DE2338959C2 - Selective branch circuit - Google Patents

Description

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Die Erfindung befaßt sich mit einer selektiven Abzweigschaltung mit stufenlos einstellbarer Abzweigdämpfung. The invention is concerned with a selective branch circuit with continuously adjustable branch attenuation.

Solche Abzweigschaltungen werden benutzt, um zum Beispiel Pilotfrequenzen oder schmale Frequenzbänder, die in Nachrichtensystemen zu Regel- und Überwachungszwecken mit übertragen werden, vom Nachrichtenband zur Weiterverarbeitung zu trennen.Such branch circuits are used, for example, to generate pilot frequencies or narrow frequency bands, which are also transmitted in message systems for control and monitoring purposes, from the message tape to separate for further processing.

Es ist schon bekannt, eine derartige Schaltung mit Potentiometern zu verwirklichen (DE-AS 17 66 934). Als Erläuterung dazu dient Fig. 1. Die gewünschte Frequenz wird durch den Reihenkreis L\, Q ausgesiebt und die Ausgangsspannung an Ra mit Hilfe des Potentiometers P eingestellt. Über Z' gelangt das Nachrichtenband an nachgeschaltete Geräte mit dem Eingangswiderstand Z Die Entkoppelung der Ausgänge, das heißt die Dämpfung zwischen dem Abzweigausgang und dem Hauptsignalausgang soll möglichst groß sein. Das wird in diesem Fall erreicht durch einen s hr kleinen Innenwiderstand der speisenden Quelle.It is already known to implement such a circuit with potentiometers (DE-AS 17 66 934). As an illustration, Fig. 1. The desired frequency is filtered out by the series circuit L \, Q and set the output voltage at Ra using the potentiometer P is used. Via Z ' , the message band reaches downstream devices with input resistance Z. The decoupling of the outputs, i.e. the attenuation between the branch output and the main signal output, should be as large as possible. This is achieved in this case by a very small internal resistance of the feeding source.

Bei dieser Schaltung ergibt sich, daß zwar die eingestellte Resonanzfrequenz konstant bleibt, daß aber die Bandbreite und Innenwiderstand der Abzweigschaltung von der Potentiometereinstellung abhängig sind. Dazu kommt noch, daß Potentiometer im Dauerbetrieb wegen der Kontaktprobleme unzuverlässig sind.With this circuit it is found that the set resonance frequency remains constant, but that the bandwidth and internal resistance of the branch circuit are dependent on the potentiometer setting. In addition, potentiometers are unreliable in continuous operation because of contact problems.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Abzweigschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Resonanzfrequenz, Bandbreite und Innenwiderstand unabhängig von der eingestellten Abzweigdämpfung sind und die zuverlässig arbeitet.The object of the invention is to provide a branch circuit of the type mentioned at the beginning, their resonance frequency, bandwidth and internal resistance independent of the branch attenuation set and that works reliably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Ausgang einer Signalquelle mit einem Innenwiderstand nahe Null der eine Stator eines Differentialkondensators gelegt ist, dessen anderer Stator an Masse liegt und daß der Rotor mit dem Abzweigausgang über die Reihenschaltung einer Spule, deren Wert sich aus der gewünschten Resonanzfrequenz und der Gesamtkapazität des Differentialdrehkondensators errechnet, und eines Widerstandes, der ungefähr gleich dem gewünschten Wellenwiderstand des Abzweigausganges ist, verbunden istThis object is achieved in that at the output of a signal source with a Internal resistance close to zero of one stator of a differential capacitor and the other Stator is connected to earth and that the rotor with the branch output via the series connection of a coil, the value of which results from the desired resonance frequency and the total capacitance of the differential variable capacitor calculated, and a resistance that is approximately equal to the desired wave resistance of the branch output is connected

Eine oder beide Teilkapazitäten des Differentialdrehkondensators können durch Parallelschalten von Kondensatoren vergrößert werden.One or both partial capacities of the differential variable capacitor can be increased by connecting capacitors in parallel.

Durch Querschalten eines Kondensators zum Abzweigausgang (CQ) kann eine Transformation des Ausgangswiderstandes vorgenommen werden.The output resistance can be transformed by connecting a capacitor across to the branch output (CQ).

Ein Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung zeigt F i g. 2.An embodiment of the circuit according to the invention is shown in FIG. 2.

Die Signalquelle mit einem Innenwiderstand nahe Null ist hierbei ein Verstärker V. An dessen Ausgang ist einmal über den Widerstand Z' ein nachfolgendes breitbandiges Gerät mit dem Eingangswiderstand Z angeschlossen und zum zweiten die Abzweigschaltung nach der Erfindung. Durch den Drehkondensator Cund die Induktivität L wird die gewünschte Frequenz ausgesiebt und dann über den Widerstand Z" an den Abzweigausgang geführt. Die weiterverarbeitende Einrichtung (Meß- oder sonstige Auswertung) hat einen Eingangswiderstand Z = Ra. Der Innenwiderstand des Abzweigausgangs wird im wesentlichen bestimmt durch den Widerstand Z". The signal source with an internal resistance close to zero is in this case an amplifier V. At its output a subsequent broadband device with the input resistance Z is connected on the one hand via the resistor Z ' and on the other hand the branch circuit according to the invention. The desired frequency is filtered out through the variable capacitor C and the inductance L and then fed to the branch output via the resistor Z " . The further processing device (measuring or other evaluation) has an input resistance Z = Ra. The internal resistance of the branch output is essentially determined by the resistance Z ".

Die Resonanzfrequenz f ist gegeben durch die Gesamtkapazität des Differentialdrehkondensators C und ist unabhängig ve ι Jer Einsteilung des Kondensators C, was folgende Rechnung zeigt.The resonant frequency f is given by the total capacitance of variable capacitor C differential and is independent ve ι Jer one division of the capacitor C, which indicates the following calculation.

Fig.3a gibt eine Ersatzschaltung wieder mit den wesentlichen Elementen der Abzweigschaltung gemäß Fig.2. Die Stator-Rotor Kapazität im oberen Zweig des Differentialdrehkondensators ist dabei mit Cl und die Stator-Rotor Kapazität im unteren Zweig ist mit C2 bezeichnet Bei einem Differentialdrehkondensator ist die Summe der beiden Stator-Rotor Kapazitäten (Teilkapazitäten) konstant [0, + C₂ = C]. In Reihe zur Induktivität L, die aus Fig.2 dirvürt übertragen wurde, sind im Widerstand R die Widerstände Z" und Z zusammengefaßt. Der nur eine Transformation des Ausgangswiderstands bewirkende Kondensator CQ ist in Fig.3a nicht berücksichtigt. Das Eingangssignal für die Abzweigschaltung ist durch die Quellenspannung E gegeben. Zur Vereinfachung der Rechnung, die den Nachweis erbringen soll, daß die Resonanzfrequenz f nur von der Summe der beiden Stator-Rotor Kapazitäten Ci + Ci= C abhängt, wird die Ersatzschaltung aus Fig.3a in eine äquivalente Ersatzschaltung umgewandelt, welche in Fig.3b dargestellt ist.FIG. 3a shows an equivalent circuit with the essential elements of the branch circuit according to FIG. The stator-rotor capacity in the upper branch of the differential variable capacitor is with Cl and the stator-rotor capacity in the lower branch is C2 denotes the case of a differential variable capacitor is the sum of the two stator-rotor capacities (capacitances) constant [0, + C ₂ = C]. In series to the inductance L, which was transferred from Fig.2 dirvürt, the resistors Z "and Z are summarized in the resistance R. The only a transformation of the output resistor causing capacitor CQ is not taken into account in 3a. The input signal to the branch circuit is given by the source voltage E. To simplify the calculation, which is intended to provide evidence that the resonance frequency f only depends on the sum of the two stator-rotor capacitances Ci + Ci = C , the equivalent circuit from FIG , which is shown in Fig.3b.

Die Signalquelle mit der Quellenspanung Eist durch eine Stromquelle mit einem Quelstrom Ä> ersetzt. Für die Stromquelle liegen die beiden Stator-Rotor Kapazitäten C\ und Ci parallel.
An Hand der Knotenanalyse ergibt sich aus F i g. 3b:The signal source with the source voltage E is replaced by a current source with a source current Ä>. The two stator-rotor capacitances C \ and Ci are parallel for the power source.
On the basis of the nodal analysis, FIG. 3b:

Ψι-^Ε-ΨΨι- ^Ε -Ψ

C +JmRCC + JmRC

E _ RC V²LC - 1
Tl C\ ^J *>C1 E _ RC V ² LC - 1
Tl C \ ^J *> C1

Aus der Resonanzbedingung, das /2 ein Maximum werden muß, folgt, daßFrom the resonance condition that / 2 must be a maximum, it follows that

- - 11

<aCl<aCl

= 0= 0

und aß LC - 1 = 0 sein muß.
Das ergibtand ate LC - 1 = 0 must be.
That makes

Die Resonanzfrequenz ω ist also tatsächlich nur von der Summe C der Teilkapazitäten des Drehkondensators abhängig.The resonance frequency ω is actually only dependent on the sum C of the partial capacitances of the variable capacitor.

Ebenso kanu nachgewiesen werden, daß Reflexionsfaktor und Bandbreite des Abzweigs von der Summe der Teilkapazitäten, die Abzweigdämpfung jedoch vom Verhältnis der Abzweigkapazitäten abhängig sind.It can also be demonstrated that the reflection factor and bandwidth of the branch from the sum of the partial capacities, but the branch loss from Relationship of the branch capacities are dependent.

Da keine Schleifkontakte verwendet werden, wie bei Potentiometern, treten auch dtreii Protiierfi-.· u-.:'i& tiichr auf.
Eine ausgeführte Schaltung mi· den Werten·Since no sliding contacts are used, as is the case with potentiometers, there are also three protiierfi-. · U-.:'i&tiichr .
An executed circuit with the values

!nnenwiderstand desinternal resistance of <1Ω<1Ω Vernärkers Ri Vernärkers Ri 1,8 - 7,5 pF1.8 - 7.5 pF Drehkondensator C Variable capacitor C 2,5 μΗ2.5 μΗ Spule LCoil L 75 Ω75 Ω Widerstand Z Resistance Z

brachte bei /"= 8,5MHz eine Entkopplungsdämpfung von > 40 dB, einen Reflexionsfaktor des Abzweigausgangs im interessierenden Frequenzbereich < 10% und einen Einstellbereich der Abzweigdämpfung von ± 3 dB, der mit Hilfe eines Zusatzkondensators von 3,9 pF (Czin Fig.2) Symmetrien wurde.brought a decoupling attenuation of> 40 dB at / "= 8.5MHz, a reflection factor of the branch output in the frequency range of interest <10% and an adjustment range of the branch attenuation of ± 3 dB, which with the help of an additional capacitor of 3.9 pF (Cz in Fig. 2) symmetries became.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Selektive Abzweigung mit stufenlos einstellbarer Abzweigdämpfung für eine Signalquelle (V) mit sehr kleinem Innenwiderstand, wobei sowohl der Hauptsignalausgang ais auch der Abzweigausgang über je einen Widerstand (Z' bzw. Z") etwa gleich dem Abschlußwiderstand des betreffenden Ausgangs an die Ausgangsklemmen angeschlossen sind, ι ο dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigausgang über die Serienschaltung einer Spule (L) und des Widerstandes (Z") an den Rotor eines Differentialdrehkondensators (C) gelegt ist, bei dem der eine Stator mit dem Ausgang der Signalquelle :s (V? und der andere Stator mit Masse verbunden ist, und daß der Induktivitätswert der Spule (L) aus der gewünschten Resoniiwirequenz, bei der ein Signal abgeleitet werden soll, und der Gesamtkapazität (C) des Differentialdrehkondensators errechnet ist1. Selective branching with continuously adjustable branching attenuation for a signal source (V) with very low internal resistance, whereby both the main signal output as well as the branching output are connected to the output terminals via a resistor (Z ' or Z ") approximately equal to the terminating resistance of the output concerned are, ι ο characterized in that the branch output is connected to the rotor of a differential variable capacitor (C) via the series connection of a coil (L) and the resistor (Z ") , in which the one stator with the output of the signal source: s (V and the other stator is connected to ground, and that the inductance value of the coil (L) is calculated from the desired resonance frequency at which a signal is to be derived and the total capacitance (C) of the differential variable capacitor 2. Selekdve Abzweigschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beiden Teilkapazitäten des Differentialdrehkondensators Festkondensatoren (Cz) parallelgeschaltet sind.2. Selekdve branch circuit according to claim 1, characterized in that one or both partial capacitances of the differential variable capacitor fixed capacitors (Cz) are connected in parallel. 3. Selektive Abzweigschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abzweigausgang eine Kapazität (CQ) zur Impedanztransformation parallelgeschaltet ist.3. Selective branch circuit according to claim 1 and 2, characterized in that the branch output is connected in parallel with a capacitance (CQ) for impedance transformation.