DE1263853B

DE1263853B - Pilotgesteuerter Pegelregler fuer Nachrichtenuebertragungssysteme

Info

Publication number: DE1263853B
Application number: DEST24673A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Otmar Kolb
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-11-23
Filing date: 1965-11-23
Publication date: 1968-03-21
Also published as: BE690053A; US3496309A; NL6616533A; CH484567A; GB1143447A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

H04b

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

H 04 m
Deutsche KL: 21 a2 - 36/14

Nummer: 1263 853

Aktenzeichen: St 24673 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 23. November 1965

Auslegetag: 21. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen pilotgesteuerten Pegelregler für Nachrichtenübertragungssysteme zur aperiodischen Einregelung auf einen innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen eines Sollwertes liegenden Pilotpegelwert. Pilotgesteuerte Pegelregler werden zur Pegelregulierung in der Trägerfrequenztechnik hauptsächlich in Weitverkehrssystemen, insr besondere bei Vielkanalsystemen, eingesetzt und arbeiten nach dem Prinzip der Rückwärtsregelung. Hierzu werden in den Übertragungsweg ein oder mehrere Regelnetzwerke eingefügt, die in Abhängigkeit von dem Pegel der empfangenen Pilotfrequenz in bezug auf einen vorgegebenen Sollwert beeinflußt werden.

Zum Erzielen einer gewissen Regelruhe im geregelten System erfolgt ein Ansprechen der Regeleinrichtungen erst, wenn die Abweichungen des Pilotpegelwertes vom Sollwert eine gewisse vorgegebene, durch die geforderte Regelgenauigkeit bestimmte Toleranzgrenze überschreiten. Ebenso wird die Regelung bei plötzlichen, starken Pilotpegeleinbrüchen unterbunden, wobei der vor dem Einbruch vorhandene Regelwert gespeichert bleibt, bis der Pegel der Pilotfrequenz wieder innerhalb des vorgegebenen Arbeitsbereiches des Reglers liegt.

Durch die letztere Maßnahme wird die Stabilität und Betriebsfähigkeit der Strecke bei Dämpfungs^- einbrüchen und Pilotstörungen, z. B. auf Freileitungen, gewahrt. Sie ermöglicht weiterhin sehr kurze Einregelzeiten der Strecke nach Beheben von Leitungsunterbrechungen.

Bei den im praktischen Betrieb eingesetzten Trägerfrequenzeinrichtungen werden bisher üblicherweise elektromechanisch arbeitende Einrichtungen zur Pegelregulierung verwendet. Es wird dabei als Speieher ein kleiner Gleichstrommotor verwendet, der das Dämpfungsregelnetzwerk entweder direkt durch Schalteinrichtungen oder mittels indirekt geheizter Thermistoren steuert. Der Motor wird üblicherweise mit permanentmagnetischem Feld ausgebildet und von den von einem Differenzspannungs- oder Stromgeber abgegebenen Werten, deren Polarität je nach Lage der Pilotpegelabweichung in bezug auf den Sollwert die Drehrichtung bestimmt, angetrieben. Bei plötzlichen Pegelsprüngen wird der Motor abgeschaltet und so der zuletzt eingestellte Wert erhalten. Die deutsche Patentschrift 1164 501 beschreibt eine Anordnung, durch die ein Anlaufen des Motors erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Abweichung vom Sollwert erfolgt,

Es sind .aus der Literatur Vorschläge für elektronische pilotgesteuerte Pegelregler mit stufenweiser Pilotgesteuerter Pegelregler für
Nachrichtenübertragungssysteme

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
7000 Stuttgart-Zuffenhausen,
Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Otmar KoIb,
7000 Stuttgart-Weilimdorf

¹S Einstellung bekannt. Das Prinzip eines solchen Reglers soll an Hand der F i g. 1 und 2 beschrieben und danach sollen an Hand dieses Prinzips die bekannten Vorschläge diskutiert werden.

In F i g. 1 ist mit 1 die Regelstrecke, bestehend aus der ankommenden Leitung %, dem Stellglied 3 und der abgehenden Leitung 4, bezeichnet. Mit 5 ist der Regler gekennzeichnet, der aus dem Pilotfilter 6, der Vergleichseinrichtung 7 und dem Wandler 8 besteht. Am Ausgang des Stellgliedes 3 wird durch das Pilotfilter 6 der abgehenden Leitung 4 die Pilotfrequenz entnommen und nach Umwandlung ihres Pegels in eine proportionale Gleichspannung in einer nicht dargestellten Gleichrichteranordnung dem einen Eingang einer Vergleichseinrichtung 7 als Regelgröße 12 zugeführt, an deren anderem Eingang als Führungsgröße 13 eine dem Sollwert des Pilotpegels analoge Gleichspannung angelegt ist. Die Ausgänge dieser Vergleichseinrichtung 7 liefern zwei Informationen, und zwar einmal die Information, ob die Regelgröße 12 innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen mit der Führungsgröße 13 übereinstimmt oder nicht, als Regelbefehl 15, und die Information, in welcher Richtung bei Überschreiten der Toleranzgrenzen eine Abweichung erfolgt ist, als Regelrichtung 16. Überschreitet die Regelgröße 12 gegenüber der Führungsgröße 13 die Toleranzgrenzen, so wird im Wandler 8 einmal ein Speicher 10 durch die Information »Regelrichtung« 16 auf Vorwärts- bzw. Rückwärtszählen geschaltet, andererseits wird durch den »Regelbefehl« 15 ein Stellgenerator 9 angelassen, durch dessen Impulse der Stand des Speichers 10 verändert wird. In Abhängigkeit von dem Speicherstande des Speichers 10 liefert ein Stellgrößengeber 11 einen dem jeweiligen eingestellten Speicherstande proportionalen Wert als Stellgröße 14, die das Stellglied 3 beeinflußt. Diese Stellgröße 14 kann unter anderen z. B. ein eingeprägter Gleichstrom oder eine eingeprägte Gleich-

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spannung sein. Wird nun durch die Stellgröße 14 das zu wählen. Ziel dieser Maßnahmen ist, eine ange-Stellglied 3 so beeinflußt, daß die dem Pilotpegel nähert stetige Regelung wenigstens durch Wahl geanaloge Regelgröße 12 wieder innerhalb der vor- nügend kleiner Regelschritte zu erreichen, wenn es gegebenen Toleranzgrenzen mit der Führungsgröße schon nicht möglich ist, die Auswirkungen einer

13 übereinstimmt, so wird der Stellgenerator 9 ab- 5 stufenweisen Änderung der Stellgröße 14 auf den geschaltet, und der Regelvorgang ist beendet. Dämpfungsverlauf selbst zu begradigen. Die deutsche

In Fig. 2a und 2b sind zwei häufige Ausführungs- Auslegeschrift 1135 525 gibt eine Anordnung an, die

formen eines bei der pilotgesteuerten Pegelregelung eine möglichst rasche Änderung der Regeleinrich-

verwendeten Stellgliedes 3 dargestellt. Es besteht aus tang bei einer stufenweisen, pilotgesteuerten Pegel-

einem Verstärker 18 und einer Stelleinrichtung 17 io regelung ermöglichen soll.

mit dem Stellelement 19. Hierbei kann die Stellein- Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, technische richtung 17 einmal dem Verstärker 18 als-Dämp- Lehren zum aperiodischen, kontinuierlichen Einfungsregler vor-oder nachgeschaltet sein (Fig. 2a), regeln auf einen innerhalb der vorgegebenen ToIe- oder es kann sich die SteUeinrichtung (17) auch im ranzgrenzen eines Sollwertes liegenden Pilotpegel-Gegenkopplungsweg des Verstärkers 18 befinden 15 wert mittels eines pilotgesteuerten Pegelreglers mit (Fig. 2b). Als Stellelement 19 werden wohl am stufenweiser Einstellung zu geben. Es wird zur Löhäufigsten zur Zeit als Regelheißleiter indirekt ge- sung dieser Aufgabe von einem pilotgesteuerten heizte Thermistoren verwendet. Pegelregler bekannter Art ausgegangen, bei dem in

Eine solche Errichtung zur Pegelregulierung, die einer Vergleichseinrichtung als Regelgröße der Pegel mit dem beschriebenen Prinzip übereinstimmt, ist 20 des empfangenen Piloten mit einem Sollwert als Gegenstand der deutschen Patentschrift 1096 425. Führungsgröße verglichen und bei einer einen vor-Hier werden für die Folgefrequenz des Stellgene- gegebenen Toleranzwert überschreitenden Abweirators 9 und die durch den Stellgrößengeber 11 be- chung des Pegels des empfangenen Piloten vom Sollstimmte Stufenhöhe folgende Lehren gegeben: Die wert mittels eines Stellgenerators in Abhängigkeit Folgefrequenz soll so gewählt werden, daß sich hier- 25 von der Abweichungsrichtung die Stellung eines aus eine Änderungsgeschwmdigkeit des Dämpfungs- Speichers verändert wird, wobei ein Stellgrößengeber netzwerkes (SteUeinrichtung 17) ergibt, die klein in Abhängigkeit von der jeweiligen Speicherstellung gegen die Tastfrequenz der Wechselstromtelegraphie die einem Stellelement eines Stellgliedes zugeführte ist, doch mindestens so groß wie die größte Ände- Stellgröße so lange stufenweise verändert, bis hierrungsgeschwindigkeit der Leitungsdämpfung. Die 30 durch der Pegel des empfangenen Piloten innerhalb Regelzeitkonstante üblicher Regelheißleiter muß ein des vorgegebenen Toleranzbereiches liegt und dann diesem treppenförmigen Ändern, des Heizstromes durch Abschalten des Stellgenerators eine weitere proportionales Folgen zulassen. Die Stufenhöhe und Verstellung des Speichers und damit eine weitere damit die benötigte Stufenzahl werde so bestimmt, Änderung der Stellgröße unterbunden wird. Die gedaß die Stufenhöhe der Stellgröße 14 eine Pilotpegel- 35 stellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch änderung gleich der zulässigen Toleranz ergibt, wo- gelöst, daß die Stelleinrichtung des Stellgliedes so bei dann die Stufenanzahl durch die maximal auszu- ausgebildet wird, daß die durch eine einmalige gleichende Pegeländerung und diezulässige Toleranz sprunghafte Änderung der Stellgröße bewirkte Dämpfestgelegt ist. Mit anderen Worten werden hier also fungsänderung in bezug auf die Zeit weitgehend an-Zeitkonstante des Stellelements 19 und Folgefrequenz 40 genähert einen Exponentialverlauf erhält, daß die des Stellgenerators 9 so gewählt, daß das Stellelement Folgefrequenz des Stellgenerators so hoch gewählt 19 nach einem stufenförmigen Sprung der Stellgröße wird, daß sich durch die stufenweise Änderung der

14 auf seinen der momentanen Regelgröße entspre- Stellgröße ergebende Verlauf der effektiven Regelchenden Widerstandsendwert eingelaufen ist, bevor kurve sich weitgehend einer Geraden nähert und der nächste Sprung erfolgt. Da aber auch die Stufen- 45 daß ferner die durch den Stellgrößengeber bestimmte höhe verhältnismäßig groß gewählt ist, ergibt sich Stufenhöhe so gewählt wird, daß sich eine derartige bei einem mehrere Stufen umfassenden Regelvorgang Änderung der Stellgröße pro Zeiteinheit ergibt, daß kein kontinuierliches, sondern ein stufenförmiges die Gerade die Exponentialkurve in dem Schnitt-Einlaufen auf den neuen Regelwert, wobei die Stufen- punkt der Exponentialkurve mit der der Regelrichform durch das Zeitverhalten des verwendeten Regel- 50 rung zugekehrten Toleranzgrenze tangiert und bei heißleiters bestimmt wird und sich um so mehr der Andauern der stufenweisen Änderung der Stellgröße rechtwinkligen Treppenform annähert, je kleiner die über diesen Punkt hinaus die andere, der Regelrich-Zeitkonstante des Regelheißleiters in bezug auf die tang abgewandte Toleranzgrenze von diesem Punkt Folgezeit der Impulse des Stellgenerators 9 ist. ab nach einer Zeit ^r durchlaufen würde.

Eine weitere Fortbildung eines solchen pilot- 55 In weiterer Ausbildung der Erfindung werden gesteuerten Regelsystems ist in der »Nachrichten- technische Lehren zum Erzielen eines genauen Eintechnischen Zeitschrift« 1963 auf den Seiten 341 bis laufens des geregelten Wertes auf die Toleranz-348 von E. B ächle und 1964 auf den Seiten 521 grenzen des Sollwertes bzw. auf den Sollwert selbst bis 526 von J. Korn beschrieben worden. Auch gegeben.

hier muß der Regelheißleiter auf den der momen- 60 Die Erfindung soll nun an Hand der Figuren ein-

tanen Regelgröße entsprechenden Widerstandswert gehend beschrieben werden. Es zeigen hierbei die

eingelaufen sein, bevor der nächste Impuls des Stell- bereits in der Einleitung abgehandelten F i g. 1 und 2

generators 9 erfolgen darf. Da hier aber kleinere F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines pilotgesteuerten

Stufenhöhen gewählt werden, wird eine Beschleuni- Pegelreglers mit stufenweiser Einstellung,

gungsschaltung für die Einstellung des Regelheiß- 65 Fig. 2a und 2b Beispiele für die Ausbildung des

leiters eingesetzt, durch die es möglich wird, die ' Stellgliedes für einen solchen Regler.

Folgefrequenz des Steilgenerators 9 zu erhöhen und Die Fig. 3 und 4 erläutern in Zeitdiagrammen die

dadurch eine kleinere Stufenhöhe der Stellgröße 14 Verhältnisse des erfindungsgemäßen Reglers, und

zwar erläutert hierbei F i g. 3 die Maßnahmen zum Erzielen eines praktisch kontinuierlichen Regelverlaufes bei stufenweiser Änderung der Stellgröße,

F i g. 4 die Maßnahmen zum Erzielen des Einlaufens des geregelten Wertes auf einen innerhalb des geforderten Toleranzbereiches liegenden gewünschten Wert.

Bei den zum Stand der Technik geschilderten pilotgesteuerten Pegelreglern mit stufenweiser Einstellung mußten die Regelheißleiter so gewählt werden, daß sich ihr Widerstandswert eingestellt hatte, bevor, veranlaßt durch einen neuen Impuls des Stellgenerators 9, eine erneute Stellgrößenänderung erfolgte. Wenn man mit τ die Zeitkonstante des Regelheißleiters bezeichnet und mit t_x die Stufendauer, so bestand also die Bedingung

Dieses hat zur Folge, daß bei Heißleitern mit großer Zeitkonstante die Folgefrequenz des Stellgenerators 9 sehr klein sein mußte. Dies begrenzt aber die erzielbare Regelgeschwindigkeit und verhindert die schnelle Änderung der Regelrichtung. So wird denn auch bei der in der vorgenannnten deutschen Patentschrift 1096 425 beschriebenen Einrichtung die Stufenhöhe der Pegeländerungen gleich der zulässigen Toleranz, also gleich dem überhaupt möglichen Maximalwert, gewählt. Bei den in den genannten Literaturstellen aus der »Nachrichtentechnischen Zeitschrift« beschriebenen Einrichtungen müssen, um größere Regelgeschwindigkeiten oder kleinere Stufenhöhen der Pegeländerungen zum Begradigen des Regelverlaufes bei dann höherer Folgefrequenz des Stellgenerators 9 zu ermöglichen, besondere Maßnahmen zur Verringerung der wirksamen Einstellzeit der Regelheißleiter ergriffen werden, und zwar werden Beschleunigungsschaltungen eingesetzt. Einer wesentlichen Erhöhung der Stufenzahl ist aber nicht nur durch die zu große Zeitkonstante der Regelheißleiter und den durch weitere 40 ■ bistabile Kippstufen des Speichers 10 steigenden Aufwand eine Grenze gesetzt. Da die eingestellte Speicherstellung durch Strom- oder Spannungswerte markiert wird, die aus von den einzelnen Kippstufen gelieferten und ihrer Wertigkeit zugeordneten Einheiten durch Summieren gewonnen werden, so beschränken auch die möglichen Toleranzgrenzen dieser Werte eine beliebige Vergrößerung der Stufenzahl. Liegt erst einmal die niedrigstwertige Einheit innerhalb der Toleranzgrenze der höchstwertigen Einheit, so ist eine weitere Abstufung sinnlos und bringt keinen technischen Gewinn.

Der Einsatz von indirekt geheizten Thermistoren als Regelheißleiter für das Stellelement 19 bringt aber große Vorteile mit sich, denn durch die galvanische Trennung von Heizer und Regelwiderstand besteht große Freiheit in der Ausbildung der Stelleinrichtung 17.

Andererseits sind einer Beeinflussung der Zeitkonstante dieser indirekt geheizten Thermistoren aus konstruktiven, Isolations- und Lebensdauergründen verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt. Erfahrungsgemäß liegen die Zeitkonstanten solcher Thermistoren etwa zwischen 1 und 10 Sekunden. Wenn man eine auch für Freileitungssysteme hinreichende Regelgeschwindigkeit bei hinreichend feinstufiger, möglichst praktisch kontinuierlicher Dämpfungsänderung erreichen will, müssen sowohl in bezug auf die Speicherausbildung wie auch auf das Einstellverfahren andere Wege beschritten werden. Ein erstrebenswertes Ziel wäre hierbei, sogar mit den üblichen indirekt geheizten Thermistoren auszukommen. Wie die Überschrift eines mit der vorgenannten Veröffentlichung in der »Nachrichtentechnischen Zeitschrift« 1963 inhaltlich übereinstimmenden Artikels in »radio-mentor«, 1963, S. 519 bis 524, des Autors E. B ä c h 1 e zeigt, war die bisherige Aufgabenstellung ein Regler mit einer »Elektronischen Nachbildung eines elektromechanischen Schrittmotors«. Wünschenswert wäre ein Regler mit der »Elektronischen Nachbildung eines elektromechanischen kontinuierlichen Stellmotors«, die aber die Nachteile eines solchen Stellmotors wie Ungenauigkeiten durch Reibungsfehler, notwendige Wartung usw. durch die definierte stufenweise Einstellung vermeidet. Zur Klarstellung der hieraus sich ergebenden Vorteile sei auf den Aufsatz von E. K 0 c h, »Über die Pegelregulierung langer Fernleitungen«, in der »Fernmeldetechnischen Zeitschrift«, 1951, S. 352 bis 361, insbesondere auf die Abschnitte 3.1 und 3.2 auf Seite 355, verwiesen. Zusammenfassend sei also festgestellt, daß es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, den Stellmotor einer pilotgesteuerten Pegelregeleinrichtung elektronisch nachzubilden, wobei aber die Vorteile einer definierten stufenweisen Einstellung bei kontinuierlichem Regelverlauf erhalten bleiben sollen.

Da man, wie in dem Aufsatz von E. Koch ausführlich behandelt wurde, selbst bei Freileitungssystemen nur mit natürlichen, verhältnismäßig langsam verlaufenden Dämpfungsänderungen zu rechnen braucht, genügt eine konstante Regelgeschwindigkeit, wenn diese nur höher liegt als die Änderungsgeschwindigkeit der Übertragungsstrecke. Für eine stufenweise Einstellung ergibt sich hieraus eine konstante, von der Regelabweichung unabhängige Folgefrequenz des Stellgenerators 9. Wenn man nun im Gegensatz zu den bisherigen Systemen (bei diesen erfolgte ein neuer Stufenschritt erst dann, wenn der Regelheißleiter seinen Endwert erreicht hatte, also h S^ ^r) ^eme g^e8^en die Zeitkonstante τ kleine Stufenzeit t_x wählt (^₁ <C τ) und fordert, daß bei Abschalten der stufenweisen Änderung der Stellgröße 14 bei Erreichen der Toleranzgrenze durch das noch folgende Einlaufen des Regelheißleiters in seinen Endwert kein Überschreiten der anderen Toleranzgrenze erfolgen soll oder der Regler sogar auf den Sollwert einlaufen soll, kann man angeben, wie groß die durch das Ändern der Stellgröße 14 sich ergebende Regelgeschwindigkeit höchstens sein darf.

Nimmt man an, daß beim Ein- und Ausschalten oder bei sprunghafter Änderung der Stellgröße 14 der zeitliche Verlauf der Dämpfungsänderung des Stellgliedes 3 einer Exponentialfunktion A-B-D (F i g. 4) folgt, dann gilt

y = a ■ e ^T bzw. j; = α \ί

Hierin ist t die Zeit, a die maximale, durch einen bestimmten Stellgrößensprung verursachte Dämpfungsänderung des Stellgliedes 3 in Neper, τ seine Zeitkonstante und y seine Dämpfung in Neper zur Zeit t.

Man kann nun eine Tangente C-B (F i g. 4) so an die Kurve A-B-D anlegen, daß von deren Beruh-

rungspunkt ab die Breite b des Tolerajizbereich.es in der Zeit τ durchlaufen wird. Dabei soll dann die ■ effektive Regelgeschwindigkeit so sein, daß sie der Steigung dieser Tangente C-B entspricht. Ab Durchlaufen des Punktes B (Toleranzgrenze 20) wird die Stellgröße 14 nicht mehr verändert. Die Dämpfung ändert sich aber noch weiter gemäß der Exponentialfunktion B-D, bis sie gerade die andere Toleranzgrenze 21 erreicht. Durch Differentiation der Gleichung erhält man in diesem Punkt

dv b , ay , b

.JL = bzw. -— = -1 .

dt ^τ dt τ

Bei den üblichen Ansprechgrenzen von s»±5 ⁰Io, entsprechend 50 mN vom Sollwert, ist b = 10.0 mN. Bei einer Zeitkonstante τ von 10 Sekunden wird also die andere Toleranzgrenze bei einer effektiven Regelgeschwindigkeit von

dt

10OmN
10s

- lOrnN/s

erreicht Dieser Wert ist also die maximal zulässige Regelgeschwindigkeit, bei der die andere Toleranzgrenze gerade nicht überschritten wird. Macht man die Neigung der Tangente C-B so, daß vom Durchsetzen der Toleranzgrenze 20 im Punkt B ab die andere Toleranzgrenze 21 in der Zeit 2 τ geschnitten wird, so läuft die Dämpfung nach Aufhören einer weiteren Änderung der Stellgröße 14 im Punkt B auf den Sollwert 13 aus. Es ergibt sich hieraus eine Regelgeschwindigkeit von

_dy dt

10OmN
20 s

= 5mN/s = 300mN/min,

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die, wie dem Aufsatz von E. Koch zu entnehmen ist, für alle Fernleitungsarten ausreichend ist.

Bei den vorigen Ausführungen waren einige Annahmen gemacht worden, zu denen, um eine technische Realisierung zu ermöglichen, noch Stellung genommen werden muß. So war vorausgesetzt, daß das Dämpfungsverhalten des Stellgliedes (3) bei einem einmaligen Sprung der Stellgröße 14 über der Zeit einen exponentiellen Verlauf aufweist. Wie aus den Ausführungen zu entnehmen ist, genügt es dabei, wenn dieses für den TeilJ5-D des Dämpfungsverlaufes hinreichend angenähert der Fall ist. Solche Stellglieder lassen sich mit indirekt geheizten Regelheißleitern, die unter dem Namen indirekt geheizter Thermistor allgemein bekannt sind, realisieren. Bedingt von dem konstruktiven Aufbau können sich mehr oder weniger große Abweichungen von einem solchen Verlauf ergeben, doch lassen sich aus den zur Verfügung stehenden Typen solche auswählen, die den gewünschten Verlauf aufweisen.

Ferner war vorausgesetzt, daß die effektive Regelkurve geradlinig verläuft und ihre Neigung der Tangente C-B entspricht. Es soll nun untersucht werden, ob und wie sich eine solche effektive Regelkurve trotz stufenweiser Änderung der Stellgröße erreichen läßt. Voraussetzung hierfür ist, wie bereits vorher angegeben, daß die Stufenzeit t_t klein gegenüber der Zeitkonstanten % des Stellelernents 19 gewählt wird. Die F i g. 3 diene hier zur Erläuterung. Die Diagramme a % bl und el auf der linken Seite zeigen verschiedene Möglichkeiten der stufenweisen Veränderung der Stellgröße 14 unter Beibehalten der Änderungsgeschwindigkeit. Es ist hierin der Verlauf des Heizstromes I_n eines Thermistors über der Zeit t aufgetragen. Auf der rechten Seite befinden sich die zugeordneten Diagramme a2, b% bzw. c2 der sich hieraus ergebenden Dämpfung y über der Zeit t. Bei der stufenförmigen Änderung der Stellgröße folgt der Dämpfungsverlauf vom Zeitpunkt ο (Regelungsbeginn, entsprechend Überschreiten der oberen bzw. Unterschreiten der unteren Toleranzgrenze) ab einer Exponentialkurve, ohne jedoch jemals infolge der zu geringen Stufenzeit gegenüber der Zeitkonstanten τ seinen Endwert vor Beginn der neuen Stufe erreichen zu können. Je geringer die Stufenzahl, um so mehr fällt auch der flache Teil der Exponentialkurve noch in die einzelne Stufe, um so mehr weicht der sich ergebende Dämpfungsverlauf C-B' von einer geebneten, sich einer Geraden nähernden Kurvenform ab. Es ist wohl ohne weiteres einleuchtend, daß bei unendlich Meiner Stufenzeit das je Stufe durchlaufene Stück der Exponentialkurve schließlich als Gerade zu betrachten ist und daß auch in diesem Grenzfall diese Geraden alle gleiche Neigung aufweisen, so daß sich als resultierende Kurve die Gerade C-B" ergibt. Für den praktischen Fall läßt sich diese gewünschte Kurvenform bereits mit einem Speicher 10, dessen Speicherkapazität einige Hundert Speicher^ Stellungen beträgt, mit hinreichender Genauigkeit realisieren. Durch entsprechende Wahl der Stufenhöhe oder -zeit der Stellstromänderungen läßt sich dann die Neigung dieser Geraden C^B" gleich der der Tangenten C-B machen.

Wie bereits auseinandergesetzt wurde, bringt aber die Realisierung eines solchen vielstufigen Speichers 10 nach den Lehren der zum Stand der Technik aufgeführten Veröffentlichungen einen erheblichen Aufwand mit sich, während die Realisierung des zugehörigen Stellgrößengebers 11 aus den bereits erläuterten Toleranzfragen nicht einmal den gewünschten Erfolg bringen würde.

Wenn also der erfindungsgemäße Pegelregler die aufgezeigte Wirkungsweise aufweisen soll, so mu.. einmal ein wenig aufwendiger vielstufiger Speiche. 10 eingesetzt werden, und es muß sichergestellt sein, daß eine Folge von EinsteUimpulsen des Stellgene rators 9 auch ein gleichmäßiges stufenweises Anwachsen bzw. Abfallen der Stellgröße 14 veranlaßt. Ein solcher Speicher bietet sieh nun in einem Trans^ fluxor an. Die entsprechend feinstufige Einstellung des permanenten Flusses eines solchen Transfluxorkernes ist Gegenstand der deutschen Patentschriften 1109 735, 1112109, 1125 483 und 1168 959, so daß sich wohl eine weitere Beschreibung erübrigt. Durch den Mechanismus der Transnuxoreinstellung und "Ablesung ist aber auch sichergestellt, daß das der Einstellung entsprechende, gleichmäßige, stufenweise Ändern des abgelesenen Speicherstandes erfolgt, wobei diese Größe dann nach "geeigneter Wandlung als Stellgröße 14 verwendet wird. Solche Leseschaltungen und Wandler der gelesenen Speichergröße z. B. in einen analogen eingeprägten Gleichstrom gehören zum Stand der Technik und sind auch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung,

Claims

Patentansprüche:

1. Pilotgesteuerter Pegelregler für Nachrichtenübertragungssysteme zur aperiodischen Einregelung auf einen innerhalb der vorgegebenen ToIe-

ranzgrenzen eines Sollwertes liegenden Pilotpegelwert, insbesondere für Trägerfrequenzsysteme, bei dem in einer Vergleichseinrichtung als Regelgröße der Pegel des empfangenen Piloten mit einem Sollwert als Führungsgröße verglichen und bei einer einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitenden Abweichung des Pegels des empfangenen Piloten vom Sollwert mittels eines Stellgenerators in Abhängigkeit von der Abweichungsrichtung die Stellung eines Speichers verändert wird, wobei ein Stellgrößengeber in Abhängigkeit von der jeweiligen Speicherstellung die einem Stellelement eines Stellgliedes zugeführte Stellgröße so lange stufenweise verändert, bis hierdurch der Pegel des empfangenen Piloten innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches liegt und dann durch Abschalten des Stellgenerators eine weitere Verstellung des Speichers und damit eine weitere Änderung der Stellgröße unterbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (17) des Stellgliedes (3) so ausgebildet wird, daß die durch eine einmalige sprunghafte Änderung der Stellgröße (14) bewirkte Dämpfungsänderung (a) in bezug auf die Zeit (t) weitgehend angenähert einen Exponentialverlauf (mindestens für den Kurventeil B-D) erhält, daß die Folgefrequenz des Stellgenerators so hoch gewählt wird, daß der sich durch die stufenweise Änderung der Stellgröße (14) ergebende Verlauf der effektiven Regelkurve (C-B') sich weitgehend einer Geraden (C-B) nähert und daß ferner die durch den Stellgrößengeber (11) bestimmte Stufenhöhe so gewählt wird, daß sich eine derartige Änderung der Stellgröße (14) pro Zeiteinheit ergibt, daß die Gerade (C-B) die Exponentialkurve (A-B-D) in dem Schnittpunkt (B) der Exponentialkurve mit der der Regelrichtung zugekehrten Toleranzgrenze (20) tangiert und bei Andauern der stufenweisen Änderung der Stellgröße (14) über diesen Punkt (B) hinaus die andere der Regelrichtung abgewandte Toleranzgrenze (21) von diesem Punkt (B) ab nach einer Zeit t Ξ> τ durchlaufen würde.

2. Pilotgesteuerter Pegelregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer aperiodischen Annäherung an die der Regelrichtung abgewandte Toleranzgrenze (21) nach Abschalten der stufenweisen Änderung der Stellgröße (14) im vorgenannten Punkt (B) die durch die Stufenhöhe bestimmte Änderung der Stellgröße (14) pro Zeiteinheit so gewählt wird, daß eine solche effektive Regelgeschwindigkeit (Neigung der Geraden C-B) erzielt wird, daß bei einem Andauern der stufenweisen Änderung der Stellgröße (14) über den Punkt (B) hinaus die andere der Regelrichtung abgewandte Toleranzgrenze (21) in einem weiteren Punkt (E) nach einer Zeit τ, gerechnet vom ersteren Punkt (B) ab, durchlaufen würde.

3. Pilotgesteuerter Pegelregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer aperiodischen Annäherung an den Sollwert (13) nach Abschalten der stufenweisen Änderung der Stellgröße (14) im vorgenannten Punkt (B) die durch die Stufenhöhe bestimmte Änderung der Stellgröße (14) pro Zeiteinheit so gewählt wird, daß eine solche effektive Regelgeschwindigkeit (Neigung der Geraden C-B) erzielt wird, daß bei einem Andauern der stufenweisen Änderung der Stellgröße (14) über den Punkt (B) hinaus die andere der Regelrichtung abgewandte Toleranzgrenze (21) in einem weiteren Punkt (E) nach einer Zeit Ix, gerechnet vom ersteren Punkt (B) ab, durchlaufen würde.

4. Pilotgesteuerter Pegelregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement (19) in an sich bekannter Weise ein indirekt geheizter Thermistor verwendet wird.

5. Pilotgesteuerter Pegelregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher (10) ein Transfluxor verwendet wird.

6. Pilotgesteuerter Pegelregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des als Speicher (10) dienenden Transfluxors der permanente Fluß des Transfluxors in an sich bekannter Weise feinstufig verändert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 1096 425, 1109 735, 1112109, 1125 483, 1164501, 1168 959;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1135 525;

»Fernmeldetechnische Zeitschrift« (FTZ), 1951, H. 8, S. 352 bis 361;

»Nachrichtentechnische Zeitschrift« (NTZ), 1963, H. 7, S. 341 bis 348, und 1964, H. 10, S. 521 bis 526; »radio mentor«, 1963, H. 6, S. 519 bis 524.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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