DE1097490B - Alignment device for determining the equalization elements required for mutual decoupling of electrical lines, in particular carrier frequency lines, and methods for performing the cross-talk alignment - Google Patents
Alignment device for determining the equalization elements required for mutual decoupling of electrical lines, in particular carrier frequency lines, and methods for performing the cross-talk alignmentInfo
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Description
Abgleicheinrichtung zur Bestimmung der zum gegenseitigen Entkoppeln elektrischer Leitungen, insbesondere Trägerfrequenzleitungen, erforderlichen Ausgleichselemente und Verfahren zur Durchführung des Nebensprechabgleichs Zum gegenseitigen Entkoppeln elektrischer Leitungen bzw. zur Verminderung des durch die Kopplungen verursachten Nebensprechens im Falle von Fernmelde- und insbesondere Trägerfrequenzleitungen, ist es allgemein üblich, an, bestimmten, leicht zugänglichen Ausgleichsstellen der nebeneinander verlegten Leitungen Ausgleichseleinente einzuschalten. Diese bestehen im allgemeinen aus Serienschaltungen von Kapazitäten und ohmschen Widerständen, die zumeist in der Weise zwischen die beiden jeweils einander entsprechenden Adern der gegeneinander zu entkoppelnden Leitungen eingefügt werden, daß jedem Adernpaar eine gleichartig aufgebaute und dimensionierte RC-Serienschaltung zugeordnet ist.Adjustment device for determining the mutual decoupling electrical lines, in particular carrier frequency lines, necessary compensation elements and method for performing the cross-talk alignment for mutual decoupling electrical lines or to reduce the amount caused by the couplings Crosstalk in the case of telecommunications and especially carrier frequency lines, it is common practice at certain, easily accessible compensation points of the Switch on compensating elements for lines laid next to one another. These exist generally from series connections of capacitors and ohmic resistances, mostly in the way between the two corresponding cores of the lines to be decoupled from each other are inserted that each pair of wires a similarly constructed and dimensioned RC series circuit is assigned.
Im Ersatzschaltbild nach Fig. 1 ist eine derartige, aus einer Serienschaltung einer Kapazität C und eines ohinschen Widerstandes R bestehende Ausgleichsschaltung zwischen zwei nebeneinander verlegten Leitungen 1 und 2 dargestellt, wobei die symmetrische Aufteilung der RC-Serienschaltung in zwei symmetrische Teilschaltungen, die jeweils den ersten und den zweiten Adern der beiden, Leitungen zugeordnet sind, im einzelnen nicht berücksichtigt ist. Wird die Leitung 1 als störende Leitung betrachtet und von einem Generator 3 gespeist, so entstehen durch die vorhandenen komplexen Kopplungen in der Leitung2 Störspannungen, die beispielsweise am fernen Ende5 der Leitung2 ein Maß für die Größe der Fernnebensprechdämpfung, am nahen. Ende4 ein Maß für die Nahnebensprechdämpfung darstellen. ZurVermeidung von bei derartigen Betrachtungen störenden Reflexionen an den Leitungsenden ist dabei sowohl die Leitungl als auch die Leitung2 mit ihrem jeweiligen Wellenwiderstan#dZ reflexionsfrei abgeschlossen. Die komplexe Kopplung zwischen, beiden Leitungen kann nun dadurch weitgehend kompensiert werden, daß an einer leicht zugänglichen Ausgleichsstelle, beispielsweise in der Entfernunga vom sendeseitigen Ende, die dargestellte RC-Serienschalturig mit solchen Werten eingesetzt wird, daß z. B. der am Ende 5 der Leittin#2 empfangene Störpegel einen minimalen Wert ann imnit, was einem gewunschten maximalen Wert der Fernnebensprechdämpfung entspricht. Darüber hinaus ist es möglich, den Ausgleichselementen C und R solche Werte zu geben, daß die Größe der komplexen Kopplung zwischen beiden Leitungen innerhalb eines ganzen Frequenzbereiches in, den für die verlangten Nebensprechdämpfungswerte erforderlichen Grenzen gehalten wird.In the equivalent circuit diagram according to Fig. 1 , such a balancing circuit consisting of a series circuit of a capacitance C and an ohin's resistor R is shown between two lines 1 and 2 laid next to one another, the symmetrical division of the RC series circuit into two symmetrical subcircuits, each of which is the first and the second wires of the two lines are assigned, is not taken into account in detail. If the line 1 is viewed as an interfering line and is fed by a generator 3 , the existing complex couplings in the line 2 generate interference voltages which, for example, at the far end5 of the line2 are a measure of the magnitude of the far end crosstalk attenuation at the near end. Ende4 represent a measure of the near-end crosstalk attenuation. In order to avoid reflections at the line ends which are disruptive in such observations, both line 1 and line 2 are closed with their respective wave resistance without reflection. The complex coupling between the two lines can now be largely compensated for by using the RC series circuit shown with values such that z. B. the interference level received at end 5 of Leittin # 2 a minimum value ann imnit, which corresponds to a desired maximum value of the far-end crosstalk attenuation. In addition, it is possible to give the compensation elements C and R such values that the size of the complex coupling between the two lines is kept within an entire frequency range within the limits required for the required crosstalk attenuation values.
Die wertmäßige Ermittlung der Ausgleichselemente C und R wurde bisher nach, Durchführung entsprechender Nebensprechdämpfungsmessungen auf rechnerischem Wege durchgeführt, wobei nach dem Einbau der berechneten Ausgleichselemente durch eine neuerliche Messung die Wirksamkeit des Ausgleiches kontrolliert wurde. Das führt jedoch zu umfangreichen Z, zusätzlichen Rechenarbeiten und in den meisten Fällen zu nachträglichen Korrekturen der tatsächlich eingesetzten Ausgleichselemente, die wiederum eine gewisse mathematische Auswertearbeit bedingen.The determination of the value of the compensation elements C and R has so far been carried out by calculation after the implementation of corresponding crosstalk attenuation measurements, with the effectiveness of the compensation being checked by a new measurement after the installation of the calculated compensation elements. However, this leads to extensive Z, additional calculation work and in most cases to subsequent corrections of the compensation elements actually used, which in turn require a certain mathematical evaluation work.
Versucht man zur empirischen Ermittlung der AusgleichselementeC und R unter Umgehung der Rechnung für die KapazitätC einen, kontinuierlich oder in kleinen Stufen veränderbaren Kondensator und für den WiderstandR ein Potentiometer oder einen stufenweise veränderbaren Widerstand zu verwenden, die in, Form einer der später einzusetzenden Ausgleichsschaltung entsprechenden, Abgleichschaltung an der Abgleichsstelle eingefügt werden, und in Verbindung mit einer den jeweils vorhandenen Kopplungsverlauf anzeigenden, Meßeinrichtung auf solche Werte eingestellt werden, daß der gewünschte Kopplungsverlauf erreicht wird, wobei die jeweils eingestellten Werte der Elemente- der Abgleichsschaltung ablesbar sind, dann zeigt es sich, daß keine Übereinstimmung in der Wirkung zwischen den auf diese Weise ermittelten und den danach einzubauenden Ausgleichselementen zu erzielen, ist. Die Ursache dafür ist in der Tatsache zu suchen, daß die Kondensatoren und Widerstände bzw. Potentiometer, Schaltkapazitäten aufweisen, die von denen der nachträglich einzubauenden Ausgleichselemente wesentlich und unkontrollierbax abweichen. So sind beispielsweise in der Ersatzschaltung nach Fig. 1 die Schaltkapazitäten der gesamten, RC-Ausgleichssehaltung zu einer gemeinsamen-Schaltkapazität6 gegenüber Masse zusammengefaßt. Durch das Vorhandensein, dieser in den Abgleichvorgang eingehenden. Schaltkapazität wird das angedeutete empirische Einstellverfahren in seiner Durchführun,g erheblich erschwert.If one tries to empirically determine the compensation elements C and R by avoiding the calculation for the capacitance C a continuously or in small steps variable capacitor and for the resistance R a potentiometer or a step-wise variable resistor, in the form of a compensation circuit corresponding to the later to be used, Adjustment circuit are inserted at the adjustment point, and in connection with a measuring device indicating the respective existing coupling course, set to such values that the desired coupling course is achieved, whereby the respectively set values of the elements of the adjustment circuit can be read, then it turns out that no correspondence in the effect between the compensating elements determined in this way and the compensating elements to be installed afterwards can be achieved. The reason for this is to be found in the fact that the capacitors and resistors or potentiometers have switching capacities which differ significantly and uncontrollably from those of the compensating elements to be installed subsequently. For example, in the equivalent circuit according to FIG. 1, the switching capacitances of the entire RC balancing circuit are combined to form a common switching capacitance 6 with respect to ground. Due to the presence of this in the matching process . Switching capacity, the indicated empirical setting process is made considerably more difficult to carry out.
Bei einem bekannten empirischen Einstellverfahren dieser Art, nach welchem die Dimensionierung einer Ausgleichsbrückenschaltung vorgenommen werden kann, wird eine einstellbare Meßein-richtung an die Adern der beiden gegeneinander zu entkoppelnden Leitungen geschaltet, die aus einer Kombination zweier Brückenschaltungen besteht, von denen zunächst die erste auf eine bestimmte Kompensationswirkung zwischen beiden Leitungen eingestellt wird und sodann die einstellbaren Schaltelemente der anderen auf solche Werte gebracht werden, daß die in der gestörten Leitung gemessene Störspan#nung unter einen gewünschten niedrigen Wert absinkt. Nach den dabei abgelesenen Werten wird sodann ein entsprechendes RC-Ausgleichsglied dimensioniert und an Stelle der einstellbaren Meßeinrichtung zwischen die einzelnen Adern beider Leitungen geschaltet.In a known empirical adjustment method of this type, according to which the dimensioning of a compensation bridge circuit can be made can, an adjustable measuring device is attached to the wires of the two against each other switched lines to be decoupled, which consist of a combination of two bridge circuits consists, of which initially the first to a certain compensatory effect between two lines is set and then the adjustable switching elements of the others are brought to such values that the measured in the disturbed line Interference voltage drops below a desired low value. According to the readings A corresponding RC compensation element is then dimensioned and replaced the adjustable measuring device is connected between the individual wires of both lines.
Bei diesem bekannter) Verfahren ist es jedoch gleichfalls von Nachteil, daß die unvermeidlichen Schaltkapazitäten der einzelnen Ausgleichselemente gegenüber Masse eine gewisse Verfälschung der an der einen Brückenanordnung eingestellten Ausgleichswerte mit sich bringen, was bei strengeren, Ausgleichsforderungen eine entsprechende Korrektur der tatsächlich eingestellten Ausgleichselemente nötig macht. Weiterhin ist der zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens benötigte schaltungstechnische Aufwand relativ groß und der Abgleichvorgan#g selbst infolge der relativ großen Zahl von, Abgleichorganen langwierig und kompliziert.In this known) method, it is edoch j also disadvantageous that the inevitable switching capacities of the individual compensation elements bring to ground a certain corruption of on one bridge arrangement set compensation values with what necessitates a corresponding correction of actually set compensation elements for stricter compensation claims . Furthermore, the circuitry effort required to carry out this known method is relatively large and the adjustment process itself is lengthy and complicated due to the relatively large number of adjustment devices.
Die Erfindung zeigt einen Lösungsweg auf, bei dem die genannten Schwierigkeiten vermieden werden und ein empirisches Einstellverfahren mit Hilfe von veränderbaren Ausgleichselementen durchgeführt werden kann, deren ablesbare Einstellwerte mit großer Genauigkeit den tatsächlich einzuschaltenden festen Ausgleichselementen entsprechen.The invention shows a solution in which the difficulties mentioned can be avoided and an empirical adjustment method with the help of changeable Compensating elements can be carried out, their readable setting values with high accuracy correspond to the fixed compensation elements that are actually to be switched on.
Nach der Erfindung wird dies mittels einer Abgleicheinrichtung zur Bestimmung der zum gegenseitigen Entkoppeln, elektrischer Leitungen, insbesondere Trägerfrequenzleitungen, erforderlichen Ausgleichselemen-te unter gleichzeitiger Verwendung eines den jeweils vorhandenen Kopplungswert bzw. -verlauf wiedergebenden Anzeigemittels dadurch erreicht, daß die beiden Adern jeder der zwei gegeneinander zu entkoppelnden Leitungen über die Primärwicklung jeweils eines von zwei Übertragern> miteinander verbunden sind, deren spannungsuntersetzende Sekundärwicklungen in, einen geschlossenen Stromkreis eingeschleift sind, der eine Serienschaltung einer Kapazität und eines ohmschen Widerstandes mit veränderbaren und an geeigneten Skalenanordnungen größenmäßig einstellbaren Werten enthält.According to the invention, this is done by means of a balancing device Determination of the mutual decoupling, electrical lines, in particular Carrier frequency lines, necessary compensation elements under simultaneous Use of a coupling value or course that reproduces the respective existing coupling value Display means achieved in that the two wires each of the two against each other Lines to be decoupled one of two transformers each via the primary winding> are connected with each other, the voltage-reducing secondary windings in, are looped in a closed circuit, which is a series circuit of a Capacitance and an ohmic resistance with changeable and suitable scale arrangements Contains adjustable values.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Skalen-anordnungen dabei in der Weise ausgelegt, daß jeweils der durch ein Viertel des Quadrates des Übersetzungsverhältnisses dividierte Wert der tat-.sächlich eingestellten Kapazität und der mit einem Viertel des Quadrates des übersetzungsverhältnisses multiplizierte Wert des tatsächlich eingestellten ohmscheu Widerstandes ablesb#ar ist.According to an advantageous development, the scale arrangements designed in such a way that each of the through a quarter of the square of the Ratio divided value of the actually set capacity and that multiplied by a quarter of the square of the gear ratio The value of the actually set ohm-shy resistance can be read.
Im einzelnen zeigt Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung, die zur Bestimmung der zum gegenseitigen Entkoppeln zweier Leitungen, 1 und 2 erforderlichen, Ausgleichselemente verwendet werden kann. Die Leitungl wird wieder von einem Generator3 gespeist, während die Ausgleichselemente im Abstanda vom sendeseitigen Leitungsende zwischen die einzelnen, Adern der gegeneinander zu entkoppelnden- Leitungen geschaltet sind. Zur wertmäßigen Ermittlung der erforderlichen Ausgleichselemente wird eine nach der Erfindung aufgebaute einstellbare Abgleicheinrichtung 7 an der betrachteten Ausgleichsstelle eingesetzt, und die einzuschaltenden Werte der Kapazität C und des ohmschen Widerstandes R nach Fig. 1 werden mit Hilfe eines empirisehen Einstellverfahrens ermittelt. Die richtige Einstellung wird dabei in der Weise gefunden, daß der jeweils vorhandene Kopplungswert bzw. -verlauf zwischen den beiden Leitungen 1 und 2 mit Hilfe eines Anzeigemittels wiedergegeben wird, so daß eine Änderung der Einstellung an der Abgleicheinrichtung 7 in ihrer Auswirkung auf die Größe der Kopplung unmittelbar am Anzeigemittel erkannt werden kann. Nach. Fig. 2 wird am fernen Ende 5 der Leitung 2 mit Hilfe eines sogenannten Kopplungsschreibers 8 die Ortskurve 9 des für das Fernnebensprechen maßgebenden komplexen Kopplungsvektors auf dem Schirm einer Katodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der gewobbelten Frequenz des Generators 3 dargestellt. Die horizontalen und vertikalen Ablenkspannungen der verwendeten, Katodenstrahlröhre entsprechen dabei in an sich bekannter Weise dem Realteil bzw. dem Irnaginärteil des komplexen Kopplungsvektors und werden über eigene Ringmodulatoren gewonnen, denen einerseits die am Ende5 der Leitung2 auftretende Spannung und andererseits die am Ende der Leitung 1 vorhandene Bezugsspannung, im Falle des einen Ringmodulators mit einer Phasenverschiebung von 90', zugeführt werden.In detail, FIG. 2 shows a schematic representation of a circuit arrangement which can be used to determine the compensation elements required for the mutual decoupling of two lines, 1 and 2. The line 1 is again fed by a generator 3, while the compensating elements are connected at a distance from the transmitting end of the line between the individual wires of the lines to be decoupled from one another. To determine the value of the necessary compensation elements, an adjustable compensation device 7 constructed according to the invention is used at the compensation point under consideration, and the values of the capacitance C and the ohmic resistance R according to FIG. 1 to be switched on are determined with the aid of an empirical setting method. The correct setting is found in such a way that the respective existing coupling value or course between the two lines 1 and 2 is reproduced with the aid of a display means, so that a change in the setting on the adjustment device 7 in its effect on the size of the Coupling can be recognized directly on the display means. To. 2 shows the locus 9 of the complex coupling vector relevant for far-end crosstalk on the screen of a cathode ray tube as a function of the swept frequency of the generator 3 at the far end 5 of the line 2 with the aid of a so-called coupling recorder 8 . The horizontal and vertical deflection voltages of the cathode ray tube used correspond in a manner known per se to the real part or the irnaginary part of the complex coupling vector and are obtained via their own ring modulators, to which on the one hand the voltage occurring at the end 5 of the line 2 and on the other hand the voltage present at the end of the line 1 Reference voltage, in the case of a ring modulator with a phase shift of 90 ', are supplied.
Die einstellbare Abgleicheinrichtung 7 wird nun in einer solchen Weise bedient, daß die jeweils zur Darstellung gelangende Ortskurve9 in, eine solche Form gebracht wird, daß der einzuhaltende Wert der Fernnebensprechdämpfung gewährleistet ist. Dabei entspricht ein bestimmter fester Wert der Fernnebensprechdämpfung in der Darstellung nach Fig. 2 einem konzentrischen Kreis auf dem Bildschirm der Katodenstrahlröhre des Kopplungsschreibers 8. The adjustable balancing device 7 is now operated in such a way that the respective locus 9 which is displayed is brought into such a form that the value of the far-end crosstalk attenuation to be maintained is guaranteed. A certain fixed value of the far-end crosstalk attenuation in the illustration according to FIG. 2 corresponds to a concentric circle on the screen of the cathode ray tube of the coupling recorder 8.
Die nach der Erfindung verwendete einstellbare Abgleicheinrichtung 7 ist im einzelnen in Fig. 3 schematisch dargestellt. Hierbei sind die beiden Adern der Leitung 1 an der betrachteten Ausgleichsstelle über die Primärwicklung eines Übertragers 10 miteinander verbunden, die beiden, Adern, der Leitung 2 entsprechend über die Primärwicklung eines Übertragers 11. Die Sekundärwicklungen der Übertrager 10 und 11 befinden sich in einem geschlossenen Stromkreis, der die Serienschaltung einer Kapazität 12 und eines ohmschen Widerstandes 13 mit veränderbaren und an geeigneten Skalenanordnungen größenmäßig einstellbaren Werten enthält. Die Übertrager 10 und 11 besitzen das gleiche Übersetzungsverhältnis und weisen in der Richtung von der Primär- zur Sekundärseite eine derartige Spannungsuntersetzung auf, daß der Einfluß der zwischen, den.- veränderbaren Ausgleichselementen 12 und 13 zu denkenden Schaltkapazität auf die beim Abgleichvorgang eingestellten Werte der Kapazität 12 und des ohmschen Widerstandes 13 vernachlässigbar klein wird. Im einzelnen kann dies so erklärt werden, daß beispielsweise von der Leitunigl her gesehen der tatsächlich - vorhandene ohmsche Widerstand 13 den mit dem Quadrat des übersetzungsverhältnisses Ü des Übertragers 10 multiplizierten Wert annimmt, während die Kapazität12 und die nicht eigens dargestellte Schaltkapazität durch das Quadrat des Übersetzungsverhältnisses des Übertragers10 dividiert werden müssen. Dadurch wird der Einfluß dieser störenden Schaltkapazität weitgehend ausgeschaltet.The adjustable matching means 7 used according to the invention is shown schematically in detail in Fig. 3. Here, the two wires of the line 1 are connected to each other at the compensation point under consideration via the primary winding of a transformer 10 , the two wires of the line 2 via the primary winding of a transformer 11. The secondary windings of the transformers 10 and 11 are in a closed circuit , which contains the series connection of a capacitance 12 and an ohmic resistor 13 with values that can be changed and set on suitable scale arrangements. The transformers 10 and 11 have the same transmission ratio and have such a voltage reduction in the direction from the primary to the secondary side that the influence of the switching capacitance to be considered between the changeable compensating elements 12 and 13 on the capacitance values set during the calibration process 12 and the ohmic resistance 13 is negligibly small. In particular, this can be explained so that, as seen for example, by Leitunigl forth the fact - known ohmic resistor 13 to the square of the ratio U of the transformer takes 10 multiplied value, while the Kapazität12 and the switching capacity is not specifically illustrated by the square of the gear ratio of the transformer10 must be divided. This largely eliminates the influence of this disruptive switching capacitance.
Zur Erreichung der Übereinstimmung der im abgeglichenen Zustand an den. Einstellskalenano#rdnungen der Schaltelemente 12 und 13 abgelesenen Ein#stellwerte mit den Werten der tatsächlich in Form eines Ausgleichgliedes nach Fig. 1 eingefügten Schaltelemente ist jedoch noch folgendes zu beachten. Die gegenseitige Verkopplung der Leitungen 1 und 2 ist bei der Schaltung nach Fig. 3 viermal so groß wie bei der nach Fig. 1. Soll demnach mit Ausgleichselementen gleicher Größe in beiden, Fällen die gleiche Wirkung erreicht werden, so müssen bei der Anordnung nach der Fig. 3 die Übertrager 10 und 11 ein Übersetzungsverhältnis il = 2 aufweisen, wodurch der Wert des ohmschen Widerstandes 13 mit ii2 = 4 MUltipliziert, der Wert der Kapazität 12 durch 4 dividiert erscheint. Bei einem derartigen Übersetzungsverhältnis würde auch die Schaltkapazität den gleichen störenden, Einfluß ausüben wie nach der Anordnung nach Fig. 1. Falls nun der Einfluß dieser Schaltkapazität beispielsweise auf den zehnten Teil herabgesetzt werden soll, braucht nun lediglich das Quadrat des übersetzungsverhältnisses auf einen We'rt von 4 - 10 gebracht zu werden, so daß sich ein übersetzungsverhältnis fi, = 6,3 ergibt. Die wertmäßig richtige Ablesung an den Skalenanordnungen der einstellbaren Ausgleichselemente 12 und 13 wird in diesem Fall dann erreicht, wenn jeweils der durch ein Viertel des Quadrates des Übersetzungsverhältnisses dividierte Wert der tatsächlich eingestellten Kapazität 12 und der mit einem Viertel des Quadrates des übersetzun#gsverhältnisses multiplizierte Wert des tatsächlich eingestellten ohrnschen Widerstandes 13 jeweils ablesbar ist.To achieve the consistency of the matched status to the. However, the following is to be observed as well, setting scale dimensions of the switching elements 12 and 13 read off with the values of the switching elements actually inserted in the form of a compensating element according to FIG. 1. The mutual coupling of the lines 1 and 2, so must in the circuit of Fig. 3 four times as large as that of FIG. 1. If therefore the same with compensation elements size in both cases can be achieved the same effect in the arrangement of the 3, the transformers 10 and 11 have a transformation ratio il = 2, whereby the value of the ohmic resistance 13 is multiplied by ii2 = 4, and the value of the capacitance 12 appears divided by 4. In such a gear ratio and the switching capacity would be the same disturbing exert influence how the influence of these switching capacity is now to be, for example, reduced to the tenth part by the arrangement of FIG. 1. If now only the square needs the transmission ratio to a We'rt to be brought from 4 - 10 , so that a transmission ratio fi, = 6.3 results. The correct reading in terms of value on the scale arrangements of the adjustable compensation elements 12 and 13 is achieved in this case when the value of the actually set capacity 12 divided by a quarter of the square of the transmission ratio and the value multiplied by a quarter of the square of the transmission ratio of the actually set ear resistance 13 can be read in each case.
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