<Desc/Clms Page number 1>
Anordnung zum Leitungsimsgleich bei pupinisit'rtcn KMn od. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Leitungsausgleich beim Anschluss eines pupinisierten Kabels oder einer andern ähnlichen Leitung an einen Zwischenverstärker od. dgl.
Bei solchen Schaltungen wurde bisher die Leitungsnachbildung der Leitung derart angepasst, dass die Scheinwiderstände der Leitungsnachbildung und der Leitung untereinander im wesentlichen für alle Frequenzen gleich werden. Hiebei wird entweder die Leitungsnachbildung als eine Impedanz ausgeführt, deren Scheinwiderstand im wesentlichen in derselben Weise mit der Frequenz variiert wie die Liniencharakteristik, oder es wird die Liniencharakteristik durch Hinzufügung einer passenden Leitungsverlängerung in eine von der Frequenz unabhängige Impedanz umgewandelt und als Leitungsnachbildung ein ohmscher Widerstand verwendet.
Durch die Erfindung wird das betreffende Problem in grundsätzlich anderer Weise gelöst, u. zw. wird es hiedurch möglich, den Leitungsausgleich für verschiedene Frequenzen genauer zu gestalten, als es bei den bisher bekannten Anordnungen möglich war. Nach der Erfindung braucht der Scheinwiderstand der Ausgleichsleitung nicht der Leitungscharakteristik gleich gemacht zu werden, statt dessen wird die Brücke, in welcher zwei der vier Zweige durch die Leitung und die Ausgleichsleitung gebildet sind, derart ausgeführt, dass das gegenseitige Verhältnis der Impedanzen der beiden übrigen Zweige mit der Frequenz veränderlich ist, im wesentlichen in derselben Weise wie das Verhältnis zwischen den Scheinwiderständen der Leitung und der Ausgleichsleitung.
Als Ausgleichsleitung wird zweckmässig ein rein ohmscher Widerstand gewählt. Vorzugsweise wird in der Schaltung in an sich bekannter Weise ein Differentialtransformator verwendet, dessen sekundäre Wicklungshälften in je einem der beiden im Verhältnis zur Leitung bzw. zur Ausgleichsleitung entgegenstehenden Zweige der Brücke enthalten sind, während den beiden gleichen Wicklungshälften passend bemessene, untereinander verschiedene kapazitive bzw. induktive Impedanzen angeschlossen sind.
Die Erfindung soll an Hand der beigefügten Zeichnungen, die schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher beschrieben werden.
Fig. 1--4 zeigen verschiedene Schaltungen, bei denen die beiden einander angepassten Zweige im Verhältnis zur Leitung und zur Ausgleichsleitung unsymmetrisch angeordnet sind.
Fig. 5 zeigt eine der Fig. 4 entsprechende Schaltung, bei der die Brücke im Verhältnis zur Leitung symmetrisch angeordnet ist.
Fig. 6 veranschaulicht schematisch die praktische Verwendung bei einem Schnurverstärker.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 sind zwei einander benachbarte Zweige der Brücke die Leitung 1 bzw. die aus einem ohmschen Widerstand bestehende Ausgleichsleitung. Die beiden andern Zweige in der Brücke sind zwei zwischen den freien Klemmen 2, 2'der Leitung und der Ausgleichsleitung reihengeschaltete gleich grosse Induktanzen-Li, Lg, die mit je einem Nebenschlusskondensator Ci bzw. C2 versehen sind. Der Anodenstromkreis des Verstärkers für die eine Sprechrichtung ist an die Klemmen 2, 21 zu beiden Seiten der Induktanzen Li, L2 angeschlossen. Zwischen den Klemmen 3, 3', die mit dem Mittelpunkt zwischen den Induklanzen Li.
L2 bzw. mit dem entgegenstehenden Leitungszweig verbunden sind, ist der Gitterkreis des anderen Verstärkers angeschlossen. Unter Umständen können die Anschlüsse der beiden Verstärker in umgekehrter Weise angeordnet werden. Es lässt sich theoretisch nach-
<Desc/Clms Page number 2>
weisen, dass man durch passende Bemessung der Kondensatoren Ci, C2 im Verhältnis zueinander sowie im Verhältnis zu den Induktanzen Li, L2 und zur Grenzfrequenz der Leitung ein Verhältnis zwischen den durch Li, Ci bzw. L2, C2 gebildeten Zweigen in der Brücke erzielen kann, welches für verschiedene Frequenzen mit guter Annäherung gleich dem Verhältnis zwischen dem ohmschen Widerstand Rund dcm Scheinwiderstand der Leitung wird.
Es lässt sich ferner nachweisen, dass zwischen den Induktanzen Li, L2 eine mit Abzapfung 5 in der Mitte versehene Induktanz 6, 6'in der in Fig. 2 dargestellten Weise symmetrisch angeschaltet werden kann, ohne dass dadurch irgendeine Änderung der Wirkungsweise der Schaltung eintritt, vorausgesetzt, dass die beiden WickluÍ1gshälften 6, 6'dies dieser Induktanz fest miteinander gekoppelt sind.
Fig. 3 zeigt eine weitere Entwicklung, bei welcher die beiden Induktanzen Li, L2 durch eine zwischen der Abzapfung in der Mitte der Induktanz 6, 61 und dem Verbindungspunkt der Kondensatoren Cl, C2 eingeschaltete Impedanz L ersetzt sind. Es kann nachgewiesen werden, dass auch diese Schaltung bei passender Wahl der Induktanz L den vorhergehenden Schaltungen gleichwertig ist.
Bei der Schaltung nach Fig. 4 ist der Anodenkreis des einen Verstärkers nicht direkt an die Brücke angeschlossen, sondern durch Vermittlung eines Differentialtransformators T, dessen Sekundärwicklung durch die Induktanz 6, 6'der Fig. 2,3 gegeben ist. Im übrigen ist die Anordnung dieselbe wie in Fig. 4.
Wenn man in Fig. 1 die beiden Induktanzen Li und L2 untereinander gleich und gleich 2L macht, so sind die Impedanzen zwischen den Klemmen 2', 3 bzw. 3, 2 gleich
EMI2.1
Wenn Z die Impedanz der Leitung 1-1 ist, so gilt als Bedingung für den Ausgleich der Brücke, dass
EMI2.2
Diese Gleichung gilt auch genau für die Anordnung nach Fig. 2, vorausgesetzt, dass die beiden gleichen Spulen 6 und 6 ganz fest miteinander gekoppelt sind.
Um dies zu beweisen, seien zunächst die folgenden zusätzlichen Bezeichnungen eingeführt :
J = dem Gesamtstrom zwischen den Punkten 2'und 2 Jf = dem Zweigstrom durch Li
J"= dem Zweigstrom durch L2 K = RjZ
Damit Gleichgewicht in der Brücke besteht, d. h. damit zwischen den Punkten 3, 3' kein Spannungsnnterschied herrscht, soll
EMI2.3
sein, wo if die Gegeninduktivität zwischen den Spulen G, 6'und wegen der festen Kopplung, auch die Induktanz jeder dieser Spulen bedeutet.
Aus dieser Gleichung ergibt sich
EMI2.4
EMI2.5
EMI2.6
EMI2.7
EMI2.8
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
EMI3.2
EMI3.3
EMI3.4
EMI3.5
EMI3.6
also wieder die Gleichung 2.
Dass diese Gleichung auch für die Schaltung nach Fig. 3 gültig ist, lässt sich durch eine einfache Überlegung nachweisen, die aber hier zu weit führen würde. Die Grundgleichung 2 soll also für sämtliche der betreffenden Ausführungsformen der Erfindung erfüllt werden.
EMI3.7
EMI3.8
wo 1 = der Selbstinduktion der Leitung pro Längeneinheit c = der Kapazität der Leitung pro Längeneinheit
Wo = der Grenzfrequenz.
Die Bedingung für den Ausgleich kann also geschrieben werden
EMI3.9
Damit diese Gleichung bei niedrigen Frequenzen gültig ist. muss
EMI3.10
sein, welche Bedingung unschwer erfüllt werden kann. Wird dieser Wert in Gleichung 7 eingesetzt, so folgt
EMI3.11
EMI3.12
natürlich nur für Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz Wo erfüllen. Für Frequenzen in der Nähe der Grenzfrequenz Mo wird die rechte Seite der Gleichung gross, und für die Erfüllung der Gleichung ist es erforderlich, dass 2002 M-LCg sich dem Wert 1 nähert.
Quadriert man die Gleichung 8 und entwickelt den umgekehrten Wert der linken Seite nach Potenzen von o 2 LC, so erhält man schliesslich, wenn man höhere Potenzen als die zweite vernachlässigt,
EMI3.13
Für eine angenäherte Befriedigung der Gleichung 8 müssen also die folgenden Bedingungen erfüllt sein
EMI3.14
<Desc/Clms Page number 4>
Die letzte Bedingung ist von selbst angenähert erfüllt, weil das betreffende Glied verschwindend klein ist. Wenn man nach b
EMI4.1
wählt, so erhält man schliesslich
EMI4.2
Bei dieser Bemessung wird
EMI4.3
Diese Gleichung stellt für w- < to, eine sehr gute Annäherung zur Gleichung 8 dar, da
EMI4.4
mit der Frequenz steigt.
Bei einer pupinisierten Leitung mit fallender Charakteristik ist umge- kehrt C*i grösser als C zu wählen. Die Bedingung 4. kann aber auch, obwohl mit weniger guter Annäherung, in anderer Weise als durch die angegebene Bemessung der Kondensatoren Ci. C2 erfüllt werden. Beispielsweise kann der Kondensator Cl bei einer pupinisierten Leitung mit steigender Charakteristik gänzlich fortgelassen werden. Natürlich erhält dann C2 einen ganz andren Wert als den angegebenen. Zur Vermeidung von Reflexionen am Verstärker sollte die Eingangsimpedanz, von der Leitung aus gerechnet, gleich dem Scheinwiderstand Z der pupinisierten Leitung sein. Dies kann angenähert durch passende Bemessung der Selbstinduktion L erzielt werden.
Man hat also dadurch die Möglichkeit, die Ausgleichsvorrichtung derart zu bemessen, dass die Eingangsimpedanz derselben die Leitungscharakteristik bei den verschiedenen Frequenzen nachbildet, wodurch Verzerrung durch Reflexionen sowie auch störende Echo-
EMI4.5
einen bedeutenden Vorteil gegenüber der bekannten Ausgleichsvorrichtung.
Fig. 5 unterscheidet sich von Fig. 4 nur dadurch, dass der Differentialtransformator nebst den dazu angeschlossenen Impedanzen im Verhältnis zur Leitung symmetrisch angeordnet ist.
Der Differentialtransformator ist in zwei Teile unterteilt, die in je einen der Leitungszweige eingeschaltet sind, von denen jeder aus zwei Wicklungshälften mit je einem Nebenschlusskondensator besteht. Die Induktanz L ist ebenfalls in zwei gleiche Teile unterteilt, welche Teile an je einen der Leitungszweige angeschlossen sind. Unter im übrigen gleichen Umständen wird jeder der Nebenschlusskondensatoren doppelt so gross und jede der Induktanzen halb so gross wie in Fig. 4.
Fig. 6 veranschaulicht eine Verwendung der Erfindung bei einem Schnurverstärker eines Fernsprechumschalters. Jede der am Umschalter ankommenden Leitungen 1, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist, ist nebst der zugehörigen Ausgleichsleitung R und den Zusatzimpedanzen Cl, C2, L an verschiedene Kontaktfedern 7 einer Klinke im Umschalter angeschlossen. Die Verbindung zwischen verschiedenen zusammenzuschaltenden Leitungen wird durch einen Schnurverstärker vermittelt, dessen beide Seiten mit je einer der Leitungen durch eine Schnur 8 mit zugehörigem Stöpsel 9 verbunden werden können. Der Stöpsel ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt, auch ist nur die eine Seite des Schnurverstärkers gezeigt.
Die verschiedenen Kontakte des Stöpsels sind an je eine der Klemmen 2, 2', 3, 3/, 5 angeschlossen, die den ähnlich bezeichneten Klemmen in Fig. 4 entsprechen. Die Anodenseite im Verstärker für die eine Sprechrichtung kann ebenso wie vorher an die Primärwicklung des Differentialtransformators T angeschlossen sein, während die Gitterseite des Verstärkers für die andere Sprechrichtung mit den Klemmen 3, 31 verbunden ist.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.