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Fernsprechleitung mit Zwischenverstärkerschaltung.
Die Zwischenverstärkerschaltungen, welche man in Fernsprechleitungen benutzt, beruhen entweder auf dem Ausgleich-oder dem Richt-bzw. Umschalteprinzip. Bei Schaltungen der ersteren Art müssen die Scheinwiderstände der beiden durch die Zwischenverstärkerschaltung verbundenen Fernleitungsabschnitte bzw. die Scheinwiderstände jeder der beiden Fernleitungsabschnitte mit einer ihm zugeordneten Kunstleitung, im Falle es sich um eine Doppelrohrverstärkerschaltung handelt, sorgfältig ausgeglichen sein, da sonst bei Überschreiten eines gewissen Verstärkungsgrades ein durch die Rückkehr des verstärkten Stromes zu der Empfangsseite verursachtes störendes Pfeifen einsetzt, welches die Verständigung erschwert oder sogar unmöglich macht. Je besser die Übereinstimmung der Scheinwiderstände ist, um so höher ist die erzielbare Verstärkung.
Bei den Zwischenverstärkerschaltungen nach dem Richt-oder Umschalteprinzip erfolgt durch die von dem jeweilig sprechenden Teilnehmer ausgehenden Sprechströme durch diese selbsttätig ein Richten der Verstärkerschaltung in der Weise, dass ihre Empfangsseite dem sprechenden, ihre Sendeseite dagegen dem hörenden Teilnehmer zugekehrt wird. Diese Umschaltung kann vermittelst mechanischer Relais oder auch durch Potentialverlagerung zu den Verstärkerröhren erfolgen. Bei Schaltungen dieser Art tritt die Pfeifgefahr durch Rückkoppelung des verstärkten Stromes nicht auf, dagegen können Störungsströme die Umschaltung bewirken und dadurch die Verständigung erschweren.
Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, Störungen durch Pfeifen in dem einen Fall und durch ungewünschte Umsteuerung in dem anderen Fall auf ein Mindestmass dadurch herabzumindern, dass nur Wechselströme innerhalb eines begrenzten Frequenzgebietes bei Ausgleichsschaltungen in die Verstärkerröhren eintreten bzw. bei Richtverstärkerschaltungen zu den Umschaltevorrichtungen gelangen. Dieses wird erreicht durch Verwendung geeigneter selektiver Schaltmittel, wie z. B. Schwingungskreise, Siebketten usw., welche in die zu den Verstärkerröhren bzw. zu den Umschaltvorrichtungen führenden Zweigleitungen eingeschaltet werden.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i die Frequenzkurve eines bei einer Ausgleichverstärkerschaltung verwendeten Übertragers zur Erzielung einer gewünschten Verzerrung der Sprache und Fig. 2 eine Ausgleichszwischenverstärkerschaltung mit nur einem Verstärkerrohr für beide Sprechrichtungen.
Fig. 3 veranschaulicht eine Richtschaltung, die gemäss der Erfindung ausgeführt ist.
Bei Schaltungen nach dem Ausgleichsprinzip besteht die Hauptschwierigkeit darin, dass man in der Herstellung des Ausgleichs zwischen den Scheinwiderständen der Fernleitungsabschnitte bzw. zwischen jedem Fernleitungsabschnitt und der ihm zugehörigen Kunstleitung in der Praxis beschränkt ist. Es ist bisher noch kein Ausgleich gelungen, der für alle Frequenzen gleich gut wäre. So reicht z. B. selbst bei sorgfältiger Nachbildung der Scheinwiderstände einer Pupinleitung durch eine Kunstleitung, wie sie der Amerikaner Hoyt in seinen Patenten angegeben hat, die gute Übereinstimmung nur bis in die Nähe einer gewissen Frequenz, die er als die kritische bezeichnet. In der Nähe dieser Frequenz und darüber hinaus ist die Übereinstimmung sehr
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schlecht und damit die Pfeifgefahr sehr gross.
Werden nun in der Fernleitung Schaltmittel eingefügt, durch welche die Verstärkungsziffer für die verschiedenen Frequenzen derart beeinflusst wird, dass die Verstärkung für das zur guten Verständigung erforderliche Sprachgebiet, also ungefähr in dem Frequenz ;, ;
ebiet 3000 bis ï000 am höchsten ist, für die Frequenzen in den Gebieten darüber und darunter jedoch eine starke Dämpfung vorhanden ist, die eine entsprechende niedrigere Verstärkung zur Folge hat, so wird die Pfeifgefahr für die ausserhalb des Sprechgebietes liegenden Frequenzen stark herabgesetzt, so dass das Einsetzen des Pfeifens nur bestimmt wird durch die Güte der Übereinstimmung von Fernleitung und Kunstleitung im begrenzten Sprachgebiet und von der Verstärkungszahl in diesem Gebiet. Denselben Vorteil erzielt man mittels der Erfindung bei Fernleitungen mit gewöhnlicher Zwischenschaltung, d. h. bei
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meidung von Kunstleitungen.
Bei derartigen Leitungen kommt es dann nur auf die Güte der Übereinstimmung der Scheinwiderstände der an die Zwischenschaltung gelegten Fernleitungsabschnitte für das begrenzte Sprechgebiet an.
Die Einführung derartiger selektiver Schaltmittel in die Fernleitung bringt aber den Nachteil mit sich, dass durch sie auch die Sprechfrequenzen innerhalb der gegebenen Grenzen gedämpft werden, und zwar unter diesen besonders stark die höheren, schon so wie so durch
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mehr nach den höheren Frequenzen hin verschoben ist, so dass eine mit der Frequenz ansteigende Verstärkung stattfindet und dadurch die Verzerrung durch die Schaltmittel sowohl als durch die Fernleitung ausgeglichen wird. Dieses ist nur möglich, weil gemäss der Erfindung die Schalt-
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Frequenzen herbeiführen, andernfalls würden auch diese bei Verschiebung des Maximums der Selektivität nach der oberen Sprechgrenze hin mehr verstärkt und das Pfeifen wieder ent- sprechend früher eintreten.
Zur Erzielung der mit der Erfindung beabsichtigten Wirkung gibt es verschiedene Mittel, von denen im folgenden einige beispielsweise angegeben sind. So kann man durch Wahl der Eigenschwingung der für die Zwischenschaltung verwendeten Übertrager der Frequenzkurve die durch Fig. 1 dargestellte Form geben. In dieser Figur bedeutet die Abzisse die Frequenz
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erzielen, dass die Verstärkung zwischen Frequenzen ober-und unterhalb des Sprechgebietes stark herabgesetzt wird.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Schaltung, bei welcher vor der Empfangsstelle des zur Zwischenschaltung gehörigen Verstärkers eine Siebkette s angeordnet ist, welche alle Frequenzen oberhalb = 7000 stark dämpft, d. h. die Verstärkung der ganzen Schaltung für das Gebiet oberhalb = 7000 stark herabsetzt, während hinter der Sendestelle des Verstärkers eine Siebkette liegt, welche dieselbe Wirkung für das Gebiet unterhalb = 3000 hervorruft.
Die Zeichenverstärkerschaltung wird als bekannt vorausgesetzt, so
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Siebkette zu dem Zweigpunkt lt und dann bei gutem Ausgleich der Scheinwiderstände der Fernleitungsabschnitte in gleicher Stärke durch die beiden Wicklungen e und f, so dass der Gesamteffekt auf die Wicklung g gleich Null ist, da der Strom in den Wicklungen e und f entgegengesetzt gerichtet ist. Selbstverständlich ist die Lage der Siebketten nicht an die Lage der Zwischenverstärkerschaltung gebunden. Sie kann vielmehr an beliebige geeignete Stellen, z. B in einem Amt zum beliebigen Ein-und Ausschalten oder im Anfang der Leitung angeordnet sein.
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nur dadurch eine geeignete Frequenzkurve gewährleistet wird.
Es sei noch darauf aufmerksam gemacht, dass die selektiven Schaltmittel möglichst aperiodisch sein müssen, damit nicht
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Bei Schaltungen nach dem Umschaltprinzip treten, wie schon erwähnt, sehr häufig Störungen auf, die dadurch verursacht werden, dass die in den Fernleitungen induzierten Fremd- ströme die Umsteuervorrichtung beeinflussen. Derartige Störungen werden nun der Erfindung entsprechend dadurch auf ein Mindestmass herabgesetzt, dass in ähnlicher Weise, wie es vorhin für die zu den Verstärkern führenden Leitungen geschehen ist, in diesem Falle in die zu den
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die Frequenzen im Bereich der Sprechgebiete durchlassen, alle anderen Frequenzen aber stark dämpfen.
Da das Sprechgebiet aber ein ziemlich umfangreiches Frequenzgebiet umfasst, so dass auch dann die Gefahr von Störungen durch Fremdströme noch immerhin erheblich wäre, kann man, da die Umsteuerströme ja nicht sämtliche zur Verständigung der Sprache erforderlichen Frequenzen zu enthalten brauchen, die Störungsgefahr noch weiter herabmindern, indem die selektiven Schaltmittel derart gewählt werden, dass sie nur einen engen Bereich der Frequenzen des Sprechgebietes durchlassen. Dieser Bereich wird z. B. durch Versuche derart bestimmt, dass in demselben während der ganzen Dauer des Sprechen zwar Sprechenergie, aber möglichst keine Störungsenergie vorhanden ist.
Es kann auf diese Weise durch die Wahl eines engen Sprechgebietes, für welches die selektiven Schaltmittel nur durchlässig sind, fast jede Störungsgefahr ausgeschaltet und durch genügende Verstärkung der Umschalte-bzw. Richtströme dennoch
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die Frequenzen von 3000 bis 7000 umfasst und die selektiven Schaltmittel so bestimmt und bemessen werden, dass sie z. B. nur die Frequenzen zwischen 3800 bis 4000 durchlassen, alle anderen Frequenzen aber stark dämpfen, dann ist die Störungsgefahr gegenüber einer selektiven Schaltung, die sämtliche Sprechfrequenzen durchlässt, im Verhältnis von 200/4000 = 1/20 herabgesetzt. Die durch die Schaltmittel bedingte Verringerung der Umschaltenergie kann durch Verstärker leicht auf den zur Betätigung der Vorrichtung notwendigen Betrag gebracht werden.
Zweckmässig ist es bei dieser Anordnung. die selektiven Schaltmittel hinter einem der zur Verstärkung der Umschaltströme dienenden Verstärker vorzusehen. Befinden sie sich nämlich
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Scheinwiderstandes der selektiven Schaltmittel der Sprache die Wellen verschiedener Frequenz verschieden stark entnommen, so dass die über den Sprachverstärker zum anderen Teilnehmer verlaufenden Sprechwellen eine Verzerrung erleiden. Befinden sich die selektiven Schaltmittel jedoch hinter dem ersten Umschalteverstärker, so gehen sämtliche Frequenzen des Sprechgebietes in dem vorhandenen Verhältnis durch den nicht selektiven Verstärker und eine Sprechverzerrung durch Verhältnisänderung der über die Fernleitung fliessenden Frequenzen wird vermieden.
Neben diesen die Frequenzen verengenden Schaltmitteln können dann noch in den Abzweigleitungen Schaltmittel vorgesehen sein, deren Scheinwiderstände so gewählt sind, dass sie die tieferen Frequenzen gut ableiten, die durch die Fernleitungen, insbesondere wenn es Kabel sind, gegenüber den anderen Frequenzen bevorzugt werden. In dieser Weise lassen sich die Sprechverzerrungen stark vermindern bzw. aufheben.
Ein Schaltungsschema der neuen Richtverstärkerschaltung ist als Beispiel in der Zeichnung in Fig. 3 dargestellt. Für den Sprechverkehr nach beiden Richtungen stehen in bekannter Weise Verstärker VI > V2 zur Verfügung, von denen im Ruhezustand der Verstärker mit seiner
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die über Verstärker t, zu einem Umschalterrelais g führen, dessen Anker h die Wicklung eines Relais i kurzschliesst, das über einen Widerstand w'von einer Batterie B'gespeist wird.
Der Anker k des Relais i liegt in der Fernsprechleitung c, d und dient zur Umschaltung der Leitung von der Empfangsseite des Verstärkers F, auf die Sendeseite von V2. In gleicher Weise sind von der Leitung c, d bzw. von der zu dem Verstärker V2 führenden Leitung Ver-
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Wicklung des Relais t'kurzschliesst, welches über einen Widerstand w'von der Batterie B' gespeist wird.
Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist folgende : Kommen Sprechströme über die Leitungen a, b an, so fliessen sie zum Teile über die abgezweigte Leitung e,. f, werden durch Vl, V2 verstärkt und bringen das Relais g zum Ansprechen. Dadurch wird der Kurzschluss des Relais i aufgehoben, letzteres spricht an und legt durch seinen Anker k den Fernleitungsabschnitt c, d an die Sendeseite des Verstärkers F Die Sprechströme fliessen dann von dem Fernleitungsabschnitt a, b über den Verstärker Fj und den Fernleitungsabschnitt c, d zu dem anderen Teilnehmer. Ein Teil der Sprechströme fliesst dauernd durch die abgezweigte Leitung e, f und dient dazu, das Relais g im Erregungszustand zu halten.
Hört der Teilnehmer an der a, b-Leitung auf zu sprechen, so kehren sämtliche Schaltelemente wieder in die gezeichnete Lage zurück. Spricht dann der Teilnehmer, welcher an dem Leitungsabschnitt c, d liegt, so treten entsprechend die Relais g'und i'in Tätigkeit und der Sprechstrom läuft über den Verstärker V2 von der Leitung c, d nach a, b.
Bei einer derartigen Anordnung können Störungsströme, die in dem einen oder dem anderen Leitungsabschnitt auftreten, das Umschalten der Verstärker bewerkstelligen, auch wenn in diesem Leitungsabschnitt nicht gesprochen wird. Eine Verständigung zwischen den beiden Teilnehmern wird dadurch unmöglich.
Um die Störungsgefahr nun möglichst weit herabzusetzen, können in die Leitung abschnitte e,/bzw. e', f'selektive Schaltmittel1 bzw. l'eingeschaltet werden, welche nur die
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im Sprechgebiet liegenden Frequenzen durchlassen, alle anderen Frequenzen aber stark dämpfen.
Werden die Schaltmittel derart selektiv ausgebildet, dass sie nur die Frequenzen eines begrenzten Teiles des Sprechgebietes durchlassen, so wird die Störungsgefahr in dem Verhältnis dieses Teiles zu dem gesamten Sprechgebiet weiter vermindert. Die damit verbundene geringere Energiezufuhr zu dem Relais g, g'wird durch Einschaltung der Verstärker !'i, bzw. V'l, v', in die Zweigleitungen um den gewünschten Betrag heraufgesetzt.
Wie oben näher angeführt, legt man die selektiven Schaltmittel zweckmässig an die mit II bzw. IF oder III bzw. IIF bezeichneten Stellen zwecks Verminderung einer Verzerrung durch Sprechströme.
Die selektiven Schaltmittel werden zweckmässig veränderbar oder auswechselbar vorgesehen, hinsichtlich der Lage und Breite des Frequenzbereiches, um sie den in den Fernleitungen
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schaltung führen, die zu Störungen Veranlassung geben können.