DE1297680B - Mehrfach-Nachrichtenuebertragungssystem mit Mehrfachverstaerkern - Google Patents
Mehrfach-Nachrichtenuebertragungssystem mit MehrfachverstaerkernInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Mehrfach-Nachrichten- lage beschrieben, bei der die einzelnen Fernsprechübertragungssystem,
insbesondere für Fernsprechen teilnehmer über gesonderte Leitungen mit Mehrfachüber
kurze Entfernungen, mit Mehrfachverstärkern verstärkern verbunden sind, welche Vierpolverstärker
zur gemeinsamen Entdämpfung einer Mehrzahl von darstellen und der gemeinsamen Entdämpfung meh-Leitungen
aus jeweils einer für alle Leitungen ge- 5 rerer Leitungen dienen.
meinsamen Verstärkeranordnung und einer der An- Diese bekannten Anordnungen eignen sich jedoch
zahl der Leitungen entsprechenden Zahl unmittelbar nicht zur Übertragung niederfrequenter Signale im
vor- oder nachgeschalteter Umsetzer, die die einzel- Fernsprechortsnetz.
nen Signale nach dem Frequenz- oder Zeitmultiplex- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
verfahren bündeln und entbündeln. io Mehrfach-Nachrichtenübertragungssystem zu finden,
Der Gesamtaufwand für einen Fernsprech-Haupt- das sich insbesondere für Fernsprechen über kurze
anschluß gliedert sich in die Kosten für den Orts-, Entfernungen eignet.
Bezirks- und Weitverkehr auf. Gemäß der Erfindung ist dieses Mehrfach-Nach-
In den letzten Jahren ist der Kostenanteil für den richtenübertragungssystem dadurch gekennzeichnet,
Weitverkehr durch die Einführung von Einsehen- 15 daß die einzelnen Signale in ihrer ursprünglichen Freband-Trägerfrequenzsystemen
hoher Sprechkreis- quenzlage auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferzahlen und Übertragung der gebündelten Signale über leitern mit möglichst kleinem Durchmesser bis zu
koaxiale Leitungen oder drahtlose Wege wesentlich einer unteren Grenze von 0,2 mm übertragen werden
lieh zurückgegangen. Auch der Kostenanteil für den und daß die Verstärkeranordnung aus einem an-Bezirksverkehr
ist gefallen, da auch hier einfache 20 nähernd reflexionsfreien Vierpolverstärker besteht.
Trägerfrequenzgeräte mit Ein- oder Zweiseitenband- Wesentlich ist hierbei, daß die Übertragung der
übertragung Eingang gefunden haben; neuerdings Signale auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferwerden
auch Pulsmodulationssysteme eingesetzt, die leitern möglichst kleinen Durchmessers erfolgt,
an die Übertragungseigenschaften der Leitungen ge- Während man nämlich bei der Übertragung von
ringere Anforderungen stellen. 35 Nachrichten nach den bisher bekannten Frequenz-
Demgegenüber hat sich das Bestreben, das Fern- oder Zeitmultiplexverfahren eine einzige Übertrasprechortsnetz
mehrfach auszunutzen, bisher vor gungsleitung mit mehreren Gesprächen beaufschlagt,
allem in den europäischen Ländern nicht nennens- liegt der vorliegenden Erfindung der Gedanke zuwert
durchsetzen können. Dies liegt vor allem an der gründe, für jedes Gespräch einen einzelnen Leiter zur
verhältnismäßig geringen Ausdehnung der Ortsnetze: 30 Verfügung zu stellen und nur die Entdämpfung für
In der Deutschen Bundesrepublik haben z. B. zwei mehrere dieser Leiter durch einen einzigen Verstär-Drittel
aller Teilnehmeranschlußleitungen eine Länge ker vorzunehmen. Dieses vorliegende Prinzip kann
unter 2 km, und die durchschnittliche Länge der Ver- daher geradezu als eine Umkehrung der bisherigen
bindungsleitungen der Ortsämter untereinander be- Frequenzmultiplex- und Zeitmultiplexübertragungsträgt
nur etwa 4 km. Nach dem heutigen Stand der 35 verfahren angesehen werden.
Technik können aber Frequenz- oder Zeitmultiplex- Der Gedanke, an Stelle von nur einem einzigen
geräte auch einfachster Form erst oberhalb einer Ent- Leiter mehrere Leiter zu verwenden, ist jedoch nur
fernung von 10 bis 15 km wirtschaftlich eingesetzt dann sinnvoll und praktisch verwirklichbar, wenn in
werden; bei kürzeren Entfernungen ist die Verwen- einem Kabel eine Vielzahl von Leitungen unterdung
von Niederfrequenzkabeln billiger. Darauf ist 40 gebracht werden kann, ohne daß das Kabel selbst
es zurückzuführen, daß sich der Kostenanteil für das einen unzulässig großen Durchmesser erhalten würde.
Ortsleitungsnetz auf über 60% der Gesamtkosten Das ist aber nur dann möglich, wenn Kupferleiter mit
eines Hauptanschlusses erhöht hat. möglichst kleinem Durchmesser verwendet werden.
In der deutschen Auslegeschrift 1067480 ist ein Deshalb wird beim vorliegenden Erfindungsgegen-Zweidraht-Fernsprechsystem
beschrieben, bei dem 45 stand von möglichst kleinem Durchmesser der die gemeinsame Verstärkungseinrichtung einen Zwei- Kupferleiter bis zu einer unteren Grenze von 0,2 mm
pol darstellt, der jeweils im Querzweig der Leitungen ausgegangen.
liegt. Der verstärkte Strom fließt vom Ankopplungs- Ein Kabelleiterdurchmesser von etwa 0,2 mm stellt
punkt sowohl zum sprechenden als auch zum emp- etwa die untere Grenze dar, die sich bei der Herstelfangenden
Teilnehmer. Ein solcher verstärkender 5° lung und beim Einsatz noch sicher beherrschen läßt.
Zweipol stellt bekanntlich einen negativen Wider- Zur Isolierung der Leiter kann beispielsweise PoIystand
dar. äthylen verwendet werden. Zum Vergleich diene ein
Man kann zeigen, daß Schaltungen aus reziproken Kabel mit 0,4 mm-Leitern (den dünnsten Leitern, die
Elementen mit nur einem negativen Widerstand heute im allgemeinen für kurze Teilnehmeranschlußimmer
nur von einer. Seite angepaßt werden können. 55 leitungen benutzt werden): Bei gleichem Kabeldurch-Bei
der in Fig. 1 der deutschen Auslegeschrift messer läßt sich mit 0,2-mm-Leitern etwa die drei-1067
480 gezeigten Schaltung treten also unter allen fache Anzahl von Adern unterbringen, und die
Umständen Reflexionen auf, und die Anordnung Kosten für 1 km Aderpaar verringern sich um etwa
wird schon bei kleinen Verstärkungsgraden instabil. 40%. Die niedrigen Leitungskosten werden allerdings
Insbesondere ist eine Reihenschaltung mehrerer der- 60 durch eine größere Dämpfung erkauft; sie erhöht sich
artiger Verstärker praktisch unmöglich. von 150 mNp/km auf etwa 300 mNp/km. Gegenüber
Bei der Anordnung nach der deutschen Patent- einem Kabel mit 0,6- und 0,8 mm-Leitern, wie es für
schrift 872 079 dient ein Verstärker zur Verstärkung Verbindungsleitungen der Ortsämter untereinander
der Signale mehrerer Kanäle nach dem Zeitmultiplex- verwendet wird, ergibt sich für 1 km Aderpaar noch
prinzip. Der Verstärker dieser bekannten Anordnung 65 eine wesentlich größere Ersparnis,
stellt einen praktisch reflexionsfreien Vierpolver- Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit sieht die Erstärker
dar, welcher der Mehrfachverstärkung dient. findung eine gemeinsame Entdämpfung mehrerer Lei-In
der deutschen Patentschrift 959116 ist eine An- tungen durch Mehrfachverstärker vor, bei denen
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einer gemeinsamen Verstärkeranordnung nach dem fünf oder sechs Frequenzen werden jeweils zwei überFrequenz-
oder Zeitmultiplexverfahren arbeitende tragen). Die für die Vermittlung erforderlichen Zei-Umsetzer
unmittelbar vor- und nachgeschaltet sind. chen können aber auch über eine besondere Signal-Dieses
Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich von leitung übertragen werden, die für alle oder einen Teil
dem bekannten Verfahren der mehrfach ausgenutzten 5 der Niederfrequenzleitungen gemeinsam ist.
Leitung, bei dem die Bündelungsgeräte am Anfang Die Erfindung wird im folgenden an Hand der und Ende der mit einem breiten Frequenzband be- Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen von legten Leitung stehen und das Bündelungsverfahren Mehrfachverstärkern für die gemeinsame Entdämpsich daher nach den Eigenschaften der Leitung rieh- fung von sechs Leitungen näher erläutert. Die Zeichten muß. Diese Einschränkung fällt bei den Umset- io nung zeigt in
Leitung, bei dem die Bündelungsgeräte am Anfang Die Erfindung wird im folgenden an Hand der und Ende der mit einem breiten Frequenzband be- Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen von legten Leitung stehen und das Bündelungsverfahren Mehrfachverstärkern für die gemeinsame Entdämpsich daher nach den Eigenschaften der Leitung rieh- fung von sechs Leitungen näher erläutert. Die Zeichten muß. Diese Einschränkung fällt bei den Umset- io nung zeigt in
zern nach der Erfindung weg, so daß diese sehr ein- F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines Mehrfachverfach
aufgebaut werden können. stärkers,
Bei Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfah- F i g. 2 das Blockschaltbild eines Mehrf achverstärren
und bei Zweidrahtverbindungen werden Ver- kers mit frequenzmäßiger Bündelung für Zweidrahtstärker
und Umsetzer verwendet, die gleiche Ver- 15 verbindungen,
stärker- bzw. Modulationseigenschaften in beiden F i g. 3 das Prinzipschaltbild eines Zweidrahtver-
Ubertragungsrichtungen haben. Die gemeinsame Ver- stärkers mit Gabeln für einen Mehrfachverstärker
Stärkeranordnung eines Mehrfachverstärkers kann nach F i g. 2,
beispielsweise aus einem Zweidrahtverstärker mit F i g. 4 das Prinzipschaltbild eines Zweidrahtver-Gabeln
oder einem Verstärker mit negativen Wider- ao stärkers mit negativen Widerständen für einen Mehrständen
bestehen. Es wird vorzugsweise Zweiseiten- fachverstärker nach F i g. 2,
band-Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Trä- F i g. 5 das Blockschaltbild eines Mehrfachverstärger
angewendet, für die sich außer Gegentakt- vor kers mit frequenzmäßiger Bündelung für Vierdrahtallem
Doppelgegentaktmodulatoren mit Dioden eig- verbindungen,
nen. Von besonderem Vorteil ist, daß an die Fre- 35 F i g. 6 den Frequenzplan für einen Mehrf achverquenzgenauigkeit
der Träger keine hohen Anforde- stärker mit frequenzmäßiger Bündelung,
rungen gestellt werden müssen, da jeweils zwei dem- F i g. 7 das Grundschaltbild eines parametrisch selben Kanal zugeordneten Modulatoren derselbe wirkenden Mehrfachverstärkers mit zeitlicher Bünde-Träger zugeführt wird. Da die Trägerfrequenzlage frei lung für Zweidrahtverbindungen,
wählbar ist, wird ein genügend großer Trägerabstand 30 F i g. 8 die zeitlichen Vorgänge bei einem Mehrvon beispielsweise 15 kHz benutzt, wodurch sich sehr fachverstärker nach F i g. 7,
rungen gestellt werden müssen, da jeweils zwei dem- F i g. 7 das Grundschaltbild eines parametrisch selben Kanal zugeordneten Modulatoren derselbe wirkenden Mehrfachverstärkers mit zeitlicher Bünde-Träger zugeführt wird. Da die Trägerfrequenzlage frei lung für Zweidrahtverbindungen,
wählbar ist, wird ein genügend großer Trägerabstand 30 F i g. 8 die zeitlichen Vorgänge bei einem Mehrvon beispielsweise 15 kHz benutzt, wodurch sich sehr fachverstärker nach F i g. 7,
einfache Filter ergeben. Bei Vierdrahtverbindungen F i g. 9 das Blockschaltbild eines Mehrfachverstär-
vereinfach sich die Anordnung insofern, als in jeder kers mit zeitlicher Bündelung für Vierdrahtverbin-
Leitung ein nur in einer Übertragungsrichtung wirk- düngen.
samer Trägerfrequenzverstärker verwendet wird; ins- 35 Das Prinzip eines Mehrfachverstärkers geht aus
besondere fallen hierbei die bei Zweidrahtverbindun- Fig. 1 hervor. Dem Umsetzer Ul werden sechs Lei-
gen bestehenden Stabilitätsprobleme weg. tungen Kl bis K 6 zugeführt, die beispielsweise mit
Bei Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren sechs Niederfrequenzsprachbändern 0,3 bis 3,4 kHz
gelten für Zweidraht- und Vierdrahtverbindungen belegt sind; in diesem Umsetzer wird entweder eine
ähnliche Überlegungen wie beim Frequenzmultiplex- 40 frequenzmäßige oder zeitliche Bündelung der Niederverfahren.
Mit Vorteil werden bei der zeitlichen frequenzsignale vorgenommen. Das gesamte Bündel
Bündelung der Signale parametrisch wirkende Schalt- der sechs Signale wird im Verstärker V gemeinsam ververstärker
mit Resonanzübertragung verwendet. stärkt und im Umsetzer U 2 wieder auf die sechs
Die durch die Verwendung extrem dünner Leiter Niederfrequenzwege verteilt. Je nach Art des Vererreichte
Kostenersparnis pro Kilometer Aderpaar 45 stärkers und/oder der Umsetzer kann die Anordnung
erlaubt gegebenenfalls einen Übergang von konven- ungerichtet oder gerichtet arbeiten; man kann sie also
tionellen Zweidrahtverbindungen mit Kabelleitern von für Zwei- oder Vierdrahtverbindungen verwenden.
0,6 mm Durchmesser und mehr auf Vierdrahtverbin- Den grundsätzlichen Aufbau eines Mehrfachverdungen mit sehr dünnen Kabelleitern und Mehrfach- stärkers für Zweidrahtverbindungen mit Bündelung verstärkern. Auf jeden Fall läßt sich durch Auswech- 5° nach dem Frequenzmultiplexverfahren zeigt das sein gebräuchlicher Kabel gegen Kabel mit extrem Blockschaltbild der F i g. 2. Zur Bündelung und Entdünnen Leitern die Sprechkreiszahl ohne zusätzlichen bündelung der Signale sind in jeder der sechs Leitun-Raumbedarf wesentlich erhöhen; das ist vor allem in gen Kl bis K6 jeweils zwei Frequenzumsetzer MU, Großstädten von Bedeutung, wo die Kosten für neue M 21 bis M16, M 26 vorgesehen, die gleiche Modu-Röhren in Kabelgraben sehr hoch sind. 55 lationseigenschaften in beiden Übertragungsrichtun-
0,6 mm Durchmesser und mehr auf Vierdrahtverbin- Den grundsätzlichen Aufbau eines Mehrfachverdungen mit sehr dünnen Kabelleitern und Mehrfach- stärkers für Zweidrahtverbindungen mit Bündelung verstärkern. Auf jeden Fall läßt sich durch Auswech- 5° nach dem Frequenzmultiplexverfahren zeigt das sein gebräuchlicher Kabel gegen Kabel mit extrem Blockschaltbild der F i g. 2. Zur Bündelung und Entdünnen Leitern die Sprechkreiszahl ohne zusätzlichen bündelung der Signale sind in jeder der sechs Leitun-Raumbedarf wesentlich erhöhen; das ist vor allem in gen Kl bis K6 jeweils zwei Frequenzumsetzer MU, Großstädten von Bedeutung, wo die Kosten für neue M 21 bis M16, M 26 vorgesehen, die gleiche Modu-Röhren in Kabelgraben sehr hoch sind. 55 lationseigenschaften in beiden Übertragungsrichtun-
Mehrfach-Nachrichtenübertragungssysteme nach gen haben; als Modulatoren verwendet man zweck-
der Erfindung eignen sich vor allem für den Einsatz mäßig Gegentaktmodulatoren mit Dioden — z. B.
im Ortsnetz, und zwar insbesondere für Ortsverbin- Ringmodulatoren —, die zwei Seitenbänder liefern
dungsleitungen. Eine zweckmäßige Bündelungsstärke und den Träger unterdrücken. Zur Aussiebung der
für die Mehrfachausnutzung der Verstärker liegt bei 60 gewünschten Bänder von 2-4 = 8 kHz Breite können
etwa sechs bis zwölf Kanälen. Der hohe Gleichstrom- ganz einfache Filter verwendet werden, wenn ein ge-
widerstand der Leitungen und das Bündelungsprinzip nügend großer Trägerabstand von beispielsweise
erlauben nicht ohne besondere Maßnahmen eine 15 kHz gewählt wird. Ein solcher Frequenzumsetzer
direkte Übertragung von Gleichstromzeichen für den hat eine sehr geringe Durchgangsdämpfung von nur
Wahlvorgang. Für diese Zeichen werden daher 65 etwa 2 bis 3 db.
zweckmäßig Frequenzen innerhalb des übertragenen Der Verstärker VZ hat gleiche Verstärkereigen-Frequenzbandes
gewählt, wie dies beispielsweise bei schäften in beiden Übertragungsrichtungen, wie dies
der Mehrfrequenzen-Codewahl der Fall ist (z. B. von z. B. bei den bekannten Anordnungen nach den
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Fig. 3 und 4 der Fall ist. In Fig. 3 ist das Prinzip- Kl); mit Hilfe dieser elektronischen Kurzzeitschalter
schaltbild eines Zweidrahtverstärkers dargestellt, der wird die Energie zwischen zwei jeweils derselben
aus zwei Gabelschaltungen mit Nachbildungen Gl Leitung zugeordneten Speichern über die gemeinsame
und G 2 und zwei unidirektionalen Verstärkern Vl Verstärkeranordnung in beiden Übertragungsrichtun-
und V2 für die beiden Übertragungsrichtungen be- 5 gen ausgetauscht und verstärkt. Die Energieübertra-
steht. Fig. 4 zeigt das Prinzipschaltbild eines söge- gung geschieht zeitlich nacheinander in jeder Leitung
nannten NLT-Verstärkers (NLT bedeutet negative in einer gegenüber der Schaltperiode der Schalter
Leitung mit Transistoren); ein solcher Verstärker ent- kurzen Zeit. Die Umsetzer zur zeitlichen Bündelung
hält beispielsweise eine überbrückte T-Schaltung mit der Signale bestehen also jeweils aus einem Tiefpaß
negativen Längs- und Querwiderständen. Der Längs- io und einem Abtastschalter.
widerstand Wl und der Querwiderstand W 2 stellen Die gemeinsame Verstärkeranordnung VR enthält
Nachbildungen der zu entdämpfenden Leitung dar. ein zur Eingangs- und Ausgangs-Speicherreaktanz
Zur Umformung in negative Widerstände dienen die frequenzreziprokes Glied, beim Ausführungsbeispiel
Widerstandskonverter Kl und K2 mit dem Über- also eine Spule Lp, deren Induktivitätswert veränder-
setzungsverhältnis — 1:1 (z. B. rückgekoppelte Tran- 15 bar ist; sie dient gleichermaßen als Schwingspule für
sistoren in Basisschaltung). die Resonanzübertragung und als Zwischenspeicher.
Um die Anforderungen an die Linearität des Ver- Zu beiden Seiten der Spulen Lp liegen im Querzweig
stärkers zu verringern, wird man eine so hohe Fre- zwei elektronische Schalter 51 und 52. Diese beiden
quenzlage wählen, daß aller Trägerfrequenzkanäle in Schalter bestimmen durch ihre Schaltfolge die Rich-
einem Band liegen, das eine Oktave nicht über- ao rung der Energieübertragung; sie werden daher im
schreitet. Wie der Frequenzplan der F i g. 6 zeigt, folgenden Richtungsschalter genannt. Außerdem ent-
liegen beim Ausführungsbeispiel die Doppelbänder koppeln sie den Eingangs- vom Ausgangsspeicher
der sechs Kanäle bei einem Trägerabstand von und ermöglichen so eine reflexionsfreie Übertragung,
15 kHz im Frequenzbereich zwischen 100 und wie sie bei Zweidrahtbetrieb aus Stabilitätsgründen
20OkHz. as erforderlich ist.
Wie die F i g. 2 zeigt, liefert die Trägerversorgung Die Wirkungsweise des Mehrfachverstärkers nach
Tv die sechs Träger Tl bis Γ6 für die Modulatoren, Fig. 7 soll an Hand der in Fig. 8 gezeigten zeit-
und zwar erhalten jeweils zwei demselben Kanal zu- liehen Vorgänge erklärt werden. Es wird zuerst die
geordnete Modulatoren (z.B. MIl und M21) den- Energieübertragung in der NiederfrequenzleitungKl
selben Träger (z. B. Tl). Wie schon erwähnt, sind die 30 in Richtung vom Speicherkondensator CIl zum
Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit der Speicherkondensator C 21 betrachtet, die im Zeit-Träger
gering. raum ti bis f 3 erfolgt; dieser Zeitraum ist oberhalb
Für den Aufbau eines Mehrfachverstärkers mit von Zeile α durch ~κΐ gekennzeichnet,
frequenzmäßiger Bündelung für Vierdrahtverbindun- Kurz vor dem Zeitpunkt ti sind die Abtastschalter
gen gelten ähnliche Gesichtspunkte wie für die 35 511,521 und die Richtungsschalter 51,52 geöffnet,
Endgeräte von Trägerfrequenz-Vierdraht-Gleichlage- und die Signalstromquelle zur Linken (nicht ge-
systemen. Wie das Blockschaltbild der F i g. 5 zeigt, zeichnet) lädt den Speicherkondensator C11 auf eine
sind in jeder Leitung einfache richtungsabhängige bestimmte Spannung Ul auf. Zum Zeitpunkt ti
Trägerfrequenzverstärker VT und VT' angeordnet. schließen die beiden Abtastschalter 511 und 521
Den vier Modulatoren eines Sprechkreises (z.B. MIl, 40 und der Richtungsschalter 52 (Fig. 8, Zeilen α
M21 und MU', Μ2Ϊ) wird jeweils ein gemeinsamer und e). In dem Schwingkreis, der durch CIl und die
Träger (z. B. Tl) zugeführt. Als Modulatoren dienen Spule mit dem Induktivitätswert Lp 1 gebildet ist,
auch hierbei zweckmäßig Doppelgegentaktschaltun- beginnt ein Strom/ zu fließen (Fig. 8, Zeileg); seine
gen mit Dioden. Frequenz ist gegeben durch
Bei Mehrfachverstärkern mit Bündelung nach dem 45
Zeitmultiplexverfahren können mit Vorteil para- ^ 1
metrisch wirkende Schaltverstärker mit Resonanz- 2%VC11 ·LpI
übertragung verwendet werden. Derartige Schaltverstärker für einen einzigen Übertragungsweg wurden Im Augenblick^, das ist nach einer viertel Periodenbereits
vorgeschlagen, und zwar sowohl für uni- wie 50 dauer der sinusförmigen Stromschwingung 7, hat
auch für bidirektionalen Betrieb. Ihre Anwendung diese ihren Scheitelwert erreicht, und die Energie ist
und Abwandlung bei Mehrfachverstärkern für Zwei- vom Speicherkondensator C11 auf die Spule Lp
draht- und Vierdrahtverbindungen wird im folgenden übergegangen; in diesem Augenblick werden der
gezeigt. Schalter 51 geschlossen, der Schalter 52 geöffnet und
In F i g. 7 ist das Grundschaltbild eines para- 55 der Induktivitätswert der Spule rasch von Lp 1 auf
metrisch wirkenden Mehrfachverstärkers mit zeit- Lp2 verkleinert (Fig. 8, Zeilend, e, f). Die Induk-
licher Bündelung für Zweidrahtverbindungen dar- tivitätsverkleinerung bedingt eine sprunghafte Erhö-
gestellt. Die Niederfrequenzleitungen Kl bis K6 sind hung des Stromes/ und der in SpuleLp gespeicherten
bid Si d i
zu beiden Seiten der gemeinsamen Verstärkend- E ie ^ VerMltnis W dh es ^n eine
nung VR mit Tiefpassen FIl, F21 bis F16, F26 ab- 60 ° LpI' ' *
geschlossen. Beim Ausführungsbeispiel sind diese metrische Verstärkung auf (F i g. 8, Zeile g). Die
Tiefpässe als untereinander gleiche π-GIieder aus- verstärkte Signalenergie schwingt nun von der
gebildet, die jeweils mit einem als Eingangs- bzw. Spule Lp auf den Ausgangsspeicher C 21 über; die
Ausgangsspeicher dienenden Kondensator C11, C 21 Frequenz des Stromes erhöht sich auf
bis C16, C 26 enden. Zwischen den Speicherkonden- 65 ^
satoren und der gemeinsamen Verstärkeranordnung /2 =
en und der gemeinsamen Verstärkeranordnung /2 =
liegen im Längszweig jeder Niederfrequenz- 2 π ]/C21 · Lp 2
leitung zwei Abtastschalter (z. B. 511,521 in Leitung da C21 = CIl ist.
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Zum Zeitpunkt ί3 ist der Strom / auf Null abge- Impulsabstand bei sechs Kanälen etwa 5,5 μβ, entsunken,
und die Spannung t/2 am Ausgangsspeicher sprechend einer Pulsfolgefrequenz von 180 kHz. Bei
C 21 hat innerhalb des betrachteten Abtastvorgangs einer Abtastzeit von etwa 2 μβ, die einfache elektroihr
Maximum erreicht; damit ist der Umladevorgang nische Schalter erlaubt, entstehen genügend große
beendet, und die Abtastschalter 511 und 521 und 5 Lücken, um Nebensprechen durch Überschwingen
der Richtungsschalter 51 öffnen, so daß wieder der Impulse zu vermeiden. Die Grenzfrequenz der
sämtliche Schalter offen sind (F i g. 8, Zeilen a, d, e). Tiefpässe wird zweckmäßig knapp über die halbe
Die Abtastzeit t3 bis ti muß so bemessen sein, daß Abtastfrequenz gelegt.
sie je eine viertel Periode des sinusförmigen Verlaufs Die elektronischen Schalter, die vorzugsweise
des Stromes / innerhalb der Zeiten ti bis ti und t3 io Gleichrichter enthalten, und die veränderbare Indukbis
t2 umfaßt, d. h., es gilt tivität Lp werden von Schaltimpulsen gesteuert, die die
_ Pulsversorgung Pv liefert (F i g. 7). Die zeitliche Folge
τ = -^- ]/ C (]/ljpl + ]/LjP 2), und die Dauer dieser Schaltimpulse sind aus F i g. 8
2 zu ersehen. Zweckmäßig wird in der Pulsver-
wobeiC = CIl = C 21 ist. 15 sorgung Pv ein Grundgenerator vorgesehen, der
Es folgen nun zeitlich nacheinander die Energie- beim Ausführungsbeispiel mit der Grundfrequenz
Übertragungen in den Leitungen K 2 bis K 6 in Rieh- 2n/0 = 18OkHz schwingt; dabei bedeutet η die Antung
von links nach rechts in ganz entsprechender zahl d K ^ ( 6) d f 1 di Ab
Weise wie bei der LeitungKl (Fig. 8, Zeiträume v ' J° T0
Weise wie bei der LeitungKl (Fig. 8, Zeiträume v ' J° T0
KI bis Tee). 20 frequenz für eine Übertragungsrichtung (/„= 15 kHz).
Die Energieübertragung in umgekehrter Richtung An die Frequenzgenauigkeit dieses Generators wervon
rechts nach links soll ebenfalls bei der Leitung den keine besonderen Anforderungen gestellt. Dieser
Kl betrachtet werden (Fig. 8, Zeitraum κΎ). Kurz Grundgenerator steuert beispielsweise über Phasenvor
dem Zeitpunkt ti' möge am Speicherkonden- schieber drei monostabile Multivibratoren, die die
satorC21 die von der Signalstromquelle zur Linken 25 Schaltimpulse P1 und P 2 für die Richtungsschalter
herrührende Spannung U 2, die im Abtastzeitraum und die Pumpspannung P 3 für die steuerbare Induki3
bis ti übertragen wurde, praktisch auf Null abge- tivität liefern; dabei sind die Impulsfolgen P1 und P2
sunken sein. In der Zwischenzeit ist dieser Konden- nach jeweUs ßiner halbeQ Abtastperiode Ά zu ver.
sator von der Signalstromquelle zur Rechten auf eine J r 2
bestimmte Spannung i/2' aufgeladen worden. Zum 30 tauschen. Die Schaltfrequenz für die Abtastschalter
Zeitpunkt ti' schließen die Abtastschalter 521,511 (3OkHz) wird zweckmäßig durch Frequenzteilung
und der Richtungsschalter 51. Im Zeitpunkt 12' (6 : 1) gewonnen.
öffnet 51 und schließt 52, außerdem wird der Induk- Anstatt der in F i g. 7 gezeigten Schaltungsanord-
tivitätswert der Spule Lp rasch verkleinert. Beim nung kann auch die dazu duale Schaltung gewählt
Wechsel der Übertragungsrichtung wird also die 35 werden. In diesem Fall sind die Tiefpässe als unter-Schaltfolge
und auch die Schaltdauer der beiden einander gleiche T-Glieder ausgebildet, die mit einer
Richtungsschalter 51 und 52 innerhalb der Abtast- Spule enden, und die Abtastschalter stellen Ruhezeit
vertauscht, wie dies aus den Zeilen d und e der kontakte im Querzweig dar, die während der Abtast-F
ig. 8 deutlich zu ersehen ist. Die Energieübertra- zeit öffnen. In der gemeinsamen Verstärkeranordgung
geschieht in der schon besprochenen Weise. 40 nung ist als Zwischenspeicher ein veränderbarer
Bei der wechselseitigen Übertragung ist zu berück- Kondensator im Querzweig vorgesehen. Die Richsichtigen,
daß beispielsweise bei der Energieüber- tungsschalter zu beiden Seiten des Zwischenspeichers
tragung von links nach rechts im Zeitraum ti bis /3 werden durch zwei Ruhekontakte im Längszweig gedie
von der Stromquelle zur Rechten stammende bildet, die während der Abtastzeit nacheinander
Energie vernichtet wird; bei der umgekehrten 45 öffnen.
Energieübertragung geschieht entsprechendes. Dies Das Prinzip des parametrisch wirkenden Schaltbedeutet
einen Leistungsverlust um den Faktor 2. Verstärkers mit Resonanzübertragung kann auch
Die wirksame Leistungsverstärkung entspricht also beim Mehrfachverstärker mit zeitlicher Bündelung
, , „ ..,,.... ,... . , 1 Lp 1 für Vierdrahtverbindung verwendet werden. Die bei-
dem halben Induktivitatsverhaltms, also y -^5-. 50 den gemeinsamen Verstärkeranordnungen VR dürfen
Gegenüber einer üblichen Pulsmodulationsanlage hierbei jeweils nur in einer Übertragungsrichtung
mit Pulseinrichtungen an den beiden Enden der wirksam sein.
Leitungen ergeben sich ähnliche Vereinfachungen Die in Fig. 7 gezeigte Schaltungsanordnung kann
wie bei der Anordnung nach dem Frequenzmulti- für die beiden Übertragungsrichtungen übernommen
plexverfahren: Gemeinsame Steuerimpulsfolge für je 55 werden, lediglich das Steuerprogramm für die Rich-
zwei Abtastschalter und frei wählbare Abtast- tungsschalter 51 und 52 vereinfacht sich, da die
frequenz. Die Abtastfrequenz, die wenigstens das Schaltfolge nicht mehr gewechselt werden muß. Für
Doppelte der höchsten Signalfrequenz betragen muß, die zeitlichen Vorgänge gilt also nur die eine Hälfte
wird man so hoch wählen, daß keine Schwierigkeiten des Diagramms der Fig. 8, die sich nunmehr über
im Frequenzgang eintreten. Für eine zeitliche Bünde- 60 eine Abtastperiode T9 erstreckt; die Schaltfolge der
lung von sechs Kanälen, wie sie dem Ausführungs- Abtastschalter entspricht hierbei der Abtastfrequenz,
beispiel zugrunde liegt, beträgt ein zweckmäßiger die beispielsweise 15 kHz beträgt.
Wert für die Abtastfrequenz etwa 15 kHz. Dies be- Bei dem in F i g. 9 gezeigten Mehrfachverstärker
deutet einen Impulsabstand von T0 ;=» 67 μβ pro mit zeitlicher Bündelung für Vierdrahtverbindungen
Kanal bei Übertragung in nur einer Richtung; bei 65 werden keine parametrisch wirkenden Schaltver-
wechselzeitiger Übertragung in beiden Richtungen stärker, sondern einfache unidirektionale Pulsver-
beträgt der Impulsabstand pro Kanal etwa 33 μβ. In stärker VP und VP' verwendet. Die Arbeitsweise
der gemeinsamen Verstärkeranordnung Fi? ist der dieser Anordnung entspricht bezüglich der Ab-
tastung etwa den üblichen Pulsmodulationssystemen. Die Tiefpässe FIl, F 21 usw. sind hierbei mit ohmschen
Widerständen R11, R 21 usw. abgeschlossen,
und der Pulsverstärker hat zweckmäßig einen hochohmigen Eingangs- und einen niederohmigen Ausgangswiderstand.
Den vier Abtastschaltern eines Sprechkreises (z. B. 511,521 und 511', 52Γ) wird
jeweils eine gemeinsame Schaltimpulsfolge (z.B.P10) zugeführt.
Claims (10)
1. Mehrfach - Nachrichtenübertragungssystem,
insbesondere für Fernsprechen über kurze Entfernungen, mit Mehrfachverstärkern zur gemein-
' samen Entdämpfung einer Mehrzahl von Leitungen aus jeweils einer für alle Leitungen gemeinsamen
Verstärkeranordnung und einer der Anzahl der Leitungen entsprechenden Zahl un- ao
mittelbar vor- und nachgeschalteter Umsetzer, die die einzelnen Signale nach dem Frequenzoder
Zeitmultiplexverfahren bündeln und entbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signale in ihrer ursprünglichen
Frequenzlage auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferleitern mit möglichst kleinem Durchmesser
bis zu einer unteren Grenze von 0,2 mm übertragen werden und daß die Verstärkeranordnung
aus einem annähernd reflexionsfreien Vierpolverstärker besteht.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweidrahtverbindungen und
Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfahren die gemeinsame Verstärkeranordnung aus
einem Verstärker (VZ) mit gleichen Verstärkereigenschaften in beiden Übertragungsrichtungen,
z.B. Zweidrahtverstärker mit Gabeln (Fig. 3) oder Verstärker mit negativen Widerständen
(F i g. 4), und jeder Umsetzer aus einem Frequenzumsetzer (MIl... M 26) mit gleichen Modulationseigenschaften
in beiden Übertragungsrichtungen (z. B. Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulator
mit Dioden) besteht, daß vorzugsweise Zweiseitenband-Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Träger angewendet wird und daß
der Träger (2*1... T 6) jeweils zwei einem Sprechkreis zugeordneten Frequenzumsetzern
(Mil, M21 . . . M16, M26) gemeinsam zugeführt
wird (F i g. 2).
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen und
Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfahren die gemeinsame Verstärkeranordnung in
jeder Leitung aus einem nur in einer Übertragungsrichtung wirksamen Verstärker (VT bzw.
VT) und jeder Umsetzer aus einem Frequenzumsetzer (MU... M26 bzw. MIl'... M26'),
z. B. Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulator, besteht, daß vorzugsweise Zweiseitenband-Amplitudenmodulation
mit unterdrücktem Träger angewendet wird und daß der Träger (Tl... 7*6) jeweils vier einem Sprechkreis zugeordnetenFrequenzumsetzern
(M 11, M21, M11', Mit'... M16, M26, M16', M26') gemeinsam
zugeführt wird (Fig. 5).
4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da,ß der Trägerabstand und die
Trägerfrequenzlage so hoch gewählt ist, daß das gesamte trägerfrequente Band innerhalb einer
Oktave liegt (Fig. 6).
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren
jeder Umsetzer aus einem Filter(FIl...F26) und einem Abtastschalter
(511... 526) besteht, derart, daß die Eingangsbzw. Ausgangsreaktanzen (C U ... C 26) der
Filter als Speicher dienen, deren Spannungen bzw. Ströme von den den einzelnen Kanälen
(Kl... K6) zugeordneten Abtastschaltern (511...
526) periodisch zeitlich nacheinander abgetastet werden, und daß die gemeinsame Verstärkeranordnung
aus einem parametrisch wirkenden Schaltverstärker mit Resonanzübertragung (VR)
besteht, der einen zur Eingangs- bzw. Ausgangsspeicherreaktanz frequenzreziproken parametrisch
veränderbaren Zwischenspeicher (LP) enthält, dem jeweils ein Richtungsschalter (51 bzw.
52) vor- und nachgeschaltet ist, derart, daß zunächst die Signalstromquelle den Eingangsspeicher bei abgeschaltetem Zwischen- und Ausgangsspeicher
auflädt, daß hierauf während der jeweiligen Abtastzeit die Energie des Eingangsspeichers auf den Zwischenspeicher umgeladen
wird, worauf die zwischengespeicherte Energie parametrisch verstärkt und bei abgeschaltetem
Eingangsspeicher auf den Ausgangsspeicher übertragen wird (F i g. 7).
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (FIl... F26) als Tiefpässe
in π-Schaltung ausgebildet sind, daß der Zwischenspeicher durch eine im Längszweig der
gemeinsamen Verstärkeranordnung liegende, in ihrem Induktivitätswert veränderbare Spule (Lp)
gebildet ist und daß als Abtastschalter (511...
526) Arbeitskontakte im Längszweig und als Richtungsschalter (51 bzw. 52) Arbeitskontakte
im Querzweig dienen (Fig. 7).
7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter als Tiefpässe in
T-Schaltung ausgebildet sind, daß der Zwischenspeicher durch einen im Querzweig der gemeinsamen
Verstärkeranordnung liegenden, in seinem Kapazitätswert veränderbaren Kondensator gebildet
ist und daß als Abtastschalter Ruhekontake im Querzweig und als Richtungsschalter
Ruhekontakte im Längszweig dienen.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweidrahtverbindungen
die Schaltfolge und die Schaltdauer der beiden Richtungsschalter (51 bzw. 52) nach
jeweils einer halben Abtastperiode gegeneinander vertauscht werden, so daß die Energie in den
einzelnen Leitungen innerhalb einer Abtastperiode in beiden Richtungen übertragen wird,
und daß jeweils zwei einem Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern (511,521... 516...
526) eine gemeinsame Schaltimpulsfolge(PlO... P 60) zugeführt wird, deren Pulsfolgefrequenz
gleich der doppelten Abtastfrequenz ist (F i g. 7).
9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen
die Schaltfolge und die Schaltdauer jedes Richtungsschalters gleichbleiben, so daß
die Energie in den einzelnen Leitungen innerhalb einer Abtastperiode nur in einer Richtung über-
tragen wird, und daß jeweils vier einem Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern eine gemeinsame
Schaltimpulsfolge zugeführt wird, deren Pulsfolgefrequenz gleich der Abtastfrequenz ist.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen und
Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren jeder Umsetzer aus einem Filter (FIl.. .F 26,
FU'... F26') und einem Abtastschalter (511... 526, 511'... 526') besteht, derart, daß die den
einzelnen Kanälen (Kl... K6, Kl'... KG) zu-
geordneten Abtastschalter die Filtereingangsbzw, -ausgangsspannungen periodisch zeitlich
nacheinander abtasten, daß die gemeinsame Verstärkeranordnung jeweils aus einem nur in einer
Übertragungsrichtung wirksamen Pulsverstärker (VP bzw. VP') besteht und daß jeweils vier einem
Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern (511, 521, 511', 521'... 516, 526, 516', 526') eine
gemeinsame Schaltimpulsfolge (PlO ... P 60) zugeführt
wird, deren Pulsfolgefrequenz gleich der Abtastfrequenz ist (F i g. 9).
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES92520A DE1297680B (de) | 1964-08-07 | 1964-08-07 | Mehrfach-Nachrichtenuebertragungssystem mit Mehrfachverstaerkern |
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CH1101665A CH426945A (de) | 1964-08-07 | 1965-08-05 | Mehrfach-Nachrichtenübertragungs-Einrichtung |
FR27474A FR1456674A (fr) | 1964-08-07 | 1965-08-06 | Système de télécommunication multiple |
BE668011D BE668011A (de) | 1964-08-07 | 1965-08-06 | |
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US00093557A US3846588A (en) | 1964-08-07 | 1970-11-16 | Telecommunication systems |
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Family Applications (1)
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GB (1) | GB1105916A (de) |
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DE959116C (de) * | 1954-03-09 | 1957-02-28 | Ericsson Telefon Ab L M | Vorrichtung in Mehrkanal-Impulsverbindungsanlagen, insbesondere elektronische Selbstanschluss-Fernsprechanlagen |
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- 1964-08-07 DE DES92520A patent/DE1297680B/de active Pending
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1965
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- 1965-08-05 CH CH1101665A patent/CH426945A/de unknown
- 1965-08-06 GB GB33689/65A patent/GB1105916A/en not_active Expired
- 1965-08-06 BE BE668011D patent/BE668011A/xx unknown
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1970
- 1970-11-16 US US00093557A patent/US3846588A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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NL6510210A (de) | 1966-02-08 |
GB1105916A (en) | 1968-03-13 |
BE668011A (de) | 1966-02-07 |
CH426945A (de) | 1966-12-31 |
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