Schaltungsanordnung für mit Verstärkern versehene Leitungen. Die Erfindung betrifft eine Schaltungs anordnung für mit Verstärkern versehene Leitungen. Der Eingangs- bezw. Ausgangs scheinwiderstand der Verstärkerschaltungen verläuft in Abhängigkeit von der Frequenz wesentlich anders als der Wellenwiderstand der Leitung. Dadurch treten Reflexionen auf, die zu Echostörungen führen und deren Rückwirkung bei Zweidrahtverstärkern die Nachbildung der Fernleitungen an den be nachbarten Verstärkerscbaltungen stören.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist nach der Erfindung mindestens einer der Scheinwiderstände jedes Verstärkers durch Impedanzelemente derart umgebildet, dass der Unterschied zwischen dem Wellenwider stand der Leitung und dem umgebildeten Scheinwiderstand des Verstärkers für den zu übertragenden Frequenzbereich herabge setzt ist.
Die Zeichnung bezieht sich auf zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes. Abb. 1 stellt ein Schema einer Vierdrahtverbindung dar. Zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels ist ein einzel ner Verstärker mit den den Scheinwider stand umbildenden Elementen in Abb. 2 herausgezeichnet, und die Wirkungsweise der Umbildungsimpedanz ist in der Abb. 3 erläutert; Abb. 4 zeigt eine andere Ausfüh rungsform der Anordnung, die insbesondere für Freileitungen geeignet ist, und deren Wirkungsweise anhand der Abb. 5 und 6 dargelegt wird.
Abb. 1 zeigt das Schema einer mit Ver stärkern 3, 4, 5<B>...</B> versehenen VierdraUt- verbindung. Die elektrische Energie soll von 1, 2 über die Verstärker 3, 4, 5... nach 6, 7 übertragen werden und von 7 nach 1 über die untere Reihe der Verstärker. Wie durch die ausgezogenen und gestrichelten Pfeile angedeutet ist, treten Reflexionen auf. Die Energie verläuft vom Eingang jedes Verstärkers zum Ausgang des vorhergehen den zurück, wo sie wiederum reflektiert wird. Solche Reflexionen können an und für sich mehrfach erfolgen. In der Hauptsache kommt es aber auf die nur einmal reflek- fierten Ströme an.
Diese gelangen mit einer zeitlichen Verspätung nach dem Ende der Leitung und erzeugen dort den Eindruck eines Echos.
Es wird nun in diesem Ausführungs beispiel eine Verminderung der Reflexion dadurch erzielt, dass die Eingangs- und Aus gangsscheinwiderstände der Verstärker um gebildet werden. - Hierzu dienen gemäss Abb. 2 Impedanzen J, und J., die vor und hinter den Verstärker V geschaltet sind.
Beispielsweise besteht die Umbildungsimpe danz, falls es sich um ein Pupinhabel han delt, aus einem Kondensator C im Zug der Leitung, zu dem noch ein Schwingungskreis t ai -is parallel geschalteter Selbstinduktion L und- Kapazität K in Reihe liegen kann. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist in Abb. 3 erläutert.
Die Kurven stellen schematisch die Imaginärteile Jrra der in Frage kommenden Scheinwiderstände in Ab hängigkeit von der Frequenz f dar. Der Realteil des Ausgangswiderstandes eines Vierdrahtverstä.rkers. hat bereits wie der Realteil des Kabelwellenwiderstandes einen mit der Frequenz ansteigenden Verlauf, so dass er bei der Umbildung im all gemeinen eine geringe Rolle spielt. Wenn nötig, wird man aber auch den Realteil um bilden.
Wie das erfolgen kann, wird beim zweiten Ausführungsbeispiel verständlich werden.
Die Kurve 31 zeigt den Verlauf für den Ausgangswiderstand eines Vierdrahtverstär- hers, 32 für den Wellenwiderstand des Ka bels. Durch Vorschaltung einer Kapazität, deren Scheinwiderstand- in Kurve 33 darge stellt ist, erhält der Ausgangswiderstand des Verstärkers den Verlauf nach Kurve 34, da die Reaktanzwerte sich addieren. Für den untern Frequenzbereich wird hierdurch gute Übereinstimmung erzielt. In vielen Fällen wird es erwünscht sein, weiterhin die Diffe renzen für die hohen Frequenzen herabzu setzen.
Zu diesem Zweck kann der Schwin gungskreis KL verwendet werden, dessen R.eaktanz die Linie 35 zeigt. Schaltet man diesen Kreis in Reihe zu dem Kondensator C und dem Verstärkerausgang, so erhält man die Reaktanzkurve 36, die von der Reaktanz- kurve des Wellenwiderstandes der Leitung nur noch wenig abweicht. Die Reflexionen werden demnach erheblich vermindert.
Die Eingangswiderstände von Vierdralit- verst:ärkern und Zweidrahtverstärkern zeigen eine im grossen und ganzen ähnliche Fre- quenzabhängigkeit wie der Ausgangswider- stand eines Vierdralitverstärkers, der im vorhergehenden Beispiel ausführlicher be handelt wurde. Daher lassen Sich die be- sehriebenen Lmbildungsschaltungeil mit ei nigen Abänderungen auch dort verwenden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bezieht sich auf eine mit Doppelrohrzwisehenverstärkern aus gerüstete Zweidralitfreileitun-. In Abb. 4 ist die Umbildung des Ein-angswiderstan- des des Verstärkers dargestellt.
Von dein Verstärker ist schematisch nur der zinn Verstä nrJnis notwendigf# Teil gezeiehnet. Ein Unterschied zwischen Einganos_ und Aus- @an@swidcrstand i..f hei Zweidrahtverstä.r- kern nicht= zu niaclici@. Die Umbildungs- impedanz besteht
beispielsweise aus dein Widerstand R parallel zum Eingang des Verstärkers und aus der Parallelschaltung eines Widerstandes Il' und Kondensators C in Reihe zum Verstärker.
In Abb. 5 sind die Realteile Re, in Abb. 6 die Imaginä rteile Jaiz der Schein widerstände in Abhängigkeit von der Fre quenz f gezeichnet. Die Kurven<B>50</B> und 60 zeigen die Komponenten des Eingangs widerstandes des Verstärkers.
Durch Paral- leIchaltung des Widerstandes R wird vor allem der Realteil, in geringerem Masse auch der Imaginä.rteil verli:leinert, wie die I%ur- ven 51 und 61 zeigen.
Die Komponenten des -Wellenwiderstandes der Freileitung sind in Kurve 52 und 62, die Komponenten der Parallelselialtung aus 11' und C in den Kur ven 53 und 63 dargestellt. Addiert man die Werte der Kurve 51 und 53, so erhält man die kurve 54 für den Realteil des umge bildeten Eingangswiderstandes des Verstär kers. Desgleichen folgt durch Addition der Werte von 61 und 66 die Kurve 64 für den Imaginärteil des Eingangswiderstandes.
Wie man sieht, verläuft der umgebildete Ein gangswiderstand des Verstärkers im wesent lichen in der Nähe der Wellenwiderstands kurven 52 und 62 für die Leitung.
Die Nachbildung N muss so beschaffen sein, dass sie den Scheinwiderstand der Zu sammenschaltung R, G, W und der Fern leitung nachbildet. Natürlich können die umbildenden Elemente auf der Nachbil dungsseite symmetrisch zwischen Aus gleichsübertrager und der Nachbildung N, die in diesem Falle nur den Wellenwider stand der Leitung nachzubilden hat, wieder holt werden. Durch die Umbildung der Verstärkereingangswiderstäncle wird die Nachbildung der Leitung erleichtert und verbessert, weil die Eingangswiderstände der Verstärker so umgebildet sind, dass sie sich dem Wellenwiderstand der Leitungen besser anschliessen. Infolgedessen verläuft auch der Scheinwiderstand der Leitung im wesent lichen wie ihr Wellenwiderstand, der durch bekannte Schaltungen gut nachgebildet wer den kann.
Dadurch werden die Nachbildungs fehler herabgesetzt und die Verstärkung kann höher gewählt werden, ohne dass Pfei fen oder durch Rückkopplung bedingte Sprachverzerrungen eintreten.