DE3520708A1

DE3520708A1 - Hybrid circuit

Info

Publication number: DE3520708A1
Application number: DE19853520708
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. HTL Zürich Weisenhorn
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1985-06-10
Publication date: 1986-03-20
Also published as: CH665738A5; DE3520708C2

Abstract

The hybrid circuit serves to connect a two-wire line (ZD2) on the one hand to the input arm (VE2) and on the other hand to the output arm (VA2) of a four-wire line with simultaneous decoupling of the two four-wire line arms from one another. For this purpose, at least three impedances (W21, W22, N2) are provided which form a bridge circuit with four terminals (A2, B2, C2; D2) between which one of these impedances is in each case inserted, the first terminal (A2) being connected to one wire of the two-wire line (ZD2) and the second terminal (B2) being connected via a transmission amplifier (V21) to the output arm (VA2). Furthermore, the signals arriving via the input arm (VE2) are routed via a reception amplifier (V22) and fed at low impedance to the bridge circuit via the first and third terminals (A2, C2). The balancing network (N2) of the two-wire connection is thus simultaneously the terminal impedance of this connection. <IMAGE>

Description

Gabeisc haltungGift attitude

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gabelschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a hybrid circuit according to the preamble of claim 1.

Die klassischen Gabelschaltungen mit Gabelübertragern und Vierdrahtverstärkern erweisen sich als nachteilig in bezug auf eine schelnwiderstandsmässige Anpassung des Zweidrahtanschlusses an den Wellenwiderstand der angeschlossenen Zweidrahtleitung.The classic hybrid circuits with fork transmitters and four-wire amplifiers turn out to be disadvantageous with regard to an adjustment in terms of resistance to scamming of the two-wire connection to the characteristic impedance of the connected two-wire line.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Gabelschaltung anzugeben, die eine Verbesserung der scheinwiderstandsmässigen Anpassung des Zweidrahtanschlusses an den Wellenwiderstand der angeschlossenen Zweidrahtleitung ermöglicht.The purpose of the present invention is therefore to specify a hybrid circuit, an improvement in the impedance adjustment of the two-wire connection to the characteristic impedance of the connected two-wire line.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben. Da bei einer solchen Gabelschaltung das Netzwerk für die Nachbildung des Zweidrahtanschlusses gleichzeitig Abschlussimpedanz für diesen Anschluss ist, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass die Echoübertragungsfunktion nur von der scheinwiderstandsmässigen Anpassung des Nachbildungsnetzwerkes an die Lastimpedanz des Zweidrahtanschlusses abhängig ist, wodurch auch die Nachbildgüte bzw. die Fehlerdämpfung gegenüber derjenigen einer klassischen Gabelschaltung etwas besser wird.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified measures resolved. Advantageous configurations of the invention are specified in further claims. As with such a hybrid circuit the network for simulating the two-wire connection at the same time terminating impedance for this connection, there is the additional benefit that the echo transmission function only from the impedance-related adaptation of the simulation network to the Load impedance of the two-wire connection is dependent, which also improves the afterimage quality or the error attenuation compared to that of a classic hybrid circuit somewhat getting better.

Die Erfindung wird nachfolgend durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gabelschaltung mit einer Impedanzbrücke gemäss der Erfindung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gabelschaltung mit einem einfachen Symmetrieübertrager gemäss der Erfindung, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gabelschaltung mit einem Uebertrager mit zwei symmetrischen Wicklungen nach der Erfindung.The invention is illustrated below by means of a description of exemplary embodiments explained in more detail with reference to drawings. 1 shows a first exemplary embodiment a hybrid circuit with an impedance bridge according to the invention, FIG. 2 a second Embodiment of a hybrid circuit with a simple symmetry transformer according to the invention, FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a hybrid circuit with a transformer with two symmetrical windings according to the invention.

Die Gabeischaltung nach Fig. 1 umfasst eine drei Impedanzen aufweisende Brückenschaltung mit vier Anschlüssen Al, B1, C1, D1 zwischen denen je eine Impedanz Z11, Z12 bzw. N1 eingefügt ist, wobei an den Anschlüssen Al und D1 die Zweidrahtleitung ZD1 angeschlossen wird. Ein Sendeverstärker V11 ist ausgangsseitig mit dem Ausgangszweig VAl der Vierdrahtleitung und eingangsseitig mit den Anschlüssen 81 und D1 verbunden. Entsprechend ist ein Empfangsverstärker V12 eingangsseitig mit dem Eingangszweig VE1 der Vierdrahtleitung und ausgangsseltig mit den Anschlüssen C1 und Al verbunden.The power circuit according to FIG. 1 comprises a three-impedance circuit Bridge circuit with four connections Al, B1, C1, D1 between each of which an impedance Z11, Z12 or N1 is inserted, with the two-wire line at the connections Al and D1 ZD1 is connected. A transmission amplifier V11 is connected to the output branch on the output side VAl of the four-wire line and connected on the input side to connections 81 and D1. A receiving amplifier V12 is correspondingly connected to the input branch on the input side VE1 of the four-wire line and connected to the output with the connections C1 and Al.

Die Gabelschaltung nach Fig. 1 funktioniert folgendermassen: Die Eingangsimpedanz des Sendeverstärkers V11 ist sehr gross und die Ausgangsimpedanz des Empfangsverstärkers V12 relativ klein gegenüber der Impedanz N1. So verfälscht beispielsweise ein Ausgangswiderstand des Empfangsverstärkers V12 von 0,02./N1/ die nachgebildete Weilenwiderstandsimpedanz nur um etwa 2%. Eine Uebertragung ist im abgeglichenen Zustand nur von der ankommenden Seite der Vierdrahtleitung VE1 zu der Zweidrahtleitung ZD1 und von dieser zu der abgehenden Seite der Vierdrahtleitung VA1 möglich. Die Impedanzen Zll = Z12 können reell oder komplex sein.The hybrid circuit according to FIG. 1 functions as follows: The input impedance of the transmit amplifier V11 is very large and the output impedance of the receive amplifier V12 is relatively small compared to the impedance N1. For example, an output resistance falsifies of the receiving amplifier V12 of 0.02. / N1 / the simulated short-term resistance impedance only by about 2%. A transmission is in the synchronized state only from the incoming one Side of the four-wire line VE1 to the two-wire line ZD1 and from this to the outgoing side of the four-wire line VA1 possible. The impedances Zll = Z12 can be real or complex.

Für die Echoübertragungsfunktion E (f) gilt E(f) = ZiI.(Nl-ZW) = N1 - ZW (zoll + Z12). (Nl + ZW) 2(N1 + ZW) worin ZW der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung Ist. in abgeglichenem Zustand ist N1 = ZW und damit E(f) = 0.For the echo transfer function E (f), E (f) = ZiI. (Nl-ZW) = N1 - ZW (inch + Z12). (Nl + ZW) 2 (N1 + ZW) where ZW is the characteristic impedance of the two-wire line Is. in the balanced state, N1 = ZW and thus E (f) = 0.

Das Nachbildungsnetzwerk N1 ist also zugleich Abschlusswiderstand der Zweidrahtleitung. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass bei einer am fernen Ende mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossenen Zweidrahtleitung eine optimale Uebergangsdämpfung zwischen den Vierdrahtanschlüssen eneicht werden kann. Da die Zweidrahtleitung ZD1 direkt an die Brückenschaltung angeschaltet ist, muss das Nachbildungsnetzwerk N1 nur den Wellenwiderstand ZW der Zweidrahtleitung nachbilden. Vorzugsweise sind die Impedanzen Z11 und Z12 so zu wählen, dass ihre Leistungsaufnahme gegenüber derjenigen der Impedanz N1 vernachlässigbar ist.The simulation network N1 is thus at the same time a terminating resistor the two-wire line. This has the advantage that with one at a distance At the end of the two-wire line terminated with its wave impedance, optimum transition attenuation is achieved between the four-wire connections. Since the two-wire line ZD1 is connected directly to the bridge circuit, the simulation network N1 only simulate the wave resistance ZW of the two-wire line. Preferably they are Choose impedances Z11 and Z12 so that their power consumption is compared to that the impedance N1 is negligible.

Die Gabelschaltung nach Fig. 2 umfasst eine drei Impedanzen aufweisende Brückenschaltung mit vier Anschlüssen A2 82, C2, D2, zwischen denen je eine Transformator-Wicklung W21, W22 bzw. eine Impedanz N2 eingefügt ist. In der Zeichnung wird der Wicklungssinn des Transformators in üblicher Weise durch einen schwarzen Punkt an den Wicklungen angegeben. Die Zweidrahtleitung ZD2 wird an den Anschlüssen A2 und D2 angeschlossen. Der Anschluss 82 ist über einen ersten Kondensator C2l mit dem einen hochohmigen Eingang und der Anschluss D2 über einen zweiten Kondensator C22 mit dem anderen hochohmigen Eingang eines symmetrischen Sendeverstärkers V21 verbunden, an dessen Ausgang die abgehenden Adern VA2 der Vierdrahtleitung angeschlossen sind. Der Transformator weist eine dritte Wicklung W2 auf, an die der niederohmige Ausgang eines Empfangsverstärkers V22 angeschlossen ist, zu dem die ankommenden Adern VE1 der Vierdrahtleitung führen.The hybrid circuit according to FIG. 2 comprises a three impedance circuit Bridge circuit with four connections A2 82, C2, D2, between each of which a transformer winding W21, W22 or an impedance N2 is inserted. In the drawing the direction of winding is of the transformer in the usual way with a black dot on the windings specified. The two-wire line ZD2 is connected to the connections A2 and D2. The connection 82 is connected to the one high-resistance capacitor via a first capacitor C2l Input and the connection D2 via a second capacitor C22 with the other high-impedance input of a symmetrical transmitter amplifier V21 connected to its Output the outgoing wires VA2 of the four-wire line are connected. The transformer has a third winding W2, to which the low-resistance output of a receiving amplifier V22 is connected to which the incoming wires VE1 of the four-wire line lead.

Die Gabetschaltung gemäss Fig. 2 mit N2 = ZW entspricht in ihrer Arbeitsweise der nach Fig. 1 mit dem Unterschied, dass sie erdsymmetrisch und angenähert spannungssymmetrisch ist, wobei in diesem Fall die über den Verstärker V22 ankommenden Signale nicht direkt, sondern transformatorisch über die Wicklung W2 den Anschlüssen A2 und C2 niederohmig zugeführt werden. Bei einem sehr hochohmigen Eingangswiderstand des Verstärkers V21 könnte diese Schaltungsvariante gegebenenfalls auch der Bedingung für galvanische Trennung genügen.The output circuit according to FIG. 2 with N2 = ZW corresponds in its mode of operation the one according to FIG. 1 with the difference that it is symmetrical to earth and approximately symmetrical to voltage is, in which case the signals arriving via the amplifier V22 are not directly, but via a transformer via the winding W2 to the connections A2 and C2 are fed in with low resistance. With a very high input resistance of the Amplifier V21 could possibly also meet this circuit variant suffice for galvanic isolation.

Die Gabelschaltung nach Fig. 3 umfasst eine erweiterte Brückenschaltung, wobei zwischen ihren vier ersten Anschlüssen A, B, C, D, je eine Transformator-Wicklung W31, W32 bzw. eine Impedanz N' eingefügt ist, und die drei weitere Anschlüsse A', C', 8' für die zwei Enden bzw. den Mittelabgriff einer weiteren Transformator-Wicklung W33 bzw. W34 aufweist, wobei der Anschluss C' über eine weitere Impedanz N" mit dem Anschluss D verbunden ist. Eine weitere Wicklung W3 des Transformators ist über den niederohmigen Ausgang eines Empfangverstärkers V32 an die ankommenden Adern VE3 der Vierdrahtleitung angeschlossen.The hybrid circuit according to FIG. 3 comprises an extended bridge circuit, with a transformer winding between its four first connections A, B, C, D W31, W32 or an impedance N 'is inserted, and the three further connections A', C ', 8' for the two ends or the center tap of a further transformer winding W33 or W34, the connection C 'having a further impedance N "with connected to port D. Another winding W3 of the transformer is over the low-resistance output of a receiving amplifier V32 to the incoming wires VE3 connected to the four-wire line.

Die Anschlüsse B und B' sind jeweils über einen Kondensator C31 bzw. C32 mit je einem hochohmigen Eingang eines symmetrischen Sendeverstärkers V31 verbunden, an dessen Ausgang die abgehenden Adern VA3 der Vierdrahtleitung angeschlossen sind. Die in Reihe geschalteten Impedanzen N' und N" bilden vorzugsweise eine einzige Impedanz N, so dass der Anschluss D lediglich ein virtueller Referenzanschluss darstellt.The connections B and B 'are each connected via a capacitor C31 or C32 each connected to a high-resistance input of a symmetrical transmitter amplifier V31, the outgoing wires VA3 of the four-wire line are connected to its output. The series-connected impedances N 'and N "preferably form a single one Impedance N, so that connection D merely represents a virtual reference connection.

Die Gabelschaltung gemäss Fig. 3 mit N = N' + N" = ZW entspricht In ihrer Arbeitsweise der nach Fig. 2 mit dem Unterschied, dass die Erd- und Spannungssymmetrie weniger stark von der Grösse der Eingangsimpedanz des Sendeverstärkers V31 und der Ausgangsimpedanz des Empfangsverstärkers V32 abhängt. In diesem Fall werden die Signale nicht direkt, sondern transformatorisch über die Wicklung W3 den Anschlüssen A und C bzw. A und C' zugeführt.The hybrid circuit according to FIG. 3 with N = N '+ N "= ZW corresponds to In their mode of operation that of FIG. 2 with the difference that the earth and voltage symmetry less strongly on the size of the input impedance of the transmitter amplifier V31 and the Output impedance of the receiving amplifier V32 depends. In this case the Signals not directly, but transformatively via winding W3 to the connections A and C or A and C 'supplied.

Die Kondensatoren C 31, C32 und C21, C22 in Fig. 3 bzw. Fig. 2 können entfallen, wenn eine gleichstrommässige Trennung nicht gefordert wird. Falls die Impedanz des Nachbildungsnetzwerkes N1, N2 bzw. N denselben Wert hat wie der Wellenwiderstand der an die Gabelschaltung angeschlossenen Zweidrahtleitung, ist der Betrag der Echoübertragungsfunktion bei Kurzschluss oder Leerlauf am fernen Ende der Leitung gleich. The capacitors C 31, C32 and C21, C22 in FIGS. 3 and 2, respectively, can not applicable if DC isolation is not required. if the Impedance of the simulation network N1, N2 or N has the same value as the characteristic impedance of the two-wire line connected to the hybrid circuit is the amount of the echo transmission function same in the event of a short circuit or open circuit at the far end of the line.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

PATENT CLAIMS X fork circuit for connecting a two-wire line (ZD1) on the one hand with the input branch (VEI) and on the other hand with the output branch (VA1) of a four-wire line with simultaneous decoupling of the two four-wire line branches from each other, as it is not shown that at least three impedances (Z71, Z12, N1) are present, which have a bridge circuit with four connections (Al, B1, C1, D1), between each of which one of these impedances is inserted, the first connection (A1) with one wire of the two-wire line (ZD1) and the second Connection (B1) connected to the output branch (VA1) via a transmitter amplifier (V11) is, and that the incoming signals via the input branch (VE1) via a receiving amplifier (V12) and the bridge circuit via the first and third connection (Al, C1), the last connection (D1) with the other wire of the two-wire line (ZD1) is connected.

2. Hybrid circuit according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the first and the second impedance through the primary winding (W21, W22) of a transformer are formed, the center tap of the second connection (B2) represents, and that the secondary winding (W2) of the transformer is arranged in such a way is that the signals arriving from the input branch (VE2) of the four-wire line are transformative are fed to the bridge circuit via the secondary winding (W2).

3. Hybrid circuit according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the input of the receiving amplifier (V21) is symmetrical.

4. Hybrid circuit according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the fourth connection (C ') and the other wire (A ') of the two-wire line (ZD3) another transformer winding (W34, W33) is inserted is the one connected to the output branch (VA3) via the output amplifier (V31) Has Mittelabgrifi (B ').

5. Hybrid circuit according to claim 2, 3 or 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the center tap (B2; B) of the primary winding of the transformer Via a capacitor (C21; C31) to the corresponding input of the transmitter amplifier (V21; V31) is connected.

6. Hybrid circuit according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n It is noted that the last connection (D2) of the bridge circuit has a Capacitor (C22) connected to the corresponding input of the transmitter amplifier (VA2) is.

7. Hybrid circuit according to claim 4 or 5, d a d u r c h g e k e n It is noted that the center tap (B ') of the further transformer winding (W33, 34) via a capacitor (C32) with an input of the transmitter amplifier (V31) connected is.