DE2059728B2 - Spulenloser daempfungs- und laufzeitentzerrer - Google Patents
Spulenloser daempfungs- und laufzeitentzerrerInfo
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Description
Ml
U1
Cl2P2 + O1P + O0
■ p1+ to +ho
(p =jü, Ω = —,ω = 2π/, ωπ = 2π/π, / = Fre- ,5
quenz, f„ = beliebige normierende Frequenz, Ct0,
O1, a2, b0, fcj = frequenzunabhängige Koeffizienten)
und in einer bei aktiven Filtern an sich bekannten Weise aus Operationsverstärkern besteht, die als
Integrierer und/oder Summierer bzw. ümkehrstufen beschaltet sind und ein Vierpolnetzwerk
bilden, dessen eine Eingangs- und Ausgangsklemme auf Bezugspotential liegen und bei dem
zwischen Vierpoleingang und -Ausgang ein Be-Wertungswiderstand für den Koeffizienten O0, ein
eruier Srnnmerintegrierer, ein zweiter Summenintegrierer
und ein erster Summierer in Kette geschaltet sind, ferner der Vierpoleingang einerseits
nach widerstandsmäßiger Bewertung mit dem Koeffizienten a2 mit dem Summiereingang des
ersten Summierers verbunden ist und vom Vierpoleingang andererseits ein mit dem Koeffizienten
α, bewerteter Zweig zum Eingang des zweiten Summenintegrierers führt, und bei dem vom
Vierpolsausgang ein erster, mit dem Koeffizienten b0 bewerteter Rückkopplungszweig zum Eingang
des ersten Summenintegrierers und ein zweiter, mit dem Koeffizienten bx bewerteter und eine
vorzeichenumkehrende Stufe enthaltender Rückkopplungszweig zum Eingang des zweiten Summenintegrierers
führt, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Koeffizienten a,
bewertete Zweig zwischen Vierpoleingang (1 bzw. 21) und Eingang des zweiten Summenintegrieres
(5 bzw. 25) insgesamt keine Signalumkehrung hervorruft und daß zur Einstellung der maximalen
Dämpfung die Bewertungswiderstände für die Koeffizienten α, und f>, von den Teil widerständen
eines einstellbaren Spannungsteilers (15 bzw. 35) gebildet werden, dessen Teilerverhältnis (Einstellung)
die Dämpfung bestimmt und dessen Abgriff mit dem Eingang des zweiten Summenintegrierers
(5 bzw. 25) Verbindung hat, daß zur Einstellung der Laufzeit zwischen den Abgriff des einstellbaren
Spannungsteilers (15 bzw. 35) und den Eingang des zweiten Summenintegrierers (5 bzw. 25)
ein veränderbarer Widerstand (13 bzw. 33) eingefügt ist und eine Verschiebung der Dämpfungsund
Laufzeitcharakteristiken über der Frequenz. mittels gemeinsamer Veränderung der Bewertungen
für die Koeffizienten «0 und b0 in der Weise
erfolgt, daß ein im Zuge der Verbindungsleitung zwischen erstem und zweitem Summenintegrierei
angeordneter Widerstand (14) verändert wird, mit a2 = 1 und b0 = a0 (F i g. 1 bis 4).
2. Teilentzerrer Tür eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwecks Umkehr des Vorzeichens der eingestellten Dämpfung die Speisekleinmen des Spannungsteilers
(35) mittels eines Umpolschalters (36) vertauschbar sind (Fig. 4).
3. Teilentzerrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzeichenumkehrende
Stufe des mit dem Koeffizienten b, bewerteten Rückkopplungszweiges ein zwischen dem
Abgriff des einstellbaren Spannungsteilers (35) und dem Eingang des zweiten Summenintegrierers
(25) eingeschalteter zweiter Summierer (30) ist, daß in den vom Vierpoleingang (21) ausgehenden
Zweig, in welchem der mit dem Koeffizienten α, bewertende Teil des Spannungsteilers (35) liegt,
eine Umkehrstufe (12) eingefügt ist:, welche ausgangsseitig mit einer Speiseklemme des einstellbaren
Spannungsteilers (35) verbunden ist, daß die andere Speiseklemme des Spannungsteilers (35)
mit dem Vierpolausgang (22) Verbindung hat und daß zwecks Einstellung der Laufzeit ein Widerstand
(33) im Zuge der Verbindungsleitung zwischen zweitem Summierer (30) und zweitem Summenintegrierer
(25) oder der Gegenkopplungswiderstand des zweiten Summierers veränderbar
ist(Fig. 4).
4. Teileitzerrer nach einem der vorigen Ansprüche,
c lurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteik (35) und die Frequenz- und Laufzeiteinstellwiücrstände
stufenweise einstellbar sind (Fig. 4).
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zui Entzerrung eines mit Dämpfüngs- und Laufzeitverzerrungen
behafteten Ubertragungssystems, insbesondere eines Fernsprechkanals, die aus einer
Kettenschaltung von Teilentzerrern besteht, wobei ein Teilentzerrer eine übertragungsfunktion zweiten
Grades aufweist der Form
U1
O2P2 +
P2 + b
+ O0
+ b0
in = ίΩ,Ω =— ,οι = 2π/,m. = 2.-Γ /„, / = Frequenz.
f„ = beliebige normierende Frequenz, a0, «,, a2, />,,.
b, = frequenzunabhängige Koeffizienten) und in einer
bei aktiven Filtern an sich bekannten Weise au-Operationsverstärkern
besteht, die als Integrierer und/oder Summierer bzw. Umkehrstufen beschallet
sind und ein Vierpolnetzwerk bilden, dessen eine Eingags- und Ausgangsklemme auf Bezugspotential
liegen und bei dem zwischen Vierpoleingang und -Ausgang ein Bewertungswiderstand für den Koeffizienten
«ο· ein erster Summenintegrierer. ein zweiter
Summenintegrierer und ein erster Summierer in Kette geschaltet sind, ferner der Vierpoleingang einerseits
nach widerstandsmäßiger Bewertung mit dem Koeffizienten a2 mit dem Summiereingang des ersten Summierers
verbunden ist und vom Vierpoleingang andererseits ein mit dem Koeffizienten α, bewerteter Zweig
zum Eingang des zweiten Summenintegrierers führt, und bei dem von Vierpolausgang ein erster mit dem
Koeffizienten bQ bewerteter Rückkopplungszweig zum
Eingang des ersten Summenintegrierers und ein
zweiter, mit dem Koeffizienten b% bewerteter und eine
vorzeichenumkehrende Stufe enthaltender Rückkopplungszweig zum Eingang des zweiten Summenintegrierers
fuhrt.
Derartige Entzerrer werden beispielsweise dann benötigt, wenn man einen nur für die Übermittlung
von Sprache ausgelegten Kanal auch für die schnelle übertragung von Daten benutzen will.
Bekannte einstellbare Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer sind aus Teilentzerrern aufgebaut, die aus
Spulen und/oder Übertragern, Kondensatoren und Widerständen bestehen und auch aktive Elemente
enthalten können und die durch aktive Trennstufen voneinander entkoppelt sind. Sie haben eine gegenseitige
Abhängigkeit zwischen Dämpfungs- und Laufzeiteinstellung, wobei insbesondere störend ist, daß die
Dämpfungseinstellung unerwünschte Laufzeitverzerrungen hervorruft, die ihrerseits wieder ausgeglichen
werden müssen.
_ Aus der deutschen Patentschrift 1 302 059 ist ein tntzerrer mit entkoppelten, aus passiven Brückenschaltungen
bestehenden Teilentzerrern bekannt, bei denen Dämpfung und Laufzeit an getrennten Stufenschaltern
einstellbar sind und bei denen die Einstellung der Maximaldämpfung aM von der Einstellung der
Laufzeit unabhängig ist. Die Veränderung der Laufzeit mit der Dämpfungseinstellung läßt sich bei diesem
bekannten Entzerrer durch eine abschließende Korrektureinstellung
der Laufzeit weitgehend kompensieren. Die Dämpfung wird dort über die Anzapfungen eines
Übertragers, die Frequenz an einerr Kondensator und die Laufzeit an zwei gekoppelt einstellbaren Widerständen
eingestellt.
Ähnlich dem aus der deutschen Patentschrift 1 302 059 bekannten Entzerrer haben auch die anderen
bekannten einstellbaren Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer die Nachteile, daß sie als frequenzbestimmende
Elemente Kondensatoren und Spulen benötigen, womit insbesondere wegen der letzteren beträchtliche
Herstellungskosten, Gewicht und Raumbedarf verbunden sind Durch die Spulen wird auch der
Pegelbereich, in welchem ein Entzerrer linear arbeitet stark eingeengt. Neben der Einstellung der Frequenz
durch Spulen bzw. Kondensatoren erfordert bei den bekannten Dämpfungs- und Laufzeitentzerrern die
Einstellung mindestens einer der Größen Dämpfung oder Laufzeit im allgemeinen eine gekoppelte Einstellung
verschiedener Schaltelemente, was einen beträchtlichen Aufwand an Bauelementen und an Schaltern
bedingt.
Daneben ist aus der Zeitschrift »Electronics« vom 17. Februar 1969. S. 100 bis 105 (unter dem Titei
»Active filters: part 7. Analog blocks ensure stable design«) eine Filterschallung bekannt, in der ausschließlich
mit Bausteinen der analogen Rechentechnik eine übertragungsfunktion zweiten Grades
realisiert wird und die ein Minimal-i'hasennet/werk
(<i, > 0) darstellt.
Der Erfindung liegt, ausgehend von der uMgenannlcn
bekannten Filterschaltung, die Aufgabe zugrunde, einen ohne Spulen auskommenden Dämpfungs- und
Laufzeitentzerrer (a, < 0) zu schaffen, bei dem Dämpfung,
Laufzeit und Fiequenz ohne Kopplung der hm
Stellungen einzelner Llemenle je an einem besonderen
Widerstand einstellbar sind, und bei dem Einstellungen
einzelner Größen möglichst wenig Einfluß auf die
anderen Größen ausüben.
Die Erfindung löst diese Aufgabe nut dem im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mit teln. Unter Vermeidung von Spulen und bei gelingst
möglichem Aufwand au Energiespeichern (zwei fest« Kondensatoren) lassen sich dabei sämtliche Einstel
lungen (Dämpfung, Laufzeit, Frequenz) an separater ohmschen Widerständen vornehmen, und der gegen
seitige Einfluß der Einstellung der Laufzeit auf di< Dämpfung und umgekehrt ist beträchtlich geringei
als bei jedem bekannten Entzerrer. Dies vereinfach
ίο die praktische Durchführung einer Dämpfungs- unc
Laufzeitentzerrung wesentlich. Erfindungsgemäß< Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer lassen sich, di
sie veränderbare ohmsche Widerstände als Einstell mittel verwenden und daneben nur geringen Aufwanc
benötigen, sehr preisgünstig und dennoch präzis« realisieren. Es ist sogar möglich, ganze Teilentzerrei
mit Ausnahme der Einstellelemente und eventuel der Kondensatoren in integrierter Schaltungstechnik
herzustellen.
Zur Einstellung negativer Dämpfungen benötigte Bereiche oder Stufen des Spannungsteilers lassen sich
durch Anwendung der im Anspruch 2 angegebener Mittel einsparen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfi tu lung mit praktisch wechselwirkungsfreien Einstellungen
ergibt sich mit den im Anspruch 3 offenbarten Mitteln. Hierbei hängen die eingestellte Dämpfung aM
und die Laufzeit T0 bei der Entzerrer-Nennfrequenz i\
überhaupt nicht mehr voneinander ab. Die Flanker der Laufzeitkurve über der Frequenz ändern ihrer
Verlauf mit der Dämpfungseinstellung nur in einem für die Praxis meist vernachlässigbaren Maße, wobtii
die Fläche zwischen der Frequenzachse und der Laufzeitkurve
ebenso konstant bleibt, wie die Steigung dei Gruppeneinlaufzeitkurve bei der Frequenz ß0 (vergleiche
F i g. 6).
Dadurch reduziert sich der Arbeitsaufwand bei der praktischen Durchführung einer Dämpfungsund
Laufzeitentzerrung auf ein Minimum, und sie kann im Gegensatz zur bisher üblichen Praxis innerhalb
kurzer Zeit ohne weiteres auch von unerfahrenen Hilfskräften unter Beobachtung eines oszillografischen
Bildes der Dämpfungs- und Laufzeitkurven des zu entzerrenden Systems vorgenommen werden.
Eine genaue Reproduzierbarkeit der Entzerrer-Einstellung ergibt sich, wenn der Spannungsteiler
und die Frequenz- und Laufzeiteinstellwiderstände stufenweise einstellbar ausgebildet
werden. Dasselbe gilt auch für Entzerrer, deren Widerstände über Lotbrücken einschallbar sind oder in die
einzelne Widerstände einlotbar sind. Bei solchen Entzerrern mag es auch sinnvoll sein, ihre Einstellung;
durch Rechnung aus einer gemessenen Tabelle dei Dämpfungs- und Laufzeitverzerrungen der zu ent-
.vs zerrenden Übertragungsstrecke über ein Rechenprogramm
zu ermitteln. Die Reproduzierbarkeit der Ein Stellungen erlaubt es ferner, defekte Entzerrer ohne
N '-uabglcicli der Leitung durch andere zu ersetzen
Uie Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweiei
Alisführungsbeispiele schematisch dargestellt. Hierbei zeigt
Hg. 1 ein Blockschaltbild eines· ersten Ausführungsbeispicles,
Y i g. 2 ein detaillierteres Sehaltbild der in F i g. 1
dargestellten Anordnung,
F i g. 3 einen Teil eines Blockschaltbildes, welcher be>m zweiten Ausführungsbeispiel den gestrichelt
umrahmten I eil in F 1 g. 1 ersetzt,
Fig. 4 ein detaillierteres Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispieles,
F i g. 5 frequenzabhängige Dämpfungskurven a (U),
die füi alle Ausführungsbeispiele typisch sind,
Fig. 6 eine frequenzabhängige Gruppenlaufzeitkurve T (Ω), die für alle Ausführungsbeispiele typisch
ist, mit der Tangente in Τ(Ω0) und der Laufzeitfläche
F,
Fig. 7 ein Schaubild der bei einigen bekannten
Anordnungen auftretenden Abhängigkeit der Gruppenlaufzeit T (Ω) von der Dämpfung mit der eingestellten
maximalen Dämpfung aM als Parameter,
F i g. 8 zum Vergleich zu F i g. 7 ein Schaubild eines bekannten Entzerrers mit bisher kleinstmöglicher
Abhängigkeit der Laufzeit von der Dämpfungseinstellung und
F ι g. 9 ein zum zweiien Ausführungsbeispicl gehöriges
Schaubild der Gruppenlaufzeitkurven mit denselben Dämpfungsparametern wie in F i g. 7 und 8.
Das erste Ausführungsbeispiel zeigt einen ein Vierpolnetzwerk bildenden Teilentzerrer, an dessen Vierpoleingang
1 eine Eingangsspannung U1 liegt und an dessen Vierpolausgang 2 eine Ausgangsspannung
U2 auftritt, beide gegenüber auf Erdpotential
liegenden Bezugsklemmen. Zwischen Vierpoleingang 1 und Vierpolausgang 2 ist ein Bewertungswiderstand 3
(Rj1) Tür den Koeffizienten <z0, ein erster Summenintegrierer4,
ein Bewertungswiderstand R14, ein zweiter
Summenintegrierer 5, ein Bewertungswiderstand Rn11
und ein erster Summierer 6 in Kette geschaltet. Ferner ist der Vierpoleingang 1 über einen Bewertungswiderstand
7 (R7) für den Koeffizienten a2 mit dem Summiereingang
des ersten Summierers 6 verbunden, und über einen Bewertungswiderstand 11 (Rn) ur|d einen
dazu in Reihe geschalteten Laufzeit-Einstellwiderstand 13 (Rn] mit dem Eingang des zweiten Summenintegnerers
5. Vom Vierpolausgang führt ein erster, einen Bewertungswiderstand 8 (R8) für den Koeffizienten
b0 enthaltender Rückkopplungszweig zum Eingang des ersten Summenintegrierers 4 und ein zweiter
Rückkopplungszweig, der eine Vorzeichen umkehren de Stufe 10 und einen Bewertungswiderstand 9 [Rq) enthält,
zu dem Laufzeit-Einstellwiderstand 13 (Ri3).
Dabei sind die Bewertungswiderstände 9 (R9) und !1
(Rn) die Teilwiderstände eines einstellbaren Spannungsteilers
15, zwischen dessen Abgriff und den Eingang des zweiten Summenintegrierers 5 der Laufzeit-Einstellwiderstand
13 (R13) geschaltet ist. Die letzteren drei Widerstände bewerten die Koeffizienten
O1 und &!-
Die Summenintegrierer 4, 5 bzw. der Summierer 6 und die vorzeichenumkehrende Stufe 10 sind durch
Operationsverstärker realisiert, die invertierend wirken, eine sehr hohe innere Verstärkung haben und
deren Funktion durch entsprechende Gegenkopplung bestimmt wird. Die Summenintegrierer 4, 5 enthalten
hierzu je eine Gegenkopplungskapazität C4, C5 und
der Summierer 6 bzw. die vorzeichenumkehrende Stufe 10 je einen ohmschen Gegenkopplungswiderstand
R(, bzw. R10-
Dabei ist für das übertragungsverhalten der einzelnen
Analogbausteine 4, 5, 6, 10 bezüglich ihrer jeweiligen Eingangsspannungen das negative Verhältnis
ίο aus der Gegenkopplungsimpedanz R9 zu dem Wert
des dem Bausteineingang vorgeschalteten Bewertungswiderstandes R1, verantwortlich. Dieses Verhältnis ist
bei einem Summierer gleich dem jeweiligen (in Fig. 1 und 3 notierten) Bewertungs-Koeffizienten.
Wo dessen Angabe in F i g. 1 und 3 fehlt, ist er 1. Die vorzeichenumkehrende Stufe 10 soll das ihr anliegende
Signa! z.B. mit der Zahl» — !« bewerten., daher ist ein ihr vorgeschalteter Bewertungswiderstand R10,.
gleich dem Gegenkopplungswidersland R10 des Umkehrers,
über verschiedene Zweige, d. h. auch verschiedene Bewertungswiderstände an einen Analogbaustein-Eingang
herangeführte Signale addieren sich linear mit durch die Bewertungskoeffizienten gegebenen
Gewichten. Letztere sind den Bewertungswiderständen umgekehri proportional.
Die Teilentzerrer beider Ausführungsbeispielc haben die in Gleichung (1) angegebene übertragungsfunktion
zweiten Grades, wobei α, < 0 ist. Macht man hierbei a2 = 1 und a0 = b0, so ergibt sich aus der
übertragungsfunktion in bekannter Weise die maximale bzw. minimale Dämpfung aM der zugehörigen
Dämpfungskurve zu
aM = In
sie tritt auf bei der normierten Nennfrequenz
40
—ο γ ·
">n
h
Aus der Gruppenlaufzeit iGr (.Q) errechnet sich die
normierte Gruppenlaufzeit T (Ω) = ιι>ηΐα,(Ω) bei der
Frequenz Q0 zu
45
ein Wert, welcher im allgemeinen nur wenig vom Maximum der Gruppenlaufzeitkurve abweicht.
Die übertragungsfunktion des ersten Ausführungsbeispiels lautet mit den Elementen der Schaltung in
F i g. 2 und mit a2 = 1, O0 = b0, also R5 = R7 und
R3 = R8 wie folgt:
P2-
K6
_ „ „ / 1 1 1\ „
>„CsRlaRn( P-+-P-+-5-)·K13
>„CsRlaRn( P-+-P-+-5-)·K13
\i<13 K9 KnJ
• P + fio
Ά.
V1
P2+-
-•p + ßg
Zur Einstellung der Dämpfung dient der Spannungsteiler 15, dessen Teilerverhältnis zur Basis e logarithmiert
die maximale bzw. minimale Dämpfung aM des
Teilentzerrers ergibt, denn mit (1), (2) und (5) ist
(7)
Für die maximumsnahe Laufzeit T0 gilt mit (4)
und (5):
IO y„„C5«7„(«9 + «1.) Λ , «9 + «11 „ \ ,o.
= I «o
(9)
die nach Gleichung (3) normierte Nennfrequenz, für welche die Dämpfung ihr Maximum bzw. Minimum
und die Gruppenlaufzeit in der praktischen Dimensionierung der Schaltung annähernd ihr Maximum
erreicht.
Beim ersten Ausfiihrungsbeispie! kann die vorzeichenumkehrende
Stufe 10 eingespart werden, wenn als erster Summierer 6 ein solcher verwendet wird, der
einen zusätzlichen gegenphasigen Ausgang besitzt. Von diesem Ausgang müßte dann der mit b, bewertete
Rückkopplungszweig ausgehen.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen die mit Bezugszahlen oder Widerstandsindizes der Ziffern
21 Ms 34 bezeichneten Elemente den mit ! bis 14 bezifferten Elementen des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Frequenzeinstellung erfolgt gleich wie dort. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom
ersten dadurch, daß die vorzeichenumkehrende Stufe des mit dem Koeffizienten bt bewerteten Rückkopplungszweiges
ein zweiter Summierer 30 ist, zu dessen Eingang zusätzlich der vom Vierpoleingang 21 ausgehende
und mit dem Koeffizienten α, bewertete Zweig führt, in welchen jetzt eine Umkehrstufe 12
eingefügt ist. Der Eingang des zweiten Summierers 30 liegt dabei am Abgriff des zur Bewertung mit den
Koeffizienten α, und b, dienenden einstellbaren Spannungsteiler
35, dessen Speiseklemmen über einen Umpolschalter 36 mit dem Ausgang der Umkehrstufe 12
bzw. mit dem Vierpolausgang 22 umpolbar verbunden sind. Zur Laufzeiteinstellung dient ein Widerstand R33
im Zuge der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Summierer 30 und dem zweiten Summenintegrierer
25.
Der Spannungsteiler 35 ist ebenso wie die Laufzeit- und Frequenzeinstellwiderstände R33 und R34 in Stufen
einstellbar ausgeführt, so daß sich Einstellungen jederzeit genau reproduzieren lassen. Der Umpol-
schalter 36 spart hierbei diejenigen Widerstandsstufen
ein, welche ohne Umpoler zur Einstellung von Dämpfungen anderen Vorzeichens benötigt würden (s. unten
Gleichung (15).
Die Koeffizienten der Übertragungsfunktion (I) hängen von den Elementen der Schlatung in F i g. 4
bei R12 = R120 und bei a2 = 1, a0 = b0, also R27 ·
«27 = «26- «23 = «28 wie folgt ab:
«7(,«Λ
Die maximale bzw. minimale Dämpfung aM ist
nach (7) von der Einstellung der Laufzeit am Einstellwiderstand 13(R13) unabhängig.
Die Abhängigkeit der Laufzeit- von der Dämpfungsciiistellung
beim ersten Ausführungsbeispie! wird weiter unten diskutiert.
Zur Verschiebung der Dämpfungs- und Laufzeit-Charakteristiken
über der Frequenz (Frequenzeinstellung) ist ein im Zuge der Verbindungsleitung zwischen erstem
und zweitem Summenintegrierer (4 und 5) benötigter Bewertungswiderstand R14 verstellbar ausgeführt,
was in der Wirkung eine gekoppelte Verstellung der Bewertungswiderstände R3 und R8 für die
Koeffizienten a0 und b0 ersetzt. Wegen der Annahme
a, = —
ft, =
O0 = I)0 = ül =■■
27ο
,Λ
RlA R-I
«27a "'n C2 5 «33 («29)
«2
23
(10)
(Π)
(12)
Die maximale bzw. minimale Dämpfung ist damit nach (2):
(13)
und nach (4) gilt für die Laufzeit
= 2 *ψψ>.
T0 = 2
K2
(R29 + R31) . (R33). (14)
Die maximale bzw. minimale Dämpfung hängt gemäß Gleichung (13) ausschließlich vom Teilverhältnis
des Spannungsteilers 35 ab. Ist dessen Gesr.mtwiderstand Rgts und ist R29 = χ ■ RiMund R31 = (1 — x)
Recs, so ist das Dämpfungsmaximum bzw. Minimum
= In
(15)
Bei Bedarf kann der Teilentzerrer auch als Minimalphasennetzweirk
eingesetzt werden, wenn man den Umkehrer 12 entfernt.
Die Dämpfung und die Gruppenlaufzeit der Teilentzerrer aller Ausführungsbeispiele weisen eine g!okkenförmige
Gestalt auf (F i g. 5 und 6), wobei die Dämpfung auch negative Werte annehmen kann.
Bei der Entzerrung eines Kanals wird jeweils (bei Nullstellung der Dämpfung) zuerst die Gruppenlaufzeit
abgeglichen, wobei die Summe der einzelnen Laufzeitkurven den komplementären Verlauf der Laufzeitverzerrung
des Übertragungskanals approximieren muß. Bei diesem Abgleichvorgang tritt keine zusätzliche
Dämpfungsverzerrung durch den Entzerrer auf (AIl-
paßverhalten). Für den nun folgenden Dämpfungsabgleich, der sich vom Laufzeitabgleich im wesentlichen
nur dadurch unterscheidet, daß auch negative Dämpfungswerte einstellbar sind, ist es wichtig, daß der
bereits erfolgte Laufzeitabgleich möglichst wenig be-
einflußt wird.
Würde man beim zweiten Ausführungsbeispiel die Bewertungswiderstände für die Koeffizienten α, und ft,
als getrennte Widerstände ausbilden und die Dämpfungseinstellung nur an einem von ihnen, z. B. am Be-
Wertungswiderstand R3, vornehmen, und verstellte man die maximale Dämpfung von aM = — 1 Np bis
aM ■ = +1 Np in Schlitten von 0,1 Np, so erhielte man
bei fest eingestellter Laufzeit für jede Dämpfungsein-
309510/3«
stellung eine Kurve aus der in Fig. 7 dargestellten
Kurvenschar der Gruppenlaufzeit über der Frequenz. Dort wurde T (U0) = 20 fest gewählt. Einige bekannte
Dämpfungs- und Laufzeitentzerrer, welche mit LC-Kreisen arbeiten, weisen eine solche Abhängigkeit
zwischen Dämpfungs- und Laufzeiteinstellung auf.
Ein anderer, bekannter Entzerrer hat eine dadurch verrringerte Abhängigkeit der Laufzeil- von der
Dämpfungseinstellung, daß bei der Dämpfungseinstellung der Quotient - aus Gleichung (2) derart
a\
geändert wird, daß (—α, + bt) konstant bleibt. Eine
analog F i g. 7 gewonnene Kurvenschar der Gruppenlaufzeit dieses bekannten Entzerrers zeigt zum Vergleich
F i g. 8.
Ein Teilentzerrer nach dem ersten Ausfuhrungsbeispiel hat indessen eine noch geringere Abhängigkeit
der Laufzeit- von der Dämpfungseinstellung als der in dieser Hinsicht günstigste unter den bekannten
Entzerrern nach Fig. 8: Die Laufzeit T0 bei der Fntzerrer-Nennfrequenz
hängt, wie Gleichung (7) und (8) andeuten, um so weniger von der am Spannungsteiler
15 eingestellten Dämpfung ab, je kleiner T0 an R13 eingestellt ist, und je kleiner der Leitwert einer aus
den Teilwiderständen des Spannungsteilers gebildeten Parallelschaltung ist, also je größer der Gesamt widerstand
des Spannungsteilers 15 dimensioniert ist. Aus Gleichung (8) ist ebenfalls ersichtlich, daß je nach der
Dimensionierung des konstanten Gesamtwiderslandes R9 + Rn des Spannungsteiler 15 bei der Laufzeiteinstellung
eine minimale Laufzeit T0 „„■„ ~ R9 + Ru
nicht unterschritten werden kann, d. h., diese Dimensionierung bestimmt die einstellbare Mindestlaufzeit.
Doch selbst bei beliebig kleinem Wert von R9 + Rn
und bei beliebig großer Laufzeit T0 erreicht die Abhängigkeit
der Laufzeit von der Dämpfung des Teilentzcrrers höchstens die der Kurvenschar in Fig. 8.
Demgegenüber stellt das zweite Ausfiihrungsbeispiel einen Teilentzerrer dar mit noch beträchtlich
weitergehender Unabhängigkeit zwischen Dämpfungsund Laufzeiteinstellungen, die durch Fig. 9 veranschaulicht
wird. Die dort dargestellte Gruppenlaufzeit-Kurvenschar gilt für gleiche Dämpfungseinstellungen
wie in den F i g. 7 und 8, also Tür einen Bereich von aM = ±1 Np.
Beim zweiten Ausfiihrungsbeispiel wird bei der Dämpfungseinstellung mit Hilfe des Spannungsteilers
35 der Quotient ' aus Gleichung (2) derart geändert,
daß in Gleichung (4) der Klammerausdruck
( + τ·· J = k
\ ai "1 /
\ ai "1 /
konstant
(16)
ist.
Aus Gleichung (4) ist ersichtlich, daß sich unter dieser
Voraussetzung (16) die maximumsnahe Gruppenlaufzeit Tv mit der Dämpfungseinstellung überhaupt
nicht ändert (wie sich zeigen läßt.ändert sich ebenso-
>o wenig die Steigung der Gruppenlaufzeit irn Punkt 7J1).
Daß sich daneben nur noch die Flanken der Gruppenlaufzeitkurven praktisch vernachlässigbar wenig mit
der Dämpfungseinstellung in ihrer Steilheit ändern, und zwar so, daß die Fläche F zwischen der Frequenzachse
und der Laufzeitkurve exakt konstant bleibt, veranschaulicht Fig. 9. Die Bedingung (16) erfordert
wegen Gleichung (10) und (11) in Verbindung mit (14).
daß die Summe der Bewertungswiderstände R2,, und
R31 für die Koeffizienten«, und bx konstant bleibt.
I .etzteres ist durch die beschriebene Realisierung dieser Bewertungswiderstände mittels des Spannungsteilers
35 gewährleistet.
Zur Einstellung der Laufzeit wird beim zweiten Ausführungsbeispiel ebenso wie beim ersten über den
einstellbaren Bewertungswiderstand (Laufzeiteinstellwiderstand) R33 der gesamte Klammerausdruck in
Gleichung (4), nicht aber das Verhältnis δ,/α, in Gleichung
(1) verändert, so daß die Dämpfung aM von der
Laufzcitcinstellung nicht beeinflußt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
2990
Claims (1)
1. Schaltungsanordnung zur Entzerrung eines mit Dämpfüngs- und Laufzeitverzerrungen behafteten
Ubertragungssystems, insbesondere eines Fernsprechkanals, die aus einer Kettenschaltung
von Teilentzerrern besteht, wobei ein Teilentzerrer eine Übertragungsfunktion zweiten Grades
aufweist der Form
Priority Applications (6)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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