DE1487568A1 - Pilotgesteuerte Regeleinrichtung fuer UEbertragungssysteme - Google Patents

Description

■WESTERN EIiEOTRIO COMPANY INCORPORATED R-. S.

NEW YORK, N.Y. 10007 /USA

Pilotgesteuerte Regeleinrichtung für Übertragungssysteme.

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung für einen Übertragungskanal, über den Nachrichten und Pilotsignale übertragen werden, bestehend aus einem Eingang zum Empfang der Nachrichten und Pilotsignale und wenigstens zwei Regelver- ^ stärkern, die in den Kanal geschaltet sind und deren Verstär-r kung durch die Pilotsignale geregelt wird.

In der Nachrichtenübertragungstechnik ist es bekannt, Temperaturänderungen in Übertragungaeinrichtungen dadurch zu kompensieren, dass entlang der Einrichtung in Abständen Regelverstärker vorgesehen werden. Diese Verstärker sind so eingerichtet, dass sie ihre Verstärkung in versetzter Weise ändern, wenn durch Änderung der Übertragungseigenschaften die Grosse der empfangenen Pilotsignale geändert wird. Offensichtlich bewirken derartige Regelverstärker die Kompensation VOu Signaländerungen gegenüber dem Mittelwert nur, nachdem das Signal infolge des Durchgangs durch den vorangehenden Teil der Einrichtung gedämpft wurde. Diese Art der Entzerrung wird daher Nach-Entzerrung genannt.

Es ist bekannt, dass eine Kombination von Nach-Entzerrung

und Vor-Entzerrung ein wesentlich verbessertes Signal zu Rauschverhältnis ergibt, jedoch können die obenbeschriebenen

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Regelverstärker nicht für eine Vor-Entzerrung ohne umfassende Änderungen benutzt werden, deren Kosten für vorhandene Einrichtungen infolge der grossen Anzahl der betroffenen Verstärker äusserst hoch sind.

Dieses Problem wurde dadurch gelöst, dass eine Regelanordnung geschaffen wurde, bei der eine erste Versatzschaltung zwischen dem Eingang und dem ersten Regelverstärker geschaltet wird, die so eingerichtet ist, dass sie den Pegel des Pilotsignals φ im Verhältnis zum Nachrichtensignal ändert, um gleichzeitig die Verstärkung dieses Verstärkers zu(ändern.

Die Erfindung hat somit den Vorteil, dass eine Kombination von Nach- und Vor-Entzerrung bei vorhandenen Übeetragungssystemen durch eine verhältnismässig einfache Änderung an wenigen ausgewählten Hauptstationen und nicht an Hunderten von Zwischenverstärkerstationen vorgenommen werden kann.

Ein weiteres Problem, das ensteht, wenn man versucht, vorhandene Regelverstärker zur Nach- und Vor-Entzerrung zu benutzen, besteht darin, dass optimal die Grosse der Vor-Entzerrung ebenfalls eine Funktion der Übertragungsänderung in Nachrichtenübertragungskanal sein soll. Dieses Problem wird bei

_to der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass eine Regel-CD
co anordnung geschaffen wird, die ausserdem auf einer Fühlein-

-» richtung besteht, welche ein Ausging s sign al erzeugen kann, ^ das Abweichungen der Gesamtdämpfung des Ubertragungssigals _j, darstellt, ferner dadurch, dass die erste Versatz schaltung _».

die relative Grosse des Pilotsignals unter dem Einfluss des Ausgangssignals ändern kann.

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Pig. 1 stellt ein als Beispiel gewähltes pilotgesteuertes Regelsystem dar, welches das Erfindungsprinzip verkörpert j

Pig. 2 zeigt eine Reihe von Dämpfungs-Prequenzkennlinien, welche die Arbeitsweise der in Pig.1 sohematisoh dargestellten Anordnung erläutern;

Die Erfindung hat die Porm einer Übertragungseinrichtung, welche wenigstens zwei pilotgesteuerte Regeleinrichtungen enthält, die durch einen Übertragungsweg getrennt sind. An das Sendeende der Einrichtung werden ein Pilotsignal und ein oder mehrere Nachrichtensignale angelegt. Erfindungegemäss ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, um den Amplitudenpegel des Pilotsignals zu ändern, was an den Eingang der Regeleinrichtung am Sendeende angelegt wird. Nach einem Aspekt der Erfindung ist diese Regeleinrichtung vorzugsweise so eingerichtet, dass sie den Pilotsignalpegel im Verhältnis zum Nachrichtensignalpegel um einen Betrag ändert, der gleich ä der Hälfte der Dämpfungsabweichung im dazwischenliegenden Weg ist. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung können Mittel vorgesehen werden, um eine Messung der Dämpfungseigen-schäften des dazwischenliegenden Teils zu erhalten. Die Steuereinrichtung kann dann so eingerichtet sein, dass sie unter dem Einfluss von Änderungen bei dieser Messung den Eingangspilotsignalpegel fortlaufend oder in Intervallen wieder einstellt. Die durch die Erfindung vorgeschlagene Anordnung ist in der Lage, durch. Verwendung von herkömmlichen pilotgesteuerten Regelwinriohtungen die optimalen Beträge

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* "ν

sowohl an Vorregelung als auoh an Naohregelung iu ergeben.

Die in Fig.1 dargestellte Regelanordnung ist so eingerichtet, .. dass lie für einen Ütertragungekanal, bei dem herkömmliche pilotgesteuerte Kegeleinrichtungen verwendet werden, sowohl Torregelung als auoh Nachregelung ergibt. Erfindungtgtmäss wird die Tonregelung am Sendeende des Kanals duroh Änderung

des Pilotsignalpegel· im Terhältnis zum Nachrichtensignal-ι

pegel vorgenommen.

An die Klemme 11 werden die Naohriohten- und Pilotsignale angelegt, wie es in Fig.1 dargestellt ist. Diese Signale können an einem entfernten Ort entstehen und über andere Übertragungseinriohtungen zur Klemme 11 geführt werden. Die Klemme 11 ist mit dem Eingang eines Bandsperrfilters 12 und mit dem Eingang eines Bandpassfilters 13 verbunden. Das Filter 12 sperrt den Durchgang des Piloteignais,während das : Filter 13 nur das Pilotsignal durchläset. Ein fester Widerstand 15 verbindet den Ausgang des Bandsperrfilters 12 mit dem Eingang H eines Übertragungskanals 20, der eine Regeleinrichtung 16 am Sendeende und eine Zwischenregeleinrihtung 17 enthält. Der Ausgang des Bandpassfilters 13 ist mit dem Eingang dee H durch eine erste "Tersatz" OBSohaltung {4βτ-

C₀ bunden, die so genannt wird, weil sie eine GesamtverStärkung

«ο der Pilotfrequenz ergibt, die gegen die Verstärkung der

~* Nachrichtenfrequenzen versetzt ist.

-» Wegen der Wirkung der PiIter 12 und 13 gehen durch den Wider-. _k ■ *

. stand 15 nur die Nachrichtensignale, während durch die Versatzschaltung 19 nur das Pilotsignal geht. Somit kann durch

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Indern der Verstärkung der Versatzθohaltung 19 der Pegel des Piloteignais im Verhältnis zum Nachrichtensignalpegel geändert «erden.

Bei den in Pig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wir der Eingangspilotsignalpegel unter dem Einfluss von Änderungen der Kabeltemperatur geändert. Bekanntlich sind Änderungen der Kabeltemperatur die Hauptursache von Dämpfungsabweichungen in einem Übertragungssystem. Da diese temperaturbedingten Abweichungen aufgrund von Laboratoriumsmessungen vorhergesagt werden können, ergibt die Feststellung einer Änderung der Kabeltemperatur eine Anzeige der Änderung der Kabeldämpfung. Dementsprechend wird bei dem in Fig.1 dargestellten Ausftihrungsbeispiel der Erfindung die Verstärkung der Versatzschaltung 19 durch den Widerstand eines Temperaturmes skabelpaars 21 geregelt, das in den Übertragungskabelmantel eingefügt sein kann. Das Kabelpaar 21 ist so verlegt, dass es die Regeleinrichtungen 16 und 17 überbrückt,Jn Reihe mit dem Kabelpaar 21 g^&n die Stromneffewiderstände 22 und 23.An das Kabelpaar 21 ist an einem Ende des Übertragungswegs eine Gleichstromquelle 18 angeschlossen, während das Kabelpaar am anderen Ende verbunden ist, so dass ein Stromkreis entsteht. Eine Erhöhung der Kabeltemperatur,(die eine Erhöhung der Übertragungsdämpfung anzeigt) bewirkt ein Erhöhung des Widerstands des Kabelpaars 21, die ihrerseits eine Erniedrigung der an den Widerständen 22 und 23 entstehenden Spannungen verursacht.

DIo am Widerstand 22 entstehende Spannung geht zum Eingang eines Verstärkers 24, dessen Ausgang mit dem Heizer eines

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Thermistors 25 verbanden ist, so dass der Thermistor 25 proportional zur Spannung am Widerstand 22 erwärmt wird. Der sw**» veränderliche Widerstandsteil des Thermistors 25 liegt zwischen dem Filter 13 und dem Eiagang eines Verstär-r kere 26. Bin Widerstand 27 verbindet den Ausgang des Verstärkers 26 mit dem Kanaleingang H. Ba der Widerstand des Thermistors 25 mit Abkühlen zunimmt, bewirkt die Versatzschaltung 19>dass/Pilotaignalpegel unter, dem Einfluss der Zunahme der Kabeltemperatur im Verhältnis zum Nachfrichtensignalpegel abnimmt.

Am Smpfangsende des in Fig.i dargestellten Übertragungssystems wird das. Pilotsignal wieder auf den Naohrichtensignalpegel gebracht, bevor es an die Regeleinrichtung 38 am Bmpfangsende angelegt wird. Die Signale auf dem ankommenden Kabel 31 werden über einen festen Widerstand 35 an ein Bawlieperrfilter 33 und über eine zweite Versatzechaltung 37 an einen Bandpassfilter36 angelegt. Die Ausgänge der beiden Filter 33 und

P sind gemeinsam mit dem Eingang der Regeleinrichtung 38 verbunden.

Die Verstärkung der Versatzschaltung 37 wird ferner durch den Strom geregelt, der in dem Temperaturmesskabelpaar21 ο flies*. Die am Widerstand 23 entstehende Spannung geht zum £ Eingang eines Verstärkers 39» dessen Ausgang mit dem Heizer £ eines Thermistors 40 verbunden ist. Der Thermistor 40 bildet z> den negativen Rückkopplungsweg für einen Umkehrverstärker 41 -· Ein Widerstand 42 verbindet den Eingang des Verstärkers 4'l mit dem ankommenden Kabel 31. Der Ausgang des Verstärkers

1st mit dem Eingang des Bandpassfilters 36 verbunden. Eine Zunahme dee Widerstände des Kabelpaars 21 bewirkt eine Abnahme des zum Thermistor 40 fliessenden Heizerstroms. Somit bewirkt •ine Zunahme der Kabeltemperatur eine Abnahme der negativen Rückkopplung über den e#e»edstor 40 und damit eine Zunahme des Pilotiignalpegels im Verhältnis zum Naohriohtensignalpegel am Empfangaende des Übertragungewegs.

Die Versätzeohaltungen 19 und 37 ergeben gleichen und entgegengesetzten Veretttrkungs-versatz bei der Pilotfrequenz. Beide, sowohl der Verstärker 26 (in der ^ersatzschaltung 19) als auoh der Verstärker 41 (in der Versatzschaltung 37),haben stark negative Verstärkung und erzeugen eine Ausgangsspannung, die proportional dem Eingangestrom ist. Die negative Verstärkung bewirkt nur eine Phasenumkehr des Pilotsignals. Der 8trom,der zum Eingang des Verstärkers 26 flieset, und

dementsprechend die Verstärkung der Versatzschaltung 19 sind umgekehrt proportional dem Widerstand des Thermistors 25. In der Versatzschaltung 37 hat der Verstärker 41 eine sehr hohe Eingangsimpedanz. Somit flieset ein dem Eingangssignal " proportionaler Btrom durch den Widerstand 42 und den Thermistor 40. Wegen der verwendeten Schaltung liegt der Eingang des Verstärkers 41 im wesentlichen auf Erdpotential. Sie Ausginge spannung des Verstärkers 41 ist damit gleich dem ·, Produkt des Eingangsstroms (der allein durch die Eingangssignalspannung und dem Wert des Widerstands 42 bestimmt ist) und des Thermistorwiderstandes. Infolgedessen ist die Verstärkung der Versatzschaltung 37 direkt proportional dem Widerstand des Thermistors 40. Die Versatzschaltung 37 bringt dementsprechend den Pilotsignalpegel ohne Rücksicht auf

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die Verstärkung der Versatzschaltung 19 wieder auf den Hachrichtensignalpegel.

Die Art und Weise wie die Vorregelung durch die Erfindung entsteht, wird am besten durch Betrachtung der in Pig. 2, Zeile Jt bis H, dargestellten Kennlinien der Signalpegelabweichung abhängig von der Frequenz verständlich. Es wird die gleiche Buchstabenbezeichnung für die Zeilen in Pig.2, welche eine gegebene Kennlinie zeigt, und für den Funkt auf dem Übertragungskanal der Pig.1 verwendet, der diese Kennlinie entstehen lässt. Z.B. kann<?unkt B in Fig.1 eine Signalpegelabweichung von der auf Zeile B der Fig.2 dargestellten Art beobachtet werden.

Fig.2 zeigt die Abweichungen von einem Nennsignalpegel, die an verschiedenen Funkten in der Anordnung der Fi.g.2 auftreten, wenn wegen einer Erhöhung der Kabeltemperatur die Dämpfung im Übertragungskanal erhöht wird. Zur Erläuterung wurde ein Zustand gewählt, bei dem in jedem Kabelteil die Dämpfung bei der Pilotfrequenz 101 um 2 db erhöht ist, wobei die Dämpfungserhöhung proportional der Frequenz ist, d.h., das Pilotsignal 101 wird um 2 db mehr als üblich beim Durchgang vom Ausgang der Regeleinrichtung 16 (Funkt C) zum Eingang der Regeleinrichtung 17 (Funkt D) gedämpft.. Es wird auch um 2 db mehr als üblich beim Dßrchgang vom Funkt E zum Funkt F gedämpft.

Eine Kompensation der Dämpfungsabweichungen in einem Teil des Kanals zwischen zwei Regeleinrichtungen geschieht am

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beaten dadurch, dass die halbe Verstärkungskorrektur am Sendeende und halbe Korrektur am Smpfangsende vorgenommen wird. Bei einem bevorzugten Verfahren der Erfindung wird die Dämpfungsabweichung in einem Kanal,der mehrere pilotgesteuerte Regeleinrichtungen enthält, dadurch korrigiert, dass der übertragene Pilotsignalpegel im Verhältnis zum Nachrichtensignalpegel um einen Betrag versetzt wird, der gleich der halben Dämpfungsabweiohung jedes geregelten !Teils ist. Um die Erhöhung der Dämpfung um 2 db je Abschnitt zu korrigieren, wird die Grosse des Pilotsignals am Sendeende um 1 db herab- M gesetzt, wie sich aus einem Vergleich der Pig.2, Zeile A und B ergibt. Dies geschieht automatisch durch die Wirkung der Versatζschaltung 19» deren Verstärkung unter dem Einfluss der Zunahme der Kabeltemperatur herabgesetzt wird.

Die Nachrichtensignale und das gedämpfte Pilotsignal werden dann dem Eingang der pilotgesteuerten Regeleinrichtung 16 am Sendeende zugeführt, dies ist in Pig.1 dargestellt. Die Regeleinrichtung .16 führt das Pilotsignal auf ihren Nennpegel zurück. Da der Eingangspilotsignalpegel im Verhälnis zum Nachrichtensignalpegel herabgesetzt wurde, werden die Nachrichtensignale mehr als üblich verstärkt. Beim Durchgang durch den Kanal vom Ausgang der Regeleinrichtung 16 zum Eingang der Regeleinrichtung 17 werden sowohl die Nachrichtensignale als auch das Pilotsignal gedämpft. Wie vorher bemerkt wurde, beträgt die angenommene zusätzliche Dämpfung, die durch die Zunahme der Kabeltemperatur bewirkt wurde, 2 db bei der Pilotfrequenz, wobei das Pilotsignal dementsprechend um 2 db unterhalb seines Nennpegels am Punkt D liegt. Bei der Rückführung des Pilotsignals auf seinen Nennpegel verstärkt die

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Regeleinrichtung 17 auch die Nachrichtensignale auf eine Amplitude oberhalb des Nennpegels. Somit wird ersichtlich, dass durch Versetzen des Pilotpegels gegenüber dem Nachrichtensignalpegel eine Vorregelung an jeder der pilotgesteuerten Regeleinrichtungen entsteht.

Wie vorher geschildert wurde, wird das Pilotsignal am Empfangs- ^ ende des Kanals durch die Wirkung der Versatzschaltung 37 auf den Pegel der Nachrichtensignale zurückgebracht. Dies wird durch einen Vergleich der Zeilen F und G- der Fig.2 ersichtlich. Da die Nachrichtensignale und das Pilotsignal 101 am Eingang zur Regeleinrichtung 38 auf dem gleichen Pegel sind, ist das gesamte Frequenzband an der Ausgangsklemme 48 (Punkt H) auf seinen Nennpegel zurückgeführt.

Wenn auch das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung eingelegte Thermistoren verwendet, um die G-rösse des Pilot-

w signalpegelversatzes zu regeln, so kann doch eine Vielzahl von anderen Ve'rfahren angewandt werden. Eine Messung der Dämpfungsabweichung kann durch Messen des Widerstands eines oder mehrerer inidas Kabel eingelegter Thermistoren erhalten werden, und zwar mit Hilfe eines Hil:f$pilot signals oder irgend eines anderen bekannten Dämpfungsmess- oder Vorbestimmverfahrens. Zusätzlichmucht die Einstellung des Pilotsignalpegels

° nicht fortlaufend zu geschehen, sondern kann in Intervallen

—» durchgeführt werden, denen periodischen Dämpfungsmessungen co

"*- folgen.

Claims (4)

1. .. U87568

   Patentansprüche

   M)) Regelanordnung für einen Übertragungskanal, über den Nachrichten- und Pilotsignale übertragen werden, bestehend aus

   einem Eingang zum Empfang der Nachrichten- und Pilotsignale und

   wenigstens zwei Regelverstärkern, die in dem Kanal liegen, ^ und deren Verstärkung durch die Pilotsignale gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass

   eine erste Versatzschaltung (I9) zwischen den Eingang (11) und den ersten Regelverstärker (16) geschaltet ist, die so eingerichtet ist, dass sie den Pegel des Pilotsignals im Verhältnis zum Pegel des Nachrichtensignals ändert, um gleichzeitig die Verstärkung jedes der Verstärker zu ändern.
2. 2) Anordnung nach Anspruch T,

   dadurch gekennzeichnet, dass f

   die Anordnung weiterhin besteht aus

   einer kühleinrichtung (18,21,22,23), die so eingerichtet ist, dass sie ein Ausgangssignal^erzeugt, das Abweichungen der Gesamtdämpfung des Übertragungssignals darstellt,und dass die erste Versatzschaltung so eingerichtet ist, dass sie die relative Grosse des Pilotsignals unter dem Einfluss des Ausgangssignals ändert.

   BAD ORIGINAL
3. 3) Regelanordnung nach Anspruch 1,

   dadurchgekennzeic!inet, dass 909818/0611 '

   co ö co

   14875&»

   / die Regelverstärker (16,17) so eingerichtet sind, dass sie unter dem Einfluss des Pilotsignals Dämpfungsabweichungen kompensieren, die in denjenigen Teilen (o-d, e-f) des Kanals auftreten, die aufeinanderfolgende Verstärker trennen, und dass die erste Versatzschaltung (I9) bo eingerichtet ist, dass sie den Pegel der Pilotsignale im Verhältnis zum Naohridatensignal um einen Betrag ändert, der etwa gleich der Hälfte der Änderung der Dämpfung eines ausgewählten Teils ist.
4. 4) Anordnung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung weiterhin besteht aus einer zweiten Versatzschaltung (57)» die so eingerichtet ist, dass sie den Pegel des Pilotsignals wieder auf den Pegel des Nachrichtensignals bringt.