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Vorrichtung zur Ermittlung der Kapazitätsbeziehungen zwischen den Elementen eines Doppel- sprechkreises.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen von Kapazitäten und ist vorzugsweise dazu bestimmt, die Kapazitätsunterschiede in einem Doppel-oder Mehrfachsprechstromkreise zu ermitteln. Der Gegenstand der Erfindung besteht besonders in der
Schaffung einer für raschen und dabei genauen Betrieb geeigneten Vorrichtung zur Prüfung der Kapazitätsbeziehungen zwischen allen Elementen eines derartigen Stromkreises.
In den Zeichnungen stellt Fig : 1 schematisch den Erfindungsgegenstand bei de-Prüfung der Kapazitätsverschiedenheiten zwischen den Seiten oder Hälften eines Doppelsprechstromkreises da :. Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung der Anordnung zur Prüfung der Kapazitätbeziehungen zwischen dem Doppelsprechstromkreise und je einer seiner Seiten. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Piüfapparat, der die erforderlichen Klemmen und Schalter sowie den Apparat zum Anzeigen der Kapazitäten enthält. Die Fig. 4 und 5 geben rein schematisch die Schaltung der in den Fig. I und 2 mehr ausführlich dargestellten Anordnungen.
Die Erfindung soll im folgenden in ihrer Anwendung auf einem Kabelteil oder Kabel- abschnitt erklärt werden, der zur Bildung eines Doppelsprechstromk-eises Verwendung findet.
Die vier Leiter dieses Teiles sind paarweise verdrillt und die beiden Paare sind ebenfalls verdrillt ; jedes Zwelleiterpaar bildet einen Stamm stromkreis und die parallel geschalteten Leiter jedes Stammstromkreises bilden zusammen ein drittes Leiterpaar, das den Doppelsprechstromkreis ergibt. Die Fig. i und 2 zeigen zwei aufeinanderfolgende Kabelabschnitte A und B, deren Enden z. B. in einem Kabeleinsteigschacht liegen. Der Abschnitt A enthält die Leiter 11, 12 des Stammstromkreises P und die Leiter 13, 14 des Kreises P', die in der
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Die benachbarten Leiterenden der Kabelabschnitte sind gemäss Fig. i und 2 an äussere Klemmen des Prüfapparates C'angeschlossen, und zwar die Leiter 11 bis 14 der Reihe nach an die Klemmen 21 bis 24 und in entsprechender Weise die Leiter 11'bis 14' an die Klemmen 21 bis 24'. An diese Klemmen sind in weiter unter beschriebener Weise durch Schalter und Leitungen angeschlossen ein einstellbarer Kondensator 25, Impedanzspulen 26, 26, eine veränderliche Spannung liefernde Stromquelle 27 und eine Vorrichtung 28 zur Ermittlung von Spannungsschwankungen. Diese Teile bilden zusammen die Mittel zum Anzeigen der zwischen den Stammstromkreisen und dem Doppelsprechstromkreis etwa vorhandenen Kapazitätsverschiedenheiten.
Ferner enthält der Prüfapparat C'eine Vorrichtung 29,29 zur induktiven Verbindung der Spannungsquelle 27 und der zur Ermittlung von Spannungsve'schiedenheiten dienenden Vorrichtung 28 mit den übrigen Apparatenteilen.
Der mit 25 bezeichnete Apparat ist ein Kondensator bekannter Art mit zwei feststehenden Belegungen 25 a, deren jede aus einer oder mehret en Platten bestehen kann, und mit einer zwischen den Teilen 25 a mittels Spindel 25c drehbaren Belegung 25 b. Ein Hand- griff 25 d am oberen Ende der Spindel gestattet eine Einstellung des Teiles 25 b eine an der Spindel befestigte, mit Einteilung versehene Platte 25 e wird dabei gegen einen feststehenden Zeiger 25 f verstellt und zeigt die Kapazitätsbeziehungen oder Kapazitätswerte zwischen den Belägen für ihre verschiedenen Stellungen an.
Die Stromquelle veränderlichen Potentials wird zweckmässig durch'einen Summer geschaffen, der eine wechselweise rückwirkende, aus Mikrophon 27 a und Hörer 27 b bestehende Vorrichtung enthält, der Strom von einer Batterie 27 e zugeführt wird und die mit einer Induktionsspule 27 d zusammenwirkt. Der Apparat 28 kann ein gewöhnlicher Telephonhörer sein.
Da der vom Beobachter gebrauchte Hörer notwendigerweise sich in wechselndem Abstande von den übrigen Elementen des Apparates befinden wird, und da der Summer in einem besonderen Gehause angebracht ist, dessen Lage zu den Teilen sich ebenfalls ändern kann, so sind Induktionsspulen 29 zwischen diese Teile und die eigentliche Anzeigevorrichtung geschaltet, die gewöhnliche Übertragsspulen sein können, jedoch vo : zugsweise so ausgebildet sind, dass sie die Kapazitätsverhältnisse des Systems nicht beeinflussen und die metallische Stromleitung zwischen den Anzeigeapparaten und den übrigen Teilen unterbrechen. Hierdurch wird die Einfügung
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vermieden, die bei unmittelbarem leitenden Anschliessen von Hörer und Summer eintreten würde und die naturgemäss die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen müsste.
Der Apparat ist im übrigen so symmetrisch aufgebaut und besitzt so kleine Kapazitäten im Verhältnis zu den Aussenleiter, dass er eine in Betracht kommende Einwirkung auf die Unausgeglichenheit der Stromkreise nicht ausüben kann.
Die Impedanzen 26,26, die aus einander gleichen Widerständen bestehen können finden nur beim Prüfen des Doppelsprechstromkreises gegen seine Stammstromkreise Anwendung. Ein Schalter 30 dient dazu, den Apparat entweder für diesen Zweck oder zur Prüfung ,,von Seite zu Seite" d. h. des einen Stammstromkreises gegen den anderen Stammstromkreis geeignet zu machen. Wenn die beweglichen Arme 30 des Schalters sich in der in Fig. i dargestellten Lage befinden, sind die Impedanzspulen 26 ausgeschaltet.
Wie besonders die starken Linien in Fig. 1 erkennen lassen, ist von jedem der gegenüberliegenden Klemmenpaare, die den aufeinanderfolgenden Kabelabschnitten entsprechen, dann das eine Paar durch den Schalter 30 über eine Leitung 31 und die eine Wicklung der auf den Hörer 28 einwirkenden Übertragerspule 29 mit dem beweglichen Belag 25 5D des Kondensators verbunden, ein anderes Paar durch einen Leiter 32 unmittelbar mit dem beweglichen Kondensatorbelag. Das dritte und vierte Klemmenpaar sind unabhängig voneinander durch Leiter 33 bzw. 34 an die festen Kondensatorbeläge 25 a angeschlossen. Die Übertragerspule für die Potentialquelle 27 ist-ebenfalls mittels Leitungen 35, 36 an die feststehenden Kondensatorbeläge 25 a angeschlossen.
Wenn sich die Arme 30 a in'ihrer entgegengesetzten Stellung (Fig. 2) befinden, so bleibt die Verbindung der gegenüberliegenden äusseren Klemmenpaare durch die Leiter 33, 34 unverändert. Die zusammengehörigen anderen Paare sind dagegen in Parallelschaltung durch
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Empfängers 28 mit dem Leiter 32 und den entsprechenden äusseren Klemmen verbunden ; die anderen Enden der Spulen 26 sind an die Leiter 33, 34 und damit an die feststehenden Kondensatorbeläge mittels der Leiter 38, 39 angeschlossen.
Zwischen dem Schalter 30 und den äusseren Klemmen ist die Verbindung folgende : Den Klemmen 21 bis 24 des einen Klemmensatzes sind Schalter 40, 41 zugeordnet, während zu den Klemmen 21'bis 24'ein Schalter 42 gehört. Leiterpaar e 43, 44 und 45, 46 verbinden die Schalter 40, 41 mit dem Schalter 42. Diese Leiter ihrerseits sind mittels eines Schalters 47 an die übrigen Schalter des Apparates angeschlossen.
Die Schalter 40 und 41 verbinden in den gegenüberliegenden Stellungen ihrer beweglichen Teile 40 a bzw. 41 a die
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der Schalter dient dazu, mittels seines beweglichen Teiles 47a unmittelbare oder die gekreuzte Verbindung der Leiterpaare 43, 44 und 45, 46 mit den Prüfapparaten herzustellen (vgl. die ausgezogenen und punktierten Linien in Fig. 2). Dieser Schalter dient zur Ermöglichung einer Bestimmung der Kapazitätsbeziehungen des Doppelstromkreises zu dem einen oder dem andern Stammstromkreis.
Es ist hieraus ersichtlich, dass der Apparat nicht nur so angeordnet werden kann, dass die innere Leitungsführung geeignet ist, entweder von Stammstromkreis zu Stammstromkreis oder zwischen Doppelsprechstromkreis und einem Stammstromkreis die Beziehungen auszuprüfen, sondern dass die unter Prüfung stehenden Leiter auch miteinander und mit den andern Elementen des Apparates in verschiedener Kombination verbunden werden können.
Es möge angenommen werden, dass verlangt wird, die Kapazitätsverschiedenheit zwischen den Elementen eines Doppelsprechstromkreises zu prülen, dessen Leiter mit den
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hälsnisse des für die Messung der Kapazitätsverschiedenheiten zwischen den verbundenen Elementen der Seiten oder Stammstromkreise des Doppelsprechstromkreises angewendeten Systems ergeben sich deutlich aus der Fig. 4, worin die Kapazitäten der zu prüfenden Leiter als Zweige einer Wheatstoneschen Brücke dargestellt sind. An den Verzweigungspunkten der Brücke sind die vereinigten Leiterabschnitte H, 11'bis 14, 1. J.' angedeutet.
Kondensatoren a, b, c, d in den Brückenzweigen stellen alle die Kapazitäten dar, welche ein Übersprechen zwischen den Seitenkreisen herbeizuführen streben. c und d schliessen auch die veränderlichen Kapazitäten ein, die mittels des Kon-
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densators 25 eingeführt werden. Wenn dem Leiterpaare 1 :.
J, 13'bis J. 1, 11'von der Stromquelle 27 ein veränderliches Potential aufgedrückt wird, so wird der Beobachter, welcher am in Brücke zwischen die Leiterpaare 11, 11'; 12, 12' geschalteten Telephon 28 abhört, den Zustand einer Kapazitätsgleichheit auf den Zweigen 11, 11'; 12, 12' finden und infolgedessen keinen Ton im Hörer wahrnehmen, wenn die Kapazitätswerte die Gleichung erfüllen :
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Für die Beziehung zwischen den Leitern wird die an der Anzeigevorrichtung 2Je. 2J./' angezeigte Kapazität, die der Beobachter zu c oder d mittels des Kondensators 25 hinzu- zufügen oder abzuziehen für notwendig erachtet, um diese Beziehung herzustellen, ein Mass sein für die Unausgeglichenheit zwischen den Stammstromkreisen 11, 11'bis 12, 12'und dem Kreise 13, 13'bis 14, 14'.
Ist dieser Wert für die erläuterte Verbindung zwischen den Abschnitten ermittelt, so können diese Abschnitte mittels der Schalter 40, 41, 4'2 so umgeschaltet werden, dass die Seiten des Doppelsprechstromkreises aus den Paaren 11, 12'
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werden.
Bezüglich der theoretischen Verhältnisse der Prüfung der Ausgleichsfehler zwischen dem Doppelsprechkreis und einer seiner Seiten oder Stammstromkreise sei auf Fig. 5 verwiesen, der darin gezeichnete Zustand wird durch Umlegen des Schalters 30 geschaffen. Die Quelle wechselnden Potentials ist wie vorher eingeschaltet. Die beiden oberen Brückenzweige werden jetzt durch die beiden einander gleichen Spulen 26,26 gebildet, und der Hörer 28 ist vom Element 11, 77' ; 12, 72'des Doppelsprechstromkreises zum andern Element 13, 13' ; 14, 14'über diese Spulen angeschlossen, um Kurzschluss der Potentialquelle zu vermeiden.
Die Kondensatoren e, f stellen die Kapazitäten dar, die Übersprechen zwischen dem Doppelsprechstromkreis und seinen Seiten 13, 13', 14, 14' bewirken, zusammen mit der Änderung, die in diesen Kapazitäten durch Einstellen des Kondensators 25 hervor-
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der Leiterabschnitte wird in der gleichen Art und Weise bewirkt wie vorher beschrieben.
Darnach wird der Schalter 47 umgelegt, wodurch eine derartige Verbindung zwischen Leitern und Prüfapparat hergestellt wird, dass die Messung der Unausgeglichenheit zwischen dem Doppelsprechstromkreis und seiner andern Seite 11, 11'bis 12, 12'vorgenommen werden kann. Die endgültige Verbindung des Kabels wird zweckmässig in solcher Weise vorgenommen, dass unter Berücksichtigung aller Messungen sich die'geringsten Kapazitätsunterschiede ergeben.
Um ein Beispiel für die praktische Anwendung der beschriebenen Einrichtung zu geben, möge angenommen werden, dass sich die Schalter 40, 41, 42 in ihrer gewöhnlichen Stellung befinden, in der sie die Leitergruppen unmittelbar in der Folge 11 mit 11', 12 mit 12'usw. verbinden und dass sich die Schalter 30, 47 in solcher Lage befinden, dass sie die Messung der Kapazitätsbeziehung zwischen dem Doppelsprechkreis P, p2 und pl, p3 zu seiner Seite P, p2 vorzunehmen gestatten. Der am Hörer abhörende Beobachter stellt den beweglichen Belag des Kondensators solange ein, bis er kein Summergeräusch mehr hört. Es möge der Zeiger der Vorrichtung 20 Mikro-Mikrofarad in diesem Augenblick anzeigen.
Durch Umlegen des Schalters 40 wird dann die Verbindung des Stammstrom- kreises P, p2 vertauscht, so dass seine Drähte jetzt in der Weise 11, 12'und 12, 11'ver- bunden sind, und durch Einstellen des Kondensators werde eine Verschiedenheit von 40 Mikro-Mikrofarad festgestellt. Dann wird der Schalter 47 umgelegt, und es wird die
Beziehung des Doppelsprechstromkreises zur andern Seite P'P3 geprüft, während das andere zugehörige Paar P, p2 mittels. des Schalters 40 in die Anfangslage zurückgebracht wird, weil sich hierfür eine bessere Ausgeglichenheit ergab. Das jetzt geprüfte Paar ist in der normalen Lage des Schalters unmittelbar verbunden. Es möge als Ergebnis eine Ver- schiedenheit von 330 Mikro-Mikrofarad gefunden werden.
Nach Vertauschen der Seite p" p1 mittels des Schalters 41 in der Weise, dass'13, 14'bis 14, 13'verbunden sind, möge sich eine Abweichung vom Ausgleich von 30 Mikro-Mikrofarad ergeben. Bei dieser Art der Ver- bindung der Paare, p.. p2 unmittelbar, Pl, P3 vertauscht-wird der Schalter 30 in die
Lage der Fig. i umgelegt und die Kapazitätsbeziehung zwischen den Seiten-oder Stamm- stromkreisen geprüft, wobei sich eine Unausgeglichenheit von 90 Mikro-Mikrofarad ergibt.
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Kabels werden nun entsprechend dieser Verbindung dauernd aneinandergelegt.
Bei dieser Art des Ausprüfens fand der Schalter 42 keine Anwendung ; hätte sich jedoch ein genügender
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Ausgleich nicht herstellen lassen, so wäre er umgelegt worden, um die Paare P, ; P'. p2 aneinanderzulegen und die Messungen wären dann wiederholt worden.
Die Erfindung, die hier in Anwendung zur gleichzeitigen Bestimmung der Unausgeglichenheiten zwischen den Kapazitäten zweier. Kabelabschnitte beschrieben worden ist, ist in gleicher Weise anwendbar zur Messung eines einzigen Abschnittes, der entweder an die Klemmen 21 bis 24 oder 21' bis 24' angeschlossen werden kann, wobei von den Schaltern 40, 41, 12 nur diejenigen geschlossen werden, die zu dem gewählten Klemmensatz gehören. Über dies ist der Apparat nicht nur vorteilhaft anwendbar zum Prüfen der Unausgeglichenheiten in Doppelsprechkreisen, sondern'kann auch Anwendung zur Bestimmung der Kapazitätsbeziehungen in andern Verbindungen finden.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Vorrichtung zur Ermittlung der Kapazitätsbeziehungen zwischen den Elementen eines Doppelsprechkreises (Phantomkreises), gekennzeichnet durch einstellbare Kapazitäten, mit welchen die zu vergleichenden Elemente derart in Verbindung gebracht werden, dass durch Veränderung der einstellbaren Kapazitäten eine Kapazitätsgleichheit der geprüften Elemente herbeigeführt werden kann, wobei das Mass der Veränderung der einstellbaren Kapazitäten die Grösse der Kapazitäts-Unausgeglichenheit anzeigt.
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