Hochfrequenzfernmeldeübertragungsanlage. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hoch f requenzf ernmeldeüb ertragungsanlage, in der eine Mehrzahl konzentrie.cher Leiter, die prahtiseh durch Luft von einander isoliert ind, einen übertrag-ungspfa.d für ein breites Frequenzband bilden, wobei XTittel vorhan den sind, um das verfügbare breite Fre quenzband zu verwenden.
lnsbesondere bei Einrichtungen zum Fernsehen hat- sieh ein Bedürfnis nach Über- traganbsleitungs.anlagen mit sehr breiten Frequenzbereichen, gebildet.
-Während indi- viduelle Telegraphenpfade höchstenseinige hundert Hertz und Telephonpfade vielleicht einige tausend Hertz erfordern, benötigt .das Fernsehen, um einem angemessenen Grad von Einzelheiten in den Bildern zu gewährleisten, C\bertrabungsibänder, die Hunderttausende von Hertz breit sind.
Zu gleicher Zeit ist es natürlich möglich, bei einem übertra- gunbspfad, der den Bedürfnissen für da.s Fernsehen genügt, ein sehr breites Frequenz- band in vielleicht Hunderte von Telephon- pfaden aufzuteilen:.
Die Typen von Ühertra:aungsleitungsan- lagen, die gegenwärtig in Verwendung sind, genügen .den Fernsehbedürfnissen bei Über tragung über grosse Distanzen, mit denen eventuell zu rechnen ist, nicht.
Zum Beispiel ergeben gabelgtromkreise mit ihren dünn- drähti.gen, hochkapazitiven Paaren Pfade mit relativ niederem Frequenzbereich und hoher Dämpfung.
.Sie sind bis zu einem gewissen Grad ideal, wo die Verkehrsbedürfnisse viele Pfade des Spre.chfrequenizbereiches. erfordern und wo häufig genug Verstärker eingefügt tverden können, @sind jedoch für Übertragun gen breiter Frequenzbänder unpassend.
Freileitungsstromkreise ergeben infolge der grösseren(Entfernung zwischen .den Dräh ten, sowie der .dickeren Leiter .einen brei teren Frequenzübertragungsberei.ch, welcher den Bedürfnissen von Trägertelephonanlagen mit drei oder vier Pfaden und vielleicht sogar bescheidenen Fernsthanl.agen genügt. Sie unterliegen, jedoch zwei mit ihrem Wesen untrennbar verbundenen und schwerwiegen den Einschränkungen,.
Die erste ist dia Tat sache, dass die Niebenschlussverluste infolge der besonderen Isolierungsverhältnisse, die bei Freileitungen vorliegen, von der Wit terung abhängen. Den Problemen, die die Stabilität der Übertragung betreffen, kommt infolgedessen insbesondere in Verbindung mit der Verwendung höherer Frequenzen eine grosse Bedeutung zu. Der zweite innewoh nende Mangel ist die Neigung zur Inter ferenz.
Die ausgebreiteten elektro.magmeti- schen und elektrischen Felder, die durch -die Freileitungskonstruktion bedingt werden, ge stalten die Verhinderungen von hTebenspre- chen zwischen in unmittelbarer Nähe gele- enen Paaren schwierig und, mac en den g<B>o</B> 'h Stromkreis, verhältnismässig empfindlich ge gen äussere Interferenz, Starkstromgeräu- s.ehe, statische Störungen, usw.
In dieser letzteren Hinsicht ist @die Freileitung der Kabelanlage mit ihren fest gebundenen, dicht abgeschirmten Gruppen von Leitern unbe dingt unterlegen.
Es mag erwähnt werden, dass ein breiter Frequenzbereich natürlich auf drahtlosem Wege übertragen werden kann, insbesondere bei Verwendung .der kürzeren. Wellen.. Die drahtlos:,, Übertragung mit kurzen Wellen unterliegt indessen, was die Zuverlässigkeit und Stabilität der Übertragung und die In terferenz betrifft, sowie tufo.lge,der Tatsache, dass der ganzen Welt nur ein einziges Fre- quenzs.pektrum zugänglich ist, bedeutenden Einschränkungen.
Es wäre infolgedessen äusserst vorteilhaft für die weitere Entwick lung der Fernmeldetechnik, wenn es, möglich wäre, solche weite Frequenzbereiche in mehr oder weniger in sich selbst abgeschlossenen Drahtübertra.gungspfaden, die gegen äussere elektrische Einflüsse geschützt sind und bei ,denen in über ihre Länge verteilten Inter vallen Verstärker eingefügt werden können, zu übertragen.
Bei Kabelstromkreisen überstieg bisher der -verwendete Frequenzbereich zirka. 5000 Hertz nicht, indessen sind Mittel bekannt, durch die es möglich wird, Frequenzen bis zu<B>8000</B> Hertz zu verwenden, und einige Be achtung wurde der Verwendung von noch höheren Frequenzen von bis, zu 20000 oder 30000 Hertz geschenkt. In Freileitungen wird gegenwärtig ein Bereich bis zu zirka <B>30000</B> Hertz verwendet, und man darf er warten,
dass sich zukünftig die Verwendung von Frequenzen bis zu vielleicht 50000 oder 60000 Hertz ökonomisch rechtfertigt. Je"doeh scheint es, dass diese Frequenzbereiche von den Bedürfnissen einer Fernsehanlage, die für alle Zwecke einen angemessenen Grad von Einzelheiten gewährleistet, sowie auch von den Bedürfnissen von Fernphotographie und Fernkinematographie, welche Bancl'brei- ten von 200000 bis über eine Million Hertz benötigen, weit entfernt sind.
Die Anlage nach vorliegender Erfindung gestattet, ein breites Frequenzband zu über tragen.
Die Leitung kann halb biegsam ausge führt werden und vermittelst eines. Tragseils, wie irgend ein. gewöhnliches oberirdisches Kabel, oberirdisch auf einer Stangenlinie be- festigt sein, oder sie kann starrer ausgebil det sein und unterirdisch in eine Rohrlei tung verlegt werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den begleitenden Zeich nungen .dargestellt, in denen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Gesamt- anlage, Fig. 2 einen Schnitt durch die konzen- trische Leiteranordnung, die verwendet wird, Fig. 3 bis und mit 9, Kurven,
die die charakteristischen Merkmale .der Leiteranla gen illustrieren, F'ig. 10, 11, 12 und<B>13</B> schematische Dia gramme, die verschiedene Möglichkeiten, wie zwischenliegende Verstärker in der konzen trischen Leiteranlage angeschlossen werden können, zeigen, Fig. 14,ein schematisches, Diaggramm,
das ein anderes der Gesamt- anlage nach der Erfindung darstellt, Fig. 15 ein Schema, das die Trä.gerwellen- endapparatur, die der konzentrischen Leiter anlage beigeordnet ist, zeigt, Fig. 16 ein ähuliohes Schema, welches zeigt, wie doppelte Modulation und Demodu- lation verwendet werden kann,
um das ver- fügbare Frequenzband in eine grosse Anzahl von Trägerpfaden aufzuteilen, Fig. 17 und 18 schematische Diagramme, aus denen ersichtlich ist, wie eine Tandem- 3Todulations- und- D-emodulationsausrüstung verwendet werden kann, um .das verfügbare Frequenzband in Trägerpfade aufzuteilen, Fig. 19 ein detailliertes Diagramm der Modulationseinrichtung,
die in Verbindung mit Fig. 17 verwendet wird, und Fi-. 20 ein .detailliertes :Schaltschema der 1)cmodulationsa:
nordnung, die in Verbindung mit Fig. 18 Verwendung findet, .darstellen. Gesamtanlage. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemässen Anlage ist in Fig. 1 .schematisch dargestellt. Das konzentrische Leitergebilde weist hier zwei Abschnitte Li und L2 mit einem zwischenliegenden Verstärker R und der Endapparatur an den Enden auf.
Zur Illustration der verschiedenen wahlweisen Verwendungsmöglichkeiten eines solchen Übertragungspfades sind Klinken Ji und J2 und Stöpsel Pi, P'i, P2, P'2 an den Enden dargestellt, durch die der konzentrische Lei ter an irgend einen der verschiedenen Sätze von Endapparaturen angeschlossen werden kann, welche vermittelst passender Filter, Modulatoren, Demodulatoren, usw., welche nachstehend genauer beschrieben werden,
den gesamten verfügbaren Frequenzbereich der besonderen gewünschten Verwendung ent sprechend aufteilen..
Beispiele zweier Sätze von End:appara.- i.uren sind schematisch dargestellt. Ein Satz umfasst Fernsehapparaturen TVi und TV2 für ein sehr breites Frequenzband, welches das gesamte Frequenzspektrum. des konzen trischen Leitergebildes :einnehmen kann.
Die Stöpsel P'i und P'2 dienen dazu, diese<B>Ap-</B> parate an die Übertra.gungsleitung anzu- sehliessen. Eine andere Endapparatur umfasst Trä,gerwellen-Teleplhonendanordnungen' CTi und CT2, welche mit .der Übertraguugsleitüng vermittelst Stöpseln Pi und P2 willkürlich verbunden werden können.
Im Fall. einer Trägerwellentelephonausrustung kann bei einem totalen Frequenzspektrum von zum Beispiel 500000 Hertz, welches zur Übertra <B>gung</B> in jeder Richtung verfügbar ist,. und unter der Voraussetzung, dass zur Übertra- 9 n- in jeder Richtung für jeden Pfad eine u el Unterbandbreite von 8000 Hertz verfügbar ist, eine Gesamtheit von etwas, mehr als <B>150</B> Telephonpfa.den angeordnet werden.
Die vorgeschlagene Type von Gebilde ist also, was seine Übertragungskapazität bei Fern- übertragung anbelangt, dem gewöhnlichen Fernkabel vergleichibar.
Der Übertragungsleiter umfasst wie in Fig. 2 dargestellt ist, einen äussern röhren- förmigen Leiter 10 aus Kupfer oder einem andern leitenden Material und einen zweiten röhrenförmigen Leiter 12, der mit Bezug auf die Röhre 10 konzentrisch angeordnet ist.
Die Leiter sind .der Endapparatur so beige ordnet, dass der eine röhrenförmige Leiter als Rückleitung für den andern und nicht bloss als Schirm dienst. Um zu erreichen, d@ass die Dämpfung bei hohen Frequenzen :gering ist, muss der Ab leitungsverlust zwischen .den Leitern auf ein Minimum reduziert werden.
Da der Ablei tungsverlust durch die Natur des Dielektri- kums, das zwischen den Leitern angeordnet ist, bedingt wird, muss das Dielektrikum hauptsächlich aus Luft bestehen., da in die sem Fall keine Ableitung auftritt. Dement sprechend werden die beiden Leiter vermit telst distanzierter dielektrischer Scheiben 14 in der richtigen konzentrischen Beziehung und ausser gegenseitigem elektrischem Kon- taktl .gehalten.
Diese Scheiben sind in pas sender gegenseitiger Entfernung angeordnet und sind so dünn hergestellt, wie es- die be nötigte mechanische Festigkeit zulässt, und bestehen aus einem Dielektrikum mit gerin gem Verlustwinkel und niedriger Dielektri- zitätskonstaate. Es kann .dadurch der Ablei- tungsverlust (welcher in einer gewöhnlichen Freileitungsaalage einen grossen Teil der Dämpfung umfasst), so klein gemacht wer den, dass er praktisch vernaohlässigbar ist.
Zum Beispiel können Hartg<U>ummi</U> oder ins besondere Pyrexglas oder Isolantit zur Her stellung der Isolierungsscheiben 14 verwen det werden. Übertragungslcenngrösse. Wie später auseinandergesetzt werden soll, ist eine leitende Anlage dieser Type, selbst wenn der äussere Leiter .geerdet isst, praktisch frei von äusserer Interferenz. Es ist infolgedessen möglich, :
die konzentrische Leiteranordnung auf den metallischen Stüt zen .einer gewöhnlichen oberirdischen Kabel anlage zu befestigen oder die Anordnung direkt in die\ Erde einzugraben oder in eine Rohrleitung zu verlegen, wie sie für die un terirdischen Kabel Verwendung findet.
Zwi schen dem äussern Leiter und irgend wel chen äussern leitenden Anlagen ist zur Ver hinderung von Interferenz keine Isolation nötig. Die Isolation der Anlage ist, soweit sie die Übertragung beeinflusst, infolgedessen völlig auf den Raum zwischen zwei kon zentrischen Leitern beschränkt.
Wenn man also den äussern Leiter wasserdicht macht, ändert,die Ableitung, die infolge des Dielek- trikums, aus dem die Scheiben 14 hergestellt sind, auftritt, nicht unter dem Einfluss der Witterung und die Oberflächen der dielektri- schen Scheiben erleiden im Verlaufe der Zeit keine Beschädigung n infolge von Ansamm- lungen von Schmutz oder andern fremden Substanzen.
Der Ableitungsverlust der An lage ist infolgedessen auf denjenigen Ablei tungsverlust beschränkt, welcher auf das di- elektrische Material, aus dem die Scheiben bestehen, zurückzuführen ist, wie er, solange die Scheiben neu, rein und trocken sind, auf tritt.
Falls pae'sen(d gutes dielektrisches Ma terial verwendet wird, isst der Ableitungsver lust, ,der infolge der Unterstützungsscheiben auftritt, praktisch vernachlässigbar, und falls ein Material mit sehr geringem Ver- lustwinkel und kleiner Dielektrizitätskon- stante verwendet wird,
ist derjenige Dämp- fungsfal-,tor, der auf die Ableitung zurück zuführen ist, so klein, dass er praktisch ver- nachläss:ig-t werden kann. Bei gewöhnlichen Freileitungskonstruktionen (welche bei hohen Frequenzen: die niederste Dämpfung unter allen Konstruktionstypen, die in der Telephontechnik :
gegenwärtig Verwendung finden, aufweisen) war die Dämpfung, die infolge der Ableitungsverluste auftrat, sehr gross und steigt bei nassem Wetter beinahe unbegrenzt an. Bei der vorliegenden Type von Konstruktion kommt diesem. Dämpfungs- faktor eine äusserst geringe Bedeutung bei und jede Dämpfung, die auf diesen Faktor zurückzuführen ist, ist konstant und nicht infolge verschiedener Witterungsbedingun- gen veränderlich.
Bei der gewöhnlichen Type von Leiter anlage, sowohl bei Freileitungen als Kabeln, bei der ein massiver Draht als Rückleitung für einen: andern massiven Draht dient, ist die Dämpfungskomponente, die infolge des Leiterwiderstandes auftritt., bei hohen Fre quenzen von grosser Bedeutung.
Wie wohl bekannt ist, ist, wo ein massiver Leiter Ver wendung findet, wenn die Frequenz zu nimmt, ein immer grösserer Teil des Stromes bestrebt an oder in der Nähe der Oberfläche des Leiters zu fliessen, so dass sich bei hohen Frequenzen das Leitungsmaterial in der Nähe der Leiterachse an der Stromführung nur schwach beteiligt. Infolgedessen nimmt der Leiterwiderstand mit der Frequenz zu, da ein immer kleiner werdender Teil des Querschnittes -des Leiters nutzbringend ver wendet wird.
Falls, die gleiche Menge von Leitermaterial in Form .einer verhältnismässig dünnen Schale angeordnet wird, wird der Widerstand bei irgend einer gegebenen Hoch frequenz stark reduziert, da sich nunmehr beinahe das gesamte Leitermaterial an der Stromführung wirksam beteiligt.
Bei der gezeichneten Leiteranlage weisen beide Lei ter, da äc Ials) :dünne, hohle Mäntel aus gebildet sind, bei hohen Frequenzen unter dem Einfluss des Skineffektes, einen viel Creringeren MTiderstand als ein gewöhnlicher Cbertragungsstromkreis, der aus zwei massi ven Drähten besteht und den glichen Quer schnitt hat, auf.
In der Tat ist bei einer Anlage konzentrischer Leiter, wie sie hier beschrieben ist, der Strom infolge des wohl bekannten Skineffektes bei höheren Frequen zen bestrebt, mehr und mehr an der innern Oberfläche des äussern Leiters und an .der äussern Oberfläche des innern Leiters zu flie ssen. Dies hat zur Folge, dass, ob- wohl die Komponente der Dämpfung, die auf den Wi derstand des Leiters zurückzuführen ist, mil der Frequenz zunimmt, das Verhältnis der Zunahme bedeutend geringer ist, als im Fall einer Freileitung.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist also die eine Komponente der Dämpfung, die auf die Ableitungsver luste oder den sogenannten Nebenschluss- effekt zurückzuführen ist, auf praktisch ver- nachlässigbare Quantitäten reduziert, da.
das, Dielektrikum zwischen den Leitern, das grösstenteils aus Luft und aus dem andern verwendeten Dielektrikum besteht, .eine nur geringe Ableitung bedingt, während die an dere Dämpfungskomponente, nämlich die jenige, die auf den Leiterwiderstand oder den sogena.nnten Reiheneffekt zurückzuführen ist. verglichen mit der gewöhnlichen Type von Leiteranlage, bei einer gegebenen Frequenz sehr vermindert ist..
Die Kurve .der Fig. 4 zeigt die berech nete. Dämpfungsfrequenzcharaliteristik für einen Abschnitt eines konzentrischen Leiter stromkreises, von hundert Meilen. Länge, w el- eher als Verstärk erfeld betrachtet werden kann. Beider Berechnung der Daten für diese Kurve wurde der äussere Durchmesser des äussern Leiters 21-i Zoll stark vorausgesetzt und die Dicke der Leiterwand 0,1 Zoll. Da.s Verhältnis des innern Durchmessers: des äussern Leiters zum äussern Durchmesser des innern Leiters beträgt 3,6 : 1.
Die Isolation wurde unter der Annahme berechnet, dass als Dielektrikum Luft und Distanzierungs- scheiben, die in gegenseitiger Entfernung von fünf Fuss angeordnet sind, Verwendung fin det. Die Distanzierungsscheiben beeinflus- sen jedoch die errechneten Resultate sehr schwach.
Aus der Kurve der Fig. 4 erkennt man, dass die Dämpfung; bei einer Frequenz von einer Million Hertz von der Grössenordnung 60 Dezibel ist. Falls das Gebilde ein Frei leitungspaar gleicher Länge wäre, würde diese gleiche Dämpfung bei einer Frequenz von ungefähr _150000 Hertz aufgetreten sein und im Fall eines einzelnen Paares eines gewöhnlich pupinisierten Fernkabels hätte man die gleiche Dämpfung bei einem Fre quenzband von nur 5000 Hertz Breite er reicht.
Hieraus ist die grosse Überlegenheit des konzentrisehen Leiters vom Dämpfungs- sta-ndpunkt aus betrachtet klar ersichtlich. Ein anderes von beträchtlicher Wichtigkeit, insbesondere in Verbindung mit der Distanzierung von Verstärkern in einem sehr langen Stromkreis oder mit der Grösse der Verstärker, die benötigt Urerden, um die Interferenz zu beheben, ist die Aufnahme- fähigkeit des Liters:
für äussere Geräusche oder Nebensprechen. In diesem Zusammen hang sind: die Kurven der Fig. 3 von be sonderem Interesse. Sie zeigen die Abnahme des Nebensprechens am fernen Ende zwi schen zwei parallelen Leiteranlagen bei wach ender Frequenz.
Die obere Kurve stellt bezogen auf die linke Skala den Verlust in Dezibel zwischen .dem nach dem .störenden Stromkreis in einem gegebenen Verstärker- abschnitt eintretenden Strom und dem vom gestörten Stromkreis am entgegengesetzten Ende des gleichen Verstä.rkerabschnittes aus tretenden Nebensprechstrom ,dar, das heisst alsto@ was den Fachleuten als "korrigiertes Übersprechen am entfernten Ende .der Lei tung" bekannt iA. Fa-lls!,
die Dämpfung des Verstärkerabschnittes (welche durch die un tere Kurve in Verbindung mit der rechten Skala dargestellt ist), von diesem Betrag abgezogen wird, erhält man einen Wert, der als unkoirigiertes Nebensprechen am ent fernten. Ende bekannt ist (eili Mass des gröss ten Nebensprechens -am entfernten Ende), welches in normalen Kabelabschnitten mit zunehmender Frequenz schlechter wird und nicht besser, wie im vorliegenden Fall.
Bei <B>1500</B> Hertz beträgt zum Beispiel das korri gierte Nebensprechen, am fernen Ende 80 Dezibel und hat sich bei 5500 Hertz auf 100 Dezibel verbessert, was eine Verbessen-in- von ungefähr 20- Dezibel oder eine Volumen- verbesserung des '.\T-eben.sprechens von 10 : 1 bedeutet. Hiergegen ist eine kleine Verstär- kiungsgradzunahme vou ungefähr 3 Dezibel von der untern Kurve abgelesen in Gegen rechnung zu bringen, so dass sich eine Ge samtreduktion von 17 Dezibel ergibt.
Diese progressive Zierbesserung des Nebensprechen bei wachsender Frequenz wirkt sich propor tional weiterhin in der verminderten Auf- nahmefähi.gkeit der Anlage für N eben:sprz- chen am nahen Ende und Geräusche, wie sie durch Starkstromleitungem hervorgerufen werden, aus. Das durchschnittliche Neben- sprechen am nahen.
Ende ist, wie wohl be kannt ist, mit dem unkorrigierten Neben- sprechen am entfernten Ende über eine Funk tion verknüpft, die eine Verbesserung .des Nebensprechens mit zunehmender Dämpfung zeigt, so dass es selbstverständlich ist, dass im vorliegenden Fall das Nebensprechen am nahen Ende ebenfalls besser wird, wenn die Frequenz zunimmt.
Dies ist wie man für das Dia, mamm erkennt, der Fall, selbst wenn man den Verstärkungsgrad des Verstärkers in Berücksichtigung zieht (das heisst falls der Verlust, der durch die untere Kurve dar gestellt wird, ein zweites Mal von der obern Kurve abgezogen wird). Auf diese ZV eise ist es möglich, von dieser Figur abzuleiten, dassi das Nebensprechen am nahen: Ende der A nla,ge als Ganzes, das heisst des Kabels und der Verstärker, der gewöhnlichen Erfahrung entgegen, mit zunehmender Frequenz besser wird.
Ähnlicherweise kann .die gleiche Kurve als Mass des Geräusches verwendet werden, das in die Anlage von äussern Quellen ein geführt wird, in welchem Fall offensichtlich die Differenz zwischen ,der übern und untern Kurve die interessierende Grösse ist, da die obere Kurve die Geräuschspannung darstellt, die am Ende des Kabels empfangen wird in Dezibel unter :der störenden Spannung, und die untere Kurve .das Verstärkungsmali dar stellt.
Diese Verbesserung mit zunehmender Frequenz ist eine Tatsache von ungewöhn licher Wichtigkeit, infolge ihres oben er wähnten Einflusses auf die zulässige Ver- stärkerdistanz und die Grösse der benötigten Verstärker.
Diese besonderen Kurven: wer den nur Abis. 10000 Hertz geführt, da die theoretiechern Nebensprech- oder Interferenz- empfInglichkeitskurven für noch höhere Fre quenzen so niedrig verlaufen, dass sie ver glichen mit der gegenwärtigen Technik un verständlich kleine Werte: aufweisen.
In der Tat scheinen, da. die zulässigen Verstärkungs- gra.de für die gegenwärtigen Freileituugs- oder Kabelstromkreise durch .die Leitungs geräusche und .die Belastbarkeit der Vakuum röhren als untere und obere Grenzen be stimmt sind, in konzentrischen Leiteranlagen Aussichten für die Verwendung grösserer Verstärkungsgrade, zum Beispiel 100 Dezibel oder -mehr (im Gegensatz zu 30 bis 45 Dezibel für Freileitungen oder Kabel) vor handen zu sein, so dass nun das Nebenspre- chen in den Ämtern oder selbst die Wider standsgeräusch?,
die infolge von thermischen Bewegungen auftreten1, die praktischen Gren- zen: des Verstärkungsgrades bestimmen kön nen.
So können die Leiterabschnitte zwischen den Verstärkern solcher Länge sein, da.ss die Dämpfungen: der Verstärkerabschnitte wenig- steni,s für die höchsten übertragenen Frequen zen grösser sind als die Werte, die gewöhn lich vom Standpunkt des Leitungsgeräusches und des Nebenspreohens am nahen Ende als zulässig betrachtet werden, da.s heisst unge fähr 70 Dezibel.
Um zu verstehen, warum diese Type von Leiteranlagen frei von Interferenz ist, muss daran; erinnert werden., dass die Interferenz zwischen irgend zwei Stromkreisen darauf zurüokzuführen ist, dass: der eine Stromkreis entweder im elektrischen oder magnetischen oder beiden Feldern des, andern Stromkreises liegt. Was zunächst das magnetische Fell betrifft, so seien zwei Leiter a und b von kreisrundem Querschnitt und die nebenein ander angeordnet sind, betrachtet, wobei der eine als Rückleitung für den andern dient.
Diese Leiter :sind im Schulte in Fig. 6 dar gestellt. Die Kraftlinien des magnetischen Feldes umgeben jeden Leiter und sind in den Raum zwischen den. zwei Leitern zusammen gedrängt. In. jeder andern Leitungsanlage, die an einer Stelle verläuft, wo die Leiter einer solchen andern Anlage durch diese Kraftlinien geschnitten werden, werden vom Leitersystem a-b Nebensprechströme indu ziert.
Falls nein zwei Leiter 10 und 12 in Form von hohlen, konzentrisch angeordneten Män teln, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, vor liegen, und der eins als Rückleitung für den; andern dient, so wird jeder Leiter von magnetischen Kraftlinien umgelben, wobei jede nachfolgende Kraftlinie einen grösseren Radius hat und alle Linien, die durch den Stramfluss in einem besonderen Leiter, zum Beispiel 12, erzeugt werden, ausserhalb dieses. Leiters liegen.
Da der Strom in einer Rich- tung durch den; Leiter 12 und in der ent gegengesetzten Richtung durch den Leiter 10 fliesst, verlaufen die magnetischen Kraft linien, die auf :den Strom durch den Leiter 12 zurückzuführen sind, in der einen Rich tung, wie durch die Pfeile angezeigt wird, während diejenigen, die durch den Strom fluss in der Leitung 10 bedingt .sind, in: der entgegengesetzten Richtung verlaufen.
Tun zeigt eine Betrachtung der Fig. 5, dass .einige der Kraftlinien, die auf den Strom im Leiter 12 zurückzuführen .sind, innerhalb des Lei ters 10 liegen., jedoch keine innerhalb des Leiters 12 liegen. Anderseits verlaufen alle Kraftlinien, die auf den Stro-mfluss im Lei ter 10 zuräckzuführen sind, ausserhalb des erwähnten; Leiters und die beiden magneti schen Felder, die durch die Ströme, die in den beiden Leitern fliessen:, :erzeugt werden, wirken :einander entgegen .ausserhalb des Lei ters 10.
Das resultierende magnetische Kraft feld ausserhalb des. Leiters 10 ist infolgedes sen sehr gering und das einzige wirksame magnetische Feld liegt im Raum zwischen den Leitern. Da- das äussere magnetische Feld sehr schwach ist, ist es offensichtlich, dass in, .einer andern leitenden; Anlage ausser halb des Leiters 10 kein merklicher Betrag von Nebensprechinterferenz von dem lei tenden System 10, 12 erzeugt wird.
Was das elektrische Feld betrifft, so ist die Feldverteilung im Fall von zwei paral lelen Leitern a und b, die in Fig. 8 dar gestellte, und man erkennt, dass in irgend einem äussern Leiter, der durch .die elektri schen Kraftlinien zwischen a und ti geschnit ten wird, Nebensprechen induziert: wird.
Im Falle von zwei -konzentrischen Leitern 10, 12 jedoch, liegt das elektrische Feld, das durch Ströme, .die in den beiden Leitern fliessen, erzeugt wird, völlig zwischen :den benachbarten Oberflächen der beiden Leiter, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.
Kein äusserer Leiter kann durch irgendwelche elek trische Kraftlinien, die durch Strom, der im Leiter 12 hin und im Leiter 10 zurück oder umgekehrt fliesst, erzeugt werden, ,:eschnit- ten werden, und infolgedessen kann, was das elektrische Feld anbelangt, keine äussere In terferenz veranlasst werden.
Die konzentrische Anordnung hat nicht nur den Vorteil, dass sie praktisch keine äussere Felder erzeugt, die in andern Strom kreisen Interferenzerscheinungeu hervorrufen können, sondern sie ist auch praktisch frei von Interferenz, die auf äussere Stromkreise zurückzuführen .sind. Was zum Beispiel Fig. 9 anbelangt, so sei vorausgesetzt, dass irgend eine äussere Kraft ein Feld erzeugt, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Die Kraftlinien, die die beiden konzentrischen Leiter schneiden, erzeugen Spannungsdif ferenzen zwischen Punkten der beiden Leiter.
Betrachtet man zum Beispiel die Punkte c und d, deren :einer auf der äussern Oberfläche des Leiters; 12 und der andere auf der innern Oberflä.chea des: Leiters 10 liegt. Die Kraft linien, die die beiden Leiter schneiden, er zeugen eine induzierte elektromotorische Kraft zwischen diesen Punkten, die in ihrer Richtung und ihrer Grösse duroli den Pfeil c-d dargestellt wird.
Da die gleiche An zahl Kraftlinien die beiden Leiter auf ent gegengesetzten Seiten des Diagrammes schneiden, so wird :eine Spannungsdifferenz, die durch .den Pfeil c'-d' dargestellt ist, zwischen den Punkten c' und d_.' erzeugt. Die induzierte Spannung c-d ist jedoch bestrebt, einen Stromfluss zu erzeugen, der demjenigen-, der durch die Spannungsdifferenz an der Stelle c'-d' erzeugt wird, gleich und ent gegengesetzt ist, so, dass eine Ausgleichung erzielt wird.
Infolge der Symmetrie der lei tenden Anlagen mit Bezug auf die schnei denden Kraftlinien:, werden sämtliche Span nungsdifferenzen, die zwischen irgendwel chen zwei andern Punkten induziert werden. durch gleiche Spannungsdifferenzen, die an entsprechenden Punkten der andern Seite induziert werden, ausgeglichen, so dass, falls dass störende Feld über die Quersahnittsfläche der Leiteranlage gleichmässig verteilt ist (wie dies der Fall wäre, falls die störende Quelle nicht zu nahe bei der Anlage liegt),
prak tisch keine Interferenzwirkung in d-ir leiten den Anlage 10, 12 resultiert. Während sieh die vorstehende Erklärung nur auf Felder senkrecht zur Achse der Anlage bezog, so bewirken Feldkomponenten parallel zur Achse ebenfalls keine Interferenz. Dies ist darauf zurückzuführen, da-ss der Skineffekt im äussern Leiter einen Schutz gegen solche Felder gewährt.
Wie früh er erwvähnt wurde, ist die kon zentrische leitende Anlage frei von äusserer Interferenz, selbst wenn der äussern Leiter geerdet ist, und infolgedessen besteht keine Notwendigkeit .den äussern Leiter gegen me- tallische Stützen zu isolieren, falls er wie ein oberirdisches Kabel montiert wird, oder gegen die Erde zu isolieren, falls er in 4Einepi Rohrsystem eingebettet wird.
Der Grund hierfür liegt darin, dass ein Erdrückstroin- kreis infolge der Tatsache, dass ein Draht, der über .der Erde befestigt ist, mit der Erde eine Schleife 'bildet, welche Streufelder um- schlingen: kann, Geräusche verursacht.
Je doch .ergibt sich aus Fig. 9 selbstverständ- lich, dass wenn der äussere Leiter wie 10 geerdet ist, so dass er als geerdete Rück leitung für das Rohr 12 dient, nur der Raum zwischen den beiden konzentrischen Leitern als Schleife, die Streufelder aufgreifen kann, in Betracht kommt. Infolgedessen werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 erklärt wurde, praktisch keine störenden Ströme in .den Leitern 10, 12 induziert.
Verstär7 crstromkreise. Es besteht die besonders interessante Möglichkeit, .dass der Verstärker in einer An- la,gedieser Type in einem Röhrensatz ent weder die Pfade sehr breiter Frequenzbänder, wie sie für das Fernsehen benötigt werden, oder hunderte von Pfaden mit engerem Band für gewöhnliche Telephon- oder Telegraphen zwecke, übermitteln kann.
Da die Anlage infolge ihres geringen Nobensprechens auf "ehr niedrigen Übertra- gungsniveaus betrieben --erden kann, und infolge der andern Übertraglingskenngrössen, die; früher erwähnt wurde-, ist es in man chen Fällen möglich, in den Endverstärkern oder den Zwischenverstärli.ern Ausgangs röhren mit geringer Belastbarkeit zu verwen den. Natürlich können auch, falls: dies nötig ist, Kraftröhren Verwendung finden, die praktisch eine Austrittsbelastbarkeit von der Grössenordnung von Hunderten und selbst Tausenden von Watt besitzen.
Es kann sich in gewissen: Fällen. in den. Verstärkerstatio- nen als ökonomisch erweisen, das: gesamte Frequenzband in einige Hauptunterbänder aufzulösen, und sie individuell durch ge trennte Verstärker zu führen.
Versehiedene Verstärkeranordnungen sind in den Fig. 10, 11 und 12; dargestellt. In Fig. 10 ist eine konzentrische Zweidraht- anlage gezeigt, in der das Frequenzband in zwei Teile für entgegengesetzt gerichtete Übertragung aufgeteilt- ist.
Die Verstärker anordnung umfasst Filter REF bis<I>BEF'</I> und RWF bis RWW' zur Trennung der entgegen gesetzt gerichteten Frequenzgruppen. Ein Verstärker RE mit hohem Verstärkungsgrad verstärkt das Frequenzband, das von Westen nach Osten übertragen wird, und einentspre- chend-er Verstärker RII' das Band oder die <B>Gruppe</B> von Unterbändern, die von Osten nach Westen übertragen werden.
Dämpfungs- ausgleieher REE und<I>RUTE</I> v@=ahlbekannter Type werden dem Verstärkern wie darge stellt beigeordnet, um den für die verschie denen Teile des Frequenzbandes, die .durch die verschiedenen Verstärker übertragen werden, den benötigten relativen Verstär kungsgrad zu steuern, wobei .der Grad .der Ausgleichung durch die relative Dämpfung und Geräuschwerte bei verschiedenen Fre quenzen bestimmt wird.
I'ig. 11 zeigt eine konzentrische Leiter anlage zum Vierdrahtbetrieb, das heisst mit getrennten konzentrischen Leiterpaaren. zur Übertragung in entgegengesetzten Richtun gen. Bei dieser Anordnung wird die Ver wendung der Filter zum Trennen der ent gegengesetzten Übertragungsrichtung _ über flüssig. Es -sollte: insbesondere in Verbindung mit.
dem Vierdrahtbetrieb erwähnt werden, dass sich, falls Verstärkerstellen weit auseinander angeordnet sind, um den sehr hohen Verstär- kungsgrad auszunützen, der infolge der g-ün- stigen @eitungslienug-rössen, die vorstehend erwähnt.
wurden, zulässig ist, das wich tige Problem stellt, die entgegengesetzten Übertragungsrichtungen in jeder Verstärker stelle auf solche Weise weitgehend zu tren nen, dass das Nebensprechen in den Verstär- kerstationen vermindert wird.
Die vorlie gende grosse- Differenz im Übertragungs- niveau, sowie die Tatsache, dass keine Fre- duc@nztrennun,g, welche einen selektivitäts- fa.ktor bedingen würde, möglich ist, macht eine ungewöhnlich vollständige Abschirmung des Ost-West Verstärkerstromkreises vom West-Ost Verstärkerstromkreis nötig.
Zu diesem Zweck kann jede Verstärkereinheit in einem getrennten geschlossenen metallischen Raum oder Gehäuse, angeordnet werden, wie schematisch in gestrichten Linien in den Fig. 10, 11 und 12. dargestellt ist. Ge- ivünschtenfalls kann die gleiche Konstruk tion bei der Endapparatur Verwendung fin den.
Fig. 12 der Zeichnung illustriert eine Anordnung zum Verkehr in beiden Rich tungen bei einem Mehrleiterstromkreis, wel che drei konzentrische Rohre umfasst, wobei das innerste und mittlere Rohr als metalli scher Leiter für eine Richtung und das äussere und mittlere Rohr als: Pfad für die entgegengesetzte Richtung dient.
Da bei den Hochfrequenzen für eine Üibertragungsrich- tung die Ströme auf der äussern Fläche des innersten Leiters und auf der innern Fläche des mittleren Leiters und für die andere Übertrag@zngsrichtung auf der äussern Fläehe des mittleren Leiters und' der innern Fläche des äussern Leiters fliessen, kann der mitt lere Leiter für die Pfade beider Richtungen verwendet werden,
ohne dass ein merkliches Nebensprechen zwischen; den beiden Richtun gen stattfindet, und praktisch als, ob der mittlere Leiter, statt als massives Rohr aus geführt zu sein, aus. einem innern und äussern Mantel mit zwischenliegender Isolier schicht bestände.
Fig. 13 illustriert eine weitere Über trageranordnung. Jede Übertragungsrichtung ist durch mehrere Filter wie REFi, REF2 usw. und RWFi, RWF2 <B>USW.</B> in verschie dene Gruppen getrennt, um eine Anzahl ge trennter Verstärker für die verschiedenen Frequenzbereiche zu ermöglichen.
Im Fall des Betriebes, in einer einzigen Richtung ist es nicht nötig, .dass, die Bereiche der Filter REFi, REF2, usw. aneinander angrenzend genau bestimmt ,sind. Es isst jedoch wün schenswert, dass sich die, Grenzen der Filter genügend überlappen und so; weich ineinan der übergehen, dass keine der Übertragungen unzulässig gedämpft wird.
Endapparatur. Die Endapparatur, .die benötigt wird, um die wirksame Verwendung .des weichen Fre- quenzspektrums, dass durch die konzentrische Leiteranlage übertragen wird, zu ermöbli- chen, erfordert die Lösung wichtiger beson derer Probleme. Der wahlweise An sahluss verschiedener Endapparaturen ist schon mit Bezugnahme auf Fit. 1 beschrieben worden.
Eine Anordnung zur gleichzeitigen. Übertra gung von Televisions- und Telephonströmen ist schematisch in Fig. 14 :dargestellt. In dieser Figur sind Personen an den beiden Enden des Stromkreises befähigt, mittelst des Telephonpfades miteinander zu verkeh ren, sowie sich über die Fernsehapparatur, welche eine Sendeausrüstung TVT1, TVTz und eine Empfangsausrüstung <I>T</I> 6'R1, TVRs umfasst, zu sehen.
Dies benötigt die gleich zeitige Verwendung von drei Frequenzbän dern, dem Sprechband, welches für die bei den Sprechrichtungen verwendet wird: und welches durch .die Spulenketten LPF1 und LPFz an den Klemmen abgetrennt wird, dem Fernsehbaud für eine Richtung, welches durch. die Bandfilter BPF1 und BPFz ausge siebt wird, und dem Fernsehband für die andere Richtung,
welches durch die Konden- satorketten HPF1 und HPF2 ausgesiebt wird. Bei dieser Anordnung würde eine ähnliche Trennung der Frequenzen. durch Filter zwecks getrennter Verstärkung in Verstär- kerstellen benötigt. Ein konzentrischer Lei ter für getrennte Gruppen könnte natürlieh wahlweise an Trägerendapparaturen ange schlossen -werden und so
eine Gruppe von Trägertelephonpfaden, die durch CT1, CTz, usw. abgeschlossen werden, aufnehmen.
Die Fernsehausrüstung TVT1, TVR1 usw. am Ende der Leitung kann irgend einer wohlbek annten Type angehören. Ein für den angegebenen Zweck passender Fernsehappa rat ist in einer Abhandlung über Fernsehen, die im Bell System Technical Journal vom Oktober 1927, Band 6, dir. 4, auf Saiten 55,1 bis<B>652</B> enthalten ist, beschrieben,
wobei von Seite<B>560</B> an insbesondere Bezug auf die Schrift von Frank Gray, J. W. Horton und R. C. Mathews genommene wird.
Die Trennung der verschiedenen Pfade der 'li#lehrpfadtelephonanlage kann, wie in Fig. 15 illustriert ist, durchgeführt werden. Hier sind jedem Pfad eigene Sende- und Empfangsbandfilter, wie JIBF1, DBF1 bf>i- geordnet, -wobei die erwähnten Filter enge Frequenzbänder von einigen tausend Perio den, deren jedes im breiten Frequenzspektrum enthalten ist,
herausgreifen. Vorzugsweise werden die Sende- und Empfangsbänder ge trennt und so gruppiert, dass an den Enden und Übertragerstellen die Verstärkung er leichtert wird. Zum Beispiel sind die Sende- und Empfangspfade durch Richtungsfilter wie DFE und DFU' gruppiert, so dass eine g.emeinsaine Verstärkung einer Gruppe von Pfaden durch Verstärker wie TTA und TR.4 ermöglicht wird.
Modulatoren und Demodu- latoren wahlbekannter Type sind für jeden Pfad vorgesehen, wie in der Zeichnung a.n- gedeutet ist, und die Empfangs- und Sende pfade.sind wie aus der Figur .ersichtlich ist, durch Ausgleichsübertrager in Paaren an Zweidrahtklemmen angeschlossen, wie ange zeigt ist.
Das Problem für die Pfade Bänder von einigen hundert oder einigen tausend Hertz Breite in einem Gesamtbereich von zum Bei spiel einer Million oder zwei Millionen Hertz liera,iiszugreifen, ist ,jedoch mittelst einfacher Bandfilter direkt an der Linienträ_gerfre- quenz nicht leicht -v irksam auszuführen. Dies ist auf die relative Unwirksamkeit von Fil terkreisen zurückzuführen, bei denen das zu wählende Band verglichen mit der absoluten Frequenz, bei der die Wahl stattfinden soll, klein ist.
Aus diesem Grund dürfte eine dop pelte Modulation und eine doppelte Demodu- lation erwünschter sein. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 16 dargestellt. In dieser Anlage kann der Vorgang an jedem Ende als aus verschie denen Stufen aufgebaut betrachtet werden.
Vom Leitungsstromkreis des konzentrischen Leiters aus betrachtet erfolgt in der ersten Stufe die Trennung der entgegengesetzt ge richteten Pfadgruppen in zwei allgemeine Gruppen vermittelst Spulen- und Konden- satOrkettenTiOhtungsfiltern DFE und DFT4'. Zurre Beispiel -würde, wie dargestellt, im Stromkreis eines bonzentrischen Leiters, der zuzn Beispiel 2000 Kilohertz übertragen kann,
die Frequenzgruppe von 0 bis 1000 Kilohertz für die eine Richtung und die Gruppe von 1000 bis ?000 Kilohertz für die andere Richtung übertragen.
Die- zweite Stufe besteht darin, .vermit- 1c#lst Bandfiltern, wie MBFa, DBFa usw., die Hauptgruppen in genügend breite Untergrup pen von zum Beispiel 21000 Hertz Breite einzuteilen. Jenseits dieser Bandfilter be finden sieh Modülatoren für die zweite Stufe, wie zum Beispiel lila, im Falle einer Sende- .iitergruppe und Demodulatoren für erste Stufen wie<I>Da</I> im Falle einer Empfangs untergruppe.
Die erwähnten Demodulatoren dienen dazu, die Frequenz herunterzusetzen, so da.ss, während das Band von 21 Kilohertz, das während der Übertragung über die Lei teranlage eine Bandbreite irgendwo im brei ten. Frequenzspektrum .einnimmt, nach der Demodulation die Frequenzen so, erniedrigt werden, dass ein Band gleicher Breite ent steht, dessen untere Grenze jedoch 0 ist.
An derseits bewirkt der Modulator für die zweite Stufe eine Heraufsetzung eines Bandes, das aus einer Gruppe von Unterbändern besteht, dessen untere Grenze die Frequenz 0 ist, nach einem gewünschten Punkt im Frequenz- spektrum, in welchem die ÜbertTagung der erwähnten Gruppe über die konzentrischen Leiter stattfindet.
Die nächste Stufe von der konzentrischen Leiteranordnung nach aussen gerechnet, um fasst die Unterteilung der Untergruppen von zum Beispiel 21 Kilohertz in zum Beispiel fünf individuelle Telephonpfadbänder, wel che, nachdem sie herunter verschoben sind, vermittelst Bandfiltern der gewöhnlichen Trä;ertelephontype getrennt werden können:. Diese Trennung wird vermittelst Filtern, wie JIBFi, DBFi usw. ausgeführt.
Da- die entspreehend:en Sende- und Empfangspfade in völlig verschiedenen Bereichen schliesslioh über den konzentrischen Leiter übertragen werden, ist es in dieser untern Frequenz stufe des Vorganges möglich, das gleiche Frequenzband sowohl für Übertragung als l@:mpf:ing zu verwenden.
Infolgedessen wird den Modulatoren, wie 11i, und den entspre- cheniden Demodulatoren, wie Di, die gleiche Trägerfrequenz zugeführt, jedoch wird für jeden Zweiweg pfad eine besondere Trägerfre quenz verwendet, wobei die verschiedenen Trägerfrequenzen um etwa 8000 Hertz von einander entfernt sind.
Vermittelst der Band filter wird vorzugsweise das obere Seiten band, das bei der Modulation in jedem Fall entsteht, unterdrückt, so dass sich bei fünf Pfaden, die fünf Trägerfrequenzen von 6, 9, 1'-), 15 und 18 Kilohertz verwenden, das nutz bare Band von ungefähr 3 Kilohertz bis 18 Kilohertz erstreckt und einen Bereich von ungefähr 3 Kilohertz an jedem Ende des 2,1 Kilohertzbandes übrig lässt, der gestattet, die Trennung zwischen angrenzenden Grup pen, die über die konzentrische Leiteranlage übertragen, werden, durchzuführen.
Offensichtlich wäre im Falle von Tele graphenpfaden eine weitere Demodulations- stufe .erwünscht. .die die Trennung von Pfa den, die wenige hundert Hertz auseinander liegen, gestattet.
Diese Anordnung eignet säch insbesondere zur Verwendung einer Trägerfrequenzspeise- anlage, die durch eine gemeinsame Frequenz- que!lle gesteuert wird, um zu erreichen, dass die Trägerfrequenzintervalle genau eingehal ten werden.
Im in Fig. 16 dargestellten Fall befindet sich an jedem Ende ein Oszil- lator 0 von aussergewöhnlich hoher Frequen.z- stabilität bei 3,000 Hertz.
Vermittelst eines Generators <I>HP</I> wohlbekannter Type für har monische Schwingungen werden die benötig ten Modulations@ und Demo,dulationsfrequen- zen von 6, 9, 12, 15 und 18 Kilohertz als Harmonische der Grundfrequenz von 3000 Hertz erzeugt.
Diese Frequenzen werden durch einen abgestimmten Stromkreis und Verstärkerano@rdnungen, wie<I>TG,</I> ausgewählt und je nach dem Fall nach den geeigneten Modulautoren! oder Demodulatoren übertragen.
Der Generator für harmonische Schwingun gen HP erzeugt auch eine harmonische Fre quenz von 21 Kilohertz, welche ihrerseits durch einen Generator GHP für harmonische Schwingungen der zweiten Stufe hinauf transformiert werden., um die Trägerströme für die. Mittelfrequenzdemodulation oder -Modulation, deren Frequenzen Vielfache von 21 Kilohertz sind, zu erzeugen.
Diese Hoclifrequenzträgerströme, werden ihrerseits durch abgestimmte Stromkreise und Verstär- keranordnungen ausgewählt, welche an der Stelle GTC symbolisch dargestellt sind und zur Übertragung nach .den eigentlichen Hoch frequenzmodulatoren und Demodulatoren dienen. Wie dargestellt ist, sind an jeder Endstation Primärquellen für 3000 Hertz angeordnet.
Falls. dies vorgezogen wird, kann jedoch eine einzige Primärquelle an einem Ende verwendet werden und ihr Strom zum Gebrauch am andern Ende über die Leitung übertragen werden, wo die verschiedenen Trägerströme durch Erzeugung von harmo nischen Schwingungen erzeugt werden kön nen. Tandem-Modulatioii Ein weiteres Verfahren zum Trennen der Pfade einer Trägerteleplion- (oder Tele- gra.pben-)An#la,ge an den. Klemmen eines kon zentrischen Leiters ist in den Fig. 17 bis und mit 20 dargestellt.
Diese Figuren stellen Anordnungen dar, die als Tandem-Modula- tionsanlage zum Hinauf- und Herunter transformieren bezeichnet werden können. Das Sendeende einer solchen Anordnung ist schematisch in Fig. 17 dargestellt. Hier ist eine Ausrüstungseinheit dargestellt., welche eine Apparatur zum Hinauftransformieren, eine Kondensatorkette und eine Spulenkette für jeden Fernmeldepfad umfasst, wobei die Ausstattungseinheiten für sämtliche Pfade identisch und infolgedessen auswechselbar sind.
Zum Beispiel ist die Ausrüstung für den Sprechpfad Nr. 2 mit einem Apparat M2 zum Hinauftransformieren versehen dar gestellt, in dessen Eintrittsstromkreis zwei Zweige angeordnet sind, dessen einer eine Kondensatorkette HPF2 und dessen anderer eine Spu'lenkette LPF2 aufweist. Der Aus- trittsstromkreis- der Auftransformierungs- apparatur ist an den Eintrittszweig der nach- folgenden Einheit, welche eine Kondensator kette umfasst, anzuschliessen.
Die Wirktveise ist die folgende: Es sei vorausgesetzt. dass bei 1 ein Mikro phon angeschlossen ist und die Sprechströme die Spulenk ette LPFi nach der Auftransfor- mierungsappa-ratur Mi durchfliessen, welche an ihrem Austrittsstromkreis das obere Sei tenband, das einer Trägerfrequenz von 3000 Hertz entspricht, wirksam überträgt.
Dies hat eine Verschiebung des Bandes aufwärts nach einer Stellung zur Folge, wie in der Zeichnung bei A gerade unterhalb der sche matischen Darstellung der Ausrüstung er sichtlich ist. Die Austrittsenergie dieser Ein heit durchfliesst das Filter HPT2 der nach folgenden Einheit nach der Auftransformie- rungsapparatur M2, welcher bei 2 dass zweite Sprechband zugeführt. wird, wobei das zweite Band die Spulenkette LPFa durchfliesst.
Die Auftransformierungsapparatur < M2 bewirkt gleicherweise eine Erhöhung der Frequenz um 3000 Hertz und hebt; gleichzeitig beide Bänder. 'Nachdem dieser Vorgang ausge führt isst, können die Bänder 1 und 2 in einer identischen Einheit, welche dem. dritten Gesprächspfad beigeordnet ist. mit einem dritten Band vereinigt werden, usw., in Rei- henscha;
ltung, wo jede weitere Einheit die Frequenzen hinauftransformiert und ein neues Sprechband (Fig. 17) beigefügt, bis der zur Verfügung stehende, über den kon zentrischen Leiter übertragbare Frequenz bereich völlig verwendet ist. Der besondere Vorteil einer Anordnung dieser Type besteht darin, dass keine Filter für sehr hohe Fre quenzen benötigt werden und dass jeder Apparatesatz jedem andern Satz der Appa ratur identisch ist.
Am Empfangsende findet, wie aus Fig. 18 ersichtlich ist, ein inverser Vorgang statt. Hier umfasst jede Einheit eine Apparatur Dsg, Dgs <I>...,</I> um das empfangene breite Band um 3000 Hertz hinunter zu trans formieren, wobei der Austrittsstromkreis der Apparatur zum Hinuntertransformieren zwei Zweige aufweist, in deren, einem eine Kan- deiisatorkette IIPFs9, HPFss ...,
und in deren andern eine Spulenkette LPFse, LPFss <B>...</B> angeordnet ist. Das letztere Filter überträgt das untere Sprechband, welches in seinem gewöhnlichen Bereich hinuntertrans- formiert wurde und die gondensatorkette übermittelt die übrigbleibenden Bänder nach der nächsten Einheit.
Auf gleiche Weise transformiert die nächste Einheit die übrigen Cxesprächsbänd.er des gesamten Bandes um 3000 Hertz hinunter und gestattet, dass ein weiteres Frequenzband in seinem gewöhn lichen Frequenzbereich herausgegriffen wird, während die andern nach. der nächsten Ein heit weitergeführt werden, usw., in Tandem schaltung, wobei jede Ausrüstungseinheit. eine Heruntertransformierung eines einzigen Bandes ausführt und mit jeder andern Ein heit identisch ist.
Die Wirkung des aufein- anderfolgenden Heruntertransformierens und Herausgoreifens eines Sprechbandes, wird durch die Zeichnung, die unmittelbar unter Fig. 1.$ ersichtlich ist, veranschaulicht.
Zum Hinauftransformieren (Fig. 17) und zum Herabtrausformieren (Fig. 18) kann ein einfacher Modulator, in dem die zugeführte Trägerfrequenz den Betrag darstellt, auf den jedes beliebige Frequenzband hinauf- oder hinuntertransformiert werden kann, verwendet werden, solange die Anzahl von Sprechbän dern, die aufeinanderfolgend beigefügt wer den, nicht einen Frequenzbereich erzeugt, der grösser ails derjenige der Trägerfrequenz selbst ist.
Wo jedoch die gesamte Band breite, die vom Modulator- oder Demodulator- stromkreis bewältigt werden muss, praktisch grösser als die .gewünschte Erhöhung oder Erniedrigung ist, könnte vorzugsweise ein doppeltes Modülations#verfahren Anwendung finden, da Schwierigkeiten bei der Tren nung der verschiedenen Modulationskompo- nenten auftreten.
Dies Verfahren besteht am Sendeende darin, dass3 man einen Modulator mit einem Trägerstrom speist, dessen Fre quenz, verglichen mit der Bandbreite, die übertragen werden soll, gross ist, ein Seiten band abtrennt und hierauf vermittelst eines Trägerstromes, dessen Frequenz um einen Betrag, der gleich der gesamten erwünschten Frequenzerhöhung (im vorliegenden Fall 3000 Ilertz) kleiner ist,
als die des dem ersten Modulator zugeführten Trägerstromes, wieder moduliert oder demoduliert. Gleicher weise kann am Empfangsende eine doppelte Modulationseinheit verwendet werden, in der der Trägerstrom, der dem zweiten Mo.dulator zugeführt wird, von demjenigen abweicht, der dem ersten zugeführt wird, indem er um einen Betrag, der gleieli der gesamten ge wünschten Frequenzerniedrigung ist, grösser ist.
Eine Anordnung zum Hinauftransfor mieren, die sich zum Gebrauch am Sende ende eignet, ist in Fig. 19 schematisch dar gestellt. Es sei erwähnt, dass die Ausrüstung, die in dieser Figur dargestellt ist, bei jedem der Apparate 311, M2, 113 usw. der Fig. 17 verwendet werden kann. Zwei 1Zodulator- röhren 11'l1Yl und MM' .sind in Tandemschal- tung angeordnet.
Dem Eintrittsstromkreis der ersten Röhre MM kann ein Frequenz bereich, der ein oder mehrere Bänder um fasst, zugeführt werden. Setzt man voraus, dass sich dieser Bereich von Frequenzen von einer Frequenz<I>f</I> i nach einer Frequenz<I>f 2</I> erstreckt, und dass der Röhre MM weiterhin eine Trägerfrequenz zugeführt wird, so ist es selbstverständlich, dass. im Austrittsstrom kreis der Röhre ausser der Frequenzkompo- nente c ein oberes Band,
da' sich von c + f i bis<I>c + f2</I> erstreckt und ein unteres, Seiten band, das von c -<B>f l.</B> bis. c - f 2 reicht, auftritt. Eine gondensatorkette HF ist zwi schen dem Austrittsstromkreis der Röhre M111 und ,dem Eintrittsstromkreis der Röhre MM' angeordnet, deren Grenzfrequenz so liegt, .dass sämtliche Frequenzen von 0 bis zur Trägerfrequenzkomponente c unterdrückt werden, während alle Frequenzen, welche praktisch oberhalb c liegen,
übertragen wer den. Infalgedessen wird das obere Band, welches von c + fi bis c + f 2 führt, vom Filter durchgelassen, und dem Eintritts stromkreis des Modulators;
MM' zugeführt, wo sie mit einer Trägerfrequenz von c - 3000 Hertz zusammenwirkt und im Aus trittsstromkreis ausser der Trägerfrequenz- komponente ein oberes Seiteiibaaid, welches von<I>2c</I> + <I>f</I> i <I>-</I> 3000 bis. 2c -f- f 2 - 3000 reicht, sowie ein unteres Seitenband, welche sich von f2 -f- 3000 hinunter bis fi + 3000 erstreckt.
An der Austrittsseite des Filters LF erscheint nur das untere Seitenband von fi + 3000 bis f2 -i- 3000. Die Gesamtwir kung des. ganzen Vorganges besteht darin, dass das ursprünglich zugeführte Band von f i bis f 2 um 3000 Hertz hinaufgedriickt wurde.
Die entsprechende Apparatur zum Her untertransformieren für eine Empfangsein heit, wie sie in Fig. 18 schematisch darge stellt ist, ist: in Fig. 20 gezeigt. Hier ist. die Apparatur genau die gleiche, wie im Fall der Fig. 19, ausgenommen, dass die Träber- frequenz, die dem Modulator 1'1M' der zwei ten Stufe zugeführt wird, c + 3000 statt c - 3000 beträgt.
Die Grenzfrequenz der Spulenkette LF kann 6000- Hertz höher lie gen, als im Falle der Fig. 19, insbesondere, falls die Trägerfrequenz des zweiten Modu- lators nahe an der obern Grenze des vor letzten untern Seitenbandüs, welches durch gelassen werden soll, liegt.
Da es gewöhn lich erwünscht ist, dass man eine Trägerfre quenz hat, .die praktisch höher liegt, als die höchste Frequenz irgend eines untern Seiten bandes, das auftreten kann, könnte das Fil ter LF in einem solchen Falle identisch mit dem entsprechenden Filter der Fig. 19 ge macht werden.
Die Wirkweise ist der im Zusammenhang mit Fig. 19 beschriebenen ähnlich. Setzt man voraus, dass ein Band, das sich von <I>f</I> i -}- 3000 his <I>f 2</I> -;- 3000 erstreckt, an den Eintrittsstromkreis des Modulators 31M an gelegt wird und dem Modulator die Frequenz c zugeführt wird, erscheinen im Austritts stromkreis des Modulators Frequenzen, die über dem Diagramm zusammengestellt sind.
Die Kondensatorkette <I>HF</I> greift hierauf das obere Seitenband heraus, welches Frequenzen von c -I- fi + 3000 bis c -I- f2 -y- 3000 umfasst, und dies Band wird hierauf dem Modulator MAI' zusammen mit der Träger frequenz c -i- 3,000 zugeführt.
Dies. erzeugt 'im Austrittsstromkreis des Modulators J131' die Trägerfrequen:zkomponente und die bei den Seitenbänder, die über dem Austritts stromkreis des Modulators zusammengestellt sind. Das untere Seitenband, welches sieh von fi bis f2 erstreckt, wird ausgewählt und durch das Filter LF übertragen. während das obere Seitenhand und die Trägerfrequenz unterdrückt werden.
Der Stromkreis in seiner Gesamtheit bewirkt: also, dass das Band, wel ches ursprünglich angelegt wurde, uns einen Betrag von 3000 Hertz nach unten verscho ben wird.
Wie schon auseinandergesetzt, hat die Tandem-Modulatoranordnung den Vorteil einer sehr zweckmässigen Vereinheitlichung der Apparatur und weiterhin werden am Sende- und Empfangsende nnr zwei Träger stromquellen für die beiden Typen von Mo- dulatoren benötigt, wobei diese beiden Trä gerfrequenzen um den Betrah von<B>3000</B> Hertz voneinander abweichen.
Da es er wünscht ist, dass sämtliche Pfade feste Stel lungen in Intervallen einnehmen, die Viel- faehe dieser Frequenzdifferenz von 3000 Hertz sind, wird #weiterhin eine ungewöhnlich stabile Stromquelle für diese verschiedenen Frequenzen benötigt, um durch Modulation auf einen höheren Trägerstrom zwei Fre quenzbereiche herzustellen, die genauer von einander getrennt sind, als dies bei der Ver wendung zweier unabhängiger Frequenz quellen möglich wäre.
Wird, mit andern Worten, die Trägerfrequenz c für den ersten Modulator durch einen Oszillator zugeführt, so kann die Trägerfrequenz c - 3000 (oder c + 3000) dadurch erzielt werden, dass die Trägerfrequenz c mit einer Frequenz von 3000 Hertz, welche von einem sehr stabilen Oszillator zugeführt wird, moduliert wird.