DE2535257B2 - Einstellbarer Laufzeitentzerrer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen einstellbaren Laufzeitentzerrer der im Oberbegriff des Patentan-Spruchs genannten Art Solche Entzerrer dienen zur Kompensation von Laufzeitverzerrungen, die sich bei der Übertragung von Signalen über FM- und PCM-Digital-Nachrichtensystemen ergeben.

Ein bekannter, typischer Laufzeitentzerrer besteht im wesentlichen aus einem Richtkoppler, bei dem die zweite Ausgangsklemme mit der zweiten Eingangsklemme über einen Rückkopplungsweg verbunden ist (z.B. DT-AS 11 35 064). Bei dieser Art von Entzerrer besitzt die Eingangsfrequenz in Abhängigkeit von der Laufzeit-Kennlinie eine Spitzenlaufzeit bei einer Wellenlänge (Frequenz), die der Länge des Rückkopplungsweges entspricht, und die Laufzeit vermindert sich, wenn die Frequenz die Mitte der Kennlinie verläßt. Durch Ändern der Länge des Rückkopplungsweges kann deshalb die Laufzeit eines Eingangssignals innerhalb seines Übertragungsbandes entzerrt werden. Obwohl dieses Vorgehen ermöglicht, daß die Spitzenlaufzeit in bezug auf die Frequenz verschoben werden kann, ist es nahezu unmöglich, den charakteristischen Laufzeitwert selbst, d. h. die Spitzenlaufzeit zu verändern.

Ein Laufzeitentzerrer der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 26 33 492 (Fig. 18 und 20) bekanntgeworden. Dort sind zwei konventionelle Laufzeitentzerrer, so wie sie auch aus der genannten DT-AS 11 35 064 hervorgehen, in Kaskade geschaltet. Bei einem Beispiel ist jeweils ein Phasenschieber zwischen jeweils einem Eingang und einem Ausgang desselben Richtkopplers angeordnet. Dies bedeutet, daß die elektrische Eigenschaft dieser in Kaskade bzw. in Tandem verbundenen Entzerrer nur eine Synthese der Eigenschaft jeder der beiden Entzerrer ist. Nachteilig ist deshalb, daß die Frequenz der Spitzenverzögerung und der zusammengesetzte Verzögerungsspitzenwert nur gleichzeitig durch einen der beiden Phasenschieber geändert werden können. Beim anderen Beispiel ist der eine Phasenschieber ebenfalls zwischen Ein- und Ausgang desselben Richtkopplers und der andere Phasenschieber zwischen je einem Ausgang beider Richtkoppler angeordnet. Dadurch ändert sich zwar die Lage der Ausgangsklemme, jedoch besitzt dieser zusammengesetzte Laufzeitentzerrer dieselben elektrischen Eigenschaften wie der des einen Beispiels, so daß sich auch dieselben Nachteile ergeben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen einstellbaren Laufzeitentzerrer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Frequenz der Spitzenverzögerung, d. h. die Mittenfrequenz der Laufzeit, und den Verzögerungsspitzenwert unabhängig voneinander zu ändern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Laufzeitentzerrer ist damit in hohem Maße praktisch anwendbar und brauchbar, weil einerseits die Laufzeit seiner Laufzeitkennlinie und damit der Verzögerungsspitzenwert durch den ersten und/oder den zweiten einstellbaren Phasenschieber und andererseits unabhängig davon ihre Mittenfrequenz, also die Frequenz der Spitzenverzögerung durch den dritten einstellbaren Phasenschieber veränderbar ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten einstellbaren Laufzeitentzerrers,

Fig.2 ein Blockschaltbild eines einstellbaren Laufzeitentzerrers gemäß vorliegender Erfindung und

F i g. 3 und 4 graphische Darstellungen der Laufzeitkennlinien des in F i g. 2 dargestellten Laufzeitentzerrers.

In F i g. 1 ist das Blockschaltbild des eingangs genannten einstellbaren Laufzeitentzerrers dargestellt, der einen Richtkoppler 10 und einen einstellbaren Phasenschieber 11 aufweist, der zwischen eine Ausgangsklemme 3 und eine Eingangsklemme 4 des Richtkopplers 10 geschaltet ist. Bei diesem Entzerrertyp kann, wie erwähnt, die Mittenfrequenz der Laufzeitkennlinie, d. h. die Spitzenlaufzeit, durch den Phasenschieber 11 verschoben werden. Dieser Entzerrer ist jedoch nicht sehr praktikabel bzw. zweckmäßig, weil die Spitzenlaufzeit hinsichtlich ihrer Laufzeitkennlinie kaum verändert werden kann.

Demgegenüber zeigt F i g. 2 als Blockschaltbild einen einstellbaren Laufzeitentzerrer gemäß vorliegender Erfindung, der Richtkoppler 20 und 21 und einstellbare Phasenschieber 22, 23 und 24 enthält. Die einstellbaren Phasenschieber 22 und 23 sind zwischen die Ausgangsklemme 2 bzw. 3 des Richtkopplers 20 und zwischen die Eingangsklemme Γ bzw. 4' des Richtkopplers 21 geschaltet. Der einstellbare Phasenschieber 24 ist zwischen die Ausgangsklemme 3' des Richtkopplers 21 und die Eingangsklemme 4 des Richtkopplers 20 geschaltet. Dieser einstellbare Laufzeitentzerrer arbeitet nach folgendem Prinzip.

Die Übertragungskoeffizienten der Richtkoppler 20 und 21 sind gegeben durch:

^su =

= S₄₃' = ce-in'2 ,

= S₄.₂. =

wobei angenommen sei, daß die Richtkoppler 20 und 21 ohne Verlust arbeiten, d. h., a² + IJ = 1 und

c² + d² — 1, und äquivalente Leitungslängen l\ bzw. /? besitzen, und daß die einstellbaren Phasenschieber 22, 23 und 24 äquivalente Leitungslängen /o, l_y bzw. /, einschließlich der Obertragungsleitungslängen zwischen den Klemmen der Richtkoppler besiuen.

5₁₂. = e

5₁₃. = j

S₄₂, =je-Jini, + k) ■

S₄V=Je-

Der Übertragungskocrfizient des Schaltkreises 30, der in Fig.2 gestrichelt umrandet ist, ist unter der Annahme, daß die Anpassungsbedingungen zwischen den einzelnen Klemmen erfüllt sind, durch die Gleichungen (2) gegeben:

•(ade~ii"o + bee''!"' ),
(ade-)'"' + bce-J'"» ),
<iii, — bde~Ji"o )

Die Gleichungen (2) beweisen die Tatsache, daß der gestrichelt umrandete Vierpol-Schaltkreis 30 als ein Rieht-Verzweigungskreis dient und somit die Kopplung zu den Klemmen 2' und 3' durch Ändern des Wertes l_y mit dem einstellbaren Phasenschieber 2°. eingestellt werden kann. Der Ausgang der Klemme 3' wird zur Klemme 4 über den einstellbaren Phasenschieber 24 rückgeführt bzw. -gekoppelt; folglich ist der Übertra-

S =C-J

gungskoeffizient 5 von der Eingangsklemme 1 zur Ausgangsklemme 2' gegeben durch:

c __

. -im,

V₁.

Durch Einsetzen der Gleichungen (2) in die Gleichung (3) ergibt sich

(1 -c -Ji"- S₄

wobei der Stern (*) einen konjugiert komplexen Ausdruck symbolisch darstellt. Aus Gleichung (4) ergibt sich die Amplitudencharakteristikzu

lsi =

Mit anderen Worten, der Laufzeitkreis arbeitet ohne Verlust, besitzt keine Frequenzcharakteristik, und es ist lediglich die Phase eine Funktion der Frequenz.

Die Laufzeitkennlinie dieses Schaltkreises wird aus den Gleichungen (2) und (4) hergeleitet und zu folgender Gleichung (6) umgeordnet:

h + h + lp + L + AL Vp

2 {ac (L + /I L) cos β (L + A L) - bd L cos β L+ abcd(2 L + A L) cos β A L- (ac)² (L + A L) - (bd)² Li Vp {1 + (ac)² + (bd)² - 2 abcd cos β A L-2 ac cos β (L + AL) + 2bdcosß L} '

L = I₀ +I₁ + I₂ +I_x

/I L = l_y-l₀

Vp die Phasen-Ausbreitungsgeschwindigkeit ist.

Die Fig.3 und 4 zeigen, wie die Laufzeitkennlinie nach Gleichung (6) durch die Werte /_,. und I_x, d. b., ΔL und L, beeinflußt wird, die durch die einstellbaren Phasenschieber 23 und 24 verändert werden.

Die in F i g. 3 dargestellten Kennlinien ergeben sich bei einem Laufzeitkreis mit einem 3-dB-Richtkoppler, bei einer Mittenfrequenz /0 von 1,7 GHz und einer konstanten Wellenlänge von L = 1,7 · Ao, und zeigen, wie sich τ (ω) mit dem Parameter AL ändert. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, besteht keine Frequenzcharakteristik, wenn AL = 0, und es nimmt der maximale Wert der Laufzeit mit der Zunahme des Wertes 4L ebenfalls zu.

Fig.4 zeigt Laufzeitkennlinien, die sich bei einem Laufzeitkreis mit einem 3-dB-Richtkoppler bei konstanter Wellenlänge ZlL = 0,1 · Ao und verändertem Parameter L ergeben. Es ist offensichtlich, daß der maximale Wert der Laufzeit in Richtung der Frequenz abhängig vom Parameter L verschoben werden kann, ohne daß sich die Laufzeit der Laufzeitcharakteristik merklich oder wesentlich ändert.

Wie vorstehend beschrieben, ist der einstellbare Laufzeitentzerrer vorliegender Erfindung einfach im Aufbau, wobei ihm Richtkoppler und einstellbare Phasenschieber zugeordnet sind, und ermöglicht außerdem, den Laufzeitwert und die Mittenfrequenz in der Laufzeitkennlinie schnell und leicht einzustellen bzw. zu ändern. Des weiteren kann eine große Phasenverschiebung mit einer kleinen Änderung in der Leitungslänge erreicht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einstellbarer Laufzeitentzerrer mit mindestens zwei hintereinandergeschalteten, jeweils ein Paar Eingangs- und Ausgangsklemmen besitzenden Richtkopplern und mit einstellbaren Phasenschiebern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Ausgangsklemme (2,3) des ersten Richtkopplers (20) einerseits und der ersten und zweiten Eingangsklemme (V, 4') des zweiten Richtkopplers (2:1) andererseits je ein den Verzögerungsspitzenwert ändernder, einstellbarer Phasenschieber (22, 23) geschaltet ist und daß ein dritter die Frequenz der Spitzenverzögerung ändernder, einstellbarer Phasenschieber (24) zwischen die zweite Ausgangsklemme (3') des zweiten Richtkopplers (21) und die zweite Eingangskiemme (4) des ersten Richtkopplers (20) geschaltet ist.

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