DE1036929B - Gabelschaltung zum Anschluss von Zweidrahtleitungen unterschiedlicher Impedanz mit einem Differentialuebertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gabelschaltung zum Anschluß von Zweidrahtleitungen unterschiedlicher Impedanz mit einem Differentialübertrager, dessen beide im Zuge der Zweidrahtleitung und einer Leitungsnachbildung liegende Wicklungen!, die mit einer dritten Wicklung im Empfangskreis gekoppelt sind, von den Senderströmen in entgegengesetztem Sinne durchflossen werden.

Gabelschaltungen dieser Art sollen die störende Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis möglichst stark dämpfen; man verwendet sie hauptsächlich in Fernsprechstationen sowie in Verstärkeranlagen, die in beiden Richtungen arbeiten, zur Erzielung einer möglichst großen Rückhördämpfung.

Wenn die Impedanz der Zweidrahtleitung, an die eine solche Gabelschaltung angeschlossen ist, konstant bleibt, kann man durch genaues Abstimmen der Impedanz der Leitungsnachbildung auf die Leitungsimpedanz — unter Berücksichtigung der Windungszahlen der entsprechenden Wicklungen des Gabelübertragers — eine sehr weitgehende Dämpfung der Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis erreichen. Wenn jedoch die Impedanz der Zweidrahtleitung nicht konstant ist, sondern sich beispielsweise wegen unterschiedlicher Leitungslängen der jeweils bei einer Gesprächsverbindung benutzten Zweidrahtleitung in weiten Grenzen ändert, so kann die Abstimmung der Impedanz der Leitungsnachbildung nur auf eine mittlere Betriebsleitungslänge erfolgen, bei der dann eine ausreichende Rückwirkungsdämpfung erzielt wird; bei wesentlich kleineren oder größeren Leitungslängen ergeben sich jedoch große Impedanzunterschiede und damit eine unerwünscht starke Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dämpfung der Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis durch Anwendung einer neuen Gabelschaltung in der Richtung zu verbessern, daß über einen weiten Impedanzbereich der an die Gabelschaltung angeschlossenen Zweidrahtleitung eine gleichmäßig gute Rückwirkungsdämpfung erzielt wird.

Zwecks klarer Darstellung der Erfindungsaufgabe und ihrer Lösung sollen zunächst die Nachteile der bisher verwendeten Gabelschaltungen an dem Beispiel bekannter Fernsprechstationen erläutert werden.

Bei der einfachsten Gabelschaltung in Fernsprechstationen verwendet man zusammen mit dem Differentialübertrager eine ohmsche Leitungsnachbildung. Diese bekannte Schaltung ist in der Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt. Sie hat den Nachteil, daß die Rückhörbetriebsdämpfung sehr stark von der Leitungslänge, d. h. der Länge der Verbindungsleitung G ab els chaltung
zum Anschluß von Zweidrahtleitungen

unterschiedlicher Impedanz
mit einem Differentialübertrager

Anmelder:

KRONE Kommanditgesellschaft,

Berlin-Zehlendorf, Beeskowdamm 3-5

Gustav Krone, Berlin-Dahlem,
¹^ Alfred Muche, Berlin-Lichterfelde,

und Dipl.-Ing. Erich Paravicini, Berlin-Zehlendorf,
sind als Erfinder genannt worden

zwischen zwei Teilnehmern, abhängig ist und daß sich daher nur bei einer ganz bestimmten — relativ kurzen — Leitungslänge eine optimale Rückhör-

a5 dämpfung erreichen läßt. Bei noch kürzeren oder längeren Leitungen sinkt die Rückhörbetriebsdämpfung stark ab, was sich bekanntlich für die Sprechverständigung sehr nachteilig auswirkt.

Man hat die Leitungsnachbildung auch durch Parallelschalten eines Kondensators zu dem Nachbildungswiderstand nach Betrag und Phase besser auf die Impedanz einer Leitungsschleife größerer Länge abgeglichen. Eine entsprechende bekannte Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt. Jedoch auch bei dieser Schaltung ergibt sich eine günstigste Rückhörbetriebsdämpfung nur bei einer bestimmten Leitungslänge; insbesondere bei kürzeren Leitungslängen sinkt die Rückhörbetriebsdämpfung sehr stark ab. Auch diese Schaltung hat im praktischen Gebrauch nicht befriedigen können, da sie nur bei größeren Leitungslängen brauchbare Dämpfungswerte ergibt.

Es ist ferner bereits empfohlen worden, unterschiedlich große ohmsche Widerstände und Kondensatoren in dieser Schaltung zu verwenden und diese Widerstände und Kondensatoren jeweils entsprechend dem Aufstellungsort der Fernsprechstation so zu bemessen, daß für die mittlere Leitungslänge besonders günstige Rückhörbetriebsdämpfungswerte erreicht werden. Die unterschiedliche Größe der Widerstände und Kondensatoren bedingt aber jeweils eine besondere Anpassung der Fernsprechstation bei deren Einbau am Aufstellungsort und damit eine Erschwerung der Montage, ganz abgesehen davon, daß auch ein genauer Abgleich in Anbetracht der unterschiedlichen

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Längen der jeweils vorkommenden Gesprächsverbin- ' dungsleitungen nicht möglich ist.

Bei Fernsprechstationen, deren Stromversorgung von einer Zentralbatterie aus erfolgt, ist es bereits bekannt, in den Nachbildungsstromkreis Schaltungselemente mit spannungs- oder stromabhängiger Widerstandscharakteristik einzufügen, beispielsweise Selengleichrichter oder spannungsabhängige Widerstände, die von einem aus der Zentralbatterie über die Zweidrahtleitung kommenden Strom durchflossen werden und den Widerstands- oder Impedanzwert der Leitungsnachbildung in Abhängigkeit von der Größe des durch sie hindurcHfließenden Batteriestromes, d. h. indirekt in Abhängigkeit von der Länge der Verbindungsleitung zwischen Zentralbatterie und Fern-Sprechstation ändern. Ganz abgesehen davon, daß derartige nichtlineare Schaltungselemente einen zusätzlichen Aufwand bedingen und keineswegs so betriebssicher sind wie konstante Schaltungselemente, ergibt ihre Verwendung insbesondere bei Nebenstellenanlagen keine befriedigende Lösung, da die Teilnehmerapparate einer solchen Nebenstellenanlage praktisch alle den gleichen Abstand von der Zentralbatterie haben, dem die Impedanz ihrer Leitungsnachbildung angepaßt wird, während die Länge der Gesprächsverbindungen bei derartigen Nebenstellenapparaten von wenigen Metern (bei Hausgesprächen) bis zu vielen Kilometern (bei Amtsgesprächen) schwanken kann. Das gleiche gilt für Fernsprechstationen, die der Ortsbalterie benachbart sind und für Gespräche mit sehr wert entfernten Teilnehmern benutzt werden.

Die auf dieser Überlegung beruhende Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß in einer Gabelschaltung der eingangs erwähnten Art der Übertrager zur Verbesserung der Dämpfung der Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis eine vierte Wicklung aufweist, die von dem dem Übertrager zugeführten Senderstrom durchflossen wird und in dem Differentialübertrager einen Fluß erzeugt, der dem magnetischen Fluß der leitungsseitigen Wicklung des Übertragers entgegengesetzt ist.

Da der Senderstrom stets gleich der Summe der über die Leitungsschleife einerseits und über die Leitungsnachbildung anderseits fließenden Ströme ist und infolgedessen seinen Betrag und seine Phase bei Änderungen der Impedanz der Leitungsschleife ebenfalls ändert, läßt sich durch die Gegenschaltung der von ihm durchflossenen vierten Übertragerwicklung zur leitungsseitigen Wicklung eine wesentlich ausgeglichenere Rückhörbetriebsdämpfung erzielen als mit den bisher üblichen Gabelschaltungen.

Bei Fernsprechstationen soll diese zusätzliche Wicklung in Reihe mit dem Mikrofon eingeschaltet sein. Dann werden die im Nachbildungs- und im Senderstromkreis liegenden Wicklungen des Übertragers gleichsinnig und die Wicklung im Zuge der Zweidrahtleitung gegensinnig dazu von den Senderströmen durchflossen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei Fern-Sprechstationen der üblichen Bauart die Windungszahlen der einzelnen Wicklungen des Übertragers derart zu bemessen, daß das Verhältnis der in dem Zug der Zweidrahtleitung und der Nachbildung sowie im Mikrofonkreis und im Hörerkreis liegenden Wicklungen etwa 12 :1 :2 : 8 ist.

Der Nachbildungswiderstand läßt sich in bekannter Weise auf dem Übertrager selbst unterbringen; besonders günstige Verhältnisse kann man erreichen, wenn die Leitungsnachbildung zwei in Reihe miteinander geschaltete ohmsche Widerstände erhält und nur dem einen von diesen Widerständen eine Kapazität parallel geschaltet wird.

Es empfiehlt sich dabei, die beiden in Reihe geschalteten Widerstände der Leitungsnachbildung so zu bemessen, daß der parallel zum Kondensator liegende Widerstand etwa l,5mal so groß ist wie der zweite, den Summenstrom im Nachbildungsstromkreis führende Widerstand.

Die Kapazität, die parallel zu dem größeren der beiden Widerstände geschaltet ist, soll bei Fernsprechstationen üblicher Bauart einen Wert von etwa 1 μΡ haben.

In der Zeichnung sind zwei bekannte Schaltungsanordnungen zur Erhöhung der Rückhördämpfung bei Fernsprechstationen sowie eine für Fernsprechstationen geeignete Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt; es zeigt

Fig. 1 die einfachste bekannte Rückhördämpfungsschaltung,

Fig. 2 eine verbesserte bekannte Rückhördämpfungsschaltung,

Fig. 3 eine Rückhördämpfungsschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der gemessenen Rückhörbetriebsdämpfung (in Neper) in Abhängigkeit von der Leitungslänge (in km).

In den Fig. 1 und 2 sind mit 1 und 2 die Anschlußstellen für die Zweidrahtleitung, mit 3 das Mikrofon, mit 4 der Übertrager, mit 5 der Hörer und mit 6 der Leitungsnachbildungswiderstand bezeichnet. Auf dem Übertrager 4 befinden sich drei Wicklungen. Die Wicklung 7 im Zuge der Leitungsschleife hat etwa 1500 Windungen, die Wicklung 8 im Nachbildungsstromkreis etwa 800 Windungen und die Wicklung 9 im Hörerstromkreis etwa 1100 Windungen. Die entsprechenden Widerstandswerte liegen bei den Wicklungen 7 und 9 bei etwa 35 Ohm, bei der Wicklung 8 bei etwa 95 Ohm. Der Nachbildungswiderstand hat einen Wert von etwa 400 Ohm.

Die mit dieser Schaltung erreichbare Rückhörbetriebsdämpfung ist in der Fig. 4 als Kennlinie a dargestellt. Es zeigt sich, daß die Rückhörbetriebsdämpfung am günstigsten bei einer Leitungslänge von etwa 2 km ist, sie beträgt dabei etwa 2,95 Neper; sie fällt dann aber sehr steil ab und ist bei Leitungslängen von mehr als 5 km bereits so klein, daß der Teilnehmer durch seine eigene Sprache stark gestört wird.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 ist aus den gleichen Bauteilen aufgebaut; bei ihr ist lediglich der Nachbildungswiderstand 6 mit 600 Ohm ausgeführt und mit einem parallel zu dem Widerstand 6 geschalteten Kondensator 10 von 0,3 μΡ verbunden. Die mit dieser Schaltung erreichbare Rückhörbetriebsdämpfung ist in der Kennlinie b der Fig. 4 dargestellt. Das Maximum der Dämpfung liegt bei einer Leitungslänge von etwa 9 km und hat einen Wert von etwa 3,5 Neper. Während bei größeren Leitungslängen die Dämpfungswerte verhältnismäßig günstig liegen, fallen sie bei kurzen Leitungslängen sehr steil ab, so daß bei Verwendung dieser Schaltung gerade bei kurzen Leitungslängen die Sprechverständigung sehr schlecht ist.

Die erfindungsgemäße Schaltung, wie sie in Fig. 3 beispielsweise dargestellt ist, zeigt einen Übertrager 4'. der vier Wicklungen hat. Die drei Wicklungen 7, 8 und 9 sind genau so geschaltet wie in den Beispielen der Fig. 1 und 2. Es ist jedoch eine zusätzliche vierte, mit den Wicklungen 7 und 8 in einem Punkt zusammengeschaltete Wicklung 11 vorgesehen, die im

Stromkreis des Mikrofons 3 liegt und so gewickelt ist, daß sie den Kern des Übertragers 4' in der gleichen Richtung magnetisiert wie die im Nachbildungsstromkreis liegende Wicklung 8. Die Leitungsnachbildung besteht aus zwei in Reihe liegenden, an das freie Ende der Wicklung 8 angeschlossenen und auf dem Übertrager untergebrachten Widerständen 12 und 13; parallel zu dem Widerstand 12 ist eine Kapazität 14 geschaltet. Die Windungszahlen der Wicklungen 7, 8, 9 und 11 stehen zueinander in dem Verhältnis 12:1:8:2. Das Verhältnis der beiden Widerstände 12 und 13 ist 1,5 :1, d. h., der Widerstand 12 ist um 50% größer als der Widerstand 13. Die Kapazität 14 hat einen Wert von etwa 1 μΡ.

Die mit dieser Schaltung erreichte Betriebsdämpfung ist in der Kennlinie c der Fig. 4 dargestellt. Man sieht ohne weiteres, daß die Rückhörbetriebsdämpfung im Bereich bis etwa 5 km Leitungslänge wesentlich günstiger liegt als bei den beiden anderen Schaltungen, während sie auch wieder bei sehr großen Leitungslängen höher ist als bei diesen bekannten ,Schaltungen; lediglich im mittleren Bereich liegt sie etwas tiefer als die Rückhörbetriebsdämpfung der Schaltung gemäß Fig. 2. Die gemäß der Erfindung erreichbare Rückhörbetriebsdämpfung bleibt im gesamten praktisch in Frage kommenden Bereich der Leitungslängen über 3 Neper, so daß sie für eine einwandfreie Sprechverständigung vollkommen ausreichend ist.

Der Vorteil der neuen Schaltungsanordnung ist demnach darin zu sehen, daß mit dieser Schaltungsanordnung versehene Fernsprechstationen ganz unabhängig von der Anschlußleitungslänge des Teilnehmers verwendet werden können; eine besondere Anpassung ist nicht erforderlich. Die Sprechverständigung ist ganz unabhängig von der »Gesprächsleitungslänge« stets gleichmäßig gut. Die allgemeine Verwendbarkeit eines einheitlich ausgeführten Gerätes stellt für die Lagerhaltung und die Montage einen ganz beträchtlichen Fortschritt dar.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf ihre Anwendung bei Fernsprechstationen beschränkt; sie kann z. B. ebenso bei Verstärkern verwendet werden, insbesondere bei tragbaren Verstärkeranlagen, bei denen häufig mit ganz unterschiedlichen Leitungslängen zwischen einzelnen Verstärkergeräten gerechnet werden muß und deshalb meist eine besondere zeitraubende Anpassung der Nachbildung erforderlich sein würde.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gabelschaltung zum Anschluß von Zweidrahtleitungen unterschiedlicher Impedanz mit einem Differentialübertrager, dessen beide im Zuge der Zweidrahtleitung und einer Leitungsnachbildung liegende Wicklungen, die mit einer dritten Wicklung im Empfangskreis gekoppelt sind, von den Senderströmen in entgegengesetztem Sinne durchflossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (4') zur Verbesserung der Dämpfung der Rückwirkung der Senderströme auf den Empfangskreis eine vierte Wicklung (11) aufweist, die von dem dem Übertrager (4') zugeführten Senderstrom durchflossen wird und einen Fluß erzeugt, der dem magnetischen Fluß der leitungsseitigen Wicklung (7) des Übertragers entgegengesetzt ist.

2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Nachbildungs- und im Senderstromkreis liegenden Wicklungen (8, 11) des Übertragers (4') gleichsinnig und die Wicklung (7) im Zuge der Zweidrahtleitung gegensinnig dazu von den Senderströmen durchflossen werden.

3. Gabelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, die zur verbesserten Rückhördämpfung von an eine Zweidrahtleitung angeschlossenen Fernsprechstationen bestimmt ist, die eine Leitungsnachbildung, einen Mikrofonkreis (Senderkreis) und einen Hörerkreis (Empfangskreis) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen der im Zug der Zweidrahtleitung und der Nachbildung sowie im Mikrofonkreis und im Hörerkreis liegenden Wicklungen (7, 8, 11, 9) des Übertragers (4') der Gabelschaltung sich verhalten wie etwa 12:1:2:8.

4. Gabelschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsnachbildung aus zwei in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen (12, 13) besteht, die vorzugsweise auf dem Übertrager selbst untergebracht sind, und daß dem einen dieser Widerstände eine Kapazität (14) parallel geschaltet ist.

5. Gabelschaltung nach Anspruch 4 in ihrer Anwendung auf ZB-Fernspreehstationen, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zu der Kapazität (14) liegende Widerstand (12) der Leitungsnachbildung etwa l,5mal so groß ist wie der mit ihm in Reihe liegende zweite Widerstand (13).

6. Gabelschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (14) einen Wert von etwa 1 μΡ hat.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 514 021; britische Patentschrift Nr. 534 091.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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