Zweidrahtverstärkerstation Für reflexionsfrei verstärkende Zweidrahtver- stärkerstationen sind zwei Prinzipschaltungen be kannt. Bei der ersten Schaltung werden zwei Ver stärker mit Hilfe von zwei Gabelschaltungen so ver bunden, dass in jeder Übertragungsrichtung ein Ver stärker liegt. In Fig. 1 ist eine derartige Schaltung dargestellt. Durch die Kabelscheinwiderstands-Nach- bildungen wird eine Selbsterregung der Verstärker verhindert.
Die zweite bekannte Schaltung besteht aus zwei negativen Widerständen, die durch Umwancllungs- einrichtungen (Konverter) erzeugt werden und zu einem Kreuzglied zusammengefügt sind. Sie ist in Fig. 2 dargestellt. Ein besonderer Vorteil dieser Schal, tung gegenüber der in Fig. 1 dargestellten besteht darin, dass mit ihr Gleichströme (z. B. des Mikro phons) und kräftige Signalströme für Ruf- und Wahl zwecke übertragen werden können.
Von Nachteil ist, dass sie im Gegensatz zu der Schaltung nach Fig. 1 nur übertragungs- und widerstandssymmetrisch auf zubauen ist.
Je nach den gestellten Übertragungsbedingungen wird daher entweder die Zweidrahtverstärkersta- tion nach Fig. 1 oder die nach Fig. 2 verwendet wer den. Die die Bedingungen vom Einsatzfall abhängen, ist es notwendig, beide Stationen ständig verfügbar zu haben und wahlweise einzuschalten. Aus betrieb lichen und fertigungstechnischen Gründen ist es je doch unzweckmässig, zwei verschiedene Stationen ein satzbereit zu halten, da dies praktisch den doppelten Aufwand bedeutet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diesen doppelten Aufwand zu vermei den. Erfindungsgemäss wird daher innerhalb des Zwei drahtverstärkers mit richtungsgetrennten Verstärkern eine solche Umschaltmöglichkeit vorgesehen, dass ein Zweidrahtverstärker mit zwei negativen Widerständen in Kreuzgliedschaltung entsteht.
Dabei wird zweckmässig aus je einer Gabel und einem Einzelverstärker ein Konverter für einen Nach bildwiderstand gebildet, wobei einer der beiden Ver stärker umgepolt und die entstehenden negativen Widerstände zu einem Kreuzglied zusammengeschal tet werden. Die Nachbildwiderstände können um schaltbar ausgeführt werden, so dass für jeden Ein satzfall die entsprechenden Widerstände zur Verfü gung stehen.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfin dung erläutert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Schaltung nach Fig. 1 unter der Voraus setzung, dass in beiden Richtungen gleiche Verstär kung und gleiche Nachbildwiderstände vorhanden sind, in eine aquivalente Kreuzschaltung umwandeln. lässt. Anhand der in Fig. 1 und 2 eingetragenen Energieflüsse ist die Äquivalenz nachweisbar.
Fig. 1 zeigt den Zweidrahtverstärker mit zwei Ein zelverstärkern Vi, V2, die den beiden übertragungs- richtungen zugeordnet sind. Tritt eine Welle an dem Klemmenpaar 1-2 ein, so wird diese in der Ga bel G1 aufgespalten und je zur Hälfte dem oberen Verstärkereingang 5-6 und dem unteren Verstär- kerausgang 7-8 zugeführt.
Die aus dem oberen Ver- stärkerausgang 13-14 austretende Welle wird in der zweiten Gabel G2 nochmals gespalten und fliesst je zur Hälfte in die abgehende Leitung 9-10 und die Wellenwiderstandsnachbildung des Kabels 11-12.
Fig.2 zeigt den Zweidrahtverstärker mit zwei negativen Widerständen. Die negativen Widerstände treten an den Klemmenpaaren 1-2 und 9-10 auf. Tritt an den Klemmen 17-18 eine Welle ein, so wird diese in der Gabel G3 gespalten. Die beiden Teilleistungen fliessen über die Klemmen 1-2 in die Gabel G, und über die Klemmen 9-l0 in die Gabel G2. Die über die Klemmen 5-6 und 15-16 zu den Verstärkereingängen fliessenden Wellen treten nach erfolgter Verstärkung über die Klemmen 7-8 und 13-l4 wieder in die Gabeln G1 und G2 ein.
Dort erfolgt nochmals eine Aufspaltung der Wellen. Die über die Klemmen 1-2 und 9-10 in die Ga bel G3 eintretenden Teilwellen addieren sich in sol cher Weise, dass sich die Energien in der Gegenrich tung aufheben und in der Richtung der eintretenden Wellen addieren. Der reflexionsfreie Abfluss der in die Gabel G?, von oben und unten eintretenden Energien lässt sich anhand der Fig. 3 erläutern.
In Fig. 3a ist die Gabel G3 mit den Strom- und Spannungspfeilen für die ankommende Welle dar gestellt. Bei Speisung von rechts würde an den Klemmen 1-2 eine umgekehrt gepolte Spannung auftreten, während die Spannung zwischen den beiden Leitungsadern 9-10 unverändert bleiben würde.
Fig. 3b zeigt die Spannungs- und Strompfeile der an den Klemmen 1-2 und 9-10 eintretenden ver stärkten Wellen. Die Spannung an den Klemmen 1-2 hat wegen der Umpolung der oberen Verstärker ausgangsleitung (Fig.2) gegenphasige Richtung ge- geniiber der Eingangsteilwelle (Fig.3a;
Klemmen 1-2), während die Spannungen an den Klemmen 9-10 in beiden Fig. 3a und 3b gleichphasig sind. Die an den Klemmen 9-10 (Fig. 3b) eintretende Teil welle bewirkt nun an den Klemmen 17-18 und 19-20 gleichphasige Spannungen, während die an den Klemmen 1-2 eintretende Welle gegenphasige Spannungen hervorruft, so dass sich die Energie flüsse, die der Eingangswelle entgegenlaufen, aufhe ben, während sich die in Richtung der Eingangs welle laufenden Teilenergien addieren.
Die in Fig. 2 im Prinzip dargestellten drei Ga beln können mit Hilfe der beiden Gabelübertrager der Fig. 1 realisiert werden. Zu diesem Zweck wird an der Primärwicklung eines Gabelübertragers eine Mittelanzapfung angebracht. In Fig. <I>4a</I> und<I>4b</I> ist die Anschaltung der Gabelübertrager an die Ver stärker dargestellt.
Die Mittelanzapfung la des Über tragers Ü1 wird an die Klemme 9 des Übertragers Ü2 angeschlossen. Die Ausgangsklemme 8 des Verstär kers V1 wird mit der Eingangsklemme 6 verbunden. Die Ausgangsklemme 7 wird über die Sekundär wicklung des Übertragers ül mit der Eingangs klemme 5 verbunden. Analog dazu wird der Verstär ker V2 an den Übertrager Ü2 geschaltet, jedoch werden in diesem Fall die Ausgangsklemmen nicht vertauscht. Für die Übertragung von Gleichstrom wird ein zusätzlicher Kondensator Cl in die Schaltung ein gefügt.
Eine ebenso einfache Umschaltung ist möglich, wenn die beiden Gabelschaltungen aus je zwei Diffe rentialübertragern bestehen.
Häufig ist es notwendig, den Verstärkern Filter vor- oder nachzuschalten, die das Übertragungsband durchlassen und die übrigen Frequenzen sperren. Für die Anwendung der Erfindung müssen diese Filter gleiche Übertragungseigenschaften haben.
Two-wire amplifier station Two principle circuits are known for reflection-free amplifying two-wire amplifier stations. In the first circuit, two amplifiers are connected using two hybrid circuits in such a way that there is one amplifier in each transmission direction. Such a circuit is shown in FIG. Self-excitation of the amplifier is prevented by the simulated cable resistance.
The second known circuit consists of two negative resistors that are generated by converters and are joined together to form a cross member. It is shown in FIG. A particular advantage of this circuit compared to the one shown in FIG. 1 is that it can be used to transmit direct currents (e.g. from the microphone) and powerful signal currents for calling and dialing purposes.
The disadvantage is that, in contrast to the circuit according to FIG. 1, it only needs to be built with symmetrical transmission and resistance.
Depending on the transmission conditions set, either the two-wire amplifier station according to FIG. 1 or that according to FIG. 2 is used. Since the conditions depend on the application, it is necessary to have both stations constantly available and to switch them on as required. For operational and manufacturing reasons, it is, however, inexpedient to keep two different stations ready for use, as this means practically double the effort.
The object underlying the invention is to avoid this double effort. According to the invention, therefore, such a switching option is provided within the two-wire amplifier with directionally separate amplifiers that a two-wire amplifier with two negative resistors in a cross-member circuit is created.
In this case, a converter for an after image resistance is expediently formed from a fork and an individual amplifier, one of the two Ver polarized more strongly and the resulting negative resistances are switched together to a cross member. The replica resistors can be made switchable so that the appropriate resistors are available for every application.
In the following embodiments of the inven tion are explained.
The invention is based on the knowledge that the circuit according to FIG. 1 is converted into an equivalent cross circuit, provided that the same amplification and the same afterimage resistances are present in both directions. leaves. The equivalence can be demonstrated on the basis of the energy flows entered in FIGS. 1 and 2.
1 shows the two-wire amplifier with two individual amplifiers Vi, V2, which are assigned to the two transmission directions. If a wave occurs at the pair of clamps 1-2, it is split up in fork G1 and half is fed to the upper amplifier input 5-6 and half to the lower amplifier output 7-8.
The wave emerging from the upper amplifier output 13-14 is split again in the second fork G2 and flows halfway into the outgoing line 9-10 and half of the wave resistance replica of the cable 11-12.
Fig.2 shows the two-wire amplifier with two negative resistors. The negative resistances appear on terminal pairs 1-2 and 9-10. If a wave occurs at terminals 17-18, it is split in fork G3. The two partial powers flow through terminals 1-2 into fork G, and through terminals 9-10 into fork G2. The waves flowing to the amplifier inputs via terminals 5-6 and 15-16 enter the forks G1 and G2 again via terminals 7-8 and 13-14 after amplification.
There the waves are split again. The partial waves entering the Ga bel G3 via terminals 1-2 and 9-10 add up in such a way that the energies in the opposite direction cancel each other and add in the direction of the incoming waves. The reflection-free outflow of the energies entering the fork G ?, from above and below can be explained with reference to FIG. 3.
In Fig. 3a, the fork G3 is provided with the current and voltage arrows for the incoming wave is. If the power was supplied from the right, a voltage with reverse polarity would occur at terminals 1-2, while the voltage between the two lines 9-10 would remain unchanged.
Fig. 3b shows the voltage and current arrows at the terminals 1-2 and 9-10 entering ver strengthened waves. Because of the polarity reversal of the upper amplifier output line (FIG. 2), the voltage at terminals 1-2 is in antiphase direction with respect to the partial input wave (FIG. 3a;
Terminals 1-2), while the voltages at terminals 9-10 in both Figs. 3a and 3b are in phase. The partial wave entering at terminals 9-10 (Fig. 3b) now causes voltages in phase at terminals 17-18 and 19-20, while the wave entering at terminals 1-2 causes voltages in antiphase so that the energy flows that run counter to the input wave, abhe ben, while the partial energies running in the direction of the input wave add up.
The three Ga arms shown in principle in Fig. 2 can be realized with the help of the two fork transmitters of FIG. For this purpose, a center tap is attached to the primary winding of a fork transformer. In Fig. <I> 4a </I> and <I> 4b </I> the connection of the fork transmitter to the United is shown more strongly.
The center tap la of the transformer Ü1 is connected to terminal 9 of the transformer Ü2. The output terminal 8 of the amplifier V1 is connected to the input terminal 6. The output terminal 7 is connected to the input terminal 5 via the secondary winding of the transformer ül. Analogously, the amplifier V2 is switched to the transformer Ü2, but in this case the output terminals are not interchanged. An additional capacitor C1 is added to the circuit for the transmission of direct current.
An equally simple switchover is possible if the two hybrid circuits each consist of two differential transformers.
It is often necessary to connect filters upstream or downstream of the amplifiers, which allow the transmission band to pass and block the other frequencies. To use the invention, these filters must have the same transmission properties.