DE2117292A1 - Fernsprechapparat - Google Patents

Description

Patentanwalt *y «ι 1

Dipl.-Phys. Leo Thul · ' '

7 Stuttgart

R.B. Ford-G.P.de Mengel 10-6

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Fernsprechapparat

Die Erfindung betrifft einen Fernsprechapparat mit einem Sendekanal, einem Empfangskanal und einer Rückhördämpfungsschaltung.

Die üblichen Fernsprechapparate weisen eine Rückhördämpfungsschaltung auf, die mit wechselnden Induktivitäten arbeitet, deren Konstruktion kritische Probleme aufwirft. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich ohne induktive Komponenten auszukommen und somit die Kosten und die Größe des Fernsprechapparates auf Kosten einiger zusätzlicher Leistungsverluste in der Fernsprechanlage zu reduzieren. Die Erfindung stützt sich auf die Eigenschaften einer Sechspolbrücke, die beispielsweise in den britischen Patentschriften 1 135 785 und 1 150 594 offenbart ist. Dort wurde die Brücke als Spannungsteiler zur Erkennung von Überwachungssignalen auf Fernsprechleitungen benutzt. Während gemäß diesen Patentschriften die Sechspolbrücke zur Erkennung von Zuständen benutzt wird, bei denen der Scheinwiderstand einer zweidrähtigen Fernsprechleitung Änderungen unterlegen ist, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Anwendung für zweidrähtige Fernsprechleitungen mit konstantem Scheinwiderstand, wobei jede für diesen Zweck beigezogene Hilfseinrichtung als Teil der Fernsprechleitung betrachtet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als RUckhördämpfungsschaltung eine Sechspolbrücke vorgesehen ist, die mit zwei ersten Diagonalpunkten an eine Fernsprechleitung,

7.April I97I

Krii/Mr -/-

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mit zwei zweiten Diagonalpunkten an den Sendekanal und mit zwei dritten Diagonalpunkten an den Empfangskanal angeschlossen ist, und daß für vorgegebene, übereinstimmende Werte der Scheinwiderstände der Fernspreehieitung und des Sende- und Empfangskanäls die sechs Zweigscheinwiderstände solche Werte aufweisen, daß der Sendekanal mit dem Empfangskanal gekoppelt ist und von der Fernsprechleitung aus gesehen ein Eingangsscheinwiderstand der Brücke mit einem bestimmten Wert auftritt.

Bei Realisierung der Erfindung kann nicht nur die Sechspolbrücke (oder die Brücke so gemessen werden, daß ein vorgegebener Scheinwiders tandswert erreicht wird, womit eine angenäherte Anpassung erzielt wird) an die zweidrähige Fernsprechleitung angepaßt werden, sondern der Sendekanal und der Empfangskanal können auch an die Sechspolbrücke angepaßt werden. In diesem Fall sind jedoch die Scheinwiderstände des Sendekanals und des Empfangskanals nicht unabhängig von dem Leitungsseheinwiderstand; diese Kanalscheinwiderstände müssen auf den Leitungsscheinwiderstand bezogen werden, wie es noch beschrieben wird. Kit anderen Worten, diese Scheinwiderstände müssen miteinander übereinstimmen. In anderen Ausführungen können der Sendekanal und der Empfangskanal nicht angepaßt sein, um bequeme Scheinwiderstandswerte ohne bedeutendes Ansteigen der Einfügung sdämpfung zulassen zu müssen, während die der Brücke dargebotenen Scheinwiderstände in anderen Fällen entweder 0 oder Unendlich sein können. Ein solch anderer Fall liegt bei Lauthörfernsprechern vor, die Verstärker benutzen, wobei diese Verstärker entweder vom Konstantstromtyp oder vom Konstantspannungstyp sein können. Wenn in den Fernsprechanlagen ein Rückhören erwünscht ist, kann diesdurch Verstimmung der Brücke erfolgen.

Die Erfindung wird nun anhand von 5 Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l eine Schaltungsanordnung der Sechspolbrücke gemäß

BAD ORIGiNAL -/-

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der Erfindung,

Fig.2 eine Schaltungsanordnung eines Fernsprechapparates gemäß der Erfindung,

Fig.3,4 und 5 Kurven, die sich auf Scheinwiderstände, Verhältnisse und Leistungsverluste beziehen.

Die vereinfachte Seehspolbrüeke in Fig.l weist sechs Brüekenzweige a, b, c, d, e, f auf, die in Reihe zu einem Kreis zusammengeschlossen sind und dabei Brückenanschlüsse A,B,C,D, E, F aufweisen. Ein Scheinwiderstand L ist zwischen die Diagonalpunkte C und F geschaltet, während eine Quelle mit einer elektromotorischen Kraft E und einem Innenwiderstand B an die Diagonalounkte A und D sowie ein Galvanometer G an die Diagonalounkte B und E angeschlossen sind. Es sind Kreisströme ij, ip·. i-z und I₁. dargestellt, wobei i, der Strom durch B, i^ der Strom durch L und 1% der Strom durch G ist.

Durch Anwendung der Kirchoffsehen Gesetze für die vier Maschenströme und durch Lösen der sich ergebenden vier Gleichungen für ih stellt sich heraus, daß die Bedingung für die Kopplung der Diagonalpunkte B, E mit den Diagonalpunkten A, D (das ist die Bedingung, bei der 1^=O ist):

ee(a-t-b) + ef(b+c) + bf(c+d) , .

ad — (b+d ^ e+f }
lsi-.

Bei manchen in Verbindung mit Abschlußschaltungen auftretenden Anwendungsfällen wird gefordert, daß jedes DiagonalOunktOaar der Seehspolbrücke Erdsymmetrie besitzt. Gemäß dieser Bedingung müssen die gegenüberliegenden Brüekenzweige gleichgemacht werden, d.h. d=a, e=b und f=c. Diese Vereinfachung wird bei der ganzen folgenden Analyse vorausgesetzt.

Wenn jeweils gegenüberliegenden Brüekenzweige

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gleichkroß gemacht werden, dann ergeben sich folgende vier Maschengleichungen gemäß der Sechspolbrücke in Pig.l:

i (B+a+b+e) - ic - i (a+b+c) + i^a = E ... (2) -ic + i (L+a+b+c) + i.,(a+b+c) - i^b =0 ...

	+ i	+ 2i,	L+a+b+c	- Ij1.	= 0	(4)	a	- (6)
	- i2b -	i (a+b+c) +	1	iu(G+a+b+c)	= 0	(5)	-b	die durch Ausstei-
Es ist	üblich,	durch Δ die	-b	Determinante zu bezeichnen:	-1
Δ		B+a+b+c -c		-(a+b+c)	G+a+b+c
		-C	a+b+c
		-1	2
		a	-(a+b+c)
Dabei	ist K „	die Unterdeterminante,

'— — — L+b

r,s
chen der r.ten Spalte und der s.ten Zeile erreicht wird.

Dann ist:

Ι^Δ/Ε = Ki_n =L{,a - (b+c)} - 2bc. ... (7)

Die Bedingung für i^ = 0 kann wie folgt geschrieben werden:

a = b+c + 2bc/L. ... (8)

Durch Einsetzen der Brückenabgleichbedingung der Gleichung (8) ergeben sich der Eingangsstrom i, und der Strom iozu:

±_±Δ/Ε = K₁₁ = 2 idL{_G(L+c) + L(b+c) + 2bc)... (9) i₂A/E = K₂₁ =2^ G(L+c) + L(b+c) + 2bc]. ... (10) Für den Brückenabgleich isti
Δ= |[B(L+b) + L(b+c) + 2bc)(G(L+c) + L(b+c) + 2bc]... (11) In Fig.2 ist innerhalb eines gestrichelt gezeichneten Kästchens 1 eine Rückhördämpfungsschaltung gezeigt, welche 6 Brückenzweige aufweist, die in Reihe zu einem Kreis mit 6 Anschlüssen zusammengeschlossen sind. An diese Anschlüsse sind äußere Schaltungen angeschlossen. Die Anschlüsse sind

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mit A, B, C, D, E, F und die Schwiderstände a, b, c, d, e, f bezeichnet. Es'ist zu erkennen, daß die Scheinwiderstände in der Brücke genauso angeordnet sind wie in Fig.l, wobei die gegenüberliegenden Brückenzweige jeweils gleich sind. Die Maschenströme i,, ig und i^, sind ebenso die gleichen bei den Figuren. Der Scheinwiderstand L in Figl 1 zwischen den Anschlüssen F, C ist durch eine Zweidrahtleitung ersetzt , deren charakteristischer Scheinwiderstand L ist. Anstelle der Batterie in Fig.l ist in der Fig. 2 ein Mikrofon M zwischen die Anschlüsse A und D und anstelle des Galvanometers in Fig.l ist in Fig.2 ein Fernhörer R zwischen die Anschlüsse B und E geschaltet. Um Verwirrung in den Gleichungen (l) bis (11) zu vermeiden, ist auch in Fig.2 der Sikrofonscheinwiderstand mit B und der Hörerscheinwiderstand mit G bezeichnet. Sowohl das Mikrofon als auch der Hörer können Verstärker beinhalten, während im Fall eines Lauthör-Fernsprechers das Mikrofon M den Mikrofonverstärker und der Hörer R den Empfangsverstärker darstellen, wobei der Ausgangsscheinwiderstand des Mikrofons oder Sendekanals mit B und der Eingangsscheinwiderstand des Empfangskanals mit G gezeichnet werden kann. Der Hauptunterschied zwischen einem gewöhnlichen Fernsprechapparat und einem Lauthör-Fernsprechapparat besteht darin, daß beim Lauthör-Fernsprechapparat gewöhnlich eine möglichst weitgehende Entkopplung zwischen Sendekanal und Empfangskanal erforderlich ist, während bei den üblichen Fernsprechapparaten ein Rückhören erforderlich ist. und mit Leistungsverlusten zu rechnen ist. Wenn jedoch Verstärker vorhanden sind, so tritt die Übertragung von Spannungen und Strömen mehr in den Vordergrund.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Realisierung von Fernsprechapparaten . gemäß der Erfindung davon abhängig ist, daß der Scheinwiderstand der Zweidrahtleitung während des Betriebes konstant bleibt. Normalerweise unterscheiden

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sich Pernsprechleitungen beträchtlich im Scheinwiderstand, doch hier sei angenommen, daß Maßnahmen getroffen sind, die solche Scheinwiderstandsänderungen unwirksam machen, zumindestens während der kritischen Betriebsperioden des Fernsprechapparats, wobei die Einrichtung zur Stabilisierung des Leitungsscheinwiderstands hier als Teil der Zweidrahtleitung betrachtet wird.

Die Gleichungen (9) und (10) sind beim Senden auch für die Fig.2 gültig,wobei für die elektromotorische Kraft E der Ausdruck e, gesetzt wird. Für den Empfang sei angenommen daß eine elekromotorische Kraft e₂ in Reihe mit dem Leitungsscheinwiderstand L liegt, während die .sendende elektromotorische Kraft wegfällt. Die Maschengleichun@ao(2) bis (5) sind ebenfalls gültig,mit der Ausnahme, daß E aus der rechten Seite der; Gleichung (2) weggelassen ist und daß e_o für 0 auf der rechten Seite der Gleichung (3) gesetzt ist. Die resultierende Determinante ist identisch mit Gleichung (6) und die Maschenströme können durch.-.Aus.-drücke der Unterdeterminante dieser Determinante ausgedrückt werden. Wenn-allgemein gesagt-die angelegte eiektro- mot or is ehe. Kraft in der n.ten Masche wirkt, dann ist der mit i_rn bezeichnete Strom in der r.ten Masche:

i = K e /δ ... (12)

rn rn η **

Für den Empfang sind deshalb die interessierenden Ströme: i₂₂A/e₂ = K₂₂ =|{ L(B+b+c)(G+b+c) + bc(B+G+2b+2c)} ¹42^A/^e2 ^{= K}42 ^{b^) + L(b+c) + 2bc}, ...

wobei a durch die Brückenabgleichbedingungen (8) eliminiert

Vor der weiteren Auswertung der Ströme in der Brücke ist die Betrachtung der Scheinwiderstandsanpassungsbedingungen notwendig. Die erste notwendige Bedingung besteht darin,

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R.B. Ford 10-6 y

die Brücke an die Leitung anzupassen, wobei es erwünscht sein kann, die Brücke an den Sendekanal und an den Empfangs kanal anzupassen. Wenn die Brücke an den Sendekanal und an den Erapfangskanal angepaßt ist, dann bedeutet dies, daß die Werte der Scheinwiderstände b und c festgelegt sind, während die Leitungsanpassung durch eine geeignete Wahl der Scheinwiderstände B und G im Yerhältnis zum Leitungsscheinwiderstand L erfolgen muß.

Scheinwiderstandsanpassung

Es seien .zunächst, weil einfacher zu übersehen, der Scheinwiderstand Z_QB, d.er von dem Sendekanal aus in die Brücke hinein an den Anschlüssen A, D gesehen wird, und der entsprechende Scheinwiderstand Z_QG betrachtet, der vom Empfangskanal aus in die Brücke hinein an den Anschlüssen B, E gesehen wird. Aus den Gleichungen (9)/ (H) und (14) ergeben sich:

„ _ L(b+c) +2bc „ _ L(b+c) + 2bc ^0B L+b ' ^G ~ LTe

Wenn der Sendekanal · angepaßt ist, d.h., wenn Z^_n = B ist, dann ist:

v, L(B-C)
^{b =}

und wenn Z__=G ist, dann ist:

OCr

L+2b-G

Wenn sowohl der Sendekanal als auch der Empfangskanal angepaßt sind|gilt:

, L(G-B-)+BG . L(B-G )+BG _/nQ.

^b = ^{und c} = -—h ··· ^(l8)

Es sei darauf hingewiesen, daß in dem Fall, in dem c = b ist, folgende Beziehung gilt:

^Z0B ^{= Z}0G = ^2b' ··· (19)

V-

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wobei die Kanäle angepaßt sein können oder nicht.

Der von der Leitung aus gesehene Eingangsscheinwiderstand Z__T der Brücke ist im allgemeinen Pail durch folgende Gleichung gegeben:

- Lflb+c)(BG+bB+cG+2bc) + bcfB+G))+ bc(B+2c) (G+2b) ^0L L(B+b+c) (G+b+cj + bc(B+G+2b+2cJ

(3D)

Für die Bedingung, daß Z„ = L ist, welche immer für die Anordnung in Fig.2 gelten muß, kann wie folgt geschrieben werden:

· L²(B+b+c) (G+b+c) - L(b+c)(BG+bB+cG) - bc(B+2c)(G+2b)=0

Wenn auch sowohl der Sendekanal als auch der Empfangskanal angepaßt sind, dann gilt für die Leitungsanpassungsbedingung (b,-c aus den Gleichungen (18) eingesetzt):

L⁵(B+G)(B-G)² + L²BG(B+G)² - LB²G²(B+G) - B⁵G^ = 0 ... (22)

Wenn B= n'.G und G/L=x gesetzt wird, kann die Gleichung (22) in folgender Form geschrieben werden:

n³x⁵ + n²(n+l) x² - n(n+l)²x - (n+l)(n-l)² = ο ... (22a)

Diese Formel wird in dem besonderen Fall, in dem B=G=Z₀,, ψ ^=Z0B ^{und dam:i}-t ⁿ⁼¹ ist, auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt, und dann ist die Bedingung für die Leitungsanpassung:

B/L = G/L =«T5-1 ... (23)

Die Lösung der Gleichung (22a) für andere Werte von η ist in Fig.3 dargestellt, aus der zu erkennen ist, daß χ immer größer als 1 ist, ausgenommen in dem Grenzfall, in dem η auf Unendlich geht. Daher muß G immer größer als L oder gleich L sein. Da genau die gleiche Gleichung (22a) gültig

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ist, wenn B und G vertauscht werden, d.h., wenn B=x und ΰ=η·Β gesetzt wird, dann muß B/L immer größer als 1 sein, wenn G nicht Unendlich wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß positive Lösungen für b und c aus der Gleichung (21) zu erreichen sind, wenn B oder G oder beide entweder 0 oder Unendlich werden.Das heißt, daß sowohl der Brückenabgleich als auch die Leitungsanpassung dann erreichbar sind, wenn entweder ein Verstärker mit konstanter Spannung oder ein Verstärker mit konstantem Strom im Sendekanal oder im Empfangskanal oder in beiden verwendet wird.

Brückenverluste

Senden

Die an die Leitung abgegebene LeJSbung W_SL ist gegeben durch: ^WSL ⁼ ^Λ'

Wenn die Sendeschaltung mittels eines idealen Scheinwiderstandsanpassungsübertragers unmittelbar mit der Leitung gekoppelt werden könnte, dann würde die Leitung die Leistung Wg₀=Je₁ ²ZB ^^Ifäitei¹ "ist die Einfügungdämpfung P_g der Brücke aus den Gleichungen (10), (11) und (15) gegeben durch:

P₃ = .^

Die Einfügungsdämpfung ist in der Tat am kleinsten, wenn der Quellenscheinwiderstand B an seine Last Z_0B angepaßt wird»

In dem Fall, in dem sowohl der Sendekanal als auch der Empf&ngskanal an die Brücke angepaßt sind, wird nach Binßet&en von to und c aus den Gleichungen (18) in die GIeI-

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chung (24) folgende Beziehung für. die angepaßte Einfügungsdämpfung erreicht:

² β

ρ Il(B₊G)₊ bgI

S. ■ . LBG + L(G-B) J

Darin ist n=B/G und x=G/L. Die Größen η, χ sind gemäß der Leitungsanpassungsbedingung der Gleichung (22a) aufeinander gezogen.

Empfangen

Durch dieselbe Begründung wie oben ergibt sich die Einfügungsdämpfung zu:

ρ ρ

ρ = e /(Κλ , τα)
Der Strom ergibt sich zu:

-ce₂

42 ⁼ «2^2' ·*

-ce_o

(26)

G(L+c) + L(b+c) + 2bc

wobei a aus K^₂ und Δ eliminiert ist, um die Brückenabgleichbedingung zu erfüllen.

w Damit ist: 2

ίτ,.12 _r (l+Z_0G/G)

f 2f ··· (27)

Dieser Ausdruck wird ein Minimum, wenn Z_QG = G ist. Dann kann, wenn auch Z_QB=B ist,die angepaßte Einfügungdämpfung P_n in Ausdrucken von η und χ ausgedrückt werden, wobei ix

sich folgender Ausdruck ergibt:

R - ^x|nx

+ η +1] + η -IJ

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Wenn im besonderen Pail n=l ist, kann aus der Gleichung (23) für χ= 1Γ5-Ι = 1,236 gesetzt wenden: ^PS ^{= P}r ^{= 2}(2+ΐ5)

= 8,472 (oder 9,28 db).

Die Beziehungen zwischen P_R, Pg (in Decibel) und η sind in Fig.4 dargestellt, aus der zu ersehen ist, daß in dem Fall, in dem η so gewählt wird,daß P_R unter den Wert für n=l sinkt,Po sehr sehneil ansteigt und umgekehrt.

b=e=ßL; B=G^L

Wenn der Sendekanal und der Empfangskanal angepaßt sind, dann ist die Wahl ihrer Scheinwiderstände in Bezug auf den Leitungsseheinwiderstand sehr beschränkt. Es wird im folgenden jedoch gezeigt, daß die Sendeeinfügungsdämpfung und die Empfangseinfügungsdämpfung durch eine große Abweichung von den optimalen Kanalanpassungsbedingungen nicht wesentlich verschlechtert werden. Insbesondere wenn anstelle von B=G=I,236L die Größen j^tnd G gleich L sind, bleibt die Einfügungsdämpfung für alle praktischen Fälle die gleiche wie im optimalen Fall. Zur Vereinfachung der Analyse wird der symmetrische Fall b=c und B=G zugrunde gelegt.

Wenn b/L =f> und B/L =/gesetzt wird, kann anstelle der Gleichung (21) folgender Ausdruck geschrieben werden:

(^ muß deshalb zwischen 1 undV"2-l liegen. Der-entsprechende Wert für die Einfügungsdämpfung ist gegeben durch :

R * ^i

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In der Fig.5 sind in der Kurve A das Scheinwiderstandsverhältnis Λ in Abhängigkeit von $> und in Kurve B die Einfügungsdämpfung P in Abhängigkeit von (b aufgetragen. Während der Minimalwert von P(9i3>db) tatsächlich für den Fall gilt, in dem die Werte von b urid c so gewählt sind, daß Z_nr = Z = B =G ist (nämlich wenn ft=n(J~5-l)

vJvjt UxJ sich
ist), ist zu ersehen, daß P nur sehr langsam mit (Ό zu beiden Seiten des Minimums ändert. Insbesondere wenn S=I ist, was ß= 0,66 entspricht, ist die Abweichung des Wertes P vom Minimalwert praktisch vernachlässigbar. Für den manchmal üblichen Fall S =g wird P nur um etwa ldb erhöht.

Wenn der Sendekanal als eine konstante Stromquelle und der Empfangskanal als Stromverstärker betrachtet werden, d.h., wenn der Ausgangsscheinwiderstand des Sendekanals unendlich ist und der Eingangsscheinwiderstand des Empfangskanals O ist, verglichen mit den anderen Scheinwiderständen der Brücke und der Leitung, dann wird die Leitungsanpas sungsbedingung der Gleichung (21) zurückgeführt auf:

2
L²(b+c) - Lb(b+c) - 2b²c^{2b c} = O ... (34)

η Lb(L-b) ~ (L+b)(2b-L)

so daß

L^.b^L/2
ist.
Dann gilt für den Empfang:

*22 L(b+c) + be b ,^.

j = t — · · · κyo)

lh P C.(L+bj L-D ^x^ '

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Für einen in G fließenden Maximalstrom sollte b so klein ■wie möglicti sein.

Beim Senden ist:

¹²¹ "

In diesem Fall sollte b so groß wie möglich sein. Ein vernünftiger Kompromiss zwischen den gegensätzlichen Forderungen für das Senden und Empfangen besteht darin,die obengenannten zwei Stromverhältnisse gleich zu machen, d.h., L/b=V 2 und

daher i₂2/¹42⁼ⁱll/ⁱ21⁼²'^i|'^li|' ^{zu wählen}· B=O; G>» QQ

Bei den umgekehrten Bedingungen, nämlich wenn der Sendekanal einen niedrigen Ausgangsscheinwiderstand und der Empfangskanal einen hohen Eingangsscheinwiderstand hat,' interessiert diejenige Spannung, die am Eingang des Empfaags kanals auftritt. Zum Vergleich interessiert beim Senden das Verhältnis der Sendekanalspannung zu der Spannung, die auf der Leitung auftritt. Beim Empfang ist das Verhältnis der Leitungsspannung zu der am Empfangskanal auftretenden Spannung:

_ LJL(b+o)+ bc)
- c(L(b+c)+2bcJ

Beim Senden gilt:

Die Leitungsanpassungsbedingung führt zu Gleichungen, die den Gleichungen (Jk) und (35) ähnlich sind, wobei jedoch b und; c vertauscht sind. Wenn/aus den Gleichungen (38)

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und (39) eliminiert wird, ist:

¹ZZ*¹ L+c . ^el 2c
* 23" ^und T^TT -

Es ist nicht möglich, diese zwei Spannungsverhältnisse

gleich zu machen.ohne die Bedingung zu verletzen, daß

1
c zwischen L und g L liegt, d.h., daß b positiv sein

muß. Wenn b und c gleichgemacht werden, dann ist b/L= |(V"5-1) und:

Ip₂L. e

f£* = 1,3 und .-—y- = 3,24

i42^{G r 1}21^Χ

B=O: G=O

Für den Fall der Leitungsanpassung ist:

Die Sende- und Empfangsstromverhältnisse sind gegeben durch:

wenn
Diese Verhältnisse werden gleich| b=c=L wird, und daher ist

¹Il _ _ ¹22

G ■» op j Β·» op

Die Leitungsanpassungsbedingung wird:

- ^L.(^L-^Q) .

Das Verhältnis der Leitungsspannung zu der Spannung am Empfänger ist dann:

²² = -L— ι ... (44)

L-B ' ** ^{K }}

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während das Verhältnis der Spannung am Ausgang des Sendekanals zur Spannung, die an die Leitung geliefert wird, folgendes ist:

¹ Il²OB L+b 2b ,„_.

Γ^Έ— = ΊΒΓ " ETB* " ··' ⁽⁴⁵⁾

Diese Verhältnisse können beide gleich 2_rl6 gemacht werden, wenn b#L = 0,538 und c/L =0,3 ist.

Brückenvers timmunp: und Rückhören

Wenn in den Gleichungen (7) und (8) für a=a_Q+£a, wobei a =b+c+2bc/L ist, gesetzt wird, ist der resultierende Strom im Empfangskanal gegeben durch:

I₄₁AZe₁=LcTa ... (46)

Damit ergibt sich die Rückhörleistung am Empfänger zu: X₄₁ ²G = B₁ ²G(L^ZA)² ... (47)

Es sei angenommen, daß beim Auftreten eines ankommenden Signals auf der Leitung mit einem Bezugspegel W_Q eine Leistung Wj, in den Empfangskanal eingespeist wird. Es sei ferner angenommen, daß bei der Abgabe einer Leistung /UW₀ durch den Sendekanal an die Leitung, wobei dee Pegel an der entfernten Station W₀ ist, die am Empfänger erforderliche Rückhörleistung Wg = W_RZs ist. Daher ist: ^WR = (^o*⁰ - ^β20²° (^Κ4₂/^Δ)2' ··· (²^)

wobei (ijj₂)_o ^de^ Strom durch G und e_2Q die elektromotorische Kraft der Leitungsquelle ist, wenn der Leitungspegel W_Q ist, d.h., wenn

W_o = e₂₀ ²Z(4L) ... (49)

ist. Dann ist:

W_R = 4W LG(Kj₁₀ZA)² ... (50)

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Wenn eine Leistung /uWq an die Leitung abgegeben wird, dann ist eine elektromotor
art erforderlich, daß

ist eine elektromotorische Kraft e₁₀ für den Sendekanal der/_{o 1021} ... ($1)

ist. Die resultierende Rückhörleistung W„, welche hypot'etisch zu W_R/s angenommen worden ist, ist dann gegeben durch:

W_R ist durch Ausdrücke von W_Q der Gleichung (50) gegeben, so daß folgender Ausdruck folgt:

/ ₂₁₄₂ ... (53)

Da

K₂₁K₄₂ = 2bcA/L ... (54)

ist folgt:

s)L ' a - iL(b+c) +

Es sei beispielsweise angenommen, daß der Sendepegel 2db über dem Bezugspegel liegt, so daß 10 log /u = 2 ist, und daß beim Empfang eines Signals mit Bezugspegel an der Leitung der Rückhörpegel 15db unter dem Pegel des ankomfc menden Signals liegt, wobei 10 log s=15 ist. Für den Fall, in dem B=Z_0B=Z_0G= G und damit b/L = ^ (/5-1) ist", wird 10 log(/us)=17 und fra/a = 0_f108. In dem Fall, in dem der Sendekanal und der Empfangskanal nicht angepaßt sind; aber B=G=L und damit b/L=O,66 ist, wird der Wert ia/a=0,112.

Schließlich ist in den Fällen, in denen das Rückhören nicht erforderlichjst/sondern im Gegenteil die Entkopplung zwischen dem Sendekanal und dem Empfangskanal so gut wie möglich gemacht werden muß, Interessant zu wissen, wie kritisch der Brückenabgleich gemacht werden muß. Für die obengenannten

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zwei Fälle, in denen der Sendekanal und der Empfangskanal an die Brücke angepaßt sind, und in denen statt dessen B und G genauso groß wie der Leitungsscheinwiderstand L gemacht werden, kann aus der Gleichung (55) ersehen werden, daß eine Verstimmung von \%, wobei ß a/a=10~ ist,eine Verminderung der Entkopplung zwischen den Kanälen um 57»6db bzw. 38db ergibt. Wenn die Verstimmung aufgrund einer Abweichung der Größe L von ihrem Normalwert erfolgt, so ist dies in erster Annäherung einer Störung #a in a equivalent, derart, daß £a=-2bc/L ist. Der Ausdruck Sl/L ergibt /US = 4.(L/S L)² oder 40db Entkopplung für eine zweiprozentige Änderung des Leitungsscheinwiderstandes.

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Claims (7)

1. R.B. Pord 10-6
   Patentansprüche

   (1.Fernsprechapparat mit einem Sendekanal einem Empfangskanal und einer Rückhördärripf ungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückhördämpfungsschaltung eine Sechspolbrücke vorgesehen ist, die mit zwei ersten Diagonalpunkten (P,C) an eine Fernsprechleitung, mit zwei zweiten Diagonalpunkte--(A,D) an den Sendekanal und mit zwei dritten Diagonalpunkten (B,E) an den Empfangskanal angeschlossen ist, und daß für vorgegebene, übereinstimmende Werte der Schein- * widerstände der Fernspceahleitung und des Sende- und Empfangskanals die sechs Zweigscheinwiderstände solche Werte aufweisen, daß der Sendekanal mit dem Empfargskanal gekoppelt ist und von der Fernsprechleitung aus gesehen ein Eingangsschainwiderstand der Brücke mit einem bestimmten Wert auftritt.
2. 2.Fernsprechapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigscheinwiderstände gegenüberliegender Brückenzweige gleich sind.
3. J). Fernsprechapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwiderstand des Sendekanal und/ W oder des Empfangskanals während des Betriebes durch die Brücke angepaßt wird.
4. 4.Fernsprechapparat nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Zweigscheinwiderstände für den Fall bemessen werden, in dem die Werte des von der Fernsprechleitung gesehenen Eingangsscheinwiderstandes der Brücke, des Eingangsscheinwiderstandes des Empfangskanals und des Ausgangsscheinwiderstandes des Sendekanals gleich sind.

   10984Λ/1153

   R.B. Ford 10-6
5. 5.Fernsprechapparat nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Zweigscheinwiderstände für den Fall bemessen werden, in dem der Ausgangsscheinwiderstand des Sendekanals entweder Null oder Unendlich ist.
6. 6.Fernsprechapparat nach Anspruch 2 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Zweigscheinwiderstände für den Fall bemessen werden, in dem der Eingangsscheinwiderstand des Empfangskanals entweder Null oder Unendlich ist.
7. 7.Fernsprechapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendekanal ein Mikrofon und der Empfangskanal einen Hörer aufweist und daß die Brücke soweit verstimmt ist, daß ein vorgegebenes Maß des Rückhörens erreicht wird.

   10984W1 153

   ΊΟ .

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