DE2244760A1 - Koaxialkabel-uebertragungsleitung - Google Patents

Description

automatisch mit Hilfe eines Pilotsignals auf einen solchen Wert eingestellt, daß Nennsignalpegel am Ausgang des Verstärkers im Fall von Dämpfungsänderungen des mit dem Eingang verbundenen Kabels erhalten wird.

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koaxialkabel-Übertragungsleitung für vergleichsweise hohe Frequenzen, bestehend aus einer Anzahl Koaxialkabel und dazwischenliegenden Verstärkern.

Im Fernsprechverkehr verwendet man heutzutageTrägerfrequenaübertragungssysteme mit Trägerfrequenzen bis zu 12 MHz unter Verwendung von Koaxialkabeln als Übertragungsmedium. Die technischen und manchmal wirtschaftlichen Vorteile von Trägerfrequenzen, die beträchtlich höher liegen, werden jedoch nicht bezweifelt, und in naher Zukunft wird erst ein Wechsel zu 6o MHz und später noch zu höheren Frequenzen erwartet, üis ist manchmal bequem, bestehende Kabelnetzwerke, die für Frequenzen bis zu 12^MHz entworfen wurden, zusammen mit Kabeln verwenden zu können, die für die hriii-ren Frequenzen entwickelt wurden, woraus sich einige Probleme ergeben.

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Eine theoretisch abgeleitete Gleichung für. die Dämpfung eines Koaxialkabels ist

£ (f) = a₀ + _&1 · Tf? + a₂ ♦ f dB/km

wobei die Koeffizienten a_Q, a^. und ap Kabelparameter sind und die Variable f die Frequenz bedeutet. Ungefähre Werte dieser Koeffizienten sind

l'w 2,3

Q,oo2

Die Temperatur abhängigkeit der Koeffizienten &.q und a^ ist vernachlässigbar, während der Koeffizient a,, um etwa 2^O0/o/°C ansteigt. Der Koeffizient a_? verändert sich in Abhängigkeit von der Type des Kabels um einen Paktor Io o.a. (ο,οοΐ ο,öl). Weiterhin verändert sich der Koeffizient a_? bei verschiedenen Kabeln der gleichen Type aufgrund ungenügender Kortrolle bestimmter Parameter beim Herstellungsvorgang. Tatsächlich steigt der Beitrag von ap«f zur Gesamtdämpfung sowohl absolut als auch relativ mit steigender Frequenz, wobei diese Tatsache besonderes Gewicht erhält bei einem ansteigenden Wert des Koeffizienten ap. Bei Frequenzen bis 12 MHz

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ist Jedoch der Beitrag des linearen Ausdruckes &₂*f zur Geeamtdämpfung so vernachlässigbar, daß es bis Jetzt nicht notwendig gewesen ist, diesen Ausdruck in die Betrachtung einzubeziehen bei der Kompensation von Signalpegelabweichungen aufgrund einer Temperaturänderung im Kabel. Wie jedoch schon oben erwähnt wurde, ist die Temperaturabhängigkeit de?- Koeffizienten a_Q und a_? vernachlässigbar, weshalb eine korrekte Kompensation einer durch die Temperatur hervorgerufenen Pegelabweichung nur den Koeffizienten a. allein beeinflussen darf. Aufgrund des großen Unterschiedes zwischen dem Koeffizienten a. und den Koeffizienten a_Q und a« war es bis jetzt möglich, den Fehler zu vernachlässigen, der entsteht, wenn die Kompensation einer durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Signalpegelabweichung alle Koeffizienten beeinflußt, d.h. es wurde angenommen, daß eine Temperaturänderung des Kabels die Ubertragungseigenschaften des Kabels in der gleichen Weise ändert, wie eine Änderung der Kabellänge.

Wenn man zu 60 MHz-Systemen übergeht, und möglicherweise zu Systemen mit noch höheren Trägerfrequenzen, bekommt der Ausdruck a_?»f eine erhöhte Bedeutung. Durch die Kompensation einer Signalpegelabweichung, die durch eine Änderung der Kabeltemperatur hervorgerufen wird, hat man eine verbleiben-

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den Regelfehler, unabhängig davon, ob alle Kabel eines Abschnittes der Leitung den gleichen Wert des Parameters a~ haben oder nicht, wenn die Regelung oder Kompensation auf herkömmliche Weise vorgenommen wird, d.h. die Kompensation beeinflußt die drei Koeffizienten in der gleichen Weise.

Dieser Regelfehler ist schwierig zu kompensieren, da er schwer zu überwachen ist, wenn das Signal eine Anzahl dazwischenliegnder Verstärker durchlaufen hat, und die ■ Schwierigkeit des Problems steigt, wenn der Koeffizient a_? sich ändert entlang eines Abschnittes der Leitung»

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koaxialkabel-Übertraguggsleitung, die für vergleichsweise hohe Frequenzen entworfen ist und aus einer Anzahl verschiedener QJypen von Koaxialkabeln besteht, wobei die Verschiebung zwischen den verschiedenen Kabeltypen in den dazwischenliegenden Verstärkern in solcher Weise stattfindet, daß gleichzeitig eine bessere Kompensation von durch eine Temperaturänderung hervorgerufenen Signalpegelabweichungen erreicht wird. Die Erfindung wird durch die Merkmale gekennzeichnet, die im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches angegeben sind.

Die Erfindung wird ja/ßchfolgend in genaueren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschneien,

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in denen

Fig. 1 ein Koaxialkabel mit einem angeschlossenen Verstärker zeigt,

Fig. 2 und Fig. 3 Blockdiagramme von zwei Ausfjihrungsformen der dazwischenliegenden Verstärker gemäß dieser Erfindung zeigen,

Fig. 4 und Fig. 5 zwei Beispiele von Verstärkungskennlinien der beiden in Kaskade geschalteten Verstärker zeigen.

Fig. 1 zeigt ein Grundelement einer Koaxialkabel-Übertragungsleitung, bestehend aus einem Koaxialkabel K, das durch einen Parametersatζ gekennzeichnet ist, und einen Verstärker MF, dessen Aufgabe es ist, den Signalpegel auf einen Nennwert am Eingang des folgenden Kabels zu bringen.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines dazwischenliegenden Verstärkers MF, dessen Verstärkung aufgeteilt ist zwischen zwei in Kaskade geschalteten Einheiten A und B. Die Einheit A soll den linearen Teil a^· f der Dämpfung <C des mit dem Eingang verbundenen Kabels kompensieren, und die Hauptaufgabe der Einheit^. B ist die Kompensation des temperaturabhängigen Teils a.· f der Dämpfung. Durch eine einfache

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Einstellung des Wertes eines Bauelements- in der Einheit A z.B. um die Rückkopplung im Verstärker zu ändern, wenn die Einheit A ein Verstärker ist, kann die Heigung der Verstär-" kungskennlinie so eingestellt werden, daß sie dem linearen Ausdruck ap f entspricht, wobei der Wert des Parameters ap passend ist für das angeschlossene Kabel (siehe Fig.4)«> Diese Einstellung wird 25.B. bei der Installation des Ver-, stärkers vorgenommen, und der eingestellte Wert entspricht z.B. dem mittleren Wert des Parameters ap passend zum Kabeltyp.

Die Verstärkung des Verstärkers B als Funktion der Frequenz besteht aus zwei Ausdrücken, von denen der erste proportional zur Quadratwurzel der Frequenz ansteigt (sieh Fig. 5)» und der Wert der Proportialitätskonstanten kann kontinuierlich verändert werden innerhalb eines gegebenen Bereichs um einen Nennwert herum, und der zweite Ausdruck kann Null sein oder einen anderen konstanten>Wert-aufweisen, der abhängig ist von den Eigenschaften der Einheit A. Wenn die Einheit A so entworfen ist, daß sie innerhalb ihres Frequenzbereiches eine Dämpfung entsprechend der Kennlinie unterhalb der Nullinie in Fig.4- aufweist, dann muß ein konstanter Verstärkungsbeitrag hinzugefügt werden, um die Kompensation des linearen Teils der Dämpfung des Kabels vollständig zu machen. Dieses Hinzufügen kann in der Einheit A oder in der Einheit B oder in einer getrennten Einheit in Verbindung mit den Einheiten A und B erfolgen.

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Die Verstärkung des Verstärkers B₁ die dem ersten Ausdruck entspricht, wird auf herkömmliche Weise gesteuert, d.h. über eine Gabelschaltung G am Ausgang des Verstärkers B und einen Pilotfrequenzempfänger BP, F, L, der aus dem Bandpaps BP zum Herausfiitern einer speziellen Pilotfrequenz, einem Verstärker F und einem Gleichrichter L,besteh*, wird eine Spannung UP erzeugt, die ein Maß für den Signalpegel am Ausgang des dazwischenliegenden Verstärkers MF ist. Weiterhin wird diese Spannung mit einer festen Bezugsspannung UREF am Ausgang einer Bezugseinheit REF verglichen, wobei die Bezugsspannung der Nenndämpfung entspricht. Der Vergleich wird in einem Differenzverstärker DF ausgeführt, der bei einer festgestellten Differenz zwischen den Spannungen UiP und HREF einen Regeler einstellt, ζ,B. einen Thermistor, mit Hilfe seiner Ausgangsspannung U einstellt. Dieser Regeler ist ineinem variablen Netzwerk im Verstärker B enthalten, das die Verstärkung steuert. Die Regelung wird so durchgeführt, daß die Spannungsdifferenz abnimmt, wenn der Nennsignalpegel am Ausgang des dazwis einliegenden Verstärkers wiederhergestellt wird.

Fig· 3 zeigt ein Beispiel einer anderen Ausführungsform des dazwischenliegenden Verstärkers MF, bei der die Folge der beiden Einheiten A und B so geändert ist, daß A auch in der Regelschleife enthalten ist. Die gewünschte Wirkung,

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daß der lineare Anteil a₂ » f der Gesamtdämpfung Χ-, der nicht temperaturabhängig ist, nicht beeinflußt werden soll durch die Kompensation von Signalpegelabweichungen, die durch Temperatur hervorgerufen sind, wird jedoch auch in diesem Fall erzielt.

Indem die Regelschaltung so entworfen wird, daß sie einen geeigneten Eegelsteuerbereich aufweist, kann diese Schaltung auch Änderungen des Parameters a^zwischen verschiedenen Kabeln kompensieren, die nicht durch Temperatur hervorgerufen sind.

Der Parameter a₀, der frequenzunabhängig ist, wird mehr und mehr unwichtig bei steigender Frequenz, und der Jöiler, der äurch hervorgerufen wird, daß man diesen Anteil der Dämpfung nicht kompensiert, ist unbedeutend.

Damit sind die dazwischneliegenden Verstärker unabhängig vom Typ des Kabels, das mit dem Eingang verbunden ist, insoweit, als nur eine leichte Einstellung des Wertes eines Bauelementes in der Einheit A erforderlich ist. Die Verschiebung zwischen verschiedenen Kabeln wird damit in einfacher Weise verwirklicht, und die Kompensation der temperaturabhängigen Fehler wird verbessert, da der lineare Ausdruck der Dämpfung nicht durch die Kompensation beeinflußt wird.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Koaxialkabel- Übertragungsleitung, für vergleichsweise hohe Frequenzen, bestehend aus einer Anzahl Koaxialkabel und dazwischenliegenden Verstärkern, dadurch gekennzeichnet, - daß jeder dazwischenliegende Verstärker aufgeteilt ist in zwei Einheiten (A und B), die in Kaskade geschaltet sind , und von denen die eine (A) eine lineare Frequenzlinie aufweist, die die höheren Frequenzen mit niedriger Dämpfung, d.h. mit höherer Verstärkung als die niedrigecen Frequenzen, überträgt und durch die der Linearitätskoeffizient einstellbar ist^ und die andere Einheit (B) eine Verstärkung aufweist, die eine Funktion der Frequenz ist und aus zwei Ausdrücken besteht, von denen der eine konstant ist und der andere proportional mit der Quadratwurzel der Frequenz ansteigt, wobei der Wert der Proportionalitätskonstanten automatisch mit Hilfe eines Pilotsignals auf einen solchen Wert einstellbar ist, daß der Nennsignalpegel am Ausgang des Verstärkers erreicht wird im Fall von Dämpfungsänderungen des mit dem Eingang verbundenen Kabels. ^l

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