DE468455C - Verfahren zur Einstellung und Pruefung des durch Kunstleitungen erzielbaren Ausgleichs in Fernsprechanlagen mit Verstaerkern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. NOVEMBER 1928

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JR 468455 KLASSE 21 a 2 GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

in Fernsprechanlagen mit Verstärkern

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Oktober 1924 ab

Irn Verstärkerbetrieb ist es häufig, z. B. bei Zweidrahtzweirohr-Zwischenverstärkern, erforderlich, den Scheinwiderstand einer Fernsprechleitung durch kapazitive, Ohmsche, induktive Widerstände künstlich nachzubilden, um störende Rückkopplungen im Verstärker (Pfeifen) zu vermeiden. Namentlich bei der Hintereinanderschaltung mehrerer Verstärker längs einer Strecke kommt es darauf an, eine

\o möglichst genaue Nachbildung zu erzielen, da schon geringe Fehler in der Nachbildung beträchtliche Störungen zur Folge haben bzw. die erreichbare Verstärkung stark herabsetzen. Es ist daher ein Verfahren erwünscht, das gestattet, in einfacher und dabei möglichst genauer Weise die Güte des jeweils erzielten Leitungsausgleiches zu bestimmen und hierdurch die Nachbildung der Leitungen zu erleichtern.

Zur Erläuterung der Zusammenhänge diene die Abb. r. Hierin bezeichnen F₁ die eine, F₂ die andere Fernleitung, Kl₁ und Kl₂ die zugehörigen Kunstleitungen, V₁ und V₂ die beiden Verstärker, von denen jeder nach einer Richtung hin wirkt; ^CZe₁ und AUe₂ sind die beiden Ausgleichsübertrager. Ein etwa von F₁ kommender Strom T₁ gelangt über den Ausgleichsübertrager AUq₁ zu dem Verstärker V₁, wird von ihm verstärkt und gelangt weiter zu den Punkten a₂, b„. Der verstärkte Strom J₂ teilt sich, ein Teil J₃ geht nach F₂, während der andere Teil /₄ durch Kl₂ fließt. Bei völliger Symmetrie der Scheinwiderstände von Leitung und Nachbildung in bezug auf die Punkte a„ und b₂ sind die beiden nach entgegengesetzten Seiten fließenden Teilströme Z₃ und /₄ einander gleich und heben sich in ihrer Wirkung auf den Verstärker V₂ auf. Ist dagegen keine völlige Symmetrie vorhanden, so wirkt die Differenz der beiden Teilströme auf V₂ ein, wird hier verstärkt und gelangt als Strom J_a nach O₁, b_t. Herrscht hier völlige Symmetrie, so kann eine Rückwirkung auf V₁ nicht stattfinden. Im anderen Falle wirkt wiederuih die Differenz der beiden Teilströme /_t, und J₇ auf V₁ ein und so fort. Ist die Verstimmung und die Verstärkung genügend groß, so pfeift der Verstärker. Eine Unsymmetrie lediglich auf einer Seite des Verstärkers braucht dabei noch kein Pfeifen hervorzurufen.

Ein bereits bekanntes Verfahren zur Einstellung und Gütebestimmung der Nachbildungen ersetzt die eine Fernleitung, etwa F₂,

*) Von dem Patent sucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Friedrich Gehrts in Berlin und Dr. Walther Wolf in Berlin-Cö'pe?iick,

... 6oo
so sollte

lOQO

durch einen festen Ohmschen Widerstand, beispielsweise I ooo Ohm, und die zugehörige Kunstleitung Kl₂ durch einen veränderlichen Widerstand. Will man die Güte der zu F₁ gehörigen Nachbildung bestimmen, so verändert man den statt Kl₂ eingeschalteten Widerstand so lange, bis gerade Pfeifen eintritt. Ist dies etwa bei 6oo Ohm der Fall,

die Güte der Nachbildung sein.

Je kleiner dieses Verhältnis ist, um so besser wäre nach jenem Maße die Nachbildungsgüte. Dieses Verfahren hat aber große Nachteile, die besonders dann zutage treten, wenn der Scheinwiderstand der Fernleitung stark frequenzabhängig, eine Einstellung der Kunstleitung also besonders schwierig ist. Es zeigt sich nämlich in solchen Fällen, daß die nach obigem Verfahren besten Nachbildungen der Einzelleitungen nach dem Zusammenschalten Pfeifen hervorrufen, das erst durch eine Neueinstellung der Kunstleitungen beseitigt wird, wobei die neuen Nachbildungen, nach obigem Verfahren gemessen, unter Umständen eine geringere Güte ergeben als die erste Einstellung. Es rührt dies daher, daß nach dem erläuterten Verfahren die Güte jeder einzelnen ■- Nachbildung getrennt bestimmt wird, während, wie oben dargelegt wurde, für das pfeiffreie Arbeiten des Verstärkers die beiden Nachbildungen in gleicher Weise maßgebend sind und Abweichungen der einen Seite durch genauere Nachbildung der anderen Seite kompensiert werden können und umgekehrt. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erleichterung der Einstellung von Kunstleitungen und zur Bestimmung der Nachbildungsgüte, das die geschilderten Nachteile vermeidet, indem es gleichzeitig die Einflüsse beider Fernleitungen berücksichtigt.

Es wird dies dadurch erreicht, daß diejenigen der normalerweise im Zuge der Leitung liegenden Verstärker, deren Ausgleichmittel eingestellt oder geprüft werden sollen, durch eine Anordnung ersetzt werden, die aus zwei nach je einer Sprechrichtung wirkenden Verstärkeraggregaten mit veränderlicher, aber jeweils festgelegter, genau einstellbarer Verstärkung besteht, und daß der Verstärkungsgrad des Aggregates, ausgehend von geringen Verstärkungen, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Änderung der Ausgleichmittel, auf einen möglichst hohen Wert gebracht wird, ohne daß Pfeifen eintritt, und daß dieser Wert als Maß für die Güte des Ausgleichs der beiden Fernleitungen benutzt wird. Will man in besonderen Fällen, etwa um zunächst eine Grobeinstellung der Ausgleichmittel zu erzielen, nur den Einfluß einer einzigen Fernleitungsseite und ihrer Ausgleichmittel feststellen, so läßt sich das Verfahren in einfacher Weise entsprechend abändern.

Abb. 2 erläutert ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das sich im einzelnen noch beliebig abändern läßt. Der Einfachheit halber sind alle zum Verständnis überflüssigen Teile, wie Batterien usw., fortgelassen. An Stelle der Verstärker V₁ und V₂ der Abb. ι werden mehrere, beispielsweise zwei, in Kaskade geschaltete Verstärker V₁, V_x bzw. V₂, V₂ geschaltet. Beispielsweise im Ausgang der Verstärker befinden sich variable Dämpfungen D₁ bzw. D₂, die möglichst verzerrungsfrei sein sollen. Statt der Dämpfungen können auch Nebenschlußwiderstände ο. dgl. vor oder hinter jedes Verstärkeraggregat oder zwischen die einzelnen Verstärker geschaltet werden. Fließt beispielsweise ein von F₁ kommender Strom J₁ durch den Ausgleichs-Übertrager AUe₁, so wird er durch die Verstärker V₁, V₁ verstärkt und durch die Dämpfung D₁ geschwächt. Hinter der Dämpfung fließt der Strom J₂. Ist b_x die Verstärkung des aus den Verstärkern V₁, V₁ bestehenden Aggregates in üblicher Weise in Endverstärkerschaltung gemessen, und ist (I₁ die eingeschaltete Dämpfung von JD₁, so ist

Der Strom J₂ gabelt sich bei a₂, b₂ in die Ströme J₃ und T₄; setzt man jetzt an

. I /4 — /31 — /2

(2)

so ist x₂ ein Maß für die in bezug auf a„, b₂ herrschende Symmetrie der Scheinwiderstände von F₂ und Kl₂. Je größer X₂ ist, um so besser ist die Symmetrie. Wäre im Idealfalle J_i==J_s, so wäre x₂ = 00. Im ungünstig- xoo sten Falle, daß der Strom sich überhaupt nicht gabelt, wäre X₂ = o. Der von der Unsymmetrie herrührende Differenzstrom J^e-*² wird von den Verstärkern V₂ und V₂ abermals verstärkt. Wenn deren Verstärkungsziffer b₂ und die eingeschaltete Dämpfung d„ ist, so ist der Strom hinter den Verstärkern und der Dämpfung D₂

/₆ =/₈ e-

(3)

J₅ gabelt sich bei O₁, b_t wieder in die beiden Ströme J₀, J₁₁ und man kann wiederum ansetzen

IΛ-ΛΙ =

(4)

worin X₁ ein Maß für die Symmetrie in bezugauf 'die Punkte O₁, b₁ ist. Für den Fall, daß J J₇ — Λ I < /ι ist, ist die Anordnung pfeif -

frei. Für den Fall, daß | J₁
sie, während

ΙΛ-/βΙ =

Λ !> Λ, pfeift

(5)

gerade die Grenze der Pfeiffreiheit ist. Aus den Gleichungen ι bis 5 folgt für die Grenze der Pfeifneigung

-I (6)

oder

X₁ + X₂ = (U₁ +

-(d₁ + d^ = X. (7)

Hierbei ist X ein eindeutiges Maß für die i ίο Güte der Nachbildungen der beiden Lei- J tungen. Wie aus der Ableitung der Glei- ι chung 7 folgt, gehen die Abweichungen der beiden Nachbildungen in gleicher Weise in X ein. Wählt man noch der Einfachheit halber "v

man auch

d = Y

(8)

als Maß für die Nachbildungsgüte ansehen. Hierin läßt sich b durch Messung finden; d wird jeweils an D₁ und D₂ eingestellt, und aus beiden ergibt sich Y. Die beiden variablen Dämpfungen werden zweckmäßigerweise von einem gemeinsamen Schalter aus betätigt; sie können so geeicht sein, daß man sofort die Güte der Nachbildung abliest.

Zum Messen der .Nachbildungsgüte der Fernleitung in einer Verstärkerschaltung wird die beschriebene Anordnung an Stelle des Verstärkers eingebaut. Man variiert die Dämpfung so lange, bis der Verstärker gerade = eben nicht mehr pfeift. Die Pfeifgrenze läßt sich beispielsweise mittels eines an die Punkte Cf₁, b_t oder a„, b₂ angeschalteten Fernhörers H₁ bzw. H₂ beobachten. Um den Verstärkern eine möglichst geringe Energie zu entziehen, kann man vor den Hörer eine Drossel oder einen hohen Widerstand o. dgl.

einschalten. Auch kann man statt des Fernhörers optisch anzeigende Instrumente, etwa ein Röhrenvoltmeter o. dgl., benutzen. Statt zweier nach je einer Richtung wirkender Verstärker lassen sich natürlich im Bedarfsfalle auch mehrere Verstärker verwenden.

Trennt man die Schaltung etwa mittels eines Schalters o. dgl. so auf, daß jeder Verstärker mit sich selbst rückgekoppelt ist (^vgl. Abb. 3), so kann man dieser Anordnung

die Symmetrie zwischen einer Leitung und ihrer Nachbildung bestimmen.

Um etwa einen zwischen zwei Fernleitungen geschalteten Verstärker abzugleichen, kann man zunächst die oben beschriebene An-Ordnung in der aus Abb. 3 ersichtlichen Weise auftrennen und jede Leitung gesondert nachbilden, wobei man anfänglich eine große Dämpfung D hinter den Verstärker schaltet, die man allmählich immer weiter verringert.

Hat man auf diese Weise jede einzelne Leitung angenähert abgeglichen, so schaltet man die Anordnung in diejenige der Abb. 2 um und kann nunmehr beide Kunstleitungen so weit nachregeln, bis man den höchsten Grad der Nachbildungsgeräte erreicht hat. Alsdann wird die Anordnung durch den betriebsmäßigen Verstärker ersetzt. Wenn die Kurve des Ausgleichsprüfers, die seine Verstärkung in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt, parallel zu der Verstärkungskurve des betriebsmäßigen Verstärkers verläuft, so ist nach Einschaltung des betriebsmäßigen Verstärkers keine weitere Nachregelung der Kunstleitungen erforderlich. Die Verstärkungskurve der Meßanordnung läßt sich ebenso wie diejenige des Betriebsverstärkers in an sich bekannter Weise durch Drosseln, Schwingungskreise o. dgl. dem jeweiligen Zweck entsprechend einstellen.

Claims (4)

1. 80 Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Einstellung und Prüfung des durch Kunstleitungen erzielbaren Ausgleichs in Fernsprechanlagen mit Verstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß von den normalerweise im Zuge der Leitung liegenden Verstärkern der- oder diejenigen Verstärker, deren Ausgleichsmittel eingestellt oder geprüft werden sollen, durch eine Anordnung ersetzt werden, die aus zwei nach je einer Sprechrichtung wirkenden Verstärkeraggregaten mit veränderlicher, aber im Gegensatz zu den betriebsmäßigen Verstärkern jeweils festgelegter und in weiten Grenzen genau einstellbarer Verstärkung besteht, daß ferner der Verstärkungsgrad der Aggregate ausgehend von geringen Verstärkungen, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Änderung der Ausgleichsmittel, auf den ohne Pfeifen höchstmöglichen Wert gebracht wird, und daß endlich dieser Wert als Maß für die Güte des Ausgleichs benutzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker zur Neueinstellung des Ausgleichs durch die Prüfschaltung ersetzt wird, indem zunächst die beiden Verstärkeraggregate aufgetrennt und jedes mit sich selbst rückgekoppelt wird (Abb. 3), um die beiden Leitungen nacheinander gesondert angenähert nachzubilden, worauf dann nach Zusammenschalten der beiden Aggregate (Abb. 2) der endgültige genaue Ausgleich erfolgt, indem die beiden Kunstleitungen gleichzeitig bei allmählicher Vergrößerung der Verstärkung schrittweise auf den größten erzielbaren Genauigkeitsgrad eingestellt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unter-

   schied zwischen der Verstärkung der Prüfschaltung Und derjenigen des betriebsmäßigen Verstärkers für alle Frequenzen einen konstanten, nur von der jeweiligen Einstellung der Prüfschaltung abhängigen Wert hat.
4. 4. Schaltungsanordnung für die Verfahren nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, gekennzeichnet durch Anwendung verzerrungsfreier künstlicher Dämpfungen, während der Verlauf der Verstärkung der Prüfschaltung in Abhängigkeit von der Frequenz durch Drosseln, Schwingungskreise o. dgl. eingestellt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen