DE1952927B2 - Schaltungsanordnung zur regelung der daempfung einer leitung, insbesondere fernmeldeleitung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur regelung der daempfung einer leitung, insbesondere fernmeldeleitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Dämpfung einer erdsymmetrischen
Übertragungsleitung, insbesondere Fernmeldeleitung, mittels im Querzweig der Leitung liegender Transistoren
als Stellglieder.
Dämpfungsregelschaltungen werden beispielsweise bei der automatischen Verstärkerregelung, bei Echosperren
und bei Dynamikreglern benutzt. Im allgemeineu wird die Übertragungsdämpfung in solchen
Schaltungen mittels Stellgliedern geändert, die entweder längs oder quer im Übertragungsweg liegen und
deren Widerstände abhängig von Regelspannungen geändert werden können. Für diesen Zweck sind als
Stellglieder beispielsweise Thermistoren, Röhren oder Halbleiterelemente, wie Dioden oder Transistoren,
Eceienet.
Wenn Dioden oder Transistoren benutzt werden, so
ergibt sich das Problem, soweit wie möglich zu verhindern, daß. sich der übertragene Wechselstrom und
der Regelgleichstrom gegenseiüg beeinflussen. Zur Lösung dieses Problems wird bekanntlich die Dämpfungsregelschaltung von der übrigen Schaltung mittels
Kondensatoren oder Transformatoren galvanisch getrennt Diese Trennmittel sind jedoch räumlich groß und
sollten in integrierten oder miniaturisierten Schaltkreisen tunlichst nicht benutzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach dann, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art
zu schaffen, bei der solche räumlich großen Trennmittel nicht benutzt zu werden brauchen. Dies wird gemäß der
Erfindung dadurch erreicht, daß wenigstens zwei Transistoren als Steüglieder benutzt werden, deren
Emitter an je eine \der der Übertragungsleitung, deren miteinander verbundene Kollektoren an den einen Pol
einer Betriebsspannungsquelle und deren miteinander verbundene Basen an einen ein erstes Vergleichspotential
aufweisenden Schaltungspunkt angeschlossen sind, daß den Eminer-Basis-Strecken der Transistoren an den
Emittern gleiche Steuerströme von hochohmigen Stromquellen zugeführt werden, die durch zwei weitere
Transistoren gebildet sind, deren Kollektoren an je eine Ader de: Übertragungsleitung, deren miteinander
verbundene Basen an einen ein zweites Vergleichspotential aufweisenden Schaltungspunkt und deren mitein
ander verbundene Emitter an den einen Pol einer mit ihrem anderen Pol an den anderen Pol (Erde) der
Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Steuerspan nungsquelle angeschlossen sind.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine fundamentale Ausführungsform einer Dämpfungsregelschaltung gemäß der Erfindung,
Fig.2 eine zweite, bevorzugte Ausführungsform einer Dämpfungsregelschaltung gemäß der Erfindung.
In F i g. 1 ist die Dämpfungsregelschaltung zwischen einer Wechselstromquelle G und einem Lastwiderstand
Rl eingeschaltet. Diese Schaltung weist im wesentlichen einen Spannungsteiler aus Widerständen R\, R2, die in
Reihe mit dem Lastwiderstand Rl liegen, und ferner aus einem im Querzweig der Adern a, b der Übertragungsleitung
liegenden Stellglied auf, welches aus den Emitter-Basis-Strecken zweier Transistoren 7Ί, T2
gebildet ist. Falls der Innenwiderstand Ro der Wechselstromquelle G hoch sein Sollte, können die Widerstände
R\, R2 auch weggelassen werden. Der Widerstand des Stellgliedes wird dadurch veränderbar, daß den
Emittern der Transistoren Γι, Ti gleiche Steuergleichstrnme
/ι, /2 von zwei konstanten Stromquellen (hoher Impedanz) zugeführt werden.
Da die Steuergleichströme /1, /2 am Verbindungspunkt dreier Stromzweige, nämlich des die Wechselstromquelle
G enthaltenden Stromzweigs, des den Lastwidersland Ri enthaltenden Stromzweigs und des
über den Emitter der Transistoren Γι, Ti verlaufenden
Stromzweigs, zugeführt werden, fließt nur ein von der Größe der Widerstände in diesen drei Stromzweigen
abhängiger Teil des Gesamtstroms zu den Emittern der Transistoren. Es ist daher vorteilhaft, mit der erfindungsgemäßen
Anordnung zwischen verhältnismäßig hochohmigen Schaltungen zu arbeiten. Erforderlichenfalls
können transistorierte Trennverstärker zwischen der Wechselstromquelle G und der Dämpfungsregelschaltung
und zwischen dieser und dem Lastwiderstand Rr eingesetzt weiden, um hochohmige Abschlußwider-
stände für die Dämpfungsregelschaltung zu erreichen.
Der durch die Basis-Emitter-Strecke jedes Transi
stors 71 bzw. Ti gebildete Widersland Reb ist eine
Funktion des Emitterstroms Je und durch folgende allgemeine Transistorgleichung fegeben:
R - ' ίΚΤ\
RlH - J,Λ "ί~λ
worin K die Boltzmann-Konstante, 7'die Kristalltemperatur
und q die Elementarladung eines Elektrons ist.
Für Raumtemperatur gilt diese Gleichung unter der Voraussetzung, daß der Emitterstrom Jf in mA
gemessen wird, in folgender Form:
15
20
Die durch die Transistoren Ti, 7i in den Übertragungsweg
eingeführte Dämpfung ist somit eine Funktion der den Emittern zugeführten Ströme und
kann aus den Parametern Ro, R\, R2 und Ri. errechnet
werden.
Ein wesentliches Merkmal der Anordnung besteht darin, daß der Steuerstrom für jeden Transistor 71, Ti
einer Steuerstromquelle entnommen wird, die für den Wechselstrom einen hohen Innenwiderstand hat.
Dadurch wird vermieden, daß sich die übertragenen Wechselströme und die Steuerströme gegenseitig
beeinflussen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 2 gezeigt. Es eignet sich insbesondere für die automatische
Verstärkungsregelung. ^
Die Transistoren 71, 75 entsprechen den in F i g. 1
gezeigten. Sie erhalten ihr Kollektorpotential von einer Betriebsspannungsquelle Ke, mit deren positiven Pol sie
verbunden sind. Die miteinander verbundenen Basen dieser Transistoren sind an einen ein erstes Vergleichspotential
führenden Schaltungspunkt /Ί angeschlossen, der ein Abgriff eines aus Widerständen R\ Ra, R^
gebildeten und an die Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Spannungsteilers ist.
Die hochohmigen Steuerspannungsquellen sind durch 4S
zwei Transistoren 7X Ta verwirklicht, die als Gleichstromverstärker
in Basisgrundschaltung arbeiten. Die KolIektor-EmiUer-Strecken dieser Transistoren sind
mit denen der Transistoren 71, Ti in Reihe geschaltet; die Vorspannungspotentiale für die Transistoren 7*3, Ta
werden von einem ein zweites Vergleichspotential aufweisenden Schaltungspunkt ft bezogen, der ein
Abgriff an dem vorgenannten Spannungsteiler R3, Ra, Ri
ist. Die Größe des Kollektorstroms /ι bzw. Ji kann durch
die Größe des Steuerstroms Jc geändert werden. Dieser Strom Jc wird einem Widerstand Ri aufgeprägt, der in
Reihe mit einem Widerstand Rh im Emitterzweig der Transistoren 73, Ta liegt Auf diese Weise wird der Strom
Jc in den Steuerkreis dieser Transistoren eingeführt.
Bei der besonderen Anwendungsart der in F i g. 2 gezeigten Dämpfungsregelschaltung wird der Steuerstrom
Jc dadurch gewonnen, daß ein an die Adern a, b der Übertragungsleitung angeschlossener Verstärker 2
den Leitungswechselstrom verstärkt, der dann mittels eines Gleichrichters 1 gleichgerichtet wird. Ein dem
Widerstand Ri parallel liegender Kondensator C dient
zur Giättung der gleichgerichteten Spannung. Für vorgegebene Werte der Widerstände Ro, R\ und R2 wird
der gesamte Regelbereich der Dämpfungsregelschaltung durch die Wahl der Werte für die Widerstände /?3
bis R7 bestimmt. Auf diese Weise wird durch Andern der
Übertragungsdämpfung in Abhängigkeit von der Amplitude des zu übertragenden Wechselstroms eine
automatische Verstärkungsregelung erreicht.
Die Anordnung gemäß Fig.2 stellt ein Beispiel für
einen Presser dar, d. h. für eine Schaltungsanordnung, in der eine vorgegebene Änderung der Amplitude eines
Eingangssignals £eine kleinere Änderung der Amplitude
des Ausgangssignals A erzeugt. Es wird für wesentlich gehalten, daß die Dämpfungsregelschaltung
gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise dahingehend abgeändert werden kann, daß eine
entgegengesetzte Wirkung erzeugt wird; beispielsweise ist die Erfindung auch bei einem Dehner anwendbar,
d. h. bei einer solchen Schaltungsanordnung, in der eine vorgegebene Änderung der Amplitude des Eingangssignals
eine größere Änderung der Amplitude des Ausgangssignals erzeugt.
Es können auch komplementäre Transistoren anstelle der gezeigten npn-Transistoren benutzt werden, wobei
die richtige Polung der Betriebsspannungsquelle zu beachten ist.
Um die Symmetrie des Übertragungsweges gegenüber dem Null- oder Erdanschluß nicht zu stören, sollten
die Transistorpaare Γι, Τί und Γ3, Ta gleiche Kennlinien
aufweisen. Ein vorteilhafter Weg zur Erreichung dieser Forderung besteht in der Verwendung integrierter
Transistoreinheiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur Regelung der Dämpfung einer erdsymmetrischen Übertragungsleitung,
insbesondere Fernmeldeleitung, mittels im Querzweig der Leitung liegender Transistoren als
Stellglieder, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Transistoren (Ti, Ti) als Stellglieder
benutzt werden, deren Emitter an je eine Ader (a, b)
der Übertragungsleitung, deren miteinander verbundene Kollektoren an den einen Pol (+ Ve) einer
Betriebsspannungsquelle und: deren miteinander verbundene Basen an einen ein erstes Vergleichspotential aufweisenden Schaltungspunkt (P\) ange-
schlossen sind, daß den Emitter-Basis-Strecken der
Transistoren an den Emittern gleiche Steuerströme von hochohmigen Stromquellen zugeführt werden,
die durch zwei weitere Transistoren (Ti, Ti) gebildet
sind, deren Kollektoren an je eine Ader der Übertragungsleitung, deren miteinander verbundene
Basen an einen ein zweites Vergleichspotential aufweisenden Schaltungspunkt (Pi) und deren
miteinander verbundene Emitter an den einen Pol einer mit ihrem anderen Pol an den anderen Pol
(Erde) der Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Steuerspannungsquelle angeschlossen sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungsquelle aus
einem an die Adern (a, b) der Übertragungsleitung angeschlossenen Verstärker (2) und einem nachgeschalteten
Gleichrichter (1) gebildet ist, dessen Ausgang den Ausgang der Steuerspannungsquelle
darstellt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol der Steuerspannungsquelle
geerdet ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
und zweite Vergleichspotential an einem an die Betriebsspannungsquelle angeschlossenen Widerstandspannungrteiler(Ä},
Rt, Rs) abgenommen wird.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im
Emitterzweig der beiden weiteren Transistoren (Ti, Ta) zwei Widerstände (Rb, R?) angeordnet sind und
daß einem dieser Widerstände (Ri) die Steuerspannungsquelle
und ein Kondensator (C) parallel liegen.
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