DE3888436T2 - Leitungsanpassungsschaltungen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Leitungsanpassungsschaltkreise für das Ausgleichen von Signalen (z. B. von digitalen Datensignalen) aus einer Vielzahl von Kabeln, die unterschiedliche Längen haben.
• In einem digitalen Kommunikationssystem werden digitale Daten entlang verschiedener Kabel unterschiedlicher Länge gesendet und empfangen. Die digitalen Daten werden viel schwächer und werden stärker verzerrt, wenn sie über einen langen Kabelweg laufen im Gegensatz zu einem kurzen Kabelweg. Beispielsweise sind die Daten schwächer und stärker verzerrt, wenn sie durch einen Kabelabschnitt von 2 km Länge laufen als wenn sie durch ein Kabel von 1 m Länge laufen.
• Die durch lange Kabelabschnitte geschickten Daten müssen verstärkt und ausgeglichen werden, um zu versuchen, die "sauberen" Datenimpulse, die ursprünglich ausgesendet wurden, zu rekonstruieren. Die Datensignalimpulse, welche durch die kürzesten Kabel hindurchlaufen, erfordern fast keine Verstärkung oder Ausgleich. Die Verstärkung beinhaltet das Erhöhen der Höhe bzw. Amplitude der Spitze bzw. des Peaks der Wellenform des Signales. Der Ausgleich beinhaltet das Entzerren der Form der Wellenform des Signales, so daß es aussieht wie das Signal, welches zunächst durch das Kabel abgesendet wurde. Dies geschieht dadurch, daß man die Amplitude des Signales proportional zur Abschwächung oder dem Abfall der Wellenamplitude, welcher durch die Länge des Kommunikationskabels verursacht wurde, erhöht Da Signale, die durch mehrere verschiedene Längenabschnitte von Kabeln hindurchlaufen, oft an einen einzigen Empfänger übermittelt werden, ändert sich auch das Ausmaß der Abschwächung der Signale am Empfänger. Statt daß man einen getrennten Empfänger für jede Kabellänge hat, um jeweils ein unterschiedlich abgeschwächtes Signal zu empfangen, ist es Stand der Technik, vor dem Empfänger einen Schaltkreistyp zu verwenden, durch welchen jedes Signal in Übereinstimmung mit Standardeigenschaften gebracht wird.
• Der Empfänger muß in der Lage sein, sich an die meisten abgeschwächten Signale von den längsten Kabelabschnitten anzupassen. Deshalb sind die Standardeigenschaften, mit welchen Signalwellen übereinstimmen müssen, bevor sie in den Empfänger eingegeben werden, diejenigen, die aus ihrem Lauf durch den längsten Kabelabschnitt in dem Kommunikationssystem herrühren.
• Jeder Datenimpulszug, der ein Kommunikationssignal bildet, ist im wesentlichen aus zwei oder mehr Impulszügen unterschiedlicher Frequenz zusammengesetzt. Der Impulszug mit der niedrigsten Frequenz wird der fundamentale oder Grundfrequenz-Impulszug genannt. Die Impulszüge höherer Frequenz sind ganzzahlige Vielfache der fundamentalen oder Grundfrequenz und werden Harmonische genannt. Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Grundfrequenz und eine Harmonische, die sich zur Bildung eines Datenimpulszuges kombinieren.
• Wenn ein Datenkommunikationssignal durch ein langes Kabel hindurchläuft, werden die Harmonischen höherer Frequenz stärker abgeschwächt als diejenigen niedrigerer Frequenz, wodurch das Gesamtsignal verzerrt wird. Diese höheren Harmonischen müssen auf der Empfangsseite des Kabels mehr verstärkt werden als die niedrigeren, um das Signal, welches ursprünglich ausgesendet wurde, zu rekonstruieren. Aus diesem Grund führt ein zweiter Block eines Empfängers, der als Ausgleichsverstärker bezeichnet wird, in bekannten Kommunikationssystemen diese Funktion aus.
• Die Ausgleichsverstärker sind nicht notwendigerweise variabel, was heißt, daß sie nicht notwendigerweise in der Lage sind, sich selbst auf ein unterschiedliches Maß der Abschwächung für jedes Signal einzustellen, welches durch einen unterschiedlichen Längenabschnitt eines Kabels gelaufen ist. Der Einfachheit halber werden die Ausgleichsverstärker so eingestellt, daß sie den schlechtesten Fall der Abschwächung oder die Signale von dem längsten Kabelabschnitt bearbeiten bzw. handhaben. Die Signale von den kürzeren Längenabschnitten müssen dann auf das Maß des längsten Kabels verzerrt werden, um in den einzigen Ausgleichsverstärker eingegeben zu werden. Falls dies nicht geschehen sollte, würde der Ausgleichsverstärker die Signale von den kürzeren Kabelabschnitten übermäßig verstärken und dadurch diese deutlicheren Signale verzerren. Was dann tatsächlich passiert ist, daß die deutlicheren Signale aus den kürzeren Kabeln tatsächlich abgeschwächt oder verschlechtert werden müssen, bevor sie in den Ausgleichsverstärker oder Empfänger eingegeben werden.
• Daher weisen die bekannten Kommunikationssysteme Schaltkreise auf, die dafür ausgelegt sind, die Signale aus unterschiedlichen Kabellängenabschnitten so abzuschwächen, daß sie mit dem Ausmaß der Abschwächung übereinstimmen, die man bei einem Signal aus dem längsten Kabelabschnitt vorfindet. Diese Schaltkreise werden automatische Leitungsanpassungsschaltkreise (Automatic Line Build Out - ALBO) genannt.
• Früher schon vorgeschlagene ALBO-Schaltkreise verwenden Spannungsverstärkungstechniken, um die für die stärkeren Signale aus den kürzeren Kabelabschnitten erforderliche Abschwächung bereitzustellen. Diese ALBO-Schaltkreise verwenden Einrichtungen, wie z. B. Feldeffekttransistoren (FETs), um die Amplitude der eingehenden Signalwelle abzuschwächen. Ein solcher AIBO-Schaltkreis, der Widerstände R1 und R2, Kondensatoren und ein FET aufweist, die, wie dargestellt, miteinander verbunden sind, ist in Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen anschaulich dargestellt. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, wird ein Signal Vc, welches proportional zur Kabellänge ist und durch eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung erzeugt worden ist, in der dargestellten Weise in den FET eingegeben. Das Signal Vc stellt den Widerstand des FET ein, so daß er die Amplitude einer Signalwelle ViN aus einer Kommunikationsleitung um ein gewisses Maß abschwächt, wobei dieses Maß der Kabellänge entspricht. Das resultierende Ausgangssignal VAT wird dann auf Ausgleichsverstärker (EQ AMP) gegeben. Dies führt dazu, daß alle Kabelabschnitte auf das Signalmaß des längsten Kabelabschnittes abgeschwächt werden: siehe Fig. 3 der zugehörigen Zeichnungen.
• Ein Problem mit den früher vorgeschlagenen ALBO-Schaltkreisen liegt darin, daß sie die Signale nur mit Blick auf ihre Amplitude oder Ausgangsspannung einstellen und keine Rücksicht auf Verzerrungen der Form der Signal oder das Frequenzverhalten nehmen. Mit anderen Worten, die früher vorgeschlagenen ALBO-Schaltkreise stellen keine unterschiedlichen Ausmaße der Abschwächung für die Grundfrequenz und die verschiedenen Harmonischen bereit, welche eine Signalwelle bilden. Außerdem kompensieren die früheren ALBO-Schaltkreise nicht den Bandbreitenverlust bei längeren Kabeln. Diese Nachteile verhindern den Gebrauch der richtigen Menge an Verzerrung bei sehr langen Kabelabschnitten, bevor das Signal an einen Ausgleichsverstärker abgegeben wird.
• Die US 3,904,992 offenbart ein zweiteiliges Netzwerk für einen wiederholten Übertragungsleitungsausgleich. Das Netzwerk beinhaltet ein einzelnes, gleichmäßig verteiltes RC-Netzwerk mit einem Anschluß, das dazu dient, eine frequenzabhängige Abschwächung bereitzustellen.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Leitungsausbauschaltkreis vorgesehen, wie er in Anspruch 1 wiedergegeben wird.
• Die Abstimmkomponente kann eine Abstimmdiode oder ein Varaktor sein, der eine Kapazität hat, die entsprechend der Steuerspannung variiert. Die Abstimmkomponente und der Widerstand wirken zusammen als ein resistiver und kapazitiver (RC)-Abstimmschaltkreis. Das an der Kathode der Abstimmkomponente gemessene Signal hat einen Frequenzgang, weicher das Ausmaß der Abschwächung wiedergibt, welches von der Frequenz des Signals abhängt, welches Ober den Widerstand an der Kathode eingegeben wird.
• Die bevorzugten verbesserten automatischen Leitungsausbauschaltkreise Lenhanced automatic ne build out - EALBO-Schaltkreise), welche die Erfindung verwirklichen und weiter unten beschrieben sind, lösen zumindest teilweise die oben erwähnten Probleme, indem sie dafür sorgen, daß die Signale von allen Kabellängenabschnitten so aussehen, wie die von dem längsten Kabelabschnitt und zwar sowohl bezüglich der Abschwächung als auch bezüglich des Frequenzganges. Mit anderen Worten, die verbesserten ALBO (EALBO)-Schaltkreise schwächen die Grundfrequenz und die harmonischen Bestandteile einer Signalwelle in unterschiedlichem Maß ab, welches zumindest näherungsweise dem Ausmaß entspricht, um welches ein Signal, welches durch das längste Kabel hindurchläuft, abgeschwächt würde.
• Die bevorzugten ELABO-Schaltkreise sind in ihrem Aufbau einfach und robust und sind wirtschaftlich herzustellen.
• Die Erfindung wird jetzt anhand eines veranschaulichenden und nicht beschränkenden Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche oder einander entsprechende Teile bezeichnen und wobei:
• Fig. 1 eine grafische Darstellung ist, die einen Datenimpulszug und dessen Grund- und Harmonischebestandteile wiedergibt, welche entlang von Kabeln verschiedener Länge transportiert werden können,
• Fig. 2 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines früher vorgeschlagenen automatischen Leitungsausbauschaltkreises ist,
• Fig. 3 eine grafische Darstellung ist, auf welcher das Ausmaß der Abschwächung über der Frequenz für den Schaltkreis nach Fig. 2 aufgezeichnet ist,
• Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Schaltkreises für das Ausgleichen von Signalen aus einer Mehrzahl von Kabeln ist, welche unterschiedliche Längen haben und wobei ein verbesserter, automatischer Leitungsausbauschaltkreis (EALBO) verwendet wird, der die vorliegende Erfindung verwirklicht,
• Fig. 5 ein schematisches Diagramm ist, welches einen EALBO-Schaltkreis gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt,
• Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 von einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist,
• Fig. 7 eine grafische Darstellung ist, auf welcher die Kapazität über der Steuerspannung eine Abstimmeinrichtung aufgezeichnet ist, die in Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann,
• Fig. 8 eine grafische Darstellung ist, auf welcher die Abschwächung über der Frequenz für Signale aufgezeichnet ist, die entlang von Kabeln empfangen wurden, welche unterschiedliche Längen hatten, wobei ein EALBO-Schaltkreis, welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht, verwendet wird,
• Fig. 9 eine grafische Darstellung ist, auf welcher die Abschwächung über der Frequenz für Signale aufgezeichnet ist, die über Kabeln unterschiedlicher Länge empfangen wurden, wenn ein früher vorgeschlagener ALBO-Schaltkreis verwendet wird,
• Fig. 10 eine grafische Wiedergabe einer Signalverarbeitung ist, die durch einen EALBO- Schaltkreis bewirkt wurde, der die vorliegende Erfindung verwirklicht, um Signale, die über eine Mehrzahl von Kabeln empfangen wurden, welche unterschiedliche Längen haben, auszugleichen, und
• Fig. 11 eine grafische Wiedergabe ähnlich Fig. 10 ist, welche die Vollendung der Signalverarbeitung zeigt, um stabile, ausgeglichene Signale herzustellen.
• Ein verbesserter automatischer Leitungsausbauschaltkreis (EALBO), welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht, und zwar für das Ausgleichen von Signalen, welche über Kabel empfangen werden, welche verschiedene Länge haben, wird jetzt in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 beschrieben.
• Fig. 4 zeigt insgesamt einen Empfängerschaltkreis 1 für Kommunikationssignale. Der Empfängerschaltkreis 1 weist einen EALBO-Schaltkreis 2 auf, welcher in Verbindung mit einem Gleichschaltungsverstärker (EQ AMP) 4 die Erfindung verwirklicht. Ein Ausgang des EO AMP 4 ist mit einem Peakdetektor verbunden, mit einem negativen Eingang eines ersten Vergleichers 8 und mit einem positiven Eingang eines zweiten Vergleichers 10. Ein Ausgangswert aus dem Peakdetektor 6 wird mit einem Integrationsverstärker 12 verbunden. Der Ausgang des Integrationsverstärkers 12 ist zurückgeschaltet auf den EALBO-Schaltkreis 2. Eine positive Gleichspannung VREF ist mit einem negativen Eingang des zweiten Komparators 10 verbunden und mit dem positiven Eingang des ersten Komparators 8. All die Komponenten 4 bis 12 sind im Stand der Technik bekannt.
• Im Betrieb empfängt der EALBO-Schaltkreis 2 ein Daten (Kommunikations)-Signal über eine Leitung 14. Dieses Signal besteht aus einer Reihe von positiven und negativen Impulsen. Der EALBO-Schaltkreis 2 addiert die erforderliche Abschwächung für die Grundfrequenz und die Harmonischen zu diesem Signal, so daß es aussieht, wie das, welches von dem längsten Kabel in dem System empfangen wurde, unabhängig davon, welche tatsächliche Länge das Kabel hat. Der Ausgleichs- bzw. Gleichschaltungs-Verstärker 4 empfängt das abgeschwächte Signal aus dem EALBO-Schaltkreis 2 und erhöht die Grundfrequenz und die Harmonischen je nach Erfordernis durch ein Signal, welches von dem längsten Kabel in dem System empfangen wurde und versucht, das Datensignal wiederherzustellen auf seine ursprüngliche Form.
• Ein Rückkopplungssignal muß an den EALBO-Schaltkreis 2 geschickt werden, um das Ausmaß der Abschwächung einzustellen, welches von einem bestimmten Signal benötigt wird. Dies wird erreicht, indem das anfängliche Spannungsspitzensignal am Peakdetektor 6 von dem Ausgang des EQ AMP 4 erfaßt wird. Der Peakdetektor 6 ist eine bekannte Kombination aus Dioden und einem Kondensator, der sich entsprechend der positiven und negativen Peaks des Signales auflädt. Dieses Peak- bzw. Spitzenspannungssignal wird durch den Peakdetektor 6 dem Integrationsverstärker 12 zugeführt. Der Integrationsverstärker 12 vergleicht die Spitzenspannungswerte mit konstanten Bezugswerten, um einen Differenzwert zu erhalten. Dieser Differenzwert wird dann integriert, wodurch das Signal geglättet wird, um so eine DC-Steuerspannung Vc zu erzeugen, die dann an den EALBO geschickt wird. Die Spannung Vc zeigt die Länge des Kabels an, durch welches das vorliegende Signal hindurchläuft.
• Das Signal aus dem EQ AMP 4 wird auch an erste und zweite Komparatoren 8 und 10 weitergegeben. Die Komparatoren wandeln das Signal aus dem EQ AMP 4 in das Standard TTL Signal von 0 bis 5 Volt Rechteckwellen um. Diese Daten werden dann an die steuernden Mikroprozessoren eines (nicht dargestellten) Prozeßsteuersystems geschickt.
• Eine Ausführungsform des EALBO-Schaltkreises 2 ist in Fig. 5 dargestellt. Sie weist einen Transformator T1 auf, der eine Primärwicklung hat, die zwischen einer positiven und einer negativen Leitung liegt, welche eine Kommunikationsleitung oder ein Kabel aufweisen bzw. bilden. Ein Anschluß einer Sekundärwicklung des Transformators T1 ist mit einem festen Widerstand R1 und ein anderer Anschluß der Sekundärwicklung ist mit einem festen Widerstand R2 verbunden. Der Widerstand R1 ist mit der Kathode einer Abstimmdiode CR1 und der Widerstand R2 ist mit der Kathode einer Abstimmdiode CR2 verbunden. Die Anoden der Dioden CR1 und CR2 sind mit einem Eingangsanschluß eines Kondensators C1 und mit der Steuerspannung Vc verbunden. Der Ausgangsanschluß des Kondensators C1 ist mit Erde (Masse) verbunden. Die Kathoden der Dioden CR1 und CR2 sind mit zwei Ausgangsleitungen verbunden, welche mit dem EQ AMP 4 verbunden sind.
• Im Betrieb isoliert der Transformator T1 den Rest des EALBO-Schaltkreises 2 von Gleichtaktstörungen bzw. -rauschen. Das Gleichtaktrauschen ist eine Serie von Störungen in einem Signal, welches durch große Motoren, Transformatoren oder Stromversorgungsleitungen erzeugt wird, die sich in der Nähe einer Signalübertragungsleitung befinden. Die Gleichtaktrauschunterdrückung ist eine spezielle Eigenschaft eines Schaltkreises, welche seine Fähigkeit beschreibt, an seinem Ausgang Eingangsrauschen zu unterdrücken. Die Einheiten, die verwendet werden, wenn die Gleichtaktrauschunterdrückung beschrieben wird, sind Decibel. Der Transformator T1 erhöht die Gleichtaktrauschunterdrückung des in Fig. 5 dargestellten Schaltkreises und stellt eine Isolation gegenüber Gleichtaktrauschen bereit, welches man in der Kommunikationsleitung vorfindet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Spannung, die man an der Sekundärwicklung des Transformators erhält, der Spannungsunterschied zu einer beliebigen Zeit zwischen den positiven und negativen Leitungen des Übertragungskabels oder der Leitung findet Das Gleichtaktrauschen würde auf beiden, d. h. der positiven und der negativen Übertragungsleitung auftreten. Daher bleibt die Spannungsdifferenz, die man auf der Sekundärwicklung vorfindet, dieselbe, selbst wenn auf den Übertragungsleitungen Rauschen erscheint.
• Der Transformator T1 ist für den Betrieb des EALBO-Schaltkreises 2 nicht notwendig, auch wenn er im Betrieb hilft, indem er das Rauschen eliminiert. Wenn der Transformator T1, wie in Fig. 5, nicht verwendet wird, kann der EALBO-Schaltkreis, wie in Fig. 6 dargestellt, ein einziges Ende aufweisen. Die Abstimmdiode CR1 kann ein Varaktor sein. Derartige Abstimmdioden und Varaktoren sind im Stand der Technik bekannt. Kommerziell verfügbare Abstimmdioden sind die Dioden, die von Motorola unter der Bezeichnung MV 1403H bis MV 1405H erhältlich sind. Für diese und für eine Vielfalt von Abstimmvaraktoren sind veröffentlichte Eigenschaften verfügbar. Die übrigen Bauteile, welche den in Fig. 6 dargestellten Schaltkreis bilden, sind dieselben wie in Fig. 5.
• Der Betrieb der Schaltkreise der Fig. 5 und 6 ist im wesentlichen derselbe mit der Ausnahme, daß in Fig. 5 eigentlich zwei EALBO-Zwillingsschaltkreise arbeiten und der Ausgang an den EQ AMP 4 eigentlich die Spannungsdifferenz zwischen dem oberen EALBO-Schaltkreis und dem unteren EALBO-Schaltkreis ist. In Fig. 6 arbeitet nur ein EALBO-Schaltkreis und der Ausgang an den EQ AMP 4 ist die Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgang des EALBO und dem Massenbezugspunkt (Erde). Keiner der beiden Fälle hat gegenüber dem anderen Vorteile mit der Ausnahme, daß Fig. 5 die Verwendung eines Transformators beinhaltet, um die Rauschunterdrückung zu verbessern.
• Mit Bezug auf Fig. 6 wird der tatsächliche Betrieb des EALBO-Schaltkreises 2 beschrieben. Die Spannung Vc von dem Integrationsverstärker 12 wird auf die Anode der Diode CR1 und den Kondensator C1 gegeben. Der Grund dafür, daß der Kondensator C1 vorgesehen ist, liegt darin, einen Massenbezugspunkt für Wechselstrom für die Anode der Diode CR1 bereitzustellen. Wenn die Spannung Vc an der Anode der Diode CR1 angelegt wird, variiert die Kapazität der Diode CR1 dementsprechend. Wenn die Spannung Vc sich dem Wert von 0 Volt Gleichspannung annähert, wird die Kapazität der Diode CR1 größer (siehe Fig. 7). Die Kombination der Diode CR1 mit dem Widerstand R1 wirkt als Widerstands-Kondensator (RC) Zeitgeberschaltkreis bzw. RC-Glied, und mit der Steigerung der Kapazität der Diode CR1 steigt auch die Frequenzdämpfung des Zeitgeberschaltkreises. Die Frequenzdämpfung ist das Maß der Abschwächung in Abhängigkeit von der Frequenz des Signales. Erhöhte Frequenzdämpfung heißt, daß die Abschwächung für eine gegebene Frequenz zugenommen hat.
• Für Signale, die durch kürzere Kabelabschnitte laufen, ist die Spannung Vc, die in den EALBO-Schaltkreis 2 eingegeben wird, in der Nähe von Null. Dies erhöht die Kapazität der Diode CR1 und-erhöht damit die Frequenzdämpfung dieser stärkeren Signale, bis sie den Frequenzdämpfungspunkt eines Signals erreicht haben, welches man von einem Signal durch den längsten Draht erhält. Für Signale, die durch längere Drähte hindurchlaufen, ist die in den EALBO- Schaltkreis 2 eingegebene Spannung Vc relativ groß. Dies senkt die Kapazität der Diode CR1 und senkt damit auch die Frequenzdämpfung des Zeitgeberschaltkreises bzw. RC-Gliedes ab. Diese niedrigere Frequenzdämpfung ist erforderlich für Signale, die in den längeren Kabeln laufen, da der Hauptteil der Frequenzdämpfung, die man bei einem Signal vorfindet, welches durch das längste Kabel läuft, bereits durch das längere Kabel gegeben ist.
• Die Rückkopplung über den Peakdetektor 6 und den Integrationsverstarker 12 stellt die Spannung Vc ein, um ein variierendes Signal bereitzustellen in Abhängigkeit von der Länge des Kabels, aus welchem man das Signal empfangen hat. Dies stellt wiederum die Frequenzdämpfung ein, die für jedes Signal benötigt wird. Indem das Maß der Frequenzdämpfung, welche für jedes empfangene Signal aufgebracht werden muß, maßgeschneidert wird, kann die Abschwächung der Harmonischen und der Grundfrequenzen, welche das Signal bilden, wie erforderlich in unterschiedlichen Maßen aufgebracht werden. Dies ist erforderlich, um jedes Signal hinsichtlich der charakteristischen Eigenschaften zu einem vollständigen Duplikat eines durch das längste Kabel in dem System laufenden Signales zu machen. Sobald man diese Duplikation erreicht hat, kann das Signal vollständig durch den Ausgleichverstärker 4 reproduzieren, der dafür ausgelegt ist, Signale von dem längsten Kabel in dem System zu verstärken. Fig. 8 zeigt die Frequenzdämpfungskurven für einen typischen EALBO-Schaltkreis 2.
• Aus Fig. 8 erkennt man, daß für das kürzeste Kabel der EALBO-Schaltkreis die größe Abschwächung pro Frequenz hat oder die größte Frequenzdämpfung und daß der EALBO- Schaltkreis für das längste Kabel die geringste Dämpfung pro Frequenz hat. Der Grundgedanke ist der, daß je länger das Kabel ist, umso größer die Bandbreite oder der 3db-Punkt, während gilt, daß je kürzer das Kabel, desto kleiner die Bandbreite oder der 3db-Punkt. Dies ist in Fig. 8 auch veranschaulicht. Daß man getrennte Frequenzdämpfungskurven für jede Kabellänge hat, was es erlaubt, daß die Harmonischen und Grundkomponenten eines Signales um unterschiedliche Grade bzw. Maße abgeschwächt werden, ist erforderlich, weil sie mit unterschiedlichen Frequenzen laufen.
• Der Wert des Widerstandes R1 wird festgelegt durch die minimale zulässige Steuerspannung an der Anode der Abstimmdiode, um den maximalen Kapazitätswert der Abstimmdiode oder des Varaktors zu erhalten. Der Dynamikbereich des EALBO-Schaltkreises 2 wird nur durch den Kapazitätsbereich der Abstimmdiode begrenzt.
• Das Problem bezüglich einer fehlenden Frequenzempfindlichkeit der früher vorgeschlagenen ALBOs wird durch die oben beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung gelöst. Indem ein getrennter Frequenzgang bzw. ein Ansprechen auf die Frequenz oder eine Frequenzdämpfung für jedes Maß eines Kabels, durch welches Kommunikationssignale hindurchlaufen mögen, bereitgestellt wird, werden die Harmonischen und die Grundkomponenten eines Signals auf unterschiedlichem Maße eingestellt. Die früher vorgeschlagenen ALBO- Schaltkreise können dies nicht, insbesondere nicht bei höheren Frequenzen (siehe Fig. 9). Wie man aus Fig. 9 erkennt, haben die früher vorgeschlagenen ALBO-Schaltkreise keine Frequenzdämpfung über eine bestimmte Frequenz hinaus für irgendeine gegebene Kabellänge. Daher werden also die Harmonischen und die Grundkomponenten eines Kommunikationssignals, welches mit verschiedenen Frequenzen läuft, im selben Maß abgeschwächt. Tatsächlich werden jedoch unterschiedliche Maße der Abschwächung für die Harmonischen und die Grundkomponenten benötigt, um ein Signal, wie man es durch das längste Kabel in dem System erhält, vollständig zu erzeugen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung stellen diese unterschiedlichen Maße der Abschwächung bereit.
• Durch die Korrektur dieses Problems, welches mit früheren Vorschlägen zusammenhängt, ermöglichen die Ausführungsformen gemäß der Erfindung, daß längere Kabel in dem Kommunikationssystem benutzt werden, und sie erlauben weiterhin, daß die Signale für eine gegebene Kabellänge mit höheren Frequenzen laufen. Die früher vorgeschlagenen ALBO- Schaltkreise stellten keine unterschiedlichen Frequenzdämpfungen in Abhängigkeit von der Länge des Kabels bereit, durch welches das Signal hindurch lief. Ein Ausgleichsverstärker konnte deshalb nicht so ausgestaltet werden, daß er mit einer allzu großen maximalen Kabellänge arbeitete, da die früher vorgeschlagenen ALBO-Schaltkreise die kleineren Kabel nicht genau genug abschwächten, um zu einer korrekten Reproduktion des Signales zu gelangen. Mit anderen Worten, der Unterschied in den Bandbreiten zwischen den längsten und kürzesten Kabelabschnitten durfte nicht allzu groß sein wegen der Beschränkungen der Ausgleichsverstärker, wenn ein früher vorgeschlagener ALBO-Schaltkreis verwendet wurde. Wenn ein EALBO- Schaltkreis, welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht, verwendet wird, so sind die Beschränkungen des Ausgleichsverstärkers kein (entscheidender) Faktor mehr, da der EALBO- Schaltkreis die Bandbreite der verschiedenen Längen einstellen kann, so daß sie in Übereinstimmung mit den optimalen Abschwächungseigenschaften des Ausgleichsverstärkers in Übereinstimmung kommen. Der EALBO-Schaltkreis stellt diese exakte Abschwächung bereit durch Vorsehen der variablen Frequenzdämpfung. Die resultierenden Wellenformen, die durch den Ausgleichsverstärker in Verbindung mit dem EALBO-Schaltkreis erzeugt werden, sind in Fig. 10 dargestellt.
• Der dynamische Bereich des EALBO-Schaltkreises könnte durch kaskadenartige Zusammenschaltung mehrerer Stufen noch gesteigert werden oder durch Verwendung einer Abstimmdiode oder eines Varaktors mit einem breiteren Kapazitätsbereich. Ein anderes Verfahren der Verwirklichung des EALBO-Schaltkreises läge darin, einen variablen Widerstand mit einem festen Kondensator zu verwenden. Um ein System zu handhaben, welches mehrere verschiedene Frequenzen verwendet, könnte sowohl ein variabler Widerstand als auch eine Abstimmdiode oder ein Varaktor verwendet werden. Um dennoch mehrere Frequenzen zu handhaben, dürfte der Ausgleichsverstärker nicht mehr fixiert sein und würde ein gewisses dynamisches Frequenzansprechen erfordern unter Verwendung entweder eines variablen Widerstandes oder eines Abstimmvaraktors.

Claims (7)

1. Empfängerschaltkreis für den Empfang einer Mehrzahl von Signalen aus einer Mehrzahl von Kabeln unterschiedlicher Länge, mit:

(i) einem Leitungsausgleichsschaltkreis für das Ausgleichen bzw. Gleichschalten der Signale, wobei der Leitungsausgleichsschaltkreis hat:

ein Abstimmbauteil (CR1) mit variabler Charakteristik, eine Anode und eine Kathode, eine Steuerspannung (Vc), welche die Länge eines Kabels anzeigt, das von einem auszugleichenden Signal durchlaufen werden muß und welche an die Anode angelegt wird, um die variable Charakteristik zu verändern,

einen Kondensator (C1), der mit der Anode verbunden ist, und

einen Widerstand (R1), der mit der Kathode verbunden ist, wobei das auszugleichende Signal über den Widerstand (R1) an die Kathode angelegt und

an der Kathode gemessen wird, wobei das Signal eine Frequenzdämpfung hat, welche das Maß der Abschwächung wiedergibt, die von der Frequenz des Signales und von der Länge des Kabels abhängig ist, über welches das Signal zugeführt wurde,

(ii) einem Ausgleichsverstärker (4), der mit der Kathode des Abstimmbauteiles (CR1) für das Verstärken des Signales angeschlossen ist,

(iii) einem Spitzendetektor (6), der an einen Ausgang des Ausgleichsverstärkers (4) angeschlossen ist, um eine Spannungsspitze des von dem Ausgleichsverstärker verstärkten Signales zu messen,

(iv) und mit einem integrierenden Verstärker (12), der zwischen den Spitzendetektor (6) und die Anode des Abstimmbauteiles (CR1) geschaltet ist, um die Steuerspannung zu erzeugen, wobei der Spitzendetektor (6) und der integrierende Verstärker (12) die Steuerspannung erzeugen.

2. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei das Abstimmbauteil (CR1) eine Abstimmdiode aufweist, wobei die variable Charakteristik die Kapazität der Abstimmdiode aufweist.

3. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 1, wobei das Abstimmbauteil (CR1) einen Abstimmvaractor (Abstimm-Reaktanzdiode) aufweist, wobei die variable Charakteristik die Kapazität des Abstimmvaractors aufweist.

4. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 1, 2 oder 3, einschließlich einer Bezugsleitung, die mit dem Kondensator (C1) an der der Anode des Abstimmbauteiles gegenüberliegenden Seite desselben angeschlossen ist, wobei das Signal zwischen der Kathode und der Bezugsleitung gemessen wird.

5. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 1,2 oder 3, einschließlich eines zweiten Abstimmbauteiles (CR2), welches eine zweite Anode hat, die mit der zuerst erwähnten Anode verbunden ist, sowie eine zweite Kathode und einen zweiten Widerstand (R2), der mit der zweiten Kathode verbunden ist, wobei der Kondensator (C1) auf einer Seite mit der zuerst erwähnten und der zweiten Anode und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Bezugspunkt Masse verbunden ist, wobei die Steuerspannungseinrichtung mit der zuerst erwähnten und der zweiten Anode verbunden ist und das Signal zwischen der zuerst erwähnten und der zweiten Kathode gemessen wird.

6. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 5, einschließlich eines Transformators (T1), der eine Primärwicklung hat, welche mit dem Kabel verbunden ist, um ein Signal zu tragen, und eine zweite Wicklung hat, welche zwischen den ersterwähnten und den zweiten Widerstand (R1, R2), geschaltet ist.

7. Empfängerschaltkreis nach Anspruch 1, einschließlich erster und zweiter Vergleicher (8, 10), die jeweils positive und negative Eingänge haben, wobei der Ausgang des Ausgleichsverstärkers (4) mit dem negativen Eingang des ersten Vergleichers (8) und dem positiven Eingang des zweiten Vergleichers (10) verbunden ist, und wobei eine Bezugsspannung (VREF) an den negativen Eingang des zweiten Vergleichers (10) und den positiven Eingang des ersten Vergleichers (8) angeschlossen ist, wobei die ersten und zweiten Vergleicher (8, 10) jeweils einen Ausgang haben, in welchem Rechteckwellen gebildet werden, die dem durch den Ausgleichsverstärker (4) verarbeiteten Signal entsprechen.