DE1261555B - Verstaerker-UEberwachungseinrichtung fuer Zweidraht-Getrenntlage-Traegerfrequenzanlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

1 26t555 Int. α.:

H03f

H04b
Deutsche Kl.: 21 a2- 41/07

Nummer: 1261555

Aktenzeichen: J 29329 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 5. November 1965

Auslegetag: 22. Februar 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärker-Überwachungsausrüstung für Zweidraht-Getrenntlage-Trägerfrequenzanlagen, welche Zwischenverstärker aufweisen.

InWeitverkehrs-Nachrichten-Übertragungsanlagen, welche eine Anzahl von hintereinander angeordneten Zwischenverstärkern enthalten, sind zahlreiche Verfahren bekannt, um die Funktiton eines Verstärkers in irgendeiner Zwischenverstärkerstelle zu prüfen, indem längs der Leitung von einer der Endstellen aus ein Abfragesignal gesendet wird, welches im zu prüfenden Zwischenverstärker umgesetzt wird, wobei die Amplitude des empfangenen Signals etwas über den Zustand des Verstärkers des betreffenden Zwischenverstärkers aussagt.

Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung wird der Verstärker der Zwischenverstärkerstelle auf Verstärkung geprüft, indem ein Abfragesignal übermittelt wird, das zwei Frequenzkomponenten aufweist. Die Frequenzen sind derart gewählt, daß sie in das Frequenzband der einen Übertragungsrichtung fallen. Im zu prüfenden Zwischenverstärker werden diese Frequenzen durch geeignete Filter ausgekoppelt und an einen Modulator gelegt. Im Modulatorausgang wird durch ein weiteres Filter das Seitenband ausgewählt, dessen Frequenz in das Band der entgegengesetzten Übertragungsrichtung fällt, und über den Zwischenverstärker zur abfragenden Endstelle zurückgesendet. Die Amplitude des empfangenen Signals stellt eine Angabe über die Verstärkung des Zwischenverstärkers dar.

Um das in einem Verstärker erzeugte Geräusch zu messen, wird nur eine Frequenz ausgesendet. Diese Frequenz und ein Teil des Geräuschbandes, welches oberhalb der für die Übertragung benutzten Frequenzbänder liegt, wird wie im Fall der Verstärkungsprüfung an den Modulator gelegt, und der in der Frequenz verschobene Teil des Geräuschspektrums wird daraufhin zur abfragenden Endstation zurückgesandt. Ein Überwachungsverfahren dieser Art ist im britischen Patent 828 061 beschrieben. Wenn mehr als ein Verstärker im Leitungszug enthalten ist, kann die Auswahl eines bestimmten Verstärkers entweder durch Wahl der Frequenzen oder durch Zeitstaffelung erfolgen. Des weiteren kann jeder Zwischenverstärker dadurch vom anderen unterschieden werden, daß ihm ein Satz von eigenen Prüffrequenzen zugewiesen ist. Bei einem anderen Verfahren, bekannt als Impulsverfahren, wird der gleiche Prüfton für alle Zwischenverstärker verwendet. Die Abfragesignale sind kurze Impulse, und die zurückkehrenden Signale werden Verstärker-Überwachungseinrichtung für
Zweidraht-Getrenntlage-Trägerfrequenzanlagen

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart W, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

John Frederick Tilly,

Buckhurst Hill, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. November 1964 (45 544)

durch die Laufzeit zwischen dem ausgesendeten und dem empfangenen Signal identifiziert.
Die Auslegung von Überwachungseinrichtungen verursacht gewisse Schwierigkeiten, da diese verschiedenen, sich teilweise widersprechenden Anforderungen genügen müssen. Im besonderen dürfen Überwachungseinrichtungen in keiner Weise die Übertragung der Nachrichtenkanäle beeinflussen. Die Einschaltung der Überwachungseinrichtungen in den Hauptübermittlungsweg muß derart ausgeführt werden, daß selbst dann, wenn in der Einrichtung Unterbrechungen oder Kurzschlüsse auftreten, keine Änderung der Dämpfung oder der Impedanz des Nutztrennkreises auftritt. Weiter darf die Überwachungseinrichtung selbst keine auch noch so geringen Signale in die Nutzübertragungsbänder hineinbringen, z. B. als Folge einer Instabilität. Gleichzeitig muß das Überwachungssignal ausgekoppelt und das rückzusendende Signal wieder eingekoppelt werden können ohne eine unzulässige Einfügungsdämpfung.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine Verstärker-Uberwachungseinrichtung für Zweidraht-Getrenntlage-Trägerfrequenzanlagen, die eine Mehrzahl von hintereinanderliegenden Zwischenverstärkerstellen aufweisen, bei der von einer überwachenden Endstelle aus innerhalb des abgehenden Richtungs-

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bandes liegende trägerfrequente Überwachungssignale band mit jn. Es ist zu bemerken, daß jn und ja

ausgesendet werden, die in den angesteuerten symmetrisch in bezug zu je liegen und daß je — ja

Zwischenverstärkerstellen in eine innerhalb des = jn — je — jb ist.

anderen Richtungsbandes liegende Frequenz als Wenn der Verstärker 1 auf Verstärkung zu prüfen Differenzfrequenz zweier Komponenten des Über- 5 ist, wird ein Abfragesignal, welches aus den Frewachungssignals umgesetzt und zurückübertragen quenzen/c und ja besteht, von der Endstation Ost werden, wobei bei Bedarf in den Zwischenverstärker- ausgesendet. Das Signal geht durch den Zwischenstellen eine Modulation des umgesetzten Über- verstärker über die Hochpaßfilter 3 und 4, den Verwachungssignals mit dem im Verstärker entstehenden stärker 1 und den Entzerrer 2. In der Überwachungs-Rauschen erfolgen kann und in der überwachenden io einrichtung geht das Signal über die Gabelschaltung 9, Endstelle aus der Amplitude des empfangenen Signals den Leiter 14 und die Gabelschaltung 8 zum Zweig die Verstärkung des betreffenden Zwischenverstärkers 15. Das Filter 10 siebt die zwei Frequenzkomponenten überprüft und nach Demodulation aus dem empfan- des Abfragesignals aus, welche nach einer Verstärgenen Signal der Rauschanteil ermittelt werden kann, kung im Verstärker 11, im Modulator 12 moduliert anzugeben, die die geschilderten Forderungen erfüllt. 15 werden. Das Modulationsprodukt mit der Frequenz jb Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß wird durch das Filter 13 ausgesiebt und kehrt über den Zweidraht-Zwischenverstärkern von der über- den niederfrequenten Pfad des Zwischenverstärkers wachenden Stelle her gesehen eine Weichenanordnung zur Endstation Ost zurück. Falls der Verstärker 1 auf nachgeschaltet ist, in deren einem Zweig die Mittel Geräusch geprüft werden soll, so enthält das Abfragefür die selektive Auskopplung des Überwachungs- 20 signal nur eine einzelne Komponente mit der Fresignals, dessen Frequenzumsetzung durch Mischung quenz je. Dieses Signal wie auch ein Teilband des im und selektive Wiedereinkopplung des umgesetzten Verstärker erzeugten Geräusches mit der Frequenz jn Signals angeordnet sind, während der andere Zweig als Mittenfrequenz werden im Modulator 12 modufür die Uberwachungsnutzbänder durchlässig ist und liert, um wiederum ein Antwortsignal mit der Mittennur für die Frequenzen des Überwachungssignals 25 frequenz jb zu erzeugen. Um sicherzustellen, daß das eine erhöhte Durchgangsdämpfung aufweist. Antwortsignal nur das Geräusch des in Frage stehen-

Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren aus- den Zwischenverstärkers enthält und nicht auch das

führlich beschrieben. Dabei zeigt Geräusch der vorhergehenden Zwischenverstärker,

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer-Über- kann ein nicht gezeigtes Geräuschsperrnlter zwischen wachungsausrüstung in einer Zwischenverstärker- 30 die Gabel 8 und die Leitung West geschaltet werden,

station, Das Sperrfilter kann jedoch weggelassen werden,

F i g. 2 einen Frequenzplan, wenn die Dämpfung der Leitung zwischen zwei be-

F i g. 3 Stromkreise der Gabelschaltungen, nachbarten Zwischenverstärkern hinreichend genug

Fig. 4 Frequenzkurven von einer der in Fig. 3 ist, um die Geräuschamplitude von den vorangegan-

dargestellten Gabelschaltungen und 35 genen Abschnitten auf einen hinreichend tiefen Wert

Fig. 5 eine Variante der Gabelschaltung nach zu reduzieren. Es sollte noch beachtet werden, daß

Fig. 3. in der Schaltung von Fig. 1 die Pfade 14 und 15 an

Den allgemeinen Aufbau des Zwischenverstärkers Vierdrahtausgängen der Gabelschaltung 9 abgenom- und der zugehörigen Überwachungseinrichtung zeigt men sind, daß sie jedoch bei der Gabelschaltung 8 die Fig. 1. Der Zwischenverstärker selbst ist von 4° an dem Zweidraht- und einem Vierdrahtausgang abüblichem Aufbau und besteht aus einem Einweg- genommen sind. In dieser Einrichtung kommt im Verstärker 1 und einem Leitungsentzerrer 2, welche wesentlichen keine Übermittlung zwischen den Leibeide zwischen einem Satz von richtungsabhängigen tungen W und 15 vor, so daß Verkehrssignale von W Filtern 3, 4, 5 und 6 geschaltet sind. Die Über- nach 16 in beiden Richtungen über den Pfad 14 wachungseinrichtung 7 ist mit dem Zwischenver- 45 gehen. Es gibt auch keine wesentliche Übertragung stärker zwischen den Ost-West-Abschnitten W bzw. E zwischen der Gabelschaltung 9 vom Pfad 14 zum der Leitung in Reihe geschaltet. Die Einrichtung? Pfad 15. Dadurch wird die Pfeifsicherheit der Schleife umfaßt zwei übliche Gabelschaltungen 8 und 9. Im gebildet durch 8, 15, 9 und 14, welche auch die Pfad 15, welcher die beiden Gabelschaltungen ver- Überwachungsausrüstung 10, 11, 12 und 13 einbindet, sind die Elemente der Überwachtungsaus- 5o schließt, erhöht.

röstung eingefügt, welche die Filter 10 und 13, den Die Auskopplungs- und Wiedereinfügungsverluste

Verstärker 11 und den Modulator 12 umfassen. Zum für das Überwachungssignal sind abhängig von der

besseren Verständnis der Arbeitsweise dieser Ein- Auslegung der Gabelschaltungen 8 und 9, falls diese

richtung wird auf einen typischen Frequenzplan aus Gabelübertragern mit einem Übersetzungsverhält-

Bezug genommen. 55 nis 1:1 besteht, beträgt im Zweig 15 der Überbrük-

Wie es in Zweiweg-Zweidraht-Getrenntlage-Träger- kungsverlust 6 db. In diesem Fall weist der Hauptfrequenzanlagen üblich ist, liegen die übennittelten übertragungsweg von W über den Zweig 14 zum Signale jeder Richtung in einem von den zwei Fre- Leiter 16 ebenfalls einen Verlust von 6 db auf. Bei quenzbändern. Im gezeigten Beispiel liegen die von der Benutzung von Gabelübertragern mit anderem Westen nach Osten übermittelten Signale im Band 60 Übersetzungsverhältnis kann der Verlust im Haupt-312 bis 2292 kHz, und die in der Gegenrichtung übertragungsweg 14 verkleinert werden, gleichzeitig übermittelten Signale belegen das Band von 2792 bis steigt aber dann der Verlust im Pfad 15. Die Wahl 4772 kHz. Die zwei Frequenzkomponenten des Ab- des richtigen Übersetzungsverhältnisses des Gabelfragesignals, welche von der Endstation zumZwischen- Übertragers hängt von den Erfordernissen der Anlage verstärker gesendet werden, sind mit ja und je be- 65 ab. Es ist ferner zu bemerken, daß der Verlust im zeichnet. Das vom Zwischenverstärker an die End- Hauptübertragungspfad W-14-16 nicht verändert stelle zurückgesendete Signal ist mit jb bezeichnet wird, wenn der Eingang oder der Ausgang der Über- und das im Zwischenverstärker ausgewählte Geräusch- wachungseinrichtung, welche über den Leiter 15 mit

den Gabelschaltungen 8 und 9 verbunden sind, unterbrochen oder kurzgeschlossen wird.

Eine bevorzugte Einrichtung, um die Überwachungssignale auszukoppeln und wieder einzufügen, wird in F i g. 3 gezeigt. In dieser Figur werden die Netzwerke 17 und 18 an Stelle der Gabelübertrager 8 und 9 benutzt. Der zugehörige Zwischenverstärker ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen, und Details der Überwachungseinrichtung, wie sie in F i g. 1 gezeigt sind, mit den Elementen 10 bis 13, sind durch den Block 19 ersetzt. Beide Netzwerke 17 und 18 bestehen aus überbrückten T-Gliedern.

Das Netzwerk 17 weist als Überbrückungsglied im Längszweig einen Parallelkreis und einen Serienresonanzkreis im Querzweig auf. Einer der Längszweige des Netzwerkes ist durch den Übertrager 22 ersetzt. Die Resonanzkreise 20 und 21 haben ihre Resonanz bei der Mittenfrequenz 5310 kHz des Rauschteilbandes. Die Übertragungsmerkmale dieses Netzwerkes sind in F i g. 4 gezeigt. Die Kurve A zeigt den Übertragungsverlust des Netzwerkes zwischen den Klemmen 26 und 15 in Abhängigkeit von der Frequenz. Es ist ersichtlich, daß bei der Resonanzfrequenz, z. B. fn, die Übertragungsverluste minimal sind. Gleichzeitig gehen die Übertragungsverluste zwischen den Klemmen 26 und W durch ein Maximum, wie dies Kurve B zeigt. Es ist klar, daß die Übertragungseigenschaften des Netzwerkes 17 bei anderen Frequenzen als fn nicht beeinflußt werden, wenn nun die Wicklung des Transformators 22 kurzgeschlossen oder unterbrochen ist. Es zeigt sich, daß das Netzwerk 17 die gewünschten Eigenschaften aufweist wie kleine Einfügungsdämpfung, Trennung zwischen Nutz- und Überwachungssignalen und hohe Dämpfung im Hauptübertragungsweg für Frequenzen um fn.

Das Netzwerk 18 ist ebenfalls ein überbrücktes T-Glied, aber der Längszweig weist eine im wesentlichen kapazitive Reaktanz 23 auf und der Querzweig eine im wesentlichen induktive Reaktanz 24. Das Netzwerk weist eine frequenzabhängige Dämpfung auf, und zwar ergeben sich bei höheren Frequenzen kleinere Dämpfungswerte als bei tieferen Frequenzen. Das Netzwerk wirkt als Leitungsentzerrer, um teilweise oder vollständig die Entzerrung des Ver-Stärkungsabschnittes zu übernehmen. Er kann daher zusätzlich zum Entzerrer in Fig. 2 benutzt werden oder an Stelle desselben. Das Überwachungs-Antwortsignal fb wird über den Übertrager 25 wieder eingefügt, der ein Längsglied des Netzwerkes 18 ersetzt.

Die Ähnlichkeit der Netzwerke 17 und 18 in Fig. 3 und ihre Reihenschaltung erlaubt es, eine einzige gleichwertige Netzwerkkonfiguration abzuleiten, welcher das gleiche Übertragungsverhalten aufweist. Diese Umformung ist im Stromkreis von Fig. 5 dargestellt. Es ist zu beachten, daß der Längszweig nun einen Parallelresonanzkreis 20' in Serie mit einem Kondensator 23' als Überbrückung aufweist, und daß der Querzweig einen Serienresonanzkreis 21' parallel mit einer Spule 24' aufweist. Die Werte der Elemente 20', 21', 23' und 24' unterscheiden sich natürlich von jenen für 20, 21, 23 und 24. Die Schaltung von Fig. 5 unterscheidet sich von jener von Fig. 3 auch darin, daß der Eingangs- und der Ausgangsübertrager 22 bzw. 25 zu einem einzigen Übertrager 27 vereinigt sind. Aus diesem Grund müssen die Eingangs- und Ausgangskreise der Überwachungseinrichtung 19 miteinander und mit dem Ausgangsübertrager 27 verbunden werden. Der einzige Nachteil dieser Anordnung verglichen mit der von Fig. 3 ist der, daß die Pfeif sicherheit der Einrichtung 19 etwas geringer und einzig durch die Dämpfung der Filter 10 und 13 von Fig. 1 bestimmt ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verstärker-Überwachungseinrichtung für Zweiddraht-Getrenntlage -Trägerfrequenzanlagen, die eine Mehrzahl von hintereinanderliegenden Zwischenverstärkerstellen aufweisen, bei der von einer überwachenden Endstelle aus innerhalb des abgehenden Richtungsbandes liegende trägerfrequente Überwachungssignale ausgesendet werden, die in den angesteuerten Zwischenverstärkerstellen in eine innerhalb des anderen Richtungsbandes liegende Frequenz als Differenzfrequenz zweier Komponenten des Überwachungssignals umgesetzt und zurückübertragen werden, wobei bei Bedarf in den Zwischenverstärkerstellen eine Modulation des umgesetzten Überwachungssignals mit dem im Verstärker entstehenden Rauschen erfolgen kann und in der überwachenden Endstelle aus der Amplitude des empfangenen Signals die Verstärkung des betreffenden Zwischenverstärkers überprüft wird und nach Demodulation aus dem empfangenen Signal der Rauschanteil ermittelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß den Zweidraht-Zwischenverstärkern von der überwachenden Stelle her gesehen eine Weichenanordnung nachgeschaltet ist, in deren einem Zweig die Mittel für die selektive Auskopplung des Überwachungssignals, dessen Frequenzumsetzung durch Mischung und selektive Wiedereinkopplung des umgesetzten Signals angeordnet sind, während der andere Zweig für die Übertragungsnutzbänder durchlässig ist und nur für die Frequenzen des Überwachungssignals eine erhöhte Durchgangsdämpfung aufweist.

2. Verstärker-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weidhenanordnung aus zwei hintereinandergeschalteten Gabelschaltungen (8, 9) besteht, daß die Zweidrahtseite der einen Gabel (9) mit der Zweidrahtverstärkeranordnung (1... 6) verbunden ist, während die eine Vierdrahtseite mit der einen Zweidrahtseite der anderen Gabel (8) verbunden ist, daß die anderen Vierdrahtseiten der Gabeln (8, 9) durch die Reihenschaltung eines Filters (10) für die Auskopplung der trägerfrequenten Prüfsignale, eines Verstärkers (11) nach Bedarf, eines Modlers (12) zur Differenzfrequenzbildung und eines Filters (13) zur Einkopplung des als Differenzfrequenz umgesetzten trägerfreuenten Prüfsignals verbunden sind.

3. Verstärker-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichenanordnung aus der Hintereinanderschaltung zweier überbrückter T-Glieder (17, 18) besteht, daß das eine überbrückte T-Glied (17) im Längszweig als Überbrückung einen Parallelresonanzkreis (20) und im Querzweig einen Serienresonanzkreis (21) enthält, daß das andere überbrückte T-Glied (18) im Längszweig als Überbrückung eine Kapazität (23) und im Querzweig

■eine Induktivität (24) enthält, daß je ein Längsglied durch die Primärwicklung eines Übertragers (22 bzw. 25) gebildet wird, zwischen dessen Sekundärwicklungen das Filter (10) zur Auskopplung des trägerf requenten Prüf signals, ein Verstärker (11) nach Bedarf, ein Modler (12) zur Differenzfrequenzbildung und ein Filter (13) zur Einkopplung des umgesetzten Prüfsignals in Reihe angeordnet sind.

4. Verstärker-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden hintereinandergesdhalteten überbrückten T-Glieder (17, 18) durch ein überbrücktes T-Glied ersetzt sind, das im Längszweig als Überbrückung die Reihenschaltung eines Paral-Ielresonanzkreises (20') mit einer Kapazität (23') und im Querzweig die Parallelschaltung eines

Reihenresonanzkreises (21') mit einer Induktivität (24') aufweist, daß ein Längsglied durch die Primärwicklung eines Übertragers (27) ersetzt ist, an dessen Sekundärwicklung das Überwachungssignal ausgekoppelt und das umgesetzte Signal wieder eingekoppelt wird.

5. Verstärker-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nutzbänder das eine überbrückte T-Glied (18) bzw. das die Reihenschaltung der beiden überbrückten T-Glieder (17 und 18) ersetzende überbrückte T-Glied ein frequenzabhängiges Übertragungsverhalten aufweist im Sinn eines frequenzabhängigen Amplitudenentzerrers und hierdurch der Entzerrer (2) der Zweidraht-Verstärkereinrichtung (1... 6) ganz oder zum Teil ersetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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