-
Verfahren und Anordnung zum Messen der frequenzabhängigen Dämpfung
von Fernsprechleitungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der frequenzabhängigen
Dämpfung von Fernsprechleitungen, wie Vierdraht- und Zweidrahtleitungen, in beiden
Verkehrsrichtungen, und zwar von einem der beiden Leitungsenden aus. Des weiteren
bezieht sich die Erfindung auf eine für die Ausübung des Meßverfahrens besonders
vorteilhafte Anordnung.
-
Der gesamte Fernsprechfernverkehr wird über Vierdraht- und Zweidrahtleitungen
abgewickelt, die die einzelnen Ämter, wie Haupt-, Knoten- und Endämter, miteinander
verbinden. Diese Leitungen dürfen im Sprachfrequenzbereich von etwa 0,2 bis
3,5 kHz je nach Frequenz eine bestimmte Dämpfung nicht unter- bzw. überschreiten
und müssen deshalb von Zeit zu Zeit auf ihre Dämpfung im betreffenden Frequenzbereich
hin überprüft werden. Wenn die Ämter an beiden Leitungsenden der zu untersuchenden
Leitung eine Meßstelle, d. h. Meßeinrichtungen und Meßpersonen, enthalten, geht
eine Messung einfach so vor sich, daß an beiden Leitungsenden je ein durchstimmbarer
Pegelsender und ein spektral auflösender Pegelmesser, der die Abhängigkeit der Amplitude
von der Frequenz (z. B. mittels eines Schreibers auf Papier festgehalten oder aber
auf einem Bildschirm dargestellt) wiedergibt, angeschlossen werden, an dem die Meßpersonen
dann unmittelbar die Dämpfung der Leitung jeweils in Empfangsrichtung, also in Richtung
auf ihren Meßplatz zu, ablesen können.
-
Im allgemeinen verfügen aber nur die größeren Ämter, das sind vor
allem die Hauptämter, über dauernd besetzte Meßstellen, während die Mehrzahl der
Leitungen wiederum von Hauptämtern zu kleineren Ämtern, wie Knoten- oder Endämtern,
führt. Zur Prüfung dieser Leitungen müssen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik
technische Kräfte an die betreffenden Knoten- bzw. Endämter abgestellt werden, um
zusammen mit dem Meßstellenbeamten das oben beschriebene Meßverfahren durchzuführen.
Eine solche Untersuchung ist naturgemäß kostspielig und zeitaufwendig.
-
Andererseits sind - oder werden in naher Zukunft -- alle Knotenämter
und großen Endämter mit Suchwählern und Einrichtungen zur selbsttätigen Prüfung
der Wählkennzeichen (Steuerimpulse für die Wähler, Rückimpulse der Wähler, Gebührenimpulse)
ausgerüstet. Dabei wird die Wahl der für die einzelnen Prüfvorgänge an die Leitung
zu schaltenden Einrichtungen durch vorn Hauptamt aus wählbare Kennziffern getroffen.
-
Die Erfindung nutzt diese Einrichtungen zur selbsttätigen Prüfung
aus und eröffnet einen Weg zum Messen der Dämpfung von Fernsprechleitungen in beiden
Richtungen von einem Leitungsende aus durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß von der Meßstelle am einen Leitungsende aus durch entsprechendes Einschalten
von in der Gegenstelle am anderen Leitungsende vorgesehenen, fernsteuerbaren Einrichtungen
über die zu messende Leitung zunächst die frequenzabhängige Dämpfung der Leitung
in Richtung auf die Meßstelle zu, auf die Dämpfung bei einer bestimmten Frequenz
1m bezogen, ermittelt wird und danach die frequenzabhängige Dämpfung der Leitung
in Richtung von der Meßstelle weg dadurch ermittelt wird, daß die Summe der Dämpfung
der Leitungen in beiden Richtungen, bezogen auf die Dämpfung bei der Frequenz f",
gemessen und der Einfluß der frequenzabh'änngigen Dämpfung der Leitung in Richtung
auf die Meßstelle zu durch Umsetzen der in der Gegenstelle bei allen Frequenzen
empfangenen Meßspannungen auf eine Meßspannung von der Frequenz fra ausgeschaltet
wird.
-
Zur Durchführung der Dämpfungsmessung an der Leitung in Richtung auf
die Meßstelle zu sind bei einer auf das erfindungsgemäße Verfahren abgestimmten
Anordnung am der Meßstelle gegenüberliegenden Leitungsende ein selbsttätig durchlaufender
Generator und eventuell ein Wechselspannungsgenerator mit der festen Frequenz f.
vorgesehen, die von der Meßstelle aus über Wähl- und Schaltmittel wahlweise einschaltbar
und an das Leitungsende anschaltbar sind.
-
Die Dämpfungsmessung an der Leitung in entgegengesetzter Richtung,
also von der Meßstelle weg, setzt sich nach der Erfindung aus einer Messung der
Summte der Dämpfung der Leitungen in beiden
Richtungen mit gleichzeitiger
Umsetzung der Dämpfung bei allen Frequenzen der Leitung in Richtung von der Meßstelle
weg in der Gegenstelle auf die Dämpfung bei einer festen Frequenz f. zusammen. In
einer Anordnung nach der Erfindung enthält die der Meßstelle gegenüberliegende Gegenstelle
zu diesem Zweck einen Umsetzer, der Amplituden empfangener Wechselspannungen beliebiger
Frequenz in entsprechende Amplituden einer Wechselspannung der festen Frequenz f.
umsetzt und der von der Meßstelle aus über Wähl- und Schaltmittel einschaltbar und
an das Leitungsende anschaltbar ist.
-
Dieser Umsetzer besteht in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung aus einem Wechselspannungsgenerator der Frequenz f"s, dessen Ausgangsspannung
in der Amplitude durch die umzusetzende Spannung steuerbar ist. Dabei ist nach einer
Weiterbildung der Erfindung für die umzusetzende Spannung ein Verstärker zur Widerstandsanpassung
vorgesehen, an dessen Ausgang eine Gleichrichterschaltung und eventuell ein Siebglied
angeschlossen sind, die ihrerseits über eine Diode und eine zusätzliche, mit der
Rückkopplungswicklung in Serie liegende Wicklung mit dem Wechselspannungsgenerator
verbunden sind. In einer anderen Ausführungsform des Umsetzers ist ebenfalls ein
Verstärker für die umzusetzende Spannung mit anschließender Gleichrichterschaltung
vorgesehen, die aber an Stelle einer Speisespannungsquelle mit dem Wechselspannungsgenerator
verbunden ist und mithin dem Generator eine von der Höhe der umzusetzenden Spannung
abhängige Speisespannung liefert.
-
Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie Aufbau und
Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung an einem Beispiel an Hand der F i
g.1 bis 3 näher erläutert, und zwar einmal für Vierdrahtleitungen (F i g.1) und
zum anderen für Zweidrahtleitungen (F i g. 2).
-
F i g.1 und F i g. 2 stellen dabei jeweils Blockschaltbilder, F i
g. 3 ein Teilschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung dar.
-
In F i g.1 ist mit A-B, C-D eine zu prüfende Vierdrahtleitung bezeichnet,
wobei die Verbindung A-B die Leitung vom Amt 3 zum Amt 10, C-D die Leitung vom Amt
10 zum Amt 3, mithin die Gegenrichtung, andeutet. Das Amt 3 am linken Ende
der Vierdrahtleitung verfügt über eine Meßstelle, das Amt 10 am rechten Ende, der
betrachteten Leitung ist mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Prüfung, d. h.
mit Mitteln zum Anschalten von Prüf- und Meßeinrichtungen an die an diesem Amt endenden
Leitungen und mit den Prüf- und Meßeinrichtungen selbst ausgestattet.
-
Die Messung der frequenzabhängigen Dämpfung der Leitung in Richtung
A-B und Richtung C-D geht nun im Sinne der Erfindung folgendermaßen vor sich. Die
Bedienungsperson der Meßstelle im Amt 3 wählt über einen Nummernschalter
4 das gewünschte Gegenamt 10 an und steuert, wenn die Verbindung aufgebaut
ist, mittels einer ersten Kennziffer die Prüfeinrichtung dieses Amtes an. Danach
wird eine zweite Kennziffer gewählt, die einen in der Prüfeinrichtung des Amtes
10 enthaltenen Wechselspannungsgenerator 13 über Schaltmittel 11 ansteuert
und seinen Ausgang über Schaltmittel 12 mit dem Endpunkt C der Vierdrahtleitung
verbindet. Als Schaltmittel kommen Wähler und Relais, aber auch elektronische Schalter
in Betracht. Der Generator 13 arbeitet mit einer festen mittleren Frequenz f. des
des Sprachfrequenzbereichs, z. B. 800 Hz, und gibt eine Ausgangsspannung konstanten
Pegels, vorzugsweise eines mittleren Sprechpegels, z. B. -0,5 Np, ab.
-
Empfangsseitig wird von der Bedienungsperson der Meßstelle im Amt
3 ein spektral auflösendes Wechselspannungsmeßgerät, eventuell unter Zwischenschaltung
eines einstellbaren Dämpfungsgliedes 9, an den Endpunkt D der Leitung angeschlossen.
Als Wechselspannungsmeßgerät hat sich für das hier beschriebene Verfahren ein Pegelbildgerät
7 bekannter Bauart als besonders vorteilhaft erwiesen. Pegelbildgeräte enthalten
im wesentlichen einen Empfangsteil mit einer Kathodenstrahlröhre als Anzeigeelement,
Mitteln zur Empfindlichkeitseinstellung und zur Steuerung der Horizontalablenkung
der Bildröhre in Abhängigkeit von der Frequenz einer Steuerspannung, ferner einen
durchstimmbaren oder selbsttätig durchlaufenden Wobbelsender 6. Mittels eines Schalters
8 kann die Horizontalablenkung der Bildröhre wahlweise auf Steuerung durch den eingebauten
Sender 6 oder Fremdsteuerung durch die Empfangs- bzw. eine andere Hilfspannung
umgeschaltet werden. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird die Freqenzablenkung
zunächst von der Empfangsspannung her gesteuert (Schalter 8 in der gezeichneten
Stellung). Mit Hilfe des Empfindlichkeitsschalters und des Dämpfungsgliedes 9 wird
der Lichtpunkt des Pegelbildgerätes 7 nun so eingeregelt, daß der Empfangspegel
der Frequenz f. mit der Nullmarke des Schirmbildes übereinstimmt. Die Dämpfung aCD
der Richtung C-D bei der Frequenz f. ergibt sich dann aus dem Sendepegel (pc), der
gewählten Empfindlichkeit (pE) des Bildgerätes und der Einstellung des Dämpfungsgliedes
9 (PDE), wenn sämtliche Werte in Neper oder Dezibel eingesetzt werden, zu. aCD
- PC - PDE - PE und kann unmittelbar aus der Stellung der entsprechenden
Regler erfaßt werden.
-
Danach wählt die Meßstelle im Amt 3 eine dritte Kennziffer, die über
die Schaltmittel 11 und 12 den Generator 13 im Amt
10 wieder abschaltet und statt dessen einen in der Prüfeinrichtung des Amtes
10
ebenfalls enthaltenen Ablaufgenerator 14 ein- und an den Punkt C
der Leitung schaltet. Dieser Generator läuft ständig durch und erzeugt dabei eine
Ausgangsspannnung gleichen Pegels wie der Generator 13,
aber mit sich kontinuierlich
ändernder Frequenz. Auf dem Pegelbildgerät 7 erscheint jetzt bei unveränderter Einstellung
des Dämpfungsgliedes 9 ein Kurvenzug, der die frequenzabhängige Dämpfung in Richtung
C-D, bezogen auf die Dämpfung bei der Frequenz fm, wiedergibt. Da die Dämpfung bei
der Frequenz fm zuvor ermittelt wurde und ablesbar bleibt, stehen neben den relativen
auch die absoluten Meßwerte zur Verfügung.
-
Zum Messen der Dämpfung in Gegenrichtung A-B, wird am Meßplatz im
Amt 3 eine vierte Kennziffer gewählt, die über die Schaltmittel 11 und 12
einen Umsetzer 15 in der Prüfeinrichtung des Amtes 10 mit den Leitungsenden
B und C verbindet. Das Leitungsende A wird, wie durch den Schalter 5 angedeutet,
mit dem Ausgang eines Wechselspannungsgenerators 6, z. B. des im Pegelbildgerät
enthaltenen Wobbelsenders,
verbunden und zunächst eine Wechselspannung
der festen Frequenz f," und des gleichen Pegels pA, wie er für die vorhergehenden
Messungen vom Amt 10 aus verwendet wurde, auf die Leitung A-B gegeben. Am Leitungsende
B setzt der Umsetzer 15 den ankommenden Pegel in einen entsprechenden Pegel gleichfalls
der Frequenz f," um, so daß am Ausgang des Umsetzers 15 und damit am Leitungsende
C ein gegenüber dem Sendepegel an A um die Dämpfung in Richtung A-B niedrigerer
Pegel ansteht. Auf dem Weg von C nach D tritt die Dämpfung in dieser Richtung hinzu,
so daß am Pegelbildgerät 7 aus der Empfindlichkeitseinstellung und der Einstellung
des Dämpfungsgliedes 9 nun die Summe der Dämpfungen in beiden Richtungen A-B,
C -D unmittelbar abzulesen ist. Aus dieser Gesamtdämpfung und der
vorher gemessenen Dämpfung von C-D läßt sich aber die Dämpfung in RichtungA-B leicht
errechnen. Wenn der Lichtpunkt des Pegelbildgerätes wiederum so eingestellt ist,
daß der der Empfangsspannung der Frequenz f," entsprechende Lichtpunkt auf der Nullmarke
des Schirmes liegt, ergibt sich die Dämpfung aAe in Richtung A B bei der
Frequenz f," zu aA& - PA - PDE - PE - aCDf", wenn
sämtliche Werte in Neper oder Dezibel eingesetzt werden.
-
Anschließend wird der durchstimmbare Generator 6 entweder von Hand
oder durch motorischen Antrieb zwischen 0,2 und 3,5 kHz durchgedreht und die Horizontalablenkung
des Pegelbildgerätes über den Schalter 8 mit dem Generatorausgang verbunden. Der
Umsetzer 15 am Leitungsende B empfängt, dem Frequenzgang in Richtung A-B entsprechend,
bei jeder Sendefrequenz eine mehr oder weniger stark gedämpfte Eingangsspannung
und setzt sie in eine Ausgangsspannung gleicher Amplitude aber der Frequenz f,"
um. Diese Ausgangsspannung gelangt über die Leitung C-D an das Pegelbildgerät 7
der Meßstelle im Amt 3. Da die Leitung C-D dabei lediglich Spannungen der Frequenz
f," überträgt, für die ihre Dämpfung bekannt und durch entsprechende Einstellung
des Dämpfungsgliedes 9 berücksichtigt ist, gibt das Pegelbildgerät unmittelbar den
Frequenzgang der Dämpfung in Richtung A-B, bezogen auf die ebenfalls bekannte Dämpfung
bei der Frequenz f,", wieder.
-
Der Generator 13 einer festen Frequenz f," läßt sich natürlich durch
Schaltmittel ersetzen, die bei Anwählen der zweiten Kennziffer den Ablaufgenerator
14 ansteuern und auf der Frequenz f. festhalten. Im Rahmen der Erfindung ist es
des weiteren möglich, auch diese Schaltmittel wegfallen zu lassen und die Einstellung
des Empfangspegels der Frequenz f," auf die Nullmarke des Pegelbildgerätes 7 aus
dem Pegelbild der Leitungsdämpfung im gesamten Frequenzbereich heraus vorzunehmen.
Allerdings stellt letzteres Verfahren höhere Ansprüche an die Bedienungsperson,
die jetzt einen Punkt aus dem Kurvenzug heraussuchen muß, anstatt ihn wie vorher
gesondert zur Verfügung zu haben.
-
In F i g. 2 ist mit A-B eine erste, mit C-D eine zweite Zweidrahtleitung
bezeichnet. Die Dämpfungsmessung geht zunächst genau der für Vierdrahtleitungen
beschriebenen Messung entsprechend vor sich. Auf diese Weise wird die Dämpfung in
Richtung A-B und Richtung C-D ermittelt. Da bei Zweidrahtleitungen im Gegensatz
zu Vierdrahtleitungen die in Hin-und Gegenrichtung verschiedenen Dämpfungswerte
erfaßt werden müssen, also jede Leitungsverbindung sowohl in Richtung A-B als auch
in Richtung B A
zu messen ist, enthält die Anordnung nach F i g. 2 Schaltmittel
16 a, 16 b, 16 c, 16 d, die auf eine weitere an der Nummernscheibe
4 gewählte Kennziffer hin wirksam werden und die Leitungen A -B, C-D vertauschen,
so daß nun in Richtung D-C, B-A gemessen wird. Am vorher beschriebenen Verfahren
selbst ändert sich nichts.
-
F i g. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Aufbau des Umsetzers 15 zur
Umsetzung von Spannungsamplituden beliebiger Frequenz in entsprechende Amplituden
einer Frequenz f.. Der Umsetzer besteht im wesentlichen aus einem Oszillator der
Frequenz f," in der dargestellten oder einer anderen bekannten Schaltung, der eine
zusätzliche, in Serie zur Rückkopplungswicklung 25 liegende Wicklung 24 aufweist,
der eine Diode 22, eine Gleichrichterschaltung 21 und ein Verstärker
20 vorgeschaltet sind.
-
Der Verstärker 20 ist eingangsseitig hochohmig, ausgangsseitig
niederohmig, so daß er die Leitung, an der der umzusetzende Pegel pfx ansteht, nicht
belastet, andererseits aber genügend Leistung zur Steuerung des Oszillators liefert.
Der nachgeschaltete Gleichrichter 21 formt, eventuell zusammen mit einem
Siebglied 23, die Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung entsprechender
Höhe um, die als Vorspannung für eine mit der Steuerwicklung 24 und der Rückkopplungswicklung
25 in Serie liegende Diode 22 benutzt wird. Solange dem Transistor 26 über die Wicklung
25 eine gegenüber der Vorspannung positive Spannung zugeführt wird, sperrt die Diode
22 und beeinflußt den Oszillator nicht. Wenn dagegen die Spannung an der Wicklung
25 über den Wert der Vorspannung absinkt, wird die Diode 22 stromführend und leitet
den überschuß an negativem Potential ab. Auf diese Weise wird die an die Basis des
Transistors 26 gelangende Spannung auf eine der Vorspannung entsprechende Höhe begrenzt
und demgemäß die Höhe pfm der Ausgangswechselspannung durch die Eingangswechselspannung
gesteuert.
-
Der Umsetzer muß natürlich so ausgelegt sein, daß er noch die höchste
zu erwartende Amplitude verarbeiten kann. Da der Pegel der an seinem Eingang auftretenden
Wechselspannung aber immer etwas niedriger ist als der Sendepegel, dessen Höhe wiederum
vorgegeben und konstant ist, hat man die Dimensionierung der an sich einfachen Schaltung
von vornherein in der Hand.
-
Eine andere Möglichkeit, eine Spannung der Frequenz f.; in eine Spannung
gleicher Amplitude der Frequenz f," umzusetzen, liegt innerhalb der Erfindung darin,
die mittels des Verstärkers 20 und der Gleichrichterschaltung 21 aus der
umzusetzenden Wechselspannung gewonnene Gleichspannung niedrigen Quellwiderstands
als Betriebsspannung für den Oszillator der Frequenz f," zu verwenden, so daß sich
dessen Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Betriebsspannung und damit von der
Amplitude der umzusetzenden Wechselspannung ändert.