DE1102921B

DE1102921B - Sieve arrangement for two-wire lines

Info

Publication number: DE1102921B
Application number: DES44601A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Herlitz
Original assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Current assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Priority date: 1955-07-01
Filing date: 1955-07-01
Publication date: 1961-03-23

Description

Siebanordnung für Zweidrahtleitungen Bei Steuerungsproblemen der Elektronik tritt die Aufgabe auf, Signale erdsymmetrisch über eine Doppelleitung und darüber hinaus über jede der beiden Adern andere Signale unsymmetrisch gegen Erde übertragen zu müssen. Für die erdunsymmetrisch weiterzugebenden Signale werden möglichst niedrige Frequenzen vorgesehen, da andernfalls die einzelnen Adern als Strahler wirken würden. Um das verfügbare Frequenzband besonders günstig auszunutzen, erfolgen die Übertragungen über die beiden Einfachleitungen zweckmäßigerweise mit den gleichen Frequenzen. Für die erdsymmetrisch übermittelten Signale kann eine höhere Trägerfrequenz gewählt werden.Sieve arrangement for two-wire lines In case of electronic control problems occurs the task of signals balanced to ground over a double line and above In addition, other signals are transmitted asymmetrically to earth via each of the two wires to have to. The signals that are to be passed on unbalanced to ground are as low as possible Frequencies provided, as otherwise the individual wires would act as radiators. The transmissions take place in order to utilize the available frequency band particularly favorably expediently with the same frequencies via the two single lines. A higher carrier frequency can be selected for the signals transmitted symmetrically to the ground will.

Es ist bereits bekannt, bei als Doppelleitungen ausgeführten Freileitungen, die unterhalb des Sprachfrequenzbandes durch zwei gleichfrequent und erdunsymmetrisch betriebene Telegraphiekanäle und im Sprachfrequenzbereich sowie in höheren Frequenzlagen durch eine Trägerfrequenztelephonieanlage ausgenutzt werden, die von Langwellensendern herrührende Beeinflussung durch Kompensationsschaltungen zu unterbinden. Solche Kompensationsschaltungen können nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen im erforderlichen Umfang wirksam werden. Beispielsweise sind derartige Kompensationsschaltungen nicht anwendbar, wenn der eine oder beide Endpunkte der Leitung während der Nachrichtenübermittlung ihre räumliche Lage ändern. Auch der Aufwand an Bauelementen, den diese Kompensationsschaltungen erfordern, ist vor allem bei kurzen Leitungen kaum tragbar. Aus noch näher zu erläuternden Gründen erscheint es zunächst nicht angängig, zwischen den Endpunkten von Doppelleitungen, die mit erdsymmetrisch und mit erdunsymmetrisch betriebenen Nachrichtenkanälen belegt sind, und den Klemmen der zur Trennung dieser Kanäle erforderlichen Weichenschaltungen Reaktanzvierpole einzufügen, die an die Stelle der Kompensationsschaltungen treten könnten. Zwar ist es denkbar, unter Wahrung der erforderlichen Nebensprechdämpfung zwischen den erdunsymmetrisch betriebenen Kanälen Kompensationsschaltungen der bekannten Art durch Filter zu ersetzen, die an diejenigen Weichen-Klemmenpaare anzuschließen wären, die dem Weichenstiel jener Weichenschaltungen abgewandt sind. Ein solches Vorgehen bedingt jedoch die Einfügung zusätzlicher Filter in den Stromlauf innerhalb der Endgeräte, was besonders dann unerwünscht ist, wenn es sich nachträglich als rotwendig erweist, die Störfreiheit einer in der oben angegebenen Weise ausgenutzten Doppelleitung zu er--eichen.It is already known that in the case of overhead lines designed as double lines, those below the voice frequency band by two equal frequencies and unbalanced to earth operated telegraphy channels and in the voice frequency range as well as in higher frequency ranges be exploited by a carrier frequency telephony system by long-wave transmitters to prevent the influence of compensation circuits. Such Compensation circuits can only be used under very specific conditions Scope take effect. For example, such compensation circuits are not applicable when either or both endpoints of the line are in transit change their spatial location. Also the cost of components that these compensation circuits is hardly acceptable, especially with short lines. Made to be explained in more detail For reasons, it does not seem reasonable at first to switch between the endpoints of double lines, which are occupied with balanced and unbalanced communication channels and the terminals of the switch circuits required to separate these channels Insert four-pole reactance, which take the place of the compensation circuits could. It is conceivable while maintaining the required crosstalk attenuation between the channels operated unbalanced to earth compensation circuits of the known Type to be replaced by filters to be connected to those switch-terminal pairs that are turned away from the turnout handle of those turnout circuits. One such However, the procedure requires the insertion of additional filters in the circuit within of the end devices, which is especially undesirable if it turns out to be rotwendig proves that the freedom from interference is exploited in the manner indicated above Double line to be achieved.

Die Schwierigkeiten, welche sich ergeben, wenn für Zweidrahtleitungen, die mit zwei erdiinsvmmetrisch betriebenen Nachrichtenkanälen gleicher Frequenzlage und mit einem weiteren, erdsymmetrisch betriebenen Nachrichtenweg höherer Frequenzlage belegt sind, Siebanordnungen entworfen werden sollen, die Kompensationsschaltungen entbehrlich machen, lassen sich erfindungsgemäß durch an den Enden der Zweidrahtleitungen vorgesehene, hinsichtlich ihres Durchlaßbereiches dem erdsymmetrisch betriebenen Nachrichtenweg zugehörige Bandpaßhalbglieder umgehen, deren Längszweige aus Reihenresonanzkreisen gebildet sind, während die der Leitung zugewandten Querzweige dieser Halbglieder aus Parallelresonanzkreisen bestehen, die einen Kondensator und zwei in Reihe geschaltete Spulen aufweisen, deren Verbindungsleitung geerdet ist. Bei weniger hohen Anforderungen an die Siebwirkung der Bandpaßhalbglieder sind die Reihenresonanzkreise in den Längszweigen durch Kondensatoren ersetzbar.The difficulties that arise when using two-wire lines, those with two earth-dimensionally operated communication channels with the same frequency and with a further, symmetrically operated message path with a higher frequency position are occupied, screen arrangements are to be designed, the compensation circuits Can be made dispensable according to the invention by at the ends of the two-wire lines provided, in terms of their transmission range, the symmetrical-to-earth operated Message path bypassing the associated bandpass half-members, whose series branches are made up of series resonance circuits are formed, while the cross-branches facing the line of these half-links consist of parallel resonance circuits that have a capacitor and two in series Have coils whose connecting line is grounded. With less stringent requirements The series resonance circuits in the series branches are responsible for the screening effect of the bandpass half-members can be replaced by capacitors.

Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen näher erläutert. Abb. 1 zeigt zunächst eine Bandpaßschaltung in einer Übertragungsanlage, bei der G1 und G2 die Sender für die erdunsymmetrisch zu übermittelnden Signale darstellen, während die erdsymmetrisch zu übertragenden Signale vom Sender G3 geliefert werden. Auf der Gegenseite bedeuten El und E2 die entsprechenden Empfänger der erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungskanäle und E3 den Empfänger für den erdsymmetrischen Übertragungsweg. Damit sich in Abb. 1 die zeichnerische Wiedergabe der Weichenschaltungen vereinfacht, die sendeseitig die erdsymmetrisch und die erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungskanäle voneinander entkoppeln und die am anderen Ende der Gesamtanordnung das übertragene Frequenzgemisch auf diese Kanäle wieder aufteilen, werde angenommen, daß die Innenwiderstände der Sender G1, G2 und G3 Blindwiderstandskomponenten Ml, M2, M3 und die Eingangswiderstände der Empfänger Blindwiderstandskomponenten Nl, N2, N3 von solcher Größe und Phase aufweisen, daß bereits durch diese Blindwiderstände die erforderliche Weichenwirkung zustande kommt. Das an das linke Ende der zweiadrigen Leitung D angeschaltete Filter, bestehend aus den Spulen L1, L2 sowie den Kondensatoren Cl und C2, stellt ein normales erdsymmetrisches Bandpaßhalbglied dar. Die gleiche Schaltung ist empfängerseitig vorgesehen. Die Induktiv itäts- bzw. Kapazitätswerte der Spulen L3 und der Kondensatoren C3 des empfängerseitigen Bandpaßhalbgliedes stimmen somit also mit jenen der Spulen L1 und der Kondensatoren Cl des sendeseitigen Bandpaßhalbgliedes überein. Der Durchlaßbereich der beiden Bandpaßhalbglieder deckt sich mit dem Frequenzband, das für den erdsymmetrisch ausgelegten Übertragungskanal vorgesehen ist. Der Erläuterung des Einflusses dieser Bandpaßhalbglieder auf die beiden erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungswege dient die Abb.2. Dem zu Fern-Nebensprechen Anlaß gebenden Übertritt der niederfrequenten, erdunsymmetrisch übertragenen Impulse von der einen Leitungsader auf die andere steht dabei nur ein Spannungsteiler entgegen, dessen Längszweig aus zwei Reihenkreisen L l. Cl, L3, C3 und einem Parallelkreis L2/2, 2 C2 aufgebaut ist und dessen Querzweig durch den Abschlußwiderstand R2+JN2 zwischen der zweiten Ader und Erde gebildet wird. Durch R2 ist der Ohmsche Anteil des Empfänger-Innenwiderstandes von E2 wiedergegeben. Da in diesem Längszweig nur die Kondensatoren Cl und C3 für die erdunsymmetrisch übertragenen Impulse einen vergleichsweise nennenswerten Reaktanzwert aufweisen, ist die auftretende Spannungsteilung so gering, daß nur eine Sperrdämpfung von einigen Zehntel Neper erreicht wird.The invention is explained in more detail with reference to the figures. Fig. 1 first shows a bandpass circuit in a transmission system, in which G1 and G2 represent the transmitters for the signals to be transmitted unbalanced to the ground, while the signals to be transmitted symmetrically to the ground are supplied by the transmitter G3. On the other hand, E1 and E2 mean the corresponding receivers of the unbalanced-earth transmission channels and E3 the receiver for the unbalanced-earth transmission path. In order to simplify the graphical representation of the switch circuits in Fig. 1, which decouple the balanced and unbalanced transmission channels on the transmission side and which at the other end of the overall arrangement divide the transmitted frequency mix to these channels again, it is assumed that the internal resistances of the transmitters G1, G2 and G3 reactance components Ml, M2, M3 and the input resistances of the receivers have reactance components Nl, N2, N3 of such a size and phase that the necessary switching effect is achieved through these reactances. The filter connected to the left end of the two-wire line D, consisting of the coils L1, L2 and the capacitors C1 and C2, represents a normal balanced bandpass half-element. The same circuit is provided on the receiver side. The inductance or capacitance values of the coils L3 and the capacitors C3 of the bandpass half-member on the receiver side thus correspond to those of the coils L1 and the capacitors C1 of the bandpass half-member on the transmitter side. The pass band of the two bandpass half-members coincides with the frequency band that is provided for the transmission channel designed to be symmetrical to ground. Figure 2 serves to explain the influence of these bandpass half-elements on the two transmission paths operated unbalanced to earth. The crossover of the low-frequency, unbalanced-earth-transmitted pulses from one line wire to the other, which gives rise to far-end crosstalk, is only opposed by a voltage divider whose series branch consists of two series circuits L l. Cl, L3, C3 and a parallel circuit L2 / 2, 2 C2 and whose shunt branch is formed by the terminating resistor R2 + JN2 between the second wire and ground. The ohmic component of the receiver internal resistance of E2 is represented by R2. Since only the capacitors C1 and C3 in this series branch have a comparatively appreciable reactance value for the pulses transmitted unbalanced to earth, the voltage division that occurs is so small that only a reverse damping of a few tenths of Neper is achieved.

Die Abb. 3 zeigt die an den Enden der übertragungsleitung D angeordneten Bandpaßhalbglieder der Siebanordnung nach der Erfindung. Bei den entsprechend den Lehren nach der Erfindung aufgebauten Bandpaßhalbgliedern sind im Unterschied zu den durch Abb. 1 veranschaulichten Halbgliedern die für die Querzweige vorgesehenen Induktivitäten durch zwei gleich große, in Reihe geschaltete Spulen L2 verwirklicht, deren Verbindungsleitung geerdet ist. Für die erdsymmetrisch erfolgende Übertragung ergibt sich bei dieser Schaltung keine Änderung der Siebwirkung. Zwischen den erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungswegen bilden, wie aus Abb. 4 ersichtlich, die beiden Bandpaßhalbglieder eine Sperre für tiefe Frequenzen.Fig. 3 shows the arranged at the ends of the transmission line D. Band-pass half-members of the screen assembly according to the invention. With the corresponding Teachings constructed according to the invention bandpass half-links are in contrast to the half-links illustrated by Fig. 1 are those provided for the cross-branches Inductivities realized by two coils L2 of the same size, connected in series, whose connecting line is grounded. For the symmetrical transmission there is no change in the screening effect with this circuit. Between the earth unbalanced As can be seen from Fig. 4, the transmission paths operated form the two bandpass half-members a lock for low frequencies.

Die in der Abb. 4 in Erscheinung tretenden Längsinduktivitäten L1 und L3 sowie die dort eingetragenen Längskapazitäten Cl und C3 rühren von den Spulen L1 und L3 sowie von den Kondensatoren Cl und C3 der Längszweige der beiden Bandpaßhalbglieder mit der Konfiguration nach Abb.3 her. Des weiteren gehen die im Schaltbild gemäß Abb. 4 enthaltenen Querinduktivitäten mit dem Induktivitätswert L2%2 auf die vier Spulen L2 in den Querzweigen der beiden Bandpaßhalbglieder der Siebanordnung nach der Erfindung ursächlich zurück; und schließlich ergibt sich die in Abb. 4 von den zwei Querinduktivitäten L2/2 umgebene Längskapazität 2 C2 aus den Querkondensatoren C2 dieser Bandpaßhalbglieder. Abb. 5 verdeutlicht zusätzlich die Zusammensetzung der durch Abb.4 wiedergegebenen Schaltung aus zwei versteilerten Hochpaßendhalbgliedern und einem Hochpaßvollglied.The longitudinal inductances L1 appearing in Fig. 4 and L3 and the longitudinal capacitances Cl and C3 entered there originate from the coils L1 and L3 and from the capacitors C1 and C3 of the series branches of the two bandpass half-members with the configuration according to Fig.3. Furthermore, go according to the circuit diagram Fig. 4 contained transverse inductances with the inductance value L2% 2 on the four Coils L2 in the cross branches of the two bandpass half-members of the sieve arrangement the cause of the invention; and finally that in Fig. 4 results from the two shunt inductances L2 / 2 surrounded series capacitance 2 C2 from the shunt capacitors C2 of these bandpass half-links. Fig. 5 also shows the composition the circuit shown by Fig.4 consisting of two steepened high-pass end half-links and a high pass full link.

Die mathematische Betrachtung ergibt, daß die Grenzfrequenz der beiden Endhalbglieder des durch Abb. 4 veranschaulichten Hochpasses unter der immer erfüllten Einschränkung, daß der Durchlaßbereich der Bandpaßhalbglieder mit der Konfiguration gemäß Abb.3 klein im Vergleich zum numerischen Wert ihrer Bandmittenfrequenz ist, auf keinen Fall über der Bandmittenfrequenz liegt. Für das mittlere Hochpaßglied, dessen Eingang und Ausgang in Abb. 5 durch zwei gestrichelte senkrechte Linien hervorgehoben ist, stimmt die Grenzfrequenz mit der Bandmittenfrequenz überein. Es ist damit erwiesen, daß die niederfrequenten, erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungswege durch das Filter aus zwei Bandpaßhalbgliedern nach Abb. 3 voneinander entkoppelt sind und somit dieses Filter, dessen Durchlaßbereich den Erfordernissen der erdsymmetrisch erfolgenden Übertragung angepaßt ist, sich nicht nachteilig auf die erdunsymmetrisch ausgelegten Übertragungskanäle auswirkt.The mathematical consideration shows that the cutoff frequency of the two End half-limbs of the high pass illustrated by Fig. 4 below the one that is always fulfilled Restriction that the pass band of the bandpass half-members with the configuration according to Fig. 3 is small compared to the numerical value of its band center frequency, in any case is not above the band center frequency. For the middle high-pass link, its input and output highlighted in Fig. 5 by two dashed vertical lines the cut-off frequency is the same as the band center frequency. It is thus proven that the low-frequency, unbalanced-earth-operated transmission paths through the Filters from two bandpass half-members according to Fig. 3 are decoupled from one another and thus this filter, whose pass band meets the requirements of balanced-to-earth the transmission taking place is adapted, does not adversely affect the unbalanced earth designed transmission channels.

Die Induktivitäten L1 und L3 der Bandpaßhalbglieder dürfen, im Gegensatz zu den üblichen erdsymmetrischen Bandpässen, nicht auf den gleichen Eisenkern gewickelt sein, um eine die Sperrwirkung ausschließende Kopplung zu vermeiden. Da die der Leitung abgewandten Klemmenpaare der beiden Bandpaßhalbglieder mit den Längszweigen dieser Glieder verbunden sind, bereitet der Anschluß von Weichenteilfiltern an diese Klemmenpaare in Vierpol-Parallelschaltung keine Schwierigkeiten. Die aus den Spulen L1 bzw. L3 und den Kondensatoren Cl bzw. C3 gebildeten Längszweige der Bandpaßhalbglieder sind bei niederen Frequenzen kapazitiv wirksam, so daß sie zu den von dem Netzwerk gemäß Abb. 4 zu fordernden Hochpaßeigenschaften beitragen. Die Spulen L1 und L3 können gegebenenfalls auch weggelassen werden. In diesem Fall sind die Kondensatoren Cl und C3 durch Kondensatoren mit anderen Kapazitätswerten zu ersetzen. Man erhält auf diese Weise eine vereinfachte Bandpaßschaltung für den erdsymmetrisch betriebenen Übertragungsweg unter Beibehaltung der erforderlichen Entkopplung der erdunsymmetrisch arbeitenden Übertragungskanäle.The inductances L1 and L3 of the bandpass half-members are allowed, in contrast to the usual symmetrical bandpasses, not wound on the same iron core be in order to avoid a coupling that precludes the blocking effect. Since the the Terminal pairs facing away from the line of the two bandpass half-members with the series branches These links are connected, prepares the connection of switch section filters to them Terminal pairs in four-pole parallel connection no problems. The ones from the reels L1 and L3 and the capacitors Cl and C3 formed series branches of the bandpass half-members are capacitive effective at low frequencies, so that they are used by the network according to Fig. 4 contribute to the required high pass properties. The coils L1 and L3 can also be omitted if necessary. In this case the capacitors are Replace Cl and C3 with capacitors with different capacitance values. You get in this way a simplified bandpass circuit for the balanced-to-earth operated Transmission path while maintaining the required decoupling of the unbalanced-earth working transmission channels.

Abb. 6 zeigt die Hochpaßschaltung, die für die Entkopplung der beiden erdunsymmetrisch betriebenen Übertragungskanäle maßgebend ist, wenn bei den Bandpaßhalbgliedern nach Abb. 3 die Induktivitäten L1 und L3 in Wegfall kommen und unter Berücksichtigung dessen die Kondensatoren Cl und C3 durch die Kondensatoren C4 und C5 anderen Werts ersetzt werden. Dieser Hochpaß setzt sich somit aus einem Hochpaßvollglied und zwei Hochpaßgrundhalbgliedern zusammen.Fig. 6 shows the high-pass circuit that is used to decouple the two transmission channels operated unbalanced to earth is decisive if the bandpass half-members According to Fig. 3, the inductances L1 and L3 are omitted and taken into account whose capacitors C1 and C3 through capacitors C4 and C5 of a different value be replaced. This high pass is thus made up of a full high pass and two Hochpaß basic half-links together.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Sieve arrangement for two-wire lines which are occupied by two unbalanced communication channels of the same frequency position and a further communication path operated with higher frequency position, which is operated symmetrically to earth, characterized by bandpass half-members, their series branches, provided at the ends of the two-wire line and with their passband associated with the balanced-to-earth communication path are formed from series resonance circuits, while the cross-branches of these half-links facing the line consist of parallel resonance circuits which have a capacitor and two coils connected in series, the connecting line of which is grounded.

2. Sieve arrangement according to claim 1, characterized by two bandpass half-members, whose series branches are through capacitors are realized. Publications considered: USA. = Patent Specification No. 1583 826, 2116172; K. S. Johnson, "Transmission Circuits for Telephonic Communication", 4th Edition, New York, 1929, pp. 242 and 243; T. E. Shea, "Transmission Networks and Wave Filters, "New York, Toronto, London, 1929, pp. 315-318.