-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für ein
Übertragungssystem mit Pulsmodulation, insbesondere unter Verwendung von Impulsen
konstanter Amplitude, bei dem zwischen den beiden Endstellen aktive Zwischenstellen,
wie Regeneratoren, vorgesehen sind.
-
Übertragungssysteme dieser Art sind vor allem Pulscodemodulationssysteme,
bei denen zur Verhinderung einer gegenseitigen Störung der in beiden Richtungen
zu übertragenden Zeichen getrennte Übertragungswege vorgesehen sind. Beispielsweise
verwendet man für jeden der beiden getrennten Übertragungswege je eine erdsymmetrische
Doppelleitung. Diese Ausführungsform bietet den zusätzlichen Vorteil, daß durch
Einfügung eines Phantomkreises in an sich für die Fernsprechtechnik bekannter Art
eine Fernspeisung der einzelnen aktiven Zwischenstellen vorgenommen werden kann.
In den aktiven Zwischenstellen solcher Pulsmodulationssysteme muß nämlich jeweils
nach einer bestimmten Leitungslänge das in der Zwischenstelle ankommende Signal
regeneriert werden. Diese aktiven Zwischenstellen bedürfen wegen der bedingten Lebensdauer
ihrer einzelnen Schaltelemente einer Überwachungsschaltung, die naturgemäß bei derartigen
Systemen eine gewisse Schwierigkeit bereiten, weil die Anzahl der zu überwachenden
Zwischenstellen im Regelfalle groß ist und die Anordnung vieler getrennter Überwachungsleitungen
einen sehr hohen Aufwand erfordern würde. Ähnliche Probleme können auch bei einem
System mit Pulsmodulation, vor allem Pulsphasenmodulation, auftreten. Derartige
Systeme sind an sich allgemein bekannt. Auch bei diesen Systemen ist es in manchen
Fällen erforderlich, eine größere Anzahl unbemannter aktiver Zwischenstellen einzuschalten.
Es ist bei allen diesen Systemen zusätzlich zu beachten, daß gegebenenfalls eine
Fernumschaltung bei Ausfall einzelner aktiver Zwischenstellen auf Ersatzzwischenstellen
in einfacher Weise vorgenommen werden soll; denn die Zwischenstellen werden unter
Umständen in entsprechenden Gehäusen im Zuge der verlegten Leitungsverbindung ebenfalls
im Erdboden angeordnet und sind somit nicht ohne weiteres zugänglich. Häufig ist
es auch so, daß eine bereits vorhandene Vierdrahtstrecke nachträglich auf ein solches
System mit Pulsmodulation umzustellen ist und somit besondere Leitungsadern für
Überwachungszwecke nicht oder in nur unzureichendem Maße zur Verfügung stehen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf
dem es möglich ist, die zusätzliche Kanalkapazität für die Überwachung der einzelnen
aktiven Zwischenstellen in besonders einfacher Weise zu schaffen, zugleich mit einem
sehr hohen Maß an Zuverlässigkeit, so daß Umschaltungen oder Ausfallmeldungen nur
dann veranlaßt werden, wenn wirklich eine der aktiven Zwischenstellen ausgefallen
ist.
-
Bei einer Überwachungseinrichtung für ein Übertragungssystem mit Pulsmodulation,
insbesondere unter Verwendung von Impulsen konstanter Amplitude, bei dem zwischen
den beiden Endstellen aktive Zwischenstellen, wie Regeneratoren, vorgesehen sind,
wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die Gesamtheit folgender Merkmale gelöst:
a) In der einzelnen aktiven Zwischenstelle ist ein Oszillator vorgesehen, dessen
Schwingfrequenz außerhalb des Frequenzspektrums der zu übertragenden Pulsmodulation
liegt; b) dieser Oszillator ist mit einer Schwingsperre versehen, die den Oszillator
dann sperrt, wenn die Ausgangsimpulsfolge vom vorgeschriebenen Wert unzulässig abweicht;
c) dieser Oszillator ist über einen unter Ausnutzung der bereits bestehenden Verbindung
gebildeten gesonderten Übertragungsweg mit wenigstens einer der beiden Endstellen
verbunden; d) in der Endstelle ist eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen, die
das Fehlen der für die einzelne aktive Zwischenstelle charakteristischen Oszillatorschwingung
in der Endstelle kenntlich macht. Bekannt ist ein Überwachungssystem für Nachrichtenübertragungssysteme,
insbesondere für Seekabclsysteme mit Endämtern und mit Zwischenverstärkerstationen
zwischen den Endämtern, vorzugsweise mit einer Vielzahl von Zwischenverstärkerstationen,
bei dem im sendenden Endamt und in den einzelnen Zwischenverstärkerstationen ständig
oder während der Dauer einer Überprüfung des Nachrichtenübertragungssystems voneinander
verschiedene Überwachungsfrequenzen erzeugt und dem Nachrichtenübertragungssystem
zugeführt werden und bei dem in den Endämtern Einrichtungen zur Auswertung des Pegels
der im Endamt empfangenen Überwachungsfrequenzen vorhanden sind. Bei diesem Überwachungssystem
erfolgt die Prüfung in der Endstelle, während bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung
jede Zwischenstelle für sich prüft und nur das Ergebnis in die Endstelle übermittelt,
und zwar mittels eines Oszillators mit Schwingsperre.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
liegt die Schwingfrequenz des Oszillators wesentlich unterhalb des Frequenzspektrums
der zu übertragenden Pulsmodulation.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Übertragungssystems bestehen unter
anderem darin, daß bei einer Vierdrahtausführung des Übertragungsweges ein in an
sich bekannter Weise gebildeter Phantomkreis als gesonderter Übertragungsweg für
die Verbindung des einzelnen Oszillators mit der jeweiligen Endstelle vorgesehen
ist. Dieser Phantomkreis kann zugleich als Fernspeisungskreis für den Oszillator
und vorzugsweise zugleich für die einzelne aktive Zwischenstelle vorgesehen werden.
Ein einzelner Oszillator kann den beiden aktiven übertragungsvierpolen beider Übertragungseinrichtungen
des Vierdrahtsystems in der einzelnen aktiven Zwischenstelle gemeinsam zugeordnet
werden.
-
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist auch bei einem Einwegübertragungssystem
anwendbar. Hierfür empfiehlt es sich, entweder dieses erdsymmetrisch auszuführen
und als gesonderten Übertragungsweg einen Phantomkreis unter Ausnutzung des Erdpotentials
für die Verbindung des einzelnen Oszillators mit der jeweiligen Endstelle vorzusehen
oder bei erdsymmetrischer Ausführung des Einwegübertragungssystems die einzelne
aktive Zwischenstelle jeweils durch Vor- und Nachschaltung von Umgehungsweichen
in zwei getrennte Übertragungswege aufzuspalten, von denen vorzugsweise der wesentlich
frequenztiefere
mit dem der aktiven Zwischenstelle zugehörigen einzelnen Oszillator verbunden ist.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen in folgendem:
An einen niederohmigen Ausgang der aktiven Zwischenstelle ist nur wechselspannungsmäßig
eine in ihrem Eingang demgegenüber hochohmige Gleichrichteranordnung angeschaltet,
und die Ausgangsgleichspannung dieser Gleichrichteranordnung ist zur Einschaltung
des einzelnen Oszillators vorgesehen. Hat die aktive Zwischenstelle einen Regenerator,
der seine Ausgangsimpulsfolge von einer frequenzregelbaren frei schwingenden Grundschwingungsquelle
ableitet, deren Frequenz nach der Impulsfolgefrequenz des Eingangssignals über die
in der Zwischenstelle abgeleitete Regelgröße laufend nachgestellt wird, so empfiehlt
es sich, in der Zwischenstelle eine Kontrollschaltung vorzusehen, die dann den einzelnen
Oszillator außer Betrieb setzt, wenn die Regelgröße außerhalb des durch einen Mindestwert
und/oder einen Höchstwert bestimmten Wertintervalls liegt. In der einzelnen Endstelle
können als Überwachungseinrichtungen vorteilhaft selektive Pegelmesser vorgesehen
werden, denen gegebenenfalls Umschalte-und/oder Alarmeinrichtungen an sich bekannter
Art zugeordnet sind.
-
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
-
In der Zeichnung, die der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung dient, zeigt F i g. 1 die Anwendung der Erfindung bei einem Vierdrahtübertragungssystem,
das mit Pulscodemodulation arbeitet, F i g. 2 ein detailliertes Stromlaufbild einer
vorteilhaften Oszillatorschaltung zusammen mit den zugehörigen Steuer- und Kontrollschaltungen,
F i g. 3 eine vorteilhafte Variante für eine Steuerschaltung des einzelnen Oszilltors
und F i g. 4 ein Schemabild eines Regenerators für ein Pulscodemodulationssystem,
bei dem eine Überwachung der Regelgröße im Sinne der nachstehenden Ausführungen
angewendet werden kann, F i g. 5 ein Einwegübertragungssystem, bei dem die Lehre
nach der Erfindung anwendbar ist unter Verwendung eines Phantomkreises unter Ausnutzung
des Erdpotentials und F i g. 6 ein Einwegübertragungssystem, bei dem unmittelbar
die übertragungssystemadern einer Doppelleitung zugleich für die Anwendung der Lehre
nach der Erfindung mit verwendet werden.
-
Die F i g. 1 zeigt ein Vierdrahtübertragungssystem mit den beiden
Doppelleitungen a, b der Hin- und der Rückrichtung. Die beiden Übertragungsrichtungen
sind in der F i g. 1 durch Pfeile innerhalb der Doppelleitungen, die nur gestrichelt
angedeutet sind, eingetragen. Von der in der Zeichnung links oben gelegenen Endstelle
E geht beispielsweise ein Pulscodemodulationssignal über den einer Phantomkreisbildung
dienenden Ausgangsübertrager PTa auf die Doppelleitung a, b zu dem ersten
Regenerator R 1. Das in der Gegenrichtung ankommende Pulscodemodulationssignal wird
über den ebenfalls der Phantomkreisbildung dienenden Eingangsübertrager PTe der
Endstelle E zugeführt. Der Phantomkreis, der mittels der erwähnten beiden Übertrager
der Endstelle gebildet wird, dient der Fernspeisung. Zu diesem Zweck ist die Speisungsbatterie
Us an die Anzapfung der beiden Transformatoren angeschaltet. In die Zuführungsleitung
von der Speisespannungsquelle Us zu den beiden Phantornübertragern ist ein Auskopplungstransformator
Te eingeschaltet, an den ein als Überwachungseinrichtung dienender selektiver Pegelmesser
PM angeschaltet ist. Der Gleichstromwiderstand der im Speisestromkreis liegenden
Wicklung dieses Übertragers ist sehr gering, während der Wechselstromwiderstand
zur Auskopplung des von einem der Regeneratoren zu empfangenden Signals demgegenüber
hochohmig ist. In der aktiven Zwischenstelle, die die beiden Regeneratoren R 1 und
R 1' der beiden Übertragungseinrichtungen enthält, sind die eingangsseitigen und
ausgangsseitigen Doppelleitungen mit den Adern a, b jeweils über Phantomübertrager
PT 1 e, PT 1 a bzw. PT 1'e, PT1'a mit den Regeneratoren zusammengeschaltet.
Gleichartige Regeneratoren sind in regelmäßigen Leitungsabständen in den Übertragungsweg
der einzelnen Richtung eingeschaltet angenommen. Es ist lediglich schematisch noch
die aktive Zwischenstelle mit den Regeneratoren Rn bzw. RH' aus übersichtlichkeitsgründen
dargestellt.
-
Für die Regeneratoren ist angenommen, daß sie ständig eine Ausgangsimpulsfolge
abgeben. Bei Pulscodemodulationssystemen ist dies praktisch immer gegeben, und zwar
aus folgendem Grund: Bei Pulscodemodulation wird der angelieferte Signalwechselstrom
mit einer Gleichspannung überlagert, deren Wert wenigstens so groß ist wie die maximale
Wechselspannungsamplitude. Dieses Signalgemisch wird dann in regelmäßigen Zeitabständen
hinsichtlich des jeweils vorhandenen Amplitudenwertes abgetastet, und diese Amplitudenwerte
werden zeitlich nacheinander in einzelne Codesignale umgesetzt. Fehlt das die Information
beinhaltende Wechselstrornsignal, so ist immer noch der Gleichspannungswert vorhanden,
der dann zur Folge hat, daß während dieser Zeit unveränderte Codekombinationen übertragen
werden. Es ist also, bezogen auf die aktive Zwischenstelle mit den Regeneratoren
R 1 bzw. R 1' stets bei ordnungsgemäß arbeitenden Regeneratoren so, daß auf der
ausgangsseitigen Wicklung des Phantomübertragers PT 1 a bzw. PT
1'a eine Impulsfolge vorhanden ist, und zwar unabhängig davon, ob ein Wechselspannungssignal
übertragen wird oder nicht. Diese ausgangsseitige Impulsfolge wird mittels einer
Auswerteschaltung 01 ausgewertet. Die Schaltung Ü 1 gibt, solange das vorgeschriebene
Ausgangssignal bei dem einzelnen Übertrager vorhanden ist, eine Steuerspannung ab,
die einen der aktiven Zwischenstelle zugeordneten einzelnen Oszillator 0s 1 einschaltet.
Die Ausbildung ist so getroffen, daß bei Fehlen dieser besonderen Einschaltspannung
der Oszillator im Betrieb aussetzt. Der Oszillator 0s 1 erzeuge eine Wechselspannung
mit der Schwingfrequenz f 1. Diese Schwingfrequenz f 1 wird über einen
Ausgangstransformator T 1 in den Phantomkreis eingespeist, und zwar in die Primärwicklung
des eingangsseitigen Übertragers PT 1 e und in die Sekundärwicklung des Übertragers
PT 1 a. Da über die Phantomkreisschleife beim Ausführungsbeispiel der Erfindung
zugleich die Fernspeisung erfolgt, die dort als Serienspeisung ausgebildet ist,
bei der die an einer Zenerdiode SZ1 abfallende Spannung für die einzelne aktive
Zwischenstelle abgenommen wird, ist für die Frequenz. f 1 des einzelnen Oszillators
ein Überbrückungskondensator an der Gleichspannungsabnahmestelle vorgesehen. Dieser
überbrückungskondensator
ist mit C 1 bezeichnet. In gleichartiger
Weise wird von dem Ausgang des Regenerators R 1' der Rückrichtung das Ausgangssignal
abgenommen und mittels einer Überwachungseinrichtung Ü1' zur Ableitung eines weiteren
Einschaltsignals benutzt. Die Ausbildung der beiden Überwachungsschaltungen
01 und Ü1' ist dabei derart, daß der Oszillator Osl schon dann aussetzt;
wenn nur eine der beiden Überwachungsschaltungen keine Einschaltspannung für den
Oszillator mehr abgibt. Der Kondensator C 1 kann mit Vorteil, zugleich als Siebkondensator
des Fernspeisungsanschlusses dienend, bemessen werden.
-
Die F i g. 2 zeigt ein detailliertes Stromlaufbild für die Überwachungsschaltungen
Ü1, ü1', den Oszillator Ost und eine weitere Überwachungsschaltung, die dazu dient,
festzustellen, ob die vom Regenerator R1 bzw. R1' abgegebene Impulsfolge, bezogen
auf den Ausgang des einzelnen Regenerators, frequenzmäßig den richtigen Wert hat.
Diese weitere Überwachungsschaltung ist mit üf bezeichnet.
-
In der F i g. 2 ist mit x der Eingang der Überwachungsschaltung Ü
1 bezeichnet, der in der F i g.1 dem Regenerator R 1 zugeordnet ist. Zum
besseren Verständnis ist in der F i g. 1 deshalb auch die Stelle x mit eingezeichnet.
Die entsprechende Speisungsstelle für die Überwachungsschaltung Ü1' ist mit y bezeichnet
und ebenfalls in der F i g. 1 mit eingetragen. Die Oszillatorschaltung für den einzelnen
Oszillator besteht aus einem Multivibrator mit zwei Transistoren. Zu jedem der beiden
Transistoren liegt gleichstrommäßig parallel ein weiterer Transistor, der der einzelnen
Überwachungsschaltung Ü1 bzw. Ü1' zugehört. Die Wirkungsweise dieser beiden, den
Überwachungsschaltungen zugehörigen Transistoren ist derart, daß bei korrektem Eingangssignal
an den Stellen x und y jeder der beiden in Rede stehenden Transistoren hochohn-iig
ist und somit die Oszillatorschaltung frei schwingen kann. Fehlt dagegen beispielsweise
das Eingangssignal an den Klemmen x, so soll der der Überwachungsschaltung
01 zugeordnete . Transistor in den leitenden Zustand gesteuert werden und
die Kollektor-Emitter-Strecke des ihm zugeordneten Transistors der Oszillatorschaltung
niederohmig überbrücken. Dieser Schaltvorgang wird beim Ausführungsbeispiel der
F i g. 2 dadurch er- , reicht, daß die Basis des Transistors der Überwachungsschaltung
Ü 1 einerseits über einen Widerstand relativ großen Widerstandswertes, z. B. 15
kOhm, auf dem Pluspotential von beispielsweise 6 V gegenüber dem gemeinsamen Bezugspotential
gehalten wird, auf dem der Emitter dieses Transistors liegt, der ein npn-Transistor
ist. Die Ausgangsimpulsfolge; die an der Stelle x anliegt, wird über einen entsprechend
gepolten Gleichrichter gleichgerichtet, so daß an einem Querkondensator eine Gleichspannung
steht, die die positive Vorspannung über den zum Pluspol der Betriebsspannungsquelle
führenden Widerstand so weit aufhebt, daß die Basis dieses Transistors wenigstens
auf Emitterpotential oder noch etwas negativer als dieses liegt. Damit ist, solange
an x ein Eingangssignal liegt, der Transistor der überwachungsschaltung Ü1 mit Sicherheit
gesperrt. Fällt dagegen das Eingangssignal bei x aus, so überwiegt die positive
Vorspannung der Basis dieses Transistors, und der Transistor schaltet durch, wobei
er die Kollektor-Emitter-Strecke des zugehörigen Transistors in der Oszillatorschaltung
Ost kurzschließt. Dadurch -wird die Selbsterregung dieses multivibratorartigen
Oszillators aufgehoben. Er gibt über den Ausgangsübertrager T1 keine Schwingung
mehr ab. Analog arbeitet die Überwachungsschaltung Ü1' mit ihrem Eingang y.
-
Die gezeigte Oszillatorschaltung hat noch einen besonderen Vorteil
insofern, als sie wegen der Gegentaktausbildung neben der Grundfrequenz nur ungeradzahlige
Harmonische an den Ausgangstransformator T1 und den daran angeschlossenen Verbraucher
bzw. den Phantomkreis abgibt. Es ist daher mit relativ einfachen Mitteln möglich,
den Oberwellengehalt dieses Oszillators in einem vernachlässigbar geringem Umfang
zu halten. Wesentlich ist aber, daß diese Schwingfrequenz f1 des Oszillators Ost
für jede aktive Zwischenstelle in ihrem Frequenzwert anders gewählt ist, weil dann
in der Endstelle über eine entsprechende Anzahl von frequenzselektiven Pegelmessern
die einzelnen Oszillatoren hinsichtlich ihres Schwingzustandes überwacht werden
können. Fällt einer der Oszillatoren aus, d. h. wird er wegen fehlenden Steuersignals
abgeschaltet, so gibt der zugehörige Pegelmesser in der jeweiligen Endstelle kein
Ausgangssignal mehr und signalisiert so die Störung in der betreffenden aktiven
Zwischenstelle.
-
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist beim Ausführungsbeispiel der F
i g.1 und 2 außerdem noch eine Überwachung. der Ausgangsfrequenz des einzelnen Regenerators
vorgesehen.
-
Zum besseren Verständnis ist in der F i g. 4 ein Regenerator in Schemabild
gezeigt, der aus einer ankommenden Impulsfolge eine neue Impulsfolge ableitet, die
in ihrer Form genau dem vorgeschriebenen Wert entspricht. Der Regenerator enthält
eingangsseitig zunächst eine Entzerrerschaltung 1, die die Eingangsimpulse hinsichtlich
der Leitungsverzerrungen korrigiert und dann in entzerrter Form einem Verstärker
2 zuführt. Auf den Verstärker folgt im Übertragungsweg ein elektronischer Schalter
3, an dessen Ausgang sich ein Ausgangsimpulsformer 4
anschließt, der die Ausgangsimpulsfolge
vorgeschriebener Form und vorgeschriebenen Wertes an die a-b-Ader in Übertragungsrichtung
abgibt. Vom Ausgang des Verstärkers 2 wird weiterhin ein Teil seiner Ausgangsimpulsfolge
abgenommen und einem Phasenvergleicher 6 zugeführt. Dieser Phasenvergleicher 6 erhält
außerdem die Ausgangsschwingung eines frei schwingenden Oszillators 5, der über
zwei schematisch angedeutete Varaktor-Dioden in seiner Schwingfrequenz nachstellbar
ist. Dieser Oszillator 5 soll auf der vorgegebenen Folgefrequenz der einzelnen Pulse
schwingend zunächst angenommen werden. Er steuert den elektronischen Schalter 3
nach Art eines Koinzidenzgatters. Das bedeutet, daß im Ausgang des elektronischen
Schalters 3 nur dann ein Ausgangsimpuls vorhanden ist, wenn sowohl ein Eingangsimpuls
vom Ausgang des Verstärkers 2 her als auch ein Schaltimpuls vom Ausgang des Oszillators
5 her vorhanden sind. Damit diese Bedingung stets hinreichend gut erfüllt ist, muß
eine Nachregelschaltung für die Schwingfrequenz des Oszillators 5 vorgesehen werden.
Dies ist der erwähnte Phasenvergleicher 6, dessen Ausgang eine Regelgleichspannung
entnommen und den Varaktor-Dioden des Oszillators 5 zugeführt wird. Im Ausgang des
elektronischen Schalters ist somit eine Impulsfolge vorhanden, die zwar noch nicht
die vorgeschriebene Ausgangsimpulsform hat, die aber in ihrer Impulsanzahl und in
der zeitlichen Lage der Impulse genau
dem vorgeschriebenen Impulsrahmen
entspricht. In der Impulsformerstufe 4 wird diese von 3 abgegebene Impulsfolge in
die erforderliche Form gebracht. Die gesamte in der F i g. 4 dargestellte Anordnung
entspricht somit einem der Regeneratoren R 1 bzw. R 1'. Aus diesem Grunde ist an
den Ein- und Ausgangsanschlüssen des Regenerators noch angedeutet, wo die Phantomübertrager
PT 1 e bzw. PT 1 a angeschaltet sind. Lediglich aus übersichtlichkeitsgründen
wurden die einzelnen Anschlüsse nicht zweipolig dargestellt. Weicht bei dem aktiven
Regenerator nach der F i g. 4 die Frequenz des Oszillators 5 von der Impulsgrundfrequenz
des über a, b ankommenden Signals ab, so entsteht in der Regelspannungsleitung
die von 6 nach 5 führt, ein Gleichspannungsregelsignal, das je nach der Phasenbeziehung
zwischen dem Eingangssignal und dem Signal des Oszillators 5, d. h. ob Phasenvoreilung
oder Phasennacheilung gegeben ist, positiv oder negativ ist. Wenn die Abweichung
des Oszillators 5 in seiner Frequenz von der Grundfolgefrequenz des über
a, b ankommenden Signals zu sehr verschieden ist, dann würde wegen des elektronischen
Schalters 3 nur eine verstümmelte Ausgangsimpulsfolge abgegeben werden oder, mit
anderen Worten, der Regenerator nicht richtig arbeiten. Um diesen Betriebszustand
in gleichartiger Weise zu signalisieren, wird die Regelgleichspannung über Z von
6 abgenommen und in die Überwachungsschaltung üf in F i g. 2 eingespeist. Diese
Überwachungsschaltung üf gibt über die Leitung v und die durchgeschaltete Bezugspotentialleitung
an den Transistor der Überwachungsschaltung ü1' bzw. dessen Basisanschluß eine Vorspannung
ab, die bei außerhalb eines bestimmten Potentialvalls liegendem Wert der Regelgleichspannung
im Anschlußpunkt Z den Transistor der Überwachungsschaltung Ü1' niederohmig steuert,
so daß dieser ebenfalls in diesem Schaltzustand, also bei außerhalb der Toleranz
liegender Schwingfrequenz des Oszillators 5, den einzelnen Oszillator Os 1 stillegt.
-
Die in der F i g. 2 gezeigte überwachungsschaltung üf zeichnet sich
durch einen besonders geringen Aufwand aus. Um das Verständnis einer solchen Überwachungsschaltung
einfacher zu gestalten, ist in der F i g. 3 eine Ausführung dieser überwachungs-Schaltung
gezeigt, bei der nicht eine Serienschaltung einzelner Transistoren, sondern lediglich
eine Parallelschaltung von Transistoren vorgesehen ist. An Hand dieser F i g. 3
soll daher zunächst die Wirkungsweise der Schaltung Uf erläutert werden. Über z
wird die Regelgleichspannung zwei Transistoren Ts 1,
Ts2 an der Basiselektrode
zugeführt, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines lediglich schematisch angedeuteten
Vorwiderstandes, um eine Überlastung der Basiselektroden mit Sicherheit zu vermeiden.
Der Transistor Ts 1 ist ein npn-Transistor, während der Transistor Ts
2 ein pnp-Transistor ist. Die Emitterelektrode von Tsl wird mittels eines
Spannungsteilers aus den Widerständen W l, W 2 auf positives Potential gegenüber
dem Bezugspotential, beispielsweise auf +4V gelegt, wenn die Betriebsspannung der
Schalter +6V gegenüber Bezugspotential ist. Analog wird die Emitterelektrode des
Transistors Ts 2 über die Widerstände W4, W 5 eines weiteren Spannungsteilers
negativ gegen den Pluspol der Betriebsspannungsquelle vorgespannt, in diesem Fall
auf nur -I-2 V gegenüber dem Bezugspotential 0 gelegt. Der Kollektorwiderstand des
Transistors Ts 1 ist der Widerstand W 3 und der Kollektorwiderstand des Transistors
Ts2 ist der Widerstand W6. Die Schaltung mit den Transistoren Ts 1 und Ts
2 hat damit folgende Eigenschaften: Liegt das Eingangssignal an Z zwischen
-I-2 und -I-4 V gegenüber dem Bezugspotential 0, so ist sowohl der Transistor Ts
1
gesperrt als auch der Transistor Ts2. Nimmt die Regelgleichspannung an den
Klemmen Z einen Wert außerhalb dieses Potentialintervalls an, beispielsweise einen
Wert von -I-5 V gegen Bezugspotential, so wird der Transistor Tsl durchgeschaltet,
weil sein Basispotential positiver als sein Emitterpotential ist. Umgekehrt schaltet
der Transistor Ts2 dann durch, wenn der Amplitudenwert des Regelspannungssignals
an den Klemmen Z niedriger als das Vorspannungspotential der Emitterelektrode des
Transistors Ts2, also unterhalb von -I-2 V, gegen das Bezugspotential 0 liegt. Die
Kollektorspannungen beider Transistoren werden nun gemeinsam ausgewertet. Hierzu
dienen die Transistoren Ts 3 und Ts 4, von denen Ts 3 ein pnp-Transistor
und Ts 4 ein npn-Transistor ist. Ts 3 liegt mit dem Emitteranschluß auf dem
Plus-Bezugspotential, während Ts 4 mit dem Kollektor auf dem Plus-Potential
liegt. Der Kollektor von Ts 3 und der Emitter von Ts 4 sind miteinander
verbunden und über einen gemeinsamen Arbeitswiderstand W 7 auf Bezugspotential 0
gelegt. Die Leitung V dieser Schaltung entspricht unmittelbar dem Anschlußpunkt
V in F i g. 2. So lange keiner der beiden Transistoren Tsl bzw. Ts2 leitend ist,
sind die Transistoren Ts3 und Ts4 gesperrt. Damit führt der Anschlußpunkt V ein
Potential, das unmittelbar dem Bezugspotential 0 entspricht, weil durch den Widerstand
W 7 kein Strom fließt. Wird dagegen Ts 1 oder Ts 2 leitend, so wird
auch der zugehörige Transistor Ts 3 oder Ts 4 leitend, und das Potential
am Anschlußpunkt V wandert vom Bezugspotential 0 auf einen demgegenüber positiven
Potentialwert. Das hätte, bezogen auf F i g. 2 der Zeichnungen, ein Durchschalten
des Transistors der überwachungsschaltung Ü1' zur Folge.
-
Die Überwachungsschaltung Üf in F i g. 2 arbeitet hierzu analog. Es
ist lediglich durch die Verwendung eines gemeinsamen Spannungsteilers für zwei Transitoren
erreicht, daß Widerstände und ein Transistor eingespart werden. Der in der F i g.
2 unten gelegene Transistor der Überwachungsschaltung Of bestimmt den unteren Pegel,
den die Frequenzregelspannung an den Anschlußklemmen Z haben muß. Der darüber befindliche
Transistor bestimmt den oberen Pegel, den die Frequenzregelspannung an den Klemmen
Z nicht überschreiten darf. Der weitere Transistor, der mit seiner Basis an einen
Spannungsteiler im Kollektorkreis des Transistors für Umax angeschaltet ist, hat
lediglich die Aufgabe der Invertierung der Potentialänderung.
-
Normalerweise gibt ein Phasendiskriminator, so wie er in der F i g.
4 mit 6 bezeichnet ist, je nach der Art der Phasenlage, ob Voreilung oder Nacheilung
der einen gegen die andere Signalschwingung gegeben ist, eine positive oder negative
Ausgangsgleichspannung ab. Da die Schaltungen nach den F i g. 2 und 3 in der Überwachungsschaltung
Of nur positive und durch entsprechende Umkehr des Polaritätstyps der einzelnen
Transistoren nur negative Spannungsintervalle ausnutzen kann, ist es lediglich noch
erforderlich, der Ausgangsgleichspannung des Phasenvergleichers 6 eine Gleichspannung
entsprechend
liohen konstanten Amplitudenwertes zu überlagern;
sö daß auch bei großer Phasenablage die Polarität der Regelgleichspannung an dem
A.nschlußklemmenpaar Z nicht geändert wird. Dies hat den weiteren Vorteil, daß dann
diese Regelgleichspannung, die nur ein bestimmtes Potentialintervall im Sinne gleichartiger
Polarität durchläuft, unmittelbar zur Steuerung der Varaktordioden bzw. Kapazitätsdioden
des Oszillators S verwendet werden kann, denn deren Kapazitätswert kann nur durch
Vorspannung im Sperrbereich der einzelnen Diode entsprechend variiert werden. Diese
Dioden dienen mit ihrer Kapazitätsänderung zur Beeinflussung der Schwingfrequenz
des Oszillators 5. Die Gleichspannungsquelle ist in der F i g. 4 gestrichelt eingezeichnet.
-
_ Die F i g., 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur eine Richtung
als Übertragungsrichtung vorgesehen ist und der Rückweg entsprechend der F i g..1
fehlt. Es ist in diesem Fall eine symmetrische Doppelleitung mit den Adern, a, b
vorgesehen. In diesem Fall kann eine Pharitombildung gegen Bezugspotential, beim
Ausführungsbeispiel gegen Erdpotential, mittels entsprechender- Phantomübertrager
PTA bzw. PTE vorgenommen werden. In der aktiven Zwischenstelle, die
in diesem Fall nur den RegeneratorR1 enthält, ist daher in dieser Hinsicht alles
insoweit gleichartig zu dem kegenerator R 1 nach F i g. 1. Lediglich die Speisung
mit Betriebsspannungen ist in der F i g. 5 offengela@sen. Es _ könnte an sich auch
über die ]Erdschleife eine Gleichspannungsfernspeisung angewendet werden. Beim Ausführungsbeispiel
ist jedoch angenommen, daß die Betriebsspannung entweder über die beiden, Adern
a, b und durch nicht dargestellte 9leichstromauftrennung mittels Kondensatoren
zugeführt oder eine Lokalbatterie an der Stelle der aktiven Zwischenstelle angenommen
wird. Im übrigen sind die Bezeichnungen zu der F i g.-1 gleichartig gewählt. Über
den Phantomkreis läuft das Signal f 1 bzw. f n des einzelnen Oszillators
Osl bzw. Osn zu der Endstelle »Senden« zurück und wird dort beispielsweise
mittels einer entsprechenden Anzahl frequenzselektiver Pegelmesser PM ausgewertet.
Zu berücksichtigen ist, daß die Phantomschleife in der in Übertragungsrichtung für
das eigentliche Signal letzten zu überwachenden aktiven Zwischenstelle gegen das
Bezugspotential geschlossen wird. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 5 ist dies die
aktive Zwischenstelle mit dem Regenerator Rn. Die gegebenenfalls in Übertragungsrichtung
weiteren aktiven Zwischenstellen könnten dann beispielsweise auch von der Endstelle
»Empfang«, die beim Ausführungsbeispiel der F i g. 5 aus Gründen der übersichtlichkeit
nicht dargestellt ist, her überwacht werden, und zwar in genau gleichartiger Weise.
-
In der F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei
dem eine Übertragung. ebenfalls nur in einer Richtung vorgesehen ist. In diesem
Fall ist bewußt auf eine Ehantombildung verzichtet. Vielmehr wird der einzelne Regenerator,
z. B. der Regenerator R l, mit einer Umgehungsweiche versehen. Diese Umgehungsweiche
besteht jeweils aus einem eingangsseitigen Hochpaß-Tiefpaß-Filter und einem ausgangsseitigen
Hochpaß-TiefpaßFtlter. Die Tiefpässe und die Hochpässe sind in der F i g. 6 jeweils
für den Tiefpaß mit TP und für den Hochpaß mit HP bezeichnet. Die frequenzmäßige
Abstimmung von TP bzw. HP ist -derart, daß HP die tiefsten Frequenzen
des zu übertragenden Pulsmodulationssignals gut durchläßt, während TP gerade noch
die frequenzmäßig wesentlich tiefer gelegenen Oszillatorschwingungen der einzelnen
Oszillatoren Os gut durchläßt. Durch die Umgehungsweiche wird in der einzelnen aktiven
Zwischenstelle eine Auftrennung in zwei getrennte Übertragungswege vorgenommen.
Kommt beispielsweise von dem rechts gelegenen Leitungsende her ein Signal eines
einzelnen Oszillators an, so breitet es sich über die beiden Tiefpässe der aktiven
Zwischenstelle zur Endstelle hin aus und wird dort über den Tiefpaß TP dem zugehörigen
frequenzselektiven Pegelmesser zugeführt. An Stelle von Phantomübertragern können
jetzt im Regenerator R 1 übliche Übertrager, nämlich ein Eingangsübertrager Te und
ein Ausgangsübertrager Ta vorgesehen werden. Die Überwachungseinrichtung Ü kann
gleichartig wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. ausgeführt werden,
desgleichen der einzelne Oszillator Os, der die charakteristische Frequenz
f für diese aktive Zwischenstelle abgibt. Diese charakteristische Frequenz bzw.
die Schwingung mit dieser Frequenz wird in den Umgehungszweig der aktiven Zwischenstelle
zwischen den beiden Tiefpässen TP eingespeist. Dadurch ist erreicht, daß die Schwingung
mit der charakteristischen Frequenz des einzelnen Oszillators Os sich nach
beiden Endstellen hin in dem Einwegübertragungssystem ausbreitet. Hinsichtlich der
Speisung der aktiven Zwischenstelle und der Überwachungseinrichtung und des Oszillators
gilt das bereits an Hand der F i g. 5 gesagte.
-
Bei Pulscodemodulationssystemen ist das übertragungsfrequenzspektrum
nach .tiefen Frequenzen hin begrenzt und erstreckt sich im Regelfall mit einem spektrummäßigen
Schwerpunkt, der etwas höher gelegen ist, bis zu relativ hohen Frequenzen hin.
-
Daher ist es besonders einfach, die Frequenzen der einzelnen Oszillatoren
Os in den unterhalb des Spektrums gelegenen - freien Frequenzbereich zu legen.
Beispielsweise können für ein 60-Kanal-Pulscodemodulationssystem die Frequenzen
der Oszillatoren Os im Bereich von einigen Kilohertz liegend gewählt werden,
weil bei einem Pulscodemodulationssystem dieser Art die tiefsten im Pulscodemodulationsübertragungsweg
liegenden Frequenzen bei etwa 100 kHz beginnen. Der Niederfrequenzbereich, der damit
für die Schwingfrequenzen der einzelnen Oszillatoren Os zur Verfügung steht,
gestattet daher, eine große Anzahl von Signalisierungsfrequenzen für die Überwachung
unterzubringen, deren jede einem der einzelnen Oszillatoren ganz spezifisch zugeordnet
ist und somit eine rasche Identifizierung eventuell gestörter aktiver Zwischenstellen
an einer der Endstellen oder einer bemannten Zwischenstelle, die wie eine Endstelle
wirkt, ermöglicht. Von wesentlichem Vorteil an dem erfindungsgemäßen System ist
weiterhin, daß die Überwachung der Zwischenstellen während des Betriebes der Strecke
zur Informationsübertragung gegeben ist, und zwar ohne daß diese Übertragung gestört
wird.