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Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem mit pilotgeregelten
Leitungsverstärkern mit mindestens einem Stellglied, das von einem ersten, im Pilotempfänger
umgewandelten, an seinem Ausgang abnehmbaren, zu einem im System mitübertragenen
Pilotsignal proportionalen Signal gesteuert ist und bei dem dem Ausgang des Pilotempfängers
ein zweites, ebenfalls vom Pilotsignal abgeleitetes Signal entnehmbar ist, welches
beim plötzlichen Absinken oder bei Ausfall des Pilotsignals den Stromweg des ersten
Signals für das Stellglied unwirksam macht und zugleich eine Ersatzspannung oder
einen Ersatzstrom an den Eingang der Regeleinrichtung legt.
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Bei Trägerfrequenzsystemen mit unterirdischen Transistorverstärkern
wird der Sendepegel durch Temperatursteuerung und in größeren Abständen durch pilotgeregelte
Verstärker konstant gehalten. Bei den meisten Pilotregelungsschaltungen besteht
ein integraler Zusammenhang zwischen Stellgröße und Regelabweichung, da in diesem
Fall die Regelung theoretisch keinen Restfehler hat. Außerdem bleibt das Stellglied
auf dem zuletzt geregelten Wert stehen, d. h., eine derartige Regelung hat ein sogenanntes
»Gedächtnis«. Eine proportional wirkende Regelung hat einen von der Auslenkung abhängigen
Restfehler und besitzt ohne zusätzlichen Aufwand kein »Gedächtnis«. Auf ein »Gedächtnis«
soll aber nicht verzichtet werden, da sonst bei plötzlich abfallendem Pilotpegel
oder Pilotausfall die Verstärkung auf den maximal möglichen Wert geregelt wird,
was zum übersteuern und Pfeifen der ganzen Verbindung führen kann.
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In bekannten Pegelregelungssystemen wird eine Motorregelung verwendet
mit einem fremdgeheizten Heißleiter im Gegenkopplungsweg des Verstärkers. Der Heizstrom
wird durch ein Potentiometer eingestellt, das von einem Zählmotor angetrieben wird.
Durch Festhalten der Motorstellung bei Ausfall des Pilottones ist das »Gedächtnis«
realisiert. Eine weitere Möglichkeit, das »Gedächtnis« mit mechanischem Regelglied
zu verwirklichen, bietet ein Schrittschaltwerk.
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In der deutschen Auslegeschrift 1051907 ist ein Nachrichtenübertragungssystem
mit Pegelregelung beschrieben, bei dem ein zusätzlich abgeleitetes Regelsignal bei
plötzlichem Pegelabfall den Stromweg des eigentlichen Regelsignals für das Stellglied
unwirksam macht. Außerdem ist ein Haltekreis vorgesehen, welcher für die Dauer eines
derartigen Pegelabfalls eine Ersatzspannung an den Eingang der Regeleinrichtung
legt und dadurch einen Mittelwert der Pegelregelung einstellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nachrichtenübertragungssystem der
eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Pilotregelung ohne mechanische Stellglieder
besitzt und das auch nach Ausfall des Pilotsignals eine Nachrichtenübertragung mit
hoher Qualität gewährleistet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Nachrichtenübertragungssystem gemäß
der Erfindung derart ausgebildet, daß die Ersatzspannung bzw. der Ersatzstrom direkt
oder indirekt von der Temperatur im oder in der Nähe des jeweiligen Leitungsverstärkers
gesteuert ist.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Aufgabe auch dadurch
gelöst werden, daß mindestens ein Stellglied bei plötzlichem Absinken oder bei Ausfall
des Pilotsignals von einer konstanten Ersatzgröße und mindestens ein weiteres Stellglied
von der Temperatur im Verstärker oder in der Nähe des Verstärkers gesteuert ist.
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Durch diese Maßnahmen erhält man an Stelle eines »Gedächtnisses« eine
zusätzliche Quasitemperatursteuerung, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen
Pilotpegels elektronisch eingeschaltet wird und das »Gedächtnis« am besten annähert.
Damit ist auch bei ausgefallenem Pilotsignal stets eine gute Regelung gewährleistet
und damit auch eine hohe Qualität der Nachrichtenübertragung mit dem Nachrichtenübertragungssystem
nach der Erfindung.
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Ferner erhält man eine Pilotregelung für Nachrichtenübertragungssysteme,
die vor allem für ferngespeiste Nachrichtenübertragungssysteme mit nur relativ geringer
elektrischer Leistung, die für die Regelung verbraucht werden darf, gut geeignet
ist. Außerdem erzielt man mit einfachen Mitteln eine »gedächtnisähnliche« Wirkung
durch die angegebene Ersatzschaltung, die bei Ausfall der Pilotregelung dafür sorgt,
daß die Regelung nicht in eine Extremstellung läuft, sondern ein bestimmter, vorgegebener
Regelfehler nicht überschritten wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine
mechanisch beweglichen Teile verwendet werden und daher der Schaltungsaufbau räumlich
kleiner und billiger wird als bei Verwendung mechanischer Stellglieder.
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An Hand der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 bis 3 wird die
Erfindung näher erläutert. In F i g. 1 ist schematisch das Prinzip gezeigt, bei
dem der Ersatzheizstrom so von der Temperatur gesteuert ist, daß sich der gesamte
Leitungsverstärker bei abgeschalteter Regelung ähnlich wie ein temperaturgesteuerter
Leitungsverstärker verhält; F i g. 2 zeigt ein detailliertes Ausführungsbeispiel
der Regeleinrichtung in den Leitungsverstärkern; F i g. 3 zeigt schematisch das
Prinzip, bei dem der Ersatzheizstrom bei abgeschalteter Regelung auf einen konstanten
Mittelwert einrastet und der pilotgeregelte Verstärker wie die übrigen Zwischenverstärker
eine vollständige Temperatursteuerung enthält.
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Vom Pilotausgang PA des Leitungsverstärkers LV
in F i g. 1 gelangt
die Pilotschwingung zum Pilotverstärker P V, wird dort verstärkt und gleichgerichtet.
Die der Pilotspannung proportionale Gleichspannung UE , steuert verzögert
über die PJ-Regelung N mit der Rückführung R den Heizstrom J" des Heißleiters R
II, während die Pilotgleichspannung Up,
unverzögert den elektronischen
Schalter S betätigt, der gegebenenfalls die Pilotspannung UE 2 von der Regelung
N trennt und gleichzeitig die Ersatzspannung U, einschaltet. Durch Entkoppeln der
beiden Pilotgleichspannungen voneinander erreicht man, daß plötzliches Absinken
des Pilotpegels sofort auf den Schalter S wirkt, noch ehe die verzögerte PJ-Regelung
nachregelt. Die Ersatzspannung U, wird ihrerseits durch den temperaturabhängigen
Widerstand Th von der Verstärkertemperatur gesteuert. Die Pilotgleichspannung UE
1 läßt sich dabei auch in einer zusätzlichen Auswerteschaltung aus der Pilotgleichspannung
UE, gewinnen.
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Mit den Transistoren Ts 4, Ts 5, Ts 6 nach F
i g. 2 läßt sich eine P-Regelung mit konstanter Gesamtstromaufnahme verwirklichen.
Die Zenerdiode D 5 in Reihe mit dem Widerstand R 20 begrenzt den proportionalen
Regelbereich zu kleinen Steuerspannungen
hin und vergrößert dadurch
die Regelsteilheit. Die letzte Stufe mit dem Transistor Ts 6 mit Basiswiderstand
R21 und Emitterwiderstand R22, die über die Zenerdiode D 6 angekoppelt ist, kehrt
die Phase um, so daß bei steigender Pilotgleichspannung UE 2 an E 2 der Strom durch
die Heizwicklung von RH kleiner wird.
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Die Schaltung enthält ferner eine nachgebende Rückführung vom Verbindungspunkt
der Widerstände R 18 und R 19 über R 17 und C 1, die dem Regler PJ-Verhalten gibt
und das Aufschaukeln von Regelschwingungen verhindert. Der Widerstand R
16 variiert den Nebenschluß zum über die Widerstände R 14
und R15 fließenden
Basisstrom von Ts 4. Dadurch kann man die Eingangsspannung UE 2 den
Exemplarstreuungen der Zenerspannung von D 5 anpassen.
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Die Umschaltung von Pilotregelung auf Temperatursteuerung geschieht
in einem Schmitt-Trigger mit den Transistoren Ts 1, Ts 2
und den Widerständen R 1 bis R 4. Unterschreitet die Pilotgleichspannung
UE i an E 1 die Schwellspannung des Triggers, so schaltet dieser über die
Widerstände R5, R 9 und R 10 und die Diode D 4 eine Ersatzspannung an die Basis
des Transistors Ts 4. Diese Spannung wird an der Zenerdiode D 1 in Serie
mit der Parallelschaltung aus R 7 und der Emitter-Basis-Stiecke von Ts 3 stabilisiert
und mit Hilfe des Netzwerkes R 9 ... R 13
mit dem Heißleiter R
12 in der gewünschten Weise temperaturabhängig gemacht. Diese Temperaturabhängigkeit
ist so bemessen, daß sich der gesamte Leitungsverstärker im Falle des starken Absinkens
oder Ausfalls des Pilottones einem temperaturgesteuerten ähnlich verhält. Die Dioden
D 3, D 4 bewirken, daß jeweils die größere der beiden Spannungen den Heizstrom
von RH steuert. Die Pilotgleichspannung UE., an E2 wird bei der Ersatz-Temperatursteuerung
über die Diode D 2 und den Transistor Ts3, der nun leitet, kurzgeschlossen. Die
Pilotgleichspannung UE i, die von UE 2 entkoppelt und unabhängig ist, schaltet
beim Wiederkommen des Pilottones den Trigger wieder um und sperrt den Transistor
Ts3.
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Die Spannung UE 2 überwiegt dann wieder gegenüber der Spannung
an D 4, und damit ist die Pilotregelung wieder eingeschaltet. Die Stufen
mit den Transistoren Ts 1, Ts 2, Ts 3 sind so bemessen, daß ihre gemeinsame
Stromaufnahme in beiden Schaltstellungen nahezu konstant bleibt. Die Hysteresis
zwischen Ansprech- und Abfallspannung des Schmitt-Triggers am Eingang E1 wird durch
den Widerstand R 6 bestimmt, der an den Verbindungspunkt des Widerstandes R
8 mit dem Kollektor des Transistors Ts3 angeschlossen ist.
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Eine weitere Möglichkeit einer Ersatzregelung bei Ausfall des Pilotsignals
ist aus der schematischen Darstellung nach F i g. 3 entnehmbar. Sie enthält eine
Pilotregelung wie vorher beschrieben und für den Fall des Pilotausfalls zusätzlich
eine vollständige Temperatursteuerung. Bei Pilotausfall wird der Ersatzheizstrom
für RH durch den Widerstand Re auf einen mittleren Wert eingestellt. Da im allgemeinen
der fremdgeheizte Heißleiter RH der Pilotregelung mit dem direkt geheizten Heißleiter
Th der Temperatursteuerung nicht gemeinsam in einem Entzerrernetzwerk untergebracht
werden kann, müßte dann der entzerrende Leitungsverstärker LV zwei getrennte
Entzerrernetzwerke enthalten. Dies bedeutet zwar einen höheren Aufwand, erleichtert
aber das optimale Bemessen jedes einzelnen Entzerrers.