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Bei Mehrfachträgerfrequenz-Übertragungssystemen ist eine selbsttätige Regelung des Über- tragungsmasses, insbesondere die Konstanthaltung des Pegels ausserordentlich wichtig, da derartige
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schwankungen aufweisen. Ohne Konstanthaltung des Pegels würden ausserdem bei eintretender Dämpfungsverminderung die Verstärker übersteuert werden. Solche Überstenerungen würden sich aber bekanntlich bei Mehrfach-Übertragungssystemen besonders störend auswirken. Es ergibt sich also die Notwendigkeit, den Pegel innerhalb verhältnismässig kleiner Grenzen konstant zu halten. Dies bedeutet, dass die Regeleinrichtungen eine Regelcharakteristik grosser Steilheit aufweisen müssen.
Für die selbsttätige Beeinflussung des Übertragungsmasses stehen verschiedene bekannte Mittel zur Verfügung. Die gebräuchlichsten bewirken eine Gitterpotentialverlagerung an Verstärker-oder besonderen Dämpfungsröhren. Grundsätzlich handelt es sich fast immer darum, dass irgendwelche Sehaltelemente, die die Dämpfung des Übertragungssystems beeinflussen, durch eine von dem Pegel abhängige Spannung bzw. einen entsprechenden Strom gesteuert werden.
An die Linearität der für die Regelung des Übertragungsmasses vorgesehenen Schaltelemente müssen bei Mehrfaeh-Übertragungssystemen sehr hohe Auforderungen gestellt werden, um unerwünschte
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Regelkennlinie, d. h. hoher Regelempfindlichkeit, lässt sich bei den bekannten Schaltungen mit der zweiten Forderung weitgehender Linearität schwer vereinigen.
Regelelemente mit geringer Nichtlinearität weisen im allgemeinen nur eine geringe Empfindlichkeit auf, so dass grosse Schwankungen des Steuerstromes erforderlich sind, um einen ausreichenden Ausgleich der Dämpfungsschwankungen des Systems herbeizuführen. Da aber anderseits gerade bei Mehrfachsystemen, wie oben ausgeführt wurde, im Ausgang eines geregelten Verstärkers nur geringe Pegelsehwankungen auftreten dürfen, stehen die zur Steuerung der Regelemente mit geringer Nichtlinearität und geringer Regelempflindichkeit erforderliehen Schwankungen des Steuerstromes nicht ohne weiteres zur Verfügung.
Um in Mehrfachsystemen die Regelemente geringer Nichtlinearität benutzen zu können und trotzdem eine ausreichende Regelgenauigkeit zu erzielen, werden gemäss der Erfindung in den die Regelgleichspannung liefernden Kreis ausser den normalerweise vorhandenen Gleichrichtern und gegebenenfalls Verstärkern zusätzliche Schaltelemente mit nichtlinearen Eigenschaften derart eingefügt, dass die Regelkennlinie des Regelkreises, d. h. die Abhängigkeit des Steuerstroms von der dem Regelkreis zugeführten Spannung im Arbeitsbereich versteilert wird. Auf diese Weise ist es möglich, den hohen Anforderungen, die bei einem Mehrfachträgersystem an die Regeleinrichtungen gestellt werden, zu genügen.
Es können Reglelemente benutzt werden, deren Nichtlinearität so gering ist, dass eine störende Modulation zwischen den einzelnen Übertragungskanälen praktisch nicht auftritt.
Es ist bekannt, in den die Regelgleiehspannung liefernden Kreis Verstärker einzuschalten. Bei Verstärkern ist das Verhältnis von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung konstant. Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass es nötig ist, in den Regelkreis Glieder mit nichtlinearer Kennlinie einzuschalten, bei denen das Verhältnis von Ausgangsspanuung zu Eingangsspannung sich mit der Eingangsspannung stark ändert.
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Der Grundgedanke der Erfindung kann für die Steuerung der verschiedensten Regelglieder Anwendung finden, gleichgültig ob dabei die Gittervorspannung einer Verstärkerröhre oder einer Dämpfungsröhre verlagert wird. Besonders vorteilhafte Wirkungen lassen sich jedoch erzielen, wenn als Regelelemente die sogenannten Heissleiter verwendet werden. Unter Heissleitern sind Widerstände zu verstehen, die eine so grosse Trägheit besitzen, dass sie für die zu übertragenden Nutzströme als lineare Widerstände wirken. Für die Zwecke der Erfindung kommen sowohl Heissleiter mit negativem als auch mit positivem Temperaturkoeffizienten in Frage.
Als zusätzliche Versteilerungsmittel, die in den Steuerkreis einzuschalten sind, können sowohl nichtlineare Längs-oder Querwiderstände geeigneter Charakteristik (z. B. zwei entgegengesetzt gepolte und entsprechend vorgespannte Einweggleichrichter) als auch Schaltelemente dienen, die eine zusätzliche Regelung eines im Regelkreis liegenden Verstärkers herbeiführen. Auch Brückenschaltungen, in deren einem Zweig ein gesteuerter Widerstand liegt und die in der Nähe des Arbeitspunktes abgeglichen sind, können zur Steigerung der Regelgenauigkeit ausgenutzt werden. Ebenso kann mit Vorteil ein Röhrengenerator in den Steuerkreis eingeschaltet werden, dessen Vorspannung durch eine gleichgerichtete Steuerspannung geändert wird.
Die Erfindung sieht auch vor, innerhalb des Regelkreises mehrere Zusatzglieder zur Versteilerung in Kaskade anzuwenden.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Vor dem Verstärker V, dessen Ausgangspegel P2 möglichst konstant gehalten werden soll, ist die steuerbare Dämpfung D geschaltet. Innerhalb des Steuerkreises, der den Steuerstrom Js zur Beeinflussung der Dämpfung liefert, ist gemäss der Erfindung ein zusätzliches Glied X mit nichtlinearer Kennlinie eingeschaltet. Das ausserdem in dem Steuerkreis liegende Filter F dient zur Ausfilterung der Steuerspannung aus den Signalströmen. Fig. 2 zeigt die Kennlinie des Schaltgliedes. Diese zeichnet sich in der Nähe des Arbeitspunktes A durch eine besonders grosse Steilheit aus.
Die Lage des Arbeitspunktes ist durch die bei normalem Pegel P2 vorhandene Steuerspannung Us = Uo gegeben. Ändert sieh die Steuerspannung um einen verhältnismässig geringen Betrag von dem Werte Uo auf den Wert Pi, so geht der Steuerstrom Js fast auf den Wert Null zurück.
Eine entsprechend grosse Änderung des Steuerstroms tritt ein, wenn die Steuerspannung auf den Wert U2 anwächst. Ist Us-Ui < < Uo, so ist das Verhältnis
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Regelung, d. h. das Verhältnis der Pegeländerung Pi am Eingang des Verstärkers zur Pegeländerung A Pz im Ausgang des Verstärkers, ist um so grösser, je steiler die Charakteristik in der Nähe des Arbeitpunktes A verläuft, d. h. je grösser die Konstante c ist.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher dargestellt. Die durch das Filter F hinter dem Verstärker V abgezweigte Steuerspannung wird zunächst durch den Gleichrichter Gli gleichgerichtet. Die vom Gleichrichter gelieferte Steuerspannung Us verlagert bei steigender Amplitude die Gittervorspannung der Röhre R ins Negative. Die Folge ist ein Absinken des durch den steuerbaren Widerstand s (z. B. Heissleiter) fliessenden Anodenstromes. Der Widerstand von R's erfährt dabei eine entsprechende Änderung. Der steuerbare Widerstand liegt in einem Zweig der von dem Generator G gespeisten Brückenschaltung B.
Die Widerstände der Brückenschaltung sind so gewählt, dass diese bei Vorhandensein des Normalpegels am Ausgang des Verstärkers fast abgeglichen ist. Ändert sich nun die Steuerspannung Us und damit der Widerstand R's nur wenig, so wird die Brücke abgestimmt. Der der einen Brückendiagonale entnommene Steuerstrom JB geht dabei auf den Wert Null
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stärkers liegende steuerbare Dämpfung D bildet. Durch geeignete Bemessung der Brückenanordnung kann erreicht werden, dass der Brückenstrom JB in der Nähe des Arbeitspunktes A eine starke Abhängigkeit von der Steuerspannung Us aufweist (vgl. Fig. 4). Es ist angenommen, dass die Brücke für die Spannung U2 abgeglichen ist, so dass bei dieser Spannung der Brückenstrom Null ist.
Um Fehlregelungen, wie sie beim Übergang des Arbeitspunktes auf den in Fig. 4 gestrichelten Zweig der Stromcharakteristik entstehen würden, zu verhindern, wird der Arbeitspunkt der vor der Brücke angeordneten Verstärkerröhre so gelegt, dass er auf den unteren Knick der Röhrenkennlinie fällt, wenn die Brücke angeglichen ist. Es lässt sich auf diese Weise erreichen, dass keine weitere Verkleinerung des Anodenstromes und damit keine Veränderung des Brückenstromes mit der Steuerspannung stattfindet. Die Kennlinie des Brückenstromes verläuft von der Spannung U2 ab parallel zur Abszisse.
Die Brückenanordnung kann entweder so bemessen werden, dass bei Vergrösserung von R's oder Verkleinerung von R, die Brücke abgeglichen wird. Bei der Bemessung der Brückenschaltung ist weiter zu berücksichtigen, ob die Heissleiter Rs und Ruts positive oder negativen Temperaturkoeffizienten haben. Die in der Schaltung noch angegebenen Kondensatoren 0 dienen zur Fernhaltung des Gleichstromes vom Verstärker, während die beiden Drosselspulen Dr zur Fernhaltung des Wechselstromes von der Brückenschaltung vorgesehen sind.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die vor dem Verstärker V liegende steuerbare Dämpfung D zeigt den gleichen Aufbau wie in Fig. 3. Um eine möglichst hohe Regel-
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empfindlichkeit der Regeleinrichtung herbeizuführen,. wird gemäss der Eifindung eine zusätxlicitc Steu- erung der im Regelkreis liegenden Verstärkerröhre R vorgenommen. Im Eingang der Röhre R wird
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erfolgter Gleichrichtung in dem Gleichrichter all zur Verlagerung der Steuerspannung der Verstärkerröhre R. Die Verlagerungsspannung Us wird an dem im Gitterkreis liegenden Widerstand r erzeugt.
Die Verlagerung erfolgt in dem Sinne, dass die durch die Änderung der Amplitude der Steuerfrequenz herbeigeführte Steuerwirkung erhöht wird. Hinter dem Verstärker R liegt der Gleichrichter Gl2, dessen
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von der Steuerspannung abhängig zu machen, empfiehlt es sieh, s m unteren Knick der Kennlinie der Verstärkerröhre zu arbeiten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 liegt im Steuerkreis eine Generatorsehaltung G. Der Anodenkreis der Generatorröhre, der den Schwingungskreis S2 anhält, ist über den Kondensator Cl mit dem Gitterkreis gekoppelt, in dem der Schwingungskreis S1 liegt. Der Ausgangstioni des die Steuerspannung gleichrichtenden Gleichrichters Gll erzeugt an dem im Gitterkreis des Generators liegende Widerstand W eine Steuerspannung Us, die das Gitterpotential des Generators verlagert. Bei geeigneter Bemessung der einzelnen Schaltelemente ändert sich die Anodenwechselspannung des Generators durch die Gitterpotentialverlagerung sehr stark. Die Änderung der Anodenwechselspannung beeinflusst über den Gleichrichter Gl2 den steuerbaren Widerstand Rs.
PATENT-ANSPRÜCHE-
1. Anordnung zur selbsttätigen Konstanthaltung des Pegels in Mehrfachträgerfrequenzsystemen mit Hilfe von durch eine Steuerfrequenz beeinflussten Schaltelementen (Röhren, Dämpfungsgliedcrn u. dgl.), dadurch gekennzeichnet, dass als gesteuerte Regelelemente solche mit einer für Mehrfachsysteme ausreichend geringen Nichtlinearität benutzt werden und dass in dem die Regelgleichspannung liefernden Kreis ausser den normalerweise vorhandenen Gleichrichtern und gegebenenfalls Verstärkern zusätzliche
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kreises (die Abhängigkeit des Steuerstromes von der dem Steuerkreis zugeführten Spannung) im Arbeitsbereich versteilert wird.