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Bei Nachrichten-Übertragungseinrichtungen, die ein inhomogenes Gelände
zu überbrücken haben und/oder unterschiedlich große Verstärkerabstände aufweisen,
ist jedoch davon auszugehen, daß der optimale Pegelvorhalt am Ausgang der Zwischenstellen
nicht
in jedem Fall mit dem am Anfang der Übertragungsstrecke günstigsten Pegelvorhalt
übereinstimmt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung der eingangs genannten
Art derart auszubilden, daß sich bei geringem Aufwand jeweils ein möglichst exakter
Pegelvorhalt ergibt.
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Gemäß der Erfindung wird die Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe
derart ausgebildet, daß bei wenigstens einer der Zwischenstellen mittels eines zu
einer der Übertragungsleitungen gehörenden pilotgeregelten Verstärkers ein einer
weiteren Übertragungsleitung zugehöriger, einen Pegelvorhalt bildender Verstärker
hinsichtlich seiner Verstärkung steuerbar ist, und daß zwischen einem einen Vorhalt
bildenden und einem einen pilotgeregelten Vorhalt steuernden Verstärker ein pilotgeregelter,
keinen Vorhalt bildender Verstärker eingefügt ist.
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Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß in den Vorhalt
bildenden Zwischenstellen jeweils nur ein Regler erforderlich ist und dabei besonders
exakte und definierte Pegelvorhalte erzeugt werden.
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Der Zwischenverstärker kann als Einblock- oder Mehrblockverstärker
ausgebildet sein.
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Im Hinblick auf einen möglichst geringen Geräteaufwand regelt man
möglichst nicht jeden Leitungsverstärker, sondern sieht geregelte Leitungsverstärker
in größeren Abständen vor und setzt dazwischen feineingestellte Verstärker ein.
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Der mögliche Abstand zwischen pilotgeregelten Verstärkern kann von
zwei Gesichtspunkten her begrenzt sein: a) Die Pegelabweichungen summieren sich
über die Felder mit Festverstärkern, und es muß sichergestellt werden, daß die Geräuscherhöhung
hierdurch nicht zu groß wird.
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b) In vielen Fällen ergeben sich von der Verstärkertechnik her Schwierigkeiten,
wie mögliche Verstärkungsänderung in den pilotgeregelten Verstärkern über ein gewisses
Maß hinaus zu erweitern, insbesondere im Hinblick auf eine verminderte Entzerrungsgenauigkeit,
Stabilitätsprobleme und/oder verminderte Klirrdämpfung.
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Es gibt Fälle, in denen der Gesichtspunkt b) der gewichtigere Faktor
zur Bestimmung des möglichen Abstandes zwischen pilotgeregelten Verstärkern ist.
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Sofern nur der Gesichtspunkt a) bestimmend ist, kann das Ziel sein,
bei Ausnutzen des vorgegebenen Verstärkungshubs der pilotgeregelten Verstärker die
Geräuscherhöhung zu mindern, oder - bei vorgegebener maximal zulässiger Geräuscherhöhung
- den Abstand der pilotgeregelten Verstärker zu vergrößern.
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Eine Erkenntnis im Rahmen der Erfindung besteht nun darin, daß die
maximalen Geräuscherhöhungen bei Systemen mit und ohne Pegelvorhalt nicht stark
unterschiedlich werden, wenn die möglichen Verstärkungsänderungen jeweils etwa gleich
und nicht groß sind und der Vorteil einer Pilotregelung mit Pegelvorhalt erst dann
deutlich in Erscheinung tritt, wenn man die mögliche Verstärkungsauslenkung der
pilotgeregelten bzw. vorhaltenden Verstärker erweitert und dadurch die Abstände
zwischen pilotgeregelten Verstärkern vergrößern kann. Der erweiterten Verstärkungsauslenkung
stehen aber Schwierigkeiten von der Verstärkertechnik her entgegen, sofern man nicht
besondere Maßnahmen einführt. Dies gilt besonders, wenn Einblock-Verstärker verwendet
werden.
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Im Hinblick auf die genannten Zusammenhänge
ergibt sich durch die
erfindungsgemäßen Maßnahmen der Vorteil, daß eine begrenzte maximale Verstärkungsänderung
der insbesondere als Einblockverstärker ausgebildeten Zwischenverstärker mit geringem
Aufwand gut ausgenutzt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn es von der Verstärkertechnik
her schwierig ist, Verstärkungsänderungen zu erzeugen, die ausreichend groß sind,
um die durch Pegelvorhalt im Hinblick auf Geräusch und Aussteuerungsreserve möglichen
Abstände zwischen pilotgeregelten Verstärkern auszunutzen.
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Für Leitungsverstärker, die aus zwei Blöcken zusammengesetzt sind,
sind die genannten Schwierigkeiten wesentlich geringer. Allerdings wird die Steigerung
des Leistungsbedarfs um so größer, je größer jeweils der Verstärkungshub bezogen
auf die mittlere Verstärkung der beiden Verstärkerblöcke wird, so daß auch in diesem
Falle eine relativ geringer Verstärkungshub vorteilhaft sein kann.
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In diesem Fall ergibt sich durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
der Vorteil, daß der im Hnblick auf den Leistungsbedarf begrenzte Verstärkungshub
mit geringem Aufwand gut ausgenutzt wird.
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Die für den Vorhalt erforderliche Verstärkungsänderung wird in einem
eigenen, vom regelnden Verstärker gesteuerten, aber sonst unabhängigen Leitungsverstärker
bewirkt. Daher braucht die maximal mögliche Verstärkungsänderung im einzelnen Verstärker
jeweils nicht größer zu sein als bisher in pilotgeregelten Verstärkern bei Pegelhaltung
ohne Vorhalt. Trotzdem wird insgesamt die doppelte Verstärkungsauslenkung erzielt.
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In weiterer Ausgestaltung sind in beiden Übertragungsleitungen jeweils
abwechselnd einen Vorhalt bildende und nicht vorhaltende pilotgeregelte, einen Vorhalt
steuernde Verstärker vorgesehen.
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Für den Fall, daß in Weiterbildung der Erfindung die beiden Übertragungsleitungen
einander entgegengesetzten Übertragungseinrichtungen zugeordnet sind, ergibt sich
der wesentliche weitere Vorteil, daß die Pegelvorhalte jeweils aus Informationen
abgeleitet werden, die aus denjenigen Streckenabschnitten stammen, für die Pegelvorhalte
gebildet werden sollen. Die Information über den zu bildenden Pegelvorhalt wird
aus Dämpfungsänderungen genau in dem Kabelabschnitt gewonnen, für den der Vorhalt
gebildet wird. Da die Tuben beider Übertragungsrichtungen sehr genau den gleichen
Einflüssen unterliegen, wird die bestmögliche Übereinstimmung zwischen gewolltem
und erreichtem Vorhalt erzielt. Insbesondere durch inhomogenes z. B. gebirgiges
Gelände ergeben sich daher keine Schwierigkeiten im Hinblick auf den jeweils richtigen
Pegelvorhalt.
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Zweckmäßigerweise werden zwischen einem einen Vorhalt bildenden Verstärker
und einem pilotgeregelten, einen Vorhalt steuernden Verstärker jeweils mehrere Verstärker
mit fest eingestellter Verstärkung bzw. Festverstärker angeordnet. Daher kann es
sich als vorteilhaft erweisen, den pilotgeregelten, keinen Vorhalt bildenden oder
steuernden Verstärker in eine Kette von Festverstärkern einzufügen, die zwischen
einem einen Vorhalt bildenden Verstärker und einem pilotgeregelten, einen Vorhalt
steuernden Verstärker angeordnet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Anordnung derart
ausgebildet, daß die Anzahl der zwischen dem einen Vorhalt bildenden Verstärker
und dem pilotgeregelten, keinen Vorhalt bildenden
oder steuernden
Verstärker gelegenen Festverstärker doppelt so groß ist wie die Zahl der zwischen
dem pilotgeregelten, keinen Vorhalt bildenden oder steuernden Verstärker und dem
pilotgeregelten, einen Vorhalt steuernden Verstärker angeordneten Festverstärker.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich, daß bei etwas unterschiedlichen maximalen Pegelabweichungen
alle Verstärkungsauslenkungen der pilotgeregelten, einen Vorhalt bildenden oder
steuernden Verstärker gleich groß sind.
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Im Hinblick auf die jeweils zwischen einem steuernden und einem einen
Vorhalt bildenden Verstärker befindliche Steuerverbindung wird die Anordnung zweckmäßigerweise
derart ausgebildet, daß die Fernspeisung hinsichtlich der verschiedenen Zwischenstellen
als Reihenspeisung ausgebildet ist, hinsichtlich der innerhalb einer Zwischenstelle
vorhandenen Leitungsverstärker für die beiden einander zugeordneten Übertragungsleitungen
jedoch als Parallelspeisung.
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Durch eine solche Reihen-Parallel-Fernspeisung der Zwischenverstärker
wird das Steuern des einen Vorhalt bildenden Verstärkers durch den pilotgeregelten,
einen Vorhalt steuernden Verstärker besonders einfach.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für den Fall, daß eine
Reihen-Fernspeisung der Zwischenverstärker ohne Parallelspeisung des steuernden
und des einen Vorhalt bildenden Verstärkers vorgesehen ist, in einem der in ein
und derselben Zwischenstelle enthaltenen Zwischenverstärker das Einstellelement
über ein die Gleichstrompotentiale hochspannungsfest trennendes Koppelelement gesteuert.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Patentansprüchen 8 bis 11.
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Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Anordnung zur Erzeugung eines Pegelvorhalts
bei einer Nachrichten-Übertragungseinrichtung für entgegengesetzt gerichteten Betrieb
und den Verlauf der Pegelabweichungen für beide Übertragungsrichtungen, Fig. 2 eine
Anordnung zur Erzeugung eines Pegelvorhalts in einer Nachrichten-Übertragungseinrichtung
mit gleichsinnig gerichtetem Betrieb, bei der zusätzlich zu einen Vorhalt bildenden
Zwischenstellen aus zwei pilotgeregelten Verstärkern bestehende Zwischenstellen
vorgesehen sind, Fig. 3 eine Anordnung zur Erzeugung eines Pegelvorhalts in einer
Nachrichten-Übertragungseinrichtung mit gleichsinnig gerichtetem Betrieb, bei der
die nur regelnden, keinen Vorhalt steuernden Verstärker für beide Übertragungsrichtungen
nicht in der gleichen Zwischenstelle untergebracht sind, und Fig. 4 eine Anordnung
zur Erzeugung eines Pegelvorhalts, bei der in ein und demselben für gegensinnig
gerichteten Betrieb ausgelegten Leitungsverstärker für jede übertragungsrichtung
eine Pilotregelung und eine Vorhaltbildung vorgesehen sind, mit Diagrammen der Pegelabweichungen
für beide Übertragungsrichtungen.
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Bei den Anordnungen nach Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Arten von
Leitungsverstärkern vorgesehen.
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Dabei sind bezeichnet mit PV Leitungsverstärker mit Pilotregelung
und zusätzlichem Gleichstromausgang zur Steuerung des Vorhalts in einem Verstärker
Y derselben Zwischenstelle,
P Leitungsverstärker mit Pilotregelung, die keinen anderen
Verstärker steuern, V Leitungsverstärker mit einem Stellgliedwiderstand, der durch
einen Verstärker PVderselben Zwischenstelle gesteuert wird, und F Leitungsverstärker
mit fest eingestellter Verstärkung.
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Der Regler ist wie bei Pegelhaltung ohne Vorhalt ausgebildet und
hat zusätzlich einen zweiten Gleichstromausgang, über den der einen Vorhalt bildende
Verstärker V gesteuert werden kann.
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Alle Leitungsverstärker sind vom Grundkonzept her gleich. Die entzerrenden
Verstärker P, PV und V sind untereinander völlig gleich und unterscheiden sich vom
Festverstärker F nur dadurch, daß ein steuerbares Element im Gegenkopplungsnetzwerk
eingefügt ist.
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Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Erzeugung eines Pegelvorhalts, bei
der der Pegelvorhalt jeweils aus den Pegelabweichungen in der Gegenrichtung abgeleitet
wird. Regelung und Vorhaltbildung werden jeweils in einander benachbarten Leitungsverstärkern
vorgenommen.
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Die Anordnung erzeugt Pegelvorhalte bei einem TF-Übertragungssystem
mit gegensinnig gerichtetem Verkehr. Von dem Übertragungssystem sind Zwischenstellen
Z1 bis 714 dargestellt, die je zwei Zwischenverstärker, nämlich einen für jede Übertragungsrichtung
enthalten. Die Zwischenstellen Z1 bis 714 sind in Übertragungsrichtung 1-2 fortlaufend
numeriert. Auf den Verstärker PV der Zwischenstelle Z1 folgt unmittelbar ein Verstärker
V. Daran schließen sich sechs Festverstärker F an. Darauf folgen ein Verstärker
P, drei Festverstärker F, und wiederum ein Verstärker PV, an den sich ein Verstärker
V unmittelbar anschließt.
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In der Übertragungsrichtung 3 4 ist, beginnend mit einem Verstärker
PV, die gleiche Folge von Verstärkern vorgesehen.
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Für die Nachrichten-Übertragungseinrichtung werden drei Grundtypen
von Zwischenstellen benötigt, nämlich solche mit zwei Festverstärkern F, einem pilotgeregelten
Verstärker P und einem Festverstärker F einem einen Vorhalt bildenden Verstärker
PV und einem einen Vorhalt steuernden Verstärker V.
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In den beiden letztgenannten Grundtypen sind Pilotauswertung und Regler
nur einmal zusätzlich enthalten. Die Verstärker sind vorzugsweise als Einblockverstärker
ausgebildet, können jedoch gegebenenfalls auch Zweiblockverstärker sein. Der geregelte
steuernde Verstärker PV benötigt dann nur in einem der Verstärkerblöcke oder zwischen
beiden eine Möglichkeit, die Verstärkung zu verändern. Die beiden Verstärker V und
P sind dem Verstärker PV diesbezüglich völlig gleich.
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Stabile und eindeutige Pegelvorhalte werden dadurch erreicht, daß
in beiden Übertragungsrichtungen 1-2 und 3 4 jeweils in die Kette der Festverstärker
F> die zwischen einem gesteuerten, einen Vorhalt bildenden Verstärker V und einem
pilotgeregelten, einen Vorhalt steuernden Verstärker PV sitzen, ein pilotgeregelter
Verstärker P der keinen Vorhalt bildet, eingefügt ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Ausgangspunkt soll der in der Zwischenstelle
Z9 enthaltene pilotgeregelte Verstärker P der Übertragungsrichtung 1-2 in Fig. 1
sein. An seinem Ausgang sind eventuelle Pegelabweichungen vom Sollwert ausgeregelt.
In den
nachfolgenden Verstärkerfeldern mit Festverstärkern F der
drei Zwischenstellen Z10 bis 712 sei jeweils die Kabeldämpfung um einen bestimmten
Betrag größer als die Verstärkung des zugehörigen Festverstärkers F, z. B. als Folge
einer Temperaturerhöhung im Kabel gegenüber der mittleren Kabeltemperatur. Gegenüber
dem Pegel bei mittlerer Kabeltemperatur entsteht im nachfolgenden pilotgeregelten,
einen Vorhalt steuernden Verstärker PV der Zwischenstelle 714 der im Diagramm dargestellte
Pegelfehler, der durch eine entsprechend große Verstärkungsänderung im pilotgeregelten,
einen Vorhalt steuernden Verstärker PV der Zwischenstelle 713 auf den Wert 0 geregelt
wird.
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Alle einen Vorhalt bildenden Verstärker V werden vorzugsweise jeweils
auf die Verstärkung des steuernden Verstärkers PV derselben Zwischenstelle gesteuert.
In diesem Fall wird die im Verstärker PV der Zwischenstelle 713 entstandene Verstärkungsänderung
auch im Verstärker V der Zwischenstelle 713, der zur Übertragungsrichtung 3-4 gehört,
bewirkt.
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Gegebenenfalls können die Verstärkungen eines einen Vorhalt steuernden
und eines von diesem gesteuerten, einen Vorhalt bildenden Verstärkers dem Anwendungsfall
entsprechend unterschiedlich bemessen werden.
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Am Ausgang des einen Vorhalt steuernden Verstärkers PV der Zwischenstelle
714, der der Richtung 3-4 zugeordnet ist, ist der Pegel auf seinen Sollwert geregelt.
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Die Dämpfung des Kabelfeldes zwischen dem Verstärker PV der Zwischenstelle
714 und dem einen Vorhalt bildenden Verstärker V der Zwischenstelle 713 sei in gleicher
Weise vom Mittelwert abweichend wie diejenige der zu den Festverstärkern F7 bis
F9 gehörenden Verstärkerfelder. Die Pegelabweichung verläuft daher zwischen dem
Verstärker PV der Zwischenstelle 714 und dem Verstärker V der Zwischenstelle 713
entsprechend dem Diagramm.
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Beim Verstärker V der Zwischenstelle 713 ergibt sich ein Sprung entsprechend
der in der Zwischenstelle Z13 im einen Vorhalt bildenden Verstärker V vom Verstärker
PV gesteuerten Verstärkungserhöhung und damit ein Pegelvorhalt, der es ermöglicht,
die Zahl der Festverstärker F zwischen dem Verstärker V der Zwischenstelle 713 und
dem pilotgeregelten Verstärker P der Zwischenstelle 76 gegenüber der Zahl der Festverstärker
F zwischen dem pilotgeregelten Verstärker P der Zwischenstelle Z9 und dem Verstärker
PV der Zwischenstelle 713 zu verdoppeln.
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Der Verlauf der Pegelabweichungen vom pilotgeregelten Verstärker
P der Zwischenstelle 76 über den Verstärker PV der Zwischenstelle 22, den Verstärker
V der Zwischenstelle Z1 sowie vom Verstärker PVder Zwischenstelle Z1 über den Verstärker
V der Zwischenstelle 22, die Festverstärker F der Zwischenstellen 73 bis 78 und
den pilotgeregelten Verstärker P der Zwischenstelle Z9 ergibt sich in entsprechender
Weise.
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In Übertragungsrichtung 1-2 ist die Zahl der FestverstärkerF, die
zwischen dem Verstärker V der Zwischenstelle 72 und dem Verstärker P der Zwischenstelle
Z9 liegen, doppelt so groß wie die Zahl der zwischen dem Verstärker P der Zwischenstelle
Z9 und dem Verstärker PV der Zwischenstelle 713 liegenden Festverstärker F. In entsprechender
Weise ist in Übertragungsrichtung 3-4 die Zahl der Festver-
stärker F, die zwischen
demVerstärker V der Zwischenstelle Z13 und dem Verstärker P der Zwischenstelle 76
liegen, doppelt so groß wie die Zahl der zwischen dem Verstärker P der Zwischenstelle
716 und dem Verstärker PV der Zwischenstelle 72 liegenden Festverstärker F.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß alle Verstärkungsauslenkungen
der Verstärker PV, V und P gleich groß werden. Die Pegel abweichungen an den geregelten
bzw. gesteuerten Verstärkern sind dabei geringfügig verschieden. Man kann ferner
Nachrichten-Übertragungseinrichtungen so ausbilden, daß die Nachrichten auf zwei
einander zugeordneten Tuben in gleicher Richtung übertragen wird.
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Solche Anwendungsfälle kommen insbesondere für relativ kurze Strecken
in Frage.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Anordnung nach Fig. 1 so
zu modifizieren, daß sie für die genannte Betriebsart geeignet ist.
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Entsprechend Fig. 2 wird bei einer TF-Übertragungseinrichtung mit
gleichsinnig gerichtetem Betrieb nach einer bestimmten Anzahl von Festverstärkern
F auf der Koaxialleitung 1-2 ein pilotregelnder Verstärker PV eingesetzt, der auf
der Koaxialleitung 3-4 einen Vorhalt bildenden Verstärker V steuert.
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Zweckmäßigerweise wird der Verstärker PV abwechselnd auf der Koaxialleitung
1-2 und auf der Koaxialleitung 34 vorgesehen und der Verstärker V entsprechend auf
der Koaxialleitung 3-4 und der Koaxialleitung 1-2.
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Insbesondere für längere Strecken ist es zweckmäßig, in gewissen
Abständen pilotregelnde, nicht steuernde Verstärker P auf beiden Tuben bzw. Koaxialleitungen
einzuführen. Die Verstärker P regeln dabei Pegelfehler aus und verhindern, daß unsystematische
Pegelfehler verschleppt und summiert werden.
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Gleichmäßige Pegelabweichungen in beiden Koaxialleitungen erhält
man, wenn diese Verstärker P jeweils in der gleichen Zwischenstelle zusammengefaßt
sind, die zwei Pilotempfänger und zwei Reglerbaugruppen enthält.
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Um zu erreichen, daß abgesehen von Zwischenstellen mit zwei Festverstärkern
F alle weiteren Zwischenstellen jeweils nur einen Regler benötigen, kann eine Lösung
nach Fig. 3 besonders zweckmäßig sein.
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Bei dieser Ausführungsform sind jeweils zwei keinem Vorhalt steuernde
pilotregelnde jeweils einer anderen Übertragungsleitung zugeordnete Verstärker P
in einander benachbarten Verstärkerstellen eingefügt.
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Wie das zugehörige Diagramm der Pegelabweichungen zeigt, sind in
diesem Fall der Verlauf der Pegelfehler auf beiden Koaxialleitungen und ebenso die
Verstärkungsauslenkung der Verstärker P und PV unterschiedlich. Wird jedoch bei
einem oder mehreren regelnden Verstärkern der Pegelfehler am Eingang größer als
der verfügbare Verstärkungshub, so regeln die nachfolgenden Verstärker PV und/oder
P, deren Verstärkungshub vorher weniger beansprucht war, die verbleibenden Pegelfehler
aus. Insgesamt steht immer die Summe der maximal möglichen Verstärkungsänderungen
aller Verstärker P, PV und V zur Verfügung.
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Bei Nachrichten-Übertragungseinrichtungen mit Zweiblock-Verstärkern
können pilotgeregelte und vorhaltende Verstärker zweckmäßigerweise so realisiert
werden, daß der erste Verstärkerblock als pilotgeregelter, nicht vorhaltender Verstärker
P17 seinen Ausgangspegel auf Sollwert regelt und zusätzlich die
Verstärkung
des zweiten als Vorhalt bildenden Verstärkers V ausgestalteten Verstärkerblocks
im Sinne eines Pegelvorhalts gesteuert wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei,
den gesteuerten Verstärkerteil jeweils vom regelnden Verstärkerteil der Gegenrichtung
steuern zu lassen und eine Anordnung von Verstärkern P V, V, Fund P wie in Fig.
4 dargestellt vorzusehen. Die Funktion der Anordnung entspricht der der Anordnung
nach Fig. 1 mit zwei Unterschieden: 1. Zwischen den Verstärkern PV und V kommt keine
Änderung der Pegelabweichung zustande.
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2. Die Anzahl der Festverstärker F zwischen den Verstärkern V und
P ist zweckmäßigerweise um 1 größer als die doppelte Anzahl der Festverstärker F
zwischen den Verstärkern P und PV, so
daß die Verstärkungsauslenkung bei allen Verstärkern
P, PV und V gleich groß wird. Die Pegelabweichung wird dann bei all diesen Verstärkern
ebenfalls gleich groß.
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Die Information über den zu bildenden Vorhalt wird in vorteilhafter
Weise wiederum aus dem Strekkenabschnitt gewonnen, für den er vorgesehen ist.
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Bei einer Reihen-Fernspeisung sind beide Verstärker einer Zwischenstelle
auf unterschiedlichem Gleichstrompotential. Das Einstellelement in einem der Verstärker
wird dann zweckmäßigerweise über ein Koppelelement gesteuert, das z. B. ein Optokoppler
ist und die Gleichstrompotentiale hochspannungsfest trennt und einen möglichst exakten
Gleichlauf der Verstärkung in beiden Verstärkern gewährleistet.