DE2447930C3 - Echoentzerrer für breitbandige Nachrichtenübertragungssysteme - Google Patents

Description

Stand der Technik

Echoentzerrer für breitbandige Nachrichtenübertragungssysteme mit einer Verzögerungsleitung mit mehreren Abgriffen, die jeweils um einen einer halben Periode der oberen Grenzfrequenz des zu entzerrenden Signals entsprechenden Zeitunterschied τ gegeneinander versetzt sind, bei dem zu dem über einen Kondensator ausgekoppelten zu entzerrenden Signal um ganze Vielfache von τ verzögerte, den Anzapfungen der Verzögerungsleitung entnommene und mittels aus Differentialkondensatorbelägen und niederohmigen Eingangswiderständen gebildeter Spannungsteiler in ihrem Pegel ,eingestellte Echos vektoriell addiert oder subtrahiert werden, wobei darauf das so gewonnene Signal verstärkt und der durch die Verwendung der Spannungsteiler sich ergebende Frequenzgang entzerrt wird, sind aus der DT-AS 21 35 213 bekannt.

Bei Arbeiten an einem Echoentzerrer für ein Kanalträgerfrequenzsystem, das ein Nutzfrequenzband von 4 bis 60 MHz beansprucht, stellte sich heraus, daß ein solcher Echoentzerrer für diesen Frequenzbereich nicht mehr zu realisieren war.

Aufgabe und Lösung

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, einen Echoentzerrer anzugeben, der auch für so hohe Frequenzen enthaltende breite Frequenzbänder einsetzbar ist Die Lösung dieser Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 zu entnehmen.

Vorteile

Vorteile des erfindungsgemäßen Echoentzerrers sind darin zu sehen, daß sich einmal mit ihm eine ausreichend hohe Rauschdäpfung erzielen läßt, daß sich ferner für ihn ein für dieses Frequenzband üblicher rauscharmer Verstärker mit hinreichend großem Aussteuerbereich verwenden läßt und daß sich weiterhin auch die Fragen einer einwandfreien Addition und Subtraktion der einzelnen Echosignale technisch befriedigend lösen läßt

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nun an Hand eines Beispiels ausführlich beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 den aus der DT-AS 2135 213 bekannten Echoentzerrer, in
ίο F i g. 2 den erfindungsgemäßen Echoentzerrer.

Der in F i g. 1 dargestellte bekannte Echoentzerrer entspricht dem in Fig.2 der DT-AS 2135 213 gezeigten. Er enthält eine mit TDLl bezeichnete angezapfte Verzögerungsleitung, wobei die Verzögerungszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungen τ beträgt τ entspricht dabei der Dauer einer halben Periode der oberen Grenzfrequenz, des zu entzerrenden Signals. Das zu entzerrende Signal gelangt einmal über den Stiel und den einen Zinken

einer Gabelschaltung H an den Eingang der Verzögerungsleitung TDLi, deren Ausgang mit einem ihrem Wellenwiderstand Z entsprechenden Widerstand TR abgeschlossen ist. Den Anzapfungen der Verzögerungsleitung TDL1 werden um r, 2τ ... (π— 1)τ und ihrem Ausgang um η τ gegenüber dem Eingangssignal verzögerte Echosignale entnommen und dem Rotor je eines Differentialdrehkondensators Dl bis Dn zugeführt. Je ein Stator dieser Differentialdrehkondensatoren ist an einer Sammelschiene SL und die anderen an einer Sammelschiene DL angeschlossen, wobei SL an dem addierenden und DL an den subtrahierenden Eingang eines Summen-Differenz-Netzwerkes SDN angeschlossen sind. Vom anderen Zinken der Gabelschaltung H gelangt das zu entzerrende Signal über einen Kondensator C unverzögert an das Summen-Differenz-Netzwerk SDN, wo zu ihm die aus den Echosignalen der Sammelschiene SL und denen der Sammelschiene DL gebildete Differenz addiert wird. Die Gabelschaltung H verhindert dabei, daß über den Kondensator C die an den Sammelschienen SL und DL anliegenden Echos zurück an den Eingang der Verzögerungsleitung gelangen können.

Als Summen-Differenz-Netzwerk SDN wird im vorliegenden Fall ein Differentialübertrager Tl verwendet, durch den der gegen 0 gehende Eingangswiderstand des Verstärkers A1 eines nachgeschalteten Verstärker-Entzerrernetzwerkes AENi als Fußpunktwiderstand für die Differentialkondensatorbeläge zwischen der Sammelschiene SL bzw. DL und dem Schaltungsbezugspunkt (Masse) transformatorisch eingekoppelt wird. Die so als Reihenschaltung eines Kondensators mit einem wertmäßig kleinen Widerstand gebildeten Spannungsteiler weisen nicht nur einen hohen Teilungsfaktor auf, sie sind außerdem frequenzabhängig, so daß durch das nachgeschaltete Verstärker-Entzerrer-Netzwerk AENi nicht nur eine verhältnismäßig hohe Verstärkung erfolgen, sondern auch der durch die Spannungsteiler bewirkte Frequenzgang wieder beseitigt werden muß.

Beim dargestellten Beispiel erfolgt dieses dadurch, daß in den Gegenkopplungsweg eines Verstärkers ein entsprechend frequenzabhängiges Glied Ei in Form des Kondensators Cf eingeschaltet wird. Auch hier ist also ein an urd für sich linearer Verstärker .4 ! und ein frequenzabhängiges Entzerrungsglied E1 vorhanden.

Bei Arbeiten an einem Echoentzerrer für ein Nutzfrequenzband von 4 bis 60 MHz stellte sich heraus, daß dieser Echoentzerrer für diesen Frequenzbereich

nicht mehr realisierbar war. Ein Verstärker bei dem eine frequenzabhängige Parallelgegenkopplung auf den Eingang erfolgt, weist keinen konstanten Eingangswiderstand über einen weiten Frequenzbereich auf, sondern sein Eingangswiderstand ist selbst frequenzabhängig, im vorliegenden Fall steigt er mit abnehmender Frequenz an. Wenn auch an und für sich das hierdurch bedingte Verringern des Frequenzganges der Spannungsteiki erwünscht ist, da dann ja auch der Verstärker für die tiefen Frequenzen weniger Verstärkung benötigt, so erfordert ein Ansteigen des Verstärkereingangf.widerstandes mit fallender Frequenz Sammelschienen SL und DL, deren Wellenwiderstand im gleichen Sinne frequenzabhängig sind, damit nicht auf den Sammelschienen SL und DL durch Reflexionen unerwünschte Echos entstehen können, durch die dann eine einwandfreie Addition und Subtraktion der Echosignale nicht mehr möglich ist Solche Sammelschienen sind aber nicht zu realisieren.

Weiterhin stößt die Realisation eines so stark frequenzabhängig parallel gegengekoppelten Verstärkers mit zu tiefen Frequenzen ansteigender Verstärkung auf Schwierigkeiten, da bei so hohen Frequenzen infolge der unvermeidlichen Eigenkapazitäten und Eigeninduktivitäten der verwendeten Bauelemente und Schaltungsträger keine hinreichende Stabilität mehr zu erzielen ist. Ein wesentlicher Teil der durch den niedrigen, dem Fußpunktwiderstand gleichen Echosignalquellwiderstand gewonnenen Rauschdämpfung geht dadurch wieder verloren, daß durch die hohen Teilerfaktoren bei tiefen Frequenzen entsprechend hohe Verstärkungsfaktoren benötigt werden, die entsprechendes Rauschen mit sich bringen. Durch die starke Frequenzabhängigkeit des Verstärkers wird außerdem dessen Aussteuerbereich eingeengt.

Aus diesen Gründen mußte für den in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Echoentzerrer ein anderer Weg eingeschlagen werden. Das hier eingesetzte Verstärker-Entzerrer-Netzwerk AEN 2 besteht aus einem geradlinigen, rauscharmen Verstärker A 2 mit einem für diesen Frequenzbereich üblichen 75-Ω-Είη- und 75-Q-Ausgang, wie er für diesen Bereich auch noch an vielen anderen Stellen eines Trägerfrequenzsystems eingesetzt werden kann, und einem nachgeschalteten frequenzabhängigen Glied E 2, das hier die Funktion eines Nachentzerrers ausübt. Das Summen-Differenz-Netzwerk SDN besteht wiederum aus einem Differentialübertrager Γ2, der den 75-Q-Eingangswiderstand des Verstärkers A 2 auf einen Wert im Bereich von 10 bis 20 Ω transformiert und diesen Wert als Fußpunktwiderstand der Spannungsteiler zwischen der Sammelschiene SL bzw. DL und dem Schaltungsbezugspunkt (Masse) transformatorisch einkoppelt. Sammelschienen SL und DL mit einem Z-Wert zwischen 10 und 20 Ω gegen Masse lassen sich für den gegebenen Frequenzbereich sowie auch noch für höhere Frequenzen als Streifenleiter in Leiterplattentechnik realisieren. Hierbei bleibt die Entkopplung zwischen den einzelnen Verzögerungsleitungsabgriffen bei diesem Fußpunktwiderstand der einzelnen Spannungsteiler noch ausreichend.

Obwohl die Spannungsteiler infolge ihres gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 erhöhten Fußpunktwider Standes (10 bis 20 Ω) ein niedrigeres Teilerverhältnis haben, ist dieses auch jetzt noch so hoch, daß die tiefen Frequenzanteile eines Echos am Teilerausgang, also an der Sammelschiene so niedrige Pegelwerte aufweisen, daß sie zu nahe am vorhandenen Rauschen liegen und so die geforderte Rauschdämpfung nicht mehr eingehalten werden kann. Um hier Abhilfe zu schaffen, müssen die Signalpegel am Verstärkereingang hauptsächlich bei den tiefen Signalanteilen so angehoben werden, daß ihr Wert den geforderten Abstand vom Rauschpegel, der hauptsächlich durch das Verstärkerrauschen gegeben ist, einhält. Es müssen also Entzerrungsmittel eingesetzt werden, die dieses bewirken. Es muß also eine Eigenentzerrung des Echoentzerrers erfolgen. Erfindungsgemäß erfolgt diese Eigenentzerrung nun dadurch, daß dem zu entzerrenden Signal außer den um ganze Vieifache von τ verzögerten Echos auch mindestens ein um Bruchteile von τ verzögertes Echo zugesetzt wird.

Hierzu weist die Verzögerungsleitung TDL2 der F i g. 2 außer den Anzapfungen τ ... (η— 1) τ auch noch Anzapfungen bei Bruchteilen von τ auf, von denen beispielsweise die Anzapfungen τ/a und rib dargestellt sind, a und ösind dabei ganze Zahlen größer als 1. Durch diese Maßnahme läßt sich die durch die Auskopplung des zu entzerrenden Signals mittels des Kondensators C und durch das Z der Sammelschine SL als Fußpunktswiderstand entstehende frequenzabhängige Grunddämpfung des Echoentzerrers wesentlich verringern und damit der Signal-Rausch-Abstand erhöhen. Das Maß dieser Verbesserung ist dabei in gewissem Umfang auch von der Anzahl der um Bruchteile von τ zeitverzögerten Echos abhängig. Da durch diese Eigenentzerrung nur auslegungsbedingte und während einer Bauserie unverändert bleibende Eigenschaften des Echoentzerrers ausgeglichen werden, braucht keine einstellbare Abgleichmöglichkeit wie bei den um τ ... π τ verzögerten Echos vorgesehen zu werden, sondern der Abgleich erfolgt einmalig bei der Schaltungsauslegung, so daß anstelle von Differentiaidrehkondensatoren Festkondensatoren eingesetzt werden können, wie dieses aus der F i g. 2 zu ersehen ist.

Versuche haben nun gezeigt, daß eine hinreichende Verbesserung der Rauschdämpfung bereits zu erzielen ist, wenn an Stelle einer Vielzahl von um Bruchteile von τ zeitverzögerten Echos nur ein einziges um r/2 zeitverzögertes Echo der Sammelschiene SL zugeführt wird. In der F i g. 2 ist deshalb der Abgriff r/2 mit dem zugehörigen Auskoppelkondensator Ci gesondert eingezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Echoentzerrer für breitbandige N /ichtenübertragungssysteme mit einer Verzögerungsleitung mit mehreren Abgriffen, die jeweils um einen einer halben Periode der oberen Grenzfrequenz des zu entzerrenden Signals entsprechenden Zeitunterschied r gegeneinander versetzt sind, bei dem zu dem über einen Kondensator ausgekoppelten zu entzerrenden Signal um ganze Vielfache von τ verzögerte, den Anzapfungen der Verzögerungsleitung entnommene und mittels aus Differentialkondensatorbelägen und niederohmigen Eingangswiderständen gebildete Spannungsteiler in ihrem Pegel eingestellte Echos vektoriell addiert oder subtrahiert werden, wobei darauf das so gewonnene Signal verstärkt und der durch die Verwendung der Spannungsteiler sich ergebende Frequenzgang entzerrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu entzerrenden Signal zusätzlich mindestens ein um Bruchteile von tr verzögertes Echo zugesetzt wird.

2. Echoentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu entzerrenden Signal zusätzlich ein um r/2 verzögertes, einem weiteren Abgriff der Verzögerungsleitung (TDL 2) entnommenes Echo zugesetzt wird.