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Ergänzunganetzwerk für pupinisierte Kabelstrecken
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Die Erfindung betrifft ein Ergänzungsnetzwerk für pupinisierte Kabeistrecken,
bestehend aus wenigstens vier zu einem Ring geschålteten, untereinander möglichst
gleichen Kapazitäten.
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Fernmeldekabel werden zur Reduzierung der Leitungsdämpfung häufig
pupinisiert. Dazu wird die ursprUnglich homogene Leitung in Spulenfeldlängen aufgeteilt,
in deren Mitte sich jeweils die Papinspulenanordnung befindet. Da die Länge der
zu pupinisierenden Kabelstrecken häufig kein ganzes Vielfaches der Spulenfeldlänge
darstellt, müssen Teillängen durch ein entsprechendes Ergänzungsnetzwerk auf volle
Spulenfeldlängen ergänzt werden. Man verwendet dazu Netzwerke, die aus Widerständen
und Kondensatoren aufgebaut sind, wodurch der Widerstand- und Kapazitätsbelag des
Kabels nachgebildet wird.
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Häufig werden aber auch Netzwerke verwendet, die nur aus Kondensatoren
bestehen, also nur den Kapazitätsbelag nachbilden.
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Bei Ergänzungsnetzwerken für Kabel mit Phantompupinisierung besteht
die Hauptschwierigkeit darin, die Kapazität des Phantomkreises durch eine BrUckenschaltung
vier gleicher Eondensatoren so nachzubilden, daß die Kopplungen möglichst niedrig
und damit die Nebensprechdämpfung möglichst hoch ist. Eine weitere Schwierigkeit
besteht darin, daß die Temperaturabhängigkeit des Ergänzungsnetzwerkes möglichst
du. Teiperaturverhalten des ergänzten Kabels entsprechen muß.
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Je nach Kabeltyp erreichen die Kapazitätswerte der vier zu einem Ring
geschalteten Einzelkapazitäten Werte bis zu etwa 35 nF. Für die einwandfreie Ergänzung
einer Kabelstrecke sind dabei Toleranzwerte von etwa 10 pF einzuhalten.
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Allgemein bekannt ist es, solche Ergänzungsnetzwerke aus vier sehr
eng tolerierten hochwertigen Kondensatoren aufzubauen, deren Werte möglichst passend
zueinander ausgesucht werden.
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Nachteilig ist es dabei, daß anschließend an den Zusammenbau ein recht
aufwendiger Ausgleichsprozeß durchzuführen ist, bei dem drei geeignet gewählte Ausgleichskondensatoren
so eingebaut werden, daß sie jeweils parallel zu den drei kleineren Einzelkapazitäten
liegen. Ein weiterer Nachteil des bekannten Aufbaues besteht darin, daß bereits
geringste Unterschiede im Temperaturkoeffizienten der vier Teilkapazitäten zu deutlichen
Kopplungsänderungen führen können. Weicht beispielsweise der Temperaturkoeffizient
einer der Teilkapazitäten um ca.
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3 %P C von den Temperaturkoeffizienten der anderen drei Einzelkapazitäten
ab, so würde bereits bei einer Temperaturänderung von 10 OC ein Kapazitätsunterschied
von ca. 10 pF entstehen. Eine ähnlich große Kapazitätsänderung kann zusätzlich dann
eintreten, wenn die Langzeitstabilität einer der vier Einzelkapazitäten geringer
ist als die der restlichen drei Einz elkapazitäten.
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Bekannt ist nun auch ein Kondensator mit zwei Verbindungsleitern,
der durch die Parallelschaltung von zwei Grundkondensatoren gebildet ist, die jeweils
aus einem Paket aus Glimmerplättchen bestehen, die zwei Metallschichten aufweisen,
welche die Rolle der Kondensatorbeläge spielen und auf mindestens zwei einander
genau parallel gegenüber liegenden Feldern ausgebildet sind, bei dem die Parallelverbindung
der beiden aus den Glimmerplättchenpaketen bestehenden Kondensatorblöcke der Grundkondensatoren
durch abgeplattete Abschnitte der Verbindungsleiter gebildet ist, die unter Bildung
eines Zwischenraumes zwischen den sich gegenüber liegenden Hauptflächen der
Kondensatorblöcke
zwischen die beiden Kondensatorblöcke eingelegt sind, und mit ihnen und ihren die
Kondensatorbeläge bildenden Feldern durch Löten verbunden sind (DE-OS 27 46 591).
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In einer Ausgestaltung des Gegenstandes dieser Anmeldung weisen die
Grundkondensatoren zur Bildung des Gesamtkapazitätswertes Einzelkapazitäten auf,
die paarweise zusammengestellt und aus engen Kapazitätsbereichen ausgewählt sind
nach den Beziehungen C1 = C/2 | + x'ax und C2 = C/2 - x wobei x einen beliebigen
Wert undax eine sehr kleine Abweichung von x darstellen.
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Die genannte Anmeldung bezieht sich auf einen Kondensator eines ganz
bestimmten Typs und auf eine bestimmte Weise des Zusammenbaues. Der darin enthaltene
Hinweis zur Vereinfachung der Fertigung eng tolerierter Einzelkondensatoren läßt
sich auf die Ausbildung eines Ergänzungsnetzwerkes mit vier möglichst gleichen Kondensatvren
nicht ohne weiteres anwenden, da er die weiter gehenden Forderungen nach einem Ausgleich
des temperaturabhängigen Verhaltens und des Alterungsverhaltens nicht berücksichtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ergänzungsnetzwerk der
genannten Art zu schaffen, das ein wesentlich verbessertes Temperaturverhalten,
eine wesentlich verbesserte Alterungsbeständigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der vier
Einzelkapazitäten aus mehr als drei auegesuckiten und parallel geschalteten Kondensatoren
zusammengesetzt ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und
3 angegeben.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen
darin, daß durch die Mittelung der Kapazitätswert genauer erreicht werden kann,
so daß der Ausgleichsvorgang in vielen Fällen ganz entfällt, allenfalls mit kleineren
Kapazitäten durchgeführt werden kann. Weiterhin werden die Temperaturkoeffizienten
der Einzelkapazitäten erheblich gleichmäßiger, da bei Abweichung des Temperaturkoeffizienten
eines der Einzelkondensatoren sein Einfluß nur dem Verhältnis des Wertes des betreffenden
Einzelkondensators zur Gesamtkapazität der parallel geschalteten Kondensatoren entspricht.
Weiterhin wird der Einfluß unterschiedlicher Langzeitstabilitäten der Einzelkondensatoren
im gleichen Verhältnis herabgesetzt.
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Ein Ausfffhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt ein Ergänzungsnetzwerk,
bestehend aus vier zu einem Ring geschalteten Kapazitäten, die aus jenails N = 4
parallel geschalteten Kondensatoren zusammengesetzt sind. Die vier Adern eines zu
ergänzenden Vierers in einer pupinisierten Kabelstrecke sind mit a und b, c und
d bezeichnet; Die zwischen ihnen zu einem Ring geschalteten vier Einzelkapazitäten
C sind aus jeweils vier parallel geschalteten Kondensatoren zusammengesetzt, deren
Wert im Beispiel C/4 beträgt. Es ist zu erkennen, daß die Wertänderung eines Einzelkondensators
C/4, ausgedrückt in Prozent seines Nennwertes, nur den vierten Teil des Einflusses
beträgt, den eine gleiche Wertänderung der aus einem einzigen Kondensator C aufgebauten
Kapazität C haben würde. Dabei ist es gleichgültig, ob diese Wert änderung durch
ein Abweichen des Temperaturverhaltens oder durch abweichende Alterungserscheinungen
des Einzelkondensators verursacht wird. Es wird ferner erkennbar, daß in der dargestellten
Anordnung ohne Schwierigkeit Kondensatoren mit relativ großen Fertigungstoleranzen
ihrer Werte verwendet werden können. Sie müssen lediglich, wie in der Fertigung
ohnehin üblich, nach Toleranzgruppen sortiert und entsprechend ausgewählt werden.
Im dargestellten Beispiel
könnten also zwei Kondensatoren mit Kapazitätswerten
an der oberen Grenze der Fertigungstoleranz mit zwei weiteren Kondensatoren kombiniert
werden, deren Werte um den gleichen Betrag unter dem Nennwert liegen. Es kann auch
vorteilhaft sein, drei etwa gleiche Kondensatoren mit einem geringeren Wert als
dem dritten Teil der gewünschten Kapazität C zu verwenden und die Differenz zur
gewünschten Kapazität C durch den vierten Kondensator einzufügen.