-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere
Fernsprechanlagen, in denen über eine zweiadrige, durch Übertrager gegen Gleichströme
abgeriegelte Verbindungsleitung Wechselstromsignale der gleichen Frequenz praktisch
gleichzeitig gesendet und empfangen werden können.
-
In derartigen Anlagen ist es erforderlich, Wechselstromsignale, die
im Tonfrequenzbereich oder außerhalb davon liegen können, in beiden Richtungen auch
gleichzeitig zu übertragen. Dabei kommt es darauf an, daß die gesendeten Signale
nicht die am Ort des Senders angeordneten Empfänger beeinflussen. Die Empfänger
könnten nämlich auf die gerade gesendeten Signale oder auch durch eine Kabelrückentladung
einer mit Kapazitäten behafteten Leitung fälschlicherweise ansprechen.
-
Es sind schon zahlreiche Schaltungsanordnungen bekannt, die dieses
Problem mit den verschiedensten Mitteln zu lösen suchen. Die Erfindung befaßt sich
mit einer Schaltungsanordnung, die zur Signalübertragung zwischen Verbindungsleitungen
und Sender bzw. Empfänger Gabelübertrager verwendet.
-
Auch derartige Schaltungsanordnungen sind schon bekannt. So wird beispielsweise
gemäß der deutschen Patentschrift 845 064, F i g. 1, mit Hilfe eines Gabelübertragers,
dessen zwei Wicklungen in den ankommenden Adern einer gegen Gleichstrom abgeriegelten
Vierdrahtleitung liegen, ein Teil der empfangenen Energie induktiv ausgekoppelt,
um damit Tonfrequenzempfänger und eine Sprachsperre zu steuern. Diese Schaltungsanordnung
ist in der gezeigten Anordnung nur zum Empfangen von Signalen geeignet, denn eine
Einkopplung der Signale erfolgt auf die abgehenden Adern, und zwar mit Hilfe von
während des Sendens den weiteren amtsseitigen Leitungszug abtrennenden Kontakten.
Dadurch, daß der Empfänger dauernd empfangsbereit sein muß, kann er während der
Übertragung der Sprache nicht abgetrennt werden. Es wird also auch dauernd die Sprechenergie
bedämpft.
-
Ein Sender für Tonfrequenzsignale, -die mit Hilfe eines Gabelübertragers
auf die Leitung gegeben werden, ist beispielsweise im Aufsatz »Tonfrequenz-Zeichengabe«
von Wink 1 m a i r, »Unterrichtsblätter der Deutschen Bundespost« (B), 14 (1961),
Nr. 11, Bild 15 auf S. 266 gezeigt. Auch diese Schaltungsanordnung ist nur für den
einseitigen Betrieb auf einer Vierdrahtleitung geeignet, nämlich nur zum Aussenden
von Signalen über ein anderes Adernpaar, als zum Empfangen in der gleichen Fernmeldestelle
benutzt wird. Dieser Sender besitzt, verglichen mit den bekannten Schaltungsanordnungen
zum Empfangen von Signalen, einen zusätzlichen Kontakt, der die Sendewicklung des.Gabelübertragers
im Ruhezustand kurzschließt, so daß nur der ohmsche Widerstand der beiden in diesen
Adern liegenden Wicklungen dämpfend wirkt. Dafür muß aber zusätzlicher Aufwand mit
der Gefahr zusätzlicher Fehlerquellen in Kauf genommen werden. Die Gesamtdämpfung
je Übertragungseinrichtung bleibt trotz des zusätzlichen Aufwandes noch so groß,
daß sie nicht vernachlässigt werden kann und durch entsprechende Einstellung der
Verstärker wieder ausgeglichen werden muß. Da diese bekannten Schaltungsanordnungen
nur für Vierdrahtleitungen verwendet werden, die ohnehin ein oder mehrere Verstärker
in jeder Übertragungsrichtung besitzen, fällt die Dämpfung im Sender und im Empfänger
nicht allzu stark ins Gewicht.
-
Erheblich schwieriger würden die Verhältnisse sein, wollte man die
hier offenbarten Schaltungen auf eine zweiadrige Leitung übertragen, deren Verstärkungsmöglichkeiten
sehr begrenzt sind, so daß durch den Sender und/oder den Empfänger der Leitung eine
nicht unbedeutende Sprechenergie entzogen werden würde. Jeder Sender und jeder Empfänger
besitzt bei den bekannten Schaltungsanordnungen eine Nachbildung, die auf die individuellen
Eigenschaften der jeweiligen Leitung besonders eingeregelt werden muß.Bei einer
ungenauenBemessung der Nachbildung fließt so viel Sendeenergie in Sperrrichtung
zum Empfänger, daß dieser gegebenenfalls anspricht und ein Rücksignal vortäuschen
könnte. Außerdem würden die auf die Leitung beim Senden wirkenden Kapazitäten so
aufgeladen, daß sie nach dessen Beendigung durch die Kabelrückentladung ebenfalls
den Empfänger beeinflussen könnten.
-
Es ist auch schon eine Schaltungsanordnung bekannt, beispielsweise
aus der deutschen Auslegeschrift 1176 719, die es erlaubt, gleichzeitig Wechselstromsignale
über eine zweiadrige abgeriegelte Fernsprechleitung zu empfangen und auszusenden.
Zu diesem Zweck wird diese Leitung mittels zweier Gabeln in eine Vierdrahtleitung
aufgeteilt, in deren Zweige zwei Verstärker und ein die Sprechleistung herabsetzendes
Dämpfungsglied eingebaut sind. Von einem dieser Zweige werden über eine weitere
Gabel die übertragenen Frequenzen zu dem Empfänger und dem Sender geführt. Diese
Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß während des Sendens und des Empfangens
von Wechselstromsignalen die eine übertragungsrichtung der Vierdrahtstrecke für
eine Sprachübertragung über einen schaltenden Verstärker völlig gesperrt ist, so
daß während dieser Zeit keine Verständigung zwischen den Fernsprechteilnehmern möglich
ist. Außerdem ist ein sehr großer Aufwand an hochwertigen Schaltmitteln erforderlich,
die außerdem viel Platz beanspruchen und eine nicht unbedeutende Fehlerquelle darstellen
können.
-
Mit Hilfe der Erfindung werden die genannten Nachteile vermieden.
Erreicht wird das dadurch, daß an die beiden Adern der Verbindungsleitung über einen
auf die Signalfrequenz abgestimmten Saugkreis ein an sich bekannter Gabelübertrager
angeschlossen ist, an dem einerseits dauernd der Wechselstromemp4änger, andererseits
beim Senden der Wechselstromsender anliegt.
-
Dadurch, daß die Sende- und Empfangseinrichtung (unter Zwischenschaltung
des Saugkreises) an die Adern der Verbindungsleitung angeschlossen ist und somit
die Sprechenergie über kein Schaltmittel dieser Einrichtungen fließt, ist sichergestellt,
daß kein ohmscher Widerstand die Sprechenergie bedampft.
-
Auch durch Wechselstromwiderstände wird die Sprechenergie fast nicht
beeinflußt. Die Beeinflussung erfolgt nur bei den Frequenzen, die in der Nähe der
Signalfrequenzen liegen. Bei entsprechender Wahl der Signalfrequenz - unterhalb
oder oberhalb des Sprachbandes oder im oberen Teil des Bandes, in dem ohnehin wenig
Sprechenergie übertragen wird -entfällt auch die Energieminderung der Sprache. Diese
Wirkung wird durch den Saugkreis erzielt, der für alle Frequenzen außer der Signalfrequenz
einen sehr großen Widerstand darstellt.
-
Durch das Vorschalten des Saugkreises vor den
Gabelübertrager
braucht der Empfänger nur für die ankommende Signalenergie ausgelegt und geschützt
werden, weil die Sprechenergie von dem übertragereingang ferngehalten wird. An den
Gabelübertrager ist nicht nur entweder der Sender oder der Empfänger angeschlossen,
sondern beide Einrichtungen, so daß über ein einziges Schaltmittel die Einkopplung
und die Auskopplung der ankommenden und der abgehenden Signalenergie vorgenommen
wird.
-
Weil der Wechselstromempfänger dauernd über den Gabelübertrager mit
der Leitung verbunden ist, ist der ungehinderte Durchgriff der Wechselstromsignale
gesichert. Der Empfänger wird zu keinem Zeitpunkt abgeschaltet, so daß die ankommenden
Wechselstromsignale während der ganzen Zeichenlänge empfangen werden. Durch die
Verwendung eines Gabelübertragers ist die Empfindlichkeit des Empfängers während
des Sendens nicht herabgesetzt, so daß die ankommenden Signale - abgesehen von Interferenzstörungen
- unabhängig vom Sendezustand immer mit praktisch gleichmäßiger Stärke empfangen
werden. Da sowohl Sender als auch Empfänger an einen gemeinsamen Gabelübertrager
angeschlossen sind, ist auch der Aufwand gegenüber den bekannten vierdrähtigen Schaltungsanordnungen
bedeutend herabgesetzt. Das bringt außerdem noch den Vorteil mit sich, daß nur eine
einzige Nachbildung je Übertragungsrichtung an die Verbindungsleitung angepaßt zu
werden braucht, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Fehlanpassung stark herabgesetzt
ist.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Induktivität des Saugkreises
in zwei gleiche Teilinduktivitäten (Wicklungen) unterteilt und dazwischen eine Kapazität
angeordnet. An diese Kapazität sind erste die Eingangsklemmen des nachfolgenden
Gabelübertragers angeschlossen. Das hat zur Folge, daß diese Kapazität die Hauptbelastung
für die Signaleinspeisung darstellt. Daraus erwächst der Vorteil, daß die Nachbildung
des Gabelübertragers für einen großen Bereich der Kabeleigenschaften mit ausreichender
Genauigkeit festgelegt werden kann und eine individuelle Einregelung je Leitung
entfällt. Außerdem wirkt der Saugkreis zusammen mit der Gabelschaltung der Kabelrückentladung
entgegen, so daß eine Schutzschaltung für den Empfänger gegen diese Entladungen
sich erübrigt.
-
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Die hier
für die Übertragung der Signale vorgesehene Frequenz liegt unterhalb der Sprechfrequenz.
Bei entsprechender Dimensionierung des Saugkreises und gegebenenfalls noch anderer
Schaltelemente kann die Erfindung natürlich auch für andere Frequenzen im Sprachfrequenzband
oder oberhalb dieses Bandes vorteilhaft eingesetzt werden.
-
Zwischen der zu einem Ortsnetz gehörenden Leitung OL und einer zu
einem anderen Fernmeldeamt führenden zweiadrigen Verbindungsleitung VL ist ein Ortsleitungsübertrager
0U und ein Fernleitungsübertrager FU angeordnet.
-
Die beiden Adern des Leitungsabschnittes zwischen den Übertragern
sind durch einen Saugkreis SK miteinander verbunden. Dieser Saugkreis besteht
aus zwei gleichen Wicklungen I und 1I, einer Drossel Dr- und einem dazwischen angeordneten
Kondensator Cl. Die Verbindungspunkte zwischen den Wicklungen und dem Kondensator
sind mit den Buchstaben a und b bezeichnet.
-
An diesen auf die Signalfrequenz abgestimmten Saugkreis ist ein mit
fünf Wicklungen versehener Gabelübertrager G angeschlossen, dessen Wicklungen I
und II sowie 111 und IV untereinander gleich sind.
-
Diese vier Wicklungen sind, zusammen mit einer Nachbildung N, die
hier als Kondensator dargestellt ist, so in Reihe geschaltet, daß die Wicklung I
einerseits am Punkt a anliegt und andererseits am Punkt c mit der Wicklung III verbunden
ist und die Wicklung 1I einerseits am Punkt b an den Saugkreis und andererseits
am Punkt d an die Wicklung IV angeschlossen ist. Zwischen den Wicklungen III und
IV ist der Nachbildungskondensator angeordnet. An die Wicklung V ist der Sender
S angeschlossen.
-
Vom Sender S sind hier nur die Sendekontakte s 1 und s2 eines nicht
näher dargestellten Senderelais gezeigt, die die an den Klemmen e und f anliegende
Wechselstrom-Signalstrom-Quelle mit dem Gabelübertrager G verbinden.
-
An die Punkte c und d ist der Wechselstromempfänger E angeschlossen.
Dieser Empfänger besteht aus einer aus den Gleichrichtern Gr 1 bis
Ga-
zusammengesetzten Brückenschaltung, in deren Diagonalen sich das Relais
T befindet.
-
Der Sender S und der Empfänger E sind hier als Relais bzw. Relaiskontakte
dargestellt. Sie können aber auch anders aufgebaut sein und aus anderen Schaltelementen
bestehen, beispielsweise aus Transistoren u. dgl.
-
Die Schaltungsanordnung des Ausführungsbeispiels ist für Wechselstromsignale
vorgesehen, die aus 50-Hz-Zeichen bestehen.
-
Kommt nun ein Gleichstromzeichen aus dem Ortsnetz an, so wird es in
der Übertragung umgesetzt und als Wechselstromzeichen über den Gabelübertrager G
eingekoppelt. Wegen der Gabelwirkung des Gabelübertragers dringen zu dem Empfänger
E praktisch keine Signale durch, so daß er nicht anspricht; die gesamte Energie
wird an die Punkte a und b weitergeleitet. Von dort aus gelangt sie
über die Drossel Dr und den Fernleitungsübertrager FU auf die Verbindungsleitung
VL und über diese zum gegenüberliegenden Amt.
-
Zwischen den Punkten a und b ist ein relativ groß bemessener
Kondensator C 1 angeordnet, der für die Sendeenergie einen geringen Widerstand bedeutet.
Dieser Kondensator fungiert also als Belastungswiderstand für den Sendestromkreis.
Aus diesem Grunde spielen die technischen Daten der Verbindungsleitung VL bei der
Berechnung der NachbildungN eine untergeordnete Rolle, so daß diese Nachbildung
auch für eine Verbindungsleitung, deren elektrische Daten in weiten Grenzen sich
ändern, ausreichend genau ist. Dadurch entfällt auch die individuelle Anpassung
der Nachbildung an die jeweiligen Leitungseigenschaften.
-
Die ankommende Signalenergie gelangt über den Fernleitungsübertrager
FU an die beiden zum Ortsamt führenden Adern. Von hier aus wird sie durch
den Saugkreis SK abgeleitet, der als Reihenresonanzkreis auf die Signalfrequenz
abgestimmt ist. Ein Durchdringen dieser Energie zum Ortsnetz über die Leitung
OL ist durch den als Hochpaß wirkenden Ortsleitungsübertrager 0U verhindert.
-
Der in dem Saugkreis SK am Kondensator C 1 entstehende Spannungsabfall
wird an den Punkten a und b von dem Gabelübertrager G abgegriffen und dem Empfänger
E zugeleitet.
Für die nach beiden Richtungen fließende Sprechwechselspannung
stellt der Saugkreis einen unendlich großen Widerstand dar, so daß die übertragene
Energie nicht bedämpft wird. Ein bei den bekannten Schaltungsanordnungen notwendiges
Kurzschließen der Einspeisewicklungen V des Gabelübertragers G ist hier nicht mehr
erforderlich.
-
Auch ist es nicht erforderlich, eine Schutzschaltung gegen Kabelrückentladungen
vorzusehen.
-
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann sowohl für abgeriegelte
Zweidrahtleitungen mit einem Verbindungsaufbau in einer Richtung als auch bei zweiadrigen
Leitungen mit wechselseitigem Betrieb eingesetzt werden.