DE1027246B - Schaltungsanordnung zur Daempfungsentzerrung von Vielkanal-Traegerfrequenz-Signaluebertragungssystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Dämpfungsentzerrung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystemen.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist bei allen Arten von Breitband-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystemen anwendbar, die extremen Temperaturänderungen unterliegen. Die bei einem solchen Trägerfrequenzsystem auftretenden DämpfungsVerzerrungen sind der Länge des Systems, der Zahl der eingebauten Verstärkerstationen und dem Faktor, um den die Dämpfung in jedem Systembestandteil sich mit der Betriebstemperatur ändert, proportional. Also ist die Größe der Dämpfungsverzerrung eine Funktion der Temperaturschwankungen in dem Gebiet, in dem das System verwendet wird, wobei der Temperaturbereich in verschie- *5 denen Teilen der Erde beträchtlich verschieden sein kann.

Die allgemeine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wirkungen von zufälligen Änderungen der Übertragungsbedingungen, z. B. Änderungen der Betriebstemperatur oder der Netzspannung, auf die Signalübertragung in einem Trägerfrequenz-Signalübertragungssystem automatisch zu kompensieren. Die spezielle Aufgabe besteht darin, die Dämpfungskurve bei einem Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystem mit Verstärkerstationen automatisch zu entzerren, um die Wirkungen von sich ändernden Übertragungsbedingungen, insbesondere von extremen Temperaturabweichungen auf gewisse Systembestandteile, z. B. auf die Leitung und auf die Verstärker, zu kompensieren. Durch die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kann die Länge eines Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystems mit Verstärkerstationen, die sonst durch Signalverzerrungen beschränkt ist, vergrößert werden.

Es ist bereits bekannt, zur Kompensation der in einem Trägerfrequenzsystem auftretenden Dämpfungsverzerrungen Regelanordnungen zu verwenden, die aus mehreren Netzwerken mit einstellbarer Dämpfung bestehen, wobei jedes Netzwerk eine andere Entzerrungskurve aufweist. Zur Steuerung der Dämpfungsentzerrungsnetzwerke werden Steuersignale benutzt, die z. B. dadurch erhalten werden, daß ein einziger Steueroszillator ständig zwischen zwei verschiedenen Betriebsfrequenzen umgeschaltet wird. Da hierbei nur wenige Steuerfrequenzen verwendet werden, kann die Dämpfungsentzerrung in den einzelnen Trägerkanälen nur ungenau durchgeführt werden. Eine größere Genauigkeit ist bei den bisherigen Anordnungen nur zu erzielen, wenn jeder Trägerkanal für sich entzerrt wird, so daß bei vielen Kanälen ein großer Aufwand erforderlich ist.

Durch die Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zur Dämpfungsentzerrung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystemen geschaffen, bei der an einer oder mehreren entlang der Übertragungsstrecke verteilten Verstärkerstationen eine Regelanordnung mit Schaltungsanordnung

zur Dämpfungsentzerrung von

Vielkanal -Trägerfrequenz -

Signalübertragungssystemen

Anmelder:

Western Electric Company, Incorporated, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. Dr. R. Herbst, Rechtsanwalt,
Fürth (Bay.), Breitscheidstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. September 1954

Walter Ralph Lundry, Summit, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

mehreren hintereinandergeschalteten, allen Trägerfrequenzkanälen einer Übertragungsrichtung gemeinsamen Entzerrungsnetzwerken vorgesehen ist, deren unterschiedliche, voneinander linear unabhängige Entzerrungskurven mittels eines die Abweichungen der Pegel sämtlicher Trägerkanäle an dieser Verstärkerstation von dem Normalwert summierenden Steuerkreises derart eingestellt werden, daß die Summe der Dämpfungen sämtlicher Entzerrungsnetzwerke einer Verstärkerstation dieDämpfungsverzerrungen in dem vorangehenden Abschnitt des Übertragungssystems kompensiert.

Die Entzerrungskurven der Entzerrungsnetzwerke sind den Funktionen weitgehend angenähert, welche durch den zweiten, dritten, vierten und fünften Ausdruck einer orthogonalen Polynomreihe dargestellt sind, und die Verstärkungskennlinie des Regelverstärkers ist so gewählt, daß eine fünfte, geradlinige Entzerrungskurve entsteht, welche der durch den ersten Ausdruck der Polynomreihe dargestellten Funktion angenähert ist.

Der Kreis zur Steuerung dieser Netzwerke besteht aus Gruppen von Verstärkern, Filtern, Gleichrichtern und einem Rechner mit abgestimmten Widerständen in einer geeigneten Schaltungsanordnung, die aus der Leitung am Ausgang der beispielsweise vier Netzwerke gespeist wird und jedes der vier Netzwerke auf Grund eines Restfehlers nach der Methode des kleinsten Quadrats derart

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einregelt, daß die von jedem Netzwerk eingeführte Fig. 6A und 6B sowie 7A und 7 B zeigen schematisch

Dämpfungskurve eine Funktion der Abweichung der die grundsätzliche Schaltungsanordnung der zwei besummierten Pegel der einzelnen empfangenen Träger- kannten Arten von veränderbaren Entzerrungsnetzkanäle vom Normalwert an der geregelten Verstärker- werken und deren Frequenzdämpfungskennlinien, welche station ist. Die Summe der eingeschalteten Dämpfungen 5 zur Realisierung der linear unabhängigen DämpfungsaJler vier Netzwerke kompensiert dann die Signalver- kurven verwendet werden können, die bei den vier Entzerrungen wirksam, die infolge extremer Temperatur- zerrungswerken der in Fig. 4A oder 5A dargestellten änderungen oder anderer veränderlicher Übertragungs- Ausführung der Regelanordnung der Erfindung erforderbedingungen auftreten, denen die vor der betreffenden lieh sind; Verstärkerstation liegenden Anlagenteile unterworfen m Fig. 8 bis 11 zeigen besondere Schaltungsanordnungen, sind. Die Funktion der abgestimmten Widerstände in die in den Kästchen, welche die Netzwerkbestandteile dieser Regelschaltung besteht darin, einen Fehlersignal- in der grundsätzlichen Entzerrernetzwerkanordnung der strom zu erzeugen, welcher der Summe der Quadrate der Fig. 6A oder 7A darstellen, benutzt werden können, summierten Pegelabweichungen der einzelnen Träger- um die verschiedenen Kurven zu realisieren, welche für kanäle proportional ist. Eine weitere Funktion dieser ¹S die vier Entzerrungsnetzwerke der in den Fig. 4A und 5 A Wiederstände besteht darin, den Mangel an vollkommener dargestellten Ausführungen der Regelanordnung der Ergegenseitiger Orthogonalität oder, grob gesagt, an Unab- findung verwendet werden können ; hängigkeit der eingeschalteten Netzwerke zu kompen- Fig. 12 A und 12 B zeigen Schaubilder, die im Zusammen-

sieren, die zur Erzeugung der gewünschten Entzerrungs- hang mit der Erläuterung des Arbeitens und der Theorie kurven verwendet werden. Dieser Mangel an vollkommener 20 der erfindungsgemäßen Entzerrungskurvenanpassung be-Orthogonalität zwischen den einzelnen Entzerrungskurven nutzt werden.

würde, wenn er nicht korrigiert würde, eine Wechsel- Die automatische Regelanordnung gemäß der Er-

wirkung zwischen den Kurven, eine Art Pendeln erzeugen, findung wurde speziell für ein 12-Kanal-Kabelträgerwodurch die Kompensation ungenau würde. frequenzsystem mit Verstärkerstationen nach dem BeIl-

Die Erfindung zeichnet sich durch zwei wesentliche 25 System entworfen, das für Nahverkehrszwecke über Fern-Vorteile gegenüber den bisher bekannten Anordnungen und Ortskabel bestimmt war. Dieses System enthält zwei aus: Endstellen und eine Anzahl von Zwischenverstärker-

Der erste Vorteil besteht darin, daß an Stelle von nur Stationen, die einen Abstand von 9 bis 13 km haben und wenigen Steuersignalen die von allen Trägerkanälen durch Kabel verbunden sind. Es verwendet Zweiseitenstammende Information benutzt wird, um die aufein- 30 band-Trägerfrequenzübertragung mit zwölf Kanälen, die anderfolgenden Entzerrungsnetzwerke einzustellen, und einen gegenseitigen Abstand von 8 kHz haben. Innerhalb der zweite darin, daß eine im wesentlichen vollkommene eines Kabels wird die Richtungstrennung durch Ver_r Unabhängigkeit der Entzerrungswirkung jedes der Netz- wendung von zwei Aderpaaren erreicht und zusätzlich werke gewährleistet ist. Dadurch wird in jedem Kanal durch Benutzung verschiedener Frequenzbänder für die eine äußerst genaue Entzerrung erhalten, ohne daß es 35 beiden Übertragungsrichtungen (44 bis 140 kHz und 164 notwendig ist, für jeden Kanal eine getrennte Regelan- bis 260 kHz). Vertauschen oder .»Kreuzen«· der Kanalordnung zu verwenden. Darüber hinaus ist die Möglichkeit frequenzlage in den beiden Übertragungsrichtungen und ausgeschaltet, daß die aufeinanderfolgenden Entzerrungs- Umkehr der Reihenfolge der Kanäle in aufeinandernetzwerke vor-oder nacheilen, obwohl jedes Netzwerk die folgenden Verstärkern der Leitung, in die Endstellen von dem anderen benötigte Entzerrung verändert. 40 eingebaute Dynamikregler und andere Maßnahmen sind

Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung in Ver- vorgesehen, um Übersprech- und Rauschstörungen zu verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. ringern und eine wirksame Übertragung von Fernmelde-

Fig. 1 ist ein Blockschema eines Teils eines kommer- Signalen mit Hilfe der Träger über verhältnismäßig kurze ziellen Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssy- Strecken mit geringen Kosten zu ermöglichen, stems mit Verstärkerstationen, das zeigt, wo die Regel- 45 Bei dem Trägerfrequenzsystem, wie es ursprünglich anordnungen gemäß der Erfindung anzubringen sind; entworfen war, wurden nur zwei Arten von automatischen

Fig. 2 A bis 2 D zeigen Kurven, welche die Dämpfungs- Regelanordnungen für notwendig befunden, um eine Mnverzerrungen angeben, die in den verschiedenen Kanälen reichende Entzerrung über Leitungen bis zu etwa 160 km eines Abschnitts eines Vielkanal-Trägerfrequenz-Signal- Länge je nach dem maximalen Außentemperaturbereich Übertragungssystems auftreten, wenn die Leitung und die 50 zu erhalten: erstens geradlinige dynamische Gruppen-Verstärker extremen (warmen und kalten) Temperatur- entzerrung mit Hilfe von durch Thermistoren gesteuerten bedingungen ausgesetzt werden, ferner die Korrektur, Reglern mit geradliniger Entzerrung in jedem Verstärker welche notwendig wäre, um für diese Temperaturbe- und in der Gruppeneinrichtung der empfangenden Enddingungen die Dämpfungsverzerrungen in die zulässigen stelle und zweitens Kanalentzerrung mit Hilfe einzelner Grenzen zu bringen; 55 automatischer Volumenregler in den Kanaleinheiten an

Fig. 3 zeigt die bekannten Legendre- und Kosinus- der empfangenden Endstelle, um dynamischen Ver-Kurvenscharen orthogonaler Funktionen, welche die Art Zerrungen entgegenzuwirken, die nicht geradlinig sind, der linear unabhängigen Kurven angeben, die durch die Die Gruppenentzerrung wurde bewirkt, indem die emp-Entzerrungsnetzwerke der Regelanordnung der Er- fangene Leistung der zwölf Kanalträger, die zusammen findung verwirklicht werden können; 60 als Pilotfrequenzen dienten, gemessen und die Verstär-

Fig. 4A und 4B zeigen schematisch die Schaltung einer kung der empfangenden Gruppe so eingestellt wurde, daß Ausführung einer erfindungsgemäßen Regelanordnung, die Leistung am Pilotkanalausgang im wesentlichen die für die entsprechend bezeichneten Kästchen im Träger- konstant blieb. Die Kanalentzerrung wurde in gleicher frequenzsystem der Fig. 1 benutzt werden kann, ferner Weise in jedem Kanalempfangskreis durchgeführt, wobei eine Einzelheit dieser Anordnung; 65 der Träger dieses Kanals allein als Pilot benutzt wurde.

Fig. 5 A und 5 B zeigen schematisch eine Schaltung einer Man hat festgestellt, daß dabei die geradlinige Gruppenanderen Ausführung einer erfindungsgemäßen Regel- entzerrung im allgemeinen auch für Systeme, die wesentanordnung, die in den entsprechend bezeichneten Käst- lieh länger als 160 km sind, hinreichend ist. Doch be- ■ chen des Trägerfrequenzsystems der Fig. 1 verwendet wirkten für Systemlängen von z. B. 240 km und mehr werden kann, ferner eine Einzelheit dieser Anordnung; 70 extreme Temperaturänderungen bei den Systembestand-

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teilen, insbesondere bei den Kabeln und Kupferoxyd- +0,9 bis—1,5 Dezibel, wenn der er maximalen warmen modulatoren der Verstärkerstationen, Frequenzkenn- Temperatur ausgesetzt wird. Die Kurven in Fig. 2 C linien, die bei einigen der Kanalentzerrer den Entzerrungs- und 2D sind ein Kompromiß, der die Dämpfungsverbereich überschritten, so daß keine hinreichende Ent- Zerrungen als Funktion der Kanalnummer für denselben zerrung möglich war. Bei einem 160-km-System, das 5 Verstärkerabschnitt zeigt, die bei einem Verstärkerz. B. bei 7° C entzerrt ist, ist zu erwarten, daß diese Über- abschnitt als zulässig erachtet werden, der den gleichen schreitung eintritt, wenn die Außentemperatur die Temperaturbedingungen ausgesetzt ist. Den letztge-Extremwerte von — 34 und + 49° C erreicht. Wenn dies nannten Kurven ist zu entnehmen, daß die zulässigen eintritt, erreichen die Kanäle nicht die strengen Be- Dämpfungsverzerrungen von etwa+0,4 bis—0,3 Dezibel triebsnormalwerte, die üblicherweise für sie als Bestand- io für die kalte Temperatur und von etwa+1,1 bis — 0,9Deziteile einer Kanalweitverkehrsverbindung vorgeschrieben bei für die warme Temperatur gehen. Die zu besind. Wenn somit dieses System über Strecken von mehr schreibenden erfindungsgemäßen Regelanordnungen sehen als 240 km verwendet wird, für die ein wesentlicher eine Korrektur innerhalb dieser Grenzen vor. kommerzieller Bedarf vorhanden ist, wird es notwendig, Bei der in den Fig. 4 A und 4 B dargestellten Ausführung

Mittel zur Kompensation der Wirkungen derartiger Tem- 15 der Erfindung enthält die Regelanordnung DR, die in peraturänderungen auf die Übertragungseigenschaften dem entsprechend bezeichneten strichpunktierten Kästdes Systems einzufügen. Diese Temperaturschwankungen chen gezeichnet ist, vier durch Thermistoren gesteuerte gehen oft schnell vor sich und treten innerhalb weniger Entzerrungsnetzwerke mit veränderbarer Dämpfung, Stunden oder sogar Minuten ein. Es wurde gefunden, die durch die mit RNl, RN2, RN3 und ÄZV4 bezeichnedaß eine hinreichende Kompensation dieser Wirkungen 20 ten Kästchen dargestellt sind und hintereinander in den am besten durch Verwendung automatischer Dämpfungs- Leitungszug hinter dem Verstärker R und damit in den regelanordnungen gemäß der Erfindung erreicht werden gemeinsamen Weg der zwölf Trägerkanäle, die durch kann, die unten an Hand der einzelnen Figuren der diesen Verstärker verstärkt werden, eingeschaltet sind. Zeichnungen beschrieben werden. Wie durch die innerhalb der Kästchen RNl, RN 2,RN 3

Fig. 1 zeigt ein Blockschema des Übertragungsteils für 25 und RNi dargestellten Kennzeichnungskurven angeeine Verkehrsrichtung eines Breitband-Trägerfrequenz- geben ist, ist die Kurve Nr. 1 der Dämpfung, die durch Signalübertragungssystems mit Verstärkerstationen, z. B. das Netzwerk i?2Vl in die Leitung eingeführt wird, eine des oben kurz beschriebenen 12-Kanal-Kabel-Trägerfre- geneigte Gerade; die durch das Netzwerk RN2 in die quenzsystems, das eine Sende- und eine Empfangs- Leitung eingeführte Dämpfung hat eine parabolische Trägerfrequenz-Endstation und eine Vielzahl von Zwi- 30 Kurvenform, während die durch die Netzwerke RN3 schenverstärkerstationen enthält, die durch Kabel von und RN4 eingeführten Dämpfungen beide wellenförmigen z. B. 9 bis 12 km Länge miteinander verbunden sind. Verlauf haben und als kubisch bzw. als Kurve vierter Die Verstärker R können abwechselnd Verstärker mit Ordnung definiert werden können. Diese Kurven werden Umsetzung vom unteren zum oberen Frequenzbereich, so gewählt, daß sie sich Dämpfungsänderungen des und umgekehrt, sein. Vorzugsweise ist in die Leitung 35 Systems anpassen, die im vorangehenden Verstärkereine erfindungsgemäße Regelanordnung DR jeweils un- abschnitt auftreten und durch Dämpfungsmessungen mittelbar hinter dem Ausgang einzelner Verstärker mit auf der Leitung bzw. dem Kabel und am Verstärker beUmsetzung vom unteren zum oberen Frequenzbereich stimmt werden. Die geneigte und die parabelförmige im Abstand von z. B. etwa 160 km eingeschaltet, falls Kurve sind grundsätzlich notwendig, um Dämpfungszu erwarten ist, daß der vorangehende Leitungsabschnitt 40 Verzerrungen des Kabels zu kompensieren, die kubische und die Verstärker zu gewissen Zeiten extremen Tem- Kurve und die Kurve vierter Ordnung, um Verzerrungen peraturabweichungen im Bereich von —34 bis +49° C der Verstärker zu kompensieren. Die in der Regelausgesetzt sind, oder in größer gewählten Abständen, anordnung DR notwendigen linear unabhängigen Kurven wenn zu erwarten ist, daß diese Anlagenteile weniger können zu einer der zahlreichen orthogonalen Kurvenextremen Temperaturen ausgesetzt sind. Da alle Regel- 45 scharen gehören, z. B. zu den Kurven, die durch fünf anordnungen eine Anzahl von Vakuumröhren verwenden, Ausdrücke der bekannten Legendre-Polynomreihe dargesind sie vorzugsweise an einer Verstärkerstation mit stellt werden (Kurven A, B, C, D und E der Fig. 3) oder eigener Stromversorgung angeordnet. Für die Über- durch die bekannte Kosinus-Polynomreihe (Kurven tragung in Gegenrichtung werden (nicht gezeichnete) F, G, H, J und K der Fig. 3). Schließlich können weitere Regelanordnungen an entsprechenden Ver- 50 manche Kurven durch gewisse Ausdrücke der Legendrestärkerpunkten vorgesehen. reihe und andere durch gewisse Ausdrücke der Kosinus-

Die Kurven der Fig. 2 A bis 2 D sind nach Versuchs- reihe dargestellt werden. Diese beiden Kurvenscharen werten aufgetragen, die an einem 435-km-Abschnitt haben folgende Eigenschaften gemeinsam: eines 12-Kanal-Trägerfrequenzsystems erhalten wurden. a) Sie passen sich auf die praktisch bestmögliche Weise Die beiden Kurven in Fig. 2 A und 2B zeigen die Dämp- 55 einer geforderten Kurve an, wobei jede zusätzliche fungsverzerrung (Abweichungen vom Normalwert bei Kurve der Schar die Anpassung verbessert. Im vor-

einer Temperatur von 29° C, die als typische Umgebungs- liegenden Fall ist die beste Anpassung eine An-

temperatur betrachtet wird) in Dezibel, wenn keine passung nach der Methode der kleinsten Quadrate,

automatische Regelanordnung verwendet wird, an Ver- b) Der Beitrag jeder Kurve zur Anpassung ist vom Beistärkerpunkten, die einen Abstand von 160 km haben, 60 trag aller anderen zur gleichen Schar gehörigen Kurven aufgetragen als Funktion der Kanalnummer, wenn der unabhängig.

vorangehende Verstärkerabschnitt und die Leitung einer Praktische Überlegungen haben gezeigt, daß die beste

Temperaturschwankung von 56° C von kalt nach warm Anpassung erreicht wird, wenn die geneigte Kurve und ausgesetzt ist, wobei angenommen ist, daß die Tem- die parabelförmige Kurve, welche durch die beiden Ausperaturschwankung je 28° C nach oben und unten gegen 65 drücke einer Legendrereihe gemäß Kurven B und C in die eingestellte Temperatur des Systems beträgt. Man Fig. 3 angenähert sind, in den Netzwerken RNl und erkennt, daß die Verzerrung an einem Verstärkerpunkt RN 2 verwirklicht werden und wenn der dritte und der über das 12-Kanal-Band von etwa + 2,2 bis — 2,2 Dezibel vierte harmonische Ausdruck, die als kubisch bzw. als geht, wenn der vorangehende Verstärkerabschnitt der Kurve vierter Ordnung bezeichnet werden und angemaximalen kalten Temperatur ausgesetzt wird, und von 7° nähert durch die beiden Ausdrücke einer Kosinus-Poly-

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nomreihe gemäß Kurven / und K in Fig. 3 dargestellt Leistung der zwölf geregelten Trägerkanäle am Ausgang sind, in den Netzwerken RN3 und 22ZV 4 verwendet wer- von LA wird auf die abgehende Leitung (Kabel) überden. Die geradlinige Kurve, die durch den ersten Aus- tragen, die zum nächsten Zwischenverstärker R des druck der Legendrereihe und den ersten Ausdruck der Systems führt. Ein weiterer Teil der Leistung der zwölf Kosinusreihe (Kurven A und F in Fig. 3) dargestellt ist, 5 Trägerkanäle wird durch den Abzweigyerstärker PA erfordert kein getrenntes Netzwerk für diese Kurve. vom Ausgang des Verstärkers LA abgegriffen. Die ver-Diese Kurve kann leicht dadurch erhalten werden, daß stärkte Spannung am Ausgang von PA wird parallel den die Verstärkungskennlinie des einstellbaren Verstärkers R Eingängen der zwölf Kanalfilter Fl bis F12 zugeführt, in der der Regelanordnung vorangehenden Verstärker- die den Träger und die Seitenbänder jeweils eines der station, in welcher vom unteren zum oberen Frequenz- io zwölf Trägerkanäle selektiv übertragen. Die Ausgangsbereich umgesetzt wird, entsprechend ausgelegt wird. spannung eines jeden der zwölf Filter Pl bis F12 wird Jedes der Netzwerke RNl bis RN4 ist so eingerichtet, durch Gleichrichter am Ausgang gleichgerichtet, um zwei daß es ständig unter dem Einfluß seines zugehörigen Gleichspannungen entgegengesetzter Polarität zu erThermistors CTl bis CT4 verändert wird. Die Regel- zeugen. Eine der am Ausgang eines jeden Gleichrichteranordnung DR enthält ferner einen Breitbandverstärker 15 satzes entstehenden positiven oder negativen Spannungen LA, der unmittelbar hinter dem letzten Netzwerk RN4 wird für jede Gruppe ausgewählt, und die ausgewählten in die Leitung eingeschaltet ist und eine solche Ver- Spannungen werden jeweils über die zwölf abgestimmten Stärkungskennlinie hat, daß er die frequenzunabhängige Widerstände J?l bis 2212, 2213 bis 2?24, R25 bis 2236 Dämpfung aufhebt, die durch die vier Netzwerke RNl bzw. R37 bis R4S der betreffenden der vier Widerstandsbis 22ZV 4 in die Leitung eingeführt wird. Er kompensiert 20 gruppen im Rechennetzwerk CN an den Eingang des damit die resultierende geradlinige Dämpfung in den zugehörigen der vier Steuerkreise CCl bis CC4 gelegt, zwölf Trägerkanälen, bevor die verstärkten Signale zur Jeder der Gleichstromverstärker Al bis A4 in den Ausgangsleitung und zum nächsten Zwischenverstärker R Steuerlireisen CCl bis CC 4 arbeitet derart, daß er die und zum Eingang des Rückwärtsregelkreises für die zwölf abgestimmten Ströme verschiedener Polarität und Thermistoren der vier Netzwerke RNl bis RN 4 gelangen. 25 Amplitude, die ihm durch die Widerstände R1 bis 2212 Bei der in Fig. 4A dargestellten Ausführung der bzw. 2213 bis 2224... zugeführt werden, addiert/ sie Regelanordnung enthält der Steuerkreis für die Rück- verstärkt und die addierten Ströme als Heizströme mit wärtsregelung der Thermistoren der Netzwerke RNl bis bestimmter Amplitude und Polarität an den Steuer- RN4 folgende Teile !erstens einen Abzweigverstärker PA, thermistor CTl, CT2, CT3 oder CT4 des jeweiligen dessen Eingang bei B an die Leitung am Ausgang des 30 Entzerrungsnetzwerkes RNl bis RN4 gibt. Hierdurch Verstärkers LA angeschlossen ist, zweitens eine Gruppe wird die Entzerrungskurve des entsprechenden Entvon zwölf Kanalnltern Fl bis F12, die so eingerichtet zerrungsnetzwerks entsprechend dem summierten Pegel sind, daß sie die Träger und die Seitenbänder jeweils aller zwölf Trägerkanäle am Ausgang der Regelanordnung eines der zwölf Trägerkanäle auswählen, wobei ihre eingestellt.

Eingänge parallel an den Ausgang des Abzweigver- 35 Die Arbeitsweise der Regelanordnung der Fig. 4A stärkers PA angeschaltet sind, drittens eine Gruppe von wird noch besser verständlich, wenn man die Wirkung vierundzwanzig Gleichrichtern REl bis RE24, von des Teiles betrachtet, der das Entzerrungsnetzwerk RNl denen zwölf entgegengesetzt gepolt sind wie die anderen mit der geradlinig geneigten Kurve steuert, welcher Teil zwölf, wobei jeweils ein Satz aus zwei entgegengesetzt schematisch in Fig. 4B dargestellt ist. Die Werte der gepolten Gleichrichtern mit einer Seite an den Ausgang 4° zwölf abgestimmten Widerstände R1 bis R12 und die eines der zwölf Kanalfilter Fl bis .F12 angeschaltet ist, Polaritäten werden so gewählt, daß die zwölf Gleichwie in Fig. 4A angegeben ist, viertens ein Analogie- Strombeiträge zum Steuerkreis CCl für das Entzerrungs-Rechennetzwerk, das in Fig. 4A durch ein mit CN netzwerk RNl, wie dargestellt, sich von einem hohen bezeichnetes Kästchen dargestellt ist und aus achtund- positiven Wert für Kanal 1 über Null in der Mitte des vierzig abgestimmten Widerständen Rl bis R48 besteht, 45 Bandes bis zu einem hohen negativen Wert für Kanal 12 die in vier Gruppen eingeteilt sind, und zwar jeweils eine ändern, wobei die jeweiligen Werte der zwölf Widerstände Gruppe für die Regelung der vier Netzwerke, wobei jede in jeder Gruppe so bemessen sind, daß der Mangel an voll-Gruppe aus zwölf Widerständen Rl bis 512, R13 bis kommener Orthogonalität eines Entzerrungsnetzwerks in 2224, R25 bis 2236 und R37 bis 2248 besteht, und zwar bezug auf die anderen drei Netzwerke kompensiert wird, aus jeweils einem Widerstand für jede der zwölf Kanal- 50 so daß jede Netzwerkskomponente unabhängig und gleichträgerfrequenzen, und fünftens vier Steuerkreise CCl bis zeitig mit den anderen wirkt. Die entstehenden sechs^: CC 4, die jeweils einen Gleichstromverstärker Al bis A4 positiven und sechs negativen Spannungen sind gegenenthalten. Wie in Fig. 4B für die Steuerung eines der einander am Eingang des Gleichstromverstärkers A1 so vier Netzwerke, nämlich RNl, angegeben ist, wird der abgeglichen, daß die resultierende Eingangsspannung Ausgang eines jeden der zwölf Filter 2⁷I bis 2*Ί2 über je 55 nominell Null ist. .

einen positiv oder negativ gepolten Gleichrichter der Irgendeine gegenseitige Änderung von Kanalausgangs-

vierundzwanzig Gleichrichter und über je einen Wider- spannungen, die eine Verzerrungskurve positiver Neigung stand in jeder Gruppe aus je zwölf abgestimmten Wider- als Komponente enthält, ergibt eine Erhöhung der sechs ständen (221 bis i?12, 2213 bis 2224...) mit dem Eingang negativen Spannungen am Steuerkreiseingang und eine je eines der Gleichstromverstärker Al bis A4 in den vier 60 Verringerung der sechs positiven Spannungen. Infolge-Steuerkreisen CCl bis CC 4 verbunden. Der Ausgang des dessen entsteht insgesamt eine negative Spannung am entsprechenden Gleichstromverstärkers ist mit einem der Steuerkreiseingang, welche eine Änderung des Stroms im Steuerthermistoren Cn bis CT4 für das Entzerrungs- zugehörigen Netzwerkthermistor und damit eine entnetzwerk, das er steuert, verbunden. Die in den Fig. 4A sprechende Einstellung des Netzwerks zur Entzerrung und 4B dargestellte Regelanordnung der Erfindung 65 zur Folge hat. Dieser Einstellvorgang dauert an, bis die arbeitet wie folgt: Gesamtspannung auf wieder nominell Null abgesunken

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 22, der die ist (tatsächlich ist der Kreis so ausgelegt, daß eine kleine Signale aller zwölf Trägerkanäle verstärkt, wird über die Restspannung bleibt, um den Thermistorstrom aufrechtvier Entzerrungsnetzwerke 22ZV1 bis 22ZV4 dem Ver- zuerhalten). Eine Pegeländerung, die keine Neigung*-.■■;!■ stärker LA zugeführt und dort verstärkt. Ein Teil der 70 komponente enthält, würde die einzelnen Spannungen m ■'■'■■"

ίο

solcher Weise beeinflussen, daß die Gesamtspannung bei dem gewünschten minimalen Wert bleibt und keine Neigungsentzerrung eingeführt wird.

Die Regelanordnung gemäß der Erfindung kann in bezug auf eine Verringerung der Anzahl der erforderlichen Einzelschaltelemente und auf eine Erhöhung der Betriebsstabilität etwas verbessert werden, indem die Steuerung für die Thermistoren der vier Entzerrungsnetzwerke RN1 bis RNA, wie in den Fig. 5 A und SB dargestellt, abge-

bis F 6 an einen gemeinsamen positiven Punkt am Eingang des Wechselstromverstärkers AY im Steuerkreis CCl' angeschlossen. Die anderen sechs »Minus«-Widerstände RT bis 2? 12' an den Ausgängen der Kanalfilter F7 5 bis F12 sind an einem gemeinsamen negativen Punkt am Eingang des anderen Wechselstromverstärkers A 2' im Steuerkreis CC Y angeschlossen. Die Funktionen, welche die verschiedenen Entzerrungskurven darstellen, sind so beschaffen, daß die Summe der Werte jeder Funktion bei

sprechenden Vorzeichen ebenfalls Null ist. Dies folgt aus der Tatsache, daß die Kurven zu einer geradlinigen Dämpfung orthogonal sein müssen.

Wie für den Steuerkreis CC Y des Netzwerks RN1 mit geneigter Entzerrungskurve in Fig. 5 B angegeben ist, enthält der Steuerkreis jedes Netzwerks zwei entgegengesetzt gepolte Gleichrichter REY und i?£2',die,wie dargestellt, Varistoren sein können und jeweils mit einem Pol

ändert wird. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform io den zwölf Trägerfrequenzen Null ist und demgemäß die

erfolgt die Steuerung größtenteils wechselformmäßig bis Summe der abgestimmten Widerstandswerte mit den entzu einem Punkt in der Nähe des Thermistors. Hierdurch
wird eine Verringerung der erforderlichen Anzahl von
Gleichrichtern von vierundzwanzig auf acht ermöglicht

und das Problem der Gleichstromverstärkung dadurch 15 außerordentlich vereinfacht, daß nur eine Gleichstromverstärkungsstufe zur Steuerung für jedes Entzerrungsnetzwerk verwendet werden muß, die an einem Punkt des Regelkreises angeordnet wird, wo die Wirkungen von

Änderungen der Röhrendaten durch Gegenkopplung 20 mit dem Ausgang des Wechselstromverstärkers A Y bzw. unterdrückt werden können. mit dem Ausgang des Wechselstromverstärkers A 2' ver-Die Steuerung für die vier Entzerrungsnetzwerke RN1 bunden sind, ferner einen einstufigen Gleichstromverbis RN4 ist bei der Anordnung der Fig. 5 A ähnlich der- stärker A 3', an dessen Eingang die anderen Pole der jenigen der Fig. 4A, insofern, als der Ausgang des Ab- beiden Gleichrichter REY und RE 2' parallel angeschlossen zweigverstärkers PA an die parallelen Eingänge der 25 sind. Der Ausgangsstrom des Gleichstromverstärkers A 3' zwölf Kanalfilter Fl bis F12 gelegt ist, die so eingerichtet dient als Heizstrom für den Thermistor des zugeordneten sind, daß sie aus der verstärkten Leistung der zwölf Entzerrungsnetzwerks RNl bis RN4, das er steuert.
Trägerkanäle am Ausgang dieses Verstärkers den Träger Die Arbeitsweise der Regelanordnung nach Fig. 5 A wird und die Seitenbänder eines der zwölf Kanäle auswählen. noch besser verständlich, wenn man die Wirkungsweise Von diesem Punkt an ist die Anordnung der Schalt- 30 des Teiles in Fig. 5 B betrachtet, der das Netzwerk RN1 elemente und ihre Arbeitsweise bei der Steuerung der für die geneigte Entzerrungskurve steuert.
Thermistoren der vier Entzerrungsnetzwerke von der- Die Wechselstromleistung der zwölf Trägerkanäle am jenigen der vorher beschriebenen Anordnung verschieden. Ausgang des Abzweigverstärkers PA gelangt zu den Die Ausgangsspannungen der zwölf Filter werden zuerst zwölf Kanalfiltern Fl bis .F12, welche aus den ankomauf das Rechennetzwerk CN übertragen, das für jedes 35 menden Schwingungen jeweils den Träger eines der zwölf Entzerrungsnetzwerk aus je einem abgestimmten Wider- Trägerkanäle auswählen. Die Ausgangsleistung der sechs stand für jede der zwölf Kanalträgerfrequenzen, d. h. aus Kanalfilter Fl bis F6 für den unteren Frequenzbereich einer Gesamtzahl von achtundvierzig abgestimmten geht jeweils durch den zugehörigen abgestimmten WiderWiderständen besteht. Wie in Fig. 5B für die Steuerung stand RY bis R&, wird am Eingang des Wechselstromdes Netzwerkes RNl dargestellt ist, sind die zwölf 40 Verstärkers A Y im Steuerkreis CC Y summiert, durch Widerstände RY bis R12', R13' bis £24', R25' bis R3& diesen Verstärker verstärkt und dem entsprechenden bzw. R37' bis i?48', die gruppenweise zu dem jeweiligen Gleichrichter REY zugeführt. In gleicher Weise geht die Steuerkreis CCl'bis CC4'gehören, für jedes Entzerrungs- Ausgangsleistung der sechs Kanalfilter Fl bis F12 für netzwerk in zwei Gruppen aufgespalten, von denen sechs den oberen Frequenzbereich jeweils durch den zuge- »Plus«-Widerstände an den Ausgang je eines Filters 45 hörigen abgestimmten Widerstand RT bis R12', wird am Pl bis F 6 zur Auswahl der sechs unteren Kanalträger Eingang des anderen Wechselstromverstärkers A 2' im und sechs »Minus«-Widerstände an den Ausgang je eines Steuerkreis CC Y summiert, in diesem Verstärker ver-Kanalfilters F7 bis F12 zur Auswahl der sechs oberen stärkt und dem Gleichrichter RE2' zugeführt. Der erste Kanalträger angeschaltet sind. Dabei beziehen sich die Gleichrichter REY ist so gepolt, daß er die positiven Bezeichnungen »Plus« und »Minus« auf die endgültige 50 Komponenten der angelegten Schwingungen gleich-Polarität der Spannungen, die nach der Gleichrichtung richtet, während der zweite Gleichrichter RE 2' so gepolt

an einem mehr dem Thermistor zu gelegenen Punkt des Steuerkreises entstehen.
Die Abstimmfaktoren für die beiden Abstimmwiderist, daß er die negativen Komponenten der angelegten Schwingungen gleichrichtet.
Die an den Ausgängen der Gleichrichter RE Y und RE2'

standssätze im Rechennetzwerkteil, die zur Steuerung je 55 entstehenden »Plus«- und »Minus«-Spannungen werden

eines der vier Entzerrungsnetzwerke RN1 bis RNA dienen, dann im Eingang des Gleichstromverstärkers A 3' addiert, stehen in Beziehung zu den entsprechenden Entzerrungskurven. Theoretisch sind sie den Normalwerten der

jeweiligen orthogonalen Funktionen umgekehrt propor-

so daß eine Gesamtspannung e entsteht. Bei normaler Neigungskomponente der Leitungsverzerrung am Ausgang der Regelanordnung ist die Spannung praktisch Null, tional, welche diese Kurven bei den zwölf Trägerfrequenz- 60 d. h. genauer, e hat vorzugsweise einen geringen negativen punkten darstellen. Da diese Werte, wie gezeigt, entweder Wert, z.B. etwa —2 Volt, entsprechend der mittleren positiv oder negativ sind, werden die Ausgänge der Ab- Vorspannung für die Gleichstromverstärkerstufe A 3', stimmwiderstände in den entsprechenden Widerstands- damit der resultierende verstärkte Strom am Ausgang gruppen entweder mit einem gemeinsamen Punkt posi- des Verstärkers A3', der durch den Thermistor CTl des tiver Polarität oder mit einem gemeinsamen Punkt nega- 65 Netzwerks RNl geht, stets ausreicht, um den Thermistortiver Polarität in dem Steuerkreis, zu dem sie gehören, strom auf einem gegebenen Minimalwert zu halten. Dies verbunden. So ist bei der Steuerung für das Netzwerk RNl kann z. B. durch geeignete relative Einstellung der Verder geneigten Entzerrungskurve, wie es in Fig. 5 B darge- Stärkungen der beiden Wechselstromverstärker A Y und stellt ist, die Gruppe aus sechs abgestimmten »Plus«- A 2' erreicht werden. In diesem Zustand bewirkt das Netz-Widerständen RY bis R& am Ausgang der Filter 2⁷I 70 werk RN1 keine Neigungsentzerrung.

703 958/283

11 12

Bei jeder Änderung der Neigung des Pegels an den Jedes der in den Fig. 8 bis 11 dargestellten Netzwerke

Eingängen der Kanalfilter Fl bis F12 bewirkt die ent- ist ein einstellbarer Dämpfungsentzerrer, der aus einer stehende Abweichung [der Spannung e von ihrem Soll- Parallelimpedanz besteht, die ein durch einen einstellwert, daß der an den Thermistor CTl, der das Ent- baren Widerstand abgeschlossenes Entzerrungsnetzwerk Zerrungsnetzwerk i?xYl steuert, gelieferte Heizstrom den 5 enthält. Die Schaltelemente des Entzerrungsnetzwerks Widerstandswert dieses Thermistors proportional derart sind für die vier in den Fig. 8 bis 11 dargestellten ändert, daß das Entzerrungsnetzwerk RNl seine Dämp- Dämpfungsentzerrer verschieden. Die Schaltung des in fungskurve mit einer bestimmten Amplitude einregelt, die Fig. 8 dargestellten Netzwerks für die Kurve Nr. 1 (gerade der summierten Pegeländerung der zwölf Trägerkanäle am Linie mit einstellbarer Neigung) ist eine unsymmetrische Ausgang der Regelanordnung proportional ist und die der io Parallel-T-Allpaßanordnung mit konstantem Widerstand. Beitrag dieser speziellen Kurve für die Korrektur der Die Schaltung des in Fig. 9 dargestellten Entzerrungs-Signalverzerrung ist. netzwerke für die Kurve Nr. 2 (parabelförmig) ist eine

Die entsprechende Arbeitsweise der anderen Steuer- Allpaßanordnung mit konstantem Widerstand und mit kreise CC2', CCZ! und CCA' in Abhängigkeit vom Pegel Wirkwiderstandszweigen, die hinzugefügt sind, um im an den Ausgängen der zwölf Kanalfilter Fl bis F12 be- 15 Betriebsbereich eine parabolische Entzerrungskennlinie wirkt eine Einstellung der Entzerrungsnetzwerke RN2, zu erhalten. Diese Anordnung ist als unsymmetrische, RN3 und RN4, um die parabelförmige, die kubische und überbrückte T-Anordnung ausgebildet. Die Schaltung des die Entzerrungskurve vierter Ordnung zu erhalten, und in Fig. 10 dargestellten Entzerrungsnetzwerks für die zwar jede mit einer xAmplitude, die dem summierten Pegel Kurve Nr. 3 (kubisch) ist eine Allpaßanordnung mit konder zwölf Trägerkanäle am Ausgang der Regelanordnung 20 stantem Widerstand, die als überbrückte Parallel-T-Anproportional ist und die jeweils der Beitrag der betreffenden Ordnung ausgebildet ist, also aus zwei T-Gliedern und Kurve für die Korrektur der Signalverzerrung ist. einem Brückenzweig besteht. Die in Fig. 11 dargestellte

Die geneigte Kurve (Nr. 1), die bei den beiden in den Schaltung des Entzerrungsnetzwerks für die Kurve Nr. 4 Fig. 4 A und 5 A dargestellten Ausführungen der Erfindung (vierter Ordnung) ist eine Allpaßanordnung mit konim Entzerrungsnetzwerk RNl benötigt wird, und die 25 stantem Widerstand, die als gewöhnliche, unsymmetrische, parabelförmige Kurve (Nr. 2), die im Entzerrungsnetz- überbrückte T-Anordnung ausgebildet ist. Die in den werk RN2 erforderlich ist, können beide in einem einzigen Fig. 8 und 9 dargestellten Anordnungen für die Kurven Netzwerk der Art annähernd realisiert werden, wie es in Nr. 1 und 2 geben gute Annäherungen für die Legen-Fig. 6 A schematisch dargestellt ist. In gleicher Weise drefunktionen, die durch die Kurven B und C der Fig. 3 können die kubische Kurve (Nr. 3), die bei dem in den 30 wiedergegeben sind, während die in den Fig. 10 und 11 Fig. 4 A und 5 A dargestellten Ausführungen der Erfindung dargestellten Anordnungen für die Kurven Nr. 3 und 4 im Entzerrungsnetzwerk RN3 benötigt wird, und die bessere Annäherungen für die Kosinusfunktionen geben, Kurve vierter Ordnung (Nr, 4), die im Entzerrungsnetz- die in den Kurven / und K der Fig. 3 wiedergegeben sind, werk i?iV4 erforderlich ist, beide in einem einzigen Netz- Die Darlegung der Theorie zur Bestimmung der besten

werk annähernd realisiert werden, das schematisch in 35 Ausbildung und Bemessung einstellbarer Entzerrungs-Fig. 7A dargestellt ist. Die Netzwerke der Fig. 6Aund7A Netzwerke und zum Entwurf ihrer Steuerkreise für die sind beide von der allgemeinen Art der Doppelregler, deren Regelanordnungen des oben beschriebenen 12-Kanal-Aufbau so beschaffen ist, daß die beiden Regler, die in Zweiseitenband-Trägerfrequenzsystems kann durch die Fig. 6A durch die mit Kurvenform Nr. 1 und 2 und folgendemathematischeUntersuchungvereinfachtwerden, in Fig. 7 A mit Nr. 3 und 4 bezeichneten Kästchen 40 wobei einige elementare Eigenschaften von Vektoren im dargestellt sind, voneinander durch eine Art Dämpfungs- euklidischen «-Raum verwendet werden, wie sie in dem anpaßglied entkoppelt sind. Ihr hervorragendes Merk- Buch »Tensor Analysis, Theory and Applications« von mal besteht darin, daß dabei die Dämpfung, die zur Ent- I. S. Sokolniof f, 1951, erschienen bei John Wiley &Sons, kopplung zwischen den beiden Entzerrungsnetzwerken New York, insbesondere im Kapitel 1, Teil 11, geschildert für die Kurven Nr. 1 und 2 bzw. für die Kurven Nr. 3 45 sind.

und 4 der in den Fig. 6A bzw. 7A entsprechend Die Energie jedes Kanals liegt bei einem solchen

bezeichneten Kästchen notwendig ist, geringer ist als die- System fast ganz in der Trägerfrequenz. Für eine gute jenige einer Dämpfungseinrichtung, die in üblicherweise Übertragung ist es notwendig und hinreichend, alle Träger benutzt, d. h. zwischen die beiden in Reihe liegenden auf dem gleichen Pegel zu halten. Jede Trägerspannung Netzwerke geschaltet ist. 50 wird als eine Komponente eines zwölfdimensionalen Vek-

Bei dem Netzwerk der Fig. 6 A sind die Reglerteile für tors definiert. Wenn die Träger durch eine Reihe von die Kurven Nr. 1 und 2 nur durch die entsprechend zwölf Kanalbandfiltern getrennt werden, stehen als Einbezeichneten Kästchen dargestellt. Die Dämpfungs- gangsspannungen für ein automatisches Steuersystem frequenzkennlinie, die durch diese Teile für die Kurven zwölf Vektorkomponenten zur Verfügung. Dieses System Nr. 1 und Nr. 2 erreicht werden soll, ist durch die aus- 55 kann so gebaut werden, daß die Leitungsentzerrer so gezogene bzw. die gestrichelte Kurve in Fig. 6 B darge- eingestellt werden, daß alle Komponenten am Verstärkerstellt. Schematische Schaltungsbeispiele der Netzwerk- Stationsausgang gleichen Pegel haben, teile, die zur Realisierung der Kurven Nr. 1 und 2 in Es ist klar, daß jede Verstärkerstation, die die Trägerden entsprechend bezeichneten Kästchen der Fig. 6 Aver- frequenzen verschieden verstärkt, den am Eingang der wendetwerdenkönnen, sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt. 60 Verstärkerstation vorhandenen zwölfdimensionalen Spanin gleicher Weise ist die Dämpfungsfrequenzkennlinie, nungsvektor in einen neuen zwölfdimensionalen Vektor die durch die Teile Nr. 3 und 4 des Netzwerks der am Ausgang der Verstärkerstation transformiert. Die Fig. 7 A, welche dort gleichfalls nur durch entsprechend Komponenten der Spannungsvektoren seien im Verhältnis bezeichnete Kästchen dargestellt sind, erreicht werden zu einem gewünschten Spannungspegel in Dezibel (db) soll, durch die ausgezogene bzw. die gestrichelte Kurve in 65 ausgedrückt. Der entsprechende Ausgangsvektor ist Fig. 7B dargestellt. Schematische Schaltungen der Netz- gleich der Summe des Eingangsvektors und eines zweiten werkteile, die für die Kurven Nr. 3 und 4 in den ent- Vektors, dessen Komponenten die relative Verstärkung sprechend bezeichneten Kästchen im Netzwerk der der Entzerrer bei den entsprechenden Frequenzen sind. Fig. 7A benutzt werdeixkönnen, sind in den Fig. lOundll Wenn die Änderungen des Systems bei den zwölf Pilotdargestellt. ■ 70 frequenzen in keinem Zusammenhang stehen, sind zwölf

^linear unabhängige» Entzerrer notwendig, um eine vollkommene Entzerrung zu erzielen. Jedoch ist eine vollkommene Entzerrung nicht notwendig, und die Erfahrung hat gezeigt, daß ein wesentlicher Zusammenhang zwischen den Dämpfungsänderungen der zwölf Kanäle vorhanden ist. Bei dem vorliegenden Trägersystem hat man festgestellt, daß vier geeignet gewählte Entzerrer zusammen mit einer geradlinigen Verstärkersteuerung (die durch geeignete Wahl der Verstärkung des vorangehenden Verstärkers mit Umsetzung von dem unteren zu dem oberen Frequenzbereich erreicht wird) hinreichend sind, um die notwendige Kompensation der Übertragungsverzerrungen zu erhalten.

Es sei die in Fig. 4 A dargestellte Regelanordnung betrachtet. Die Spannungen bei A, ausgedrückt in db im Verhältnis zu einem willkürlichen Bezugspegel, seien durch den zwölfdimensionalen Vektor L = a_v a_%... a₁₂ bezeichnet. Ohne an Allgemeingültigkeit zu verlieren, kann als Bezugspegel die bei B gewünschte Spannung gewählt werden. Die Entzerrungsnetzwerke zwischen A und B können auf einen Bezugszustand eingestellt werden, bei dem ihre Dämpfung im wesentlichen unabhängig von der Frequenz ist. Der Wert dieser Dämpfung Ct₀ (in db) definiert die Komponenten des zwölfdimensionalen Vektors Λ^τ ₀ = n₀ a₀ = a₀, a₀.. .Ct₀. Dann ist der relative Spannungspegel bei B in Vektordarstellung L₀ = L — Λ^τ ₀.

Die Bemessung jedes Entzerrungsnetzwerks ist derart, daß eine Änderung seines Abschlußwiderstandes eine Dämpfungsänderung ergibt, die in Vektordarstellung ist:

Λ^τ (Λ \

wobei ftf eine Konstante ist, die durch die Einstellung des Regelwiderstandes bestimmt ist, und a_; ein zwölfdimensionaler Vektor, dessen Komponenten (X₁₁ usw. durch den Netzwerksaufbau bestimmt sind. Der vollständige Ausdruck für den Ausgangsspannungsvektor lautet daher

L₀ = L- N₀ - N₁ - .V₂ - .V₃ - .V₄. (2)

Für vollständige Entzerrung ist L₀ = 0. Die beste praktische Annäherung wird erreicht, indem die Entzerrer so eingestellt werden, daß der kleinstmögliche Wert von [L₀ ]² erzielt wird. Wenn die Vektoren a_x orthogonal sind, so sind die Werte von %, die zur Erzielung dieses Ergebnisses notwendig sind, gegeben durch

aus einer Gruppe von zwölf Widerständen Rl bis R12 und aus einem der summierenden Gleichstromverstärker A1 bis A 4. Abhängig von algebraischen Vorzeichen von a^wird die Spannung -\-e_} oder — e_} von der geeigneten Gleichrichtereinheit RE abgenommen und über einen der abgestimmten Widerstände Rl bis R12 mit einem 1/α_ί3· proportionalen Wert dem Eingang des summierenden Gleichstromverstärkers zugeführt. Wenn dies geschehen ist, so ist die Spannung e an diesem Verstärker proportional M₁, dem Fehler von %. Die Verstärkung des Gleichstromverstärkers wird so groß gemacht, daß ein sehr kleines Fehlersignal Wi₁ ausreicht, um zu bewirken, daß der Thermistorheizstrom am Ausgang in solcher Richtung fließt, daß der Spannungsfehler verringert wird, bis die Bedingung (5) erfüllt ist. Eine ähnliche Korrektur wird gleichzeitig durch die anderen Netzwerke und ihre Steuerkreise durchgeführt. Wegen der Orthogonalität führt keines der Netzwerke Fehler ein, die durch die anderen Netzwerke korrigiert werden müssen.

Korrektur eines Mangels
an vollkommener Orthogonalität

Es sei nun angenommen, daß die für die Netzwerke verfügbaren Schaltelemente aus aufbautechnischen Gründen nicht vollkommen orthogonal sind. Die Berechnung der Rechnerschaltung zur Erzeugung einer Regelung ohne Wechselwirkung ist überraschend einfach, wenn die n-dxmensionale Vektorannäherung benutzt wird. Die folgende Schilderung beschreibt den vollständigen Entzerrungs-Vorgang in Vektordarstellung.

φ_ϊ sei ein zwölfdimensionaler Vektor, dessen Komponenten die relativen Verstärkungen (in db) des i-ten Netzwerks sind. φ₀ wird verwendet, um die Wirkung der geradlinigen Verstärkungssteuerung im Regelverstärker darzustellen, während φ₁...φ_ί das Verhalten der Entzerrungsnetzwerke wiedergibt.

ip_k sei eine Reihe von orthogonalen zwölfdimensionalen Vektoren auf der Grundlage von φ_ο ά. h.

Ψί

Wj = CLj · L.

(3)

Bestimmung des Steuerkreises

Die Berechnung der gewünschten Werte von n_t und der Steuerungen für die fortlaufende Einstellung der Steuerthermistoren der Entzerrungsnetzwerke zur Realisierung dieser Werte ist die Aufgabe des Rechennetzwerkes. Wenn das System nahezu richtig eingestellt ist, sei die Ausgangsspannung des /-ten Kanals e_j: was nahezu gleich der gewünschten Ausgangsspannung e,, ist. Der zwölfdimensionale Ausgangsvektor L₀ = O₁, δ₂ · · · ^i2 ^nat die Komponenten:

b_} = 8,686I_n ■ ejle_r = 8,686I_n[I + δ_}) ^ 8,686 δ,-, (4)

wobei 6j = (ej — e,)je_r2 und klein ist. Das Kriterium für beste Entzerrung, j L \ ² ein Minimum, wird dann

wobei k — 0, 1.. .4 ist.

Die Bestimmung von ip_k ist eine unmittelbare Anwendung des Orthogonalisierungsverfahrens von Schmidt. Die Arbeitsweise eines zu entzerrenden Kreises wird als zwölfdimensionaler Vektor y aufgefaßt, dessen Komponenten die Verstärkungsabweichungen vom Normalwert (in db) bei den zwölf Kanalträgern sind. Dies kann im Sinne des kleinsten Quadrats angenähert werden durch einen Vektor

e_r)² = ein Minimum.

(S)

Diese Bedingung kann durch Verwendung eines Gleich-Stromrechners für die Lieferung eines Heizstroms an den Thermistor realisiert werden, der seinerseits die Dämpfung des Entzerrungsnetzwerks steuert. Dieser Gleichstromrechner für jedes Entzerrungsnetzwerk RNl bis /ίΛ^τ4, wie er in Fig. 4B für ein Netzwerk angegeben ist, besteht

55	wobei Ck =	k = ν ·	0 Wk	4
	ist. Hieraus folgt			0 i==0
6o	Y —	4 I		/ 4
		4	0\ *=0
		2. Tc =
65		^
		2.
		4

i ■- U

wobei

Auf Grund früherer Festlegungen können die y_} als

der Erfindung erhält, kann an Hand der Fig. 12 A und 12B wie folgt erklärt werden:

Wie oben erwähnt wurde, sind die erfindungsgemäßen

Regelanordnungen von Haus aus frei von Wechselwirkungen zwischen den Kurven; ein reiner Neigungsfehler soll z. B. kein Netzwerk außer demjenigen beeinflussen, das die geneigte Kurve für die Korrektur liefert. Die Freiheit von Wechselwirkung ist theoretisch durch die gegenseitige Orthogonalität der Netzwerk-Kurven be~

ίο dingt.

Um das Verfahren noch einmal zu betrachten, das zur Bestimmung des erforderlichen Werts einer besonderen Kurve angewendet wird, seien folgende Stufen genannt:

1. Multiplikation der anzupassenden Kurve mit der fraglichen Kurve;

2. Integration über den Anpassungsbereich;

3. Multiplikation mit einer Konstanten.

Der orthogonale Regler führt diese Stufen aus, doch in diskreter Weise, wie in den Fig. 12 A und 12 B darge-

ben wurde, läuft dies auf eine frequenzunabhängige Dämpfung, eine geneigte gerade Linie, durch Null bei der mittleren Frequenz des Bandes gehend, auf eine Parabel, eine kubische Kurve und auf eine Kurve vierter Ordnung heraus. Um dies in Vektorform durchzuführen, berechnet man den Wert jedes Ausdrucks bei jeder der zwölf Kanal-Trägerfrequenzen und orthogonalisiert. Die orthogonalisierten Werte sind mit normalen Bezugswerten

Spannungen am Rechner eingang, die Größe von g_i} als
Leitwert des zugehörigen Rechnerwiderstandes und das
Vorzeichen von g_tj als Vorzeichen der an diesem Widerstand anzulegenden gleichgerichteten Spannung aufgefaßt werden. Ausgehend von einer Reihe von Netzwerken
mit nicht orthogonalem Verhalten sind somit Bedingungen abgeleitet worden, die einen Fehler des kleinsten
Quadrats für das geregelte System geben und die schließlich eine Festlegung der Rechnerkomponenten ergeben,
welche das Fehlersignal ableiten, das erforderlich ist, um ²⁰ stellt ist. Er multipliziert die Dämpfungswerte der Leitung das i'-te Netzwerk ohne Wechselwirkung mit den züge- für jede Frequenz mit den entsprechenden Werten der zu hörigen Netzwerken zur optimalen Einstellung zu bringen. verwendenden Kurve (als Beispiel ist die erste Kurve, Erfahrungen mit anderen Arten von Vielkanal-Träger- nämlich für die Neigungsentzerrung, gewählt), indem die frequenz-Telefoniesystemen haben ergeben, daß die Le- Ausgangsleistung der zwölf Filter durch die Gleichrichter gendre- oder Kosinus-Polynome zufriedenstellende Reihen ^a5 und die Abstimmwiderstände geleitet wird. Er summiert von orthogonalen Funktionen für die Entzerrungsanalyse die zwölf sich ergebenden Spannungen (diskrete Summiesind. Die Legendrefunktionen erhält man durch eine rung). Er multipliziert dann das Ergebnis nicht mit irgend-Potenzreihenerweiterung der Verstärkung als Funktion einer besonderen Konstante und kommt doch zu einer der Frequenz, indem man jeden Ausdruck in der Er- Fehlerspannung, die dem erforderlichen Kurvenbetrag Weiterung als Funktion betrachtet und indem man Aus- 3o proportional ist. Die Funktion des Steuerkreises des Regdruck für Ausdruck orthogonalisiert. Wie oben beschrie- lers besteht darin, daß das zugehörige Netzwerk seine

Kurve, z. B. die Neigung, in wachsendem Maße einregelt, bis die Fehlerspannung (im Idealfalle) auf Null verringert ist.

Das Beispiel in den Fig. 12A und 12B verwendet die Neigung, nicht aber eine Sinusfunktion. Wie oben festgestellt wurde, sind Neigung und parabelförmige Kurve in der zu korrigierenden Kennlinie größere Komponenten. Legendre-Polynome liefern diese beiden Kurven, ebenso

in Tabellenform vorhanden, so daß eine unmittelbare 40 orthogonale Ausdrücke höherer Ordnung. Berechnung unnötig ist. Die Eigenschaft der Orthogonalität wird bei zwölf

In Anbetracht der Tatsache, daß kompliziertere Anordnungen größere praktische Aufbauprobleme ergaben,
hat man die Legendrefunktionen für die Kurven φ₃ und
ψ_Λ in Fig. 3 zugunsten einer abgeänderten Kosinusfunk- +5
tion verlassen, wobei man von der Tatsache, mit Vorteil
Gebrauch gemacht hat, daß die letztere mit Allpass-Regelnetzwerken verhältnismäßig einfach zu realisieren
sind. Die Kosinusfunktionen wurden für die Entzerrung
in Trägersystemen bereits weitgehend verwendet. Die in 50 Regelanordnungen für die Netzwerke nur vier linear unden Fig. 10 und 11 schematisch dargestellten Netzwerk- abhängige Kurven verwenden, die sich als hinreichend anordnungen, welche die Kosinusfunktionen / und K der erwiesen haben, um eine zufriedenstellende Kompensation Fig. 3 annähern, haben sich zur Realisierung der Kurven der Dämpfungsverzerrungen in einem 12-Kanal-Träger-9?_a und 9?₄ als geeigneter herausgestellt, während die in system zu erhalten, liegt es doch im Rahmen der Erfinden Fig. 8 und 9 schematisch dargestellten Netzwerke, 55 dung, für diesen Zweck in diesem System bis zu zwölf welche die Legendrefunktionen B und C der Fig. 3 an- derartige Netzwerke zu verwenden, ferner eine entnähern, sich zur Realisierung der Kurven 9J₁ und <p₂ als sprechend größere Anzahl bei Systemen mit mehr als zwölf geeigneter erwiesen haben. Die frequenzunabhängige Kanälen, und zwar je eines für jede Trägerfrequenz, Kurve 9J₀, die bei A der Fig. 3 für die Legendrefunktion und eine entsprechende Anzahl von Steuerungen, um und bei F der Fig. 3 für die Kosinusfunktion dargestellt 60 damit eine genauere Kompensation der Dämpfungsverist, erfordert kein zusätzliches, durch einen Thermistor Zerrungen infolge extremer Temperaturbedingungen und gesteuertes Netzwerk, da sie mit Hilfe eines einfachen
einstellbaren Dämpfungsentzerrers erhalten werden kann
oder einfacher, wie oben beschrieben, durch geeignete
Steuerung der Verstärkungskennlinie des einstellbaren 65
Verstärkers R der Verstärkerstation mit Umsetzung von
dem unteren zu dem oberen Frequenzbereich, die der
Regelanordnung vorangeht.

Das Arbeiten der Regelkurvenanpassung, die man durch die in den Fig. 4A und 4B dargestellte Regelanordnung

diskreten Frequenzen, z. B. beim vorliegenden Trägersystem, wie folgt ausgedrückt:

Ji₁ = 0, wenn ,■ = k

Ζ,ΨηΨ^ (9)

j₌₁ =1, wenn ₃· = k,

wobei φ_ιΊ und <p_jk die Abstimmfaktoren sind, welche die Kurven der Netzwerke m und η darstellen. Wenn auch die oben beschriebenen erfindungsgemäßen

anderer unvorhersehbarer Ursachen zu erhalten.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Dämpfungsentzerrung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Signalübertragungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren entlang der Übertragungsstrecke verteilten¹

Verstärkerstationen eine Regelanordnung (D22) mit mehreren hintereinandergeschalteten, allen Trägerfrequenzkanälen einer Übertragungsrichtung gemeinsamen Entzerrungsnetzwerken (RNl.. .RN4:) vorgesehen ist, deren unterschiedliche, voneinander linear unabhängige Entzerrungskurven mittels eines die Abweichungen der Pegel sämtlicher Trägerkanäle an dieser Verstärkerstation von dem Normalwert summierenden Steuerkreises derart eingestellt werden, daß die Summe der Dämpfungen sämtlicher Entzerrungsnetzwerke einer Verstärkerstation die Dämpfungsverzerrungen in dem vorangehenden Abschnitt des Übertragungssystems kompensiert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander linear unabhängigen Entzerrungskurven der Entzerrungsnetzwerke (RNl.. .RN 4) den Funktionen weitgehend angenähert sind, welche durch den zweiten, dritten, vierten und fünften Ausdruck einer orthogonalen Polynomreihe dargestellt sind und eine geradlinig geneigte Kurve, eine parabelförmige Kurve, eine kubische Kurve bzw. eine wellenförmige Kurve vierter Ordnung ergeben, und daß die VerstärkungskennHnie des der Regelanordnung zugeordneten Verstärkers so verläuft, daß eine fünfte geradlinige Entzerrungskurve entsteht, welche der durch den ersten Ausdruck der orthogonalen Polynomreihe dargestellten Funktion angenähert ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2,. dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung (Di?) vier hintereinandergeschaltete Entzerrungsnetzwerke (RNl.. .RN4) mit einstellbarer Dämpfung enthält, die allen Trägerfrequenzkanälen der Übertragungsstrecke gemeinsam und derart eingerichtet sind, daß sich eine Entzerrung mit einer geradlinig geneigten Kurve, einer parabelförmigen Kurve sowie einer kubischen Kurve und einer wellenförmigen Kurve vierter Ordnung ergibt, welche Kurven den Funktionen angenähert sind, die durch den zweiten, dritten, vierten bzw. fünften Ausdruck einer Legendre-Polynomreihe dargestellt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelanordnung (DR) vier hintereinandergeschaltete Entzerrungsnetzwerke (RNl...RN4) mit einstellbarer Dämpfung enthält, die allen Trägerfrequenzkanälen gemeinsam und derart eingerichtet sind, daß zwei Netzwerke eine geradlinig geneigte bzw. eine parabolische Entzerrungskurve ergeben, welche den durch den zweiten und dritten Ausdruck einer Legendre-Polynomreihe dargestellten Funktionen angenähert sind, und daß die beiden anderen der vier Netzwerke so eingerichtet sind, daß sie eine kubische Entzerrungskurve bzw. eine wellenförmige Entzerrungskurve vierter Ordnung ergeben, die den durch den vierten und fünften Ausdruck einer Kosinus-Polynomreihe dargestellten Funktionen entsprechen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der vier Entzerrungsnetzwerke (RNl...RN4) in seinem Bereich mittels eines besonderen Thermistors (CTl.. .CTA) fortlaufend einstellbar ist und daß im Steuerkreis nach Bestimmung der x<Vbweichung eines jeden Kanalträgers von seinem Normalpegel die Abweichungen aller Träger summiert und die sich ergebenden Steuerströme zur Steuerung der Thermistoren (CTl.. .CT4) benutzt werden.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen hinter den vier Entzerrungsnetzwerken (RNl.. .RN4) vom gemeinsamen Übertragungsweg abgezweigten Steuerkreis aus einem Abzweigverstärker (PA), aus einer Gruppe von Kanalfiltern (Fl.. .F12) zur Auswahl des Trägers und der Seitenbänder je eines der beispielsweise zwölf Trägerkanäle am Ausgang des Abgreifverstärkers, ferner aus je zwei Gleichrichtern (REl.. .RE24) am Ausgang eines jeden Filters (J⁷I...F12) zur Gewinnung je einer positiven und negativen Spannung, aus einem Analogie-Rechennetzwerk (CiV) mit achtundvierzig abgestimmten Widerständen (221.. .2248), und zwar jeweils einem für jedes Kanalfilter und für jede Netzwerkkurve, aus vier Steuer kreisen (CCl.. .CC 4) mit je einem Gleichstromverstärker (Al...A4), ferner aus Verbindungen, durch welche die gleichgerichteten positiven oder negativen Ausgangsspannungen eines jeden Filters (Fl.. .F12) über einen der Widerstände (R1...R4S) des Rechennetzwerks, die in Gruppen von zwölf abgestimmten Widerständen für jede Netzwerkkurve zusammengefaßt sind, an die Eingänge jedes der vier Gleichstromverstärker (Al...A4) gelegt werden, deren Ausgangsströme in jedem Steuerkreis (CCl...CC4) als Heizstrom den Thermistor (CΓ1...Cr4) des zugehörigen Netzwerks (RNl... RN 4) entsprechend steuern, wobei die relativen Werte der abgestimmten Widerstände (221...J?48) in den vier je einem Steuerkreis zugeordneten Gruppen so gewählt sind, daß in erster Linie ein Fehlersignalstrom erzeugt wird, der der Summe der Quadrate der summierten Pegelabweichungen der einzelnen Trägerkanäle proportional ist, und in zweiter Linie, daß irgendein Mangel an vollkommener Orthogonalität zwischen den zur Erreichung der gewünschten Kurven in den vier Entzerrungsnetzwerken verwendeten Anordnungen kompensiert wird, so daß der Beitrag jeder Kurve für die Dämpfungsentzerrung unabhängig von den Beiträgen aller anderen Kurven für die Entzerrung ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwölf abgestimmten Widerstände (221. . .2212, 2213.. .2224 .. .) die jeweils zum Steuerkreis (CCl, CC2...) für jede Entzerrungskurve gehören, relativ derart bemessen sind, daß ihre Werte umgekehrt proportional den Normalwerten der jeweiligen orthogonalen Funktionen sind, welche die Entzerrungskurven bei den Trägerfrequenzen aller Kanäle darstellen, so daß der Wert der Fehlerspannung am Eingang des Gleichstromverstärkers (A 1, A2...) in jedem Steuerkreis und damit die Größe des an dem Thermistor (CTl, C T2...) jedes Entzerrungsnetzwerks (RNl, RN2.. .) gelieferten Heizstroms, wenn keine Entzerrung durch das zugehörige Netzwerk erforderlich ist, praktisch Null wird oder einen vorbestimmten kleinen Wert erreicht, der ausreicht, um den Heizstrom des Thermistors auf dem minimalen notwendigen Betriebswert zu halten, und daß, wenn eine unzulässige Verzerrung am Ausgang der Netzwerke für eine der Kurven auftritt, der Thermistorheizstrom für das Netzwerk der betreffenden Kurve größer oder kleiner als der Normalwert wird, derart, daß das Netzwerk diese Verzerrung korrigiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 864 701, 905 255;
USA.-Patentschrift Nr. 2 231 538.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

© 7C3 958/283 3.