DE3514983A1

DE3514983A1 - Adaptive unterdrueckungsbrueckenschaltung

Info

Publication number: DE3514983A1
Application number: DE19853514983
Authority: DE
Inventors: John Parkstone Poole Dorset Hewinson; John Arnold Hamworthy Poole Dorset Stockdale
Original assignee: Plessey Overseas Ltd
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1985-04-25
Publication date: 1986-10-30
Also published as: FR2581274A1; GB2154836A; US4670870A; GB2154836B; GB8404563D0; FR2581274B1; GB8504230D0

Description

Patentanwälte European PgtHnt Attorneys.

PLESSEY OVERSEAS LIMITED 25. April 1985

2-60 Vicarage Lane

Ilford/ Essex IG1 4AQ/England

Unser Zeichen: P 3014

Adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine adaptive Unterdrükkungsbrückenschaltung für die Verwendung in Fernmeldesystemen.

Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, findet die Erfindung Anwendung in mit einem Übertragungsmedium arbeitenden Vollduplex-Leitungsendgeräten wie Modems, in denen Signale über zwei Leiter gleichzeitig gesendet und empfangen werden, wobei die Sende- und Empfangs-Signale unterschiedliche Frequenzen haben.

Wenn die Leitungsdämpfung hoch ist, kann der Sendesignal· pegel viel höher als der Empfangssignalpegel sein, so daß zur Abtrennung des empfangenen Signals teure Filtertechniken angewendet werden müssen.

Dies wird gewöhnlich durch die Verwendung einer Brückenschaltung oder einer äquivalenten Schaltung verbessert,

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in der die übertragungsleitung einen Arm bildet. Aufgrund von Impedanzänderungen der Leitung ist die erhaltene Verbesserung jedoch begrenzt, wobei zehn dB ein typischer Wert ist.

Nach der Erfindung ist eine adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der ohmschen, kapazitiven und induktiven Bauelemente der Brückenschaltung Transkonduktanzzellen vorgesehen sind, die von einer Stromsteuervorrichtung gesteuert werden, die von phasengleichen und um 90° phasenverschobenen Signalkomponenten angesteuert wird, die aus einem Sendesignal abgeleitet und der Brückenschaltung entnommen werden, damit die wirksamen Widerstands-, Kapazitäts-5 und Induktivitätskomponenten der Transkonduktanzzellen zum Abgleichen der Brückenschaltung und zum Unterdrücken des Sendesignals eingestellt werden.

Bei dem zu beschreibenden Verfahren wird von einer Brückenschaltung oder einer ähnlichen Schaltung Gebrauch gemacht, in der die Wirk- und Blindkomponenten eines oder mehrerer der Arme elektronisch geändert werden können. Phasenempfindliche Detektoren erfassen Anteile des gesendeten Signals am Ausgang der Brückenschaltung, die dann automatisch durch Verändern der Brückenwerte unterdrückt werden können.

Die Wirksamkeit der Brückenschaltung wird dadurch wesentlich verbessert, was ein verbessertes Verhalten und/oder gO reduzierte Kosten ergibt, da die an die Sende- und Empfangsfilter gestellten Anforderungen vereinfacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung

nach der Erfindung,

Fig. 2 das Schaltbild einer Transkonduktanzzelle zusammen mit einer schematischen Darstellung der Impedanz jeder Zelle für die Verwendung in der adaptiven Unterdrückungsbrückenschaltung von Fig. 1 und

Fig. 3 den Aufbau einer typischen integrierten Schaltung für die Anordnung von Fig. 1.

JO Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß das Arbeitsprinzip der adaptiven Unterdrückungsbrückenschaltung ACB die Verwendung der Transkonduktanzzellen TC1, TC2 und TC3 (Fig. 2) in einem Arm der Brückenschaltung umfaßt, während ein weiterer Arm durch eine Leitung L repräsentiert wird. Die anderen zwei Arme enthalten die Widerstände R1 und R2. Jede Transkonduktanzzelle besteht aus einem Stromverstärker mit variabler Verstärkung, der so ausgebildet ist, daß er variable Impedanzen erzeugt. Die äquivalente Eingangsimpedanz einer solchen Vorrichtung ist bei EIP angegeben.

Die adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung ist so ausgebildet, daß sie ein empfangenes Signal RXS von einem gesendeten Signal TXS trennt. Damit dies erreicht wird, wird das Ausgangssignal der Brückenschaltung zwei Multipliziereinheiten A und B zugeführt, die als phasenempfindliche Detektoren benutzt werden, damit phasengleiche (0°) und um 90° phasenverschobene (90°) Fehlabgleichs-Signalkomponenten erfaßt werden, die von dem

gO über einen Puffer TXB übertragenen gesendeten Signal TXS abgeleitet werden.

Diese Fehlabgleichssignale werden mit Hilfe von Multipliziervorrichtungen D und E mit dem von der Leitung U gg abgeleiteten empfangenen Signal RXS multipliziert, und die multiplizierten Signale werden durch integrierende Vorrichtungen R3, C1 , G bzw. R4, C2, F integriert. Die

integrierten Signale werden einer Stromsteuervorrichtung CC zugeführt.

In der Stromsteuervorrichtung wird die Amplitude der phasengleichen Komponente dazu benutzt, die Gesamtgröße der Steuerströme der Transkonduktanzzellen TC1, TC2 und TC3 zu steuern, während die um 90° phasenverschobene Komponente dazu benutzt wird, den jeder der Transkonduktanzzellen zugeführten Stromanteil zu steuern.

Ein Mittelwert des Ausgangssignals der Integratorstufe R4, C, F für die um 90° phasenverschobene Komponente bewirkt, daß der größte Anteil des Stroms zu der Transkonduktanzzelle TC1 fließt, die das ohmsche Element bildet, während der restliche Strom zu den zwei anderen Transkonduktanzzellen TC2 und TC3 fließt. Ein in bezug auf den Mittelwert positiveres Ausgangssignal bewirkt, daß anteilsmäßig mehr Strom zu der Transkonduktanzzelle TC2 fließt, die das kapazitive Element bildet, während ein in bezug auf den Mittelwert negativeres Ausgangssignal bewirkt, daß anteilsmäßig mehr Strom zu der Transkonduktanzzelle TC3 fließt, die das induktive Element bildet.

Bei Anwendung dieses Verfahrens wird die Brückenschaltung abgeglichen, und das gesendete Signal TXS wird vollständig unterdrückt.

Der integrierte Chip, der die Schaltung von Fig. 1 enthält, ist in Fig. 3 dargestellt, wobei eine Versorgungsspannung an die Klemmen 8 und 9 angelegt werden kann.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können zusätzlich zu den beschriebenen Anordnungen eine oder mehrere Transkonduktanzzellen in einem weiteren Arm der Brückenschaltung, beispielsweise anstelle des oder zusätzlich zum Widerstand R2 eingefügt werden.

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Die Erfindung ist zwar für die Anwendung in Zweidrahtübertragung ssystemen geschaffen worden, doch könnte sie auch bei in zwei Richtungen wirksamen übertragungsanordnungen auf anderen Übertragungsmedien, beispielsweise induktiven Schleifen, und, mit gewissen Einschränkungen, auch bei Systemen angewendet werden, in denen die Sende- und Empfangssignale das gleiche Frequenzband oder sich überlappende Frequenzbänder besetzen.

Eine adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung mit Mehrfachelementen und komplizierteren Stromsteuerschleifen könnte in breitbandigeren Systemen beispielsweise zur Echounterdrückung in digitalen Sprachübertragungsschaltungen angewendet werden.

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Claims

PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER Patentanwälte · European Patejrrt. Attorneys. München ' Stuttgart' 3514983 PLESSEY OVERSEAS LIMITED 25. April 1985 2-60 Vicarage Lane Ilford, Essex IG1 4AQ /England Unser Zeichen: P 3014 Patentansprüche

1. Adaptive Unterdrückungsbrückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der ohmschen, kapazitiven und induktiven Bauelemente der Brückenschaltung Transkonduktanzzellen vorgesehen sind, die von einer Stromsteuervorrichtung gesteuert werden, die von phasengleichen und um 90° phasenverschobenen Signalkomponenten angesteuert wird, die aus einem Sendesignal abgeleitet und der Brückenschaltung entnommen werden, damit die wirksamen Widerstands-, Kapazitäts- und Induktivitätskomponenten der Transkonduktanzzellen zum Abgleichen der Brückenschaltung und zum Unterdrücken des Sendesignals eingestellt werden.

2. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei phasenempfindliche Detektoren und zwei Multiplikationsvorrichtungen vorgesehen sind, daß ein phasenemfpindlicher Detektor die Inphasen-Komponente und der andere phasenempfindliche Detektor die um 90^p phasenverschobene Komponente fest-

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- ₂- -^:-^: 35U983 stellt, und daß die Ausgangssignale der Phasendetektoren von den Multipliziervorrichtungen mit einem von einer Leitung abgenommenen empfangenen Signal multipliziert werden.

3. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Stromsteuervorrichtung und wenigstens zwei Integrationsvorrichtungen zum Integrieren der multiplizierten Signale, wodurch in der Stromsteuervorrichtung das von der Inphasen-Komponente betroffene integrierte Signal die Gesamtgröße der Steuerströme für die Transkonduktanzzellen steuert, während das von der um 90° verschobenen Komponente betroffene integrierte Signal den Anteil des jeder Transkonduktanzzelle zugeführten Stroms steuert.

4. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert des sich auf die um 90° phasenverschobene Komponente beziehenden Ausgangssignals der Integratorstufe bewirkt, daß der größte Anteil des Stroms zu der Transkonduktanzzelle fließt, der das ohmsche Bauelement bildet, während der restliche Strom zu den zwei anderen Transkonduktanzzellen fließt.

5. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich das Ausgangssignal der Integratorstufe bezüglich des Mittelwerts positiv verschiebt, anteilsmäßig mehr Strom zu der Transkonduktanzzelle fließt, die das kapazitive Bauelement bildet.

6. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich das Ausgangssignal der Integratorstufe bezüglich des Mittelwerts negativ verschiebt, anteilsmäßig mehr Strom zu der Transkonduktanzzelle fließt, die das induktive Bauelement bildet.

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7. Unterdrückungsbrückenschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuerung der Transkonduktanzzellen die Brücke zur Unterdrückung des Sendesignals abgleicht.

8. Unterdrückungsbrückenschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch Transkonduktanzzellen in wenigstens einem Brückenarm, während ein weiterer Brückenarm die Leitung enthält.

9. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transkonduktanzzellen Stromverstärker mit variabler Verstärkung sind.

10. Unterdrückungsbrückenschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverstärker mit variabler Verstärkung variable Impedanzen erzeugen.

11. Unterdrückungsbrückenschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Verwendung in einem mit einem einzigen Übertragungsmedium arbeitenden Vollduplex-Leitungsendgerät.