DE1923083C - Nachrichtenübertragungssystem, Vorzugs weise Fernsprechubertragungssystem, mit aktiven Zweipolen negativen Widerstandes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragung»· Anzahl der notwendigen Fernspeisegeräte wesentlich

system, vorzugsweise Fernsprechübertragungssystem, herabgesetzt werden.

mit gleichzeitiger Übertragung in beiden Richtungen An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nach· auf Zweidrahtstrecken, in die zur Aufhebung der stehend näher erläutert, dabei zeigt
Leitungsdämpfung aktive Zweipole negativen Wider- δ F i g. 1 ein bekanntes Übertragungssystem unter Standes eingeschaltet sind, die über symmetrisch Verwendung von aktiven Zweipolen negativen Widergelegene Herausführungen von magnetischen Teil- Standes,
wicklungen femstromversorgt sind. F i g. 2 ein erfindungsgemäßes Ausfilhrungsbeispiel

Zur abschnittsweisen Aufhebung der Dämpfung eines Übertragungssystem*,

von Zweidrahtverbindungen, die eine gleichzeitige *o Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Ausfuhrungsbeispiel

Übertragung, vorzugsweise von Sprache, in beiden mit einem Phantomkreis,

Richtungen zuläßt, ist es bekannt, in gewissen Ab- F i g. 4 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel mit Phan-

ständen aktive Zweipole negativen Widerstandes in tomkreisen,

die beiden Adern der Verbindung einzuschalten. Diese F i g. 5 die Schaltungsanordnung eines aktiven

aktiven Zweipole werden als Halbleitereinheiten 15 Zwei poles negativen Widerstandes, wie er in dem

realisiert in der englischsprachigen Literatur, z. B. Übertragungssystem nach der Erfindung eingesetzt

The Bell System Technical Journal 47, 1968, Heft 6, ist,

S. 1019 bis 1041, auch als »negative impedance booster F i g. 6 ein Spannungs-Strom-Diagramm des aktiven

unit« (NIB) bezeichnet. Fig. 1 dieser Literaturstelle Zweipols nach F i g. 5.

zeigt eine solche Einheit, die lediglich aus zwei ao Das bekannte Übertragungssystem nach F i g. 1 komplementären Transistoren, zwei Halbleiterdioden, besteht im wesentlichen aus der Zweidrahtverbindung fünf ohmschen Widerständen und einem Kondensator LL-L¹V. Dieser Leitungszug weist am Anfang einen besteht. Dabei ist die Basis des einen Transistors an Anpassungsübertrager 3 und am Ende einen Anpasden Kollektor des anderen Transistois und die Basis sungsübertrager 7 auf. Die Sekundärseite des Andes letztgenannten an den Kollektor des erstgenannten 35 passungsübertragers 3 besteht dabei aus zwei gleichen Transistors angeschlossen, Wie weiter in Fig. 3 dar- Teilwicklungen 4 und 5, von der die inneren zwei gestellt, erfolgt dabei die Stromversorgung mittels Herausführungen wechselstrommäßig lediglich über eines eingeprägten Gleichstromes in Serie über alle den Trennkondensator 6 miteinander verbunden sind. NIB-Einheiten der gesamten Zweidrahtverbindung, An diese beiden Herausführungen ist weiterhin das wobei am Anfang der Zweidrahtstrecke das Fern- 30 Fernstromversorgungsgerät 2 angeschlossen. Zwischen Stromversorgungsgerät seinen Sitz hat und an zwei den beiden Übertraget 3 und 7 sind in beide Adern Herausführungen der Mittelanzapfung eines An- der Zweidrahtstrecke in regelmäßigen Abständen passungsübertragers angeschlossen ist. Die beiden Her- NIB-Einheiten 1 (aktive Zweipole negativen Widerausführungen sind dann mittels eines Trennkonden- Standes) tinge:chaltet. Dabei weist jede NIB-Einheit 1 sato rs wechselstrommäßig miteinander verbunden. Am 35 z. B. einen Widerstand von —200 Ω auf und ist in der anderen Ende der Zweidrahtstrecke wild in den aller- Mitte eines Leitungsabschnittes von einer elektrischen meisten Fällen ein Anpassungsübertrager notwendig Länge von +200 Ω eingeschaltet. Zur Fernstromsein, der dann nachteiligerweise gleichstromvormagne- Versorgung sämtlicher NIB-Einheiten 1 speist das tisiert ist. Fernspeisegerät 2 einen eingeprägten Gleichstrom von

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Übertragungs- 40 beispielsweise 30 mA über die gesamte Schleife, die

system der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei aus der Teilwicklung 4 des ersten Anpassungsüber-

welchem in einfacher Weise die Nachteile bekannter, tragers 3, der oberen Ader der Zweidrahtverbindung,

mit aktiven Zweipolen negativen Widerstandes ver- den beiden Teilwicklungen 8 und 9 des zweiten

sehener Übertragungssysteme vermieden sind. Anpassungsübertragers 7, der unteren Ader der Zwei-

Eiiiiiuungsgemäß sind der eine Anschluß der 45 drahtverbindung und der Teilwicklung 5 des ersten Fernstromversorgung mit beiden Herausführungen Anpassungsübertragers 3 besteht,
der Teilwicklungen von mindestens einer Zweidraht- F i g. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsstrecke und der andere Anschluß der Fernstrom- beispiel, bei dem eine erste Zweidrahtleitung Versorgung mit den beiden Herausführungen der Teil·· L\LX-LYLl' und eine zweite Zweidrahtverbindung wicklungen von mindestens einer weiteren Zweidraht- 50 LlLl-Ll'LT vorgesehen sind. Dabei weisen auf strecke verbunden und weiter am anderen Ende des derjenigen Seite, auf der das Fernspeisegerät 2 seinen ferngespeisten Abschnittes der Zweidrahtstrecken gal- Standort hat, die erste Zweidrahtleitung den Übervanische Verbindung zwischen Mittelanzapfungen von trager 3 und die zweite Zweidrahtleitung den Überdortigen W icklungen der Zweidrahtstrecken vor- trager 10 auf, und am jeweils anderen Ende weisen gesehen. 55 die erste Zweidrahtleitung einen Übertrager 7 und

Vorteilhafterweise sind zusätzlich Mittel vorge- die zweite Zweidrahtleitung einen Übertrager 13 auf. sehen, mit denen der Widerstand für den Fernspeise- Die Sekundärseite des Übertragers 3 ist mittelangezapft, strom in beiden Leitungen einer Zweidrahtstr.ecke die beiden Teilwicklungen 4 und 5 sind direkt mitgleich groß einstellbar ist. einander verbunden und an.den einen Anschluß des

Durch Anwendung dieser Maßnahme wird erreicht, 60 Fernspeisegerätes 2 angeschlossen. Die Sekundärseite daß an der Einspeisestelle des Fernspeisestromes kein des Übertragers 10 ist ebenfalls mittelangezapft, und Trennkondensator zwischen die beiden Heraus- die beiden Teilwicklungen 11 und 12 sind ebenfalls führungen der Wicklungen eingefügt werden muß und direkt miteinander verbunden und an den anderen daß die Vormagnetisierung von am anderen Ende Anschluß des Fernspeisegerätes 2 angeschlossen. Weider Zweidrahtstrecke vorgesehenen C bertragern eat- 65 terhin sind am anderen Ende der Zweidrahtverbinfällt. düngen die Primärseite des Übertragers 7 (Teil-

Außerdem wird die Schaffung von Phantomkreisen wicklungen 8 und 9) und die Primärwicklung des

in sehr einfacher Weise ermöglicht. Schließlich kann die Übertragers 13 jeweils mittelangezapft (Teilwicklungen

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14 und IS). Sodann sind die beiden Mittelanzapfungen tomkreise gebildet werden, einen größeren Aussteueauf der Primärseite des Übertragers 7 und der des rungsberelch haben als in normalen Fällen. Übertragers 13 direkt miteinander verbunden (Vor- Ein weiteres AusfUhrungsbeispiel mit Phantombindung 21). Im übrigen ist die zweite Zweidraht- kreisen ist in Fig. 4 dargestellt. Bei diesem Überverbindung in der gleichen Wsise mit NID-Einheiten 1 5 tragungssystem sind zwei Anordnungen mit vier in regelmäßigen Abständen bestückt wie die erste Adern ähnlich der Anordnung nach F i g. 3 vorge-Zweidrahtverbindung. sehen, wobei die Wechselstromkreise einschließlich

Durch diese Anordnung können zwei mit NIB- des jeweiligen Phantomkreises miteinander überein- Einhäiten bestüokte Leitungen durch ein Fernspeise- stimmen, die Gleichstrom-Fernstromversorgung jedoch

netzgerät 2 gespeist werden. Außerdem unterliegt io in einer Weise erfolgt, wodurch auch die Phantom-

keincr der übertrager, insbesondere auch nicht die übertrager frei von jeglichen Gleichvormagnetisierung

Übertrager 7 und 13 irgendeiner Gleichstromvor- bleiben.

magnetisierung. Schließlich entfällt der Trennkonden- Die Bezugszeichen der oberen Hälfte der bildlichen

sator 6 nach F i g. 1. Da die Leitungen paarweise auf Darstellung der F i g. 4 stimmen jeweils mit denen der

konstanten Widerstand abgeglichen sind, fließt durch »5 Anordnung nach Fig. 3 überein; die Bezugszeichen

die α- und ύ-Ader sehr genau jeweils der halbe Gleich- der unteren, gleichartig aufgebauten Hälfte sind dabei

strom. Alterdings muß das Netzgerät 2 für den doppel- jeweils durch »a« ergänzt,

ten Strom ausgelegt sein. Die Trennkondensatoren 19 entfallen, dagegen sind

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei die beiden entsprechenden Herausführungen der dem ein Phantomkreis gebildet ist, zeigt die Fig. 3. ao Wicklungen 17 und 18 miteinander verbunden und an Dabei verläuft der Signalkreis des ersten Stammes den einen Pol des Netzgerätes 2 angeschlossen. An über die erste Zweidrahtleitung LlLl-Ll'Ll' und der den anderen Pol des Netzgerätes 2 sind sodann die des zweiten Stammes über die zweite Zweidraht- beiden entsprechenden, ebenfalls miteinander Verleitung LlLl-Ll'LT, die jeweils in gleicher Weise bundenen Herausführungen der Wicklungen 17a und wie in der Anordnung nach Fig. 2 aufgebaut sind. »5 18a der Sekundärseite des Phantomübertragers 16a Zudem jedoch verläuft über die Mittelanzapfungen der unteren Hälfte der bildlichen Darstellung angeder Sekundärseiten der Übertrager 3 und 10 einerseits schlossen. Sodann weisen die Primärwicklungen der und über die Primärwicklungen der Übertrager 7 Phantpmübertrager 20 und 20a jeweils eine Mittel- und 13 andererseits, jeweils die Phantomverbindung anzapfung auf, die miteinander über die Brücke 21 PhPh-PhPh'. Die Schaltungsart auf der Seite, auf der 30 verbunden sind.

die Fernspeiseeinrichtung2 ihren Sitz hat, ist folgende: In F i g. 5 ist die Schaltungsanordnung einer Die Phantomleitung PhPh ist an die Primärseite des NIB-Einheit dargestellt, die dem vorgenannten ErÜbertragers 16 angeschlossen, dessen Sekundärseite fordernis eines größeren Aussteuerungsbereiches in zwei symmetrische Teilwicklungen 17 und 18 aufweist. Phantomkreisen Rechnung trägt.
Das eine Ende der gesamten Sekundärwicklung des 35 In bekannter Weise enthält diese NIB-Einheit zwei Übertragers 16 ist dabei an die Mittelanzapfung der Transistoren Tl, Tl verschiedenen Leitfähigkeitstyps, Sekundärseite des Übertragers 3 angeschlossen, an von denen die Basis des einen Transistors mit dem welcher Stelle auch die beiden Teilwicklungen 4 und 5 Kollektor des anderen und die Basis des zweitgenannten miteinander verbunden sind. Das andere Ende der mit dem Kollektor des. erstgenannten verbunden ist. Sekundärseite des Übertragers 16 ist mit der Mittel- 40 Je ein Emitter der beiden Transistoren Tl und Tl anzapfung der Sekundärseite des Übertragers 10 ist über einen Fmitlerwüierstand Rl bzw. RS mit angeschlossen, an welcher Stelle auch die beiden einem der beiden Anschlüsse ( f) bzw.(-) des Teilwicklungen 11 und 12 miteinander verbunden sind. Zweipols verbunden Ebenfalls in bekannter \Veit.e t-X Div der Mitieianzapfung der Sekundärseite des zwischen die beiden AnschluCpunkie des Zweipols übertragen, io entsprechenden Herausführungen der 45 eine Serienschaltung dreier Widerstände Rl, R3 und Teilwicklung 17 und der Teilwicklung 18 sind über A4 geschaltet, von denen dem mittleren Widerstand den Trennkondensator 19 wechselstrommäßig mit- R 3 eine Kapazität C parallel geschaltet ist. Der Vereinander verbunden und einzeln je an einen Pol des bindungspunkt der Widerstände Rl und Ri, der dem Fernspeisegerätes 2 angeschlossen. Gleichpotential des Emitters des Transistors Π näher-

Auf der anderen Seite der ZweiJrahtstrecken ist 50 steht als dem des Emitters des Transistors Tl, ist über

die Phantomverbindung Ph'Ph' an die Sekundärseite die Diode D mit der Basis des Transistors 7Ί in

des Übertragers 20 angeschlossen. Weiterhin ist das bekannter Weise zu Linearisierungszwecken verbunden,

eine Ende der Primärwicklung des Übertragers 20 an Darüber hinaus ist jedoch der Verbindungspunkt des

die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Über- Widerstandes A3 und des Widerstandes R4, dessen

tragers 7 angeschlossen, an welcher Stelle auch die 55 Gleichpotential dem des Emitters des Transistors Tl

beiden Teilwicklungen 8 und 9 miteinander verbunden nähersteht, direkt mit dessen Basis verbunden, wo-

sind. Das andere Ende der Primärwicklung des Über- durch der für Phantomkreise benötigte größere

tragers 20 ist mit der Mittelanzapfung der Primär- Aussteuerungsbereich des aktiven Vierpols negativen

wicklung des Übertragers 13 verbunden, an welchei Widerstandes erreicht werden kann.

Stelle auch die beiden Teilwicklungen 14 und 15 60 Trotz der Vergrößerung des Aussteuvjrungsbereiches

miteinander verbunden sind. kann die Linearität der Kennlinie jedoch durchaus

In der Anordnung nach F i g. 3 ist in besonders linear gehalten werden.

einfacher und vorteilhafter Weise die Bildung von Das Diagramm nach F i g. 6 ist dabei das Strom-Phantomkreisen ausgenutzt. Dabei ist allerdings zu spannungsdiagramm der NIB-Einheit nach F i g. 4 beachten, daß der Phantomübertrager 20 vormagneti- 63 in folgender Bemessung bzw. Bestückung:
sicrt und der Phantomübertrager 16 mit einem

Trennkondensator 19 ausgerüstet ist. Außerdem müs- Tl ■■- BCY 78 VIII,

sen die NIB-Einheiten für Leitungen, mit denen Phan- Tl -- BCY 58 VIII,

Tl = BCY 58 VIII,
D =0/15,
Rl = Λ5

A3= 680 Ω und C = 33 nF.

Wie aus dem Diagramm nach F i g. 6 zu ersehen, ergibt sich ein linearer Aussteuerungsbereich der NIB-Einheit von ±15 mA.

Eine Summenklirrfaktormessung an der vorbeschriebenen Anordnung ergab bei einem Arbeitspunkt von 30 mA folgende Werte:

Aussteuerungsspitzenstrom /_s = 13,5 mA:

Klirrfaktor k = 0,45 %;

Aussteuerungsspitzenstrom h — 17 mA:
Klirrfaktor k = 0,65%.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können auch bezüglich einer Richtung des Fernspeisestromes ao jeweils mehrere Zweidrahtstrecken parallelgeschaltet werden, wodurch erreicht wird, daß mit einem Fernstromversorgungsgerät eine größere Anzahl von Übertragungskreisen versorgt werden kann. Dabei werden zweckmäßigerweise Mittel vorgesehen, mit as denen der Widerstand für den Fernspeisestrom in parallelgeschalteten Zweidrahtstrecken gleich groß einstellbar ist.

Claims (5)

Patentansprüche: 30

1. Nachrichtenübertragungssystem, vorzugsweise Fernsprechübertragungssystem, mit gleichzeitiger Übertragung in beiden Richtungen auf Zweidrahtstrecken, in die zur Aufhebung der Leitungsdämpfung aktive Zweipole negativen Widerstands eingeschaltet sind, die über symmetrisch gelegene Herausführungen von magnetischen Teilwicklungen fernstromversorgt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß der Fernstromversorgung (2) mit beiden Herausführungen der Teilwicklungen (4, 5) von mindestens eiüer Zweidrahtstrecke und der andere Anschluß der Fernstromversorgung mit den beiden Herausführungen der Teilwicklungen (11,12) von mindestens einer weiteren Zweidrahtstrecke verbunden sind und daß am anderen Ende des ferngespeisten Abschnittes der Zweidrahtstrecken· galvanische Verbindungen (21) zwischen Mittelanzapfungen von dortigen Wicklungen der Zweidrahtstrecken vorgesehen sind.

2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen der Widerstand für den Fernspeisestrom in den beiden Leitungen einer Zweidrahtstrecke gleich groß einstellbar ist.

3. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich einer Richtung des Fernspeisestromes jeweils mehrere Zweidrahtstrecken parallel geschaltet sind.

4. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen der Widerstand für den Fernspeisestrom in parallelgeschalteten Zweidrahtstrecken gleich groß einstellbar ist.

5. Nachrichtenübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Zweidrahtstrecken und/oder zwei Gruppen von Zweidrahtstrecken Phantomkreise gebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen