DE1762640C3 - Procedure and arrangement for impulse fault location with carrier frequency two-wire systems - Google Patents
Procedure and arrangement for impulse fault location with carrier frequency two-wire systemsInfo
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Description
ist.is.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (14) eir Feldeffekttransistor ist.8. Arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that the modulator (14) eir Field effect transistor is.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (14) eir Brückenmodulator ist.9. Arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that the modulator (14) eir Bridge modulator is.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitspunkt des aktiiven Elements des Generators (15) vom Demodulator (13) aus so gesteuert wird, daß die Schwingamplitude des Generators der Form des Glockenimpulses entspricht.10. Arrangement according to one of claims 2 to 7, characterized in that the operating point of the active element of the generator (15) from the demodulator (13) is controlled so that the oscillation amplitude of the generator corresponds to the shape of the bell pulse.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsverstärker (12) ein in integrierter Schaltung aufgebaute! Verstärker ist.11. Arrangement according to one of claims 5 to 10 characterized in that the auxiliary amplifier (12) is an integrated circuit! Amplifier is.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Impulsfehlerortung bei TF-Zweidraht-Systemen mittels eines vom sendenden Amt in Senderichtimg ausgeschickten Ortungsimpulses, der in den Zwischenverstärkerämtern in die Überlagerungslage der Gegenrichtung umgesetzt und dem sendenden Amt wieder zugeführt ist.The invention relates to a method and an arrangement for pulse fault location in TF two-wire systems by means of a location pulse sent by the sending office in Senderichtimg, which is in the intermediate repeater offices implemented in the superimposition of the opposite direction and the sending Office is fed again.
HF-Ortungsverfahren für TF-Zweidraht-Systeme sind bekannt. Diese erfordern jedoch entweder einen unterschiedlichen Aufbau der Verstärker (d. h. jeder Verstärker ist einem ganz bestimmten Standort innerhalb einer Strecke zugeordnet) oder einen hohen Aufwand bei gleichartig aufgebauten Verstärkern. Als Beispiel dafür gelte das Oszillator-Ortungs-Verfahren, wie es z. B. in der deutschen Auslegeschrift 11 85 245 beschrieben ist. Dabei ist jedem Zwischenverstärker ein Oszillator mit einer genau definierten Schwingfrequenz und einem bestimmten Sendepegel zugeordnet, dessen Signal in der Endstelle empfangen und ausgewertet wird. Es ist die gleiche Anzahl von unterschiedlichen Oszillatoren nötig wie die größte zulässige Anzahl von Verstärkern zwischen zwei speisenden Verstärkerstellen. Der unterschiedliche Aufbau ist wegen der damit verbundenen hohen Herstellungs-, Prüf- und Lagerhaltungskosten nachteilig.HF location methods for TF two-wire systems are known. However, these require either one different structure of the amplifier (i.e. each amplifier is a very specific location assigned within a route) or a lot of effort in the case of similarly structured amplifiers. When Example of this is the oscillator location method, as it is z. B. in the German Auslegeschrift 11 85 245 is described. Each intermediate amplifier is an oscillator with a precisely defined oscillation frequency and assigned to a certain transmission level, the signal of which is received and evaluated in the terminal will. The same number of different oscillators is required as the largest permissible number of Amplifiers between two feeding amplifier points. The different structure is because of the with it associated high manufacturing, testing and storage costs disadvantageous.
Auch Fehlerortungsverfahren mit gleichartig aufgebauten Verstärkern erfordern einen hohen Aufwand. Als Beispiel daiür gelte das in der deutschen Patentschrift 8 87 062 beschriebene Impuls-Ortungs-Verfahren eines Seekabelsystems. Dort werden die von einer Endstelle in einer passenden Frequenzlage ausgesandten Ortungsimpulse an den gekrümmten Kennlinien der aktiven Elemente in den Unterwasserverstärkern in die Frequenzlage der Gegenrichtung umgesetzt Die neu entstandenen Impulse werden über die Verstärkerstrecke zur Endstelle zurückgeleitet und dort mit aufwendigen Meßgeräten ausgewertet.Fault location methods with similarly structured amplifiers also require a great deal of effort. The pulse-locating method described in German Patent 8 87 062 is an example of this a submarine cable system. There the from a terminal in a suitable frequency position emitted location impulses on the curved characteristics of the active elements in the underwater amplifiers converted into the frequency position of the opposite direction. The newly created impulses are transmitted via the amplifier path is returned to the terminal and evaluated there with complex measuring devices.
Die Ursache liegt darin, daß zum einen die in einen passenden Frequenzbereich fallenden, durch Nichtlinearität entstandenen Frequenzkomponenten nur sehr klein sind, so daß sie schon aus diesem Grunde mil empfindlichen Meßgeräten am Eingang festgestelll werden müssen. Darüber hinaus können Störfrequenzer in der gleichen Frequenzlage durch die geringe Amplitudenhöhe der rückgeführten Impulse zu erheblichen Fehleranzeigen führen, so daß eine eindeutigeThe reason is that, on the one hand, those falling in a suitable frequency range due to non-linearity The resulting frequency components are only very small, so that for this reason alone they are mil sensitive measuring devices must be determined at the entrance. In addition, interfering frequencies in the same frequency position due to the low amplitude of the returned pulses Error displays lead, so that a clear
Ortung nicht mehr möglich ist. Darüber hinaus werden durch die Nichtlinearität danebenliegende Oberwellen erzeugt, die durch aufwendige Filtereinrichtungen von der eigentlich auszuwertenden Größe getren it werden müssen.Location is no longer possible. In addition, the non-linearity causes adjacent harmonics generated, which are separated from the actual size to be evaluated by complex filter devices have to.
Eine ähnliche Anordnung, bei der jedoch die Umsetzung nicht durch eine gekrümmte kennlinie in den aktiven Elementen der Unterwasserverstärker, sondern durch eigene nichtlineare Einrichtungen erfolgt, ist in der Zeitschrift »The Post Office Electrical Engineers Journal«, Vol. 54, Part. 4, January 1962, im Aufsatz »Location of Repeater Faults on Submarine Telephone Cables« von F.Scowen, S. 252 und 253, beschrieben.A similar arrangement, in which, however, the implementation is not represented by a curved characteristic in the active elements of the underwater amplifiers, but through its own non-linear devices, is in The Post Office Electrical Engineers Journal, Vol. 54, Part. 4, January 1962, im Article "Location of Repeater Faults on Submarine Telephone Cables" by F.Scowen, pp. 252 and 253, described.
Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei Fehlerortung die Übertragung unterbrochen werden muß, weil die Fehlerortung durch Gleichstromumpolung dadurch in Gang gesetzt wird, daß die nichtlinearcn Einrichtungen MR 1, MR 2 mit Hilfe von Relais eingeschaltet werden. Die Verwendung von Relais ist ein weiterer Nachteil dieser Anordnung, weil nämlich dadurch erhebliche Unsicherheiten in das Übertragungssystem hineingetragen werden, die darin bestehen können, daß durch Überspannungen, wie sie beispielsweise bei einem Blitzschlag entstehen, die Relais ansprechen und dadurch die Übertragung stören. Diese Nachteile werden durch eine Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung beseitigt.However, this known arrangement has the disadvantage that the transmission has to be interrupted when fault location is performed, because fault location is set in motion by DC polarity reversal in that the non-linear devices MR 1, MR 2 are switched on with the aid of relays. The use of relays is a further disadvantage of this arrangement, because it introduces considerable uncertainties into the transmission system, which can consist in the fact that the relays respond and thereby disrupt the transmission due to overvoltages, such as those caused by a lightning strike. These disadvantages are eliminated by an arrangement according to the present invention.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1161321 ist außerdem ein Impuls-Fehlerortungsverfahren für ein Vierdraht-Getrenntlagenachrichtenübertragungssystem bekannt. Aus Spalte 4, letzte Zeile bis Spalte 5, Zeile 8 dieser Auslegeschrift ist zu entnehmen, daß zur Ortung Impulse verwendet werden sollen, die eine von einer Senkrechten deutlich abweichende Flanke aufweisen, wobei sich am besten Impulse ohne scharfe Ecken und mit möglichst schrägen und abgerundeten Flanken am besten eignen.From the German Auslegeschrift 1161321 is also a pulse fault location method for a four-wire split-layer messaging system known. From column 4, last line to column 5, line 8 of this disclosure, it can be seen that for Locating impulses are to be used that have a flank that deviates significantly from a vertical, where best pulses without sharp corners and with as sloping and rounded flanks as possible best suited.
Außerdem sind Glockenimpulse an sich bekannt, wie aus dem »Handbuch der angewandten Impulstechnik« von Dr. H. Rösch lau, insbesondere S. 281, zu entnehmen ist.In addition, bell impulses are known per se, such as from the "Handbook of Applied Impulse Technology" by Dr. H. Rösch lau, in particular p. 281, can be found.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein HF-lmpuls-Fehlerortungsverfahren und eine entsprechende Anordnung zu schaffen, bei dem die für das Vierdraht-TF-Übertragungssystem eingesetzten ivießeinrichtungen verwendet werden können.The object of the present invention is to provide an RF pulse fault location method and a corresponding one To create an arrangement in which the pouring devices used for the four-wire TF transmission system can be used.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird derart verfahren, daß der Ortungsimpuls oberhalb bezw. unterhalb des Nutzfrequenzbandes, jedoch noch innerhalb dci Übertragungsbandes übertragen wird, daß der Ortungsimpuls ein vom sendeseitigen Amt ausgeschickter hochfrequenter Glockenimpuls ist, der in den jeweiligen Zwischenverstärkerämtern ausgesiebt und demoduliert wird, und daß der demodulierte Glockenimpuis mit einer geeigneten Trägerfrequenz in die Frequenzlage der Gegenrichtung gebracht und dem sendenden Amt wieder zugeführt wird.To solve this problem the procedure is such that the locating pulse above BEZW. below the Usable frequency band, but still within the transmission band is transmitted that the locating pulse is a high-frequency bell pulse sent by the sending office, which is in the respective Repeater offices are screened out and demodulated, and that the demodulated bell pulses with brought a suitable carrier frequency in the frequency position of the opposite direction and the sending office is fed back.
Mit dem neuen Verfahren ist eine Kontrolle der Verstärkerstrecken während des Betriebs möglich. Die Kontrolle umfaßt quantitativ und qualitativ alle Baugruppen jedes einzelnen Verstärkers, da die Impulse die Verstärker in beiden Frequenzlagen durchlaufen.The new method enables the amplifier sections to be checked during operation. the Control includes quantitatively and qualitatively all components of each individual amplifier, as the impulses run through the amplifiers in both frequency ranges.
Das Verfahren ist, wie das Verfahren bei TF-Vierdraht-Verstärkern, leicht anzuwenden. Die Gerate können vom Personal ohne besondere Fachkenntnisse bedient werden.The procedure is like the procedure for TF four-wire amplifiers, easy to use. The devices can be used by staff without special specialist knowledge to be served.
Die Zwischenverstärker sind austauschbar, Lagerhal-The intermediate amplifiers are interchangeable, stock
tungs- und Prüfkosten sind gering. Zusätzlicher Kosten- und Raumbedarf entsteht in den Zwischenverstärkern und endsteilen gegenüber anderen Ortungsverfahren nur im geringem Umfang.and testing costs are low. Additional cost and space requirements arise in the repeaters and end parts compared to other location methods only to a small extent.
Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist derart ausgebildet, daß bei Zwischenverstärkerämtern mit Querverstärkern dem Ausgang des Querverstärkers der hochohmige Eingang eines Ortungsfilters parallel liegt, dessen Ausgang rr.it einem Demodulator verbunden ist, der mit einem Modulator gekoppelt ist, der zugleich mit einem Generator mit einer innerhalb des Übertragungsbereichs der Gegenrichtung liegenden Trägerfrequenz verbunden ist, und daß der Ausgang des Modulators mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist. Die Hochohmigkeit des Filtereingangs kann auch durch einen Spannungsteiler realisiert werden.An arrangement for performing the method according to the invention is designed such that at Intermediate amplifier offices with transverse amplifiers the output of the transverse amplifier is the high-impedance input of a location filter is parallel, the output rr.it is connected to a demodulator, which is connected to a Modulator is coupled, which at the same time with a generator with a within the transmission range the opposite direction lying carrier frequency is connected, and that the output of the modulator with connected to the input of the amplifier. The high resistance of the filter input can also through a voltage divider can be implemented.
Bei Zwischenverstärkerstationen mit getrennten Verstärkern in Sende- und Empfangsrichtung kann die Anordnung auch so ausgebildet sein, daß am Ausgang ues Sendeverstärkers der hochohmige Eingang eines Ortungsfilters parallel liegt, dessen Ausgang mit einem Demodulator verbunden ist, der mit einem Modulator gekoppelt ist, der zugleich mit einem Generator mit einer innerhalb des Übertragungsbereichs der Gegenrichtung liegenden Trägerfrequenz verbunden ist, und daß der Ausgang des Modulators mit dem Eingang des Verstärkers in Empfangsrichtung verbunden ist.In the case of repeater stations with separate amplifiers in the sending and receiving directions, the Arrangement can also be designed so that the high-impedance input of a transmitter amplifier at the output ues Locating filter lies in parallel, the output of which is connected to a demodulator, which is connected to a modulator is coupled, which at the same time with a generator with a within the transmission range of the opposite direction lying carrier frequency is connected, and that the output of the modulator with the input of the Amplifier is connected in the receiving direction.
Eine weitere Abwandlung sieht vor, daß der Ausgang des Modulators mit dem Ausgang des Verstärkers der Gegenrichtung verbunden ist.Another modification provides that the output of the modulator with the output of the amplifier of the Opposite direction is connected.
Bei diesen Anordnungen besteht keine Rückkopplungsgefahr innerhalb der gebildeten Verstärkerschleife, da der Ortungszusatz keine Hochfrequenzsignale überträgt.With these arrangements there is no risk of feedback within the amplifier loop formed, because the location add-on does not transmit any high-frequency signals.
Zwischen Ortungsfilter und Demodulator läßt sich zum Zwecke der Verstärkung der abgegriffenen Impulsspannung ein Hilfsverstärk.er einschalten. Da an Hilfsverstärker bezüglich Rauschen, Klirren, Anpassung usw. keine besonders hohen Anforderungen zu stellen sind, kann dieser auch in integrierter Schaltung aufgebaut werden, sofern er mindestens dieselbe Zuverlässigkeit wie der Hauptverstärker besitzt.Between the locating filter and the demodulator can be used for the purpose of amplifying the tapped Switch on the pulse voltage of an auxiliary amplifier. As an auxiliary amplifier with regard to noise, clink, adjustment etc. there are no particularly high requirements, this can also be done in an integrated circuit as long as it has at least the same reliability as the main amplifier.
Zur Entkopplung kann dem Modulator auch ein ohmscher Widerstand nachgeschaltet werden.An ohmic resistor can also be connected downstream of the modulator for decoupling.
Der Modulator besteht entweder aus einem trägheitslos steuerbaren Widerstand, z. B. einem Feldeffekttransistor oder einem Brückenmodulator, wie er häufig auch in Endstellen zur Modulation der Impuls-Trägerfrequenz benutzt wird.The modulator consists either of an inertia-free controllable resistor, e.g. B. a field effect transistor or a bridge modulator, as it is often used in terminals for modulating the pulse carrier frequency is used.
An Hand der Diagr&mme nach den Fig. 1, 5 und 6, der Prinzipschaltbilder nach den F i g. 2a und 2b und der Ausführungsbeispiele nach den Fig.3 und 4 wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of the diagrams according to FIGS. 1, 5 and 6, the basic circuit diagrams according to FIGS. 2a and 2b and the embodiments according to Figures 3 and 4 is the Invention explained in more detail.
TF-Zweidraht-Verstärker sind, wie Fig. 1 zeigt, so aufgebaut, daß sie Signale in der Frequenzlage f\... h in der einen und Signale in der Frequenzlage h ■ ■ ■ U in der anderen Richtung übertragen. Es gibt zwei Ausführungen, .iämlich mit einem Querverstärker, wie in Fi g. 2a, oder mit zwei Längsverstärkern, wie in Fig. 2b dargestellt. In beiden Verstärkerausführungen besteht bei einer gestörten Verstärkerstrecke das Problem, den Fehlerort zu finden.As shown in FIG. 1, TF two-wire amplifiers are constructed in such a way that they transmit signals in the frequency position f \ ... h in one direction and signals in the frequency position h ■ ■ ■ U in the other direction. There are two versions, one with a transverse amplifier, as shown in FIG. 2a, or with two longitudinal amplifiers, as shown in Fig. 2b. In both amplifier designs, there is the problem of finding the fault location in the event of a disturbed amplifier path.
Fig. 3 zeigt im Prinzip einen TF-Zweidraht-Verstärker mit Querverstärker und Richtungsweichen ohne Stromversorgung. Die folgenden Erläuierungen können jedoch analog auch auf die Schaltung nach Fig. 2b angewendet werden.Fig. 3 shows in principle a TF two-wire amplifier with cross amplifier and direction switches without power supply. The following explanations can however, it can also be applied analogously to the circuit according to FIG. 2b.
Die Signale im Übertragungsbereich h... U werden in der Richtung Fi -<■ F2 übertragen. Sie gelangen über den Überträger 9 und den Hochpaß 2 an den Eingang a des Queiverstärkers. In diesem werden sie verstärkt und von dessen Ausgang b über den Hochpaß 5 und den Übertrager 10 an den Ausgang F2 weitergeleitet. Die Signale im unteren Übertragungsbereich f\... f2 durchlaufen den WegThe signals in the transmission range h ... U are transmitted in the direction Fi - <■ F 2 . You get through the transmitter 9 and the high-pass filter 2 to the input a of the queue amplifier. In this they are amplified and passed on from its output b via the high-pass filter 5 and the transformer 10 to the output F 2 . The signals in the lower transmission range f \ ... f 2 run through the path
Klemmen F2 - Übertrager 10 - Tiefpaß 3 Verstärker
1 — Tiefpaß 4 — Übertrager 9 —
Klemmen F2. Terminals F 2 - transformer 10 - low pass 3 amplifier 1 - low pass 4 - transformer 9 -
Terminals F 2 .
Der Gleichstromweg ist nicht dargestellt, da er als bekannt vorausgesetzt wird.The direct current path is not shown as it is assumed to be known.
Der eigentliche Verstärker 1 selbst ist an Ein- und Ausgang durch Widerstände 6, 7,8 entkoppelt mit dem Ortungszusatz 16 verbunden, der in Fig.4 genauer gezeichnet ist.The actual amplifier 1 itself is decoupled from the input and output by resistors 6, 7, 8 Locating attachment 16 connected, which is shown in more detail in FIG is drawn.
Die Ortungsimpulse besitzen die Form der Gaußschen Glockenkurve mit der Bandbreite 2Af (s. F i g. 5c). Die Glockenkurve sei oberhalb des oberen Übertragungsbandes auf die Trägerfrequenz /5 oder unterhalb auf die Frequenz h' (s. F i g. 1 und 5a) moduliert. Der Impuls nimmt im Zwischenverstärker denselben Weg wie die Signale des oberen Übertragungsbereiches, falls der Durchlaßbereich der Hochpässe entsprechend dimensioniert ist.The location pulses have the shape of the Gaussian bell curve with the bandwidth 2Af (see FIG . 5c). Let the bell curve be modulated above the upper transmission band to the carrier frequency / 5 or below to the frequency h ' (see FIGS. 1 and 5a). The pulse takes the same path in the repeater as the signals of the upper transmission range, if the pass range of the high-pass filters is dimensioned accordingly.
An den Ausgangsklemmen 6 des inneren Verstärkers wird ein kleiner Teil der Ausgangsspannung über den Spannungsteiler 6, 7 hochohmig abgegriffen. Im nachfolgenden Ortungsfilter 11 mit der Durchlaßbandbreite 2Δ fund der Mittenfrequenz f5 bzw. /5' wird der Impuls von den übrigen Signalen getrennt. Der Hilfsverstärkcr 12 erhöht den Pegel des Impulses, so daß er in der Gleichrichterschaltung 13 demoduliert werden kann (Fig. 5c). Das so entstandene NF-Signal moduliert im Modulator die vom Generator 15 stammende Frequenz fb oder fb' (F i g. 1 und 5 d). Durch die Modulation ensteht ein Sekundärimpuls, der dieselbe Form und effektive Bandbreite wie der erste Impuls, jedoch eine andere Trägerfrequenz besitzt (F i g. 5c). Der Sekundärimpuls wird über den hochohmigen Widerstand 8 dem Eingang a des Verstärkers 1 zugeführt. Im Verstärker wird die durch die Ankopplung bewirkte Dämpfung ausgeglichen.At the output terminals 6 of the internal amplifier, a small part of the output voltage is tapped off at high resistance via the voltage divider 6, 7. In the following locating filter 11 with the pass bandwidth 2Δ and the center frequency f 5 or / 5 ', the pulse is separated from the other signals. The auxiliary amplifier 12 increases the level of the pulse so that it can be demodulated in the rectifier circuit 13 (FIG. 5c). The resulting LF signal modulates in the modulator the frequency f b or f b ' originating from the generator 15 (FIGS. 1 and 5 d). The modulation results in a secondary pulse which has the same shape and effective bandwidth as the first pulse, but a different carrier frequency (FIG. 5c). The secondary pulse is fed to the input a of the amplifier 1 via the high-resistance resistor 8. The attenuation caused by the coupling is compensated for in the amplifier.
Wenn der Übertragungsbereich der Tiefpässe die neue Trägerfrequenz fc (Z6') ±4/"einschließt, gelangt der neue Impuls über die Verstärkerstrecke bis zur Endstelle 20, von wo der Primärimpuls ausgesandt wurde (F i g. 6).If the transmission range of the low-pass filters includes the new carrier frequency fc (Z 6 ') ± 4 / ", the new pulse reaches the end point 20 via the amplifier path, from where the primary pulse was sent (FIG. 6).
Im letzten Verstärker (22, 25) eines Ortungs- und damit auch Fernspeiseabschnittes, dem sogenannter letztgespeisten Verstärker, kann wie bei Vierdraht-Systemen ein Impulssperrfilter (23, 24) vorgeseher werden, das die Primärimpulse nicht in den nächster Ortungsabschnitt gelangen läßt.In the last amplifier (22, 25) of a locating and thus also remote feed section, the so-called Last-fed amplifier can be used as with four-wire systems a pulse blocking filter (23, 24) can be provided, which does not affect the primary pulses in the next Locating section can get.
Von der Endstelle dieses letztgenannten Ortungsab schnittes müssen die Primärimpulse mit der Trägerfre quenz fb oder ft gesendet werden. Daher sind dii Verstärker dieser Strecke so auszurüsten, daß sie di( Impulse in die Frequenzlage fs oder /5' umsetzen. Hie müssen die Ortungsfilter also für f6 (£') und dii Oszillatoren für /5 (fs') bemessen werden.From the terminal of this latter Ortungsab section, the primary pulses must be sent with the carrier frequency f b or ft . Therefore, the amplifiers of this route are to be equipped in such a way that they convert di (pulses into the frequency position f s or / 5 '. The locating filters must therefore be dimensioned for f 6 (£') and the oscillators for / 5 (fs').
Hierzu 4 Blatt ZcichnunucnFor this purpose 4 sheets of drawing
Claims (7)
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DE19681762640 DE1762640C3 (en) | 1968-07-26 | Procedure and arrangement for impulse fault location with carrier frequency two-wire systems |
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DE19681762640 DE1762640C3 (en) | 1968-07-26 | Procedure and arrangement for impulse fault location with carrier frequency two-wire systems |
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DE1762640A1 DE1762640A1 (en) | 1970-07-02 |
DE1762640B2 DE1762640B2 (en) | 1971-07-01 |
DE1762640C3 true DE1762640C3 (en) | 1977-08-04 |
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