DE3788603T2

DE3788603T2 - Amplitudentzerrer.

Info

Publication number: DE3788603T2
Application number: DE3788603T
Authority: DE
Inventors: Akira Nishimura; Toshiaki Suzuki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2007-08-19
Also published as: DE3788603D1; CA1275710C; EP0257526A2; EP0257526A3; EP0257526B1; US4870658A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Amplitudenentzerrer, insbesondere auf einen Amplitudenentzerrer, welcher geeignet ist, eine Ausgabe mit einer flachen Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik und einer leistungsfähigen Amplituden-Frequenz-Charakteristik zu erzeugen.
Auf dem Gebiet des Funkverkehrs und insbesondere auf dem Gebiet des digitalen Mikrowellenfunkverkehrs entsteht frequenzselektive Übertragungsverzerrung aufgrund von Schwund durch Mehrwegübertragung. Dies ist eine wesentliche Ursache der Verschlechterung der Übertragungsqualität. Diese Übertragungsverzerrung kann zehn bis hundert Dezibel betragen, wenn sie extrem groß ist, was die Entzerrung durch Amplitudenentzerrer mit schwachen Amplituden- Entzerrcharakteristika erschwert, wie sie im Stand der Technik verwendet werden, und außerdem anpassungsfähige Entzerrung erschwert. Daher ist die Nachfrage nach einem Amplitudenentzerrer entstanden, welcher starke Amplituden- Entzerr-Charakteristika aufweist und leicht zur anpassungsfähigen Entzerrung eingesetzt werden kann.
Der Amplitudenentzerrer der vorliegenden Erfindung kann eingesetzt werden als Entzerrer zum Entzerren insbesondere der Steigung erster Ordnung der Amplitudenverzerrung aufgrund der oben genannten Verzerrung durch Mehrwegübertragung.
Im Stand der Technik sind Amplitudenentzerrer bekannt umfassend ein konstantes Widerstandsnetzwerk, wobei nur passive Elemente wie Kondensatoren (C), Induktoren (L) und Widerstände (R) verwendet werden, automatische Resonanz- Entzerrer, welche ein Eingangssignal im Frequenzbereich entzerren, wobei sie eine Frequenz-Amplituden- Charakteristik verwenden, die der Frequenz-Amplituden- Charakteristik des Eingabesignals entgegengesetzt ist, und automatische Entzerrer vom Typ mit transversalem Filter, welche in Zeitbereichen entzerren.
Resonante automatische Entzerrer führen das Eingabesignal, welches selektiverm Schwund ausgesetzt ist, einem veränderlichen Resonator zu, um die Frequenz in der Frequenz- Amplituden-Charakteristik des Eingabesignals festzustellen und das Entzerr-Residuum im Spektrum des entzerrten Ausgabesignals festzustellen. Indem die festgestellte Auffüllfrequenz und die Resonanzfrequenz des veränderlichen Resonators so gesteuert werden, daß sie zusammenfallen, und indem der Gütefaktor des variablen Resonators auf ein minimales Entzerr-Residuum gesteuert wird, wird ein entzerrtes Signal als Ausgabe des variablen Resonators erhalten. Ein Amplitudenentzerrer, der einen solchen Resonator verwendet, wird zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 60-64515 (veröffentlicht am 13. April 1985) vorgeschlagen.
Amplitudenentzerrer, die transversale Filter verwenden, multiplizieren die Abgriffausgaben von mit Abgriffen versehenen Verzögerungsschaltkreisen durch verschiedene Abgriffkoeffizienten und summieren die Ergebnisse der Berechnungen als Ausgabe. Durch Verändern der Abgriffkoeffizienten in Übereinstimmung mit einem Fehlersignal, erhalten durch Pegelunterscheidung der sumsive Elemente wie Kondensatoren (C), Induktoren (L) und Widerstände (R) verwendet werden, automatische Resonanz- Entzerrer, welche ein Eingangssignal im Frequenzbereich entzerren, wobei sie eine Frequenz-Amplituden Charakteristik verwenden, die der Frequenz-Amplituden Charakteristik des Eingabesignals entgegengesetzt ist, und automatische Entzerrer vom Typ mit transversalem Filter, welche in Zeitbereichen entzerren.
Resonante automatische Entzerrer führen das Eingabesignal, welches selektiverm Schwund ausgesetzt ist, einem veränderlichen Resonator zu, um die Frequenz in der Frequenz- Amplituden-Charakteristik des Eingabesignals festzustellen und das Entzerr-Residuum im Spektrum des entzerrten Ausgabesignals festzustellen. Indem die festgestellte Auffüllfrequenz und die Resonanzfrequenz des veränderlichen Resonators so gesteuert werden, daß sie zusammenfallen, und indem der Gütefaktor des variablen Resonators auf ein minimales Entzerr-Residuum gesteuert wird, wird ein entzerrtes Signal als Ausgabe des variablen Resonators erhalten. Ein Amplitudenentzerrer, der einen solchen Resonator verwendet, wird zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 60-64515 (veröffentlicht am 13. April 1985) vorgeschlagen.
Amplitudenentzerrer, die transversale Filter verwenden, multiplizieren die Abgriffausgaben von mit Abgriffen versehenen Verzögerungsschaltkreisen durch verschiedene Abgriffkoeffizienten und summieren die Ergebnisse der Berechnungen als Ausgabe. Durch Verändern der Abgriffkoeffizienten in Übereinstimmung mit einem Fehlersignal, erhalten durch Pegelunterscheidung der summierten Ausgabe, wird das Fehlersignal auf Null geregelt und die Ausgabe entzerrt tendenziell nicht nur zu größeren Schaltkreisgrößen, sondern auch zu erheblich komplizierteren Entwurfsverfahren.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Amplitudenentzerrer zu schaffen, welcher die Steigung erster Ordnung unter Verwendung eines einfachen Aufbaus entzerren kann, sowie einen automatischen Amplitudenentzerrer zu schaffen, der die Steigung erster Ordnung mit einem solchen einfachen Aufbau automatisch entzerren kann.
Ein solcher Entzerrer nach Stand der Technik ist in der Veröffentlichung EP-A-0048646 beschrieben.
Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Ausgaben zweier Schaltkreiseinrichtungen mit entgegengesetzten Charakteristika so summiert werden, daß Ausgleich der Steigung erster Ordnung erreicht wird, und außerdem eine Rückkoppelungseinrichtung hinzugefügt wird, um automatische Amplitudenentzerrung zu erreichen. Hier sind die oben genannten Schaltkreiseinrichtungen mit entgegengesetzten Charakteristika vorzugsweise ein Minimalphasenschaltkreis und ein Nicht-Minimalphasenschaltkreis. Im Falle des oben genannten automatischen Amplitudenentzerrers wird für die zwei Schaltkreiseinrichtungen mit entgegengesetzten Charakteristika im allgemeinen ein Amplitudenentzerrer mit positiver Steigung erster Ordnung und ein Amplitudenentzerrer mit negativer Steigung erster Ordnung eingesetzt. Im Idealfall bestehen diese Amplitudenentzerrer mit positiver und negativer Steigung erster Ordnung aus den oben genannten Minimalphasen- und Nicht-Minimalphasenschaltkreisen. Es sei angemerkt, daß für die oben genannte Rückkoppelungseinrichtung ein Amplituden-Entzerresiduum-Detektionsschaltkreis erster Ordnung verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben genannten Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Erklärung deutlicher, welche unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, wobei:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm des Amplitudenentzerrers der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2A ein Ersatzschaltkreis des Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 2B ein Ersatzschaltkreisdiagramm des Nicht- Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 3A eine grafische Darstellung der Amplituden- Frequenz-Charakteristika der Schaltkreise von Fig. 2A und Fig. 2B ist;
Fig. 3B eine grafische Darstellung der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristika der Schaltkreise von Fig. 2A und Fig. 2B ist;
Fig. 4 ein Schaltkreisblockdiagramm eines Amplitudenentzerrers nach der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5A eine grafische Darstellung der Amplituden- Frequenz-Charakteristik des Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 5B eine grafische Darstellung der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik des Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 6A eine grafische Darstellung der Amplituden- Frequenz-Charakteristik des Nicht- Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 6B eine grafische Darstellung der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik des Nicht- Minimalphasenschaltkreises ist;
Fig. 7A ein Schaltkreisdiagramm eines Beispiels für einen Amplitudenentzerrer ist, der auf Grundlage der vorliegenden Erfindung entworfen wurde;
Fig. 7B eine grafische Darstellung der Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik und der Frequenz-Amplituden- Charakteristik des Minimalphasenschaltkreises von Fig. 7A ist;
Fig. 7C eine grafische Darstellung der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik und der Frequenz-Amplituden- Charakteristik des Nicht-Minimalphasenschaltkreises von Fig. 7A ist;
Fig. 7D eine grafische Darstellung der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik und der Frequenz-Amplituden- Charakteristik des Gesamtschaltkreises von Fig. 7A ist;
Fig. 8 ein Schaltkreisdiagramm eines veränderlichen Amplitudenentzerrers erster Ordnung als Beispiel für den Einsatz des Amplitudenentzerrers von Fig. 4 ist;
Fig. 9 eine grafische Darstellung der Auffüllfrequenz von Pfad I und Pfad II in Fig. 8 ist;
Fig. 10A bis 10C grafische Darstellungen der Frequenz- Verzögerungs-Charakteristik und der Frequenz-Amplituden- Charakteristik von Pfad I in Fig. 8 sind;
Fig. 10D bis 10F grafische Darstellungen der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik und der Frequenz-Amplituden- Charakteristik von Pfad 11 in Fig. 8 sind;
Fig. 11A bis 11C grafische Darstellungen der Verzögerungs- Frequenz-Charakteristika und der Frequenz-Amplituden- Charakteristika von drei Kombinationsweisen von Pfad I und Pfad II in Fig. 8 sind;
Fig. 12 ein Schaltkreisblockdiagramm eines automatischen Amplitudenentzerrers auf Grundlage des Schaltkreises von Fig. 8 ist;
Fig. 13 ein detailliertes Schaltkreisblockdiagramm eines automatischen Amplitudenentzerrers von Fig. 12 ist;
Fig. 14 ein detaillierteres Schaltkreisblockdiagramm des automatischen Amplitudenentzerrers von Fig. 13 ist;
Fig. 15 ein Schaltkreisblockdiagramm eines veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreises von Fig. 14 ist; und
Fig. 16 eine Ansicht eines Beispiels eines Steuerschaltkreises von Fig. 14 ist.

Beschreibung der vorgezogenen Ausführungsformen

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Amplitudenentzerrers. Wie in der Abbildung gezeigt, besteht er aus einem Minimalphasenschaltkreis 1 und einem Nicht- Minimalphasenschaltkreis 2, die in Reihe geschaltet sind.
Der Minimalphasenschaltkreis 1 sendet durch einen Kombinator 13 als Ausgabe eine Kombination eines ersten Signals eines Eingangssignales Sin, das in zwei Wege aufgeteilt wurde, und eines Signals, bestehend aus einem zweiten Signal, welches durch ein Verzögerungselement 11 verzögert und durch einen Abschwächer 12 abgeschwächt wurde.
Der Nicht-Minimalphasenschaltkreis 2 sendet durch einen Kombinator 16 als Ausgabe eine Kombination eines ersten Signals, bestehend aus einem der Signale eines Eingangssignals S'in, das in zwei Wege aufgeteilt und durch einen Abschwächer 14 abgeschwächt wurde, und eines Signals, bestehend aus einem zweiten Signal, welches durch ein Verzögerungselement 15 verzögert wurde. Es sei angemerkt, daß die Schaltkreise 1 und 2 in dieser Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge geschaltet werden können.
Fig. 2A und 2B zeigen den Ersatzschaltkreis des Minimalphasenschaltkreises und des Nicht- Minimalphasenschaltkreises. Der Minimalphasenschaltkreis 1, wie in Fig. 2A gezeigt, teilt ein Eingabesignal auf den Pfad A und den Pfad B auf, unterwirft das Signal von Pfad B dem Verzögerungselement 11 und dem Abschwächer 12 und kombiniert das Signal von Pfad A und das Signal von Pfad B im Kombinator 13 zur Ausgabe. Der Nicht-Minimalphasenschaltkreis 2, wie in Fig. 2B gezeigt, teilt das Eingabesignal in Pfad A und Pfad B auf, fügt in Pfad A einen Abschwächer und in Pfad B ein Verzögerungselement 15 ein und kombiniert das Signal von Pfad A und das Signal von Pfad B im Kombinator 16 zur Ausgabe.
Falls T die differentielle Verzögerungszeit von Pfad B bezüglich Pfad A ist, und ρ das Amplitudenverhältnis von Pfad B bezüglich Pfad A, dann sind die Frequenz-Amplituden-Charakteristik A (ω) und die Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik D (ω) der Schaltkreise von Fig. 2A und 2B durch die folgenden Gleichungen gegeben:
Fig. 3 zeigt die Frequenz-Amplituden-Charakteristik (Fig. 3A) und die Frequenz-Verzögerungs-Charakteristik (Fig.
3B), wenn τ und ρ in den Gleichungen (1) und (2) geändert werden.
Wie in Fig. 3B gezeigt, ist die Verzögerungs-Frequenz- Charakteristik im Fall von ρ < 1 in Fig. 2A der Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik im Fall von ρ > 1 entgegengesetzt, wie in Fig. 2B gezeigt. Daher wird durch Reiheschalten des Schaltkreises von Fig. 2A und des Schaltkreises von Fig. 2B die Verzögerungs-Frequenz- Charakteristik in der Ausgabe ausgelöscht, und die Charakteristik wird flach. Nur die Amplitudencharakteristik wird hinzuaddiert.
In einem solchen Schaltkreis werden ρ, τ und die Phasen der Pfade geeignet eingestellt, um die entgegengesetzte Charakteristik aus der zu entzerrenden Charakteristik zu erhalten, wodurch ein Amplitudenentzerrer mit der gewünschten Entzerrcharakteristik erreicht wird.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Amplitudenentzerrers nach der vorliegenden Erfindung, wobei HYB 1 bis HYB 4 Hybridschaltkreise sind, DL 1 und DL 2 Verzögerungsleitungen sind, ATT 1 und ATT 2 Abschwächer und PS 1 und PS 2 Phasenverschieber sind.
In Fig. 4 ist ein Eingabesignal Sin mit der Eingabeseite des Hybridschaltkreises HYB 1 verbunden. Eine der Ausgabeseiten des Hybridschaltkreises HYB 1 ist in Reihe mit einer der Eingabeseiten des Hybridschaltkreises HYB 2 verbunden, während die andere Ausgabeseite des Hybridschaltkreises HYB 1 durch die Verzögerungsleitung DL 1, den Abschwächer 1 und den Phasenschieber 1 in Reihe mit der anderen Eingabeseite des Hybridschaltkreises HYB 2 verbunden ist. Die Ausgabeseite des Hybridschaltkreises HYB 2 ist mit der Eingabeseite des Hybridschaltkreises HYB 3 verbunden. Eine der Ausgabeseiten des Hybridschaltkreises HYB 3 ist über den Abschwächer ATT 2 mit einer der Eingabeseiten des Hybridschaltkreises HYB 4 verbunden, während die andere Ausgabeseite des Hybridschaltkreises HYB 3 in Reihe über die Verzögerungsleitung DL 2, den Phasenschieber PS 2 mit der anderen Eingabeseite des Hybridschaltkreises HYB 4 verbunden ist.
Das Eingabesignal Sin wird im Hybridschaltkreis HYB 1 auf Pfad A und Pfad B aufgeteilt. Das Signal von Pfad A wird direkt dem Hybridschaltkreis HYB 2 eingegeben, während das Signal von Pfad B über die Verzögerungsleitung DL 2 verzögert, den Abschwächer ATT 1 abgeschwächt, im Phasenschieber PS 1 phasengeschoben und dann dem Hybridschaltkreis HYB 2 eingegeben wird. Der Hybridschaltkreis HYB 2 kombiniert die beiden Pfadsignale.
Das Ausgabesignal des Hybridschaltkreises HYB 2 wird im Hybridschaltkreis HYB 3 auf Pfad C und Pfad D gespalten. Das Signal von Pfad C wird durch den Abschwächer ATT 2 abgeschwächt, dann in den Hybridschaltkreis HYB 4 eingegeben, während das Signal von Pfad D durch die Verzögerungsleitung DL 2 verzögert, im Phasenschieben PS 2 phasenverschoben und dann dem Hybridschaltkreis HYB 4 eingegeben wird. Der Hybridschaltkreis HYB 4 kombiniert die beiden Pfadsignale.
Der Schaltkreis 21, gelegen zwischen dem Hybridschaltkreis HYB 1 und dem Hybridschaltkreis HYB 2, umfaßt den Minimalphasenschaltkreis. Fig. 5 zeigt die Frequenz- Charakteristik des Minimalphasenschaltkreis, wobei Fig. 5A die Frequenz-Amplituden-Charakteristik und Fig. 5B die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik zeigt.
In Fig. 5A und 5B ist das Intervall zwischen zwei Auffüllfrequenzen, welche in den Frequenz-Charakteristika auftreten, 1/τ und bestimmt durch die Verzögerungszeitdifferenz mit dem Pfad A, welche durch die in Pfad B vorgesehene Verzögerungsleitung DL 1 entsteht. Die Tiefe der Minima (20log (1 - ρ)) ist durch das Amplitudenverhältnis von Pfad A und Pfad B (ρ = B/A) von Pfad A und Pfad B bestimmt. In diesem Fall kann die Lage der Minima durch Veränderung der Phase von Pfad B beliebig gesetzt werden. Wenn also nur die Lage der Minima ohne den Abstand der Minima geändert werden soll, muß nur die Größe der Phasenverschiebung des Phasenschiebers PS 1 auf einen geeigneten Wert gesetzt werden.
Der zwischen dem Hybridschaltkreis HYB 3 und dem Hybridschaltkreis HYB 4 gelegene Schaltkreis stellt den Nicht- Minimalphasenschaltkreis dar. Fig. 6 zeigt die Frequenz- Charakteristik eines Nicht-Minimalphasenschaltkreises 22, wobei Fig. 6A die Frequenz-Amplituden-Charakteristik und Fig. 6B die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik zeigt.
In Fig. 6A und 6B sind die oben genannten Verhältnisse dieselben, jedoch das Signalniveau von Pfad D ist größer als das Signalniveau von Pfad C, und das Amplitudenverhältnis (ρ = D/C) ist größer als 1, so daß die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik zu derjenigen im Fall von Fig. 5B entgegengesetzt ist, während die Amplituden- Frequenz-Charakteristik die gleiche wie die von Fig. 5A ist (jedoch ist die Minimatiefe 20log (ρ - 1).
Wie aus Fig. 5A und 5B und Fig. 6A und 6B klar ersichtlich, wird durch Verbinden des Minimalphasenschaltkreises, bestehend aus der Schleife des Pfades A und des Pfades B und des Nicht-Minimalphasenschaltkreises, bestehend aus der Schleife des Pfades C und des Pfades D, das Ausgabesignal in seiner Verzögerungs-Frequenz- Charakteristik flach, und die Frequenz-Amplituden- Charakteristik wird erhöht.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines Amplitudenentzerrers. Wenn in der Abbildung, wie durch 7A gezeigt, die dargestellten Werte durch die Abschwächer ATT 1 und ATT 2 gegeben sind, und Gleichtakthybridschaltkreise für die Hybridschaltkreise HYB 1 bis HYB 4 verwendet werden, werden die Frequenz-Charakteristika des Minimalphasenschaltkreises 21 und die Frequenz-Charakteristika des Nicht-Minimalphasenschaltkreises 22 so, wie in Fig. 7B und 7C gezeigt. Die Frequenz-Charakteristika des Schaltkreises von Fig. 7A umfassend die in Reihe geschalteten wird, wie in Fig. 7D gezeigt. In diesen Abbildungen geben die Abszissen die Frequenz und die Ordinaten die Verzögerungs-Frequenz- Charakteristik P (5 nsec/div) und die Frequenz-Amplituden- Charakteristik Q (5 dB/div). Wie aus Fig. 7D klar ersichtlich, ist die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik der Ausgabe des Schaltkreises von Fig. 7A flach, und die Frequenz-Amplituden-Charakteristik ist gesteigert.
Fig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel für diesen Schaltkreises und stellt seine Verwendung als veränderlichen Amplitudenentzerrer erster Ordnung dar.
In Fig. 8 bezeichnen HYB 11 bis HYB 20 Hybridschaltkreise, DL 11 bis DL 14 Verzögerungsleitungen, ATT 11 bis ATT 15 Abschwächer, PS 11 bis PS 13 Phasenschieber und VATT einen veränderlichen Abschwächer. Die zwischen den Hybridschaltkreisen HYB 12 und HYB 13 gelegenen und zwischen den Hybridschaltkreisen HYB 16 und HYB 17 gelegenen Abschnitte bilden die Minimalphasenschaltkreise 31 und 32, wogegen die zwischen den Hybridschaltkreisen HYB 14 und HYB 15 und den Hybridschaltkreisen HYB 18 und HYB 19 gelegenen Abschnitte die Nicht-Minimalphasenschaltkreise 33 und 34 darstellen. Der Schaltkreis von Fig. 8 umfaßt in Fig. 4 gezeigte Amplitudenentzerrer, die parallel über den Hybridschaltkreis HYB 11 und HYB 20 verbunden sind, wobei das Signalniveau eines der Pfade durch Verwendung des veränderlichen Verstärkers VATT einstellbar ist. In diesem Fall ist das Intervall zwischen den Auffüllfrequenzen von Pfad I, umfassend den Minimalphasenschaltkreis 31 und den Nicht-Minimalphasenschaltkreis 33 und der Auffüllfrequenz von Pfad II, umfassend den Minimalphasenschaltkreis 32 und den Nicht-Minimalphasenschaltkreis 34 auf ½ τ durch die Phasenschieber PS 12 und PS 13 im Pfad I gesetzt, wie in Fig. 9 gezeigt. Ein bestimmter Bereich X mit Zentrum in der Schnittfrequenz F&sub0; der beiden Charakteristika wird als Übertragungsband verwendet. Daher gibt es eine relative Phasendifferenz von 180º zwischen den Signalen von Pfad I und Pfad II. Um dies auszugleichen, ist der Phasenschieber PS 11 mit einer Phasenverzögerung von 180º in Pfad I eingefügt. Es sei angemerkt, daß der veränderliche Abschwächer VATT von beliebigen Typ sein kann, solange er in seinem Abschwächungsniveau verändert werden kann. Auch kann er entweder in Pfad I oder Pfad II, oder in beide Pfade eingesetzt werden.
Fig. 10A bis 10F und 11A bis 11C zeigen besondere Beispiele der Charakteristika der veränderlichen Amplitudenentzerrer erster Ordnung von Fig. 8. Diese zeigen die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik P (Ordinate, 5 nsec/div) und die Frequenz-Amplituden-Charakteristik Q (Ordinate, 5 dB/div) verschiedener Teile mit der Frequenz als Abszisse, wenn die Auffüllfrequenzen der Minimalphasenschaltkreise 31 und 32 der Schaltkreise von Fig. 8 auf 47 MHz beziehungsweise 93 MHz gesetzt sind, und die Auffüllfrequenzen der Nicht-Minimalphasenschaltkreise 33 und 34 auf 47 MHz beziehungsweise 93 MHz gesetzt sind. Fig. 10A zeigt die Charakteristik des Minimalphasenschaltkreises 31, Fig. 10D die Charakteristik des Minimalphasenschaltkreises 32, Fig. 10B die Charakteristik des Nicht-Minimalphasenschaltkreises 33, Fig. 10E die Charakteristik des Nicht-Minimalphasenschaltkreises 34, Fig. 10C die Charakteristik von Pfad I, bestehend aus dem in Reihe geschalteten Minimalphasenschaltkreis 31 und dem Nicht-Minimalphasenschaltkreis 33, Fig. 10F die Charakteristik von Pfad II, bestehend aus dem in Reihe geschalteten Minimalphasenschaltkreis 32 und dem Nicht- Minimalphasenschaltkreis 34 und Fig. 11A, 11B und 11C die Charakteristika von Variablen des Amplitudenentzerrers erster Ordnung von Fig. 8 als Ganzem, wobei die Pfade I und II parallel geschaltet sind.
Wie in Fig. 10 C gezeigt, sind die Charakteristika von Pfad I eine Kombination der Charakteristika des Minimalphasenschaltkreises und des Nicht- Minimalphasenschaltkreises 33. Die Verzögerungs-Frequenz- Charakteristik ist flach, und die Frequenz-Amplituden- Charakteristik ist gesteigert. Wie in Fig. 10F gezeigt, sind ähnlicherweise die Charakteristika von Pfad II eine Kombination der Charakteristika des Minimalphasenschaltkreises 32 und des Nicht-Minimalphasenschaltkreises 34, wobei die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik flach ist und die Frequenz-Amplituden-Charakteristik erhöht ist. Eine Kombination der Ausgaben der beiden Pfade wird als Ausgabe des Hybridschaltkreises HYB 20 erhalten. Zu dieser Zeit werden drei Typen von Charakteristika abhängig von der Stärke der Abschwächung durch den veränderlichen Abschwächer VATT erhalten.
Fig. 11A und 11C zeigen die Charakteristika des Gesamtschaltkreises von Fig. 8, falls die Abschwächung des variablen Abschwächers VATT kleiner und größer als die Abschwächung des Abschwächers ATT 15 ist. Die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristika sind flach, während die Frequenz-Amplituden-Charakteristika eine negative Steigung erster Ordnung, bzw. eine positive Steigung erster Ordnung erhält. Fig. 11B zeigt die Charakteristika des Gesamtschaltkreises von Fig. 8, falls die Abschwächung des variablen Abschwächers VATT und die Abschwächung des Abschwächers ATT 15 gleich sind. Sowohl die Verzögerungs- Frequenz-Charakteristik und die Frequenz-Amplituden- Charakteristik sind flach. Es sei angemerkt, daß die Mittelfrequenz f&sub0; des Bandes in diesem Fall die Mittelfrequenz aus der 47 MHz-Auffüllfrequenz von Pfad I und der 93 MHz-Auffüllfrequenz von Pfad II, das heißt 70 MHz beträgt.
Durch Verwendung des in Fig. 8 gezeigten veränderlichen Amplitudenentzerrers erster Ordnung ist es möglich, die Steigung erster Ordnung der Frequenz-Amplituden-Charakteristik leicht zu verändern, so daß es möglich wird, einen automatischen Amplitudenentzerrer problemlos zu verwirklichen. Fig. 12 ist eine Ansicht des Aufbaus eines automatischen Amplitudenentzerrers auf Grundlage des Schaltkreises von Fig. 8. Eine Rückkoppelungseinrichtung 41 ist in den Schaltkreis von Fig. 8 so eingefügt, daß die Abschwächungsstärke des veränderlichen Abschwächers VATT in Übereinstimmung mit dem Entzerr-Residuum im Ausgangssignal abgeschwächt wird.
Fig. 13 ist eine Ansicht eines speziellen Aufbaus des automatischen Amplitudenentzerrers von Fig. 12. Ein veränderlicher Amplituden-Entzerrschaltkreis entsprechend dem Schaltkreis von Fig. 8 ist mit 51 bezeichnet und allgemein gezeigt. Er ist insbesondere gebildet durch einen Amplitudenentzerrer 56 mit negativer Steigung erster Ordnung (entsprechend 31 und 33 in Fig. 12), einem Amplitudenentzerrer 55 mit positiver Steigung erster Ordnung (entsprechend 32 und 34 in Fig. 12), einen veränderlichen Abschwächer 57 (entsprechend VATT in Fig. 12) und einen Kombinierschaltkreis 58 (entsprechend HYB 20 in Fig. 12). Andererseits umfaßt die Rückkoppeleinrichtung 41 von Fig.
12 einen Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungssteuerung (AGC), einen Feststellschaltkreis 53 und einen Steuerschaltkreis 54. Dadurch kann mit einem einfachen Aufbau die erste Steigungskomponente automatisch ohne Verschlechterung der Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik entzerrt werden.
Zur etwas detaillierteren Erklärung des Schaltkreises von Fig. 13 umfaßt der Schaltkreis einen Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungssteuerung, um das Ausgabesignal eines veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreises 51 konstant zu machen, einen Feststellschaltkreis 53, um das Amplituden-Entzerr-Residuum erster Ordnung der Frequenz- Amplituden-Charakteristik des Ausgabesignals des Verstärkers 52 mit automatischer Verstärkungssteuerung unter Verwendung eines Schmalbandfilters, Dektektors usw. festzustellen, und einen Steuerschaltkreis 54 zum Steuern des veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreises 51 auf Grundlage des festgestellten Ausgabesignals des Feststellschaltkreises 53. Der veränderliche Amplitudenentzerrschaltkreis 51 hat einen veränderlichen Abschwächer 57 zum Einstellen des Ausgabesignalniveaus entweder des Amplitudenentzerrers 55 mit positiver Steigung erster Ordnung oder des Amplitudenentzerrers 56 mit negativer Steigung erster Ordnung. Der veränderliche Abschwächer 57 wird durch den oben genannten Steuerschaltkreis 54 gesteuert. Die Signale werden durch einen Kombinierschaltkreis 58 zur Ausgabe kombiniert.
Der Verstärker 52 mit automatischer Verstärkungssteuerung verstärkt das Signal auf ein bestimmtes Niveau und gibt das Ergebnis aus. Das Amplitudenentzerr-Residuum erster Ordnung wird durch den Feststellschaltkreis 53 festgestellt und auf Grundlage des festgestellten Ausgabesignals wird der veränderliche Abschwächer 57 des veränderlichen Amplitudenentzerr-Schaltkreises 51 durch den Steuerschaltkreis 54 gesteuert. Im veränderlichen Amplitudenentzerr-Schaltkreis 51 werden die Ausgabesignalniveaus der Amplitudenentzerrer 55 und 56 positiver und negativer Steigung eingestellt und so vektoraddiert, daß die Vektoraddition zu einer flachen Frequenz- Amplituden-Charakteristik führt, wenn die beiden entgegengesetzte Frequenz-Amplituden-Charakteristika haben. Falls der Abschwächungsgrad des veränderlichen Abschwächers 57 vergrößert wird, wird die Frequenz-Amplituden- Charakteristik des anderen Ausgabesignals die Charakteristik des kombinierten Ausgabesignals. Durch Steuern des veränderlichen Abschwächers 57 auf ein minimales Amplituden-Residuum erster Ordnung kann die Komponente erster Ordnung der Frequenz-Amplituden-Charakteristik aufgrund von Verzerrung ohne Verschlechterung der Gruppen- Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik entzerrt werden. Außerdem steuert der Steuerschaltkreis einen einzigen veränderlichen Abschwächer 57 durch Detektion der Komponente erster Ordnung und wird so in seinem Aufbau einfach.
Fig. 14 ist eine etwas konkretere Ansicht des automatischen Amplitudenentzerrers von Fig. 13. In der Abbildung bezeichnet 61 einen veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreis, 62 einen Verstärker mit automatischer Verstärkungskontrolle, 63 einen Feststellschaltkreis, 64 einen Steuerschaltkreis, 65 und 70 Hybridschaltkreise, 66 einen Amplitudenentzerrer mit positiver Steigung erster Ordnung, 67 einen Amplitudenentzerrer mit negativer Steigung erster Ordnung, 68 einen festen Abschwächer, 69 einen veränderlichen Abschwächer, 71 und 72 Schmalbandfilter und 73 und 74 Detektoren.
Das zum Beispiel durch eine digitale Funkübertragungsleitung empfangene Signal wird in Frequenz übertragen, so daß es ein Zwischenfrequenzsignal (IF) wird, und dem veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreis 61 eingegeben. In diesem veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreis 61 wird das Eingabesignal durch den Hybridschaltkreis 65 zweigeteilt und dem Amplitudenentzerrer 66 mit positiver Steigung erster Ordnung und dem Amplitudenentzerrer 67 mit negativer Steigung erster Ordnung zugeführt. Das Ausgabesignal des Amplitudenentzerrers 66 mit positiver Steigung erster Ordnung wird dem festen Abschwächer 68 zugeführt, und das Ausgabesignal des Amplitudenentzerrers 67 mit negativer Steigung erster Ordnung wird dem veränderlichen Abschwächer 69 zugeführt. Die Ausgabesignale des festen Abschwächers 68 und des veränderlichen Abschwächers 69 werden dem Hybridschaltkreis 70 zugeführt und vektoraddiert. In diesem Fall ist es durch Steuern des veränderlichen Abschwächers 69 (zum Beispiel eine PIN-Diode) durch den Steuerschaltkreis 64 möglich, eine erwünschte negative Steigungscharakteristik erster Ordnung als kombinierte Ausgabecharakteristik zu erhalten, so daß die Komponente erster Ordnung der Frequenz-Amplituden-Charakteristik des Eingabesignals kompensiert werden kann.
Das Ausgabesignal des veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreises 61 wird verstärkt, so daß sein Niveau durch den Verstärker 62 mit automatischer Verstärkungskontrolle festgehalten wird. Das Amplituden- Entzerr-Residuum erster Ordnung wird durch den Feststellschaltkreis 63 ausgehend vom Ausgabesignal des Verstärkers 62 mit automatischer Verstärkungskontrolle festgestellt. Im Feststellschaltkreis 63 werden verschiedene Frequenzkomponenten durch die Bandfilter 71 und 72 extrahiert, durch die Dektektoren 73 und 74 festgestellt und dem Steuerschaltkreis 64 zugeführt.
Im Steuerschaltkreis 64 werden die Niveaus der durch die Detektoren 73 und 74 festgestellten Ausgabesignale verglichen, und der veränderliche Abschwächer 69 wird in Übereinstimmung mit dem Amplitudenentzerr-Residuum erster Ordnung gesteuert. Wenn zum Beispiel die festgestellten Ausgabesignalniveaus gleich sind, wird der Grad der Abschwächung des veränderlichen Abschwächers 19 so gesteuert, daß er der Abschwächung durch den festen Abschwächer 68 gleicht. Vektoraddition der Charakteristika des Amplitudenentzerrers 66 mit positiver Steigung erster Ordnung und des Amplitudenentzerrers 67 mit negativer Steigung erster Ordnung ergibt eine flache Frequenz-Amplituden-Charakteristik.
Wenn der Pegel (EH) des festgestellten Ausgabesignals mit der höheren Frequenz größer als der Pegel (EL) des Ausgabesignals mit der niedrigeren Frequenz ist, weist das Amplitudenentzerr-Residuum erster Ordnung eine Amplituden- Charakteristik mit positiver Steigung erster Ordnung auf, so daß die Steuerung ausgeführt wird, um die Abschwächung des veränderlichen Abschwächers 69 zu verringern. Der veränderliche Amplituden-Entzerrschaltkreis 61 wird dazu gebracht, eine Frequenz-Amplituden-Charakteristik mit negativer Steigung aufzuweisen, und so kann die durch den Schwund entstehende Frequenz-Amplituden-Charakteristik entzerrt werden.
In der oben genannten Ausführungsform wurde das Ausgabesignal des Amplitudenentzerrers 67 mit negativer Steigung erster Ordnung zum veränderlichen Abschwächer 69 addiert, aber es ist auch möglich, die Vorrichtung so aufzubauen, daß das Ausgabesignal des Amplitudenentzerrers 66 mit positiver Steigung erster Ordnung dem veränderlichen Abschwächer 69 zugeführt wird, und das Ausgabesignal des Amplitudenentzerrers 67 mit negativer Steigung erster Ordnung dem festen Abschwächer 68 zugeführt wird. Außerdem können beide Abschwächer (68 und 69) veränderlich gemacht werden. Während es vorteilhaft ist, Entzerrschaltkreise von der Struktur von Fig. 4 für die Amplitudenentzerrer 66 und 67 mit positiver und negativer Steigung erster Ordnung zu verwenden, kann außerdem, wenn eine starke Frequenz-Amplituden-Charakteristik nicht benötigt ist, von einem herkömmlichen Entzerrschaltkreis mit Kondensatoren (C), Spulen (L) und Widerständen (R) Gebrauch gemacht werden. Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des veränderlichen Amplitudenentzerrschaltkreises von Fig. 13, in dem Schaltkreise vom allgemeinen L-R-C-Typ für die Entzerrer 55 und 56 verwendet werden.
Fig. 16 zeigt ein Beispiel des Steuerschaltkreises von Fig. 14. Die Ausgabe EL der Niederfrequenzseite (L) und die Ausgabe EH der Hochfrequenzseite (H) des Feststellschaltkreises 63 werden einem Subtrahierer 81 eingegeben, und die Pegeldifferenz EL - EH der beiden wird berechnet. Wenn EL - EH > 0, tritt eine negative Steigungscharakteristik auf. Wenn EL - EH < 0, tritt eine positive Steigungscharakteristik auf. Die Pegeldifferenz EL - EH wird durch einen Verstärker 82 verstärkt und wird die Steuereingabe des veränderlichen Abschwächers 69 (Fig. 14). Wenn der Abschwächer 68 (Fig. 14) aus einem veränderlichen Abschwächer zusammengesetzt ist, wird die Polarität der oben genannten Pegeldifferenz durch einen Invertierer (INV) 83 invertiert und ergibt - (EL - EH). Dies wird als Steuereingabe für den Abschwächer 68 verwendet. Die Addierer 84 und 85 addieren eine Offset-Gleichspannung zu EL - EH und - (EL - EH). Dies setzt die Verstärkung des Verstärkers auf den optimalen Referenzwert. Es ist möglich, die Entzerrung allein durch Verstärkungsfaktorsteuerung des Verstärkers 68 auszuführen, wenn aber die Verstärkungsfaktoren beider Verstärker 68 und 69 gesteuert werden, wird es möglich, in einem breiten Bereich zu entzerren.
Wie oben erklärt, wird ein Amplitudenentzerrer hergestellt, welcher die Verzögerungs-Frequenz-Charakteristik durch Addieren der Ausgaben zweier Schaltkreiseinrichtungen mit entgegengesetzten Charakteristika abflachen und eine starke Frequenz -Amplituden-Charakteristik herstellen kann. Falls solche Entzerreramplituden parallel verbunden werden, kann ein veränderlicher Amplitudenentzerrer hergestellt werden. In diesem Fall wird die Niveauanpassung auf der Amplitudenentzerrerseite mit positiver und/oder negativer Steigung erster Ordnung ausgeführt. Falls diese Niveauanpassung in Übereinstimmung mit der Stärke des Entzerr-Residuums ausgeführt wird, welches in den Ausgabesignalen auftritt, kann ein automatischer Amplitudenentzerrer hergestellt werden. Jeder der oben genannten Amplitudenentzerrer, der veränderliche Amplitudenentzerrer und der automatische Amplitudenentzerrer können mit einem einfachen Aufbau ausgeführt werden.

Claims

1. Automatischer Amplitudenentzerrer mit einem Amplitudenentzerrschaltkreis (66) von positiver Steigung erster Ordnung an einem ersten Pfad, einem Amplitudenentzerrschaltkreis (67) mit negativer Steigung erster Ordnung an einem zweiten Pfad, einem Abschwächer (69) auf der Seite der negativen Steigung, eingefügt in den zweiten Pfad, und einem Kombinierer (70), welcher die Ausgaben des ersten und zweiten Pfades vektoraddiert, sowie einer Rückkoppelungseinrichtung (41), welche das Entzerr-Residuum überwacht, das in der Ausgabe des Kombinierers (70) auftritt,

wobei die Rückkoppelungseinrichtung (41) einen Verstärkungsschaltkreis (62) mit automatischer Verstärkungskontrolle umfaßt, welcher mit einem Ausgang des Kombinierers (70) verbunden ist,

einen Detektionsschaltkreis (63), der das Schwund-Residuum feststellt, welches als Ausgabe des Amplituden- Schaltkreises (62) mit automatischer Verstärkungssteuerung auftritt, und

einen Steuerschaltkreis (64), welcher den Abschwächungsgrad des Abschwächers (69) auf der Seite negativer Steigung mittels der festgestellten Ausgabe aus dem Detektionsschaltkreis (63) steuert,

wobei der Steuerschaltkreis (64) einen Substrahierer (81) umfaßt, der die Pegeldifferenz einer auf der Seite niedriger Frequenz festgestellten Ausgabe (EL) und einer auf der Seite hoher Frequenz festgestellten Ausgabe (EH) aus dem Feststellschaltkreis (63) berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß

der erste Pfad einen Abschwächer (68) auf der Seite positiver Steigung umfaßt und zusätzlich zur Pegeldifferenz (EL - EH) ein Invertierer (83) verwendet wird, um eine weitere Pegeldifferenz (-(EL-EH)) zu erzeugen, die bezüglich jener in ihrem Pegel invertiert ist, und die beiden Pegeldifferenzen (-(EL-EH), EL-EH) verwendet werden, um die Verstärkungsfaktoren des Abschwächers (68) auf der Seite positiver Steigung und des Abschwächers (69) auf der Seite negativer Steigung zu steuern.

2. Automatischer Amplitudenentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenentzerrschaltkreise (66, 67) auf der Seite positiver und negativer Steigung erster Ordnung jeweils Amplitudenentzerrschaltkreise umfassen, welche gebildet sind durch eine Reihenschaltung von:

einem Minimalphasenschaltkreis (32, 31), welcher durch einen ersten Kombinierer (HYB17, HYB13) eines der zwei Signalen eines verzweigten Eingabesignals mit einem Signal kombiniert, das aus dem anderen Signal besteht, welches durch ein erstes Verzögerungselement (DL13, DL11) verzögert und durch einen ersten Abschwächer (ATT13, ATT11) abgeschwächt wurde, und

einem Nicht-Minimalphasenschaltkreis (34, 33), welcher durch einen zweiten Kombinierer (HYB19, HYB15) ein Signal kombiniert, welches zusammengesetzt ist aus einem der zwei Signalen eines verzweigten Eingabesignals, das durch einen zweiten Abschwächer (ATT14, ATT12) abgeschwächt ist, und einem Signal, das aus dem anderen, durch ein zweites Verzögerungselement (DL14, DL12) verzögerten Signal besteht.

3. Automatischer Amplitudenentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Amplitudenentzerr- Charakteristik positiver Steigung als auch diejenige negativer Steigung eine Einheit umfaßt, welche gewählt wird aus der Menge bekannter, konstanter Widerstandsnetzwerke, automatischer Resonanz-Entzerrer und automatische Entzerrer vom Transversalfiltertyp.

4. Automatischer Amplitudenentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem einen Addierer (84, 85) umfaßt, welcher eine Offsetgleichspannung DC zur Pegeldifferenz (EL-EH, - (EL-EH)) addiert.

5. Automatischer Amplitudenentzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektionsschaltkreis (63) mindestens zwei Schmalbandfilter umfaßt, welche verschiedene Frequenzkomponenten extrahieren, und einen Detektor, der damit verbunden ist.