DE1290600B

DE1290600B - Amplifier arrangement with high negative feedback with circuit measures for feeding in additional signals

Info

Publication number: DE1290600B
Application number: DE19681762147
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin; Pichlmayer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1968-04-19
Filing date: 1968-04-19
Publication date: 1969-03-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkeranordnung mit hoher Gegenkopplung über ein Gegenkopplungsnetzwerk, dessen Eingang mit dem Ausgang der Verstärkeranordnung und dessen Ausgang mit dem Eingang der Verstärkeranordnung verbunden ist.The invention relates to an amplifier arrangement with high negative feedback via a negative feedback network, the input of which is connected to the output of the amplifier arrangement and the output of which is connected to the input of the amplifier arrangement.

In der Nachrichtenübertragungstechnik, insbesondere Trägerfrequenztechnik werden beispielsweise für Meßzwecke häufig bei mehreren Frequenzen sogenannte Lückenpilote in die Frequenzlücken des Nachrichtenbandes eingespeist. Diese Einspeisung wird aus Entkopplungsgründen normalerweise über Gabeln oder Entkopplungswiderstände in den Nachrichtenübertragungsweg vorgenommen.In communications technology, especially carrier frequency technology For example, so-called gap pilots are often used for measuring purposes at several frequencies fed into the frequency gaps of the message band. This feed will for reasons of decoupling usually via forks or decoupling resistors in made the message transmission path.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verstärkeranordnung zur Ubertragung von Nachrichten anzugeben, bei der in einfacherer Weise zusätzliche Signale, vorzugsweise Meßfrequenzen, in den Nachrichtenweg entkoppelt eingespeist werden können.The object of the invention is to provide an amplifier arrangement for transmission of messages to indicate in the simpler way additional signals, preferably Measurement frequencies can be fed into the message path in a decoupled manner.

Ausgehend von einer Verstärkeranordnung mit hoher Gegenkopplung über ein Gegenkopplungsnetzwerk, dessen Eingang mit dem Ausgang der Verstärkeranordnung und dessen Ausgang mit dem Eingang der Verstärkeranordnung verbunden ist, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verstärkeranordnung einen zweiten Eingang aufweist, der an eine Stelle innerhalb des Gegenkopplungsnetzwerkes in der Nähe dessen Ausganges angeschlossen ist und daß zwischen dem Eingang des Gegenkopplungsnetzwerkes und der Anschlußstelle des zweiten Einganges der Verstärkeranordnung lediglich frequenzunabhängige Glieder eingeschaltet sind.Starting from an amplifier arrangement with high negative feedback over a negative feedback network whose input connects to the output of the amplifier arrangement and whose output is connected to the input of the amplifier arrangement, the The object achieved according to the invention in that the amplifier arrangement has a second Has input to a point within the negative feedback network in the Near its output is connected and that between the input of the negative feedback network and the connection point of the second input of the amplifier arrangement are only frequency-independent Links are switched on.

Durch diese Maßnahme ergeben sich die Vorteile, daß zur Einkopplung des Meßsignals in den Nachrichtenweg die aufwendige Gabel vermieden wird und ein Teil der Verstärkung der Verstärkeranordnung für das Meßsignal mit ausgenutzt werden kann.This measure results in the advantages that for coupling of the measurement signal in the message path the expensive fork is avoided and a Part of the amplification of the amplifier arrangement for the measurement signal can also be used can.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anschlußstelle des zweiten Einganges der Verstärkeranordnung im Gegenkopplungsvierpol und dessen Ausgang mindestens ein frequenzabhängiges Glied angeordnet ist. Eine solche Verstärkeranordnung kann mit Vorteil als Nachrichtenleitungsverstärker mit Frequenzgangkorrektur der zu entzerrenden Leitungen derart eingesetzt werden, daß die Meßsignale am Ausgang der Verstärkeranordnung mit konstantem vorgegebenem Pegel erscheinen.A development of the invention is characterized in that between the connection point of the second input of the amplifier arrangement in the negative feedback quadrupole and the output of which is arranged at least one frequency-dependent element. One Such an amplifier arrangement can advantageously be used as a communication line amplifier Frequency response correction of the lines to be equalized are used in such a way that the measurement signals at the output of the amplifier arrangement with a constant predetermined level appear.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zwischen der Anschlußstelle des zweiten Einganges der Verstärkeranordnung im Gegenkopplungsvierpol und dessen Ausgang neben anderen Gliedern mindestens ein veränderbarer ohmscher Widerstand angeordnet ist. Damit können solche Verstärker, insbesondere Sendeverstärker für Nachrichtenleitungen in einfacher Weise realisiert werden, bei denen die Verstärkung des Nachricfitensigrials nach bestimmten Erfordernissen verstellt werden muß, ohne daß ein Einfluß auf den bzw. die Meßsignalpegel auftritt.Another development of the invention is that between the connection point of the second input of the amplifier arrangement in the negative feedback quadrupole and its output, along with other members, has at least one changeable ohmic Resistance is arranged. Such amplifiers, in particular transmission amplifiers for communication lines can be implemented in a simple manner, in which the amplification of the Nachricfitensigrials must be adjusted according to certain requirements, without that there is an influence on the measurement signal level or levels.

An Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Using two exemplary embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below.

In F i g. 1 ist eine Verstärkeranordnung zur Verstärkung eines breiten Trägerfrequenz-Nachrichtenbandes dargestellt. Zum Ausgleich der frequenzabhängigen Leitungsdämpfung weist die Verstärkeranordnung für die Eingangssignalspannung U1 am Eingang A ein Ubertragungsmaß auf, das der zu entzerrenden Dämpfung des zugehörigen Leitungsabschnittes entspricht, so daß das Maß der Verstärkung gegen höhere Ubertragungsfrequenzen hin ansteigt. Zu Meßzwecken wird eine Meßspannung Ui an den zweiten Eingang B ebenfalls gegen das Nullpotential 0 eingespeist. Am Ausgang der Verstärkeranordnung und damit an deren Lastwiderstand RS treten gleichzeitig die Signale von den Eingängen A und B kommend auf. Die Ausgangsspannung der jeweils betrachteten Frequenz trägt die Bezeichnung U3.In Fig. 1 is an amplifier arrangement for amplifying a wide Carrier frequency message band shown. To compensate for the frequency-dependent The amplifier arrangement has line attenuation for the input signal voltage U1 at input A, a transmission factor that corresponds to the attenuation to be equalized of the associated Line section corresponds, so that the degree of gain against higher transmission frequencies increases. A measurement voltage Ui is also applied to the second input B for measurement purposes fed in against zero potential. At the output of the amplifier arrangement and thus the signals from inputs A and simultaneously appear at their load resistance RS B coming on. The output voltage of the frequency under consideration carries the Designation U3.

Die Verstärkeranordnung besteht aus einem aktiven Teil V, einem Ausgangsübertrager Ü und einem Gegenkopplungsnetzwerk, bestehend aus den Widerständen R2, R3 und R4. Die Widerstände R6 und R7 dienen zur Herstellung definierter Eingangswiderstände für die beiden Eingänge A und B. The amplifier arrangement consists of an active part V, an output transformer U and a negative feedback network consisting of resistors R2, R3 and R4. The resistors R6 and R7 are used to create defined input resistances for the two inputs A and B.

Der Eingang A ist mit der ersten Klemme, der zweite Eingang B über den Vorwiderstand R, mit 'der zweiten Klemme des Eingangs des aktiven Teils V verbunden. Die erste Klemme des Ausganges dieses aktiven Teils ist an die mit ril Windungen ausgestattete Primärwicklung des Ausgangsübertragers Ü angeschlossen. Schließlich ist die zweite Klemme des Ausganges des aktiven Teils V an das den Eingängen A und B gemeinsame Nullpotential 0 angeschlossen. Der Primärwicklung UZ ist auf der Verstärkerseite eine Sekundärwicklung mit n2 Windungen in Serie geschaltet, auf die der mit Nullpotential 0 verbundene ohmsche Widerstand R4 folgt.The input A is connected to the first terminal, the second input B via the series resistor R to 'the second terminal of the input of the active part V. The first terminal of the output of this active part is connected to the primary winding of the output transformer U, which is equipped with ril windings. Finally, the second terminal of the output of the active part V is connected to the zero potential 0 common to inputs A and B. The primary winding UZ is connected in series on the amplifier side with a secondary winding with n2 turns, which is followed by the ohmic resistor R4 connected to zero potential.

Zum Zwecke einer gemischten Serien-Parallel-Gegenkopplung wird am Verbindungspunkt der Primär-und der Sekundärwicklung ein Gegenkopplungssignal abgegriffen und über den ohmschen Längswiderstand R3 an die zweite Klemme des Einganges des aktiven Teils zurückgeführt. Diese zweite Klemme ist über eine frequenzabhängige Querimpedanz R2 mit dem Nullpotential 0 verbunden und wird außerdem über den ohmschen Vorwiderstand R1 aus dem zweiten Eingang B der Verstärkeranordnung mit den Meßsignalen beaufschlagt. Die Ausgangsspannung U wird der mit n3 Windungen ausgestatteten Tertiärwicklung des Ausgangsübertragers entnommen.For the purpose of a mixed series-parallel negative feedback, am A negative feedback signal is tapped at the connection point of the primary and secondary windings and via the ohmic series resistor R3 to the second terminal of the input of the active part. This second clamp is frequency dependent Shunt impedance R2 is connected to the zero potential 0 and is also via the ohmic Series resistor R1 from the second input B of the amplifier arrangement with the measurement signals applied. The output voltage U becomes the tertiary winding equipped with n3 turns of the output transformer.

Zur Erläuterung der Eigenschaften der Verstärkeranordnung nach F i g. 1 wird von folgendem ausgegangen: Die Verstärkung v, des Nachrichtensignals ist frequenzabhängig und wird in ihrem Frequenzgang durch die Querimpedanz R2 bestimmt, die einen Zweipolentzerrer darstellt. Die Verstärkung v2 der Meßsignale ist in den Ausführungbeispielen frequenzlinear gewählt, kann jedoch grundsätzlich, beispielsweise durch Wahl eines frequenzabhängigen Vorwiderstandes R1, mit einem gewünschten Frequenzgang ausgestattet werden. Es sei definiert: W stelle den Ausgangswiderstand der Verstärkeranordnung dar; W, W und W sind weitere, aus der Zeichnung ersichtliche Hilfsgrößen, die im folgenden noch bestimmt werden.To explain the properties of the amplifier arrangement according to FIG. 1, the following is assumed: The gain v, of the message signal is frequency-dependent and its frequency response is determined by the transverse impedance R2, which represents a two-pole equalizer. The amplification v2 of the measurement signals is selected to be linear in frequency in the exemplary embodiments, but can in principle be equipped with a desired frequency response, for example by selecting a frequency-dependent series resistor R1. Let it be defined: W represents the output resistance of the amplifier arrangement; W, W and W are additional auxiliary variables that can be seen in the drawing and which are still to be determined in the following.

Die Verstärkung vi wird durch Gleichung (1) bestimmt: wobei Der frequenzunabhängige Meßsignalweg führt vom zweiten Eingang B zum Ausgang und hat die Verstärkung r2. In der Gleichung (4) ist der Widerstand LV und damit der frequenzabhängige Widerstand R2 nicht enthalten, die Verstärkung a2 somit frequenzunabhangtg.The gain vi is determined by equation (1): whereby The frequency-independent measurement signal path leads from the second input B to the output and has the gain r2. Equation (4) does not contain the resistance LV and thus the frequency-dependent resistance R2, and the gain a2 is therefore frequency-independent.

Bei Anpassung am Ausgang (W" = RS) ergibt sich mit Da in Gleichung (4) bzw. (7) der Widerstand Rf, nicht auftritt, folgt daraus, daß der zweite Eingang B vom Eingang A entkoppelt ist.When adapting the output (W "= RS) results with Since the resistance Rf does not appear in equation (4) or (7), it follows that the second input B is decoupled from input A.

Umgekehrt ist der erste Eingang A vom zweiten Eingang B nicht vollständig entkoppelt. In Gleichung (4) bzw, (6) ist W und damit der Widerstand R, enthalten. Den Grad der Entkopplung kann man durch das Verhältnis von v, bei R7 = 0 zu r, bei R, = #f bestimmen.Conversely, the first input A from the second input B is incomplete decoupled. Equation (4) and (6) contain W and thus the resistance R. The degree of decoupling can be determined by the ratio of v, at R7 = 0 to r, at Determine R, = #f.

Damit ergibt sich so daß Nachdem aber ergibt sich für den Quotient ke folgende Form: Die Entkopplung ist um so besser, je näher der Quotient ke dem Wert 1 ist, d. h., je größer der Vorwiderstand R, wird.This results in so that But after that the following form results for the quotient ke: The closer the quotient ke is to the value 1, the better the decoupling, ie the larger the series resistor R becomes.

Für R, = 100 - Y43 wird ke = 1,0 1, das bedeutet 1 °% Änderung der Verstärkung i?, zwischen Leerlauf und Kurzschluß am zweiten Eingang B. Für diesen Fall wird ; d. h., für große Entkopplungsfaktoren, wie sie in der Praxis erforderlich sind, ist die Verstärkung r2 gleich dem Quotienten aus der Verstärkung cl durch den Entkopplungsfaktor.For R, = 100 - Y43, ke = 1.0 1, that means 1% change in gain i ?, between open circuit and short circuit at the second input B. In this case, ; that is, for large decoupling factors, as they are required in practice, the gain r2 is equal to the quotient of the gain cl by the decoupling factor.

Neben der betrachteten Schaltung gibt es viele Varianten, bei denen dasselbe Prinzip angewendet werden kann. Die qualitativen Beziehungen sind natürlich von Fall zti Fall verschieden.In addition to the circuit under consideration, there are many variants in which the same principle can be applied. The qualitative relationships are natural different from case to case.

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Ankopplung des zweiten Einganges B in der Mitte des Gegenkopplungsweges des Verstärkers erfolgt. Die Verstärkeranordnung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der nach F i g.1 dadurch, daß die zweite Klemme des Einganges des aktiven Teils V nicht an den Verbindungspunkt der drei Widerstände R1, R2 und R3 angeschlossen ist, sondern an den Verbindungspunkt zweier zusätzlicher Widerstände R8 und Ry, deren Serienschaltung dem Widerstand R2 parallel geschaltet ist. Dabei können von den drei Widerständen R2, R$ und R<, einer oder mehrere Widerstände frequenzabhängig sein. Für die Anordnung nach F i g. 2 gelten folgende Beziehungen: für Anpassung am Ausgang. Damit wird Die Verstärkung r2 nach Gleichung (13) enthält weder den Widerstand R, (dadurch Entkopplung vom Eingang A), noch die Widerstände R2, Rs und R9.F i g. 2 shows a further embodiment in which the coupling of the second input B takes place in the middle of the negative feedback path of the amplifier. The amplifier arrangement according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the second terminal of the input of the active part V is not connected to the connection point of the three resistors R1, R2 and R3, but to the connection point of two additional resistors R8 and Ry, whose Series connection is connected in parallel to the resistor R2. Of the three resistors R2, R $ and R <, one or more resistors can be frequency-dependent. For the arrangement according to FIG. 2 the following relationships apply: for adjustment at the output. So that will The gain r2 according to equation (13) contains neither the resistor R, (thus decoupling from input A), nor the resistors R2, Rs and R9.

In allen Fällen läßt sich das Prinzip der Erfindung mit Vorteil gegenüber einer entkoppelten Einspeisung der Meßsignale am Ausgang des Verstärkers anwenden, vorzugsweise bei einem entzerrenden Verstärker, wenn eine frequenzunabhängige Einspeisung der Meßsignale benötigt wird. Jedoch ist diese Art der Einspeisung von Meßsignalen nicht auf entzerrende Verstärker beschränkt. Es ist vielmehr bei jedem gegengekoppelten Verstärker mit mehreren Signaleingängen, so auch bei Trägerfrequenz-Sendeverstärkern, anwendbar.In all cases, the principle of the invention can be compared with an advantage use a decoupled feed of the measurement signals at the output of the amplifier, preferably with an equalizing amplifier if a frequency-independent feed the measurement signals is required. However, this is the way to feed measurement signals not limited to equalizing amplifiers. Rather, it is with every negative feedback Amplifiers with several signal inputs, also with carrier frequency transmitter amplifiers, applicable.

Claims

Claims: 1. Amplifier arrangement with high negative feedback a negative feedback network whose input connects to the output of the amplifier arrangement and its output is connected to the input of the amplifier arrangement with circuit measures for feeding in additional signals, characterized in that the amplifier arrangement has a second input (B) which is connected to a point within the negative feedback network near its exit is connected and that between the input of the negative feedback network and the connection point of the second input (B) the amplifier arrangement only switched on frequency-independent (R3, R4) elements are.

2. Amplifier arrangement according to claim 1, characterized in that between the connection point of the second input (B) of the amplifier arrangement in the negative feedback quadrupole and the output of which is arranged at least one frequency-dependent element (R2).

3. Amplifier arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that between the connection point of the second input (B) of the amplifier arrangement in the negative feedback quadrupole and its output, along with other members, has at least one changeable ohmic Resistance is arranged.