DE1278496B - Multiplexschiene fuer ein Zeitmultiplex-Vermittlungssystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES ^yMTW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21 al-36/00

Nummer: 1278 496

Aktenzeichen: P 12 78 496.2-31 (S 98170)

1 278496 Anmeldetag: 13. JuH 1965

Auslegetag: 26. September 1968

Um eine Mehrfachausnutzung ein und derselben Übertragungsleitung zur Übertragung mehrerer voneinander unabhängiger Signale zu ermöglichen, werden die einzelnen Signale beispielsweise jeweils einer von mehreren zeitlich gegeneinander versetzten Impulsfolgen aufmoduliert. Man spricht in diesem Falle von einem Zeitmultiplexbetrieb. Bei guter Ausnutzung der Übertragungsleitung müssen Impulse benachbarter Impulsfolgen sehr nähe beieinander liegen. Bei Zeitmultiplex-Fernsprechvermittlungssystemen ist damit zu rechnen, daß der zwischen zwei solchen Impulsen liegende Zeitraum kürzer als 1 Mikrosekunde ist. Diese enge Verschachtelung der einzelnen Impulsfolgen ruft die Gefahr hervor, daß sich benachbarte Impulse und damit auch die Signale, die benachbarten Impulsfolgen aufmoduliert sind, gegenseitig beeinflussen. Wird diese Gefahr nicht beseitigt, so kommt es hier zu einem Nebensprechen.

Gemäß einer anderen bekannten Lösung läßt man jedem der zu übertragenden Impulse unmittelbar einen Kompensationsimpuls entgegengesetzter Polarität folgen, der die gleiche spektrale Zusammensetzung wie der vorangegangene Impuls in seinen unteren Frequenzanteilen aufweist. Diese Kompensationsimpulse werden entweder von den vorangehenden Impulsen abgeleitet, indem in die Übertragungsleitung Schaltmittel mit einer Zeitkonstante geeigneter Größe eingefügt werden (deutsche Auslegeschrift 1 006 472), oder sie werden unabhängig von den vorangegangenen Impulsen erzeugt (deutsche Auslegeschrift 1046 124). Auch hierdurch läßt sich die störende gegenseitige Beeinflussung der zu übertragenden Impulse nicht vollständig vermeiden.

Es sind nun schon Maßnahmen bekannt, die zum Ziele haben, eine gegenseitige Beeinflussung von zeitlich versetzten elektrischen Impulsen zu vermeiden. So ist beispielsweise angegeben worden, jeweils in den Pausen zwischen zwei benachbarten Impulsen die Übertragungsleitung zu erden (s. deutsches Patent 1 061 844). Durch diese Maßnahme wird ein Nebensprechen auf Grund der Speicherwirkung der Übertragungsleitung, die ja mit Kapazität behaftet ist, vermieden. Trotz Anwendung dieser Maßnahme läßt sich jedoch bisher eine störende gegenseitige Beeinflussung der Impulse nicht völlig vermeiden, wenn zwischen den Impulsen nur kurze Pausen liegen. Sehr kurze Pausen treten z. B. auf Übertragungsleitungen in einem Zeitmultiplex-Fernsprechvermittlungssystem auf, wenn die Anzahl der zugehörigen Teilnehmerstellen sehr groß ist, da dann Multiplexschiene für ein Zeitmultiplex-Vermittlungssystem

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8000 München 2, Wittelsbacherplatz 2

Als Erfinder benannt:
Ernst Höfer,

Dipl.-Ing. Max Schlichte, 8000 München

die mit den Abtastproben verbundenen Impulse sehr eng aufeinanderfolgen müssen.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie an sich ao bekannte Maßnahmen, die zum Ziele haben, Verzerrungen eines Gemisches von zu übertragenden Schwingungen verschiedener Frequenz auf langen Leitungen zu vermeiden, für die Zeitmultiplex-Vermittlungstechnik ausnutzbar gemacht werden _a5 können. Die in Frage kommenden Maßnahmen (s. französische Patentschrift 803 723) sind bisher nur bei einer Übertragungsleitung angewendet, deren Länge sehr groß gegenüber den Halbwellen der auf ihr bei der Übertragung auftretenden Schwingungen der niedrigsten Frequenz sind. Diese Maßnahmen betreffen nämlich dort die Kompensierung von Verzerrungen, die als Hochfrequenzeffekt bei der Übertragung von Schwingungen hoher Frequenz auftreten und auf einer Änderung der Induktivität und des reellen Widerstandes beruhen (s. dort S. 3, Zeile 30 bis 36 ff.). Dieser Hochfrequenzeffekt ist dort im Vergleich zu einem sogenannten Niederfrequenzeffekt behandelt, welcher sinngemäß bereits bei der Übertragung von Schwingungen wesentlich niedrigerer Frequenz auftritt (s. dort S. 1, Zeile 35 bis 55). Dieser sogenannte Niederfrequenzeffekt wird durch die bei einer Leitung vorhandene Längsinduktivität und Querkapazität hervorgerufen und ist bekanntlich erst dann von Bedeutung, wenn die Länge der Leitung groß gegenüber der Länge der auf ihr bei der Übertragung von Schwingungen auftretenden Halbwellen ist. Dementsprechend wird in diesem Zusammenhang bei der Berechnung der Vorgänge und Eigenschaften für Leitungen davon ausgegangen, daß sie eine große räumliche Ausdehnung im Vergleich zur Wellenlänge haben (s. Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker,

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1949, Bd. 1, S. 488, Zeile 1 bis 5). Dieser Umstand Multiplexschienen vorhanden sind (siehe z. B. die ist offensichtlich erst recht erfüllt, wenn der vor- Zeitschrift »Proc. IEE«, Part B₃ Vol. 103, 1956, stehend erwähnte Hochfrequenzeffekt, der auf Strom- S. 723, insbesondere Fig. 1; deutsche Auslegeschrift Verdrängung beruht, in Betracht gezogen wird (s. 1061844, Fig. 1 samt zugehöriger Beschreibung), französische Patentschrift 803 723). Dementspre- 5 Auf diesen Multiplexschienen treten auch zeitlich chend sind die bekannten Maßnahmen, durch die gegeneinander versetzte elektrische Stromimpulse auf, die durch Stromverdrängung bedingte Frequenz- die zu Verbindungskanälen gehörende Impulsfolgen abhängigkeit des im Übertragungsweg liegenden und bilden und für die die Gefahr besteht, daß ein sich aus Selbstinduktivität und reellem Widerstand Nebensprechen auftritt. Trotzdem sind aber bisher zusammensetzenden Widerstandes verringert ist, nur io bei Multiplexschienen keine Maßnahmen zur Verfür Leitungen vorgesehen, deren Länge sehr groß ringerung der durch die Stromverdrängung bedingten gegen die Breite der auf ihnen auftretenden Halb- Frequenzabhängigkeit vorgesehen worden. Es lag wellen von Schwingungen der niedrigsten Frequenz nämlich kein Hinweis dafür vor, daß derartige sind. Außerdem wird zur Anwendung der bekannten Maßnahmen dort erfolgversprechend sein könnten, Maßnahmen die Leitung an fest angeschaltete Ab- 15 da die Betriebsweise einer als Multiplexschiene schlußwiderstände für Anpassungsmaßnahmen ange- dienenden Übertragungsleitung anders als die von schlossen. Diese Abschlußwiderstände sind stets die bekannten betreffenden Übertragungsleitungen ist. gleichen, ob Schwingungen über die Leitung über- Bei einer Multiplexschiene eines Zeitmultiplex-Vertragen werden oder nicht (s. französische Patent- mittlungssystems ist sogar nicht nur auch insofern schrift 803 723, S. 9, Zeile 52 bis 102 in Verbindung 20 eine andere Betriebsweise als bei den bekannten in mit der zugehörigen Fig. 1). Für eine andere Be- Frage kommenden Ubertragungsleitungen vorgetriebsweise sind offensichtlich die Maßnahmen zur sehen, als sie zur Übertragung von verschiedenen Verringerung der betreffenden Frequenzabhängigkeit Impulsfolgen dient, sondern darüber hinaus auch nicht vorgesehen. Ein Hinweis, daß durch diese insofern, als sie nicht durch fest angeschaltete SchaltMaßnahmen auch ein Nebensprechen verringert wird, 25 elemente abgeschlossen ist. Es werden nämüch hier liegt nicht vor. Es ist nämlich gar nicht die Möglich- die zu übertragenden Impulse über Schalter zugeführt keit dafür vorhanden, daß überhaupt ein Neben- und entnommen, über welche die Multiplexschiene sprechen auftritt, wozu z. B. die Ausnutzung der nur zeitweilig und intermittierend an Abschluß-Leitung im Frequenzmultiplex Voraussetzung wäre. schaltungen ausgeschaltet wird (siehe z.B. deutsche Schon gar kein Hinweis ist darauf vorhanden, daß 30 Auslegeschrift 1061844, Fig. 1). Dies ist vorgebei Ausnutzung der Leitung im Zeitmultiplex eine sehen, weil in der Regel eine größere Anzahl der-Verringerung des Nebensprechens möglich ist. artiger Schalter und Abschlußschaltungen vorhanden

Die Erfindung ergibt nun eine Multiplexschiene sind. Durch fest angeschlossene Abschlußschaltungen für ein Zeitmultiplex-Vermittlungssystem zur Über- wäre eine Vermittlung verhindert, nämlich eine tragung von Abtastproben in Form von zeitlich 35 wahlweise Zusammenschaltung der betreffenden Abgegeneinander versetzten elektrischen Stromimpulsen, schlußschaltungen. Aus ähnlichen Gründen ist eine die zu Verbindungskanälen gehörende Impulsfolgen derartige Zeitmultiplexschiene auch kürzer als die bilden, mit neuartigen, bisher nicht bekannten Eigen- sich aus der zeitlichen Dauer und der Fortpflanzungsschaften. Diese Multiplexschiene ist durch die Korn- geschwindigkeit ergebende Breite der ihr zugeführten bination folgender Merkmale gekennzeichnet: Sie ist 40 Impulse. Die zu den einzelnen Abschlußschaltungen kürzer als die sich aus der zeitlichen Dauer und der gehörenden Schalter sind nämlich über die Länge Fortpflanzungsgeschwindigkeit ergebende Breite der der Multiplexschiene verteilt, und es muß bei synihr zugeführten Impulse, und es ist die durch die chroner Betätigung der zum gleichen VerbindungsStromverdrängung bedingte Frequenzabhängigkeit kanal gehörenden Schalter der betreffende Impuls des im Übertragungsweg liegenden Widerstandes in 45 zwischen den beiden zugehörenden Abschlußschalan sich bekannter Weise verringert. tungen übertragen werden. Hierzu hat die Laufzeit

Die Multiplexschiene gemäß der Erfindung stellt des betreffenden Impulses zwischen diesen beiden eine Übertragungsleitung dar, die sich demgemäß Schaltern hinreichend kurz zu sein, was der Fall ist, von den betreffenden bekannten Ubertragungs- wenn die Multiplexschiene hinreichend kürzer als leitungen durch mehrere Merkmale unterscheidet. 50 die erwähnte Breite dieser zugeführten Impulse ist. Sie ist, wie gesagt, für eine andere Verwendung vor- Daß bei solchen von den bekannten Betriebsbedingesehen und ist außerdem dementsprechend verhält- gungen abweichenden Betriebsbedingungen durch die nismäßig kurz. Veringerung der durch die Stromverdrängung be-

Die Übertragungsleitung gemäß der Erfindung dingten Frequenzabhängigkeit auch das Nebenunterscheidet sich demgemäß von den betreffenden 55 sprechen zwischen verschiedenen Verbindungsbekannten Übertragungsleitungen durch mehrere kanälen verringert wird, war aus all den vorstehend Merkmale. Sie ist für eine andere Verwendung als angegebenen Gründen nicht voraussehbar. Es hat vorgesehen, nämlich als MultipIexschiene in einem sich jedoch durch den Versuch und durch Messungen Zeitmultiplex-Vermittlungssystem, und ist außerdem gezeigt, daß ein störendes Übergreifen von Stromdementsprechend verhältnismäßig kurz. Bereits aus 60 impulsen auch auf nachfolgende, aber nicht zugleich diesen beiden Gründen hat sie eine völlig andere auf der Leitung auftretende Stromimpulse bei der Betriebsweise als die in Frage kommenden bekann- erfindungsgemäßen Übertragungsleitung vermieden ist. ten Übertragungsleitungen. Es sind nun die angewen- Die Verringerung der durch die Stromverdrängung deten Maßnahmen zur Verringerung der durch die bedingten Frequenzabhängigkeit des im UberStromverdrängung bedingten Frequenzabhängigkeit 65 tragungsweg liegenden Widerstandes kann in versehr vorteilhaft, obwohl sich dies nicht hat voraus- schiedener Weise durchgeführt werden. Dabei können sehen lassen. Es ist nämlich zwar seit langem be- diese technischen Maßnahmen jeweils auch miteinkannt, daß im Zeitmultiplex-Vermittlungssystem ander kombiniert werden. Es kann nämlich einerseits

die Frequenzabhängigkeit dadurch verringert werden, daß in die Übertragungsleitung mindestens ein Kompensationsglied zur Kompensation der störenden Frequenzabhängigkeit eingefügt wird. Andererseits kann die Stromverdrängung selber verringert werden, nämlich dadurch, daß in an sich bekannter Weise geeignete Bestimmungsgrößen der Übertragungsleitung geändert werden. Die verschiedenen technischen Maßnahmen haben Wirkungen, die einander in vorteilhafter Weise unterstützen, falls diese Maßnahmen miteinander kombiniert werden. Gemäß weiterer Erfindung wird noch angegeben, wie die für eine gegebene Übertragungsleitung geeigneten Kompensationsglieder zu bestimmen sind. Hierzu wird der Übertragungsleitung ein rechteckiger Impuls zugeführt und die Verzerrung dieses Impulses bei einer bestimmten vorgeschriebenen Betriebsweise der Übertragungsleitung zur Ermittlung ausgenutzt. Es wird dann noch der Aufbau von Kompensationsgliedern und deren Einfügung in die Übertragungsleitung im einzelnen angegeben.

An Hand von fünf Figuren wird eine Multiplexschiene gemäß der Erfindung und die Bestimmung geeigneter Kompensationsglieder im einzelnen beschrieben.

F i g. 1 zeigt ein Ersatzschaltbild für eine Multiplexschiene, deren Widerstand infolge der Strom-,yerdrängung frequenzabhängig ist;

F i g. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild für eine Multiplexschiene, bei der die Frequenzabhängigkeit mit Hilfe von Kompensationsgliedern verringert ist;

F i g. 3 zeigt die für eine Multiplexschiene vorgesehene Betriebsweise, bei der die Angaben zur Ermittlung der Kompensationsglieder erhalten werden;

F i g. 4 zeigt den dabei ermittelbaren zeitlichen Verlauf von Strom und Spannung am Leitungseingang;

F i g. 5 zeigt den abnehmenden Verlauf der Nebensprechspannung von Verbindungskanal zu Verbindungskanal eines Zeitmultiplexsystems.

Zunächst wird auf die F i g. 1 eingegangen. Sie zeigt das Ersatzschaltbild für eine Übertragungsleitung, die als Multiplexschiene dient. In die eine dargestellte Ader dieser Übertragungsleitung sind dort mehrere LR-Glieder eingefügt, die jeweils aus der Parallelschaltung einer mit Induktivität behafteten Spule und eines ohmschen Widerstandes bestehen.

Die Spulen dieser Glieder sind mit LI, L 2...Ln und die ohmschen Widerstände dieser Glieder sind mit Rl, R2 .. . Rη bezeichnet. Die gezeichneten Spulen verkörpern die innere Induktivität der Übertragungsleitung, d. h. die mit der Stromverdrängung zusammenhängende. Die Widerstände vertreten die Bahnwiderstände der Wirbelstrombahnen innerhalb der Übertragungsleitung. Diese inneren Induktivitäten und Bahnwiderstände treten also mit der Stromverdrängung auf. Wie noch gezeigt wird, ist es zweckmäßig, die Zeitkonstanten der einzelnen LR-Glieder, die im Ersatzschaltbild gezeigt sind, unterschiedlich zu machen. Es läßt sich dann die Stromverdrängung mit einigen solcher LR-Glieder hinreichend genau nachbilden. Wieviele derartige Glieder benötigt werden, hängt im wesentlichen vom Querschnitt der nachgebildeten Leitung ab. Zur Nachbildung einer Leitung mit kleinem Leitungsquerschnitt benötigt man weniger Glieder, als dies zur Nachbildung einer Leitung mit größerem Querschnitt •der Fall ist.

Gemäß dem durch die Erfindung angegebenen Verfahren wird nun die durch die Stromverdrängung bedingte Frequenzabhängigkeit des im Übertragungsweg liegenden Widerstandes verringert, was zur Folge hat, daß die gegenseitige Beeinflussung von elektrischen Impulsen, die zeitlich versetzt über die gemeinsame Übertragungsleitung übertragen werden, ebenfalls verringert wird. Wie bereits angegeben, kann dies in verschiedener Weise durchgeführt werden. Zur Realisierung einer ersten Variante dient eine Anordnung, bei der die Frequenzabhängigkeit dadurch verringert ist, daß in die Übertragungsleitung mindestens ein Kompensationsglied eingefügt ist, das einen Widerstand hat, der sich mit der Frequenz entgegengesetzt wie der im Übertragungsweg liegende, von der Stromverdrängung hervorgerufene Widerstand ändert. Die Funktionsweise einer derartigen Anordnung wird an Hand des Ersatzschaltbildes gemäß F i g. 2 im einzelnen erläutert. Bei diesem

ao Ersatzschaltbild enthält die eine dargestellte Ader nicht nur die aus der Parallelschaltung einer Spule und eines ohmschen Widerstandes bestehenden LR- Glieder, sondern es sind hier auch noch die eingefügten Kompensationsglieder dargestellt, die aus der

as Parallelschaltung eines Kondensators und eines ohmschen Widerstandes bestehen. Jedem der LR-Glieder ist ein solches Kompensationsglied zugeordnet und zu diesem in Reihe geschaltet. So folgt auf das durch die Spule L1 und den ohmschen Widerstand R 1 gebildete Glied das durch den KondensatorCl und den ohmschen Widerstand IR gebildete Kompensationsglied, auf das das aus L2 und R2 bestehende Glied mit seinem aus C 2 und 2 R bestehenden Kompensationsglied folgt usw. Bei richtiger Dimensionierung der Schaltelemente eines Kompensationsgliedes kann man erreichen, daß die Wirkung der Frequenzabhängigkeit des zugehörigen Lii-Gliedes kompensiert wird. Der Gesamtwiderstand dieser beiden Glieder ist dann reell und frequenzunabhängig. Wie die Rechnung zeigt, ist die richtige Dimensionierung der Schaltelemente eines Kompensationsgliedes dann gegeben, wenn der zugehörige ohmsche Widerstand gleich groß ist wie der ohmsche Widerstand des betreffenden L_jR-Gliedes und wenn zwischen diesem ohmschen Widerstand R, der Induktivität L des LR-Gliedes und der Kapazität C des Kompensationsgliedes der Zusammenhang R — j/^ besteht. Es ist

dann offensichtlich auch = RC, d. h., die beiden R

Glieder haben die gleiche Zeitkonstante. Es sei noch bemerkt, daß die Kompensationsglieder bei der Übertragungsleitung nicht, wie dies im Ersatzschaltbild gemäß F i g. 2 gezeigt ist, über die ganze Übertragungsleitung verteilt sein müssen, sondern vielmehr auch am Anfang oder am Ende dieser Übertragungsleitung eingefügt sein können.

Es wird nun erläutert, wie beispielsweise die Größe der zu einem Kompensationsglied gehörenden Schaltelemente ermittelt werden kann. Dazu wird zunächst die zugehörige Zeitkonstante festgestellt. Dies geschieht nach Maßgabe der Verzerrung eines der Übertragungsleitung zugeführten rechteckigen Impulses. Die Verzerrung wird dabei aus der Abfallneigung eines bei Zuführung eines Stromimpulses am Leitungseingang sich ergebenden Spannungsimpulses bestimmt, wozu der Leitungseingang mit dem Wellenwiderstand der Leitung und der Lei-

tungsausgang durch einen Kurzschluß abgeschlossen werden. Dies wird im einzelnen an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert. In der Fig. 3 ist gezeigt, wie eine Übertragungsleitung zu betreiben ist, damit die Angaben zur Ermittlung der Kompensationsglieder erhalten werden können. Die Übertragungsleitung, die die Eingangsklemmen el und el und die Ausgangsklememn al und a2 aufweist, ist hier mit I bezeichnet. Sie kann entweder aus nur einer Leitungsader, nämlich der zwischen den Klemmen el und al verlaufenden Ader bestehen, wobei die Rückleitung über Erde erfolgt, oder aber zweiadrig ausgeführt sein, was durch die zwischen den Klemmen el und a2 gestrichelt gezeichnete zweite Leitungsader angedeutet ist. Der Eingang der Übertragungsleitung ist mit ihrem Wellenstand Z abgeschlossen und mit den Ausgangsklemmen des Generators G verbunden, der Rechteckimpulse konstanter Stromamplitude liefert. Die Ausgangsklemmen al und a2 der Übertragungsleitung sind kurzgeschlossen.

In der F i g. 4 ist nun der zeitliche Verlauf des vom Generator G an die Übertragungsleitung I gelieferten Stromes und der zeitliche Verlauf der zwischen den Eingangsklemmen el und e2 der Übertragungsleitung meßbaren Spannung dargestellt. Der Stromimpuls Pi, dessen Verlauf die F i g. 4 a zeigt, ist rechteckig und hat eine Impulsdauer, die hier mit T bezeichnet ist. Der infolge des Auftretens dieses Stromimpulses zwischen den Eingangsklemmen el und e2 meßbare Spannungsimpuls mit den beiden Teilen Plu und P2μ, dessen zeitlicher Verlauf in der Fig. 4b dargestellt ist, weicht dagegen von der Rechteckform erheblich ab. Zum Zeitpunkt t = 0 nimmt er eine maximale Amplitude an. Danach verringert sich seine Amplitude allmählich, was auf die Wirkung der im Zuge der Übertragungsleitung wirksamen Induktivitäten zurückzuführen ist. Ferner tritt zum Zeitpunkt t = 2 · ti ein zusätzliches sprunghaftes Absinken der Spannung auf, was darauf zurückzuführen ist, daß die zum Zeitpunkt ί = 0 in die Übertragungsleitung hineingeschickte Spannungswelle nach Reflexion am kurzgeschlossenen Ende sich der am Eingang anliegenden Spannung überlagert, und zwar wegen der Reflexion am Kurzschluß mit umgekehrter Polarität. Dies geschieht nach einer Zeit, die gleich der doppelten Laufzeit ti der Übertragungsleitung ist. Zum Zeitpunkt t = 2 · ti sinkt sie, wie nach den obigen Erläuterungen zu erwarten ist, weiter ab. Sie weist dabei eine Flanke mit endlicher Abfallneigung auf (s. Impulsteil Plw). Zum Zeitpunkt t — T setzt ein Ausschwingvorgang ein, der eine Abfallflanke mit derselben Abfallneigung aufweist (s. Impulsteil P 2 m). Dieser Ausschwingvorgang kommt dadurch zustande, daß zum Ende des zugeführten Rechteckimpulses Pi, also zum Zeitpunkt t—T, nur noch die reflektierte Spannungswelle vorhanden ist, deren Polarität umgekehrt zu der zum Zeitpunkt t = 0 in die Übertragungsleitung hineingeschickten Spannungswelle ist. Auch die Amplitude dieser Spannungswelle verringert sich wegen der Wirkung der wirksamen Induktivitäten laufend. Zum Zeitpunkt t = Τ+2-tl findet ähnlich wie beim Teilimpuls PIm ein zusätzliches sprunghaftes Absinken statt.

Aus diesen Abfallflanken sind nun, wie schon angegeben, die Zeitkonstanten zu bestimmen, die die einzufügenden Kompensationsglieder haben müssen. Zur Erläuterung, wie dies im einzelnen geschieht,

wird zunächst angenommen, daß die Abfallfianken_r abgesehen von den Sprüngen bei t = 2 · ti und t= T+2-ti, wie eine Exponentialfunktion absinken. Es kann dann die durch die Stromverdrängung bedingte Frequenzabhängigkeit des Widerstandes der Übertragungsleitung durch ein einziges Kompensationsglied kompensiert werden, wozu eine einzige Zeitkonstante zu ermitteln ist. Es möge dies an Hand der Abfallflanke des Teilimpulses P 2 μ des-Spannungsimpulses geschehen. Dazu wird zu zwei beliebigen Zeitpunkten im Verlaufe dieses Teilimpulses, beispielsweise zu den in der F i g. 2 eingetragenen Zeitpunkten ill und il2, die Größe der Spannung ermittelt, die hier mit Uli bzw. U12 bezeichnet ist. Wenn der Teilimpuls P2m nach einer Exponentialfunktion abnimmt, kann die Abhängigkeit dieser Spannungen von der Zeit durch folgende Gleichungen dargestellt werden:

_ ilL

Uli = UQe ^τ , tu

{712 = UOe" ^τ .

In diesen Gleichungen bedeutet UO die Amplitude des Teilimpulses P 2 m, die zum Zeitpunkt t = T auftritt, und τ die Zeitkonstante, die ermittelt werden soll. Nach Elimination von UO ergibt sich hieraus:

/12 - tll

U2

Wird die Zeitkonstante bei demselben Teilimpuls bei verschiedenen Abschnitten der Abfallflanke ermittelt, so zeigt es sich vielfach, daß die für sie erhaltenen Werte unterschiedlich sind. Es ist dann gleichsam die Abfallflanke aus einzelnen Kurvenzügen zusammengesetzt, die unterschiedlichen Exponentialfunktionen entsprechen. Dies weist darauf hin, daß zur Vertretung des durch die Stromverdrängung bedingten, im Übertragungsweg liegenden frequenzabhängigen Widerstandes im Ersatzschaltbild mehrere LÄ-Glieder vorzusehen sind. Dementsprechend müssen zur Verringerung der Frequenzabhängigkeit des Widerstandes mehrere Kompensationsglieder mit unterschiedlichen Zeitkonstanten in den Übertragungsweg eingefügt werden, deren Zeitkonstanten aus Abfallneigungen zu bestimmen sind, die bei hintereinanderliegenden Abschnitten des betreffenden Teilimpulses auftreten. Die oben erläuterte Bestimmung der Zeitkonstante aus der Abfallneigung des Teilimpulses P2w ist dann mehrmals an verschiedenen Abschnitten einer Abfallflanke vorzunehmen. Die Abschnitte sind dabei hinreichend klein zu wählen. Selbstverständlich dürfen diese Abschnitte keinen Spannungssprung einschließen. Wie aus der Fig. 4b zu ersehen ist, sind demgemäß zur Bestimmung einer weiteren Zeitkonstante zu den Zeitpunkteniwl und in2 die Spannungen Unl und Un2 zu messen.

Nachdem auf diese Weise die Zeitkonstanten von Kompensationsgliedern ermittelt sind, müssen die elektrischen Werte ihrer Komponenten selber bestimmt werden. Dies geschieht bei Erhaltung der zu-

gehörigen Zeitkonstante ζ. Β. durch Abgleich. Zunächst wird das abgleichbare Kompensationsglied in die Übertragungsleitung eingefügt. Dann werden seine Komponenten verändert, und es wird der durch die Abfallflanke des zugeführten Stromimpulses ausgelöste Ausschwingvorgang beobachtet, also der Teilimpuls P lu. Das Kompensationsglied ist abgeglichen, wenn die Abfallneigung der Abfallflanke so groß wie möglich geworden ist. Es ist dann bewirkt, daß sich die Spannung schnell dem Wert 0 nähert. Dies aber ist gerade erwünscht, denn ein schnelles Abfallen der Spannung des Ausschwingvorganges hat zur Folge, daß das Übergreifen vorhergehender Impulse auf nachfolgende Impulse verringert wird. Diese Verringerung macht sich auch bei der normalen Betriebsweise der Übertragungsleitung günstig bemerkbar. Es ist daher zweckmäßig, zur Bestimmung der Zeitkonstante und der Komponenten der Kompensationsglieder den Ausschwingvorgang auszunutzen.

Sollte es sich bei den gegebenen Eigenschaften der Übertragungsleitung oder aus anderen Gründen zeigen, daß die vorstehend beschriebene Ermittlung der elektrischen Werte der Komponenten der Kompensationsglieder auf Schwierigkeiten stößt, so läßt sich statt dessen das nachfolgend beschriebene Ermittlungsverfahren anwenden. Bei diesem Verfahren werden über die Übertragungsleitung die zu Verbindungskanälen eines Zeitmultiplexsystems gehörenden Impulsfolgen übertragen. Die zu übertragenden Impulse können hierbei auch eine andere Form als die Rechteckform haben, beispielsweise die Form von Sinushalbwellen. Die Übertragungsleitung wird dabei in dem für den Zeitmultiplexbetrieb normal vorgesehenen Zustand betrieben. In der F i g. 5 ist dargestellt, wie bei einer derartig betriebenen Übertragungsleitung das Nebensprechen, welches durch ein einer ersten Impulsfolge aufmoduliertes Nutzsignal hervorgerufen wird, zwischen den Impulsen verschiedener Impulsfolgen, die zu verschiedenen Verbindungskanälen gehören, mit einer bestimmten Zeitkonstante abnimmt. Die Nebensprechspannung, die dort mit Un bezeichnet ist und durch ein Nutzsignal hervorgerufen wird, das in dem Verbindungskanal Kl auftritt, sinkt nämlich mit zunehmendem Zeitabstand der den übrigen Verbindungskanälen K2, K3 usw. zugeordneten Impulsfolgen gemäß einer Exponentialfunktion ab. Diese Zeitabstände erschienen in der F i g. 5 als Abstände der dort angedeuteten Kanäle Kl, Kl usw. Die Bestimmung der elektrischen Werte der Komponenten der Kompensationsglieder erfolgt nun dadurch, daß durch Abgleich das Nebensprechen, welches jeweils durch Messung der Nebensprechspannung ermittelt wird, so klein wie möglich gemacht wird. Dazu wird der zum Verbindungskanal Kl gehörenden Impulsfolge ein Nutzsignal aufmoduliert, während die zu den übrigen Verbindungskanälen Kl, K3 usw. gehörenden Impulsfolgen, abgesehen vom Nebensprechen, unmoduliert bleiben. Ein abgleichbares Kompensationsglied wird in die Übertragungsleitung eingefügt und dann zunächst eine der Komponenten des Kompensationsgliedes, beispielsweise der Kondensator, so lange verändert, bis das Nebensprechen in einem benachbarten Verbindungskanal, beispielsweise dem Verbindungskanal Kl, so klein wie möglich gemacht ist. Danach wird durch Verändern der anderen Komponente des Kompensationsgliedes das Neben-

sprechen in dem Verbindungskanal K3 ebenfalls so klein wie möglich gemacht. Dieses Verkleinern des Nebensprechens in den beiden benachbarten Verbindungskanälen durch Verändern der einzelnen Komponenten des Kompensationsgliedes wird abwechselnd so lange fortgesetzt, bis eine weitere Verkleinerung in den beiden Verbindungskanälen Kl und K3 nicht mehr erzielbar ist. Das abgleichbare Kompensationsglied ist dann optimal eingestellt und

ίο kann durch ein festes Kompensationsglied, dessen Komponenten die gleichen Werte wie die eingestellten Werte haben, ersetzt werden. Im Falle der optimalen Dimensionierung des Kompensationsgliedes stimmt dessen Zeitkonstante mit derjenigen Zeitkonstante überein, gemäß der das Nebensprechen bei einer unkompensierten Übertragungsleitung zwischen den Impulsen verschiedener Impulsfolgen mit zunehmendem Zeitabstand abnimmt. Sollte es sich zeigen, daß sich durch das Einfügen eines einzigen derart be-

ao stimmten KompensationsgUedes das Nebensprechen in zeitlich weiter abliegenden weiteren Verbindungskanälen gegenüber dem unkompensierten Zustand der Übertragungsleitung nicht verringert hat, so müssen weitere Kompensationsglieder eingefügt werden.

Die Komponenten eines derartigen weiteren Kompensationsgliedes werden dadurch bestimmt, daß das für das erste Kompensationsglied beschriebene Verfahren der Abstimmung für die betreffenden weiteren Verbindungskanäle vorgenommen wird, beispielsweise für die Verbindungskanäle K 4 und K5. Die Zeitkonstanten dieser weiteren Kompensationsglieder weichen dann von der Zeitkonstante des ersten Kompensationsgliedes ab und stimmen jeweils mit derjenigen Zeitkonstante überein, die sich für das Abnehmen des Nebensprechens zwischen den betreffenden weiteren Verbindungskanälen bei der unkompensierten Übertragungsleitung ergibt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren erweist sich deswegen besonders zweckmäßig, weil zur Ermittlung der Komponenten der Kompensationsglieder Impulse mit derselben Impulsform verwendet werden, wie sie im Betrieb auftreten, und weil die Übertragungsleitung im normal vorgesehenen Zustand betrieben wird. Die mit Hilfe dieses Verfahrens ermittelten Ergebnisse sind daher auch für den normalen Betrieb sehr günstig.

Wie oben bereits angegeben, kann die durch die Stromverdrängung bedingte Frequenzabhängigkeit des Widerstandes im Übertragungsweg auch dadurch verringert werden, daß die Stromverdrängung selber verringert wird. Hierzu sind die diejenigen Bestimmungsgrößen der Übertragungsleitung, die die Größe der Stromverdrängung bestimmen, in einer die Stromverdrängung verringernden Weise zu ändern.

Dies kann dadurch geschehen, daß man den Adern der Übertragungsleitung einen besonders kleinen Durchmesser gibt. Falls die Übertragungsleitung dadurch einen zu großen ohmschen Widerstand erhalten sollte, ist es zweckmäßig, statt dessen die Adern der Übertragungsleitung in miteinander verdrillte Teiladern mit kleinem Durchmesser zu unterteilen. Ferner können die Adern der Übertragungsleitung mit einer besonders gut leitenden Außenschicht versehen werden. Jede dieser Maßnahmen zur Verringerung der Stromverdrängung hat zur Folge, daß die gegenseitige Beeinflussung benachbarter elektrischer Impulse verringert wird. Alle Maßnahmen können gemeinsam angewendet werden.

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Claims (13)

Patentansprüche:

1. Multiplexschiene für ein ZeitmuItiplex-Vermittlungssystem zur Übertragung von Abtastproben in Form von zeitlich gegeneinander versetzten elektrischen Stromimpulsen, die zu Verbindungskanälen gehörende Impulsfolgen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß sie kürzer ist als die sich aus der zeitlichen Dauer und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit ergebende Breite der ihr zugeführten Impulse und daß die durch die Stromverdrängung bedingte Frequenzabhängigkeit des im Übertragungswege liegenden Widerstandes in an sich bekannter Weise verringert ist.

2. Multiplexschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Kompensationsglied umfaßt, das einen Widerstand hat, der sich mit der Frequenz entgegengesetzt wie der im Übertragungsweg liegende, von der Stromverdrängung hervorgerufene Widerstand ändert.

3. Multiplexschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsglied jeweils aus der Parallelschaltung eines Kondensators (Cl... C η in Fig. 2) und eines ohmschen Widerstandes (1R... nR in Fig. 2) besteht, deren Zeitkonstante nach Maßgabe der Verzerrung eines ihr zugeführten rechteckigen Impulses (Pi in F i g. 4) bemessen ist.

4. Verfahren zur Bestimmung der Verzerrung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrung des zugeführten Rechteckimpulses aus der Abfallneigung eines sich bei Zuführen eines Stromimpulses (Pz) am Eingang der MuItiplexschiene ergebenden Spannungsimpulses (PIκ, Ρ2ιί) bestimmt wird, wozu der Eingang der Multiplexschiene (el, el) mit dem Wellenwiderstand (Z) der Multiplexschiene und der Ausgang der Multiplexschiene (al, a2) durch einen Kurzschluß abgeschlossen werden.

5. Multiplexschiene mit nach Anspruch 4 ermitteltem Wert der Zeitkonstanten eines Kompensationsgliedes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Kompensationsglieder (Cl, lR...Cn, nR) mit unterschiedichen Zeitkonstanten umfaßt, deren Zeitkonstanten für Abfallneigungen bestimmt sind, die zu hintereinanderliegenden Abschnitten (ill, fl2 ... tnl, tnl) des Spannungsimpulses (PI«, P2u) auftreten.

6. Verfahren zur Bestimmung der Kompensationsglieder nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Werte (Kapazität, ohmscher Widerstand) der Komponenten eines Kompensationsgliedes (Cl, IR... Cn, nR) bei Erhaltung der zugehörigen Zeitkonstante

durch Abgleich bestimmt werden, wobei jeweils die Abfallneigung des durch die Abfallflanke des zugeführten Stromimpulses (Pi) ausgelösten Ausschwingvorganges (P2ü) so groß wie möglich gemacht wird.

7. Multiplexschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kompensationsglied jeweils aus der Parallelschaltung eines Kondensators (Cl... C η in Fig. 2) und eines ohmschen Widerstandes (Ii? ... ηR in Fig. 2) besteht, deren Zeitkonstante mit derjenigen Zeitkonstante übereinstimmt, gemäß der das Nebensprechen zwischen den Impulsen verschiedener Impulsfolgen mit deren zunehmendem Zeitabstand abnimmt.

8. Multiplexschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kompensationsglieder (Cl, lR...Cn, nR) mit unterschiedlichen Zeitkonstanten eingefügt sind, deren Zeitkonstanten mit denjenigen Zeitkonstanten übereinstimmen, die sich für das Abnehmen des Nebensprechens zwischen verschiedenen zeitlich benachbarten Impulsfolgen ergeben.

9. Verfahren zur Bestimmung der Kompensationsglieder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Werte (Kapazität, ohmscher Widerstand) der Komponenten der Kompensationsglieder (Cl, lR...Cn, nR) durch Abgleich bestimmt werden, wobei jeweils das Nebensprechen zwischen den Impulsfolgen so klein wie möglich gemacht wird.

10. Multiplexschiene nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen ihrer Bestimmungsgrößen, die die Größe der Stromverdrängung bestimmen, in einer die Stromverdrängung verringernden Weise geändert sind.

11. Multiplexschiene nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen besonders kleinen Durchmesser hat.

12. Multiplexschiene nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie in miteinander verdrillte Teiladern unterteilt ist.

13. Multiplexschiene nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer besonders gut leitenden Außenschicht versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 006 472, 124;
französische Patentschrift Nr. 803 723; V i 1 b e r g, »Lehrbuch der Hochfrequenztechnik«, 1945, S. 149 und 150;

»NTZ«, 1963, H. 10, S. 510.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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