DE354792C

DE354792C - Electric coil line

Info

Publication number: DE354792C
Application number: DEW55543D
Authority: DE
Original assignee: KARL WILLY WAGNER DR
Current assignee: KARL WILLY WAGNER DR
Publication date: 1922-06-15

Description

Elektrische Leitungen werden bekanntlich zur Verminderung der Dämpfung¹, z. B. nach Patent 151972, mit Induktionsspulen ausigerüstet. Damit der erstrebte Zweck erreicht werde, müssen die Spulen eine gewisse Größe haben und in bestimmten Abständen angeordnet werden, wofür in der genannten Patentschrift und an anderen Literaturstellen Regeln angegeben worden sind. Bei der bisherigen Bauweise der Spulenleitungen kommen hinsichtlich der Spuleninduktivität und der Spulenalbstände Abweichungen der einzelnen Werte von 'dem errechneten Sollwert in Höhe von ±_ 5 Prozent und mehr vor. Diese Abweichungen können unibedenklich zugelassen werden, solange man Schaltungen und Betriebsweisen verwendet, bei denen es auf die genaue Einhaltung des Wellenwiderstandes nicht ankommt, da die Gesamtdämpfung der Spulenleitung durch die erwähnten bald positiven, bald negativen Abweichungen nicht merklich beeinflußt wird. Dagegen entstehen Schwierigkeiten, wenn man derartig gebaute Spulenleitungen in Schaltungen verwendet, bei denen es auf die Größe des Scheinwiderstandes der Leitung ankommt, z. B. in Ausgleichs- und Brückenschaltungen. Besonders störend haben sich diese Schwierigkeiten neuerdings geltend gemacht, als man dazu überging, Spu'enleitungen über Verstärker miteinander oder mit anderen Leitungen zu verbinden. Um die Rückkopplung zwischen dem Verstärker für die eine Richtung' und dem für die andere Richtung und ein dadurch hervorgerufenes Selbsttönen zu vermeiden, müssen die Scheinwiderstände der miteinander zu verbindenden Leitungen entweder gleich sein, oder man muß jede Leitung durch eine Kunstleitung nachbilden, wobei insbesondere der Scheinwiderstand der Kunstleitung und derjenige ihrer Nachbildung gleich sein müssen. Wege zur Erreichung dieses Zieles sind von R. S. H ο y t in dem amerikanischen Patent 1167693 und von K. K ü ρ f m ü 11 e r in dem deutschen Patent 330964 angegeben, worden. Voraussetzung für die Wirksamkeit dieser Anordnungen ist, daß der Wellenwiderstand der nachzubildenden Spulenleitung auch tatsächlich den aus 'den Leitungskonstanten errech- 5«? neten theoretischen, Verlauf habe. Die praktische Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß dies keineswegs der Fall ist. Der Wellenwiderstand Z weicht, wie die Werte in der Kurve in Abb. 1 zeigen, die an einer im Betriebe befindlichen Spulenleitung gemessen sind, in unregelmäßiger Weise von seinem Sollwert ab, der in Abb. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Diese, bei manchen Frequenzwerten ω sehr beträchtlichen und ganz unregelmäßigen Abweichungen lassen sich in der Kunstleitung nicht nachbilden. Die dadurch bedingten Widerstandsunterschiede verursachen, daß die Verstärker pfeifen und infolgedessen nicht ausgenutzt werden können.Electrical lines are known to reduce the attenuation ¹ , z. B. according to patent 151972, equipped with induction coils. In order to achieve the intended purpose, the coils must have a certain size and be arranged at certain intervals, for which rules have been given in the patent specification mentioned and in other literature references. In the previous design of the coil lines, deviations of the individual values from the calculated target value of ± 5 percent and more occur with regard to the coil inductance and the coil balances. These deviations can be safely permitted as long as circuits and modes of operation are used in which the exact observance of the characteristic impedance is not important, since the overall attenuation of the coil line is not noticeably influenced by the above-mentioned sometimes positive, sometimes negative deviations. On the other hand, difficulties arise when using coil lines constructed in this way in circuits in which the size of the impedance of the line is important, e.g. B. in compensation and bridge circuits. These difficulties have become particularly annoying recently, when one switched to connecting coil lines to one another or to other lines via amplifiers. In order to avoid the feedback between the amplifier for one direction and that for the other direction and the resulting self-tinting, the apparent resistances of the lines to be connected must either be the same, or each line must be simulated by an artificial line, especially the The impedance of the art line and that of its replica must be the same. Ways to achieve this goal have been given by RS H o yt in the American patent 1167693 and by K. Kü ρ fm ü 11 er in the German patent 330964. The prerequisite for the effectiveness of these arrangements is that the wave resistance of the coil line to be simulated is actually the one calculated from the line constants. neten theoretical, course. However, practical experience has shown that this is by no means the case. As the values in the curve in Fig. 1 show, which are measured on a coil line in operation, the characteristic impedance Z deviates in an irregular manner from its nominal value, which is shown in dashed lines in Fig. 1. These deviations, which are very considerable and very irregular for some frequency values ω, cannot be reproduced in the artificial line. The resulting differences in resistance cause the amplifiers to whistle and consequently cannot be used.

Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung einer elektrischen Spulenleitung, bei der die Unregelmäßigkeiten im Wellenwiderstand bis auf ein praktisch unschädliches Maß ausgeglichen sind. Berechnungen, auf die hier nicht weiter eingegangen werden soll, haben erwiesen, daß die Schwankungen des Wellenwiderstandes von gewissen Unregelmäßigkeiten in den Spulenabständen, in der Spu'lenind'uktivität und bei Kabeln auch in der Kapazität der einzelnen. Teillängen herrühren.The invention now relates to the production of an electrical coil line the irregularities in the wave resistance to a practically harmless level are balanced. Calculations that will not be discussed further here, have shown that the fluctuations of the wave resistance are caused by certain irregularities in the coil spacing, in the coil inductance and, in the case of cables, in the capacitance of each. Partial lengths originate.

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Diese unbeabsichtigten Ungleichheiten, die [ gewöhnlich in der Größenordnung von wenigen Prozenten liegen, haben im allgemeinen , auf die Eigenschaften der Leitung wenig ;These unintended inequalities that [usually on the order of a few Percentages, in general, have little effect on the properties of the line;

Einfluß; bei den Frequenzen />= f„sm---^-, \ kz=i, 2 ... bis 2 N (J₀ = Eigenfrequenz eines Leitungsgliedes, N = Zahl der Spulen) tritt jedoch nach der Theorie durch eine ArtInfluence; at the frequencies /> = f „sm --- ^ -, \ kz = i, 2 ... to 2 N (J ₀ = natural frequency of a line link, N = number of coils) occurs according to the theory by a kind

ίο Resonanzwirkung der Einfluß 'der Ungleichheiten auf den Wellenwiderstand stark hervor. Es entstehen alsdann die in Abb. ι dargestellten Schwankungen. Aus dieser Erkenntnis ergibt sich als Mittel zur Abhilfe eine Abgleichung der elektrischen Konstanten der Leitung. Da indessen die störenden Ungleichheiten an sich verhältnismäßig klein sind und anderseits die Abgleichung niemals vollständig, sondern immer nur bis zu einer gewissen Grenze durchgeführt werden kann, liegt die praktische Schwierigkeit der zu lösenden Aufgabe darin, wie weit man mit der Abgleichung· gehen muß, um die Schwankungen im Wellenwiderstand auf ein für den Betrieb, für den die Leitung dient, unschädliches Maß herabzusetzen. Eine noch genauere Abgleichung würde unwirtschaftlich sein, da die für die Abgleichung aufzuwendenden Mittel mit der verlangten Genauigkeit unverhältnismäßig schnell anwachsen. Theoretische Betrachtungen, Berechnungen und Versuche haben ergeben, daß man das gesteckte Ziel in folgender Weise erreichen kann.ίο resonance effect of the influence of inequalities on the wave resistance. The results shown in Fig. Ι then arise Fluctuations. From this knowledge, a remedy is to adjust the electrical constants the line. Since, however, the disturbing inequalities in themselves are relatively small and on the other hand the comparison is never complete, but only up to one The practical difficulty lies with the problem to be solved The task of how far one has to go with the adjustment · to avoid the fluctuations in the wave impedance to something harmless to the operation for which the line is used Reduce measure. An even more precise match would be uneconomical since the funds to be used for the comparison with the required accuracy are disproportionate grow quickly. Theoretical considerations, calculations and experiments have shown that one can achieve the goal set in in the following way.

Zunächst müssen die Spuleninduktivitäten bis- auf _+ 2 Prozent abgeglichen werden. Außerdem ist es notwendig, Spulen zu verwenden, deren Induktivität in dem Bereich der Betriebsstromstärken, und zwar bei Stromänderungen im Verhältnis 1 : 10 sich um nicht mehr als 1,5 Prozent ändert.First of all, the coil inductances must be adjusted up to _ + 2 percent. In addition, it is necessary to use coils whose inductance is in the range of Operating currents, namely in the case of current changes in the ratio 1:10, are not changes more than 1.5 percent.

Sodann ' ist es erforderlich, die Spulenabstände, oder was auf dasselbe hinauskommt, die Kapazitäten der Leitungsstücke zwischen je zwei Spulen bis auf .+. 1,5 Prozent albzugleichen. Soweit der Ausgleich nicht durch Berichtigung der Spulenabstände ausgeführt wird, kann er durch Zusatzkapazitäten erfolgen, die zweckmäßig an den Spulenpunkten eingeschaltet werden, ähnlich wie es bereits zum Ausgleich der gegenseitigen Kapazitäten verschiedener Doppelleitungen zur Begrenzung des Mit- und Übersprechens geschieht.Then 'it is necessary to adjust the coil spacing, or what comes to the same thing, the capacities of the line pieces between each two coils up to . +. 1.5 percent equal. If the compensation is not carried out by correcting the coil spacing, it can be done with additional capacitances, which are expediently switched on at the coil points, similar to what is already done to compensate for the mutual capacities of different double lines to limit talking and crosstalking.

Da der Wellenwiderstand vorzugsweise von den ersten Leitungsgliedern abhängt, brauchen die vorstehenden Bedingungen nur am Anfang der Leitung erfüllt zu werden, und zwar auf einer Strecke, deren Gesamtdämpfung/i¹ etwa 0,3 beträgt. Jenseits dieser Anfangsstrecke sind etwa doppelt so große Abweichungen zulässig.Since the characteristic impedance depends preferably on the first line members, the above conditions only need to be met at the beginning of the line, specifically over a section whose total attenuation / i ^{1 is} approximately 0.3. Beyond this initial distance, approximately twice as large deviations are permissible.

Eine weitere Verbesserung· erhält man dadurch, daß man den Anfangsgliedern eine erhöhte Dämpfung gibt, indem man z. B. den Spulenwiderstand dieser Glieder erhöht. Dabei ist es zweckmäßig, daß der Übergang von den Gliedern mit höherem Spulenwiderstand zu den. normalen Gliedern nicht plötzlich geschieht, sondern auf eine Anzahl Glieder verteilt wird.A further improvement is obtained by that one gives the initial members an increased damping by z. B. increases the coil resistance of these members. Included it is appropriate that the transition from the links with higher coil resistance to the. normal limbs does not happen suddenly, but distributed over a number of limbs will.

In Abb. 2 ist der Wellenwiderstand einer nach dem beschriebenen Verfahren erbauten Spulenleitung dargestellt. Der Vergleich der Kurven in Abb. 1 und 2 beweist die Wirksamkeit der angegebenen Mittel.In Fig. 2 the wave resistance of a built according to the described method is Coil line shown. The comparison of the curves in Fig. 1 and 2 proves the effectiveness the specified means.

Claims

75 patent claims:

1. Electrical coil line, characterized in that the coil distances or the capacities of the line sections between the coils (outward and return line) and the coil inductances are balanced with one another, for the purpose of reducing the fluctuations in the characteristic impedance reduce to a level that does not interfere with operation, with the balancing of capacities through special Capacitors can be made.

2. Electrical coil line according to claim i, characterized in that the deviations of the coil inductances from the mean value are at most A- 2 percent.

3. Electrical coil line according to claim i, characterized in that the Inductance of the coils with current changes in the ratio 1:10 is not changes more than 1.5 percent.

4. Electrical coil line according to claim i, characterized in that the deviations of the capacities of the line sections between the coils from the mean value are at most + _ 1.5 percent.

5. Electrical coil line according to claim i, characterized in that the Adjustment according to claims 2, 3 and 4 is only carried out for a number of members at the beginning of the line, while for the remaining part of the line about twice as large deviations are permitted are.

6. Electrical coil line according to claim i, characterized in that one Row of links at the beginning of the line receives increased attenuation.

1 sheet of drawings.