DE2551414B2

DE2551414B2 - Netzwerk zur richtungsunabhängigen Dämpfungsverminderung einer Zweidrahtleitung

Info

Publication number: DE2551414B2
Application number: DE2551414A
Authority: DE
Inventors: Jan Karel August Hilversum Poppe (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1975-11-15
Publication date: 1980-04-24
Also published as: FI63506B; SE406404B; AU1818476A; FR2326815B1; BR7606474A; NL7511542A; AU497795B2; DE2551414A1; US4027118A; JPS5649492B2; CA1035480A; JPS5244138A; FI63506C; FR2326815A1; AT346912B; GB1554653A; DE2551414C3; FI762764A; ATA718776A; SE7610712L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Netzwerk zur richtungsunabhängigen Dämpfungsverminderung einer Zweidrahtleifung, mit e.',ner Iec.laufstabilen negativen Impedanz als Längsimpedanz und mit einer Querimpedanz, wobei die negative Impedai : an die Primärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, der mit zwei einander gleichen, jeweils einen Mittelabgriff aufweisenden Sekundärwicklungen versehen ist, von denen je eine in jeder der beiden Leitungen der Zweidrahtleitungen angeordnet ist und die mit ihren an einer Seite der Mittelabgriffe liegenden Enden an die Ausgangsklemmen des Netzwerkes angeschlossen sind.

Ein Netzwerk der obengenannten Art ist z. B. aus den Unterrichtsblättern der Deutschen Bundespost, 1957, Nr. 11/12, S. 149 bis 154, bekannt, und wird in der Literatur auch als NLT- oder Negistor-Verstärker vom leerlaufstabilen oder Reihentyp bezeichnet. Da der galvanische Weg durch einen derartigen Verstärker nicht unterbrochen wird, kann in einer oder in beiden Leitungen Gleichstrom für Signalisierungszwecke oder als Mikrophonspeisung in den Teilnehmerleitungen während des Gespräches fließen. Wegen der Speisung müssen derartige Verstärker meistens in einer Endstelle angeordnet werden. Da bei Verwendung eines derartigen Netzwerkes in einer Endstelle beim Gesprächsaufbau Kurzschluß an den Eingangsklemmen des Netzwerkes auftritt, kann nur dann eine effektvolle Wirkung erhalten werden, wenn das Netzwerk nicht nur leerlaufstabil, sondern auch kurzschlußstabil ist. Deshalb ist das bekannte Netzwerk zusätzlich in der als Längsimpedanz angeordneten leerlaufstabilen Impedanz mit einer kurzschlußstabilen negativen Impedanz versehen, die als negative Querimpedanz mit den Mittelabgriffen der in die jeweiligen Leitungen in Reihe aufgenommenen sekundären Transformatorwicklungen verbunden ist. Diese bekannte Lösung weist den Nachteil auf, daß eine wesentliche Zunahme der Anzahl Bauteile notwendig ist und daß bei NF-Signalisieriing

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V> (100 Hz) eine zusätzliche Dämpfung des Sjgnalisierungssignals herbeigeführt wird. Außerdem treten bei der Übertragung von Zählimpulsen hörbare Störungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Netzwerk der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die obengenannten Nachteile weitgehend behebt und das trod einer Einsparung von Bauteilen eine derartige Einstellung des Netzwerkes ermöglicht, daß abhängig vom Kabeltyp und von der Kabellänge eine maximal zulässige Verstärkung unter Beibehaltung der völligen Netzwerkstabilität verwirklichbar ist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Netzwerk a!s Querimpedanz eine positive Impedanz enthält, deren reeller Wert kleiner ist als der der negativen Impedanz, daß die Mittelabgriffe der Sekundärwicklungen an die Eingangsklemmen des Netzwerkes angeschlossen sind und daß die positive Impedanz parallel zu den Eingangsklemmen an die an der anderen Seite der Mittelabgriffe liegenden Enden der Sekundärwicklungen angeschlossen sind.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Querimpedanz nicht negativ, sondern positiv, so daß sich ein Impedanzwandler erübrigt. Außerdem kann diese positive Querimpedanz im Gegensatz zur negativen Querimpedanz der bekannten Lösung einen Kondensator mit «einem derart kleinen Wert enthalten, daß NF-Signalisierung (100 Hz) möglich ist, ohne daß eine zusätzliche Dämpfung für das Signalisierungssignal herbeigeführt wird.

Außerdem zeigt es sich, daß die bei der Übertragung von Zählimpulsen auftretenden Sättigungserscheinungen des Transformators, die zum Auftreten hörbarer Störungen führen, nicht mehr auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Zeichnung ist das Netzwerk als Ganzes durch 1 bezeichnet. Dieses Netzwerk enthält eine negative Impedanz 2, die in Reihe in die Übertragungsleitungen 3 und 4 einer Zweidrahtverbindung aufgenommen ist. Die Übertragungsleitungen 3 und 4 werden durch Fernsprechleitungen gebildet, über die Toninformation übertragen wird und in die die negative Impedanz aufgenommen ist, damit die Dämpfung dieser Leitungen im Tonfrequenzband für die beiden Richtungen in gleichem Maße verringert wird.

Die negative Impedanz 2 ist dazu mit den beiden Übertragungsleitungen 3 und 4 über einen Transformator 5 gekoppelt, der Signale der Übertragungsleitungen 3 und 4 erhält und diese zur Impedanz 2 weiterleitet, was eine Änderung in der charakteristischen Impedanz verursacht, welche Impedanzänderung in die Übertragungsleitungen zurückgeführt wird. Die negative Impedanz 2 enthält als wirksames Element einen Impedanzwandler 6 in Form eines Operationsverstärkers. Derartige durch einen Operationsverstärker gebildete Impedanzwandler sind bekannt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines derartigen Verstärkers enthält dieser einen einzigen Ausgang, der über einen positiven Rückkopplungskreis an den nicht invertierenden Eingang und über einen negativen Rückkopplungskreis an den invertierenden Eingang des Verstärkers angeschlossen ist. Zur Einstellung der positiven Rückkopplung ist in den positiven Rückkopplungskreis eine einstellbare Impedanz Z7 aufgenommen, die in der Figur durch 7 bezeichnet ist. Die Dämpfungsverringerung, die erreicht wird, wird durch

das Ausmaß an negativer Rückkopplung zum invertierenden Eingang des Verstärkers bestimmt. Die negative Impedanz, die zwischen diesem invertierenden Eingang und einem Punkt festen Potentials auftritt, wird über den Transformator 5 in Reihe in die Übertragungsleitungen 3 und 4 gekoppelt.

Bei dieser' Reiheneinkopplung der negativen Impedanz ist diese bekanntlich leerlaufstabil.

Nach der Erfindung wird ein derartiges Netzwerk mit einer transformatorgekoppelten leerlaufstabilen negativen Impedanz außerdem kurzschlußstabil, wenn das Netzwerk 1 eine in der Figur durch 8 bezeichnete positive Impedanz Z\ enthält, deren reeller Wert kleiner ist als der der genannten negativen Impedanz, wenn die Eingangsklemmen 9 und 10 des Netzwerkes 1 an Abgriffe 11 und 12 zweier untereinander gleicher Sekundärwicklungen 13 und 14 des Transformators 5 angeschlossen sind, dessen Primärwicklung 15 mit der negativen Impedanz 2 gekoppelt ist, wenn die genannte positive Impedanz 8 parallel zu den Eingangsklemmen 9 und 10 an die an einer Seite der Abgriffe 11 und 12 liegenden Enden 16, 17 der beiden untereinander gleichen Sekundärwicklungen 13 und 14 angeschlossen ist und wenn die Ausgangsklemmen 18 und 19 des Netzwerkes 1 an die an der anderen Seite der Abgriffe 11 und 12 liegenden Enden 20 und 21 der beiden einander gleichen Sekundärwicklungen 13 und 14 angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise dieses Netzwerkes ist nun derart, daß ein durch das Übersetzungsverhältnis des Transfer- jo mators 5 bestimmter Teil der negativen leerlaufstabilen Impedanz 2 in Reihe mit den Eingangsklemmen 9 und 10 und dem an die Ausgangsklemmen 18 und 19 angeschlossenen Leitungsabschnitt liegt, während ein anderer ebenfalls durch das genannte Übersetzungsver- s > hältnis bestimmter Teil der negativen leerlaufstabilen Impedanz 2 in Reihe mit der positiven Impedanz Z\ liegt

Durch eine richtige Netzwerkwahl für die Impedanzen Zi um! Zi und eine richtige Bemessung von Z\ gegenüber Zi können mit dem erfindungsgemäßen Netzwerk gleichzeitig die Verstärkung und die Stabilität eingestellt werden. Beispielsweise kann die Impedanz Zi, wie die Zeichnung zeigt, durch die Reihenschaltung aus einem Widerstand Ro und einem einstellbaren Kondensator Q gebildet werden, und die Impedanz Z₂ kann durch die Reihenschaltung aus einem Kondensator Ca, einem einstellbaren Widerstand R\ und einem von einem Kondensator Ci überbrückten einstellbaren Widerstand Ri gebildet werden. Mit Hilfe der Einstellung der Kondensatoren Q und C₁ ist es möglich, die Dämpfung für Frequenzen oberhalb des Sprechfrequenzbandes stark zunehmen zu lassen. Dadurch wird erreicht, daß bei einer maximalen Verstärkung bei etwa 3400 Hz diese Verstärkung oberhalb des Sprechfrequenzbandes schnell in eine zusätzliche Dämpfung übergeht Durch diese Eigenschaft wird die Stabilität oberhalb des Sprechfrequenzbandes stark gefördert, während die zusätzliche Dämpfung für während eines Gespräches übertragene Zählimpulse oberhalb 1OkHz kein Hindernis mehr bildet Die Kondensatoren G und Ci haben für jeden Kabeltyp einen bestimmten Wert und können also fest eingestellt werden, während der Widerstand R₀ und der Kondensator C₀ konstant bleiben und folglich nicht einstellbar zu sein brauchen. Die Verstärkung wird mit Hilfe nur zweier Widerstände eingestellt; bei 3000 Hz mit /Z₁ und bei 1000 Hz mit R₂.

Bei einer praktischen Ausführungsform, bei der das Netzwerk an Leitungen mit eine·..! Aderdurchmesser von 0,5 mm und einer Betriebskappiität von etwa 38 nF/km angeschlossen war, hatten die obengenannten Kondensatoren und Widerstände die nachfolgenden Werte:

R₀ = 180 a I
C₁ = 62nFl '

C₀ = 0,25 μΡ

R₁ = 1 bis 2,5 ki>

R₂ = 4 bis 18 kii

C₁ = 12,5 nF

bei einem Übersetzungsverhältnis n\ : /72= 1 : 2, wobei

πι = die Wicklung 13 und 14 und
H₁ = die Wicklung 15 ist.

Auf diese Weise ist mit Hilfe dieser Impedanznetzwt .ke Zi und Z₁ abhängig vom Kabeltyp und von der Länge des Kabelabschnitts eine maximal zulässige Verstärkung einstellbar, und zwar unter Beibehaltung der vollständigen Stabilität zum Gebrauch als:

Vierpolendverstärker:

bis 5 dB bei 1000 Hz und 11 dB bei 3000 Hz;
Vierpolzwischen verstärker:

bis 6 dB bei 1000 Hz und 14 dB bei 3000 Hz.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Netzwerk zur richtungsunabhängigen Dämpfungsverminderung einer Zweidrahtleitung, mit einer leerlaufstabilen negativen Impedanz als Längsimpedanz und mit einer Querimpedanz, wobei die negative Impedanz an die Primärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, der mit zwei einander gleichen, jeweils einen Mitteliibgriff aufweisenden Sekundärwicklungen versehen ist, von denen je eine in jeder der beiden Leitungen der Zweidrahtleitung angeordnet ist und die mit ihren an einer Seite der Mittelabgriffe liegenden Enden an die Ausgangsklemmen des Netzwerkes angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk als Querimpedanz eine positive Impedanz (8) enthält, deren reeller Wert kleiner ist als der der negativen Impedanz (2), daß die Mittelabgriffe (11, 12) der Sekundärwicklungen (13, 14) an die Eingangsklemmen (9. 10) des Netzwerkes angeschlossen sind und daß die positive Impedanz (8) parallel zu den Eingangsklemmen (9, 10) an die an der anderen Seite der Mittelabgriffe (11, 12) liegenden Enden (16, 17) der Sekundärwicklungen (13,14) angeschlossen sind.