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Verfahren zur selbsttätigen Pegelregelung in langen belasteten Fernsprechkabelleitungen
mit Zwischenverstärkern Nach dem Hauptpatent wird zur selbsttätigen Pegelregelung
in langen belasteten Fernsprechkabelleitungen mit Zwischenverstärkern der Übertragungsbereich
der Zwischenverstärker über das normale, dem zu übertragenden Frequenzband entsprechende
Maß hinaus verbreitert und in dem so entstehenden freien Frequenzbereich oberhalb
des Sprachfrequenzbandes und unterhalb der Grenzfrequenz des Kabels ein Steuerstrom
übertragen, der gemeinsam mit den Sprechströmen in den Verstärkern verstärkt wird
und zur selbsttätigen Pegelregelung dient. Vor dem Zuführungspunkt des Steuerstromes
sowie hinter dem Abzweigpunkt der die Pegelregelung bewirkenden Steuervorrichtung
werden dabei Filter in den Übertragungsweg eingeschaltet, welche alle oberhalb des
Frequenzbandes der Nachrichtenströme liegenden Frequenzen sperren, um die Stabilität
der Vierdrahtverbindung ohne zusätzlichen Aufwand an den Gabelstellen, insbesondere
ohne Verbesserung der Nachbildgüte, aufrechtzuerhalten.
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Die Grundlage für die Erfindung nach dem Hauptpatent bildet das Bestreben,
die Pegelregelung möglichst wirtschaftlich zu gestalten, ohne die Übertragungsgüte
für die zu übertragende Sprache irgendwie zu beeinträchtigen. Es kamen daher die
früher bekannten Verfahren, die für die Pegelregelung einen besonderen Leitungsstromkreis
beanspruchen oder zur Übertragung eines Steuerstromes das Sprachband einschränken,
von vornherein nicht in Frage, vielmehr mußte die Bedingung eingehalten werden,
daß die vorhandenen Kabeladern für die Sprachübertragung voll ausgenutzt werden.
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Es mußten nun Zweifel darüber entstehen, ob der durch die Anwendung
der Pegelregelung erzielbare Vorteil in jedem Fall den Mehraufwand an Kosten für
die Unterbringung des Steuerkanals rechtfertigt. Es ergab sich die Aufgabe, die
Wirtschaftlichkeit der mit der Pegelregelung gemäß dem Hauptpatent betriebenen Fernsprechkabelleitung
weiterzuerhöhen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Steuerstrom, der oberhalb des
Sprachfrequenzbandes übertragen wird und zur Pegelregelung dient, zugleich als Trägerstrom
zur Übermittlung von Telegraphierzeichen zu benutzen. Das bekannte Verfahren sieht
aber vor, diesen Steuerstrom im. Rhythmus von telegrapbischen Tastzeichen ein.-
und auszuschalten. Dieses Verfahren
hat jedoch den Nachteil, daß
die Pegelregelungseinrichtung nur intermittierend arbeiten kann, d. h. es sind zusätzliche
Vorrichtungen nötig, um sie während- der Zeichenpausen außer Betrieb zu setzen.
Die Erfindung sieht im Gegensatz zu dem geschilderten Verfahren eine solche Zeichengabe
vor, daß die Steuerenergie während der Zeichengabe im wesentlichen konstant bleibt.
Dies bedeutet eine erhebliche Vereinfachung der Pegelregelungseinrichtung, da diese
nun kontinuierlich arbeiten kann. Die Steuerenergie während der Zeichengabe konstant
zu halten, kann dadurch geschehen, daß die Frequenz des Steuerstromes im Takte der
Telegraphierzeichen verstimmt bzw. auf eine andere Frequenz umgeschaltet wird. Dabei
empfiehlt es sich weiterhin, die beiden so entstehenden Frequenzen möglichst nahe
aneinanderzulegen, um eine Beeinträchtigung der Sprachübertragung oder eine weitere
Verbreiterung des Entzerrungsbereiches der Verstärker zu vermeiden. Ein anderer
Weg ist der, daß die Phase des Steuerstromes durch Umpolen o. dgl. im. Takte der
Telegraphierzeichen gedreht wird. In diesem Fall kann empfangsseitig ein synchron
arbeitender Generator verwendet werden, dessen Phase so eingestellt wird, daß cäer
ankommende Steuerstrom je nach seiner Phasenlage entweder kompensiert oder verstärkt
wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den nachstehend beschriebenen,
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.
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Fig. = zeigt eine Vierdrahtleitung, die an den beiden Gabelstellen
G1 und- G2 in zweidrahtige Teilnehmerleitungen übergeht. In den beiden Vierdrahtwegen,
die in entgegengesetzter Richtung übertragungsfähig sind, liegen mehrere Verstärker,
von denen zur Vereinfachung nur je zwei, nämlich die Verstärker V1 und V2 für die
Richtung von der Gabel G1 zur Gabel G2 und die Verstärker V3 und V4 für die Richtung
von der Gabel G2_ zur Gabel G1, dargestellt sind. Beide Übertragugswege sollen mit
einer Pegelregelung nach dem Hauptpatent betrieben werden. Zu diesem Zweck ist der
Übertragungsbereich der Verstärker über das normale Maß hinaus so weit verbreitert,
daß in dem dadurch entstehenden freien Frequenzbereich oberhalb des Sprachfrequenzbandes
und unterhalb der Grenzfrequenz des Kabels ein Steuerstrom übertragen werden kann.
Gleichzeitig wird durch die vor und hinter der geregelten Strecke liegenden Filter
F1 und F2 bzw. F3 und F4 die Durcblässigkeit der Übertragungswege wieder auf das
normale Maß beschränkt, so daß für den Gabelausgleich dienormalen Bedingungengelten.
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Der obere Übertragungsweg ist beispielsweise mit einer einfachen Pegelregelung
gemäß dem Hauptpatent ausgestattet. Zu diesem Zweck wird hinter dem Verstärker V1
eint von dem Generator Ql-erzeugter Steuerstrom mit einer Frequenz oberhalb des
Sprachbandes auf die Leitung gegeben, der dann in der Nähe der anderen Gabelstelle,
z. B. hinter dem Verstärker V2, durch ein Filter F5 ausgesiebt und dem Verstärkungsregler
VR, zugeführt wird. Dieser Verstärkungsregler bewirkt in irgendeiner Weise die Regelung
des Verstärkungsgrades des Verstärkers VZ, und zwar in dem Sinne, daß eingetretene
Pegeländerungen ausgeglichen werden.
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In ähnlicher Weise ist auch der untere Übertragungsweg mit einer Pegelregelung
ausgestattet, jedoch ist hier das Regelungssystem erfindungsgemäß so ausgebaut,
daß gleichzeitig auch eine Übertragung von Telegraphierzeichen durch Änderung der
Frequenz des Steuerstromes möglich ist. An Stelle eines einzigen Steuerfrequenzgenerators
sind hier zwei Generatoren Q2 und Q3 vorgesehen, deren Frequenzen sich um einen
geringen Betrag voneinander unterscheiden. Die Anschaltung der Generatoren erfolgt
abwechselnd durch die Kontakte srl und sr, eines Senderelais SR, welches durch einen
telegraphischen Sender S gesteuert wird. In der Ruhelage ist der Generator Q3 angeschaltet,
während entsprechend den Telegraphierzeichen bei Abschaltung dieses Generators die
Anschaltung des Generators Q2 erfolgt.
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Auf der Empfangsseite in der Nähe der anderen Gabelstelle G1 ist wiederum
ein Verstärkungsregler VR, vorgesehen, der den Verstärkungsgrad des Verstärkers
V4 entsprechend der Amplitude des ankommenden Steuerstromes regelt. Im Eingang des
Verstärkungsreglers liegt ein Filter F6, welches so bemessen ist, daß es die beiden
Frequenzen des Steuerstromes durchläßt. Die Pegelregelung arbeitet also dauernd
gleichmäßig weiter, ganz gleich, ob die eine oder andere Frequenz übertragen wird.
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In einem weiteren Abzweigstromkreis werden die beiden Frequenzen des
Steuerstromes durch die Filter F7 und F$ voneinander getrennt und den Verstärkergleichrichtern
VG, bzw. VG, zugeführt, so daß die Ausgangsgleichspannung entweder des einen
oder des anderen Verstärkergleichrichters geändert wird, wenn die Pausen-oder Zeichenfrequenz
empfangen wird. Die beiden Ausgangskreise der Verstärkergleichrichter sind zu einer
Differentialschaltung vereinigt, in deren Differentialzweig ein zweckrüäßig polarisiertes
Empfangsrelais ER liegt, so daß diese durch die Ausgleichströme je nach deren Richtung
in dem einen oder andren Sinne entsprechend den übertragenen Telegraphierzeichen
betätigt wird. Von dem Empfangsrelais kann dann in. bekannter Weise ein Telegraphenempfänger
gesteuert werden.
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Die gezeigte Frequenzänderung durch Umschaltung von einemGenerator
auf einen anderen
ist natürlich nur als Ausführungsbeispiel anzusehen.
Statt dessen kann, insbesondere bei Benutzung eines Röhrengenerators, die Frequenzänderung
in bekannter Weise auch durch Verstimmung eines für die Frequenzbildungmaßgebenden
Resonanzkreises erzielt werdeh.
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Fig. 2 zeigt ein gleichartig aufgebautes Übertragungssystem, beidem
jedoch die Telegraphierzeichen nicht durch Frequenzänderung, sondern durch Phasenänderung
des Steuerstromes übertragen werden. Es ist dementsprechend auf der Sendeseite nur
ein einzelner Generator Q, vorgesehen, der ständig eine konstante Frequenz liefert,
während durch geeignete Mittel dafür gesorgt wird, daß die auf die Leitung gegebene
Frequenz im Takte der Telegraphierzeichen in ihrer Phase um einen geeigneten Winkel
gedreht wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der von dem Generator
Q2 gelieferte Steuerstrom über einen Polwender geführt wird, dessen Kontakte syl
und sy, von dem Senderelais SR betätigt werden. In diesem Falle beträgt die Phasendrehung
18o'.
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Auf der Empfangsseite kann die Umformung der Phasenänderungen in entsprechende
Impulse zur Betätigung eines Empfangsrelais ER beispielsweise dadurch erfolgen,
daß die ankommende Frequenz mit einer gleichen Lokalfrequenz konstanter Phase verglichen
wird. Nach dem Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck ein Übertrager U mit zwei
Primärwicklungen vorgesehen, dessen einer Primärwicklung der durch einen Verstärker
Vs verstärkte ankommende Steuerstrom und dessen anderer Primärwicklung der Strom
eines frequenzgleichen Generators Q4 zugeführt wird. Die Phase dieses Generators
ist konstant und so eingestellt, daß sie im Ruhezustand genau entgegengesetzt zu
der Phase des ankommenden Stromes ist, so daß sich die in den beiden Primärwicklungen
fließenden Ströme magnetisch kompensieren und in der Ausgangswicklung des Übertragers
U keine Spannung auftritt. Wird dagegen entsprechend den Telegraphierzeichen die
Phase des übertragenden Steuerstromes umgedreht, so addieren sich die Wirkungen
der beiden Primärwicklungen, und es entsteht in der Sekundärwicklung ein Strom,
der von dem Verstärkergleichrichter VG3 verstärkt und gleichgerichtet und dann zur
Betätigung eines Emp--fängsrelais ER ausgenutzt wird.
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Bei Bedarf können natürlich auch der obere Übertragungsweg sowie weitere
Kabeladern mit einem System zur gleichzeitigen Pegelhaltung und Telegraphie belegt
werden.