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Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Nebensprechdämpfung in Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen mit Koppelfeldern In Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen,
wird unabhängig von den übertragungseigenschaften der Sprechwege selbst vielfach
Sprechleistung von einem Verbindungsweg auf einen anderen übertragen, da die Sprechwege
entsprechend ihrer räumlichen Anordnung bzw. Zuordnung induktiv oder kapazitiv gekoppelt
sind. Das Auftreten eines so entstandenen Störgeräusches in einer Leitung wird im
allgemeinen als Nebensprechen bezeichnet. Um nun dieses Nebensprechen in Fernsprechkabeln
herabzusetzen bzw. zu vermeiden, ist es bekannt, das koppelnde System durch Einfügen
zusätzlicher Kopplungselemente, z. B. zusätzlicher Kondensatoren, zu symmetrieren.
Dabei verbinden die zusätzlichen Kopplungselemente jeweils nur zwei Sprechadern
miteinander, die nicht zu ein und derselben Leitung gehören, oder sie verbinden
eine Sprechader einer Leitung mit Erde, z. B. mit dem Kabelmantel, oder einem entsprechenden
Bezugspunkt.
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Um die Nebensprechdämpfung an Dreh- und Hebdrehwählern zu erhöhen,
ist es bekannt, zwischen die Bankkontakte geerdete Zwischenlagen einzufügen oder
bestimmte Bankkontakte selbst zu erden, so daß eine Kopplung zwischen zwei über
ein Vielfach verlaufenden Verbindungswegen auf ein Minimum herabgesetzt wird.
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Es ist ferner bekannt, die Bankkontakte von Wählern räumlich so anzuordnen
und so zu beschalten, daß sich bei Stromfluß in einem bestimmten Verbindungsweg
die beiden Adern der benachbarten Verbindungswege auf ein und derselben Äquipotentialfläche
des von dem stromdurchflossenen Verbindungsweg erzeugten Feldes befinden.
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Für Anlagen mit Dreh- oder Hebdrehwählern, bei denen zur Vermeidung
von Störgeräuschen die Bankkontakte von Hilfsadern einer Leitung beiderseits der
Bankkontakte der Sprechadern angeordnet sind, ist es ferner bekannt, die zu einem
Sprechadernpaar gehörenden Hilfsadern durch große Kondensatoren zu verbinden, die
für Wechselströme praktisch einen Kurzschluß darstellen, so daß die in einer Hilfsader
auftretenden Spannungsschwankungen auch auf die andere Hilfsader übertragen werden
und sich beide Spannungsschwankungen in ihrer Wirkung auf die den beiden Hilfsadern
jeweils benachbarten Sprechadernpaare ausgleichen.
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Die für Dreh- und Hebdrehwähler bekannten Maßnahmen - Einfügen von
geerdeten Zwischenlagen, Erdung von bestimmten Bankkontakten oder besondere Anordnung
von Bankkontakten - lassen sich bei Kontaktkoppelfeldern, in denen eine erste Art
von Leitungen (z. B. ankommende Leitungen) mit einer zweiten Art von Leitungen (z.
B. abgehende Leitungen) koordinatenmäßig vermascht ist und in denen je eine Leitung
der ersten Art mit einer Leitung der zweiten Art über an den Kreuzungspunkten der
Leitungen angeordnete elektromagnetisch betätigte Koppelkontakte mehradrig zusammenschaltbar
ist, nicht immer anwenden, da geerdete Zwischenlagen in Kontaktkoppelfeldern im
allgemeinen große Ausmaße haben müßten und somit eine wesentliche Vergrößerung eines
Kontaktkoppelfeldes bedingen würden, da ferner die Erdung bestimmter Koppelkontakte,
wie auch ihre besondere räumliche Anordnung, im Hinblick auf die weit verzweigten
Kopplungen der Verbindungswege in Kontaktkoppelfeldern nicht zum Ziele führen können
und da ferner die Nebensprechentkopplung von Sprechaderpaaren durch wechselstrommäßig
verbundene Hilfsaderpaare im Hinblick auf die geringe Zahl der Hilfsadern und/oder
die bei einer Mehrfachausnutzung auftretenden Probleme der Signalgabe mit Wechselströmen
nicht möglich ist.
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Auch eine Einschaltung von zur Symmetrierung im Kabel üblichen Ausgleichskapazitäten
zwischen bestimmte Adern verschiedener Verbindungswege kann den gewünschten Erfolg
nicht bringen, da jede ankommende Leitung mit jeder abgehenden Leitung zusammenschaltbar
sein muß und dementsprechend
eine Symmetrierang der unterschiedlich
unsymmetrischen Verbindungswege nicht möglich ist.
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Für elektronische, z. B. aus Glimmlampen aufgebaute einadrig, d. h.
mit gemeinsamer Erdleitung als Rückleitung betriebene Durchschaltenetzwerke ist
es bekannt, die Nebensprechwirkung auf den Teilnehmerleitungen durch Symmetrierang
derselben über Abriegelungsübertrager günstig zu beeinflussen. Auf der Amtsseite
der Übertrager sind dann in die Glühlampenstromkreise den Strom durch die Glühlampen
begrenzende Widerstände zu schalten, die zwecks Entdämpfung der Sprechstromkreise
durch entsprechend groß bemessene Kondensatoren zu überbrücken sind.
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Da in einadrigen Durchschaltenetzwerken mit mindestens drei ankommenden
und drei abgehenden einadrigen Leitungen, über die zwei Verbindungen gleichzeitig
durchgeschaltet werden, jeweils zwischen den ankommenden Adern und den abgehenden
Adern beider Verbindungswege die Kapazitäten zweier nicht durchgeschalteter Koppelpunkte
in Reihe liegen, wäre es hier denkbar, zur Symmetrierang durch quer zum Verbindungsweg
angeordnete Kondensatoren die additive Wirkung dieser Kapazitäten unwirksam zu machen.
Die Symmetrierang ist jedoch nur dann möglich, wenn die zusätzlichen Kondensatoren
gegen Erde geschaltet sind, wenn es sich also um einadrige Durchschaltenetzwerke
mit einer gemeinsamen Rückleitung handelt. Auch eine derartige Anordnung läßt sich
also bei mehradrigen Durchschaltenetzwerken nicht anwenden.
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Für elektronische, aus Glimmlampen aufgebaute einadrig, d. h. mit
gemeinsamer Erdleitung als Rückleitung betriebene Durchschaltenetzwerke ist es ferner
bereits vorgeschlagen worden, die im Durchschaltezustand durch die Induktivitäten
der Glimmröhren bedingte Betriebsdämpfung dadurch herabzusetzen, daß jeweils zwischen
aufeinanderfolgenden Schaltstufen angehörigen Glimmröhren quer zum Nachrichtenübertragungsweg,
also zwischen der einen durch einen Koppelkontakt, d. h. eine nichtgezündete Glimmlampe,
unterbrochenen Sprechader und der anderen, als gemeinsame Erdrückleitung ausgebildeten
und glatt durchgehenden Sprechader neu einzufügende Querkondensatoren oder zur Verhinderung
der - durch die additive Wirkung der Kapazitäten der übrigen am gleichen Netzknotenpunkt
liegenden, aber nicht durchgeschalteten Koppelkontakte (nichtgezündeten Glimmlampen)
bedingten - Nebensprechkopplung ohnehin vorgesehene Querkondensatoren derart zu
bemessen, daß sie mit den Induktivitäten der Glimmröhren zusammen einen Tiefpaß
bilden, dessen Sperrbereich oberhalb des zu übertragenden Frequenzbandes liegt.
Dieser Vorschlag ist gemäß -einer weiteren Anweisung anwendbar auf jedes Durchschaltenetzwerk
mit Glimmlampen oder äquivalenten Schaltmitteln, die im durchgeschalteten Zustand
eine Induktivität darstellen. Da elektromagnetisch betätigte Koppelkontakte im durchgeschalteten
Zustand keine Induktivtät darstellen, ist also auch die diesem Vorschlag entsprechende
Bemessungsregel für die Größe der Querkondensatoren bei aus elektromagnetisch betätigten
Kontakten aufgebarten Kontaktkoppelfeldern nicht :anwendbar.
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Die Erfindung beschreitet nun einen -neuen Weg zur Erhöhung der Nebenspre.chdä-mpfung
in Kontaktkoppelfeldern, deren Kontakte elektromagnetisch betätigt werden und mehradrige
Leitungen entsprechend mehradrig durchschalten. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils unter sich die beiden leitungsindividuellen Sprechadern aller Leitungen
de: ersten und/oder der zweiten Art von Leitungen durch für eine Art von Leitungen
jeweils gleich große Querkondensatoren unmittelbar miteinander verbunden sind, deren
Kapazität etwa von der Größenordnung der koppelfeldeigenen Leitungskapazitäten zwischen
den beiden Sprechadern ist und somit keine merkbare Änderung der Betriebsdämpfung
bewirkt.
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Wie nun an Hand eines in Fig.1 bis R dargestellten Ausführungsbeispieles
der Erfindung nachgewiesen werden soll, läßt sich durch die mit der Erfindung gegebene
Bemessungstegel der zwischen die Sprechadern zu schaltenden Querkondensatoren der
erwünschte Erfolg bezüglich der Erhöhung der Nebensprechdämpfung erzielen.
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In Fig. 1 ist ein Koppelfeld dargestellt, das eine Zahl von
n = 20 Koppelpunkten k 11 bis k 14, . . ,
k51 bis
k54 aufweist, die in waagerechten Reihen (Zeilen) von n", = 4 Koppelpunkten
bzw. in senkrechten Reihen (Spalten) von n, = 5 Koppelpunkten angeordnet sind. Über
die Koppelpunkte werden waagerechte Leitungen, z. B. ankommende oder abgehende Leitungen,
von denen jeweils zwei Adern aw 1 und bw 1, . . ., aw 5 und bw
5 dargestellt sind, mit senkrechten Leitungen, z. B. mit Zwischenleitungen
verbunden, von denen ebenfalls je zwei Adern as 1 und bs 1, . . ., as
4 und bs 4 gezeigt sind.
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Die selbst nicht dargestellten Kontakte an den Koppelpunkten haben
eine Kapazität, über die die gleichnamigen, also die sich entsprechenden waagerechten
und senkrechten Adern miteinander verkoppelt sind. Diese Kontaktkapazitäten sind
je nach den Adern, zwischen denen sie auftreten, mit einem Buchstaben
a oder b bezeichnet, und sie führen eine dem Koppelpunkt entsprechende
Nummer. Leitungskapazitäten zwischen den beiden Adern einer waagerechten bzw. einer
senkrechten Leitung, die durch den Aufbau des Koppelfeldes bedingt sind, führen
neben den Buchstaben ab, die darauf hinweisen, daß die Leitungskapazitäten zwischen
den Adern a und b auftreten, den Buchstaben w oder .s, der besagt, daß sie bei einer
waagerechten oder senkrechten Leitung auftreten. Ihre laufende Nummer entspricht
der Nummer der Leitungen.
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Eine räumliche, zur Ableitung eines Ersatzschaltbildes geeignetere
Darstellung des Koppelfeldes zeigt Fig. 2. In dieser Darstellung sind die Leitungen
bzw. deren Adern zu Punkten geschrumpft, die durch die auftretenden Kapazitäten
unmittelbar verbunden sind. Es soll nun angenommen werden, daß über das Koppelfeld
gemäß Fig. 1 bzw. 2 zwei Verbindungen aufgebaut sind, von denen eine über die Adern
aw2, bw 2 zu den Adern as 1, bs 1, also über den Koppel-Punkt k21 (Fig. 1)
verläuft, während für die zweite über den Koppelpunkt k 44 eine galvanische Verbindung
der Adern aw4, bw4 mit den Adern a54, bs4 besteht. In Fig. 2 fallen dann jeweils
der Punkt as 1
mit dem Punkt aw 2 sowie der Punkt bs 1 mit dem Punkt
bw 2 und der Punkt sas 4 mit dem Punkt caW 4
sowie der Punkt
bs4 mit dem Punkt bw4 zusammen. Die Leitungskapazitäten abs 1 und abw
2 liegen, wie die Leitungskapazitäten abs4 und :abw4, zueinander parallel,
was in Fig. 3 durch die Bezeichnung abs i11 abw2 bzw. abs4/abw4 angedeutet ist.
Die Adern ,der beiden senkrecht durchgeschalteten Leitungen bzw. die Punkte as 1
und as 4 bzw. bs 1 und bs 4 sind nicht
nur durch die
über die Ader aw 3, bw 3 in Reihe liegenden Kontaktkapazitäten a 31 und a
34 bzw. b 31 und b 34 verbunden, sondern noch durch die über die Adern aw
1, bw 1 und aw 5 bzw. bw 5 in Reihe liegenden Kontaktkapazitäten all
und a 14 bzw. b 11 und b 14, a 51 und a 54 bzw.
b 51 und b 54 und ferner durch die parallel zu diesen Reihenschaltungen
und infolge der galvanischen Verbindung an den Koppelpunkten k21 und k44 parallel
zueinander auftretenden Kapazitäten a24 und a41 bzw. b24 und b41.
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Eine weitere Vereinfachung des Ersatzschaltbildes ist dadurch möglich,
daß die Punkte bzw. Adern aw 1, aw 3 und aw 5 bzw. bw 1, bw 3 und bw
5 der freien waagerechten Leitungen jeweils Punkte gleichen Potentials sind
und dementsprechend zu einem Punkt aw 1/aw 3/aw 5 bzw. bw l/bw 3/bw 5 zusammengefaßt
werden können. Ein entsprechend vereinfachtes Ersatzschaltbild, in dem die Leitungskapazitäten
abw 1, abw 3, abw 5, wie auch andere, zu einer Leitungskapazität abw
1 / abw 3 / abw 5 zusammengefaßt sind, zeigt Fig.4. Ein weiter
vereinfachtes Ersatzschaltbild, bei dem noch die auf gleichen Potentialen liegenden
Punkte bzw. Adern as 2 und as 3 bzw. bs 2 und bs3 der nicht durchgeschalteten
senkrechten Leitungen zu je einem Punkt as2/as3 bzw. bs2/bs3 zusammengefaßt sind,
zeigt Fig. 5.
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Abweichend von der räumlichen Darstellung gemäß Fig. 2 bis 5 ist in
Fig. 6 wieder eine ebene Darstellung des Ersatzschaltbildes gezeigt. Da die durchgeschalteten
Leitungen mit einem Widerstand von Z1 = Z2 = 600 62 abgeschlossen sind, können die
in Fig. 5 noch gezeigten Leitungskapazitäten abs la/abw 2
und abs 4/abw
4 gegenüber den in der Fig. 6 gezeigten Widerständen Z1 und Z2 vernachlässigt
werden. Wie Fig. 6 zeigt, sind die beiden Verbindungswege, die durch die Punkte
bzw. Adern aw 2, as 1 einerseits und bw 2, bs 1 andererseits
bzw. durch die Adern aw 4, as 4 einerseits und bw 4, bs
4 andererseits gebildet werden, durch drei Nebensprechen koppelnde Vierpole
verbunden, deren Längswiderstände sich jeweils aus der Parallelschaltung mehrerer
Kontaktkapazitäten, z. B. a22/a23 bzw. a 11/a 31/a 51 bzw. a24/ a41, zusammensetzen.
Wie ferner ersichtlich wird, handelt es sich bei den beiden H-förmigen Vierpolen
bzw. bei den H-Gliedern um symmetrische Vierpole. Die Zahl der in den Längszweigen
bzw. in dem Querzweig eines H-Gliedes auftretenden parallel geschalteten Kontakt-
bzw. Leitungskapazitäten ist entweder gleich der um die Zahl 2 verminderten Zahl
der Koppelpunkte einer waagerechten bzw. senkrechten Koppelpunktreihe, also beim
einen H-Glied gleich nW-2 und beim anderen H-Glied gleich n,-2. Die Zahl der Kontaktkapazitäten,
die parallel geschaltet, die Längskapazitäten in dem nur solche Längskapazitäten
enthaltenden dritten Vierpol bilden, ist gleich der Zahl der durchgeschalteten Koppelpunkte,
also gleich zwei.
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Für die folgenden Betrachtungen sollen der Übersichtlichkeit halber
neue Bezeichnungen für die Kapazitäten eingeführt werden. Fig.7 zeigt die drei Nebensprechen
koppelnden Vierpole mit den neuen Bezeichnungen. Ck ist die Kontaktkapazität und
tritt an die Stelle der Bezeichnungen a 11, a 22, a 23, a 24,
...
b 11, b 22, b 23, b 24, usw.; C, ist die Leitungskapazität zwischen
den beiden Adern einer freien i senkrechten Leitung und tritt an die Stelle der
Bezeichnungen abs 2, abs 3; C" ist schließlich die Leitungskapazität
zwischen den beiden Adern einer freien waagerechten Leitung und tritt an die Stelle
der Bezeichnungen abw 1., abw 3, abw 5. In Fig. 8 sind die entsprechenden
Widerstandswerte J# c eingetragen, und in Fig. 9 sind die H-Glieder in gleichwertige
symmetrische T-Glieder umgewandelt, und in dem dritten Vierpol sind die beiden auf
beide Adern verteilten Widerstände in eine Ader gelegt.
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Wie zunächst aus Fig. 6 bis 9 zu ersehen ist, kann das Nebensprechen
von einem Verbindungsweg zu einem anderen durch genügende Vergrößerung der Querkapazitäten
herabgesetzt werden. Da die Querkapazitäten durch die Leitungskapazitäten CW, C,
zwischen den beiden Sprechadern eines jeden Verbindungsweges gebildet werden, kann
also durch die Einschaltung von zusätzlichen Querkondensatoren gemäß dem älteren
Patent die Nebensprechdämpfung erhöht werden. Sind die Kapazitäten der einzufügenden
Querkondensatoren gemäß der Erfindung so gewählt, daß sie etwa in der Größenordnung
der koppelfeldeigenen Leitungskapazitäten zwischen den beiden Sprechadern liegen,
so wird der Scheinwiderstand eines benutzten Verbindungsweges nur unwesentlich verändert,
die Querkapazität der H- bzw. T-Glieder dagegen wesentlich beeinflußt, da dort die
Kapazität mit dem Faktor n",-2 bzw. h,-2 auftritt.
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Eine Verbesserung der Verhältnisse ist dabei grundsätzlich zu erzielen,
unabhängig davon, ob die Querkondensatoren zwischen die Sprechadern der einen Art
von Leitungen, z. B. der ankommenden Leitungen, oder zwischen die Sprechadern der
anderen Art von Leitungen, z. B. Zwischenleitungen, geschaltet werden. Der Aufwand
für eine wirkungsvolle Verbesserung ist aber dann am kleinsten, wenn man die Querkondensatoren
zwischen die Sprechadern derjenigen Art von Leitungen schaltet, deren zugehöriges
H- bzw. T-Glied den geringsten Dämpfungsanteil bzw. den größten Nebensprechanteil
liefert. Welches der H- bzw. T-Glieder den größten Nebensprechanteil liefert, läßt
sich in einfacher Weise berechnen unter der praktisch möglichenAnnahme, daß sich
die von den einzelnen H- bzw. T-Gliedern gelieferten Nebensprechanteile addieren.
Diese Annahme ist möglich, da die Widerstände Z1 und Z" mit denen die Verbindungswege
abgeschlossen sind, klein sind gegenüber den Längs- und Querwiderständen der H-bzw.
T-Glieder.
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Eine Anschaltung von Querkondensatoren an eine bestimmte Art der beiden
Arten der Leitungen kann nur dann einen guten Wirkungsgrad bringen, wenn der der
bestimmten Art von Leitungen entsprechende Vierpol den größten Dämpfungsanteil bzw.
den kleinsten Nebensprechanteil liefert, da es wenig Zweck hat, einen schon weitgehend
gesperrten Weg für Nebensprechanteile noch weiter zu versperren, bevor nicht der
andere offene Weg ebenso weitgehend gesperrt wurde. Man wird daher vor Anschaltung
von Querkondensatoren an die eine Art von Leitungen, deren Vierpol einen kleinen
Nebensprechanteil liefert, mindestens den größeren Nebensprechanteil des anderen
Vierpols herabzusetzen versuchen, und zwar etwa bis zu einem Wert, der dem kleineren
Nebensprechanteil entspricht. Für die rechnerische Erfassung der Frage, an welche
Art von Leitungen die Querkondensatoren zunächst mit bestem Wirkungsgrad anzuschalten
sind, kann man von der Voraussetzung ausgehen, daß durch Zuschaltung von Querkondensatoren
an
diejenige Art von Leitungen, deren Vierpol einen großen Nebensprechanteil liefert,
beide Vierpole gleich groß gemacht sind bzw. werden müssen. Es gilt dann die Beziehung:
worin dann entweder in r" oder in r.,=, eine Zusatzkapazität C" i oder C",
eingerechnet ist. Aus dieser Beziehung ergibt sich dann nach Einsetzen und Umrechnung
die Beziehung: (n,v 2) ' (C#v + Ck)
" (ns - 2) - (Cs + Ck) worin ebenfalls wieder in C,' oder in
Cs eine Zusatzkapazität enthalten sein kann. Da bei ausgeführten Koppelfeldern im
allgemeinen n", wesentlich größer als n" ist, muß, damit in den Beziehungen tatsächlich
die linke Seite gleich der rechten Seite ist, die vorhandene Leitungskapazität Cs
um Ca, auf C. vergrößert werden, d. h., es müssen, wenn C, nahezu gleich C", ist,
und n" größer als n, ist: Querkondensatoren zwischen die Adern jeder senkrechten
Zwischenleitung oder abgehenden Leitung geschaltet werden, bevor eine Zusehaltung
von Querkondensatoren zwischen die Adern jeder ankommenden Leitung, d. h. eine Vergrößerung
der Kapazität C", um eine Kapazität Cui auf die Kapazität C', eine bessere
Wirkung zeigen kann. Es ist also in den praktisch ausgeführten Koppelfeldern möglich,
durch Einschaltung von Querkondensatoren zwischen die Sprechadern jeder abgehenden
Leitung bzw. Zwischenleitung die Nebensprechdämpfung weiter zu verbessern als durch
Einschaltung von gleich großen Querkondensatoren zwischen die Sprechadern jeder
ankommenden Leitung. Selbstverständlich erhält man die besten Verhältnisse bezüglich
der Nebensprechdämpfung, wenn man Zu= satzkondensatoren zwischen die Adern beider
Arten von Leitungen schaltet. Man kann ferner ein Koppelfeld beliebiger Ausdehnung
durch Auswahl geeigneter Zusatzkondensatoren bezüglich der Nebensprechdämpfung so
verbessern, daß es die Eigenschaften eines kleineren Koppelfeldes aufweist.