DE484677C

DE484677C - Device for phase balancing in telecommunication lines with point-wise inductive loading

Info

Publication number: DE484677C
Application number: DEW70178D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1924-08-14
Filing date: 1925-08-14
Publication date: 1929-10-28

Description

Einrichtung zum Phasenausgleich bei Fernmeldeleitungen mit punktweiser, induktiver Belastung Die Erfindung bezieht sich auf punktweise induktiv belastete Leistungen für die Übertragung von Fernsprechströmen u. dgl. Sie bezweckt, ein für lange Fernverbindungen geeignetes System zur induktiven Belastung ztt schaffen, durch das störende Einschivingvorgänge weitgehend verkürzt oder vermieden «erden.Device for phase balancing in telecommunication lines with point-by-point, inductive load The invention relates to point-wise inductively loaded Services for the transmission of telephone currents and the like long remote connections create a suitable system for inductive loading, largely shortened or avoided by the disruptive insertion processes.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß in langen Fernkabelleitungen verschiedene Faktoren gemeinsam die Güte der Übertragung herabsetzen. Einer dieser Faktoren, der sich besonders störend bemerkbar macht, ist die Verzerrung durch Einschwingvorgänge, die dann eintritt, wenn nicht sämtliche Wellen mit derselben Geschwindigkeit über die Leitung laufen.It has been shown that in long remote cable lines different Factors together reduce the quality of the transmission. One of those factors which is particularly disturbing is the distortion caused by transient processes, which occurs when all waves do not pass at the same speed running the line.

Das Belastungssystem nach Pupin besteht bekanntlich darin, in bestimmten gleichmäßigen Abständen Induktivitäten in die Leitung zu schalten. Es ist bekannt, daß ein so belastetes Kabel hinsichtlich der Wellenausbreitung gleichwertig ist mit einem »Spulenleitung« genannten Kettenleiter, von dem ein Glied in A@bb. i dargestellt ist. Hierin bedeutet K die Kapazität einer halben Spulenfeldlänge; a L ist die Gesamtinduktivität der zur Belastung verwendeten Pupinspule. Die Zeit t, die eine Welle der Kreisfrequenz c) braucht, um einen Spulenabschnitt nach Abb. i zu durchlaufen, ist durch die Gleichung gegeben. Hierin bezeichnet (z das Phasenmaß der Spulenleitung, nämlich wobei r)" die Grenzfrequenz der Pupinleitung bedeutet. Wenn man die Größe a mittels G1. (z) in G1. (i) einsetzt, erhält man für die Laufzeit der Welle von der Frequenz o) den Ausdruck Der Verlauf von t ist in Kurve a der Abb. z dargestellt. Man erkennt daraus, daß die Laufzeit für höhere Frequenzen größer ist als für tiefere Frequenzen, was Einschwingvorgänge zur Folge hat.As is well known, the Pupin loading system consists in switching inductances into the line at certain regular intervals. It is known that a cable loaded in this way is equivalent in terms of wave propagation to a chain conductor called a "coil line", of which a link in A @ bb. i is shown. Here, K denotes the capacitance of half a coil field length; a L is the total inductance of the Pupin coil used for loading. The time t that a wave of angular frequency c) needs to traverse a coil section according to Fig. I is given by the equation given. Herein (z denotes the phase measure of the coil line, namely where r) "is the cutoff frequency of the Pupin line means. If one uses the size a by means of G1. (z) in eq. (i) begins, one obtains the expression for the time of flight of the wave from the frequency o) The course of t is shown in curve a in Fig. Z. It can be seen from this that the running time is greater for higher frequencies than for lower frequencies, which results in transient processes.

Die Erfindung löst die Aufgabe, das Belastungssy stem nach Abb. i durch ein neues zu ersetzen, das in bezug auf die Wellenausbreitung erheblich gleichmäßigere Laufzeiten ergibt wie das ursprünglicheBelastungssystem und so Einschwingvorgänge weitgehend vermeidet. Es ist bekannt, daß man die Verkürzung der Einschwingzeiten dadurch erreichen kann, daß Netzwerke zu der Leitung hinzugeschaltet werden, die aus Spulen und K öndensatoren bestehen und für alle in Betracht kommenden Frequenzen die Laufzeiten der einzelnen Frequenzen in der Leitung auf den gleichen Wert ergänzen. Gemäß der Erfindung kann aber die Einschaltung besonderer Spulen in Hilfsnetzwerken vermieden werden, wenn man die sowieso vorhandenen Belastungsspulen gemäß der Erfindung durch Zuschaltung von Kondensatoren zu neuartigen Belastungseinheiten ergänzt. Die Lösung,dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß z. B. dadurch erreicht, daß zwischen die Mitte .der beiden Wicklungen L von Abb. i ein Kondensator 2 C geschaltet wird, so daß sich ein Ersatzschema des belasteten Spulenfeldes nach Abb.3 ergibt.The invention solves the problem of the loading system according to Fig. I to be replaced by a new one that is considerably more uniform in terms of wave propagation Run times results in the same way as the original load system and so transient processes largely avoids. It is known that one can shorten the settling times can achieve that networks are added to the line that consist of coils and capacitors and for all relevant frequencies add the same value to the transit times of the individual frequencies in the line. According to the invention, however, the inclusion of special coils in auxiliary networks can be avoided if you use the existing load coils according to the invention supplemented by adding capacitors to new types of load units. the Solution, this object is according to the invention z. B. achieved that between the middle of the two windings L of Fig. i a capacitor 2 C is connected, so that there is an equivalent scheme of the loaded coil field according to Fig.3.

Denselben Zweck erreicht man durch eine Abänderung des Ersatzschemas nach Abb. i in das durch Abb. q. dargestellte, wo zwischen die Punkte i, q. und 2, 3 je ein Kondensator C diagonal geschaltet ist. Die beiden belasteten Spulenfelder nach Abb. 3 und d. sind einander vollkommen gleichwertig; für beide Anordnungen kann das Phasenmaß a aus folgender Beziehung berechnet werden: Für C= O würde man hieraus den. durch G1. (2) gegebenen Ausdruck für das Phase@n.-maß der Spulenleitung erhalten. Mit HIHe der G1. (i) und (5) erhält man schließlich für die Laufzeit t einer Welle der Frequenz o in einem nach Abb. 3 oder q. belasteten Spulenfelde Mit Hilfe. dieser Beziehung sind die Laufzeitkurven Fr und c der Abb. 2 berechnet worden. Man erkennt hieraus, daß z. B. beim Verhältnis die Laufzeiten aller Frequenzen bis ungefähr zur Frequenz rv - o,75o)a praktisch gleich sind. Dieses bedeutet, daß alle Frequenzen dieses Bereichs bei einem so belasteten Kabel am Ende des Kabels zur gleichen Zeit eintreffen, d. h. die Einschwingvorgänge sind weitgehend vermieden. Aus Abb.2 ist ersichtlich, daß für das Verhältnis Werte zwischen etwa 0,4 und o,8 besonders günstig sind.The same purpose can be achieved by changing the replacement scheme according to Fig. I to that shown in Fig. Q. shown where between the points i, q. and 2, 3 each one capacitor C is connected diagonally. The two loaded coil fields according to Fig. 3 and d. are completely equal to each other; for both arrangements the phase dimension a can be calculated from the following relationship: For C = O this would result in the. through eq. (2) obtained the given expression for the phase@n.- dimension of the coil line. With HIHe the G1. (i) and (5) are finally obtained for the transit time t of a wave of frequency o in one according to Fig. 3 or q. loaded coil fields With help. The transit time curves Fr and c in Fig. 2 have been calculated based on this relationship. It can be seen from this that z. B. the relationship the transit times of all frequencies up to approximately the frequency rv - o.75o) a are practically the same. This means that all frequencies in this range arrive at the end of the cable at the same time on a cable that is so stressed, ie the transient processes are largely avoided. From Fig.2 it can be seen that for the ratio Values between about 0.4 and 0.8 are particularly favorable.

Das neue Belastungssystem ist nicht nur für die Belastung vors Stammkreisen, sondern in gleicher Weise auch für die Belastung von Viererkreisen verwendbar. Abb.5 zeigt die vo.llständ ig e Belastungseinheit für einenViererstromkreis, wobei die Ausgleichskondensatoren gemäß A:bb. 3 hinzugefügt sind. Die Leitungen a-c und b-d stellen die beiden Stammleitungen dar, von denen jede durch eine Spule 5 belastet ist. Die Mittelpunkte AC und B D' jeder Wicklungshälfte derbeiden Stammspulen 5 sind durch einen Ausgleichskondensator 6 miteinander verbunden. Für den Ausgleich des Viererkreises sind dagegen vier Kondensatoren 7 notwendig. Die Punkte AB CD entsprechen nämlich nicht nur den mittleren Punkten der Spulenhälften der beiden Stammspulen 5, sondern sind auch elektrisch mit denjenigen der Viererspule 8 identisch.The new load system can be used not only for the load in front of the master circles, but also for the load of four circles in the same way. Fig. 5 shows the complete load unit for a four-circuit, with the compensation capacitors according to A: bb. 3 are added. The lines ac and bd represent the two trunk lines, each of which is loaded by a coil 5. The centers AC and B D 'of each winding half of the two main coils 5 are connected to one another by a compensation capacitor 6. On the other hand, four capacitors 7 are necessary to compensate for the four-circuit. The points AB CD not only correspond to the central points of the coil halves of the two main coils 5, but are also electrically identical to those of the four-coil 8.

Bei der praktischen Ausführung kann es zweckmäßig sein, die neueBelastungsart nicht bei allen Spulenpunkten vorzunehmen, sondern etwa nur in jedem zweiten Spulenpunkt, wobei man die Ausgleichskondensatoren entsprechend vergrößern muß. Und zwar hat sich herausgestellt, daß eine Vergrößerung um etwa 3o bis 5o % vorteilhaft ist. So wird in diesem Fall der Wert der diagonal eingeschalteten Kapazitäten zweckmäßig zwischen o,5 und 1,2 der Kapazität des Spulenfeldes und der Wert der zwischen die Mitten der Wicklungen geschalteten Kapazitäten zwischen 0,5 und 435 der Kapazität des Spulenfeldes 1liegen. Es können jedoch auch noch andere Verteilungsarten benutzt werden, je nach dem Grad des geforderten Phasenausgleichs.In the practical implementation, it may be useful to use the new type of load not to be carried out at all coil points, but only at every other coil point, whereby you have to enlarge the compensation capacitors accordingly. And that has It has been found that an enlargement of about 3o to 5o% is advantageous. In this case, the value of the diagonally connected capacitances becomes appropriate between 0.5 and 1.2 the capacity of the coil field and the value of between the Capacities between 0.5 and 435 of the capacitance switched in the middle of the windings of the coil field 1. However, other types of distribution can also be used depending on the degree of phase compensation required.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for phase balancing in telecommunication lines with point-wise inductive loading, characterized in that in all or only in part of the loading coils the end terminals of the windings located in the various cores connected to adjacent line sections or the electrical centers of the windings are connected to one another by capacitors and that their capacitances are dimensioned such that the currents of a given frequency range are transmitted in almost the same times.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that only every other set of load coils with capacitors to the Equalization of the transmission time is equipped.

3. Device according to claim i or 2 with four operation, characterized in that in the symmetry points of the four windings the trunk coils switched on and between the four points of symmetry of the trunk windings 6 capacitors are connected, of which the two lying in a trunk each other equal - and the other four are equal among themselves. q .. device according to claim i or 2, characterized in that the diagonally connected capacitances are one Have a value between 0.4 and 0.8 of the capacitance of the coil field, if the capacitors are switched on at each stress point, or a value between o.5 and i, 2, if the capacitors are only switched on at every other load point. -5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the activation of the capacitances between the centers of the windings their value between o, d. and o, 9 the coil field capacitance when the capacitances are switched on at each load point are, or between 0.5 and 1.35 if the capacitors are only at every other load point are switched on.