DE486775C - Nachbildung des Scheinwiderstandes von Pupinleitungen - Google Patents

Description

• Nachbildung des Scheinwiderstandes von Pupinleitungen Zur Erleichterung der Leitungsnachbildung bei Doppelrohrzwischenverstärkern setzt man in der Regel die Verstärkung für alle Schwingungen über einer gewissen Frequenz herab. Es ist dann nur nötig, die Scheinwiderstände der zu verbindenden Leitungen bis zu dieser Frequenz genau nachzubilden.
• Die Erfindung bezweckt, durch einfache Mittel eine gute Nachbildung von Pupinleitungen für solche Verstärker herzustellen, und zwar bis zu Frequenzen von etwa o,8 bis o,9 der Grenzfrequenz der Pupinleitung.
• Entsprechend der Erfindung besteht die Nachbildung aus einem nach Art eines Leitungsgliedes ausgebildeten Netzwerk, dessen Grenzfrequenz höher als die der nachzubildenden Leitung bei gleichem oder annähernd gleichem Wellenwiderstand ist und das durch einen Ohmschen Widerstand abgeschlossen ist.
• Es ist eine Nachbildung des Scheinwiderstandes einer langen Pupinleitung bekannt, bei der ein oder mehrere Spulenfelder getreu, d. h. also mit ihren Abweichungen von den Sollwerten nachgebildet und durch eine rohe Nachbildung des Scheinwiderstandes, z. B. durch einen Ohmschen Widerstand, vom Betragen des Wellenwiderstandes der Leitung abgeschlossen sind; die einzelnen Glieder einer solchen Nachbildung haben also die gleiche Grenzfrequenz wie die Pupinleitung selbst. Wie weiter unten an Hand der Abb. i und 2 dargelegt ist, kann man nach der Erfindung in jedem Falle eine gute Nachbildung unter Beschränkung auf ein einzelnes Glied in der Kunstleitung bekommen, wenn man die Grenzfrequenz dieses Gliedes höher wählt als die Grenzfrequenz der Pupinleitung, wenn man also in dieser Beziehung von der treuen Nachbildung abweicht.
• In der Pupinleitung kehren in regelmäßigen Abständen die Spulen wieder. Man kann daher die Leitung in Glieder zerlegen, die sich von' einem bestimmten Punkte eines Spulenfeld'es oder einer Spule bis zum entsprechenden Punkte des nächsten Feldes oder der nächsten Spule erstrecken, also z. B. von der Mitte eines Spulenfeldes bis zur Mitte des nächsten oder von der Mitte einer Spule bis zur Mitte der nächsten. Die eben genannten Glieder werden als Glieder erster bzw. zweiter Art bezeichnet. Im folgenden ist die Erfindung erläutert.
• In Abb. i ist als Kurve i schaubildlich der Scheinwiderstand einer langen Pupinleitung, die mit halbem Spulenfelde beginnt, in Abhängigkeit von der Frequenz w dargestellt; zum Vergleich zeigt die Kurve 2 als Funktion der Kreisfrequenz w den Realteil, die Kurve 2' den imaginären Teil des Scheinwiderstandes eines Gliedes erster Art dieser Leitung, das durch einen Ohmschen Widerstand abgeschlossen ist. Hierin bezeichnen Lk und Ck die Induktivität und Kapazität eines Leitungsabschnittes. Die Kurve x zeigt den Scheinwiderstand der als lang gedachten, nachzubildenden Leitung, deren Scheinwiderstand bekanntlich mit guter Annäherung durch die Beziehung dargestellt werden kann. Siehe Breisig, »Theoretische Telegraphie«, 2. Auflage, Braunschweig 1924, Seite 382, Gleichung (3o6): Für die Kurve x ist zugrunde gelegt, daß die Grenzfrequenz der Pupinleitung wo = 16 85o ist und ihr Wellenwiderstand Die Kurven 2 und 2' sind nach der nachstehenden, sich aus der Kirchhoffschen Verzweigungslehre für ein einzelnes Glied der Pupinleitung ergebenden Formel berechnet, in der die Grenzfrequenz der Pupinleitung, die bekanntlich mit der Eigenfrequenz eines Gliedes der Leitung übereinstimmt, und w die jeweilige Frequenz bedeuten. Wie man sieht, ist die Übereinstimmung besonders bei hoher Frequenz außerordentlich schlecht.
• Nach der Erfindung läßt sich eine gute Nachbildung erzielen, wenn man die Konstanten des einzelnen Gliedes in der Nachbildung (also seine Induktivität und Kapazität) so abändert, daß die Eigenfrequenz höher wird als die Grenzfrequenz der Pupinleitung. Bezeichnet man die Induktivität des Gliedes in der Nachbildung mit L, die Kapazität zu beiden Seiten der Spule mit C/2, so ist zur Vergrößerung der. Eigenfrequenz des Gliedes das Produkt L C kleiner zu wählen als Lk Cl;. Wie die Betrachtung der Gleichung (2) zeigt, die mit. den veränderten Werten L, C und wö auch für die erfindungsgemäße Nachbildung gilt, hängt die Lage des Maximums des Realteiles nur ab von dem Verhältnis w/wo, da ja Z überhaupt nicht vom absoluten Betrage der Frequenz, sondern nur von diesem Verhältnis abhängt. Es muß also durch Vergrößerung der Eigenfrequenz des Gliedes im gleichen Verhältnis auch die Frequenz vergrößert werden, bei der das Maximum eintritt. Das Maximum wird sich also absolut genommen nach höheren Frequenzen verschieben. Läßt man außerdem das Verhältnis von Induktivität und Kapazität ungefähr konstant, so daß L/C nahezu ebenso groß ist wie Lh/Ck, so decken sich bei entsprechender Wahl der Eigenfrequenz des Nachbildungsnetzwerkes die Scheinwiderstandskurven fast vollständig für einen großen Frequenzbereich, der bis nahe an die Eigenfrequenz der Spulenleitung reicht.
• Obwohl bisher nur auf eine Nachbildung Bezug genommen ist, die einem einzigen Glied der Pupinleitung entspricht, soll darauf hingewiesen werden, daß der Erfindungszweck auch mit Netzwerken erreicht werden kann, die mehreren Leitungsgliedern entsprechen.
• Die Abb. 2 zeigt den Verlauf des Scheinwiderstandes eines Gliedes nach Abb. 3, in welcher L und C/2 Induktivität und Kapazität, 7 und R Ohmsche Widerstände bezeichnen, bei dem das Produkt L C= 0,7 LIc CI, ist, oder anders ausgedrückt, dessen Grenzfrequenz 1,2 mal so groß ist als die der Leitung. Aus der Abb. 2, in der 2 und a' den Realteil bzw. den Imaginärteil des Scheinwiderstandes der Nachbildung, x den Scheinwiderstand der Leitung darstellt, geht hervor, daß bis zu Frequenzen von w = 14 ooo Nachbildungs- und Leitungsscheinwiderstand mit einer Genauigkeit von etwas weniger als 5 °/o übereinstimmen. Auch die Abweichungen der imaginären Komponente überschreiten diesen Betrag nicht. Praktisch kann man einige kleine Nachkorrekturen auf empirischem Wege vornehmen. So hat es sich z. B. als zweckmäßig erwiesen, vor Leitung und Nachbildung kleine veränderliche Zusatzkondensatoren (die in der Zeichnung nicht dargestellt sind) anzubringen und den Ohmschen Endwiderstand nach Bedarf abweichend von zu machen.

Claims (1)

1. PATrNTANSPRÜCAr: x. Nachbildung des Scheinwiderstandes von Pupinleitungen, gekennzeichnet durch die Verwendung eines wie ein Leitungsglied der Pupinleitung zusammengesetzten Netzwerkes (z. B. eines Kettenleiters erster Art) von gleichem oder angenähert gleichem Wellenwiderstand wie dem der Leitung, das durch einen Ohmschen Widerstand abgeschlossen und dessen Grenzfrequenz um so viel höher als die der Leitung ist, daß sich die Kurven des Scheinwiderstandes der Nachbildung und der Leitung in einem weiten Frequenzbereich praktisch decken. a. Nachbildung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leitungs-und der Nachbildungsseite je ein Verlängerungskondensator vorgeschaltet ist.