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Ausgleichselement zur Verminderung des Nebenspreehens in Fernmeldekabeln.
Die in einem Fernmeldekabel auftretenden Nebensprechstörungen sind bekanntlich in erster Linie eine Folge der zwischen den Fernmeldeleitungen auftretenden kapazitiven und magnetischen Kopplungen. Soweit die Fernmeldekabeln für die Niederfrequenzübertragung benutzt werden, hat man sich bisher im allgemeinen damit begnügt, die durch die kapazitiven Kopplungen verursachten Neben- sprechstörungen herabzusetzen. Hiebei wurden durch Anwendung geeigneter Messverfahren, beispielsweise durch Abschluss der zu messenden und auszugleichenden Leitungen mit Widerständen, zwar die magnetischen Kopplungen zum Teil mit erfasst.
Dies ist jedoch bei einem für die Niederfrequenzübertragung benutzten Kabel im allgemeinen bedeutungslos, weil die magnetischen Kopplungen gegenüber den kapazitiven Kopplungen nur in geringem Masse zu den Nebensprechstörungen beitragen. Anders liegen die Verhältnisse, wenn die Adern des Fernmeldekabels induktiv nur schwach oder nicht belastet sind und wenn das Fernmeldekabel zur Übertragung von Strömen hoher Frequenz, beispielsweise von Trägerfrequenzströmen, benutzt wird, weil die Wirkungen der magnetischen Kopplungen mit ansteigender Frequenz immer grösser werden. In solchen Fällen ist es erforderlich, neben den kapazitiven Kopplungen auch die magnetischen Kopplungen zu beseitigen bzw. zu kompensieren. Hiefür sind bereits verschiedene Verfahren bekanntgeworden.
So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die magnetischen und die kapazitiven Kopplungen getrennt zu messen und die magnetischen Kopplungen durch Kreuzungen der Adern des Fernmeldekabels und die kapazitiven Kopplungen durch Hinzufügen von Zusatzkondensatoren auszugleichen. Ferner wurde vorgeschlagen, die magnetischen Kopplungen durch induktive Gegenkopplungselemente in Form von Spulen, die die auszugleichenden Adern magnetisch miteinander koppeln, auszugleichen.
Die Erfindung betrifft ein neues Ausgleichselement zur Herabsetzung der durch die kapazitiven und magnetischen Kopplungen verursachten Nebenspreehstörungen, das gegenüber den bisher bekannt-
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aus, dass die kapazitiven und magnetischen Kopplungen bei einer gegebenen Ader-und Kabelkonstruktion im Mittel ein bestimmtes, konstantes Verhältnis zueinander haben. Auf Grund dieser Erkenntnis wird vorgeschlagen, den Ausgleich der kapazitiven und magnetischen Kopplungen durch kapazitive Zusatzelemente herbeizuführen, die gleichzeitig eine magnetische Kopplung aufweisen.
Um durch ein derartiges Ausgleichselement die kapazitiven und magnetischen Kopplungen der auszugleichenden Adergruppen des Fernmeldekabels in gleichem Masse herabzusetzen, wird das Verhältnis der kapazitiven zur magnetischen Kopplung des Ausgleichselementes mit dem entsprechenden Verhältnis der auszugleichenden Adergruppe in Übereinstimmung bzw. angenähert in Übereinstimmung gebracht.
Eine zweckmässige Ausführungsform des Ausgleichselementes besteht darin, die zur Bildung der Kapazität dienenden Belege so anzuordnen bzw. so mit den auszugleiehenden Adern zu verbinden, dass hiedurch gleichzeitig eine magnetische Kopplung in der gewünschten Grösse entsteht. Die magnetische Kopplung kann beispielsweise dadurch entstehen, dass man die Belege des Kondensators unsymmetrisch zueinander bzw. geometrisch in andrer Weise zueinander anordnet als die Adern der auszugleichenden Adergruppe des Fernmeldekabels. Um mit ein und demselben Ausgleichselement verschiedene kapazitive und magnetische Kopplungswerte einstellen zu können, kann das Ausgleichselement eine Vielzahl von Belegen erhalten. Die verschiedenen Werte erhält man dann durch entsprechende Auswahl und Zusammenfassung der einzelnen Belege.
Vorteilhaft wird man jedoch dem Kondensator die gleiche
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Anzahl Belege geben wie die auszugleichende Adergruppe an Adern enthält. So wird beispielsweise zum Ausgleich der Kopplungen innerhalb eines Fernmeldevierers ein Ausgleichselement benutzt, das vier Belege enthält. Um für alle Ausführungsformen von Ausgleichselementen stets das gewünschte Verhältnis zwischen der kapazitiven und magnetischen Kopplung zu erhalten, können verschiedene Mittel und Massnahmen angewendet werden. Beispielsweise kann das Verhältnis durch entsprechende Wahl des Dielektrikum oder durch Einbringen von magnetischem Material in das Feld geändert werden.
Ferner kann das Verhältnis zwischen der kapazitiven und magnetischen Kopplung dadurch beeinflusst werden, dass man die Belege des Ausgleichselementes in geeigneter Weise formt oder teilweise durch leitende Schirme abschirmt. Schliesslich kann das Verhältnis durch Änderung der Abstände der Belege beeinflusst werden. Das Ausgleichselement selbst kann in mehrere Elemente unterteilt werden, beispielsweise in eine grobe Vorstufe und in kleine feine Stufen. Die einzelnen Teile des Ausgleichselementes. beispielsweise die Belege selbst, das in das Feld eingebrachte magnetische Material, die leitenden Schirme usw. können einstellbar angeordnet sein. Falls in bestimmten Fällen das erforderliche Verhältnis zwischen der kapazitiven und magnetischen Kopplung nicht erreichbar ist, können kleine kapazitive oder magnetische Zusatzelemente hinzugefügt werden.
Das Ausgleiehselement kann auch als Spule mit zwei oder mehreren getrennten, jedoch induktiv miteinander gekoppelten Wicklungen ausgeführt sein. Ein solches Ausgleichselement wird dann zur Kompensierung der magnetischen Kopplungen der auszugleiehenden Adergruppe zwischen die Adern eingeschaltet. Die Wicklungen werden so bemessen und so angeordnet, dass zwischen den Wicklungsteilen zu gleicher Zeit die gewünschte kapazitive Kopplung entsteht.
Die Erfindung soll an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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Bildung der Kapazität dienenden Belege bestehen aus den vier mit einer IsolationshüHe versehenen Adern 11, 12, 13 und 14, die nach Art des Sternvierers angeordnet sind. Fügt man das so ausgebildete Ausgleic. hselement in einen Vierer ein, indem man je zwei nebeneinanderliegende Belege des Ausgleichselementes, d. h. die Belege 11 und 12 sowie 13 und 14, mit den beiden Paaren des Vierers verbindet, so wird hiedurch zwischen den beiden Paaren des Vierers eine magnetische Kopplung erzeugt. Es können also durch derart ausgebildete Ausgleichselemente die zwischen den Paaren eines Vierers vorhandenen magnetischen Kopplungen kompensiert werden.
Die Kapazität des Ausgleichselementes wird. zweckmässig so gross gemacht, dass gleichzeitig auch die kapazitive Kopplung des Vierers ausgeglichen wird.
Das Verhältnis zwischen der kapazitiven und magnetischen Kopplung wird zweckmässig dadurch erhöht, dass man die Adern 11, 12, 13 und 14 des Ausgleichselementes mit einem Isolierstoff, beispielsweise Gummi oder einem geeigneten Lack, isoliert, der eine hohe Dielektrizitätskonstante hat. Ferner kann das Verhältnis durch die die Kondensatorbelege einschliessende Schutzhülle 16 beeinflusst werden. Diese-kann ebenfalls aus einem Isolierstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante, gegebenenfalls aber auch aus Metall bestehen. Die Metallhülle dient dann gleichzeitig zur gegenseitigen Abschirmung der Ausgleichselemente.
Als Isolierstoffe für das Dielektrikum werden zweckmässig solche benutzt, deren Dielektrizitätskonstante möglichst unabhängig von den auftretenden Temperatursehwankungen ist. Die vier die Kondensatorbelege bildenden Adern werden vorteilhaft miteinander verseilt, u. zw. mit möglichst kurzem Drall, um magnetische Kopplungen zwischen benaehbartüegenden Ausgleichselementen zu vermeiden.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausgleichselement, das im wesentlichen in gleicher Weise wie das in Fig. 1 gezeigte Ausgleichselement aufgebaut ist, jedoch mit dem Unterschied, dass die Kondensatorbelege nicht aus runden Drähten, sondern aus Profildrähten gebildet sind. Nach der Fig. 2, die den Kondensator lediglich im Querschnitte zeigt, bestehen die Belege aus den vier in Sternviererform angeordneten winkelförmigen Belegen 21, 22, 28 und 24. Jeder winkelförmige Beleg ist mit einer Isolationshülle und die vier mit einer Isolationshülle versehenen Belege mit einer gemeinsamen wasserdichten Schutzhülle 25 umgeben.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Ausgleichselemente sind zum Ausgleich sämtlicher in einem Fernmeldekabel auftretenden kapazitiven und magnetischen Kopplungen, insbesondere auch der
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gleichselemente zum Ausgleich von Fernmeldefreileitungen benutzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ausgleichselement zur Verminderung des Nebensprechens in Fernmeldekabeln, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement gleichzeitig eine kapazitive und eine magnetische Kopplung enthält und dass das Verhältnis der kapazitiven zur magnetischen Kopplung des Ausgleichselementes mit dem Verhältnis der kapazitiven zur magnetischen Kopplung der auszugleiehenden Adergruppe des Kabels übereinstimmt bzw. angenähert übereinstimmt.