DE1165672B - Circuit arrangement for correcting errors in a line level control of multichannel carrier frequency wide area systems - Google Patents
Circuit arrangement for correcting errors in a line level control of multichannel carrier frequency wide area systemsInfo
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Description
Schaltungsanordnung zur Fehlerkorrektur einer Lzitungspegelsteuerung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerkorrektur einer Leitungspegelsteuerung von Vielkanal-Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen mit vielen, von Spaiseämtern aus über die Innenleiter von Koaxialkabeln gleichstrommäßig ferngespeisten, insbesondere unterirdischen Leitungsverstärkem, bei der die durch Temperaturänderungen verursachten Kabeldämpfungsänderungen für die Nutzsignale dadurch ausgeglichen werden, daß die Innenleiter der Kabel selbst als Temperaturfühler benutzt und die bei konstanter Speisespannung infolge von Temperaturänderungen entstehenden Innenleiterwiderstands-bzw. Speisestromänderungen über strom- und/oder temperaturabhängige Widerstände, insbesondere eine Kaskadenschaltung indirekt geheizter Heißleiter, zur Verstärkungssteuerung der Leitungsverstärker ausgenutzt werden, und bei der in den vorzugsweise je- weils eine Hälfte der angrenzenden Streckenabschnitte fernspeisenden Speiseämtern vorgesehene, pilotgesteuerte Leitungspegelregler (Pilotregler) den dort vorhandenen Pegel über strom- und/oder temperaturabhängige Stellglieder auf seinen Sollwert regeln. Eine solche Leitungspegelsteuerung ist an sich bekannt (USA.-Patentschrift 2 272 735). Circuit arrangement for error correction of a line level control of multi-channel carrier frequency wide area systems Changes in cable attenuation for the useful signals are compensated for by using the inner conductors of the cables themselves as temperature sensors and the inner conductor resistance or resistance that occurs at constant supply voltage as a result of temperature changes. Changes in the supply current via current- and / or temperature-dependent resistors, in particular a cascade circuit of indirectly heated thermistors, are used to control the gain of the line amplifiers, and in the case of the pilot- controlled line level regulators (pilot regulators) provided there in the feed offices that preferably each remotely feed half of the adjacent route sections Regulate the level to its setpoint using current and / or temperature-dependent actuators. Such a line level control is known per se (US Pat. No. 2,272,735 ).
Es hat sich gezeigt, daß bei der Verwendung von Heißleiter-Kaskadenschaltungen oder anderer strom-und/oder temperaturabhängiger Widerstände zur Pegelsteuerung der Leitungsverstärker in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen durch unvollständige Temperaturkompensation und durch den charakteristischen Verlauf der Strom-Widerstands-Kennlinie der Widerstände sowie durch andere Ursachen Restfehler der Leitungspegelsteuerung auftreten, die bei großen Abständen zwischen benachbarten Speiseämtern einen größeren Gesamtfehler ergeben können. Der weitaus größte Teil dieser Fehler ist systematisch und von der Jahreszeit abhängig, d. h., diese Fehler treten überwiegend zugleich im ganzen System in derselben Richtung auf. Ein solcher, insbesondere also in langen Streckenabschnitten zwischen aufeinanderfolgenden Speiseämtem möglicher größerer Gesamtfehler kann die Geräuschverhältnisse des Systems verschlechtern und eventuell eine unerwünschte, größere Aussteuerungsgrenze der Leitungsverstärker erforderlich machen.It has been shown that when thermistor cascade circuits or other current and / or temperature-dependent resistors are used to control the level of the line amplifiers in long-distance carrier frequency systems, due to incomplete temperature compensation and the characteristic course of the current-resistance curve of the resistors as well as other causes Residual errors in the line level control occur, which can result in a greater overall error if there are large distances between neighboring supply offices. The vast majority of these errors is systematic and depends on the season, d. That is, these errors mostly occur simultaneously in the whole system in the same direction. Such a larger total error, especially in long sections between successive supply offices, can worsen the noise ratios of the system and possibly require an undesirable, larger control limit of the line amplifiers.
Die in den Speiseämtern vorhandenen, pilotgesteuerten Leitungspegelregler, die vor allem die Aufgabe haben, in den Ämtern auftretende Pegel- sprünge schnell und ohne großes überschwingen auszuregeln, regeln zwar automatisch auch die in den Ämtern jeweils festgestellten Gesamtfehler der Leitungspegelsteuerung an Ort und Stelle aus, ohne daß dabei aber die i n den einzelnen ferngespeisten Leitungsverstärkern auftretenden Restfehler im Sinne einer Verbesserung der Geräuschverhältnisse irgendwie beeinflußt werden. The pilot-controlled line level regulators in the supply offices, which primarily have the task of regulating level jumps occurring in the offices quickly and without large overshoots, also automatically regulate the overall line level control errors detected in the offices on the spot, without that, however, the residual errors occurring in the individual remote-fed line amplifiers are somehow influenced in the sense of an improvement in the noise ratios.
Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1060 442), die in den Speiseämtem vorhandenen pilotgesteuerten Pegelregler zur Steuerung der ferngespeisten Verstärker der ankommenden übertragungsrichtung mitzubenutzen. Das kann so ges-chehen, daß der Fernspeisegleichstrom, der auch zum Heizen von in den ferngespelsten Verstärkern angebrachten Heißleiter-Stellgliedern dient, durch den Pilotregler beeinflußt wird. Dabei ergibt sicheine, Schwierigkeit, die durch folgende überlegungen verständlich wird: Ein Regelsystem nach dem beschriebenen Prinzip erfordert, daß bei einer VierdTahtleitung zwischen zwei bemannten Ämtern (Hauptämtern) bezüglich der Steuerung der Regler alle Verstärker der einen übertragungsrichtung dem einen bemannten Amt und die der anderen Richtung dem anderen bemannten Amt zugeordnet werden. Dies ist aber nicht im Einklang mit der Fernstromversorgang und der Fernüberwachung, bei denen jeweils die halbe Strecke mit beiden übertragungsrichtungen einem bemannten Amt zugeordnet ist. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wird das Regelsystem so abgewandelt, daß die Zuordnung der mitgesteuerten Verstärker ebenso ist wie bei der Fernstromversorgung und der Fernüberwachung, d. h., von einem bemannten Amt aus werden sämtliche Verstärker der von ihm ferngespeisten Unterämter gesteuert. Dabei werden sowohl die Verstärker der ankommenden übertragungsrichtung als auch die Verstärker der abgehenden übertragungsrichtung durch ein und denselben Pilotregler gesteuert. Werden von einem Pilotregler n ferngespeiste Verstärker mitgeregelt, so muß ein vom Pilotregler ausgewerteter Pegelfehler zu gleichen Teilen vom Verstärker im Hauptamt sowie den n fertigespeisten Verstärkern ausgeregelt werden, d. h., jeder Verstärker muß sowohl im Hauptamt als auch in den Unterämtern den 1 tn +1)- -ten Teil des Pegelfehlers ausregeln. Dabei übernimmt die Gesamtheit aller ferngespeisten Verstärker den-- 11 -ten Anteil eines ausn+l gewerteten Fehlers.It is known (German Auslegeschrift 1060 442) to also use the pilot-controlled level regulators available in the food offices to control the remote-fed amplifiers for the incoming transmission direction. This can be done in such a way that the remote feed direct current, which is also used to heat the thermistor actuators installed in the remote amplifiers, is influenced by the pilot controller. A difficulty arises, which can be understood through the following considerations: A control system based on the principle described requires that, with a four-way line between two manned offices (main offices), all amplifiers of one transmission direction are manned by one manned office and that of the other with regard to the control of the regulators Direction can be assigned to the other manned office. However, this is not in accordance with the remote power supply and remote monitoring, in which half the distance with both transmission directions is assigned to a manned office. To avoid this difficulty, the control system is modified so that the assignment of the amplifiers that are controlled is the same as for remote power supply and remote monitoring, i. In other words, all the amplifiers of the sub-offices it feeds remotely are controlled from a manned office. Both the amplifiers for the incoming transmission direction and the amplifiers for the outgoing transmission direction are controlled by one and the same pilot controller. If n remote-fed amplifiers are also controlled by a pilot controller, a level error evaluated by the pilot controller must be corrected in equal parts by the amplifier in the main office and the n ready-fed amplifiers, i.e. This means that every amplifier must correct the 1 tn +1) - th part of the level error both in the main office and in the sub-offices. The totality of all remotely powered amplifiers takes on the 11th part of an error evaluated from n + 1.
Die beiden Regelsysteme eines Leitungsabschnittes zwischen zwei benachbarten bemannten Ämtern beeinflussen sich gegenseitig und bilden eine Rückkopplungsschleife mit der Ringverstärkung Bei einer größeren Anzahl ferngespeister Verstärker nähert sich die Ringverstärkung dem Wert 1, und eine sehr starke Neigung zur Instabilität ist die Folge. Um diese Neigung zur Instabilität zu beseitigen, wird nach der deutschen Auslegeschrift 1060 442 zwischen zwei aneinander grenzenden Fernspeise- und Regelabschnitten je ein Verstärker jeder übertragungsrichtung durch einen eigenen Pilotregler geregelt, so daß dort der Pegel konstant gehalten wird.The two control systems of a line section between two adjacent manned offices influence each other and form a feedback loop with the ring reinforcement With a larger number of remotely fed amplifiers, the ring gain approaches the value 1, and the result is a very strong tendency towards instability. In order to eliminate this tendency to instability, according to the German Auslegeschrift 1060 442 between two adjacent remote feed and control sections, an amplifier in each transmission direction is controlled by its own pilot controller, so that the level is kept constant there.
Diese Notwendigkeit eines vollständigen Pilotreglers zwischen zwei aneinander grenzenden Fernspeiseschleifen bedeutet einen großen Nachteil, weil damit der Aufwand wächst und die Betriebssicherheit (Regler unter der Erde) abnimmt. Außerdem wird bei dieser Anordnung ein relativ großer Regelbereich des Fernspeisestromes benötigt, dessen Realisierung bei der großen Fernspeisespannung und -leistung große Schwierigkeiten bereitet.This need for a full pilot regulator between two adjoining remote feed loops means a major disadvantage because with it the effort increases and the operational safety (controller underground) decreases. aside from that With this arrangement there is a relatively large control range of the remote feed current required, its implementation with the large remote feed voltage and power large Causes difficulties.
Um die Restfehler einer Verstärkungssteuerung der ferngespeisten Verstärker, bei der die Innenleiter des KaMs selbst als Temperaturfühler benutzt werden und der Fernspeisestrom zum Heizen der Stellglieder der ferngespeisten Verstärker mitbenutzt wird, zu verkleinern und die Nachteile der bekannten Pegelsteuerung der ferngespeisten Verstärker mit Hilfe des vom Pilotregler im Fernspeiseamt mitgeregelten Fernspeisestromes zu beseitigen, wird erfindungsgemäß durch den in jedem Speiseamt vorhandenen, vorzuasweise stufenweisen, pilotgesteuerten Pegelregler außer dem Stellglied des geregelten Verstärkers in diesem Amt auch die geregelte Spannung der Fernspeiseschleife der ankommenden übertragungsrichtung in der Weise korrigierend beeinflußt, daß die durch einen vom Pilotempfänger ausgewerteten Pelfehler eines Abschnittes veranlaßten Stellwirkungen auf den geregelten Verstärker im Speiseamt und auf die Gesamtheit aller gesteuerten Verstärker der dazugehörigen Fernspeiseschleife nicht zu einer unzulässig hohen gegenseitigen Rückwirkung der Pilotregler der beiden übertragungsrichtungen aufeinander führen, wobei vorzugsweise ein ausgewerteter Pegelfehler eines Abschnittes etwa zur Hälfte oder zu einem größeren Teil vom Verstärker im Speiseamt und zum Rest von allen gesteuerten Verstärkern der dazugehörigen Fernspeiseschleife gemeinsam ausgeglichen wird.To avoid the residual errors of a gain control of the remotely powered amplifier, in which the inner conductor of the KaM itself is used as a temperature sensor and the remote feed current is also used to heat the actuators of the remote-fed amplifier is to downsize and the disadvantages of the known level control of the remote-fed Amplifier with the help of the remote feed current regulated by the pilot controller in the remote feed office to eliminate is, according to the invention, vorzuasweise present in each dining office step-wise, pilot-controlled level regulator except for the actuator of the regulated amplifier in this office also the regulated voltage of the remote feed loop of the incoming direction of transmission corrected in such a way that the by one of the Pilot receiver evaluated pole errors of a section caused control effects on the regulated amplifier in the dining room and on the entirety of all controlled The amplifier of the associated remote feed loop does not increase to an impermissibly high level mutual reaction of the pilot regulators of the two directions of transmission to one another lead, preferably an evaluated level error of a section approximately half or a larger part from the amplifier in the dining room and the rest shared by all controlled amplifiers in the associated remote feed loop is balanced.
Herbei übernimmt die Gesamtheit aller ferngespeisten Verstärker den (x-ten Anteil eines ausgewerteten Fehlers, und die Ringverstärkung der Rückkopplungssc ' hleife ist V, = a2. Bei beispielsweise a = 0,4, d. h. wenn die Gesamtheit aller ferngespeisten Verstärker 40117o eines ausgewerteten Fehlers ausgleicht, ist V, = 0, 16. Es ergibt sich also eine Ringverstärkung, die vom kritischen Wert 1 sehr weit entfernt ist.Induction takes over the totality of all remotely powered amplifier the (x-th portion of an evaluated fault, and the ring gain of the Rückkopplungssc 'hleife is V = a2. For example, a = 0.4, d. E. If the totality of all remotely powered amplifier 40117o a compensates for the evaluated error, V, = 0.16. The result is a ring gain that is very far from the critical value 1.
Wenn ein Streckenabschnitt zwischen zwei benachbarten Speiseämtern nur kurz ist. so wird in diesem Abschnitt selbstverständlich nur eine Fernspeiseschleife vorgesehen, die von einem der benachbarten Speiseämter ferngespeist wird. Die Aufteilung des Streckenabschnittes zwischen zwei benachbarten Hauptämtern in zwei Fernspeiseschleifen wird nämlich bekanntlich nur deswegen vorgenommen, damit die Fernspeisespannung einer Schleife nicht zu hoch wird. Wenn aber in einem Streckenabschnitt nur eine Fernspeiseschleife vorhanden ist, kann selbstverständlich der Wert a beliebig groß gewählt werden, ohne daß eine Verkopplung der Wirkungen zweier Pilotregler entgegengesetzter Obertragungsrichtung auftritt.If a section of route between two neighboring food offices is only brief. so in this section there is of course only one remote feed loop provided, which is fed remotely from one of the neighboring dining offices. The breakdown of the route section between two neighboring main offices in two remote feed loops It is known that it is only made so that the remote feed voltage a loop does not get too high. But if there is only one in a section of the route If a remote feed loop is present, the value a can of course be arbitrarily large can be selected without coupling the effects of two pilot controllers in opposite directions Transmission direction occurs.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit der schematischen Darstellung eines Abschnittes zwischen zwei benachbarten Speiseämtem. Bei großen Ab- ständen der benachbarten Speiseämter SA, und SA, überbrückt - wie dargestellt - eine Fernspeiseschleife die halbe Entfernung zweier benachbarter Speiseämter. Das Netzgerät Gl speist die linke Fernspeiseschleife I des Abschnittes, und das Netzgerät G, speist die rechte Fernspeiseschleife 11 des Abschnittes. Die Kondensatoren C trennen gleichstrommäßig die einzelnen benachbarten Fernspeiseschleifen, während die Drosselspulen L, die symbolisch eine Sperre für die Nutzsic",nale darstellen, den Kurzschluß des Nutzsignals durch die Fernspeiseschleife verhindern. Der Pflotregler Ri der einen Obertragungsrichtung beeinflußt das Netzgerät G,' während der Pilotregler R, der anderen übertragungsrichtung das Netzgerät G, beeinflußt. Zu den beiden Fernspeiseschleifen gehören die geregelten Verstärker in den Speiseämtem Val bzw. Va. und die ferngespeisten Verstärker V. Dadurch, daß der Pilotregler einer übertragungslichtung eine Fernspeiseschleife beeinflußt, die zu beiden übertragungsrichtungen gehört, ergibt sich eine Verkopplung der Wirkung der Pilotregler zweier benachbarter Speiseämter, die den beiden übertragungsrichtungen zugehören. Durch die Aufteilung der auszugleichenden Pegelfehler auf den geregelten Verstärker im Speiseamt einerseits und die mitgesteuerten Verstärker der Fernspeiseschleife andererseits im Verhältnis 1 : 1 wird ein Instabilwerden des Systems verhindert. Andererseits bewirkt diese Verkopplung der beiden übertragungsrichtungen, wie sich nachweisen läßt, eine Reduktion der systematischen, jahreszeitlichen Fehler auf ein Drittel. Fehler der Spannungskonstanz der Fernspeiseschleife sowie Fehler, die in einem femgespeisten Verstärker örtlich auftreten, werden ebenfalls stark reduziert.The figure shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention with the schematic representation of a section between two adjacent food offices. For large waste of the adjacent feed offices SA, and SA stands bridged - as illustrated - a remote feed loop half the distance of two adjacent feed offices. The power supply unit Gl feeds the left remote feed loop I of the section, and the power supply unit G feeds the right remote feed loop 11 of the section. The capacitors C separate the individual neighboring remote feed loops in terms of direct current, while the choke coils L, which symbolically represent a block for the Nutzsic ", nale, prevent the short circuit of the useful signal through the remote feed loop Pilot controller R, the other transmission direction influences the power supply unit G. The two remote feed loops include the regulated amplifiers in the supply units Val and Va. And the remote-fed amplifier V. Because the pilot controller of a transmission clearing influences a remote feed loop that belongs to both transmission directions This results in a coupling of the effect of the pilot regulators of two neighboring feed offices that belong to the two directions of transmission on the other hand, in a ratio of 1: 1 , the system is prevented from becoming unstable. On the other hand, this coupling of the two directions of transmission has the effect, as can be demonstrated, of reducing the systematic, seasonal errors to a third. Errors in the voltage constancy of the remote feed loop as well as errors that occur locally in a remote-fed amplifier are also greatly reduced.
Die pilotgesteuerten Pegelregler Rl, R, können beispielsweise mit Hilfe einer bekannten elektronischen Einstellvorrichtung (deutsche Patentschrift 1118 831) den Pegel stufenweise verändern. Zur Verbesserung der dynamischen Eigenschaften der stufenweisen Regelung kann dabei zusätzlich eine andere bekannte Schaltung zur Beschleunigung des Aufheizens bzw. Abkühlens von als Stellglieder dienenden, indirekt geheizten Thernüstoren mit Hilfe von zusätzlichen Besehleunigungsströmen verwendet werden (deutsche Patentschrift 1118 832). The pilot-controlled level regulators Rl, R can, for example, change the level in stages with the aid of a known electronic setting device (German patent specification 1118 831). To improve the dynamic properties of the step-by-step control, another known circuit can be used to accelerate the heating or cooling of indirectly heated thermostats serving as actuators with the aid of additional acceleration currents (German patent specification 1118 832).
Die in den ferngespeisten Leitungsverstärkern zur Leitungspegelsteuerung verwendeten strom- und/oder temperaturabhängigen Widerstände, z. B. Heißleiter-Kaskadenschaltungen, folgen wegen ihrer großen Zeitkonstante einer Heizstromänderung nur langsam, während die beschleunigte Stufenregelung in den Speiseämtern schnell erfolgt. Das bedeutet, daß ein an einer Stelle des übertragungsweges etwa auftretender plötzlicher Pegelsprung zuerst von dem geregelten Verstärker des in übertragungsrichtung nächstfolgenden Speiseamtes ausgeregelt und erst später ein Teil dieses Pegelfehlers durch die Leitungspegelsteuerung der dazugehörigen ferngespeisten Verstärker übernommen wird. Dadurch hat diese Leitungspegelsteuerung praktisch keinen Einfluß auf das dynamische Verhalten des Systems.The ones in the remotely powered line amplifiers for line level control current and / or temperature-dependent resistors used, e.g. B. NTC cascade circuits, follow a change in heating current only slowly because of their large time constant, while the accelerated level regulation in the catering offices takes place quickly. That means, that a sudden level jump occurring at one point on the transmission path first from the regulated amplifier of the next in the transmission direction Food office and only later part of this level error by the line level control the associated remotely powered amplifier is taken over. This gives this line level control practically no influence on the dynamic behavior of the system.
Wird - der Einfluß des Pilotreglers auf den geregelten Verstärker im Speiseamt in allen Abschnitten gleich gemacht, d. h. werden alle Regler gleich ausgeführt, während der Einfluß des Pilotreglers auf die Fernspeisespannung nur bei den langen Abschnitten z. B. eine Halbierung der Fehler zwischen geregeltem und allen mitgesteuerten Verstärkern verursacht und bei kürzeren Abschnitten und Fernspeiseschleifen der Einfluß auf die mitgesteuerten Verstärker entsprechend verkleinert wird, so wird auch der Fehler der kürzeren Abschnitte schwächer reduziert. Da aber auch die Fehler der kürzeren Abschnitte grundsätzlich kleiner sind, ergibt sich hierbei eine gleiche Güte der Regelung unabhängig von der Länge der Fernspeiseschleifen.If - the influence of the pilot regulator on the regulated amplifier in the dining room is made the same in all sections, i. H. all regulators are executed the same, while the influence of the pilot regulator on the remote feed voltage only in the long sections z. If, for example, the error between controlled and all controlled amplifiers is halved and the influence on the controlled amplifiers is correspondingly reduced in the case of shorter sections and remote feed loops, the error of the shorter sections is also reduced less. However, since the errors in the shorter sections are also fundamentally smaller, the quality of the control is the same regardless of the length of the remote feed loops.
Das temperaturabhängige SteUglied des geregelten Verstärkers im Amt muß eine Kompensation seiner Umgebungstemperatur haben, damit Temperaturänderungen im Amt nicht als Fehler in die Fernspeiseschleife injiziert werden.The temperature-dependent control element of the regulated amplifier in the office must have a compensation of its ambient temperature, so that temperature changes are not injected into the remote feed loop as an error in the office.
Der gerätemäßige zusätzliche Aufwand bei dieser Kombination von Pegelregelung und -steuerung ist äußerst gering. Die Korrektur wird derart realisiert, daß von der elektronischen Einstellvorrichtung des Pilotreglers über einen Spannungsteiler eine von seiner Stellung abhängige Spannung abgegriffen und der Referenzspannung des Feernspeisenetzgerätes überlagert wird. Zur Kompensation der Umgebungstemperatur eines gleichstromgeheizten Heißleiterstellgliedes des geregelten Verstärkers wird günstigerweise eine Wechselspannung mittlerer Frequenz (einige kHz) verwendet.The additional effort in terms of equipment with this combination of level control and control is extremely low. The correction is implemented in such a way that from the electronic setting device of the pilot regulator via a voltage divider a voltage dependent on its position is tapped and the reference voltage of the remote power supply unit is superimposed. To compensate for the ambient temperature a DC-heated thermistor actuator of the regulated amplifier an alternating voltage of medium frequency (a few kHz) is advantageously used.
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- 1963-11-11 CH CH1382563A patent/CH412993A/en unknown
Patent Citations (2)
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Also Published As
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GB1058830A (en) | 1967-02-15 |
CH412993A (en) | 1966-05-15 |
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