DE1032327B

DE1032327B - Schaltungsanordnung zur Betriebsueberwachung von Traegerfrequenzsystemen

Info

Publication number: DE1032327B
Application number: DES40198A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Scherer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-07-28
Filing date: 1954-07-28
Publication date: 1958-06-19

Description

DEUTSCHES

INTERNATIONALE KL.

PATENTAMT H04j;H03f;c

S40198VIIIa/21a²

ANMELDETAG: 2a JULI 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AüSLEGESCHRIFT: 19t J U N I 195-8

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Trägerfrequenzsystemen, bei denen die Kanäle der beiden Übertragungsrichtungen in verschiedenen Frequenzgebieten über die gleiche Leitung übertragen werden.

Bei Trägerfrequenzsystemen, die in beiden Übertragungsrichtungen Kanäle in der gleichen Frequenzlage benutzen (Gleichlagesysteme), ist die Prüfung und Betriebsüberwachung der Endgeräte dadurch sehr erleichtert, daß man den trägerfrequenten Ausgang des Sendeteils mit dem Eingang des Empfangsteils, z. B. über eine Dämpfung, verbinden und dann die Übertragungseigenschaften des Gesamtweges (Niederfrequenzeingang, Sendefrequenzumsetzer, Sendeverstärker, Empfangsverstärker, Empfangsumsetzer, Niederfrequenzausgang) mit Niederfrequenzmeßgeräten prüfen kann. Bei Trägerfrequenzsystemen, bei denen die Kanäle der beiden Übertragungsrichtungen in verschiedenen Frequenzgebieten liegen (Getrenntlagesystem), ist diese einfache Überwachung nicht möglich, weil der Empfangsteil die Frequenzbänder des Sendeweges nicht empfangen kann. Man kann daher die Sende- und die Empfangswege nur getrennt voneinander prüfen und benötigt dazu Hochfrequenzmeßgeräte (Pegelzeiger und Meßgeneratoren).

Um nun auch bei Getrenntlagesystemen das einfache niederfrequente Prüfverfahren in Zusammenschaltung von Sende- und Empfangsteil durchführen zu können, ist bei einer bekannten Schaltungsanordnung eine wahlweise anschaltbare Modulatoranordnung vorgesehen, durch die die Kanäle der Senderichtung in den Frequenzbereich der Kanäle der Empfangsrichtung umgesetzt werden. Bei Mehrfachsystemen kann man mit einem einzigen Modulator alle Kanäle umwandeln, ohne daß dabei die Trägerfrequenz verändert werden muß, wenn das Frequenzschema regelmäßig ist. Bei vielen Systemen kann die erforderliche Trägerfrequenz einem vorhandenen Generator entnommen werden bzw. kann eine in dem System bereits benutzte Trägerfrequenz verwendet werden. Die bekannte Schaltungsanordnung ist von besonderer Bedeutung für Systeme, die über Freileitungen betrieben werden, da für Freileitungen ausschließlich Getrenntlagesysteme Verwendung finden. Wegen der größeren Störanfälligkeit der Leitungen besteht gerade hier eine besonders dringende Forderung nach rascher und vereinfachter Betriebsüberwachung, um in Störungsfällen die Fehlerquelle rasch eingrenzen zu können.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Endgerätes, eines Mehrkanal-Gruppensystems, in das ein Prüfmodulator eingefügt ist. In Sende- und Empfangsrichtung ist jeweils nur ein Kanal dargestellt.

Durch die eingezeichneten Kämme ist angedeutet,

Schaltungsanordnung

zur Betriebsüberwachung

von Trägerfrequenzsystemen

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Karl Scherer, München,
ist als Erfinder genannt worden

daß eine Vielzahl von Kanälen vorhanden ist. Der Prüfmodulator PM wird zwischen den Tiefpaß TP

* und Hochpaß HP der Gruppenweiche RW eingeschaltet. Der Übertragungsweg verläuft also von der Prüfstromquelle G, die beispielsweise eine Prüffrequenz von 800 Hertz liefert, über den Frequenzumsetzer FU, den Sendeverstärker SV₁, den Sendegruppenumsetzer SGU, den Sendeverstärker SV₂ und den Tiefpaß TP zum Prüfmodulator PM und von da über den Hochpaß HP, den Regelwiderstand W, den Empfangsverstärker EV₂, den Empfangsgruppenumsetzer EGU, den Empfangsverstärker EV₁, den Frequenzumsetzer FU und den Kanal verstärker KV zum Anzeigeinstrument, beispielsweise dem Pegelzeiger PZ. Durch die wahlweise anschaltbare Modulatoranordnung ist also die Überprüfung des Gesamtweges durch Niederfrequenzmeßgeräte ermöglicht. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch noch, daß die Gruppenweiche RW an der Verbindungsstelle von Hochpaß HP und Tiefpaß TP aufgetrennt werden muß. Dies ist jedoch oft nicht möglich, ohne die Übertragungseigenschaften zu verändern, da bei den Endnetzwerken die Parallelschaltung der Filter berücksichtigt ist. Die Endgeräte sind häufig auch nicht so ausgeführt, daß eine Auftrennung vorgenommen werden kann.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist daher weiter vorgesehen, eine Modulatoranordnung zu benutzen, bei der das Modulationsprodukt an dem gleichen Klemmenpaar auftritt, an dem die Modulationsfrequenz angelegt wird, und diese Modulatoranordnung wahlweise an Stelle der Leitung anzuschalten. Eine solche Schaltung zeigt beispielsweise die Fig. 2. Hier wird zur Betriebsüberwachung die Leitung Ltg abgetrennt und der Prüfmodulator PM'

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jedoch nicht auf diese Anwendungsfälle beschränkt sein. Sie kann insbesondere immer dann nützlich sein, wenn wahlweise ein Vierpol- oder ein Zweipolumsetzer benötigt wird.

Für den Umsetzervierpol kann in an sich bekannter Weise eine Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulatorschaltung, für letztere beispielsweise eine Ringmodulatorschaltung, benutzt werden, durch die insbesondere die Trägerfrequenz unterdrückt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Eingangs- und Ausgangskreise des Vierpolmodulators dadurch zusammengeschaltet werden, daß der Ausgangskreis an eine besondere Wicklung eines Eingangsübertragers gelegt wird. Bei der Verwendung

an Stelle der Leitung angeschaltet. Im Prüfweg liegt dann auch noch die Leitungsweiche LW.

Modulatoranordnungen, bei denen an dem Klemmenpaar, an dem die Modulationsfrequenz ω zugeführt wird, auch die Modulationsprodukte Ω ± ω auftreten, können durch einfache, nichtlineare Stromkreise, z. B. solche mit einer Gleichrichterzelle, realisiert werden. Zweckmäßigerweise sind jedoch Schaltungen mit Gegentakt- und Doppelgegentaktmodulatoren, da bei diesen neben anderen unerwünschten Modulations- ίο produkten vor allem die Trägerfrequenz unterdrückt wird.

Verwendet man bei der bekannten Schaltungsanordnung als Prüfmodulator einen Vierzellenmodulator mit einer Anordnung der einzelnen Zellen ent- 15 eines Ringmodulators wird der Ring der Gleich/ sprechend der Graetzschen Gleichrichterschaltung, so richterzellen zweckmäßig zwischen zwei gleichen ergibt sich für die Betriebsüberwachung die in Wicklungen mit Mittelabgriffen betrieben, wobei die Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung. Das Träger- Trägerfrequenz an den Mittelabgriffen zugeführt wird, frequenzsystem TF, in diesem Falle ein 12-Kanal- Die Schaltungsanordnungen gemäß der Erfindung

System, ist durch seinen Gruppenteil, den Sende- 20 können durch Verwendung von Umschaltern, Sieckverstärker SV, die Empfangsverstärker EV₁ und -EF₂, oder Lötverbindungen so aufgebaut sein, daß ein den Gruppenumsetzer G U und durch die aus Hoch- wahlweiser Betrieb als Zweipol-oder Vierpolumsetzer paß HP und Tiefpaß TP bestehende Gruppenweiche möglich ist.

RW angedeutet. An Stelle einer Leitung ist an die Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in

Klemmen e, f des Trägerfrequenzsystems TF der Prüf- 25 den Fig. 4, 5, 6 und 7 teilweise schematisch dargestellt, modulator PM" angeschaltet. Die Widerstände ^₁ Die Fig. 4 zeigt einen aus den vier Gleichrichter-

bis R₁ und der Übertrager Ü des Prüfmodulators PM" zellen Gl₁. .. GZ₄ sowie den beiden Übertragern U₁ dienen als Vordämpfung, die man vorteilhaft so wählt, und U₂ aufgebauten Ringmodulator, dessen Eingangsdaß bei voller Empfindlichkeit des Empfangsweges klemmen c/d mit den Ausgangsklemmen elf verbunden beim Senden des normalen Meßpegels auf den Nieder- 30 sind, so daß ein Umsetzerzweipol entsteht, der das frequenzsendeeingang der Kanäle etwa der normale ihm zugeführte Modulationsfrequenzband umgesetzt Meßpegel am Niederfrequenzempfangsausgang der zurückliefert. Die Übersetzungsverhältnisse der beiden Kanäle gemessen wird. Die in Graetzschaltung Übertrager U₁IU₂ werden zweckmäßigerweise gleichangeordneten Gleichrichterzellen Gl₁.:. Gl^ werden gemacht. Wird als Trägerfrequenz beispielsweise die auf der »Gleichstromseite« (Klemmen ajb) mit der 35 Gruppenträgerfrequenz /₀ des Systems nach Fig. 3 Gruppenträgerfrequenz /₀ = 114 kHz gespeist, und benutzt und an den Eingangsklemmen des Umsetzerzweipols c'ld' das Sendefrequenzband B angelegt, so entsteht an den Klemmen c'ld' das Band A=f_o—B.

Die Wirkungsweise der Schaltung kann man sich 40 folgendermaßen leicht veranschaulichen: Der Ringmodulator wirkt bekanntlich wie ein im Takt der Trägerfrequenz gesteuerter Umpoler. In der einen Stellung sind die beiden Übertrager bezüglich des Eingangssignals ohne Potentialdifferenz parallel gegesetzt werden sollen, wie z. B. ein System, dem die 45 schaltet, und die Eingangsklemmen cld sind mit dem Grundgruppe 60 ... 108 kHz zugeführt wird, die dann hohen Leerlauf scheinwiderstand der Übertrager U₁ entweder im Zweidrahtbetrieb (Getrenntlage) mit und U₂ belastet. In der anderen Stellung sind die 6 ... 54/60 ... 108 kHz oder im Vierdrahtbetrieb Wicklungen der Übertrager gegeneinandergeschaltet, (Gleichlage) mit 6 ... 54 kHz übertragen werden soll. und die Belastung der Eingangsklemmen entspricht Im letzteren Fall (Vierdrahtbetrieb) sind sowohl im 50 dem Kurzschlußscheinwiderstand der Übertrager, Sende- als auch im Empfangsgruppenteil Gruppen- d. h., der Modulator wirkt wie ein im Trägertakt gesteuerter Kurzschlußkontakt. Das dadurch entstehende Modulationsspektrum enthält neben der Zeichenfrequenz (Modulationsfrequenz) ω auch die Seiten-55 frequenzen Ω+ ω und Ω —ω, jedoch nicht die Trägerfrequenz Ω.

über die Klemmen cld' wird das Sendefrequenzband B = 60 ... 108 kHz zugeführt, so daß an den gleichen Klemmen cld das Band A — f₀ — B = 6 ... 54 kHz entsteht.

Es ist nun in manchen Fällen erwünscht, für den gleichen Zweck einen Ringmodulator zu verwenden. Zum Beispiel gilt dies für Systeme, welche sowohl als Zweidraht- als auch als Vierdrahtsysteme ein-

umsetzer mit einer Gruppenträgerfrequenz /„=114kHz nötig, von denen beim Zweidrahtbetrieb jeweils nur einer gebraucht wird. Der andere könnte dann als Prüfmodulator benutzt werden.

In weiterer Vervollkommnung der bekannten Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Trägerfrequenzsystemen wird daher gemäß der Erfindung eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei der durch Zusammenschalten der Eingangs- und Ausgangskreise, insbesondere durch Reihen- oder Parallelschaltung der Eingangs- und Ausgangsklemmen eines Umsetzervierpols, ein Umsetzerzweipol gebildet ist, der ein ihm zugeführtes Modulationsfrequenzband

In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine andere Art der Zusammenschaltung der Eingangsund Ausgangskreise eines Umsetzervierpols dargestellt. Der aus dem Ring der Gleichrichterzellen Gl₁. .. Gl₁ und den Übertragern U₁ und U₂ bestehende Umsetzervierpol wird dadurch zum Umsetzerzweipol gemacht, daß der Ausgang des Gleichrichterringes 1, 2 durch Umlegen der Schalter S₁, S₂ an eine besondere,

umgesetzt zurückliefert. Dies hat bei der Betriebs- 65 mittelangezapfte Wicklung W des Übertragers U₁ ge-

überwachung von Trägerfrequenzsystemen den Vor- legt wird, wobei der Mittelabgriff mit dem ent-

teil, daß ein beim Zweidrahtbetrieb nicht benutzter sprechenden Pol der Trägerquelle verbunden ist.

Gruppenumsetzer als Prüfmodulator verwendet wer- Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel,

den kann, indem er statt als Vierpolumsetzer als bei dem die Zusammenschaltung des Eingangs- und

Zweipolumsetzer betrieben wird. Die Erfindung soll 70 Ausgangskreises durch die einzige Verbindung x—y

innerhalb des Modulators erreicht ist. Dadurch wird der Vierpolumsetzer zum Zweipolumsetzer, der entweder von den Klemmen c/d oder elf aus betrieben werden kann. Die Trägerfrequenz /„ ist an die Punkte a/b einer mittelangezapften Drossel angelegt. An Stelle der Drossel kann auch ein Übertrager verwendet werden.

Die Schaltung nach Fig. 7 ist der Schaltung nach Fig. 5 ähnlich. Sie entsteht aus der Schaltung nach Fig. 4 durch Vereinigung der beiden Übertrager U₁ und U₂ sowie die beiden an c/d bzw. elf liegenden Wicklungen, so daß nur mehr ein Übertrager Ü mit drei Wicklungen erforderlich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Umschaltbarkeit von Vierpolauf einen Zweipolumsetzer nicht vorgesehen, so daß die Umschalter .S₁ und S₂ sowie der Übertrager U₂ der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 sich erübrigen.

Claims

Patentansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Betriebsüberwachung von Trägerfrequenzsystemen, bei denen die Kanäle der beiden Übertragungsrichtungen in verschiedenen Frequeiizgebieten über die gleiche Leitung übertragen werden (Getrenntlagesysteme) und bei denen eine wahlweise anschaltbare Modulatoranordnung verwendet ist, durch die die Kanäle der Senderichtung in den Frequenzbereich der Empfangsrichtung umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zusammenschalten der Eingangs- und Ausgangskreise, insbesondere durch Reihen- oder Parallelschaltung der Eingangs- und Ausgangsklemmen eines Umsetzervierpols, ein Umsetzerzweipol gebildet ist, der ein ihm zugeführtes Modulationsfrequenzband umgesetzt zurückliefert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Umsetzervierpol eine Gegentakt- oder Doppelgegentaktschaltung benutzt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Doppelgegentaktschaltung eine Ringmodulatorschaltung benutzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangskreise des Umsetzervierpols dadurch zusammengeschaltet sind, daß der Ausgangskreis an eine besondere Wicklung eines Eingangsübertragers gelegt ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Ringmodulators der Ring der Gleichrichterzellen zwischen zwei gleichen Wicklungen mit MittelabgrifTen desselben Übertragers betrieben ist, wobei die Trägerfrequenz an den Mittelabgriffen zugeführt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den wahlweisen Betrieb als Zweipol- oder Vierpolumsetzer.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 865 006.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 809 557/288 6.