NL7920091A - Aandrijfpunt-impedantie. - Google Patents
Aandrijfpunt-impedantie. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7920091A NL7920091A NL7920091A NL7920091A NL7920091A NL 7920091 A NL7920091 A NL 7920091A NL 7920091 A NL7920091 A NL 7920091A NL 7920091 A NL7920091 A NL 7920091A NL 7920091 A NL7920091 A NL 7920091A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- impedance
- frequency
- voltage
- transmission line
- network
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
- H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
- H04B1/58—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
- H04B1/586—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa using an electronic circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/40—Artificial lines; Networks simulating a line of certain length
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Interface Circuits In Exchanges (AREA)
- Sub-Exchange Stations And Push- Button Telephones (AREA)
Description
vo 0092 7 9 2 0 o 9 1
Aandrijfpunt-impedantie.
De uitvinding heeft betrekking op twee-richting transmis siestelsels, en meer in het bijzonder op balansimpedanties voor adaptieve, frequentie-afhankelijke actieve hybrideketens die van dergelijke stelsels deel uitmaken.
5 Hybrideketens zijn toegepast in communicatienetwerken wanneer het nodig is om een twee-richting tvee-draadslijn te koppelen met een-richting secties van een vier-draadslijn. Bij voorbeeld worden in een telefoonstelsel twee-richtingsignalen overgedragen via een twee-draadsabonneelus waarbij deze signalen echter in de centrale en bij de 10 abonneeaansluiting moeten worden gesplitst in afzonderlijke een-rich-ting zend- en ontvang-signalen. Voor dit doel zijn verschillende uitvoeringsvormen van hybrideketens (ook wel vorkketens genoemd) ontwikkeld.
In standaarduitvoeringen van hybrideketens voor ana-15 loge spraakfrequente signalen is gebruik gemaakt van multi-wikkeling transformatoren die zijn ingericht om signalen vanaf de zendpoort te koppelen met de twee-draadstoegangspoort, als ook om signalen vanaf de twee-draadstoegangspoort te koppelen met de ontvangpoort. Door de wikkelingen gebalanceerd uit te voeren kan echter worden bereikt dat 20 signalen aangelegd aan de zendpoort bij de ontvangpoort teniet zijn gedaan. Dergelijke hybridetransformatoren hebben een betrekkelijk groot volume, zijn kostbaar en hebben een frequentie-afhankelijke transmis siekarakteristiek.
Ten einde aan deze bezwaren tegemoet te komen zijn 25 verschillende uitvoeringsvormen van transformatorloze of wel electro-nische hybrideketens voorgesteld. Een dergelijke hybrideketen dient niet alleen de in het voorafgaande beschreven transmissiepoorten beschikbaar te stellen maar dient tevens aan de twee-draadstoegangspoort een impedantie te presenteren die gelijk is aan de karakteristieke im-30 pedantie van de aangesloten twee-draadslijn. Voor een eerste benadering is bij bekende voorstellen op dit gebied aangenomen dat deze impedantie is te beschouwen als een constante, volledig resistieve impedantie, waarbij eenvoudigweg weerstanden zijn toegepast om de desbetreffende karakteristieke impedantie te simuleren. Het zal echter dui- 7920011 2 delijk zijn dat de karakteristieke impedantie van een willekeurige twee-draadslijn bepaalde frequentie-afhankelijke eigenschappen bezit die, indien daarmee geen rekening wordt gehouden, vervormingen en asymmetrieën in de overgedragen signalen introduceren. Dergelijke ver-5 vormingen en asymmetrieën kunnen veelal buiten beschouwing worden gelaten wanneer de hybrideketen wordt gebruikt voor de overdracht van analoge spraakfrequente signalen die een smalle band innemen en zoals worden gebruikt bij standaard telefoonbedrijf. De frequentie-afhanke-• lijke karakteristieke impedantie heeft de neiging om met de maatvoering 10 van de draden die in de desbetreffende telefoonlus zijn toegepast, te variëren.
Bij moderne telefoonstelsels is het nodig geworden om eind-posten voor digitale data die een brede band in beslag nemen, met dergelijke telefoonlusketens te kunnen verbinden. Gebleken is dat de hybri-15 detransformator^resistieve electronische hybrideketens dergelijke brede- band digitale signalen niet op adequate wijze kunnen verwerken. De uitvoeringsvorm van een dergelijke electrisehe hybrideketen is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift U06U37T·
Met een voor de onderhavige uitvinding illustratieve 20 uitvoeringsvorm wordt een electronische hybrideketen beschikbaar gesteld waarvan deel uitmaakt een frequentie-afhankelijke impedantieke-ten die over een brede band van frequenties nauwkeurig is aangepast aan de karakteristieke impedantie van een door een getwijnd paar gevormde telefoonlusketen. Over een brede frequentieband wordt de karak-25 teristieke impedantie nauwkeurig gesimuleerd door een impedantie waarvan de grootte omgekeerd evenredig is met de vierkantswortel van de frequentie voor zover het het laagfrequent gebied betreft, welke grootte echter voor het hoogfrequente gebied in beginsel constant is.
Bij een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding 30 is de karakteristieke impedantie gerealiseerd door een in parallel verband aangesloten Horton-equivalent bron. Een dergelijke configuratie is niet eenvoudig te realiseren, heeft echter het extra voordeel dat een vast impedantienetwerk door spanningsbesturing kan worden aangepast aan een aantal verschillende maatvoeringen van de geleiders die in 35 de desbetreffende twee-draadsketen worden toegepast. Bij de verschillende maatvoeringen van het gebruikte draad bestaan onderling enigszins verschillende karakteristieke impedanties voor zover het het laag- 7920091 3 frequente gebied betreft, en aldus kan een enkele keten worden gebruikt om aan al de verschillende maten van draden die in het telefoon-stelsel worden toegepast een aanpassing te verkrijgen.
De uitvinding zal in het onderstaande nader worden 1 5 toegelicht met verwijzing naar de tekening. In de tekening is:
Fig. 1 een algemeen blokschema van een actieve hy- brideketen; fig. 2 een grafische voorstelling met logarithmische schaalverdeling ter illustratie van het verloop van de karakteristieke 10 impedantie van een telefoonlusketen als functie van de frequentie; fig. 3 een meer gedetailleerd blokschema van een actieve hybrideketen waarin gebruik is gemaakt van hierin verbonden, frequentie-afhankelijke en spanningbestuurde impedantie-elementen als middel om een aanpassing te verkrijgen aan de karakteristieke impedan-15 tie van een aangesloten telefoonlusketen; fig. U een meer. gedetailleerd blokschema van een actieve hybrideketen waarin gebruik is gemaakt van shuntverbonden, frequentie-afhankelijke, spanningbestuurde impedantie-elementen als middelen om de karakteristieke impedantie van aangesloten telefoonlus-20 keten na te bootsen; fig. 5 een meer gedetailleerd schema van de in figuur it- weergegeven actieve hybrideketen; fig. 6 een schema van een RC-netwerk dat kan worden gebruikt om de karakteristieke impedanties zoals aangegeven in figuur 2, 25 te realiseren; fig. 7 een algemeen blokschema van frequentie-afhankelijke impedantie-elementen die kunnen worden gebruikt om de karakteristieke impedanties zoals weergegeven in figuur 2 te realiseren; fig. 8 een meer gedetailleerd blokschema van een 30 twee-knc^Tpurós Miller-effect, impedantievermenigvuldigingsketen voor het realiseren van de impedantiefunctie die in blokschemavorm in figuur 7 is weergegeven; fig. 9 een gedetailleerd schema van een "long-tailed pair" realisatie van hyperbolisehe-tangens impedantiefuncties van de 35 in figuur 8 weergegeven spanningsbestuurde versterkers met regelbare versterking; 792 00 § f if en fig. 10 een gedetailleerd blokschema van een vereenvoudigde aetieve hybrideketen volgens de uitvinding, en waarin gebruik is gemaakt van een zwevende vermogenstoevoerketen en een enkele fre-5 quentie-afhankelijke, spanningbestuurde impedantie.
In figuur 1 is een algemeen blokschema weergegeven van een actieve hybrideketen die is bedoeld om een twee-draads, twee-richting transmissielijn 10 te verbinden met een een-richting ontvang-lijn 11 en een een-richting-zendlijn 12.De in fig. 1 weergegeven ac-10 tieve hybrideketen bevat een impedantie-element 13 dat een aanpassing vormt aan de karakteristieke impedantie van de transmissielijn 10, zodat daardoor wordt verhinderd dat reflecties ontstaan van signalen die over de transmissielijn 10 aankomen. Het asymmetrische, een-rich-tingsignaal dat over de transmissielijn 11 binnenkomt, wordt omgezet 15 in een symmetrisch signaal door middel van een versterker 1U waarvan het uitgangssignaal via de karakteristieke impedantie 13 wordt aangelegd aan de twee-draads transmissielijn 10.' Een signaal dat over de transmissielijn 10 binnenkomt wordt via de versterker 15 toegevoerd aan een differentiaalversterker 16. Het van de lijn 11 afkomstige signaal 20 wordt aangelegd aan de andere ingang van deze differentiaalversterker .16, enraldus overgedragen signalen worden in de differentiaalversterker 16 afgetrokken van het samengestelde twee-richtingsignaal zoals dat aanwezig is op de transmissielijn 10. Aldus wordt bereikt dat uitsluitend het signaal dat vanaf een ver verwijderde signaalbron via de 25 transmissielijn 10 is ontwikkeld, wordt doorgegeven naar de transmissielijn 12.
Er zij opgemerkt dat de versterkers 1U, 15 en 16 standaarduitvoeringen zijn van algemeen bekende voor brede-bandgebruik geschikte differentiaalversterkers, en dat de recombinaties zoals deze 30 in de versterkers 15. en 16 plaatsvinden volledig frequentie-onafhanke-lijk zijn. Aldus blijft een configuratie zoals weergegeven in figuur 1 in zijn totaliteit genomen over een zeer brede frequentieband symmetrisch ofwel gebalanceerd.
Wanneer het gewenst is een actieve hybrideketen van 35 de gedaante zoals is weergegeven in figuur 1 te gebruiken voor de transmissie van digitale data die een brede band in beslag nemen, is het 79 2 00 i 1 5 vereist dat de scheidingen tussen geconjugeerde armen van de hybride- i _ _ . keten groter dan 50 db v zijn waarbij zulks moet gelden over een frequentiegebied vanaf Ó tot een waarde van enige honderden kHz.
Daarbij is het noodzakelijk dat een dergelijke hybride- · : 5 keten over hetzelfde frequentiegebied een afsluiting vormt met een zeer hoge reflectiedemping, en bij voorkeur' dient de hybrideketen in staat te zijn een aanpassing te geven aan de ruime diversiteit van kabelafmetingen die in een telefoonsysteem voorkomen.
De karakteristieke impedantie van een transmissie-10 lijn, zoals een telefoonkabel is gegeven door: (,) z= ν§Η£Ι · waarin de parameters R, L, G en C de per eenheid van lengte van de . . transmissiekabel geldende weerstand, in-ductantie, conductantie en capacitantie voorstellen.
15 In een eerste-orde benadering is de conductantie G die representatief is voor de in de kabel aanwezige lek,, verwaarloosbaar klein. Inherent aan moderne kabels met papier- en kunststofisolatie is dat. dergelijke kleine conductanties bestaan. Indien wordt aangenomen dat de conductantie G gelijk is aan 0, volgt uit.vergelijking (l) dat 20 twee dominante gebieden bestaan waarbij het gedrag van de karakteristieke impedantie in afhankelijkheid van de frequentie verschillend is, met een zich daartussen bevindend overgangsgebied: (a) U) << R/L, (0 - 20 kHz), waarvoor geldt dat de karakteristieke impedantie in beginsel omgekeerd 25 evenredig is met de frequentie en kan worden geschreven als Z = ]/ R/ΐως’ en (b) (V » R/L,( > 100 kHz), waarvoor geldt dat de karakteristieke impedantie in beginsel een constante is en kan worden geschreven als Z = ^fh/cl 30 Een. diergelijke impedantiefunctie is geïllustreerd in fi guur 2.
Voor de synthese van een dergelijk netwerk wordt aangenomen dat een kleine echter eindige conductantie Q aanwezig is teneinde een singulariteit in de oorsprong te vermijden. Hierdoor wordt 35 een kunstmatige derde gebied geïntroduceerd dat in figuur 2 is weerge- 7920091 6 geven door de lijn 20 waarvoor geldt dat OJ 4< G/C en de karakteristieke impedantie eveneens een constant is, waarbij de conductantie G zeer klein is.
Indien de parameters R, L, G en C werkelijk onafhan-5 kelijk van de frequentie zouden zijn zou de in de figuur 2 weergegeven impedantiekarakteristiek kunnen worden verkregen met behulp van een netwerk dat uitsluitend uit resistieve en capacitieve elementen zou zijn samengesteld. Deze per eenheid van lengte gerekende constanten zijn echter in geringe mate frequentie-afhankelijk. Voor standaard telefoon-10 kabels zijn dergelijke afhankelijkheden van zodanig geringe aard dat deze voor toepassingen op het gebied van overdracht van spraakfrequen-ties of data met geringe snelheid, verwaarloosbaar zijn. Voor meer exacte overdracht zoals bijvoorbeeld het geval is bij signalering van digitale brede-band informatie is het nodig om de frequentiekarakteris-15 tiek van dergelijke impedanties een bepaalde vorm te geven en bovendien deze impedanties zodanig variabel uit te voeren dat een aanpassing wordt verkregen aan de maatvoering van de aangesloten telefoonkabel, aangezien het laagfrequente gedeelte van de impedantiekarakteristiek sterk afhankelijk is van de maatvoering van de desbetreffende telefoonkabel.
20 Figuur 3 geeft een gedetailleerd blokschema van een actieve hybrideketen waarbij voor het realiseren van de karakteristieke impedantie van de transmissielijn gebruik is gemaakt van in seriever-band opgenomen Thevenin equivalent-bronnen. Aldus is de twee-richting-transmissielijn 30 via de actieve hybrideketen verbonden met een een-25 richting ontvanglijn 31 en een-richting zendlijn 3^^1 via in serie verbonden, frequentie-afhankelijke,spanningbestuurde impedanties 33» 37» 38 en 39» die elk het equivalent zijn van een-tweede gedeelte van de karakteristieke impendantie van de transmissielijn 30. De versterker 3^· zet het asymmetrische signaal zoals aanwezig op de lijn 31 om in een 30 symmetrisch signaal dat wordt afgegeven op de transmissielijn 30. Signalen die over de transmissielijn 30 worden ontvangen worden via de frequentie-afhankelijke, spanningbestuurde impedanties 33 en 39 overgedragen en additief gecombineerd in de versterker 35» waarvan de uitgang is verbonden met de differentiaalversterker 36. Op de transmissie-35 lijn 31 aanwezige signalen worden aangelegd aan de andere ingang van de- ze differentiaalversterker 36 zodat op de zendlijn 32 een signaal ont- 7920091 7 staat waaruit het uitgezonden signaal is weggenomen.
Figuur U geeft een andere uitvoeringsvorm van een actieve hyhrideketen voor het koppelen van een transmissielijn 50 met een een-richting ontvanglijn 51 en een een-richting zendlijn 52. Ook 5 "bij deze uitvoeringsvorm wordt een· asymmetrisch signaal zoals aanwezig op de lijn 51 via. de versterker 5^ omgezet in een symmetrisch signaal waarbij dit signaal wordt aangelegd aan de transmissielijn 50. Een tweetal Norton-equivalent frequentie-afhankelijke spanningbestuurde impedanties 57 en 58 zijn parallel over de transmissielijn 50 aange-10 sloten. Signalen die via de transmissielijn 50 worden ontvangen worden via de versterker 55 aangelegd aan de versterker 56 waar deze signalen differentiaal worden gecombineerd met de signalen zoals aanwezig op de ontvanglijn 51. Het uitgangssignaal van de differentiaalversterker 56 zoals, aangeboden aan de zendlijn 52 bevat derhalve uitsluitend de sig-15 nalen zoals deze die uit de transmissielijn 50 zijn ontvangen vanaf een zich op afstand bevindende bron.
Figuur 5 geeft een meer gedetailleerd schema van een electronische hyhrideketen waarin gebruik is gemaakt van in parallel-verband opgenomen variabele impedanties van de soort zoals weerge-20 geven in figuur De in figuur 5 gebruikte verwijzingssymbolen zijn voor zover deze betrekking hebben op elementen die identiek zijn met elementen gebruikt bij de uitvoeringsvorm volgens figuur hetzelfde. Meer in het bijzonder zijn een een-richting ontvanglijn 51 en een een-richting zendlijn 52 via de in de figuur weergegeven hyhrideketen ge-25 koppeld met een twee-richting transmissielijn 50. De een-richting ontvanglijn 51 is verbonden met de basiselectrode van een transistor 60 in de emitterketen waarvan een spanningbestuurde impedantie 61 is opgenomen. De impedantie 61 is aangepast aan de impedantie van de lijn en staat onder het bestuur van een spanning V die zoals in figuur 5
S
30 is weergegeven via een variabele weerstand 63 kan worden afgeleid van een constante-spanningbron 62. De grootte van de impedantie 61 is gelijk aan een willekeurig veelvoud, zoals een-tweede gedeelte van de grootte van de karakteristieke impedantie van de transmissielijn 50, en de impedantie 61 heeft een karakteristiek van de soort zoals is 35 weergegeven in figuur 2. De collector van de transistor 60 is via een weerstand 6k geaard en tevens verbonden met de basis van de transistor 65.
7920091 8
Aan de colleetor-emitterbaan van de transistor 65 wordt via de weerstanden 66 en 67 hulpspanning aangelegd en welke transistor het asymmetrische signaal zoals aangelegd aan de basis ervan omzet in een symmetrisch signaal dat wordt aangelegd aan de bases van de uitgangs-5 transistoren 68 en 69. De emitters van de transistoren 68 en 69 zijn verbonden met aardpotentiaal terwijl de collectoren daarvan respectievelijk zijn verbonden met de a- en b-draden Van -de twee-richting transmissielijn 50. Tussen de a- en b-draden van de transmissielijn 50 zijn aangesloten twee spanningbestuurde, frequentie-afhankelijke impedan-10 ties 57 en 58 die dezelfde impedantiewaarden bezitten als de impedantie 61 en die onder het bestuur van dezelfde stuurspanning staan.
Zoals is weergegeven in figuur 5 zijn de draden van de transmissielijn 50 verbonden met een sommeerversterker 55» waarvan het uitgangssignaal wordt aangelegd aan' de ene ingang van de differen-15 tiaalversterker·. 56. De andere'ingang daarvan is verbonden met de een- richting ontvanglijn 51. Het uitgangssignaal van de versterker 56 is het ontvangen signaal dat aan de een-richting zendlijn 52 wordt toegevoerd'.
Wanneer het erom gaat de inde figuren 1,-.3,.Λ en 5 20 weergegeven frequentie-afhankelijke impedanties te realiseren dient in eerste aanleg te worden bedacht dat een realisatie met impedantiepolen in plaats van impedantienullen aanzienlijk grotere capaciteitswaarden meebrengt, zodat derhalve de admittantie uitvoeringsvorm is gekozen.
De uitvoeringsvorm van een dergelijke frequentie-afhankelijke impe-.................
25 dantieketen is weergegeven in figuur 6, met welke uitvoeringsvorm een goede benadering wordt verkregen aan de impedantie van een maat 22 getwijnd paar in een telefoonkabel. De waarden van de condensatoren en weerstanden voor het in figuur 6 weergegeven netwerk zijn aangegeven in de onderstaande tabel I.
TABEL I
30 C1 = .0UU36 ^uf C2 = .12953 /Uf 03 = .050319 /Uf CU = .0U9305 /Uf 7920091 9 TABEL I (Vervolg) RT = 1087.31+7 ohms R2 = 1+59·679 ohms R3 = 1+55.67!+ ohms
Rl+ = 1+1+.868 ohms 5 R5 - 91.000 ohms
Vanzelfsprekend kan een impedantie met de gewenste waarde worden gerealiseerd hetzij in de vorm van een netwerk van Foster· -(serie of shunt) hetzij in de vorm van een netwerk van Cauer van serie en shuntelementen.
10 De van de maatvoering afhankelijke karakteristieke .
impedantie van een telefoonpaar kan worden gekarakteriseerd door een impedantie van de vorm (2) Z(N) = ) + C2(N)Z2, waarin het symbool is voor het laag-frequent gedrag van het kabel-15 paar met een kunstmatig geïnduceerde geringe inductantie G, en Z^ het symbool, is voor een conductantie gelijk aan 91 ohm welke waarde correspondeert met de hoog-frequente kabelimpedantie. Zowel de impedantie alswel de impedantie kan worden gerealiseerd met behulp van het in figuur 6 weergegeven netwerk. De grootheden C^(N) en C^(N) zijn 20 functies van de draadmaat N.
Een keten voor het realiseren van de relaties zoals 'gegeven door vergelijking (2) is weergegeven in figuur 7» waarbij de vergelijking (2) als volgt is herschreven (1+k ) (3) Z(K) Tï+ï-^r+ ez2 τϊ^ςτ · 25 wa*rin (Ui.) (1+) C1 (ff) = A (i+k^+kg) en (5) c2M -B ατφζΐ ’ waarin A en B constanten zijn.
30 De impedantiefunctie volgens vergelijking (3) kan worden gerealiseerd met behulp van een twee knooppunten bevattende Miller-effect impedantie vermenigvuldigingsketen zoals is weergegeven 7920091 10 in figuur 8. Deze keten kan -vanzelfsprekend in een algemene vorm-worden uitgevoerd voor een willekeurig aantal knooppunten. De constanten A en B zijn arbitrair gekozen ter verkrijging van een aanpassing aan de parameters van een maat 26 getwijnd paar waarbij A gelijk is aan 1,85 5 en B gelijk is aan 1,25. Met deze waarden zal de in figuur 8 weergegeven keten aanpassing vormen aan een maat 26 kabelpaar wanneer de waarden van de impedantievermenigvuldigingsfactoren k^ en k^ gelijk zijn aan 0. De waarden van k^ en k^ die nodig zijn om een aanpassing te verkrijgen aan de verschillende draadmaten. die normaliter worden toe-10 gepast en met de overgegeven waarden voor de constanten A en B, zijn weergegeven in de onderstaande tabel II.
TABEL II
N k1 k2 19 -.6155 '.6317 22 -.32U3 .57^3 15 2k -.163^ .3539 26 -.0 0 \
De in figuur 8 weergegeven keten bevat een RC impedantie 70 en een resistieve impedantie 71 van de gedaante zoals in figuur 6 is weergegeven voor de impedanties en Zg. De ingangsspanning 20 V1 zoals aangelegd over de serie-verbonden impedanties 70 en 71» wordt · ' toegevoerd aan een spanning-vermenigvuldigingsketen 72 waarvan de verme nigvuldigingsfactor .is bepaald door de stuurspanning . De spanning Y^ zoals aanwezig in het verbindingspunt tussen impedanties 70 en 71» wordt toegevoerd aan een spanningvermenigvuldigingsketen 73 die onder het be-25 stuur staat van een stuurspanning V ,. De uitgangssignalen van de ver-
V
menigvuldigingsketens 72 en 73 worden additief gecombineerd in de som-meerketen 7¾» waarvan het uitgangssignaal wordt aangelegd aan de overblijvende aansluiting van de impedantie 71·
De voor de grootheden k^ en k_, vereiste waarden 30 kunnen worden gerealiseerd door hyperbolische tangensfuncties van de stuurspanning V^, waarbij geldt dat (6) k.| = -tanhV^ en (7) k2 = 0,65tanh(3,701Vc).
7920091 11
Dergelijke hyperbolische tangensfuncties kunnen worden gerealiseerd met gebruikmaking van een "long-tailed pair" waarvan de configuratie is weergegeven in figuur 9.
Met behulp van een in figuur 9 weergegeven configura-5 tie kan de hyperbolische tangensfunctie voor de elementen. 72 en 73 als weergegeven in figuur 8 worden gerealiseerd. Aan een eerste "long-tailed pair" zijn van de daarvan deel uitmakende transistoren 80 en 81 de collectorelectroden voorgespannen via de weerstanden 82 en 83 terwijl de emitterelectrodes van deze transistoren met elkaar alsook met de 10 collector van de transistor 8i zijn verbonden. De emitter van de transistor 8i is via de weerstand 85 verbonden met aardpotentiaal. De spanning Y^ zoals afkomstig van de keten volgens figuur 8 is verbonden met de basis van de transistor 8^. De basis van de transistor 81 is geaard terwijl de basis van de transistor 80 onder het bestuur staat 15 van de stuurspanning Y^. De spanning tussen de collector van de transistor 80 en de collector van de transistor 81 is de hyperbolische functie en deze spanning is verbonden met de differentiaalversterker 86 met de versterker gelijk aan de eenheid en waarvan het uitgangssignaal de hyperbolische tangensfunctie k^V^ vormt.
20 Een soortgelijk "long-tailed pair", is gebruikt om de tweede spanningsvermenigvuldiger 73 volgens figuur 8 te realiseren. Dit paar omvat de transistoren 90 en 91 waarvan de collectoren via de desbetreffende weerstanden 92 en 93 een hulpspanning ontvangen. De emitters van deze transistoren 90 en 91 zijn met elkaar alsook met de 25 collector van de transistor 9U verbonden waarbij'de emitter van deze transistor via de weerstand 95 is verbonden met aardpotentiaal. De vanaf de keten volgens figuur 8 afkomstige spanning Vg wordt toegevoerd aan de basis van de transistor 9^, terwijl de basis van de transistor 91 is geaard. De aan de basis van de transistor 90 aangelegde.
30 stuurspanning wordt afgeleid vanaf een spanningsdeler met de weerstanden 97 en 9Ö, ter verkrijging van een spanning Y^, gelijk aan .· 1/3,701. Vc als is vereist volgens vergelijking (7). De tussen de col-’ lectoren van de transistoren 90 en 91 bestaande spanning wordt geïnverteerd en aangelegd aan de differentiaalversterker 96, (versterking 35 gelijk aan de eenheid) waarvan het uitgangssignaal de hyperbolische tangensfunctie vormt.
7920091 12 ,., Be, via een differentiaalversterker met eenheidsverster- king verkegen versterking van elk "long-tailed pair" is gegeven door vergelijking (8):
(8) K · nY
Γtanh (aï > > e 5 waarin X de aangelegde spanning, R de weerstand van de collectorketens van de transistoren 80 - 81 of 90 — 91, ï*e de weerstand in de emitter- keten van de transistor 84 of 94, q de absolute lading van een electron, k de constante van Boltzmann en T de absolute temperatuur in graden Kelvin voorstellen. Voor de vermenigvuldigingsfactor k^ (paar '80 — 81)
10 geldt dat R_ =· ..R en X = 2kT/qV , terwijl voor k0 geldt dat R = 6,5 R
en X = 3,701 (2kT/q). De spanning V kan op de in figuur 5 aangegeven
O
wijze worden afgeleid hetzij door de spanningsdeler vooraf in te stellen met aftakkingen corresponderende met de maten van aan te sluiten kabel, hetzij door langs empirische weg de aftakking op de weerstand 63 te 15 variëren opdat de totale reflectie vanaf de transmissielijn is geminimaliseerd.
Er zij opgemerkt dat met een actieve hybrideketen van een uitvoeringsvorm zoals aangegeven in figuur’ 5 en de volgende figuren impedantie-aanpassing aan.de transmissielijn 50 wordt verkregen die 20 over een extreem breed frequentiegebied frequentie-onafhankelijk is, waarbij bovendien aanpassing mogelijk is aan de verschillende draad-maten in de telefoonkabel.. Het gebruik van een ïïorton-equivalentbron Ter“ dient de voorkeur boven een Thevenin-equivalentbron aangezien hiermee de gecompliceerdheid om een zelfde bronimpedantie aan te passen aan 25 verschillende draadmaten tot een minimum'is teruggebracht. Aan deze actieve hybrideketen.aangelegde spanningen zijn bovendien volledig onafhankelijk van de frequentie zodat destructieve interferentie waarvan de hybridewerking afhankelijk is, over het volledige frequentiegebied constant blijft. De in figuur 5 weergegeven uitvoeringsvorm ver-30 eist echter drie met aarde verbonden .shuntelementen 57, 58 en 61 die elk een gecompliceerde configuratie volgens de figuren 6 en 9 vereisen.
Een uitvoeringsvorm waarbij een dergelijke gecompliceerdheid is verminderd is weergegeven in figuur 10, waarin gebruik is gemaakt van een zwevende vermogensvoeding met een gemeenschappelijke 7920091 13 spanning Vq en een enkel frequentie-afhankelijk, spanningbestuurd impedantienetwerk 120. In afwijking van een modus waarbij frequentie-onafhankelijke spanning wordt aangelegd aan de transmissielijn, wordt bij deze ketenconfiguratie een frequentie-onafhankelijke stroom over-5 gedragen. Deze stroom wordt onderzocht over het impedantie-element 100 en wel door middel van een differentiaalversterker 101.waarvan de uitgang is verbonden met de differentiaalversterker 102. De impedantie-' elementen 100 en 103 corresponderen respectievelijk met.de impedanties 71 en 70 van.. .de configuratie volgens figuur 8, en zijn opgenomen in 10 een twee-knooppunt Miller-effect impedantievermenigvuldigingsketen waarin gebruik is gemaakt van de spanningsvermenigvuldigers 1OU en 105.. Deze spanningvermenigvuldigers 10U- en 105 staan onder het bestuur van een stuurspanning Vc„» de uitgangssignalen.hiervan.worden gecombineerd in de sommeerversterker 106 waarvan het.uitgangsignaal wordt aangelegd 15 aan rechter uiteinde van.de impedantie 100. De zwevende vermogensvoe-ding als voorgesteld door de batterij 107 is in serie verbonden met een weerstand 108 opgenomen in de emitterketen van de transistor 109. De door de batterij 107 veroorzaakte spanning wordt in de combineerver-sterker 110 gecombineerd met het signaal dat aanwezig is; op de lijn 20 51, teneinde aldus het ingangssignaal te vormen.voor de basis van de transistor 109. Dit zelfde signaal dat afkomstig is van de versterker 11Q wordt toegevoerd aan de andere ingang van.de versterker 102, waarvan de uitgang is verbonden met de differentiaalversterker 111. Het uitgangssignaal van de versterker 111 vormt het zendsignaal dat over 25 de lijn 52 wordt overgedragen. De door de batterij 107 geleverde voedingsspanning Vq wordt in de eombineerversterker 112 gecombineerd met de stuurspanning teneinde de stuurspanning V^„ voor de vermenigvuldigers 10¾ en 105 te vormen. Deze voor de voeding, dienend gelijkspanning Vq wordt door de condensatoren 113 en 1lU geïsoleerd van de twee-30 richting transmissielijn 50.
7920011
1U
X
De versterkers 110,111 en 112 doen dienst om de zwevende voedingsspanning op te tellen bij of af te trekken van de spanningen zoals afgenomen respectievelijk toegevoerd aan ketens die zich bevinden buiten de locale gemeenschappelijke aarde voor de zweven-5 de vermogensvoeding 107·
Er zij opgemerkt dat een zwevende vermogensvoeding gewenst is voor al die toepassingen waarbij de actieve elementen van de hybrideketen moeten worden bekrachtigd metgelijkstroomniveaus die aanzienlijk lager liggen dan die van de transmissielijn en een gelijk-10 stroom-gelijkstroomomzetting in elk geval is vereist. Bovendien zijn de extra verschilversterkers 110, 111 en 112 die nodig zijn voor isolatie-^ en referentiedoeleinden van de hybrideketen aanzienlijk goedkoper te realiseren dan de frequentie-afhankelijke, spanningbestuurde impe-danties die zijn vereist in de uitvoeringsvorm volgens figuur 5.
15 · Er zij verder opgemerkt dat de actieve hybrideketen volgens de onderhavige uitvinding met behulp van Thevenin-equivalent bronnen worden gerealiseerd indien geen aanpassing aan draadmaten is vereist en indien geen problemen ontstaan wanneer de relatief grote capaciteitswaarden die dan zijn vereist worden gebruikt.
20 Een electronische hybrideketen volgens de onderhavige uitvinding is in beginsel onafhankelijk van frequentie,, aangezien zoals is weergegeven in. figuur 2 de laagfrequentimpedantie zowel ten aanzien van frequentievariaties alswel draadmaatvariaties nauwkeurig is gesimuleerd tot aan frequenties die aanzienlijk lager· liggen dan de 25 bedrijfsfrequentieband. Daarentegen is de hoogfrequentimpedantie in beginsel constant vooral de zich. boven deze lage band bevindende hogere frequenties. De extreem brede bedrijfsband van de hybrideketens volgens de onderhavige uitvinding betekent dat dergelijke hybrideketens worden toegepast voor brede-bandsignaaloverdracht zoals is vereist voor het 30 met hoge snelheid overdragen van digitale informatie. Dergelijke hybrideketens kunnen derhalve worden toegepast in een voor hoge snelheden bedoeld digitaal transmissiestelsel waarin gebruik is gemaakt van getwijnde paren van standaarduitvoering zoals beschikbaar zijn in een bestaand telefoonnetwerk.
7920091
Claims (4)
1. Hybridebalansimpedantie voor een telefoonkabelpaar, gekenmerkt door een laagfrequent, niet-inductief resistief-capacitief netwerk (figuur 6,Z^) dat is ingericht voor het geven van een impedan-tiefunctie die hij lage frequenties omgekeerd evenredig is met de 5 vierkantswortel van de frequentie» en-een.hoogfrequent, niet-reactief . resistief netwerk (Z^) dat werkzaam is om'hij hoge frequenties een constante impedantiefunctie te geven.
2. Balansimpedantie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde impedantie de vorm heeft van :io z(n) = er(N)z1( ω ) + c2(n)z2, waarin Z de impedantie van de belasting, Z^ de impedantie van het ge-- noemde laagfrequentnetwerk, Z2 de impedantie van het genoemde hoog-frequentnetwerk, voorstellen en C^ en C2 functies zijn van de maat N van het desbetreffende telefoonkabelpaar.
3. Balansimpedantie volgens de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat van het genoemde laagfrequent netwerk deel uitmaken een capacitantie, een weerstand en een aantal in serie verbonden re-sistieve'-capacitieve iakken, die allen parallel zijn verbonden. U. Balansimpedantie volgens conclusie 2, met het kenmerk, 20 dat genoemde draadmaatfuncties zijn gerealiseerd met behulp van twee-knooppunt Miller-effect vermenigvuldigingsketens die zijn verbonden mot genoemde laagfrequente en hoogfrequente impedanties (figuur 8).
5. Balansimpedantie volgens conclusie kt met het ken merk, dat van elk van genoemde vermenigvuldigingsketens deel uitmaakt 25 een "long-tailed pair" waarvan een vermenigvuldigingsketen is gerelateerd aan de maat van het desbetreffende telefoonkabelpaar (figuur 9). 7920001
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US94957678 | 1978-10-10 | ||
US05/949,576 US4181824A (en) | 1978-10-10 | 1978-10-10 | Balancing impedance circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL7920091A true NL7920091A (nl) | 1980-08-29 |
Family
ID=25489267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL7920091A NL7920091A (nl) | 1978-10-10 | 1979-09-24 | Aandrijfpunt-impedantie. |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4181824A (nl) |
JP (1) | JPS55500797A (nl) |
AU (1) | AU530077B2 (nl) |
BE (1) | BE879281A (nl) |
CA (1) | CA1131820A (nl) |
DE (1) | DE2953171A1 (nl) |
ES (1) | ES484855A1 (nl) |
FR (1) | FR2438940A1 (nl) |
GB (1) | GB2043407B (nl) |
IL (1) | IL58394A (nl) |
IT (1) | IT1124584B (nl) |
NL (1) | NL7920091A (nl) |
SE (1) | SE424495B (nl) |
WO (1) | WO1980000770A1 (nl) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54136253A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Nec Corp | Adaptive type electronic hybrid circuit |
FR2460078B1 (fr) * | 1979-06-25 | 1986-12-12 | Trt Telecom Radio Electr | Joncteur d'abonne electronique |
JPS5725731A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-10 | Iwatsu Electric Co Ltd | Hybrid circuit |
US4322586A (en) * | 1980-11-13 | 1982-03-30 | Northern Telecom Limited | Transformerless line interface circuit |
SE430198B (sv) * | 1982-02-09 | 1983-10-24 | Ellemtel Utvecklings Ab | Elektroniskt impedansanpassat linjeoverdrag |
EP0858705A1 (en) * | 1996-09-03 | 1998-08-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic impedance supply circuit |
KR100295154B1 (ko) | 1998-06-12 | 2001-09-17 | 윤종용 | 임피던스정합회로 |
US6788745B1 (en) * | 1999-11-17 | 2004-09-07 | Fujitsu Limited | Circuit and method for active termination of a transmission line |
US20060260043A1 (en) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Rivera Samuel T | Threaded mack washer |
US8385538B2 (en) * | 2008-12-10 | 2013-02-26 | Utc Fire & Security Americas Corporation, Inc. | Method, system, and apparatus for a differential transformer-free hybrid circuit |
US8742814B2 (en) | 2009-07-15 | 2014-06-03 | Yehuda Binder | Sequentially operated modules |
US8602833B2 (en) | 2009-08-06 | 2013-12-10 | May Patents Ltd. | Puzzle with conductive path |
US9019718B2 (en) | 2011-08-26 | 2015-04-28 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
US9597607B2 (en) | 2011-08-26 | 2017-03-21 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
US11330714B2 (en) | 2011-08-26 | 2022-05-10 | Sphero, Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
US11616844B2 (en) | 2019-03-14 | 2023-03-28 | Sphero, Inc. | Modular electronic and digital building systems and methods of using the same |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3178521A (en) * | 1962-11-15 | 1965-04-13 | Bell Telephone Labor Inc | Dynamically balanced telephone network |
US3530260A (en) * | 1966-12-23 | 1970-09-22 | Bell Telephone Labor Inc | Transistor hybrid circuit |
FR2160308B1 (nl) * | 1971-11-19 | 1977-01-28 | Labo Cent Telecommunicat | |
US3778563A (en) * | 1972-03-29 | 1973-12-11 | Lear Siegler Inc | Voice frequency repeater |
US3860767A (en) * | 1972-09-26 | 1975-01-14 | Garrett Jim C | Voice frequency repeater |
US3973089A (en) * | 1973-10-29 | 1976-08-03 | General Electric Company | Adaptive hybrid circuit |
US3970805A (en) * | 1974-02-22 | 1976-07-20 | Gte Automatic Electric (Canada) Limited | Active hybrid circuit |
US3919502A (en) * | 1974-08-19 | 1975-11-11 | Bell Telephone Labor Inc | Balancing network for voice frequency telephone repeaters |
US4004109A (en) * | 1975-05-09 | 1977-01-18 | Boxall Frank S | Hybrid circuit |
US4004102A (en) * | 1975-08-08 | 1977-01-18 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Automatic impedance modification of transmission lines |
US4064377A (en) * | 1976-03-11 | 1977-12-20 | Wescom Switching, Inc. | Electronic hybrid and hybrid repeater |
US4096361A (en) * | 1977-06-20 | 1978-06-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Test apparatus for obtaining impedance settings for hybrid balance networks |
US4096362A (en) * | 1977-06-20 | 1978-06-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Automatic cable balancing network |
US4163878A (en) * | 1977-09-07 | 1979-08-07 | Wescom, Inc. | Electronic hybrid and hybrid repeater with bridge circuit |
-
1978
- 1978-10-10 US US05/949,576 patent/US4181824A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-09-24 JP JP50174679A patent/JPS55500797A/ja active Pending
- 1979-09-24 NL NL7920091A patent/NL7920091A/nl unknown
- 1979-09-24 GB GB8018003A patent/GB2043407B/en not_active Expired
- 1979-09-24 WO PCT/US1979/000756 patent/WO1980000770A1/en unknown
- 1979-09-24 DE DE792953171A patent/DE2953171A1/de not_active Withdrawn
- 1979-10-04 IL IL58394A patent/IL58394A/xx unknown
- 1979-10-08 IT IT26318/79A patent/IT1124584B/it active
- 1979-10-09 ES ES484855A patent/ES484855A1/es not_active Expired
- 1979-10-09 AU AU51597/79A patent/AU530077B2/en not_active Expired
- 1979-10-09 BE BE0/197540A patent/BE879281A/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-10-10 CA CA337,265A patent/CA1131820A/en not_active Expired
- 1979-10-10 FR FR7925205A patent/FR2438940A1/fr active Granted
-
1980
- 1980-06-06 SE SE8004259A patent/SE424495B/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES484855A1 (es) | 1980-05-16 |
IT7926318A0 (it) | 1979-10-08 |
JPS55500797A (nl) | 1980-10-16 |
US4181824A (en) | 1980-01-01 |
FR2438940A1 (fr) | 1980-05-09 |
SE424495B (sv) | 1982-07-19 |
CA1131820A (en) | 1982-09-14 |
IT1124584B (it) | 1986-05-07 |
AU5159779A (en) | 1980-04-17 |
DE2953171A1 (en) | 1980-11-27 |
FR2438940B1 (nl) | 1985-05-24 |
GB2043407A (en) | 1980-10-01 |
IL58394A (en) | 1981-12-31 |
BE879281A (fr) | 1980-02-01 |
SE8004259L (sv) | 1980-06-06 |
IL58394A0 (en) | 1980-01-31 |
WO1980000770A1 (en) | 1980-04-17 |
GB2043407B (en) | 1982-08-18 |
AU530077B2 (en) | 1983-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL7920091A (nl) | Aandrijfpunt-impedantie. | |
US6509755B2 (en) | Method and device for active impedance matching | |
JPS6138656B2 (nl) | ||
US3982080A (en) | Automatic cable balancing network | |
US20090067614A1 (en) | Common mode transmission line termination | |
GB469067A (en) | Attenuation equalizers for electric transmission and like systems | |
US4996497A (en) | Cable compensation circuit | |
US4174470A (en) | Electronic hybrid | |
US3794935A (en) | Variable equalizer | |
CA1105573A (en) | Signal cuber circuit | |
US4187479A (en) | Variable equalizer | |
US4028505A (en) | Negative impedance repeater for telephone lines | |
Ahmed | Introduction to Communication Systems | |
US4395599A (en) | Driving point impedance derived from a transfer impedance | |
JP3607639B2 (ja) | 2線4線変換回路 | |
US2589184A (en) | Electronic impedance equalizer | |
JPH03816B2 (nl) | ||
US6757383B1 (en) | Compact cable balance network for echo-cancelling, and method for optimizing transhybrid loss and method and apparatus for circuit simulation | |
US4176331A (en) | Network for simulating low-noise-temperature resistors | |
Knockaert et al. | General equations for the characteristic impedance matrix and termination network of multiconductor transmission lines | |
Manley | The Use of Negative‐Impedance Units Inserted Uniformly Into a Transmission Line to Reduce Attenuation | |
Ohue | Constant‐resistance phase equalizers using directional couplers | |
JPH0815245B2 (ja) | 非線形歪補償回路 | |
GB2046049A (en) | Network for simulating low temperature resistors | |
JPS6226208B2 (nl) |