CH624804A5 - Circuit arrangement for the transmission of data with carrier-frequency devices - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung für die Übertragung von Nachrichten mit Trägerfrequenzeinrichtungen, bei der in jeder Station eine Sendeschaltung und eine Empfängerschaltung über einen Übertrager an einen gemeinsamen Übertragungsweg angeschaltet sind, wobei ein Sendekanal und ein Empfangskanal frequenzmässig nebeneinander liegen und in beiden Kanälen gleichzeitig Sprach- und Datensignale übertragbar sind.

Bei der Übertragung von Sprach- und Datensignalen über Hochspannungsleitungen mit Hilfe von Trägerfrequenzeinrichtungen gibt es sogenannte Band-an-Band-Geräte, die in nebeneinanderliegenden Frequenzbändern gleichzeitig senden und empfangen können. Für die Übertragung von Nachrichten sind zwei solcher Stationen erforderlich, die miteinander über eine Hochspannungsleitung als Übertragungsweg verbunden sind. Die Sendeschaltung und die Empfängerschaltung jeder Station sind über eine Gabelschaltung mit dem Koppelfilter verbunden, dessen Ausgang mit der Hochspannungsleitung verbunden ist. Mit der Gabelschaltung wird eine Anpassung der Sendeschaltung und der Empfängerschaltung an die Hochspannungsleitung und eine Entkopplung des eigenen Senders vom Empfänger erreicht. Dies ist erforderlich, weil durch die verwendeten Hochfrequenzfilter keine ausreichende Selektion erreicht wird. Dabei werden die von der Sendeschaltung herrührenden Signale durch die Gabelschaltung am Eingang der Empfängerschaltung stark gedämpft.

Die bekannte und symmetrische Gabelschaltung besteht aus einem Gabelübertrager und einer Leitungsnachbildung. Der Grad der Unsymmetrie wird durch das Übersetzungsverhältnis der sendeseitigen zu der empfangsseitigen Gabelübertragerwicklung bestimmt. Die Verluste an Sendeleistung in der Nachbildung sind am geringsten bei grosser Unsymmetrie, d. h.

bei grossem Übersetzungsverhältnis der Wicklungen. Der Unsymmetrie ist jedoch aus Gründen der Wickeltechnik, der Wicklungsgeometrie und der Streuung eine praktischer Grenze gesetzt. Bei zu grosser Unsymmetrie wird bei der bekannten Gabelschaltung die Leitungsnachbildung sehr niederohmig. Dies bedeutet aber, dass für die meistens komplexe Nachbildung grosse Kapazitätswerte erforderlich sind. Für den Abgleich der Nachbildung stehen dann keine abstimmbaren Kondensatoren zur Verfügung, so dass ein Stufenschalter mit festen Werten für die Abstimmung erforderlich ist. Je grösser die Unsymmetrie ist, umso niederohmiger wird der Empfängeranschlusswiderstand der Gabelschaltung, so dass für die Anpassung des Empfängers bzw. des Empfangsfilters ein weiterer Übertrager erforderlich wird.

Die bekannte Gabelschaltuing eignet sich nicht für die Zusammenschaltung mehrerer Sendeschaltungen und einer Empfängerschaltung auf einen gemeinsamen Übertragungsweg. Im praktischen Betrieb besteht das Problem, zwei Sendeschaltungen an die Hochspannungsleitung anzuschalten. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Sendeleistung erhöht werden soll und nur Geräte mit der halben Sendeleistung zur Verfügung stehen oder wenn aus Sicherheitsgründen eine zweite Sendeschaltung eingeschaltet wird, um beim Ausfall einer Sendeschaltung die Übertragung der Nachrichten mit der anderen bis zur Behebung der Störung fortsetzen zu können. In diesem Fall ist für die Zusammenschaltung der beiden Sendeschaltungen eine eigene symmetrische Gabelschaltung und für die Entkopplung der Sendeschaltung von der Empfangsschaltung eine davon getrennte unsymmetrische Gabelschaltung erforderlich. Die beiden Gabelschaltungen werden hintereinander geschaltet. Dies bedeutet einen erheblichen Aufwand an Bauelementen. So sind beispielsweise für die beiden Gabelschaltungen zwei getrennte Übertrager erforderlich. Durch die Hintereinanderschaltung zweier Gabelschaltungen treten die Übertragerverluste zweimal auf. Durch die beiden Übertrager erhöht sich ausserdem der Klirrfaktor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders vorteilhafte Gabelschaltung anzugeben, die die Nachteile der bekannten Gabelschaltung vermeidet und eine ausreichend hohe Entkopplung ermöglicht.

Die Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Ausgang der Sendeschaltung über einen ersten Widerstand an einer ersten Wicklung des Übertragers anliegt, dass am Übertrager eine zweite Wicklung angeordnet ist, zu der parallel ein aus einer Leitungsnachbildung und einem zweiten Widerstand bestehender Spannungsteiler angeordnet ist, dass der erste und der zweite Widerstand miteinander in Serie geschaltet sind und am Eingang der Empfängerschaltung anliegen und dass sich beim Senden die am ersten un am zweiten Widerstand auftretenden Spannungsabfälle aufheben.

Die neue Gabelschaltung ermöglicht eine Erhöhung der Unsymmetrie durch Spannungsteilung und verringert somit die von der Leitungsnachbildung aufgenommene Verlustleistung. Die Schaltung ermöglicht eine günstigere Empfängeranpassung. Da die Leitungsnachbildung nicht mehr für die Verlustleistung entscheidend ist, können leichter realisierbare Werte für komplexe Nachbildung verwendet werden. Dies bedeutet, dass einfach abstimmbare Kondensatoren und abstimmbare Spulen mit kleinen räumlichen Abmessungen verwendet werden können. Dadurch ist die Abstimmung der Leitungsnachbildung wesentlich einfacher. Die neue Gabelschaltung ermöglicht eine einfache verlustarme Zusammenschaltung von zwei Sendeschaltungen und damit bei gleicher Sendeschaltung eine Verdopplung der Sendeleistung. Für die doppelte Sendeleistung ist daher keine eigene Sendeschaltung erforderlich.

Bei der Zusammenschaltung von zwei Sendeschaltungen sind die Ausgänge der Sendeschaltungen über den ersten Widerstand vorteilhafterweise in Serie geschaltet und liegen an

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der ersten Wicklung des Übertragers an. Es ist nur ein Gabelübertrager erforderlich, obwohl die Wirkung von zwei hintereinandergeschalteten Gabelschaltungen erzielt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Gabelschaltung besteht darin, dass der erste Widerstand in zwei gleich grosse niederohmige Teilwiderstände aufgeteilt ist, und dass am gemeinsamen Verbindungspunkt der Teilwiderstände und einer Mittelanzapfung der ersten Wicklung eine weitere Leitungsnachbildung angeschaltet ist. Beim Ausfall einer Sendeschaltung sendet dann die andere unbeeinflusst weiter und die Entkopplung des Empfangsweges bleibt erhalten.

Einzelheiten von vorteilhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt die bekannte unsymmetrische Gabelschaltung zur Zusammenschaltung von einer Sendeschaltung und einer Empfängerschaltung,

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe Gabelschaltung für die Zusammenschaltung von einer Sendeschaltung und einer Empfängerschaltung,

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemässe Gabelschaltung für die Zusammenschaltung von zwei Sendeschaltungen und einer Empfängerschaltung und

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Gabelschaltung nach Fig. 3.

Die bekannte unsymmetrische Gabelschaltung, die in Fig. 1 dargestellt ist, besteht aus dem Gabelübertrager mit den Wicklungen Wl, W2 und W3 und der Leitungsnachbildung N. Der Sender S und der Empfänger E werden über die Gabelschaltung mit der gemeinsamen Übertragungsleitung L verbunden. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Wicklung Wl und der Wicklung W2 wird zwar möglichst gross gewählt, es ist jedoch aus praktischen Gründen begrenzt. Die Leitungsnachbildung ist ein komplexes Netzwerk, das aus Widerständen, Induktivitäten und Kapazitiven besteht und auf den Leitungswiderstand abgeglichen wird. Der Abgleich der Leitungsnachbildung bewirkt, dass sich beim Senden die Spannungsabfälle an der Leitungsnachbildung N und an der Wicklung W2 aufheben. Sender und Empfänger sind entkoppelt, es entsteht am Empfängereingang keine Sendespannung, die vom eigenen Sender der Station herrührt. Beim Empfang des Sendesignales von der Gegenstation tritt zwar am Ausgang des eigenen Senders ein Empfangssignal auf, das jedoch nicht störend in Erscheinung tritt, weil die Empfangsspannung gegenüber der Sendespannung sehr klein ist und vernachlässigt werden kann.

Die Fig.2 zeigt die neue Schaltung in einer Station, in der die Sendeschaltung S mit der Empfängerschaltung E auf die gemeinsame Übertragungsleitung zusammengeschaltet werden. Der Ausgang der Sendeschaltung S ist über den Widerstand Rl mit der Wicklung Wl des Übertragers Ü verbunden. An der Wicklung W3 wird die Sendespannung abgenommen und über die Klemme L dem Koppelfilter und danach einer Hochspannungsleitung zugeführt. Das im benachbarten Frequenzband über die Hochspannungsleitung übertragene Empfangssignal gelangt über das Koppelfilter und die Klemme L an die Wicklung W3 des Übertragers Ü und über die Wicklung W2 an die Empfängerschaltung E. Die Wicklung W2 weist nur eine geringe Anzahl von Windungen auf. Da Übersetzungsverhältnis zwischen der Wicklung Wl und der Wicklung W2 wird möglichst gross gewählt. Die praktisch durch das realisierbare Übersetzungsverhältnis begrenzte Unsymmetrie wird durch einen Spannungsteiler mit der Leitungsnachbildung N und dem ohmschen Widerstand R2 erhöht. Mit dem Span-

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nungsteiler wird die an der Wicklung W2 auftretende Spannung geteilt. Die Leitungsnachbildung N ist ein komplexes Netzwerk, beispielsweise ein Parallel- oder Serienschwingkreis, das auf die Sendefrequenz abgestimmt ist. Der ohmsche Widerstand Rl wird mit Rücksicht auf eine kleiner Verlustleistung möglichst niederohmig gewählt. Dies ist durch das grosse Übersetzungsverhältnis und die nachfolgende Spannungsteilung R2 zu N möglich. Der Widerstand R2 liegt mit dem Widerstand Rl in Reihe. Die Reihenschaltung der beiden Widerstände liegt mit dem Widerstand Rl in Reihe. Die Reihenschaltung der beiden Widerstände liegt an der Empfängerschaltung an. Dabei sind die beiden Widerstände Rl und R2 so in Reihe geschaltet, dass die beiden Spannungsabfälle gegenphasig sind. Der Spannungsabfall am Widerstand R2 wird durch den Abgleich der Leitungsnachbildung N so eingestellt, dass er nach Betrag und Phase gleich der Spannung am Widerstand Rl ist. Die beiden Spannungen heben sich dann auf und die gewünschte Entkopplung der Sendeschaltung S von der Empfängerschaltung E ist erreicht. Die von der Sendeschaltung der Gegenstation herrührende, an der Wicklung Wl auftretende sehr kleine Spannung beeinträchtigt die Sendung der eigenen Sendeschaltung S nicht und kann daher vernachlässigt werden.

Die Fig. 3 zeigt die Zusammenschaltung von zwei Sendeschaltungen mit einer Empfängerschaltung in einer Station. Die beiden Sendeschaltungen S1 und S2 sind über den Widerstand Rl in Serie geschaltet. Die Serienschaltung der beiden Sendeschaltungen liegt an der Wicklung Wl des Übertrages Ü an. Bei den beiden Sendeschaltungen handelt es sich beispielsweise jeweils um die gleiche Sendeschaltung, denen das gleiche auszusendende Nachrichtensignal zugeführt wird. Es wird dann lediglich eine Verdopplung der Sendeleistung erreicht. Der Widerstand Rl ist zwischen die beiden Sendeschaltungen S1 und S2 eingeschaltet. Mit der Leitungsnachbildung N und dem Widerstand R2 wird die an der Wicklung W2 auftretende Spannung geteilt. Nach dem Abgleich der Leitungsnachbildung N heben sich die gegenphasigen Spannungen an den Widerständen Rl und R2 auf.

Die Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Schaltung nach Fig. 3. Der ohmsche Widerstand Rl in Fig. 3 ist in zwei gleich grosse niederohmige Teilwiderstände Rl ' und Rl " aufgeteilt. Zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Widerstände Rl ' und Rl " und einer Mittelanzapfung M der Wicklung Wl ist eine weitere Leitungsnachbildung R4 eingeschaltet. Da an die Entkopplung zwischen den beiden Sendeschaltungen S1 und S2 nicht so hohe Anforderungen wie an die Sender-Empfänger-Entkopplung gestellt werden, kann auf den Abgleich der Leitungsnachbildung verzichtet werden, so dass ein ohmscher Widerstand eingefügt wird. Durch den ohmschen Widerstand R4 zwischen der Mittelanzapfung M und der elektrischen Mitte der beiden Sendeschaltungen S1 und S2 entsteht eine Entkopplung zwischen den beiden Sendeschaltungen. Diese Gabelfunktion wird durch dieniederohmigen Teilwider-stände R1 ' und Rl " nicht gestört. Wenn die beiden Sendeschaltungen S1 und S2 funktionstüchtig sind, entsteht am Widerstand R4 kein Leistungsverlust, weil dieser Teil der Gabelschaltung symmetrisch ist und die Ströme im Widerstand R4 sich aufheben. Wenn eine Sendeschaltung ausfällt, entsteht am nunmehr stromdurchflossenen Widerstand R4 ein Verlust an Sendeleistung. Die noch funktionstüchtige Sendeschaltung arbeitet jedoch ansonsten unbeeinflusst weiter. Die Entkopplung zwischen der Sendeschaltung und der Empfängerschaltung bleibt auch in diesem Fall erhalten.

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Claims (4)

624804 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung für die Übertragung von Nachrichten mit Trägerfrequenzeinrichtungen, bei der in jeder Station eine Sendeschaltung und eine Empfängerschaltung über einen Übertrager an einen gemeinsamen Übertragungsweg angeschaltet sind, wobei ein Sendekanal und ein Empfangskanal fre-quenzmässig nebeneinander liegen und in beiden Kanälen gleichzeitig Sprach- oder Datensignale übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Sendeschaltung (S) über einen ersten Widerstand (R1 ) an einer ersten Wicklung(Wl)des Übertragers(Ü) anliegt,dass am Übertrager eine zweite Wicklung (W2) angeordnet ist, zu der parallel ein aus einer Leitungsnachbildung (N) und einem zweiten Widerstand (R2) bestehender Spannungsteiler angeordnet ist, dass der erste und der zweite Widerstand miteinander in Serie geschaltet sind und am Eingang der Empfängerschaltung (E) anliegen und dass sich beim Senden die am ersten und am zweiten Widerstand auftretenden Spannungsabfälle aufheben.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge von zwei Sendeschaltungen (Sl, S2) über den ersten Widerstand (R1 ) in Serie geschaltet sind und an der ersten Wicklung (Wl ) des Übertragers anliegen.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand (Rl) in zwei gleich grosse niederohmige Teilwiderstände (Rl ', Rl ") aufgeteilt ist und dass am gemeinsamen Verbindungspunkt der Teil widerstände und einer Mitteianzapfung(M) der ersten Wicklung (Wl) eine weitere Leitungsnachbildung (R4) angeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Leitungsnachbildung (R4) ein ohmscher Widerstand angeordnet ist.