkablenes dempning for signalene som skal overføres, og dels avstanden mellom regeneratorene resulterer størrelsen av den sendeeffekt som må avgis av sendetrinnet hos den respektive melloiaregenerator eller ledningstorminalen. Da et slikt sendetrinn er noa så nær direkte forbundet med den etterfølgende kabelstrekning, må et egnet sendetrinn også oppvise et tilstrekkelig vern mot overspenningar som kan opptre i den neste strekning, f.eks. lynnedslag.

I DK-OS 29 37 697 er der allerede beskrevet et sendetrinn som er bestemt for overføring av signaler med de ønskede skritt-* hastigheter og særlig er egnet for overføring av flertrinnede digitale signaler. For å oppnå tilstrekkelig begrensningsvirkning og flankesteilhet, behøves imidlertid ved sendetrinnet en forholdsvis kostbar utjevning som blir særlig vanskelig når der i tillegg må benyttes koblinger til vern mot overspenninger. En annen vanskelighet ved oppbygningen av slike sendetrinn skyldes at der i de betraktede frekvensområder kan opptre en høy strømeffekt som anskueliggjort på fig. la» På denne figur er kollektorstrømraen hos en av slutttrinnets transistorer vist som funksjon av et inngangssidig rektangelsprang» Det viser seg at stigningshastigheten av kollektorstrømmen avtar.

De frembragte pulser har dermed en anselig skråning i toppen, så pulsenes iankoblings- og utkoblingsflanker og dermed også pulser avledet fra disse flanker, kan få forskjellig høyde.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger derfor den oppgave å utvikle et sendetrinn av den innledningsvis nevnte art slik at det får tilstrekkelig begrensningsvirkning og flankesteilhet i forbindelse med relativt liten påkostning med hensyn til utjevning og oppbygning, og samtidig svak skråning i toppen av de frembragte rektangelpulser.

Ifølge oppfinnelsen blir oppgaven løst ved

at der finnes en første, emitterkoblet differanseforsterker som har en induktiv belastning, og hvis utganger via likestrØmkobleledd er forbundet med inngangene til en annen differanseforsterker,

og at en utgang fra den annen differanseforsterker via et lavohmig RC-lsdd er forbundet med innerlederen hos en etterkoblet koaksialkabel og med en fjernmatningsdrossel samt dessuten via beskyttelsesdioder med referansepotensial»

Sn foretrukken variant av sendetrinnet ifølge oppfinnelsen fås ved at basistilslutningen til en første npn-transistor er forbundet med en inngang for det digitale signal som skal forsterkes,

at basistilslutningen til en annen npn-transistor er

forbundet med inngangen for det inverse digitale signal,

at emittertilslutningene til første og annen transistor er forbundet med hverandre og via en første motstand med en kilde for negativ driftsspenning,

at kollektortilslutningen til første transistor via en seriekobling av en annen motstand og en første induktivitet er forbundet med referansepotensial,

at kollekteren hos den første transistor ennvidere via et første likestrømkobleledd bestående av en første zenerdiode og en parallellkobiet første kondensator er forbundet med basistilslutningen til en tredje transistor og med den ene til~

slutning til en tredje motstand,

at den annen tilslutning til den tredje motstand er forbundet med driftsspenningskilden,

at kollektortilslutntngen til annen transistor via en fjerde motstand er forbundet med referansepotensial og dessuten, via et annen likestrøarkobleledd bestående av en annen zenerdiode og en parallellkoblet annen kondensator, med basistilslutningen til en fjerde transistor og med en tilslutning til en femte motstand,

at en annen tilslutning til den femte motstand er forbundet med driftsspenningskilden,

at emittertilslutningen til tredje og fjerde transistor er forbundet med hverandre og via en sjette motstand med driftsspenningskilden,

at kollektortilslutaingen til fjerde transistor er forbundet med referansepotensial,

at kollektortilslutningen til tredje transistor via en i sperreretning polarisert beskyttelseadiode er forbundet med driftsspenningskilden og dessuten via en annen induktivitet med referansepotensial,

og at kollektortilslutningen til tredje transistor dessuten via en syvende motstand og en dermed parallellkoblet tredje kondensator er forbundet med utgangstilslutningen og med den ene tilslutning til en tredje induktivitet, hvis annen tilslutning er tilkoblet referansepotensial.

En med hensyn til overspenningsvern forbedret videre

utvikling av sendetrinnet ifølge oppfinnelsen fås ved

at kollektortilslutningen til tredje transistor er forbundet med referansepotensialet via en diode-seriekobling som i normal drift er polarisert i sperreretning,

at emittertilslutningen til tredje transistor er forbundet med den tredje transistors basistilslutnlng via en syvende diode som i normal drift er polarisert i sperreretning,

og at emittertilslutningen til fjerde transistor er forbundet med den fjerde transistors baslstilslutniag via en åttende diode som i normal drift likeledes er polarisert i sperreretning.

Særlig gunstig ved sendetrinnet ifølge oppfinnelsen er muligheten for å innrette den for generering av pseudotemære signaler. For dette tilfelle er det hensiktsmessig å gjøre bruk av on videreutvikling av sendetrinnet ifølge oppfinnelsen hvor inngangssignaleae xaed sikte på å frembringe AMI-kodede signaler foreligger i diffaransebinærkode og tredje induktivitet er erstattet med en stikkledning som er kortsluttet ved enden og forbundet med referansepotensial, og hvis lengde er valgt slik at enkel gangtid av signalene i stikkledningen svarer til den halve varighet av en bit av de inngangssidig tilførte binære signaler.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere under henvisning til tegningen.

Fig, la, b viser idealiserte forløp av kollektorstrømmen hos en sluttrinntransistor og

fig. 2 koblingen for sendetrinnet ifølge oppfinnelsen.

Som allerede nevnt innledningsvis, ses på fig. la kollektor-strømmen hos en sluttrinntransistor slik den fremkommer under innflytelsen av en høystrømeffekt ved påstyring med en rektangsl-puls. Videre viser fig. 1 den utgangsspenning som fremkommer såfremt der ut fra den puls som er vist ovenfor, ved hjelp av en stikkledning på i og for seg kjent måte frembringes en positiv og cm negativ puls, altså et pseudoternært signal. Forskjellene i stigende og fallende flanke av strømpulsene

ytrer seg i forskjellig høye pseudoternære pulser.

På fig. lb ses forløpet av kollektorstrømmen for en slutt-trinntransistor som inneholdes i koblingen på fig. 2, og dessuten ses de pseudoternsr© pulser som frembringes ut fra denne kollektorstrøm, og som er symmetriske svarende til kollektor-strømmens rektangelstrøm.

Sendetrinnkoblingen på flg. 2 har en inngang E for det digitale signal som skal forsterkes, forbundet med basistilslutningen til en først© npn-transistor Tl, samt en inngang F, for det inverse digitale signal, forbundet med basistilslutningen til en annen npn-transistor T2. Emittertilslutningene til de to transistorer er forbundet med hverandre og via en første motstand RI med en kilde for en negativ driftsspenning - Ub. Dermed fås på inngangssiden en emitterkoblet differanseforsterker som påstyres i mottakt.

Kollektortilslutningen til først© transistor Tl er forbundet med referansepotensial via en seriekobling av en annen motstand R2 og en første induktivitet 1.1. Den første induktivitet LI virker som kompensasjonsinduktivitet hvormed den relativt lavohmige motstand S2 dempes ned/ og sørger for en høyning av d©signaler som forsterkes av første eraltterkoblede differanseforsterker. Videre er kollektoren hos første transistor Tl forbundet med basistilslutningen til en tredje transistor T3 over et likestrøsikobleledd dannet av en første zenerdiode Dl og en dermed parallellkoblet første motstand Cl. På analog måte er kollektortilslutningen til annen transistor T2 forbundet med referansepotensial over en fjerde motstand R4 og med basistilslutningen til en f jerde transistor T4 over. et ytterligere likestrømkobieledd dannet av en annen zenerdiode D2 med parallellkoblet annen kondensator C2. Senerdiodene etab-lerer i begge tilfeller en likestrømmessig tilpasning mellom kollektorspenningen på transistorene Tl, T2 i koblingens første trinn og basisspenningen på sluttrinnets transistorer T3, T4.

Basistilslutningen til tredje transistor T3 er dessuten via en tredje motstand R3 forbundet med driftsspenningskilden - Ub, som også basistilslutningen til fjerde transistor T4 er

tilkoblet over en femte motstand R5. Emittert!Islutningene til tredje og fjerde transistor T3, T4 er forbundet med hverandre og via en sjette motstand 86 med driftsspenningskilden -Ub, så også transistorene i sluttrinnet danner en emitterkoblet differanseforsterker. Kollektortilslutningen til fjerde transistor T4 er direkte forbundet med referansepotensial, mens kollektortilslutningen til tredje transistor T3 er forbundet med driftsspenningskilden -Ub over en beskyttelsesdiode D6 som i normal drift er polarisert i sperreretning, og med referansepotensial over en seriekobling av tre beskyttelsesdioder D3, D<a, D5 som i normal drift er polarisert i sperreretning, og parallelt dermed over en annen induktivitet L2 i form av en høyfrekvensdrossel.

Seriekoblingen av dioder tjener likedan som høyfrekvens-drosselen til avledning av overspenningér som kommer til sendetrinnet fra den tilsluttede kabelstrekning KK. Til å minske disse overspenninger tjener ennvidere et RC-ledd som på sin ene side er forbundet med kollektortilslutningen til tredje transistor T3, består av en parallellkobling av en relativt lav-ohmlg syvende motstand R7 og en tredje kondensator C3 og dessuten er forbundet med innerlederen hos den tilkoblede koaksialkabel. Ved overføring av binære signaler©r der med innerlederen hos koaksialkabelen KK ennvidere forbundet en tredje induktivitet L3 i fora av en fjernmatningsdrosselo

Ved genereringen av AMI-kodede ledningssignaler ut fra inngangsslgnaler som foreligger i differanse-binærkode, er fjernmatningsdrosselen på i og for seg kjent måte erstattet med en stikkledning KL som ved enden er kortsluttet og forbundet med referansepotensial, mens den ene og den annen tilslutning på den annen side er forbundet henholdsvis med referansepotensial og med koaksialkabelens innerleder. Lengden av stikkledningen er i den forbindelse valgt slik at enkel gangtid av pulsen i stikkledningen svarer til halv varighet av en bit av de binære inngangspulser. Refleksjon a<y>et spenningssprang ved den kortsluttede ende av stikkledningen fører derved i en avstand lik varigheten av en bit, til en annen puls, som er omvendt polarisert til første puls resp. første pulsflanke. Foruten til denne omforming av utgangssignalet tjener stikkledningen samtidig som fjernmatnlngspense, idet den avleder fjernmatningsstrømmen fra koaksialkabelens innerleder til gods. Dessuten representerer stikkledningen samtidig et av verne-tiltakene overfor opptredende overspenninger, da disse takket være den relativt meget lavohmige stikkledning blir avledet til gods på meget kort tid. Et ytterligere vern av sluttrinnets transistorer raot overspenninger fremkommer ved hjelp av det RC-ledd som dannes av tredje kondensator C3 og syvende motstand R7.

Hår det gjelder de anvendte høyfrekvenstransistorer, er særlig emitterdioden©, som bar©kan belastes med meget lave sperrespenninger, truet i tilfellet av overspenninger. I utførelseseksempelet er der derfor mellom emitter og basis hos tredje transistor T3 innskutt en syvende diode D7 som 1 sperreretning polarisert beskyttelsesdiod©og mellom emitter og basis hos fjerde transistor T4 innskutt en åttende diode D8 som i sperreretning polarisert beskyttelsesdiode.

Claims (4)

1. Sendetrinn for digitale signaler med høy skritthastighet, omfattende en forsterkeranordning som påstyres i mottakt på inngangssiden,karakterisert vedat der finnas en første, eraitterkoblet differanseforsterker (Tl, T2) scæ oppviser en induktiv belastning (Li), og hvis utganger er forbundet med en simen differanseforsterkers (T3, T4) innganger over likestrømkobleledd (Dl, GlfD2, C2), og at en utgang fra annen differanseforsterker over et lavohmig RC-ledd (C3, R7) er forbundet sed en etterkoblet koaksialkabals innerleder og en fjernmatningsdrossel (L3, KL) og dessuten er forbundet med referansepotensial over beskyt~ telsesdioder (D3rD4, D5 ) „

2. Sendetrinn som angitt i krav 1,karakterisert ved

at basistilslutningen til en første npn-transistor (Tl) er forbundet med en inngang (E) for det digitale signal som skal forsterkes, at basistilslutningen til en annen npn-transistor (T2) er forbundet med inngangen (E) for det inverse digital©signal, at eraittørtilslutningen©til første og annen transistor (Tl, T2) er forbundet med hverandre og via en første motstand (RI) med en kild©(-Ub) for negativ driftsspenning, at kollektortilslutningen til første transistor er forbundet med referansepotensial over en seriekobling av en annen motstand (R2) og en første induktivitet (Li), at første transistors (Tl) kollektor ennvidere via et første likestrømkobleledd bestående av en første zenerdiode (Dl) og en parallellkoblet første transistor (Cl) er forbundet med basistilslutningen til©n tredje transistor (T3) og med den ene tilslutning til en tredje motstand (R3), at den anaen tilslutning til den tredje motstand er forbundet med driftsspenningskilden (-Ub), at annen transistors (T2) kollektorefilslutning via en fjerde motstand (R4) er forbundet med referansepotensial og dessuten, via et annet likestrømkobloledd bestående av©n annen senerdiode (D2) og en parallellkoblet annen kondensator (C2), er forbundet med basistilslutningen til en fjerde transistor (T4) og med den <en© tilslutning til en femte motstand (R5), at den annen tilslutning til femte motstand (U5) er forbundet med driftsspenningskilden (-Ub), at emittertilslutningene til tredje og fjerde transistor <T

3, T4) er forbundet med hverandre og via en sjette motstand med driftsspenningskilden (-Ub), at kollektortilslutningen til fjerde transistor (T4) er forbundet med referansepotensial, at kollektortilslutningen til tredje transistor (T3) er forbundet med driftsspenningskilden (-Ub) over en beskyttel-sesdiod©(D6) polarisert i sperreretning, og dessuten med referansepotensial over en annen Induktivitet (L2), og at kollektortilslutningen til tredje transistor (T3) dessuten via en syvende motstand (R7) og en dermed parallellkoblet tredje kondensator (C3) er forbundet med utgangstilslutningen (Å) og med en tilslutning til en tredje induktivitet (L3)„ hvis annen tilslutning er koblet til referansepotensial. 30 Sendetrinn som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat tredje transistors (T3) kollektortilslutning er forbundet med referansepotensial over en diodeseriekobling som i normal drift er polarisert i sperreretning, at tredje transistors emittertilslutning er forbundet med tredje transistors (T3) basistilslutning over en syvende diode (D7), som i normal drift er polarisert i sperreretning, og at fjerde transistors (T4) eraittertilslutning er forbundet med fjerde transistors . (T4) basistilslutning over en åttende diode (D8)som likeledes er polarisert i sperreretning i normal drift.

4. Sendetrinn som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat inngangssignalene med sikte på generering av AMI-kodede signaler foreligger i differansa-binærkode, og at den tredje induktivitet (L3) er erstattet med en stikkledning som ved enden er kortsluttet og forbundet med referansepotensial, og hvis lengde er valgt slik at enkel gangtid av signalene i stikkledningen svarer til halv varighet av en bit av de binære signaler som opptrer på inngangssiden.