DE596007C - System zur UEbertragung von Ruf- oder Signalstroemen - Google Patents

Description

Biblioilieek
ur, Ind. Eigendom

22 MEI 1934

AUSGEGEBEN AM 26. APRIL 1934

Die Erfindung betrifft ein System für Fernmeldeanlagen zur Übertragung von Ruf- oder Signalströmen niedriger Frequenzen oder von Gleichstromruf- oder -signalströmen, über Schaltungsanordnungen, die diese Frequenzen nicht oder nur schlecht übertragen, insbesondere über die Gabeln der Zwischenverstärker. Gegenstand der Erfindung ist die Verbesserung der Signalübertragung für derartige Systeme.

Zur Übertragung von Signalströmen niedriger Frequenz über Schaltungselemente, die nur für die Sprachfrequenzübertragung bemessen sind, wurden bereits Schaltungen vorgeschlagen, die im wesentlichen in einer Umgehungsschaltung

der erwähnten Übertragungselemente bestehen. Durch Siebmittel wird bei diesen Schaltungen dafür gesorgt, daß nur die Signalströme niedriger Frequenz über die Umgehungsschaltung verlaufen.

Die bekannten Umgehungsschaltungen haben jedoch verschiedene Nachteile. Erstens wird bei ihrer Anwendung bei Ausgleichschaltungen durch den parallel geschalteten Umgehungsweg der Abgleich an den Ausgleichschaltungen gestört und dadurch die Gefahr einer Rückkopplung herbeigeführt. Zweitens ist es mit den Umgehungsschaltungen nicht möglich, einen galvanisch leitenden Verbindungsweg für die Übertragung von Gleichstromsignalen herzustellen.

Femer sind die verhältnismäßig kostspieligen Schaltelemente für den Anschluß der Umgehungsleitung an beiden Enden der Umgehungsleitung erforderlich.

Die Möglichkeit der Übertragung von Gleichstromsignalen ist zwar bei einer bestimmten Art von Fernsprechverstärkerschaltungen, nämlich den sogenannten Einrohr-Zweiwegeverstärkern, gegeben, jedoch werden derartige Verstärkerschaltungen praktisch nicht mehr angewendet, so daß durch die Erfindung, die es gestattet, auch bei den normalen Zwischenverstärkerschaltungen Gleichstromsignale zu übertragen, ein wesentlicher Fortschritt gegenüber den bekannten Schaltungen herbeigeführt wird.

Gemäß der Erfindung werden zur Übertragung von Ruf- oder Signalströmen mit Frequenzen unterhalb des übertragenen Sprachfrequenzbandes über die Gabeln der Zwischenverstärker oder über entsprechende Gabelschaltungen die Nachbildungsanschlüsse der Ausgleichübertrager über ein oder mehrere, die Leitungsabschnitte nachbildende Netzwerke verbunden. Dabei sind diese Netzwerke derart beschaffen, daß über den Verbindungsstromweg zwischen den Nachbildungsanschlüssen der Ausgleichübertrager nur die Ruf- oder Signalfrequenzen, nicht aber die Sprachfrequenzen

übertragen werden. Die Erfindung ist nicht nur auf die Anwendung bei den normalen Zwischcnverstärkerschaltungen beschränkt, sondern kann überall da mit Erfolg verwirklicht werden, wo Ruf- bzw. Signalströme über zwei Gabelschaltungen, die durch zwei Doppelleitungsstücke miteinander verbunden sind, übertragen werden sollen.

Gemäß der Erfindung können die Nachbildungsanschlüsse der Gabelschaltungen derart miteinander verbunden werden, daß sich eine ununterbrochene elektrisch leitende Verbindung zwischen den entsprechenden Adern der zu verbindenden Leitungsabschnitte ergibt. In diesem Falle ist die Übertragung von Gleichstromsignalen ohne weiteres möglich. Die in den Verbindungsweg, zwischen den Nachbildungsanschlüssen einzuschaltenden Netzwerke können aus Ausgleichübertragern bestehen, die durch Netzwerke auf bestimmte Frequenzen und Widerstandswerte abstimmbar sind und die zugleich als Leitungsnachbildungen dienen. Sind die beiden an die Gabelschaltungen angeschlossenen Leitungsabschnitte in ihren Widerständen gleich, so kann ein gemeinsames Netzwerk in den Signalübertragungsstromkreis für beide Leitungsabschnitte eingeschaltet werden.

Die weiteren Einzelheiten der Erfindung und ihre Vorteile werden deutlicher an Hand nachfolgend ausführlich gegebener Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche mit Hilfe beiliegender Zeichnungen erläutert werden. ·

Die Fig. 1 und 2 zeigen im Prinzip Zweidraht-Verstärkerschaltungen mit einer Signalstromübertragung gemäß der Erfindung. Fig. 3 zeigt prinzipiell eine Verstärkeranordnung mit einem einzigen Verstärker für beide Verkehrsrichtungen.

In Fig. ι sind LW und LE die beiden Leitungsabschnitte, die miteinander über die Verstärkerschaltung verbunden sind. Diese beiden Leitungsabschnitte sind in bekannter Weise in einer Art Brückenschaltung durch die Ausgleichübertrager .H₁ und H₂ an die Verstärkerschaltung angeschlossen. Die zu verstärkenden Ströme werden einerseits von dem Leitungsabschnitt LW über den Stromkreis EA,- der einen Verstärker 1. enthält, verstärkt auf den Leitungsabschnitt LE weitergegeben. Andererseits werden in umgekehrter Richtung die zu verstärkenden Signalströme von der Leitung LE über den Stromkreis WA, der den Verstärker 2 enthält, auf die Leitung LW übertragen. Die Wicklungen 3 des Ausgleichübertragers H₁ liegen in Reihe mit den Verbindungsadern des Leitungsabschnittes LW, während die unter sich in Reihe liegenden Wicklungen 4 induktiv mit den Wicklungen 3 gekoppelt sind. Ebenso liegen entsprechend die Wicklungen 5 des Ausgleichübertragers Ha in Reihe mit den •Verbindungsadern des Leitungsabschnittes LE, während die Wicklungen 6 des Übertragers induktiv angeschlossen sind. Der Eingang des Verstärkerweges EA ist in Brücke an die Mittelanzapfungen der Wicklungen 3 des Übertragers H₁ angeschlossen. Der Ausgang dieses Verstärkerweges führt zu den Wicklungen 6 des Übertragers H₂- Entsprechend liegt der Eingang des Verstärkerweges WA in Brücke an den Mittelanzapfungen der Wicklungen 5 des Übertragers H₂ und der Ausgang dieses Weges in Reihe mit den Wicklungen 4 des Übertragers H₁, Die Verbindungsadern der beiden Leitungsabschnitte L W und LE sind weiter über un- unterbrochene leitende Stromwege verbunden, die aus den Leitern 7, den Wicklungen 3 des Übertragers Ji₁, den Wicklungen 5 des Übertragers H₂, den Wicklungen 8 des dritten Übertragers H₃ bestehen, welch letztere in Reihe mit den Leitern 7 zwischen den Übertragern H₁ und H₂ eingeschaltet sind. Die Sekundärwicklung 9 des Übertragers H₃ ist durch ein Widerstandsnetzwerk 10 belastet. In Brücke zu der Mittelpunktsanzapfung der Wicklungen 8 des Übertragers H₃ liegt ein weiteres Widerstandsnetzwerk 11, das aus einem mit einem Kondensator 12 in Reihe geschalteten Widerstand besteht.

Zur Erreichung des erfindungsgemäßen Effektes ist es erforderlich, daß die beiden Leitungsabschnitte LW und LE des Systems der Fig. ι in ihrem effektiven Widerstand weitestgehend übereinstimmen. Die Widerstandselemente der Netzwerke 10 und 11 werden gemäß der Erfindung so gewählt, daß durch den Übertrager H₃ und dessen Netzwerke die Widerstände sowohl des Leitungsabschnittes LW als auch die des Abschnittes LE ausgeglichen bzw. nachgebildet werden.

Die Signalübertragung von einem Leitungsabschnitt [LW) zum anderen (LE) findet für die beiden Verkehrsrichtungen in der gleichen Weise statt, so daß es genügt, diesen Vorgang einmal zu beschreiben. «05

Es sei angenommen, daß Wechselstromsignalströme bestimmter Frequenzen, die verstärkt werden sollen, z.B. Ströme von Sprachfrequenzen, auf dem Leitungsabschnitt LW eintreffen. Es wird dann ein Teil dieser Ströme über die Wicklungen 3 des Übertragers H₁ über die Leitung EA auf den Eingang des Verstärkerweges übertragen und dann durch den Verstärker verstärkt weitergegeben. Die zugleich auf die Wicklungen 4 induktiv übertragenen iao Ströme bleiben wirkungslos, da der Verstärker 2 in der Richtung von links nach rechts keine Übertragung ermöglicht.

Wenn die Netzwerke 10 und 11 passend abgestimmt sind, so daß der effektive Widerstand tao des Leitungsabschnittes L W durch den übertrager H₃ ausgeglichen bzw. nachgebildet ist,

wird von den über den Leitungsabschnitt LW ankommenden sprachfrequenten Strömen über den Hilf sstromweg, der über die Leiter η verläuft, nichts auf den Leitungsabschnitt LE über-S tragen. Der verstärkte· sprachfrequente Strom fließt vielmehr über den Weg EA. durch den Übertrager H₂ auf den Leitungsabschnitt LE. Ein Teil dieses verstärkten Stromes wird allerdings durch den Übertrager H₂ über seine ίο Wicklungen 5, die Leitung. 7 in den Eingang des Übertragers H₃ übertragen. Dieser Strom teilt sich im Übertrager H₃ in die in Reihe und parallel liegenden Stromkreise der Netzwerke 10 und 11 und wird durch entsprechende Abstimmung der Netzwerke unwirksam. Wenn die Netzwerke 10 und 11 passend abgestimmt sind und • durch sie der effektive Widerstand des Leitungsabschnittes LE nachgebildet ist, werden die verstärkten Ströme nicht über den Übertrager H₃ und die Leiter 7 nach links zu den Wicklungen 3 des Übertragers H₁, d. h. auf den Leitungsabschnitt LW, weitergeleitet.

Der Eingangswiderstand des Übertragers H₃ ist durch Abstimmung der Netzwerke 10 und 11 dem effektiven Widerstand des Leitungsabschnittes LE angepaßt, so daß von dem verstärkten Strom im Ausgang des Verstärkers 1 durch den Übertrager H₂ nichts in den Eingang des Verstärkers 2 übertragen wird. Die Gleichstromsignalströme werden zwischen den beiden Leitungsabschnitten in beiden Verkehrsrichtungen unter Umgehung der Verstärkerwege EA und WA über den ununterbrochenen leitenden Stromweg übertragen, der die Wicklungen- 3 des Übertragers H, die Wicklungen 8 des Übertragers H₃ und die Leiter 7 die Wicklungen 5- des Übertragers H₂ enthält. Die Kapazität des in Reihe Hegenden Kondensators 12 im Netzwerk 11 be- *o sitzt einen solchen Wert, daß ein Kurzschluß sowohl für die Gleichstromsignalströme als auch für die Signalströme niederer Frequenz durch das parallel angeschlossene Netzwerk 11 nicht vorhanden ist. ·

Das System nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 Jediglich dadurch, daß an Stelle des Übertragers H₃ mit den Netzwerken 10 und 11 des Systems der Fig. 1 zwei zwischengeschaltete Ausgleichsübertrager H₄ und H₅ vorgesehen sind, die mit den Netzwerken 13, 14 bzw. 15, 16 zusammengeschaltet sind. Die Widerstandselemente 13, 14 und 15, 16 sind so gewählt, daß durch den Übertrager H₄ einer- -. ■ seits der effektive Widerstand des Leitungsabschnittes LW und durch den Übertrager H₅ anderseits der Widerstand des Leitungsabschnittes LE nachgebildet wird, und zwar für diejenigen Frequenzen der Signalströme,, welche ■·,.- über die Verstärker geleitet und verstärkt werden sollen. Es ist also für die Signalströme dieser Frequenzen in den beiden Verkehrsrichtungen zwischen LeitungsabschnittenLPFund LE eine Übertragung über den Hilfsstromweg, der die Wicklungen der Ausgleichsübertrager H₁, H₄, H₆ und H₂ enthält, verhindert.

Das System nach Fig. 2 besitzt gegenüber dem der Fig. 1 den zusätzlichen Vorteil, daß die effektiven Widerstände der Leitungsabschnitte LW und LE nicht übereinzustimmen brauchen.

Die Fig. 3 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung in einer Verstärkerschaltung, die nur einen Verstärker für die beiden ■»Verkehrsrichtungen enthält. Die Übertragungsschaltung dieser Figur ist bekannten Verstärkerschaltungen dieser Art ähnlich, unterscheidet sich jedoch dadurch, daß eine entsprechende Anpassung der Schaltung vorhanden ist, durch welche erreicht wird, daß die zu verstärkenden sprachfrequenten Signalströme über den Verstärker geführt werden, während Gleichstrom- und Wechselstromsignale niedriger Frequenz unter Umgehung des Verstärkers übertragen werden, wobei zusätzliche Vorteile hinsichtlich der Vermeidung von Echoerscheinungen vorhanden sind und eine ungleichmäßige Ver-Stärkung bzw. Übertragung der Signalströme in einer der beiden Übertragungsrichtungen nicht auftritt.

Die Verstärkerschaltung nach Fig. 3 enthält ein einziges Verstärkerelement 16 und zwei Ausgleichsübertrager H₆ und H₇. Der Übertrager H₆ besitzt zwei gleiche, in Reihe liegende Doppelwicklungen 17, 17' und 18, 18' und eine dritte, induktiv angeschlossene Doppelwicklung 19. Die beiden Wicklungen 17, 17' und 18, 18' liegen in Reihe zwischen den beiden Abschnitten LW und LE des Leitungssystems, das beispielsweise das einer Fernsprechanlage sein kann und das durch die Abschlußwiderstände RW und RE, wie gestrichelt gezeichnet, abgeschlossen ist. Der Übertrager H₇ besitzt zwei gleiche Wicklungen 20 und 21, die in Reihe liegen und eine dritte, induktiv angeschlossene Wicklung 22. .

^: Die Wicklung 22 des Übertragers H₇ liegt; im Ausgang des Verstärkers 16. Der Eingang des . · Verstärkers ist an den Punkten eines Stromkreises angeschlossen, der in Reihe die Wicklung 19 des Übertragers H₆ und die Wicklung 20 des Übertragers H₇ enthält. Die Wicklungen 21 und 20 des Übertragers H₇, die Wicklung 19 des Übertragers H₆ und der Kondensator 23 liegen in Reihe, und ihr Stromkreis bildet eine Brücke zu dem Leitungssystem LW-LE. In ihm wird ein Strom J₂ von derselben Größe wie der Strom J₁ induziert, der in der Wicklung 19 des Übertragers fließt. Die Richtung des Stromesl₂ wird durch den zugehörigen Pfeil angegeben. Dieser Strom nimmt seinen Weg von dem rechten Wicklungsende B der Wicklung 19, linkes Wicklungsende A, Eingang des Verstärkers i6> Mittelpunkt der Wicklungen 20

und 21 des "Übertragers H.„ durch die Wicklung 20 zurück zum Ausgangspunkt B. Derjenige Teil des Stromes, der in den oberen Brückenstromkreis von H₇ fließt, wird mit J₃ bezeichnet. S Sein Stromweg geht, wie der gestrichelte Pfeil angibt, vom Verbindungspunkt D in der oberen Ader der Übertragungsleitung durch den Kondensator 23, den Endpunkt A der Wicklung 19, über den Eingangsstromkreis des Verstärkers 16 zu dem Mittelpunkt der Wicklungen 20 und 21 des Übertragers U₇,' durch die Wicklung 21 zu dem Verbindungspunkt E in der unteren Ader der Übertragungsleitung, über Wicklung 17' des Übertragers H₆, untere Ader der LeitungUF, Abschlußwiderstand RW, obere Ader der Leitung LW, Wicklung 17 des Übertragers 6 zurück zum Verbindungspunkt D der· Übertragungsleitung. Auf den Leitungsabschnitt££ wird der ankommende Strom nicht übertragen, ao da der Widerstand an den Brückenpunkten D und If durch Anpassung für die zu verstärkenden Frequenzen gleich ist dem Widerstand der Wicklungen 17 und 17' und dem Leitungsanschluß LW.

Wie die in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile zeigen, überlagert sich der Strom I₃ im Eingangsstromkreis zum Verstärker dem Strom J₂. Der Strom J₃ fließt jedoch in entgegengesetzter Richtung durch die Wicklung 21 weiter, wie der Strom J₂ durch die Wicklung 20 fließt. Da die Ströme J₂ und J₃ gleich stark sind und einander entgegenwirken, wird in der Wicklung 22 kein Strom induziert.

Die überlagerten Ströme J₂ und J₃, die im Eingangskreis des Verstärkers 16 fließen, werden verstärkt und durchfließen als J₄ die Wicklung 22 im Ausgang des Verstärkers. Der Strom J₄ hat die durch den stark eingezeichneten Pfeil J₄ angegebene Richtung und induziert in den Wicklungen 20 und 21 des Übertragers Η_Ί .einen Strom J₅, dessen Wert bestimmt ist durch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Wicklung 22 und den Wicklungen 20 und 21. Der Strom J₅ fließt, wie sein Pfeil zeigt, über folgenden Stromweg: vom Brückenpunkt E durch die Wicklungen 21 und 20, die Wicklung 19, den Kondensator 23 zum Brückenpunkt" D. Hier wird er in zwei gleiche Teile J₆ und J₇ geteilt, die, wie die ' Pfeile angeben, einerseits über die Wicklungen 18, 18''und den Abschlußwiderstand RE des Leitungsabschnittes LE, andererseits über die Wicklungen 17 und 17' und den Abschlußwiderstand RE des Leitungswiderstandes LW zurück zum Briickenpunkt E verlaufen. Der Strom J₅, der durch die Wicklung 19 des Übertragers H fließt, induziert in den Wicklungen 17, 17' und 18, i8' einen Strom, welcher in derselben Richtung über das Leitungssystem LE verläuft wie der Strom J₁ und wie es .durch die Pfeile J₈ dargestellt ist. Im Leitungsabschnitt LW fließt der Strom J₈ in entgegengesetzter Richtung wie der verstärkte Strom J₆, im Leitungsabschnitt LE jedoch in derselben Richtung wie der verstärkte Strom J₇. Der Strom J₈ kann durch entsprechende Dirnensionierung der Schaltungselemente so eingestellt werden, daß durch ihn der Strom J₆ aufgehoben wird. Es werden dadurch für den Teilnehmer Echoerscheinungen vermieden.

Das System der Fig. 3 hat den Vorteil, daß Gleichstrom- und Wechselstromsignale niedriger Frequenz in beiden Riebtungen über den ununterbrochenen, metallisch leitenden Weg zwischen den Leitungsabschnitt LW und LE ohne jede Beeinflussung der Arbeitsweise des Vcrstärkers übertragen werden. Der Kondensator im Brückenstromkreis, der an den Punkten D und E in der Übertragungsleitung angeschlossen ist, verhindert den Kurzschluß der Gleichstrom- bzw. niederfrequenten Wechselstromsignalströme.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. System zur Übertragung von Ruf- oder Signalströmen mit Frequenzen unterhalb des übertragenen Sprachfrequenzbandes über die Gabeln der Zwischenverstärker oder über entsprechende Gabelschaltungen in Fernmeldeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildungsanschlüsse der Ausgleichübertrager zur Übertragung der Ruf- oder Signalströme über ein oder mehrere, die Leitungsabschnitte nachbildende und derart beschaffene Netzwerke verbunden sind, daß über diesen Stromweg nur die Ruf- oder Signalfrequenzen übertragen werden.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Nachbildungen zur Übertragung der Rufoder Signalströme verlaufende Stromweg eine ununterbrochene leitende Verbindung darstellt, so daß auch Gleichstromruf- oder -signalströme über diesen Stromweg übertragen werden können.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in den Stromwegen zur Umgehung der Verstärker in ihren Widerstandswerten so abgeglichen sind, daß eine Störung infolge unvollkommenen Leitungsausgleiches, z. B. durch Rückkopplung innerhalb der normalen Übertragungsschaltung, nicht stattfindet.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsnachbildung zugleich als passend abgestimmtes Übertragungsmittel im Signalübtrtragungsstromkreis verwendet wird.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden verbundenen Leitungsabschnitten, wenn deren Widerstand einander gleich ist, die

Schaltungsmittel im Signalübertragungsstromkreis gemeinsam zugeordnet sind.

6. Übertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Leitungsabschnitt für sich im Signalübertragungsstromweg entsprechende Schaltungsmittel zur Abstimmung, für die Signalstromübertragung zugeordnet sind.

7. Übertragungssystem nach Anspruch Ί und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel im Signalstromkreis aus mindestens einem Ausgleichübertrager bestehen, an den passend abstimmbare Netzwerke angeschlossen sind.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Signalübertragungsstromweg liegenden Wicklungen das Ausgleichübertragers in der Mitte angezapft sind und diese Anzapfungen miteinander über einen Kondensator in Reihe ao mit einem Widerstand verbunden sind, während die dritte Wicklung des Übertragers als Sekundärwicklung über ein passendes Netzwerk geschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen