DE1205595B

DE1205595B - Arrangement for the interconnection of the outputs of several high frequency amplifiers

Info

Publication number: DE1205595B
Application number: DEH53352A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Odenwald; Werner Risse
Original assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Current assignee: HIRSCHMANN RADIOTECHNIK; Richard Hirschmann Radiotechnisches Werk
Priority date: 1964-07-25
Filing date: 1964-07-25
Publication date: 1965-11-25

Description

Anordnung für die Zusammenschaltung der Ausgänge mehrerer Hochfrequenzverstärker Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Zusammenschaltung der Ausgänge mehrerer Hochfrequenzverstärker für verschiedene Frequenzbereiche oder -kanäle. In dieser Anordnung sind die Ausgänge der Verstärker über je ein Bandfilter an einen gemeinsamen Verbraucher angepaßt angeschlossen. Der Sekundärkreis eines jeden Bandfilters ist als Reihenresonanzkreis ausgebildet.Arrangement for the interconnection of the outputs of several high-frequency amplifiers The invention relates to an arrangement for interconnecting the outputs of several High frequency amplifiers for different frequency ranges or channels. In this Arrangement are the outputs of the amplifiers via a band filter to a common one Consumer connected appropriately. The secondary circuit of any band filter is designed as a series resonance circuit.

Mit einer bekannten Anordnung dieser Art sind mehrere Verstärker für je einen Kanal der Fernsehbereiche I (40 bis 68 MHz) und III (174 bis 223 MHz) an eine Sammelleitung mit 60 Ohm Wellenwiderstand als gemeinsamen Verbraucher angeschlossen, die an ihren beiden Enden mit einem Widerstand von 60 Ohm abgeschlossen ist. Der Abschlußwiderstand an einem oder an beiden Enden wird praktisch durch eine Zuleitung zu einem Empfänger oder eine Stammleitung einer Gemeinschafts-Antennenanlage mit mehreren Empfängeranschlußdosen gebildet. Die Zuleitung und die Stammleitung haben den gleichen Wellenwiderstand und an ihren Enden den gleichen Abschfußwiderstand wie die Sammelleitung. Der Verbraucherwiderstand am Verstärkerausgang ist gleich dem halben Wellenwiderstand der Sammelleitung, also gleich 30 Ohm.With a known arrangement of this type, several amplifiers are available for one channel each for TV ranges I (40 to 68 MHz) and III (174 to 223 MHz) a collecting line with 60 ohm wave impedance connected as a common consumer, which is terminated at both ends with a resistor of 60 ohms. Of the Terminating resistance at one or both ends is practically provided by a lead to a receiver or a trunk line of a community antenna system formed several receiver junction boxes. Have the feed line and the trunk line the same wave resistance and at their ends the same dragging resistance like the manifold. The consumer resistance at the amplifier output is the same half the characteristic impedance of the bus, i.e. equal to 30 ohms.

In den genannten Frequenzbereichen wird im Verstärker der gleiche Ausgangswiderstand durch die Bandfilter mit ausreichender Genauigkeit hergestellt. Das Bandfilter jedes Verstärkers hat außerhalb des verstärkten Kanals einen Widerstand, der um so viel größer ist als der angeschlossene Verbraucherwiderstand von 30 Ohm, daß gegenseitige Rückwirkungen der an die Sammelleitung angeschlossenen Verstärker in genügendem Maße vermieden sind, wenn zwischen zwei verstärkten Kanälen mindestens ein Kanal liegt. Für die Fernsehbereiche IV/TV (470 bis 790 MHz) sind die beschriebenen Verstärker jedoch wegen der höheren Frequenzen nicht mehr brauchbar. Der Widerstand des Ausgangsbandfilters wächst außerhalb des verstärkten Kanals nicht rasch genug an, weil der Reihenresonanzkreis durch den Verbraucherwiderstand zu stark gedämpft ist und seine Blindwiderstände nicht groß genug bemessen werden können. In den Fernsehbereichen IV/V wäre deshalb bei diesen Verstärkern ein Abstand von sechs bis acht Kanalbreiten zwischen den verstärkten Kanälen erforderlich, wenn mehrere Verstärker für verschiedene Kanäle an eine gemeinsame Sammelleitung der beschriebenen Art anzuschließen sind.In the mentioned frequency ranges, the same is achieved in the amplifier Output resistance produced by the band filter with sufficient accuracy. The bandpass filter of each amplifier has a resistance outside the amplified channel, which is so much greater than the connected consumer resistance of 30 ohms, that mutual repercussions of the amplifiers connected to the bus line are avoided to a sufficient extent if between two reinforced channels at least a canal lies. For the TV ranges IV / TV (470 to 790 MHz) the are described However, amplifier no longer usable because of the higher frequencies. The resistance of the output band filter does not grow quickly enough outside the amplified channel because the series resonance circuit is dampened too much by the consumer resistance and its reactances cannot be dimensioned large enough. In the television areas IV / V would therefore be six to eight channel widths apart for these amplifiers required between the amplified channels when using multiple amplifiers for different Channels are to be connected to a common manifold of the type described.

Der Verbraucherwiderstand von 30 Ohm kann durch den Reihenresonanzkreis und den anderen Bandflterkreis nicht in einen passend bemessenen Parallelwiderstand an der Röhrenanode oder an einem Transistor transformiert werden, so daß die Röhre oder der Transistor nicht mit bestem Wirkungsgrad arbeitet. Dadurch wird der Verstärkungsgrad des Verstärkers kleiner. Durch die Erfindung sind die angeführten Mängel der bekannten Anordnung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art der unmittelbar an den Verbraucher angeschaltete Blindwiderstand des Reihenresonanzkreises wesentlich größer als der Widerstand des Verbrauchers bemessen ist und der andere Blindwiderstand des Reihenresonanzkreises durch einen entsprechend verstimmten Parallelresonanzkreis gebildet ist.The consumer resistance of 30 ohms can be achieved through the series resonance circuit and the other band filter circuit not in a suitably dimensioned parallel resistor at the tube anode or at a transistor, so that the tube or the transistor is not working with the best efficiency. This will increase the gain of the amplifier smaller. With the invention, the deficiencies cited are the known ones Arrangement eliminated. The invention consists in that in an arrangement of the initially described type of reactance connected directly to the consumer of the series resonance circuit is much greater than the resistance of the consumer is dimensioned and the other reactance of the series resonant circuit by a is formed accordingly detuned parallel resonance circuit.

Der unmittelbar an den Verbraucher angeschaltete Blindwiderstand des Reihenresonanzkreises kann grundsätzlich eine Induktivität oder eine Kapazität sein. Vorteilhafter ist eine Kapazität, die bei einem Hochfrequenzverstärker für je einen Kanal oder eine Kanalgruppe der Fernsehbereiche IV/V kleiner als 1,2 pF sein muß, damit wenigstens annähernd die bestmöglichen Eigenschaften des Verstärkers erreicht werden.The reactance of the directly connected to the consumer Series resonant circuit can basically be an inductance or a capacitance. More advantageous is a capacitance that in a high-frequency amplifier for one Channel or a channel group of TV areas IV / V must be less than 1.2 pF, so that at least approximately the best possible properties of the amplifier are achieved will.

Dieser kleine Kondensator hat so kleine räumliche Abmessungen, daß störende Querkapazitäten zum Verstärkerchassis leicht zu vermeiden sind.This small capacitor has such small spatial dimensions that disturbing cross capacitances to the amplifier chassis are easy to avoid.

Für die Kapazität von 1,2 pF ergibt sich je nach dem gewählten Kanal der Fernsehbereiche IV/V eine Induktivität des Reihenresonanzkreises zwischen 33 und 100 nH. Diese Induktivität muß dämpfungsarm sein und eine möglichst kleine Eigenkapazität haben. Diese Bedingungen sind leicht einzuhalten, weil die Induktivität des verstimmten Parallelresonanzkreises in der Nähe seiner Resonanzfrequenz stark ansteigt und die tatsächlich eingeschaltete Induktivität deshalb bei entsprechender Abstimmung viel kleiner sein kann. Sie wird praktisch am besten durch eine kurze koaxiale Leitung gebildet, die an einem Ende kurzgeschlossen ist (Topfkreis). Am freien Ende ihres Innenleiters sind die Kapazitäten des Parallel- und des Reihenresonanzkreises angeschlossen. Es ist vorteilhaft, die Kapazität des Parallelresonanzkreises wenigstens doppelt so groß zu wählen wie die des Reihenresonanzkreises.For the capacitance of 1.2 pF results depending on the selected channel of the television ranges IV / V an inductance of the series resonance circuit between 33 and 100 nH. This inductance must have low attenuation be and one if possible have small own capacity. These conditions are easy to comply with because the Inductance of the detuned parallel resonance circuit in the vicinity of its resonance frequency increases sharply and the inductance actually switched on therefore with corresponding Vote can be much smaller. It is best practiced by a short one formed coaxial line, which is short-circuited at one end (pot circle). At the The free end of its inner conductor is the capacitance of the parallel and series resonance circuit connected. It is advantageous to use the capacitance of the parallel resonance circuit at least to be chosen twice as large as that of the series resonance circuit.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die direkt mit dem Verbraucher verbundenen Blindwiderstände einen festen Wert haben und daß zur Abstimmung der einzelnen Verstärker auf die verschiedenen Frequenzbereiche oder -kanäle mindestens ein Element des Parallelresonanzkreises veränderbar gestaltet ist.There is an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention in that the reactances directly connected to the consumer have a fixed Have value and that to match the individual amplifier to the different Frequency ranges or channels at least one element of the parallel resonance circuit is designed to be changeable.

Als Abstimmelement kann vorteilhafterweise eine veränderbare Kapazität (Trimmer) verwendet werden, weil. eine Seite dieser Kapazität in der erfindungsgemäßen Anordnung an Masse liegt. Die erfindungsgemäße Anordnung eröffnet dadurch die vorteilhafte Möglichkeit, den gleichen Verstärkeraufbau für alle Kanäle der Fernsehbereiche IV/V zu verwenden und den Abgleich auf jeden einzelnen Kanal durch passende Einstellung veränderbarer Induktivitäten oder Kapazitäten zu bewirken.A variable capacitance can advantageously be used as the tuning element (Trimmer) used because. one side of this capacity in the inventive Arrangement on ground. The arrangement according to the invention thereby opens up the advantageous Possibility of using the same amplifier structure for all channels of TV areas IV / V to use and the adjustment on each individual channel by appropriate setting to cause changeable inductances or capacitances.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird noch an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, dessen Prinzipschaltbild in der F i g. 1 wiedergegeben ist.The mode of operation of the arrangement according to the invention will be explained in more detail below an exemplary embodiment explained, the basic circuit diagram of which is shown in FIG. 1 reproduced is.

F i g. 2 ist ein Ersatzschaltbild der Anordnung nach F i g. 1.F i g. 2 is an equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 1.

Von drei Verstärkern mit gleichem Aufbau sind im Schaltbild der F i g. 1 jeweils nur der letzte Transistor T und das Bandfilter am Verstärkerausgang gezeichnet. Gleiche Bauteile der drei Verstärker sind mit gleichen Buchstaben bezeichnet.Three amplifiers with the same structure are shown in the circuit diagram of F. i g. 1 only the last transistor T and the band filter at the amplifier output drawn. The same components of the three amplifiers are denoted by the same letters.

Die drei Verstärker verstärken verschiedene Kanäle der Fernsehbereiche IV/V, die mindestens eine Kanalbreite Abstand voneinander haben.The three amplifiers amplify different channels of the television areas IV / V, which are at least one channel width apart.

An den Transistor T ist ein Parallelresonanzkreis angeschlossen, der aus der veränderbaren Kapazität C1 und der Induktivität L1 besteht. In einer praktischen Ausführungsform ist die Induktivität L1 durch ein kurzgeschlossenes koaxiales Leitungsstück (Topfkreis) gebildet, das kürzer als ein Viertel der Betriebswellenlängen ist. Das koaxiale Leitungsstück besteht aus einem Behälter B, der auf einer Seite offen ist, und einem Innenleiter in der Mittelachse des Behälters, der mit dem Behälterboden leitend verbunden ist. über eine Koppelschleife K ist ein zweiter Parallelresonanzkreis an den ersten angekoppelt. Er besteht aus einer Induktivität L, die den gleichen Aufbau hat wie die Induktivität L1, und einer veränderbaren Kapazität C". Als veränderbare Kapazitäten C, und Cp werden Schraubtrimmer verwendet. An der Verbindungsstelle der Induktivität L und der Kapazität C, ist ein Kondensator C, angeschlossen, der mit einer Klemme KT- verbunden ist. Die Klemme KL ist zum Anschluß des Verbrauchers bestimmt.A parallel resonance circuit, which consists of the variable capacitance C1 and the inductance L1, is connected to the transistor T. In a practical embodiment, the inductance L1 is formed by a short-circuited coaxial line piece (pot circle) which is shorter than a quarter of the operating wavelength. The coaxial line piece consists of a container B, which is open on one side, and an inner conductor in the center axis of the container, which is conductively connected to the container bottom. A second parallel resonance circuit is coupled to the first via a coupling loop K. It consists of an inductance L, which has the same structure as the inductance L1, and a variable capacitance C ". Screw trimmers are used as the variable capacitances C, and Cp. At the junction of the inductance L and the capacitance C, there is a capacitor C , which is connected to a terminal KT- The terminal KL is intended for connecting the consumer.

In der Anordnung nach F i g. 1 sind die drei Ausgangsklemmen KL der Verstärker durch eine Sammelleitung S verbunden, die an beiden Enden mit einem Widerstand R abgeschlossen ist, der gleich dem Wellenwiderstand der Sammelleitung ist. Statt der Abschlußwiderstände R wird in der Praxis meistens an beiden Enden je eine Stammleitung einer Gemeinschafts-Antennenanlage angeschlossen, die an ihrem Ende durch einen Widerstand von der Größe des Wellenwiderstandes der Leitung abgeschlossen ist. Der Anschluß einer entsprechenden Zuleitung zu einem einzelnen Empfangsgerät ist selbstverständlich ebenfalls möglich. Für den jeweils verstärkten Kanal ist der Verbraucherwiderstand, der an den Klemmen KL der Verstärker liegt, gleich der Hälfte des Abschlußwiderstandes R an den Enden der Sammelleitung. Da die Kapazität Ckt der Klemmen KL bei den hohen Frequenzen der Fernsehbereiche IV/V nicht mehr vernachlässigbar klein ist, stellt die Sammelleitung S zusammen mit den Klemmenkapazitäten einen Tiefpaß dar, dessen Grenzfrequenz oberhalb der oberen Frequenzgrenze der FernsehbereicheIV/V liegt. Die LeitungsstückeSl, S2, S3, S4 der Sammelleitung, die zwischen den Verstärkern bzw. zwischen den Verstärkern und den Abschlußwiderständen liegen, bilden die Serieninduktivitäten des Tiefpasses, und die Klemmenkapazitäten Ckl sind die Querkapazitäten. Zu diesen Querkapazitäten liegt jeweils der Ausgangswiderstand des angeschlossenen Verstärkers parallel.In the arrangement according to FIG. 1 are the three output terminals KL of the Amplifier connected by a bus S, which has a resistor at both ends R is completed, which is equal to the wave resistance of the manifold. Instead of the terminating resistors R is in practice mostly a trunk line at both ends connected to a community antenna system, which is connected at its end by a Resistance of the magnitude of the characteristic impedance of the line is complete. Of the Connection of a corresponding supply line to a single receiving device is a matter of course also possible. For the reinforced channel in each case, the consumer resistance is which is at the terminals KL of the amplifier, equal to half of the terminating resistance R at the ends of the manifold. Since the capacitance Ckt of the terminals KL at the high Frequencies of the television ranges IV / V is no longer negligibly small the collecting line S together with the terminal capacitance represents a low-pass filter whose The cutoff frequency is above the upper frequency limit of the TV areas IV / V. The line pieces S1, S2, S3, S4 of the collecting line between the amplifiers or between the amplifiers and the terminating resistors, form the series inductances of the low pass, and the terminal capacitances Ckl are the cross capacitances. To this The cross capacitance is the output resistance of the connected amplifier parallel.

Für die Anordnung nach F i g. 1 ergibt sich also das Ersatzschaltbild der F i g. 2. Es ist bereits bekannt, mehrere Verstärker in der beschriebenen Weise an einen solchen Tiefpaß anzuschließen.For the arrangement according to FIG. 1 thus results in the equivalent circuit diagram the F i g. 2. It is already known to use several amplifiers in the manner described to be connected to such a low-pass filter.

Der Serienkondensator C, bildet mit einer Induktivität L', die durch den aus der Induktivität L und der Kapazität Cp bestehenden Parallelresonanzkreis gebildet wird, einen Serienresonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz f,.s im verstärkten Kanal liegt. Wenn die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises mit f,.p bezeichnet wird, gilt Wenn f,., sich nur wenig von f".p unterscheidet, ist L' sehr viel größer als L. Die erreichbare überhöhung von L' über L ist durch die Kreisdämpfung begrenzt.The series capacitor C i, with an inductance L ', which is formed by the parallel resonance circuit consisting of the inductance L and the capacitance Cp, forms a series resonance circuit, the resonance frequency f, .s of which lies in the amplified channel. If the resonance frequency of the parallel resonance circuit is denoted by f, .p, the following applies If f.

Wenn die Induktivität L' groß ist, ergibt sich für die Serienkapazität C" der erwünschte kleine Wert, der bei Verstärkern für einen Kanal der Fernsehbereiche IV/V unter 1,2 pF liegt. Um störende Rückwirkungen der an eine Sammelleitung angeschlossenen Verstärker aufeinander zu verhindern, muß der Ausgangsscheinwiderstand des Verstärkers außerhalb des verstärkten Kanals möglichst groß sein. Er ist im wesentlichen gleich dem kapazitiven Widerstand von C" und wird für eine gegebene Frequenz um so größer, je kleiner CS ist. Eine für Empfangs-Antennenanlagen ausreichende Rückwirkungsfrist wurde bei praktisch ausgeführten Verstärkern für je einen Kanal der Fernsehbereiche IV/V mit C, = 0,75 pF erreicht, wenn zwischen den verstärkten Kanälen im Fernsehbereich IV mindestens ein Kanal liegt und im Fernsehbereich V mindestens zwei Kanäle liegen.When the inductance L 'is large, the series capacitance results C "is the desired small value for amplifiers for one channel of the television areas IV / V is less than 1.2 pF. To avoid disruptive repercussions of those connected to a collecting line To prevent amplifiers from one another, the output impedance of the amplifier must be as large as possible outside the reinforced channel. It is essentially the same the capacitive resistance of C "and becomes greater for a given frequency, the smaller CS is. A retroactive period that is sufficient for receiving antenna systems was used for practically implemented amplifiers for one channel each in the television areas IV / V with C, = 0.75 pF achieved when between the amplified channels in the television range IV there is at least one channel and there are at least two channels in the television area V.

Ein solcher Verstärker kann ohne Veränderung seines Aufbaues auf jeden beliebigen Kanal der Fernsehbereiche IV/V abgestimmt werden. Dazu brauchen nur die Kapazitäten Cp und C1 der Parallelresonanzkreise und Kapazitäten oder Induktivitäten von weiteren Resonanzkreisen, die in der F i g. 1 nicht eingezeichnet sind, entsprechend eingestellt zu werden. Durch die Erfindung wird also die vorteilhafte Möglichkeit geboten, für alle Kanäle der Fernsehbereiche IV/V den gleichen Verstärkeraufbau zu verwenden, der durch den einfachen Abgleich von Schraubtrimmern und eventuell auch Induktivitäten auf jeden gewünschten Kanal abstimmbar ist. Da die Frequenzgrenzen des Fernsehbereiches IV/V sich fast wie 1,7:1 verhalten, muß die Parallelkapazität Cp annähernd im Verhältnis 3: 1 veränderbar sein. Das Verhältnis der Parallelkapazität C, zur Serienkapazität C, liegt bei den praktisch ausgeführten Verstärkern für die Fernsehbereiche IV/V ungefähr zwischen 2,5 und 7,5.Such an amplifier can be tuned to any channel of the television areas IV / V without changing its structure. All that is needed for this is the capacitances Cp and C1 of the parallel resonance circuits and capacitances or inductances of further resonance circuits, which are shown in FIG. 1 are not shown to be set accordingly. The invention thus offers the advantageous possibility of using the same amplifier structure for all channels of the television areas IV / V, which can be tuned to any desired channel by simply adjusting screw trimmers and possibly also inductances. Since the frequency limits of the television range IV / V behave almost like 1.7: 1, the parallel capacitance Cp must be variable in an approximately 3: 1 ratio. The ratio of the parallel capacitance C to the series capacitance C is approximately between 2.5 and 7.5 in the practical amplifiers for the television ranges IV / V.

Wenn die Kapazität C, durch eine Induktivität ersetzt wird, muß der Parallelresonanzkreis aus L und Cp so abgeglichen werden, daß sich eine Serienresonanz dieser Induktivität mit einer resultierenden Kapazität des Parallelresonanzkreises ergibt, die wesentlich kleiner ist als die eingestellte Kapazität C.. Die übrigen Erläuterungen gelten in sinngemäßer Abwandlung auch in diesem Fall.If the capacitance C, is replaced by an inductance, the Parallel resonance circuit from L and Cp are adjusted so that a series resonance this inductance with a resulting capacitance of the parallel resonance circuit results, which is significantly smaller than the set capacity C .. The rest Explanations apply in a corresponding modification also in this case.

An die Samelleitung S der Anordnung nach F i g. 1 können auch zusätzliche Verstärker für je einen Kanal der Fernsehbereiche I oder III in der bekannten Ausführung mit einem einfachen Serienresonanzkreis am Ausgang angeschlossen werden.To the manifold S of the arrangement according to FIG. 1 can also be additional Amplifier for one channel each of TV areas I or III in the known design can be connected to the output with a simple series resonance circuit.

Claims

Claims: 1. Arrangement for the interconnection of the outputs several high-frequency amplifiers for different frequency ranges or channels, in which the amplifier outputs each via a band filter to a common consumer are connected adapted and in which the secondary circuit of each band filter is designed as a series resonance circuit, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the reactance of the series resonant circuit connected directly to the consumer is dimensioned much greater than the resistance of the consumer and that the other Reactance of the series resonance circuit through a correspondingly detuned parallel resonance circuit is formed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the directly with the consumer connected reactances have a fixed value and that to match the individual amplifiers to the various frequency ranges or -channels designed changeable at least one element of the parallel resonance circuit is.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the directly Reactance connected to the consumer is a capacitance (C ") that is at most is half the capacity (Cp) of the parallel resonance circuit.