DE1011932B

DE1011932B - Arrangement for reducing the magnetic coupling between symmetrical and coaxial lines, e.g. in carrier frequency cables with remote power supply by alternating current

Info

Publication number: DE1011932B
Application number: DES46836A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willibald Schoebel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-12-23
Filing date: 1955-12-23
Publication date: 1957-07-11

Description

DEUTSCHESGERMAN

In Fernkabelstrecken werden immer häufiger Kabeltypen verwendet, bei denen neben symmetrischen auch koaxiale Leitungen im Kabelquerschnitt angeordnet sind, die zusätzlich zu ihrer Ausnutzung als Fernsehoder Trägerfrequenztube noch für die Fernstromversorgung unbemannter Zwischenämter herangezogen werden. Für die Fernspeisung derartiger kombinierter Kabel verwendet man entsprechend den CCIF-Empfehlungen Wechselströme von 50 Hz an aufwärts, wobei z. B. die Innenleiter der koaxialen Tubenpaare für Hin- und Rückleitung benutzt werden können. Die mittlere Betriebsspannung beträgt hierbei etwa 750 V. Wie Messungen ergeben haben, wird bei einer derartigen Speisung teils von den im speisenden Amt angeordneten Wechselstromgeneratoren, teils von den in den Zwischenämtern vorhandenen Verbrauchern, z. B. von den Anodengleichrichtern, in vielen Fällen ein breites Spektrum von Störströmen von etwa 100 bis 2000 Hz erzeugt, die unerwünschterweise über die koaxialen Tuben übertragen werden und in den symmetrischen Leitungen störende Spannungen induzieren. Um diese Störungen auf das erforderliche Maß zu senken, sind bisher Glättungs- oder Abflachfilter vorgeschaltet worden, deren Elemente wegen der mit relativ großen Strömen arbeitenden Fernstromversorgung und wegen deren niedrigen Frequenzlage einen erheblichen Aufwand erforderlich machen.In long-distance cable routes, cable types are being used more and more frequently, with symmetrical as well as coaxial lines are arranged in the cable cross-section, in addition to their use as a television or Carrier frequency tube still used for the remote power supply of unmanned intermediate offices will. For the remote feeding of such combined cables one uses according to the CCIF recommendations Alternating currents from 50 Hz upwards, with z. B. the inner conductor of the coaxial tube pairs can be used for outward and return lines. The mean operating voltage here is approximately 750 V. As measurements have shown, this type of feeding is partly influenced by the feeding office arranged alternating current generators, partly from the consumers in the intermediate offices, z. B. from the anode rectifiers, in many cases a wide range of interference currents of around 100 up to 2000 Hz, which are undesirably transmitted through the coaxial tubes and into the symmetrical lines induce disturbing voltages. In order to reduce these disturbances to the necessary To reduce degree, smoothing or flattening filters have been connected upstream, their elements because of the Remote power supply operating with relatively large currents and because of their low frequency require a considerable effort.

Die Erfindung geht von der allgemeinen Aufgabe aus, diese vor allem in Größe, Gewicht und Kosten aufwendigen Siebmittel zur Beseitigung von Störungen in den symmetrischen Leitungen, die bei der Fernstromversorgung über koaxiale Tuben in kombinierten Fernkabeln durch Oberwellen verursacht werden, einzusparen.The invention is based on the general problem, especially in terms of size, weight and cost Elaborate sieve means for eliminating interference in the symmetrical lines that occur in the Remote power supply via coaxial tubes in combined remote cables caused by harmonics to save.

Wie die zur Lösung dieser Aufgabe an einem kombinierten Kabeltyp ausgeführten Messungen zeigten, sind die zwischen den in der äußeren Lage angeordneten symmetrischen Leitungen und der im Kern befindlichen koaxialen Tube auftretenden magnetischen Kopplungen verschieden verteilt. So ergab sich z. B. für die magnetische Kopplung zwischen dem Vierer 1 und der Tube ein Wert von 5 nH pro Verstärkerfeld (9 km), während ein anderer Vierer des gleichen Kabels 70 nH pro Verstärkerfeld zeigte. Das Überraschende bei diesen Messungen war, daß die auftretenden magnetischen Kopplungswerte von der Frequenz unabhängig sind, so daß ihr Ausgleich mit einfachen Mitteln möglich erscheint.Like the one used to solve this problem on a combined Cable type measurements showed are those between those arranged in the outer layer symmetrical lines and the coaxial tube located in the core magnetic Couplings distributed differently. So z. B. for the magnetic coupling between the quad 1 and the tube has a value of 5 nH per amplifier field (9 km), while another quad of the same Cable showed 70 nH per amplifier field. The surprising thing about these measurements was that the occurring magnetic coupling values are independent of the frequency, so that their compensation with simple Funding seems possible.

Gemäß der Erfindung wird dieser Ausgleich dadurch erreicht, daß die in den symmetrischen Übertragungskreisen auftretenden Störungen durch aus dem zirkulären magnetischen Feld oder dem mit ihm verketteten Strom der störenden koaxialen Leitung gewonnene Gegenspannungen kompensiert werden.According to the invention, this compensation is achieved in that the in the symmetrical transmission circuits occurring disturbances from the circular magnetic field or with it Concatenated current of the interfering coaxial line recovered counter voltages are compensated.

Anordnung zur Verminderung derArrangement to reduce the

magnetischen Kopplungen zwischenmagnetic couplings between

symmetrischen und koaxialen Leitungen,symmetrical and coaxial lines,

z. B. in Trägerfrequenz-Kabeln
mit Fernspeisung durch Wechselstromz. B. in carrier frequency cables
with remote power supply by alternating current

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Willibald Schöbel, München,
ist als !Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Willibald Schöbel, Munich,
has been named as the inventor

Dies kann in vorteilhafter Weise so geschehen, daß das magnetische (zirkuläre) Feld der störenden Ströme von einem die Gegenspannung erzeugenden Stromwandler, z. B. Zangenwandler, umfaßt wird. Somit ist die erzeugte Gegenspannung vom Strom in der koaxialen Leitung abhängig. Wie Messungen gezeigt haben, ist für den Fall, daß die störungsverursachenden Oberwellen überwiegend in einem höheren Frequenzspektrum anzutreffen sind, eine Anordnung des die Gegenspannung erzeugenden Wandlers über dem Außenleiter der koaxialen Tube besonders wirksam. Für die Kompensation der in einem niedrigeren Frequenzbereich liegenden Oberwellen kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung den Wandler auch über dem Innenleiter bzw. in dem vom zirkulären Feld durchsetzten Raum zwischen Innen- und Außenleiter der koaxialen Tube anordnen. Eine besonders einfache Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, den mit störungsverursachenden Oberwellen behafteten Strom im koaxialen Leiter derart zur Kompensation heranzuziehen, daß an Stelle mittels eines Wandlers die Auskopplung der Gegenspannung aus der Tube über einen im Innenoder Außenleiter eingebauten Ohmschen Widerstand erfolgt. Dieser Widerstand kann z. B. durch ein im Innenleiter eingesetztes durchmessergleiches Materialteil erfolgen, an dem ein Spannungsabfall auftritt. Die zur Übertragung der Gegenspannung in die gestörten symmetrischen Leitungen dienende Ankoppluugsschaltung ist erfindungsgemäß mit einstellbarenThis can be done in an advantageous manner so that the magnetic (circular) field of the interfering Currents from a current transformer generating the counter voltage, e.g. B. clamp transducer is included. The generated counter voltage is therefore dependent on the current in the coaxial line. As measurements shown have, is in the event that the disturbance-causing harmonics predominantly in one higher frequency spectrum are to be found, an arrangement of the converter generating the counter voltage particularly effective over the outer conductor of the coaxial tube. For the compensation of the in one Lower frequency range lying harmonics can be according to a development of the invention the transducer also above the inner conductor or in the space penetrated by the circular field between Arrange the inner and outer conductors of the coaxial tube. A particularly simple embodiment of the inventive concept provides for the current afflicted with disturbance-causing harmonics in the coaxial To use head for compensation in such a way that the decoupling of the Counter-voltage from the tube via an ohmic resistance built into the inner or outer conductor he follows. This resistance can e.g. B. by a material part of the same diameter used in the inner conductor at which a voltage drop occurs. The one used to transfer the counter voltage to the disturbed Coupling circuit serving symmetrical lines is adjustable according to the invention

709 587'303709 587,303

"ί ¹If Il "ί ¹ If Il

1 Oil1 Oil

elektrischen Schaltelementen, ζ. B. mit einem Kondensator und/oder Ohmschen Widerstand, ausgerüstet, um die erforderliche Gegenspannung der Größe der zwischen den symmetrischen Leitungen und der koaxialen Tube vorhandenen magnetischen Kopplung anpassen zu können. Für den Fall, daß die magnetischen Kopplungen mit negativem Vorzeichen auftreten, wird in der Ankopplungsschaltung an der Auskopplungs- oder Einkopplungsstelle eine Vertauschung der Drahtenden in dieser Schaltung vorgenommen. Es kann in besonderen Fällen vorteilhaft sein, die angegebene Schaltung durch ein Netzwerk zu ergänzen, das geringe Phasendrehung verursacht und den Ausgleich sowohl nach Betrag als auch nach Phase ermöglicht. electrical switching elements, ζ. B. equipped with a capacitor and / or ohmic resistor, the required counter voltage of the size of the between the symmetrical lines and the coaxial tube to adapt existing magnetic coupling. In the event that the magnetic Couplings with a negative sign occur, in the coupling circuit at the decoupling or coupling point, the wire ends in this circuit were interchanged. It In special cases it can be advantageous to add a network to the specified circuit, which causes a slight phase shift and enables the balance in terms of both magnitude and phase.

Die Einkopplung der Gegenspannung in die gestörten symmetrischen Übertragungskreise kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung an wenigstens einer Stelle, vorzugsweise in einer innerhalb eines Verstärkerabschnittes liegenden Muffe erfolgen, sie kann aber den Erfordernissen entsprechend auch zusätzlich noch an einer weiteren Stelle, z. B. im unbemannten Verstärkeramt oder an der Fernstromeinspeisestelle vorgenommen werden.The coupling of the counter voltage into the disturbed symmetrical transmission circuits can according to a further embodiment of the invention in at least one place, preferably in one within an amplifier section lying sleeve, but it can be done according to the requirements also at another point, e.g. B. in the unmanned repeater office or at the remote power supply point be made.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt eine mit störungsverursachenden Oberwellen behaftete koaxiale Leitung 1, die sich z. B. als Tube in einem wechselstromgespeisten kombinierten Fernkabel befinden kann. Die gestörte symmetrische Leitung 2 befindet sich in demselben Kabel. Um die Störungen in dieser symmetrischen Leitung 2 zu kompensieren, wird über eine AnkopplungsschaJ-tung, die aus einem mit Widerständen 3 abgeschlossenen Zangenwandler 4, den einstellbaren Schaltelementen Kondensator 5 und Widerstand 6 und dem Übertrager 7 besteht, dessen Wicklungen 8 und 9 mit niederohmigen Widerständen 10 und 11 abgeschlossen sind, die erforderliche Gegen-EMK in die symmetrische Leitung 2 eingekoppelt. Der einzustellende Kapazitätswert des einstellbaren Kondensators 5 hängt davon ab, wie groß die magnetische Kopplung zwischen der betreffenden symmetrischen Leitung und der koaxialen Tube ist. Bei kleiner magnetischer Kopplung wird ein kleiner, bei größerer Kopplung ein größerer Kapazitätswert eingestellt. Der Übertrager 7 und der Zangenwandler 4 sollen im Kompensationsbereich möglichst keine Frequenz abhängigkeit der Dämpfung und Phase haben.The drawing shows a coaxial line 1 afflicted with disturbance-causing harmonics, which z. B. can be located as a tube in an AC-powered combined long-distance cable. The disturbed symmetrical line 2 is in the same cable. In order to compensate for the interference in this symmetrical line 2, a coupling circuit consisting of a clip-on converter 4 terminated with resistors 3, the adjustable switching elements capacitor 5 and resistor 6 and the transformer 7, whose windings 8 and 9 have low-resistance resistors 10 and 11 are completed, the required back EMF is coupled into the symmetrical line 2. The capacitance value of the adjustable capacitor 5 to be set depends on how great the magnetic coupling is between the symmetrical line in question and the coaxial tube. If the magnetic coupling is small, a smaller capacitance value is set, and if the coupling is larger, a larger capacitance value is set. The transformer 7 and the clamp converter 4 should not have any frequency dependency of the attenuation and phase in the compensation range.

Für jede der gestörten symmetrischen Leitungen im kombinierten Kabel ist eine solche Ankopplungsschaltung vorgesehen. Auch ein einziger Zangenwandler kann dabei all diese parallel geschalteten Ankopplungsschaltungen speisen, oder der Zangenwandler kann mit mehreren für je eine Ankopplungsschaltung vorgesehenen Wicklungen versehen sein. Durch entsprechende Bemessung der Schaltelemente ist für eine Entkopplung der symmetrischen Leitungen untereinander Sorge getragen.There is such a coupling circuit for each of the disturbed symmetrical lines in the combined cable intended. Even a single clamp converter can do all of these coupling circuits connected in parallel feed, or the clamp-on converter can be used with several for one coupling circuit each provided windings. By appropriate dimensioning of the switching elements the symmetrical lines are decoupled from each other.

Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbei^ spiel beschränkt, sondern es kann in analoger Weise zur Auskopplung der Gegenspannung aus der mit Störungsverursachenden Oberwellen behafteten koaxialen Tube an Stelle des Zangenwandlers auch ein im Innenleiter eingeschalteter Ohmscher Widerstand oder ein Übertrager verwendet werden.The invention is not limited to this embodiment game is limited, but it can be used in an analogous manner to decouple the counter voltage from the with Interference-causing harmonics were also affected by a coaxial tube instead of the clamp transducer ohmic resistor switched on in the inner conductor or a transformer can be used.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement to reduce the magnetic coupling between symmetrical and coaxial lines, for example in carrier frequency * ί cables with remote power supply by alternating current, characterized in that the ^{disturbances occurring in the symmetrical '1} tric transmission circuits from the circular magnetic field or with it Concatenated current of the interfering coaxial line obtained counter voltages are compensated.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the circular field of the "disturbance-causing harmonics" afflicted ko ¹ axial tube (1) is encompassed by a current transformer generating the counter voltage, for example clamp-on transformer (4).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, dadffireh characterized in that the transducer over the outer conductor the coaxial tube (1) is attached.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, daA characterized in that the converter over the inner conductor or in the space between the inner and Outer conductor of the coaxial tube is attached.

5. Arrangement according to claim 1, characterized gK-. indicates that the decoupling of the Gegerispannung from the afflicted with störungsverursachendeti harmonics coaxial tube with a built in the inner conductor ohmic ^resistance: during or transformer. '■ -

6. Arrangement according to one of claims 1 ^: to 5, characterized in that for over ^! transfer of the counter voltages into the disturbed ;;: symmetrical lines (2) a coupling; circuit with adjustable electrical switching elements (5, 6) is inserted, which causes an adjustment of the compensation voltage according to amount and phase.

7. Arrangement according to one of claims \ to 6, characterized in that at least one point of the disturbed symmetrical transmission circuit, for. B. in a sleeve lying within an amplifier section, a counter voltage is coupled.

Publications considered: German Patent No. 499 337.

1 sheet of drawings