DE1027730B - UEberwachungseinrichtung mit Schutzschaltung fuer einen ein bestimmtes Frequenzband uebertragenden Leitungsverstaerker mit durch eine Pilotspannung gesteuerter, automatischer Verstaerkungsregelung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In Trägerfrequenzsystemen mit automatischer Verstärkungsregelung ist es üblich, die Leitungsverstärker mit Hilfe von Pilotfrequenzen zu steuern, die mit den Signalfrequenzen über die Leitung übertragen werden. Die Verstärkung wird angehoben, wenn der Pilotpegel 5 sinkt, und umgekehrt. Auf diese Weise wird der Signalpegel am Ausgang jedes Verstärkers konstant gehalten. Wenn nun der Pilotpegel ausfällt, kann der Verstärker zum Schwingen kommen. Auch andere Fehler können das gleiche Ergebnis zur Folge haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen durch solche Fehler verursachten unerwünschten Dämpfungsrückgang innerhalb des Übertragungssystems zu vermeiden.

Dies wird mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung mit Schutzschaltung erreicht, bei der für Verstärker der beschriebenen Art erfindungsgemäß von der Verstärkungsregelung unabhängige Kontrollmittel zur ständigen Überwachung der Verstärkung und von den Kontrollmitteln gesteuerte Schaltmittel vorgesehen sind, die automatisch die Dämpfung eines mit dem Verstärker in Reihe geschalteten Dämpfungsgliedes erhöhen, wenn die Verstärkung einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es ist ein Blockschema einer Einrichtung der Erfindung als Beispiel dargestellt.

Eine übliche Verstärkerschaltung 1 enthält einen Verstärkungsweg 2 und einen Gegenkopplungsweg 3. Der Verstärker enthält einen Eingangsübertrager 4 und einen Ausgangsübertrager 5. Das zu verstärkende Frequenzband wird bei der Primärwicklung 6 des Eingangsübertragers 4 zugeführt, und die verstärkten Spannungen werden an der Sekundärwicklung 7 des Ausgangsübertragers 5 abgenommen. Der Verstärkungsweg 2 liegt zwischen den Wicklungen 8 und 9 des Eingangs- bzw. des Ausgangsübertragers. Der Gegenkopplungsweg liegt zwischen der Sekundärwicklung 10 des Übertragers 5 und der Primärwicklung 11 des Übertragers 4.

Die Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung enthält einen Bandpaß 12 zur Aussiebung der Pilotfrequenz, die der Sekundärwicklung 13 des Übertragers 5 entnommen wird. Die ausgesiebte Pilotspannung wird in dem Verstärker 14 verstärkt und einem Gleichrichter 15 zugeführt, der eine Ausgangsregelspannung in Abhängigkeit von dem Pilotpegel erzeugt. Diese Regelspannung steuert den Ausgangspegel eines Niederfrequenzoszillators 16, der eine Steuerspannung dem im Gegenkopplungsweg enthaltenen Thermistor-Netzwerk zuführt. Diese Regeleinrichtung ist an sich bekannt.

Nach dem einen Merkmal der Erfindung wird nun eine von der Regelschaltung völlig unabhängige Anüberwachungseinrichtung

mit Schutzschaltung für einen ein

bestimmtes Frequenzband übertragenden Leitungsverstärker mit durch eine

Pilotspannung gesteuerter, automatischer Verstärkungsregelung

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 25. Februar 1956

David L. Thomas, London, ist als Erfinder genannt worden

Ordnung vorgesehen, die die Verstärkung des Verstärkers 1 überwacht. Ein Oszillator 17 erzeugt Prüfschwingungen passender Frequenz außerhalb des zu übertragenden Frequenzbandes. Diese Schwingungen werden über ein Koppelnetzwerk 18 einer Primärwicklung 19 des Übertragers 4 und einem Gleichrichter 20 zugeführt. Das Netzwerk kann beliebiger bekannter Art sein, vorzugsweise soll es der Wicklung

19 und dem Gleichrichter 20 gleich große Pegel zuführen. Eine Sekundärwicklung 21 des Ausgangsübertragers 5 ist mit einem weiteren Gleichrichter 22 verbunden, der von derselben Art wie der Gleichrichter

20 ist. Die Wicklungen 19 und 21 sind vorzugsweise durch die Kondensatoren 24 bzw. 25 auf die Frequenz des Oszillators 17 abgestimmt.

Die beiden Gleichrichter 20, 22 sind an die Wicklung eines Relais 26 in der Weise angeschlossen, daß der Strom in der Relaiswicklung proportional der Spannungsdifferenz an den beiden Gleichrichtern 20, 22 und die Stromrichtung von dem Vorzeichen dieser Differenz abhängig ist. Das Relais ist so justiert, daß die bewegliche Feder 27 mit einer oberen festen Feder 28 Kontakt macht, wenn der Ausgangspegel des Verstärkers 1 den Eingangspegel um einen bestimmten

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Betrag übersteigt. Die Justierung ist außerdem derart, daß die bewegliche Feder 27 mit einer unteren festen Feder 29 Kontakt macht, wenn der Ausgangspegel um denselben Betrag kleiner als der Eingangspegel ist.

Ein zweites Relais 30 ist mit seiner Wicklung mit dem Ausgang des Pilotgleichrichters 15 verbunden. Dieses Relais schließt den Kontakt zwischen der beweglichen Feder 31 und der oberen festen Feder 32, wenn der Pilotpegel um einen bestimmten Betrag größer als normal ist. Ist der Pegel um denselben Betrag kleiner als normal, wird der Kontakt zwischen der beweglichen Feder 31 und der unteren Feder 33 geschlossen. Die für das Ansprechen kritische Pegeldifferenz soll für das Relais 30 kleiner sein als für das Relais 26.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird außerdem eine Anordnung zur Dämpfungserhöhung an den Ausgang des Verstärkers 1 angeschlossen. Die hierfür vorgesehene Anordnung enthält einen Übertrager 34, dessen Primärwicklung 35 an die Sekundärwicklung 7 des Übertragers 5 über ein regelbares Dämpfungsglied 36 angeschaltet ist. Die Sekundärwicklung 37 des Übertragers 34 ist mit der Ausgangsleitung verbunden. Eine weitere Wicklung 38 des Übertragers 34 ist an einen Kreis angeschlossen, der einen Kondensator 39, einen Widerstand 40 und einen Gleichrichter 41 in Serienschaltung enthält. Eine Gleichstromquelle für den Gleichrichter 41 besteht aus zwei Batterien 42, 43 in Reihenschaltung, von deren Mitte eine Verbindung zu dem Verbindungspunkt der Wicklung 38 und des Widerstandes 40 besteht. Die Ausgangsklemmen der Gleichspannungsquelle sind an die festen Federn 44, 45 eines gewöhnlichen Relais 46 angeschlossen. Die bewegliche Feder 47 ist mit dem Gleichrichter 41 in der Weise verbunden, daß die Batterie 42 parallel zu dem Widerstand 40 und dem Gleichrichter 41 liegt, wenn das Relais in Ruhe ist, derart, daß der Gleichrichter 41 gesperrt ist. Wenn das Relais anspricht, wird der Gleichrichter mit der Batterie 43 verbunden und damit geöffnet. Dann liegt der Widerstand 40 parallel zu der Wicklung 38 und belastet den Übertrager 34. Der Widerstand 40 kann so gewählt werden, daß die eingeführte Dämpfungserhöhung einen passenden Wert 4-5 erhält. Vorzugsweise soll dieser Wert gleich der Pegeldifferenz zwischen den Wicklungen 19 und 21 sein.

Das Relais 46 wird von den Relais 26, 30 gemeinsam gesteuert. Die bewegliche Feder 27 des Relais 26 ist mit einer geerdeten Gleichstromquelle 48 verbunden, und die obere feste Feder 28 ist an ein Ende der Wicklung des Relais 46 angeschlossen. Wenn nun die Verstärkung des Verstärkers 1 einen festgelegten Wert überschreitet und wenn gleichzeitig der Pilotkegel zu hoch oder zu niedrig ist, so wird der Erregungskreis des Relais 46 geschlossen, und die beschriebene Dämpfungserhöhung wird am Ausgang des Verstärkers 1 wirksam. Wenn also beispielsweise der Pilotkegel ausfällt, wird die Verstärkung auf ein Maximum geregelt, aber infolge der Arbeitsweise der Relais 26, 30 wird das Relais 46 ansprechen und eine passende Dämpfung einfügen, so daß die Gesamtverstärkung nicht übermäßig groß werden kann.

Wenn der Pilotpegel normal ist und auf Grund von normalen Änderungen in der Übertragungsleitung die Verstärkung des Verstärkers 1 über den Grenzwert ansteigt, wird das Relais 46 nicht ansprechen, da das Relais 30 keinen seiner Kontakte schließt, solange der Pilotpegel am Ausgang des Verstärkers normal ist.

Bei Ausfall eines der Bauteile 12, 14 oder 15 ar beitet die Überwachungsanordnung in derselben Weise wie bei Ausfall des Pilotkegels.

Bei Ausfall des Steueroszillators 16 steigt die Verstärkung auf ein Maximum, und damit spricht Relais 26 an. In diesem Fall spricht auch Relais 30 an, da der Pilotkegel abnorm hoch wird, und bringt schließlich Relais 46 zum Ansprechen. Dadurch wird die gewünschte Dämpfung eingeschaltet.

Natürlich kann mit den Federn der Relais 26 und 30 ein System von Alarmrelais verbunden werden, das vorhandene Fehler zur Anzeige bringt und Alarm auslöst.

Die regelbare Verlängerungsleitung 36 kann von einer beliebigen bekannten Ausführung sein. Sie soll eine für die Funktion des Überwachungskreises passende Dämpfungsänderung erzeugen. Die Einstellung dieser Grunddämpfung kann von Hand erfolgen.

Beim Ansprechen des Relais 46 wird die Dämpfung verhältnismäßig schnell eingeschaltet. Das kann zu unerwünschten Schwingungen des Signalpegels an verschiedenen Stellen der Leitung führen, da sich die Regelung der anderen Verstärker gleichfalls plötzlich ändert. Es ist darum erwünscht, die Dämpfung relativ langsam einzuschalten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Widerstand 40 ganz oder teilweise durch einen direkt geheizten Thermistor ersetzt wird. Der Thermistor ist beim Ansprechen des Relais 46 und dem damit verbundenen Durchlässigwerden des Gleichrichters 41 kalt und stellt damit einen hohen Widerstand dar. Nach kurzer Zeit sinkt dieser Widerstand durch die Erwärmung des Thermistors langsam auf den für die gewünschte Dämpfung erforderlichen Wert ab. Natürlich gibt es noch verschiedene andere Möglichkeiten zur Vermeidung des zu schnellen Einschaltens der Dämpfung.

Die Wahl der Pilotfrequenz ist von verschiedenen bekannten Faktoren abhängig, sie wird im allgemeinen in der Mitte des zu übertragenden Frequenzbandes liegen. Für die Frequenzlage der von dem Oszillator 17 abgegebenen Prüfschwingungen ist eine Stelle außerhalb des übertragenen Frequenzbandes zu wählen. Andere einschränkende Frequenzbedingungen bestehen nicht.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung mit Schutzschaltung für einen ein bestimmtes Frequenzband übertragenden Leitungsverstärker mit durch eine Pilotspannung in Abhängigkeit von Dämpfungsschwankungen auf der Leitung gesteuerter automatischer Verstärkungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verstärkungsregelung unabhängige Kontrollmittel zur ständigen Überwachung der Verstärkung und von den Kontrollmitteln gesteuerte Schaltmittel vorgesehen sind, die automatisch die Dämpfung eines mit dem Verstärker in Reihe geschalteten Dämpfungsgliedes erhöhen, wenn die Verstärkung einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pilotgesteuerte Mittel vorgesehen sind, die eine Erhöhung der Dämpfung verhindern, wenn der Pilotpegel normal ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrollmittel Prüfschwingungen einer außerhalb des übertragenen Frequenzbandes liegenden Frequenz an den Ein-

gang des Verstärkers (1) gelegt werden und daß Gleichrichter (20, 22) zum Vergleich des Prüfpegels am Eingang und Ausgang des Verstärkers (1) und ein erstes, durch die Gleichrichter (20, 22) in der Weise gesteuertes Relais (26) vorgesehen sind, daß dieses einen Kontakt (28) schließt, wenn der Ausgangspegel den Eingangspegel um einen vorgegebenen Wert überschreitet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Relais (30) von dem Pilotstrom in der Weise gesteuert wird, daß bei Überschreitung des normalen Pilotpegels um einen bestimmten Wert ein Kontakt (32) und bei Unterschreitung des Pilotpegels um denselben Wert ein anderer Kontakt (33) geschlossen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungserhöhung durch ein drittes Relais (46) ausgelöst wird, das an-

spricht, wenn an dem ersten und zweiten Relais (26 bzw. 30) jeweils ein Kontakt geschlossen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Überwachungseinrichtung gesteuerte Dämpfungsglied eine Wicklung (7) auf dem Ausgangsübertrager (5) des Verstärkers (1) und einen Übertrager (34) enthält, dessen erste Sekundärwicklung (37) an den Ausgang des Systems angeschlossen ist und an dessen zweiter Sekundärwicklung (38) ein Widerstand

(40) in Reihe mit einem normalerweise gesperrten Gleichrichter (41) liegt, derart, daß beim Ansprechen des dritten Relais (46) der Gleichrichter

(41) durchlässig wird und der Widerstand (40) den Übertrager (34) bedämpft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 657 057.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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