DE423964C - Verfahren zur Verminderung des Nebensprechens in einem ausgeglichenen Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Nebensprechens in einem vorzugsweise durch Zusatzkondensatoren ausgeglichenen Fernsprechkabel, das darin besteht> daß der Kapazitätsausgleich der beiden letzten Spulenfelder des Kabelendes gleichzeitig erfolgt, und zwar derart, daß durch gleichzeitige Veränderung der beiden Kondensatoren k₀, k_x das Verschwinden der Induktivität bei einer mittleren Sprechfrequenz durch das Tonminimum festgestellt wird.

Die Erfindung beruht auf folgenden theoretischen Überlegungen:

Der durch eine Spannung V in einer Doppelleitung vom Wellenwiderstand Z am Anfang eines langen Kabels in einem Empfangsapparat mit der Impedanz R hervorgerufene Induktionsstrom J läßt sich darstellen durch

J =

R + Z

Φ.

Diese Gleichung ist in der Arbeit von Küpfmüller »Zur Theorie und Messung des Nebensprechens in Spulenleitungen«, Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Siemens-Konzern, Band I, Heft 3, als Gleichung 12 abgeleitet.

y> ist eine komplizierte Funktion der Frequenz. Bei einem durch Kondensatoren abgeglichenen Kabel ist ψ im Bereich der Sprechfrequenzen vorwiegend reell. Der imaginäreAnteil ist durch die Kondensatoren kompensiert worden. Daß ψ von Null verschieden ist, rührt von Ungleichmäßigkeiten in der Induktivität und dem Ohmschen Widerstände der einzelnen Adern her. Da ψ im allgemeinen mit steigender Frequenz wächst, werde es in der Form

ψ = ω · g (ω) (2)

geschrieben, g (ω) ist eine mit der Frequenz stark schwankende Funktion, deren Mittelwert durch eine »glatte Kurve« darstellbar ist, d. h. eine Kurve ohne Sprünge und Knicke. Der Einfachheit halber werde angenommen, diese glatte Kurve sei durch eine Konstante g gegeben, d. h. ψ wachse proportional mit ω. Da ψ mit dem Dämpfungsmaß B des Nebensprechens zusammenhängt durch die Gleichung, die in der genannten Arbeit als Gleichung 17 abgeleitet ist,

P.B —

ψ·Ζ

(3)

so ergibt sich hieraus für B der in Abb. ι wiedergegebene mittlere Verlauf.

Nun kann man das Nebensprechen auf folgende Weise vermindern. Man denke sich in den beiden ersten Spulenfeldern des Kabels durch Kondensatoren k₀ und k_x kapazitive Kopplungen zwischen den beiden Sprechkreisen angebracht. Dann gilt für die Kopplung ψ näherungsweise

(vgl. die Arbeit von Küpfmüller über »Das Nebensprechen der Mehrfachfernsprechkabel und seine Verminderung«, Archiv für Elektrotechnik, 12. Band, 2. Heft, 1923, Abschnitt 13). In der Gleichung stellt α das Winkelmaß der isolierten Leitung dar. α ist nach bekannten Formeln aus der Frequenz zu berechnen. Für eine Pupinleitung gilt z. B.

a = arc cos

fw :—-2 -

W,

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Küpfmüller in Berlin-Friedenau.

Hierin sind L und C Induktion und Kapazität eines Spulenabschnitts, ω₀ ist die Grenzfrequenz.

Gleichung 4 läßt sich auch schreiben:
U/ = £ti> +Äo/co-fÄi /cucos2ci + k₁'j>sva.2.a. (5)

Die Bedingungen für das Verschwinden des Nebensprechens ergeben sich, wenn man •ψ' = ο setzt, zu

g -f- k_x sin 2 a. = o,

(6)

(7)

sm2a

Die Werte k₀ und

sind mithin von α und damit von der Frequenz abhängig. Es wird jedoch gezeigt, daß trotzdem durch das Einfügen der beiden Kopplungen k₀ und k_± von der durch die Gleichung 6 und 7 für eine bestimmteFrequenz, beispielsweise O)=S⁰⁰⁰J ao gegebenen Größe eine wesentliche Verminde-

rung des Nebensprechens für einen größeren Frequenzbereich erzielt wird.

Es sei O)₀ = 16000, die Meßfrequenz ω = 5OOO. Dann ist

— = 0,312 und a = 36,6°.

Damit wird nach Gleichung 6, 7

k₀ = 0,303 g, k_t — 1,045 g·.

Setzt man diese Werte in Gleichung 5 ein, so erhält man

φ' = ω g [(I ·

-1,045 sin 2 a)

+ / (0,303 ~ 1.045 cos 2 a)],

mit A₀ = o, A₁ = 0 ist

* = g-Daher ist die Verbesserung/J' gegeben durch

]/ (1 — 1,045 ^{sm 2 0}O² + (0,303 —1,045 cos 2 a)²

(8)

Die hieraus folgenden Größen ß' sind für verschiedene — in der folgenden Tabelle wiedergegeben und in Abb. 2 aufgezeichnet:

— =0,1

0,2

O,3

0,4 0,5

ß' = 0,12 0,71 2,84 0,97

Die Werte ß' addieren sich zu den Werten ß¹ der Abb. 1. Daher erhält man als Resultat das Bild der Abb. 3.

Praktisch geht der Ausgleich so vor sich, daß man an den beiden Punkten variable Kondensatoren k₀ und k_x (Abb. 4) zufügt und so lange verändert, bis man am Anfang der induzierten Leitung das Tonminimum wahrnimmt. Das gleiche muß nach Einsetzen der Kondensatoren vom fernen Ende des Kabels aus ausgeführt werden. Hierauf muß man erforderlichenfalls am Anfang wieder etwas nachgleichen. Das Verfahren konvergiert um so rascher, je größer die Leitungsdämpfung ist. Die Zahl der einzusetzenden Kondensatoren wird dabei natürlich nicht erhöht.

In Abb. 2 ist die Meßeinrichtung am einen Kabelende veranschaulicht. Mit k₀, k_x sind die beiden einstellbaren Kondensatoren bezeichnet, die in den beiden ersten Spulenfeldern angebracht sind und die beiden Sprechkreise miteinander koppeln, mit F ein Fernhörer und mit 6" eine Wechselstromquelle, die vorzugsweise einen Wechselstrom von mittlerer Sprechfrequenz ω = 5ooo liefert.

Der Abgleich erfolgt im übrigen wie gewöhnlich.

0,18

0,6

-0,11

o,7
0,415

0,8
0,675.

Die Kondensatoren k₀, k₁ werden unter gleichzeitigem Abhören so lange eingestellt, go bis am Fernhörer das Tonminimum wahrgenommen wird. Hierauf wird dieselbe Einstellung am anderen Kabelende ausgeführt, worauf an dem ersten Ende nachgestellt wird und diese Nachstellungen wechselweise an beiden Kabelenden so oft wiederholt werden, bis die günstigsten Werte erzielt worden sind. Die einstellbaren Kondensatoren können dann durch entsprechende feste Kondensatoren ersetzt werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung des Nebensprechens in einem vorzugsweise durch Zusatzkondensatoren ausgeglichenen Fernsprechkabel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätsausgleich der beiden ersten Spulenfelder des Kabelendes durch gleichzeitige Einstellung der beiden Kondensatoren (k₀, ^₁) geschieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Ausgleichkondensatoren der beiden letzten Spulenfelder wechselseitig für jedes Kabelende erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.