DE1298575C2 - Anordnung zum Pegelvorhalt in pilotgeregelten Nachrichtenuebertragungssystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung heirilft eine Anordnung zum Pegelvorhalt in pilotgercgelten Nachrichtenübertragungssystemen, bei denen nur ein Teil der entlang einer Ubertugunjjsleitung eingesetzten Verstärker mit einer Pilolregelvorrichtung versehen ist.

Die Übertragung der TF-Signale ist dann optimal, wenn die Übertragungspegel an jedem Leitungsverstärker nur sehr wenig vom Sollwert abweichen. Da die Übertragungsleitung — abhängig von der Temperatur —■ unterschiedliche Dämpfung aufweist, müssen Einrichtungen vorhanden sein, die —- möglichst automatisch — für den richtigen Übertragungspegel sorgen. So kann bei Temperatursteuerung der Streckengeräte die temperaturbedingte Pegeländerung nach jedem Verstärkerfeld kompensiert werden. Es laufen die Regelfehler also nicht über mehrere Verstärkerfelder auf. Das ergibt eine optimale Pegelhaltung. Aus wirtschaftlichen Gründen kann es jedoch vorteilhaft sein, erst nach mehreren Verstäfkerfeldern eine Pegdkorrektur vorzunehmen. In diesen Fällen sind Verfahren mit einem Pegeivorhalt von Interesse, weil damit die Zahl der pegelkorrigierenden Ämter bei gleichbleibendem maximalem Pegelfehler halbiert werden kann.

Das Prinzip der Pegelhaltung mit einem Pegelvorhalt ist z. B. in dem Artikel »Th·. L4 Coaxial Transmission System« in »IEEE International Communications Conference«. 1%6, Conference Dinest. auf den S. I3S und 139 sowie io dem Artikel /T'ransistorised Line Equipment with 4, 6 and 12Mc s Frequenzcy Bands for Coaxial Cables: in >-Phi!ips Telecommunications Review*'. Vol. _n. No. 2, April l%d auf den S. 53 bis 61, beschrieben.

Die grundsätzliche Wirkungsweise ist der Vollständigkeit halber in Fig. la dargestellt. Die Übertragungsstreeke besitzt vorwiegend fest eingestellte Verstärker 1, die weder Temperatursteuerung noch Pilotregemng aufweisen. Nach jeweils mehreren dieser Verstärker 1 folgt ein nilotgeregeker Verstärker 2. Der Einganyspeuel U₁ an diesem Verstärker wird sich umgekehrt pioportional mit der Dämpfung t!;r Leitung ändern und jeweils ein Minimum zur Zeit der höchsten Teinpet j'ur und Maximum /ui Zeit der niedrigsten Temper.Ui"" a>\ ;eben. T⁷Qj diese beiden F.xtremfäilc ist der Peg ■!verlauf scherratisch in T⁷ i g. Ib angegeben, öei Systemen mi; Pegelvorhalt wird !Hin Jer P';u.·! U _t am Ausgang des Verstärkers nicht auf Sollwert regulier!, sondern um den Betrag höher ausgesendei. um de¹ er /.j lief ankam, und umgekehrt. Der maximale Peilfehler beliiL'.l also ir, diesem FaI! Ii/, Ivw. .Ii/,. Ohne Pegeivorhali wurde sieh — bei gleichbleibendem Abstand de ι regulierenden Stationen —- ein doppelt so großer Pegel fehler ergehen.

Be'¹ d::i! vorstehend genannten 1.4-S\slem wird das Kriterium für den Pegehorhalt aus der Erdbodentempcratur entnommen. Dieses Verfahren M't/l voraus, daß die Erdbodentemperatur in der Nähe des regulierenden Amtes gut mit der jeweiligen mittleren Kabeltcmperatur des vorausgehenden längeren Kabelabschnittes übereinstimmt. Diese Schwierigkeit wird bei einem Verfahren, das in dem vorgenannten Artikel in »Philips Telecommunication Review«, April 1066. S. 53 bis fti, beschrieben ist. weitgehend vermieden, da der Pegelvorhalt durch den Pegelfehler am Ende einer Strecke gesteuert wird. Allerdings ist für die Rückleitung des Stcuerkriteriunis von dem jeweils letzten pilotgeregclten Verstärker zu den davorliegenden mitgesteuerten pegelregulierenden Stationen ein eigener Übertragungskanal notwendig. F.* wurde bereits eine Anordnung vorgeschlagen, bei der diese Nachteile vermieden werden, jedoch benötigt man dabei mindestens einen weiteren pilotgeregelten Verstärker im Leitungs/ug. Ein weiteres vorgeschlagenes Verfahren verwendet zwei Pilotspaunungen; der eine Pilot wird mit konstantem Pegel gesendet, der andere Pilot ist dem Sigiial zugeordnet und wird sendeseitig gemeinsam mit ihm vun einer Leilungsbewertungseiiirichtung, /.. B. Temperaturfühler, gesteuert.

Aufgabe der vorliegenden Erlindung ist es. eine gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik und

den älteren Vorschlägen noch weiter vereinfachte Anordnung für den Pegelvorhalt zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Anordnung zum Pegelvorhalt gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß die Vergleichsspannung iar die gleich-

ao gerichtete Pilotspannung eines derartigen geregelten Verstärkers von einer der Verstärkereingangsspannung proportionalen Spannung umgekehrt proportional zu den Abweichungen dieser Verstärkereingangsspannung gesteuert ist.

as Besonders vorteilhaft kann dabei ein Teil der Pilotspannung am Verstärkereingang über einen im wesentlichen aus filter. Verstärker und Gleichrichte: bestehenden Pilotempfänger geführt und die so erhaltene Gleichspannung, um einen konstanten Betrag verringert, in einem Subtraktionsstromkreis mil einer konstanten Vergleichsspanmmg verglichen und die Differenz zwischen der so entstandenen dynamischen Vergleichsspannung und der über einen am Verslärkerausgang angeschalteten Pilotempfänger erhaltenen Istspannung einem Regler zugeführt werden, der mit dem im Verstärker befindlichen Stellglied verbunden ist.

Durch diese Maßnahme erhalt man den Vorteil, daß der apparative Aufwand bei dieser Ar; des Pcgelvorhaits verhältnismäßig gering ist.

Vorteilhaft sind ferner folgende Eigenschaften. Der Pegehorhalt entspricht genau dem Dämpfungsbetrag des vorhergehenden Abschnittes. Ferner ist die pegelvnrhaltcnde Station in sich autark; eine !3eeinflussuiig über räumlich ausgedehnte Steuerleitungen kann nicht auftreten. Die Dynamik des Reuelkreises ändert sich nicht durch die Einführung des Pegelvorhaltes. Ursache dafür ist. daß die Zeitkonstante für die Änderung des Vergleichsweites seli:

viel kleiner ist als die Zeitkonstante der Regelstrecke. Außerdem kann die Anordnung ohne Änderung sowohl in den teilueregelien Unlerflursiationen als auch in den vollgeregelten Verslärkerstellen. im Abzweig und in den Endstellen angewandt werden.

Die Anordnung nach der Erfindung arbeitet auch dann einwandfrei, wenn die talsächlichen Verstärkerfeldlängen von den Planungswerten abweichen. F.s ist nur notwendig, bei der Ersleinselialtung des jeweils pegelregulicrcndcn Verstärkers die von der Vcrstärkereingangsspannung abhängige Größe (7_k,„, einmal einzustellen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die Anordnung zum Pegelvorhall auch derart ausbilden, daß die Spannung am Stellglied des geregelten Verstärkers einer Mischschaltung zugeführt ist. an der zugleich ein Teil der über den ausgangsseitig angeschalteten Pilotempfänger erhaltenen Gleichspannung liegt, daß die so erhaltene Misch-

spannung, die der Verslürkereingangsspannung proportional ist, in einer Subtraktionsschaltung mit einer konstanten Vergleichsspannung verglichen wird und daß die Differenz zwischen der so entstandenen dynamischen Vergleichsspannung und der über den am Verstärkerausgang angeschalteten Pilotempfänger erhaltenen Isispannung einem Regler zugeführt ist. der mil dem Stellglied verbunden ist.

Durch diese Ausführung wird eine weitere Vereinfachung, insbesondere was den Baugruppenaufwand to betrifft, erreicht, da bei einer derartigen Anordnung lediglich nur ein Pilotempfänger, der bei pilotgeregelten Stationen sowieso vorhanden ist, erforderlich ist.

Die Mischscha'.tung kann vorteilhaft aus einer emittergegengekoppelten Transislorstufe bestehen, deren Eingangsklemmenpaar die Istspannung zugeführt ist, an deren Ausgangsklemmenpaar der Stellgliedwidersiand liegt und an deren weiterem Ausgangsklemmenpaar die Mischspannung abnehmbar ist. ao

Diese Mischschaltung ist besonders einfach aufgebaut, da sie praktisch nur aus „mem Transistor besteht, so daß der zusätzliche Ai'fwand für den Pegehorhall äußerst gering wird.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den »; I- 1 li- — bis -! wird die Erfindung näher erläutert.

Das Kriterium tür den Pegetvorhalt wird, wie bereits vorstehend ausgeführt, aus dem Eingangssignal des zu regulierenden Verstärkers abgeleitet Damit wird der Pegeivorhait für den Ausgang dieses \eistärkers unmittelbar jus dem I.eitungsabschniit um diesem Verstärker gewonnen. Die Änderung des Hin· gangspegels wird dem Veriileicliswcrl des Pilotrctilers in der entsprechenden Polarität aufueschal'et. Weitere l.ingrilTe an dem Pik,(regelkreis sind mein notwendig.

F i g. 2 zeig¹, eine ["üülicl.c Ausfüiirimiisfo; in eines derartigen Regelkreises mit Pegel·, orhah. Der EingaiKipiiolpcgei U₁ v.ird über einen Pilotemplanger 4 ausgesiebt, verstärk' uiul gleichgerichtet. Arn A isgang des Piloicmptangjis 4 erlv'·! man die dem iiirigaugspegel proporuoriale Grobe Γ , .

Von diesel Groiie wird :ine Vonslame Spannung subtrahiert, die '.erb!e;';>end^ —- jahrc-zcitlich mii der Däni[M'ui]g djs Ka¹KiS schwankende — Andc:.ing I (■',,,, wird \on ι Ie in konstanter Vergleichswen IJ, .., di.T Spannun^squeHe *' abgezogen. Dei¹ Vergleiehsvveri d:'s Keule's i'i-ig - ;i|!'."^rdi:i^s mit umgekehrt.::! Vor/eichen -- darm' genau den I'Vuel chwankim¹.:¹..'" des •vorausgehenden Abschnittes.

,Xr Regelkreis selbst ist in liJuiniv.er Weise a:it- yj gebaut. Ober den i'il.'iemptä.mei 5 \\v\\ dv: '\u -saiiL'spilotpoi'.el f/, au:-i;c\:ebi. \ei-it!ir!\t und 'jle-.chgei icluei und die IsispaniKinv. L₁ , mit dem kumuiu len Vergleichsweri ί , If..'.,,,, v.Tglidieu. Die Differenz I Ll wird dem Realer (1 zugeführt. Dieser beeinlliii.il über da·.- Sieilglied R die Ueg^Kirjeke des \\::;liirki,'!s 3 in de:n Sinne da!' If' gegen Null gebt.

Fine weitere Ausfülmmgsform. die nach dem gleichen Prinzip arbeitet, jedoch nur einen Piloiempfänger benötigt, ist in F i g. 3 dargestellt. In diesem Fall wird die GröBe (,.,,. die dom Fingangssignal proportional >st. in einer Misehselialtiing H aus dem Produkt der gbichgericlHcten Aiisgangsspannung /^;, mit einer dem Widerstand R proportionalen Gröüe gewonnen.

Fs IaLM sich zeigen, daß auch in diesem Fall die Spannung U.,.„ der Hingangsspannung Ll₁ direkt proportional ist, Das gilt nicht nur für das statische, son dern ebenfalls auch für das dynamische Verhalten.

Eine mögliche Multiplikationsschaltung zur Gewinnung von U_Uur am Klemmenpaar c, e zeigt die Fig, 4. Dem Eingangsklemmenpaar α, b der emittergegengokoppelten Transistorstufe T mit Eingangswiderstand R^F- wird die Spannung U_Ut zugeführt. Diese ist der Verstärker-Ausgangsgröße U_A proportional. Im Ausgangskreis des Transistors T ist über eine Drossel das im Leitungsverstärker verwendete Stellglied R (z. B. indirekt geheizter Heißleiter) als Lastwiderstand eingeschaltet. Die an diesem Widerstand an den Klemmen c, d auftretende Spannung U., ist der Verstärkereingangsgröße U_t proportional. Außerdem wird bei großer Gegenkopplung durch den Emitterwiderstand R_k das Ergebnis der Multiplikation nicht von der Stromverstärkung

des Transistors T beeinl:-.sßi. Da das Eingangssignal L',.,, das der Pilotempfänger liefert, wegen der Gleichrichtung in diesem Empfänger relativ groß sein muli, ist bei Verwendung eines Siliziumtransisiors die Eingangsdrift vernachlässigbar. Diese einfache Mulliplikalionssehaltung isi also unempliadlich gegen Änderungen der Transisioreigenschafte:i H- lassen sich jedoch auch andere Mu'tiplikationssch al tu linen verwenden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Peuehorhalt in pilolgeregelten Nach rieh teiuiberi rag-muss» su· men. bei denen nur ein 'Veil der en'.lai.g einer übcrtraüunsisieituni; ems:ese\zten Verstärker mit einer Pilolrcüch-orrichtung versehen ist. dadurch ueke η η/, e ichne t. daß die Vergleiclisspannung lür die uleichg·.¹ richtete Pilotspaiiiiung eines derartiuen geregelten Verstärkers son einer der \ ers'uu kereiüuanL'.s^ pannuiigpronortionalen Spanmin .·. umuekehrl proportional zu den Abweichungen dieser Verstärkereingangsspar.nuni; Lijsieuert ι··ΐ.

2. Anordnung nach Anspruch i. dadurch \ickennzeiciiiiot. tlal'i ein Teil der i'il« itspannung am Versiärkereingii'is: über emei'i :i.; wcsentliciu!¹. aus Filter. Verstärker und Gl-'ichrichter l'.esiebend-'ii Pilotempfaiiiicr !4) gefi.ihii und die so erii.iitene CüeichsiKiiiiiun^. um einen konstante:': Hctrau . .rnngert. in einem Subtn.klionssiromkiein'iit ein¹ ■ konsiantcn \ ergioiclisspariniim if .) NiTgiich- :; wird und dal.'· die Differenz, zwisjun de; -.0 c.iistaiidcnen d\ naiii^clien X'orck'ichsvpim iiUiil: und 'le^r über eiiicn um \'eisi;irVcraii'-g,:n;: angesciiaiieien I'ilotempl'är.ger (5) erlialienen Ktspaiinun¹.. (i. .,) einem Reale: (6) /ugelühit ist. ui^r- mii dem im \^-erstärker (3) !-,eMiidliclien Stellglied (/O \erbuiid.'r. isi (I- i g. ."')

3. Anordnung nach Anspruch I. dadurch ... kennzeichnet, daß die Spannung am Stellglied (R) des geregelten Verstärkers (Ti) einer Mischschaltung (8) zugeführt ist. an der zugleich ein Teil de: über den ausgangsscitig angeschalielen Pilotempfänger (5) erhaltenen Gleu hspannung liegt. daß die so erhaltene Mischspannung (H.,,, ). die der Verslärkereinjiangsspannunu proportional ist. in einer Subtraktionsschaltung ivit einer konstanten \'orgleichsspannuiig (L!,.,,) verglichen wird und daß die Diircrenz zwischen -ler so entstände-

nen dynamischen Vergleichsspannung und der über den am Verstärkerausgang angeschalteten Pilotempfänger (5) erhaltenen Istspannung (U_isl) einem Regler (6) zugeführt ist, der mit dem Stellglied (R) verbunden ist (Fi g. 3).

4. Anordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschaltung aus einer cmittergegengekoppclten Tninsistorstufe (T) besteht, deren Eingangsklemmenpaar (o, b) die IsI-spannuag (U^₁) zugeführt ist, an deren Ausgangsklemmenpaar (r, d) der Stellglicdwidcrstand (H) liegt und an deren weiterem Ausgangsklemmenpaar (c, e) die Mischspannung (U„„„) abnehmbar ist (Fi g. 4).

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