-
Netzwerk zur Verbindung zweier Kettenleiter Die Erfindung bezieht
sich auf ein Netziv-erk zur Verbindung zweier Kettenleiter und bezweckt, eine nach
beiden Seiten praktisch reflektionsfreie Verbindung zwischen ihnen herzustellen.
Sie besteht darin, daß die Wellenwiderstände jedes der beiden zu verbindenden Kettenleiter
durch an sich bekannte, unsymmetrische Netzwerke so umgebildet werden, daß die umgebildeten
Wellenwiderstände im wesentlichen reell und konstant sind. Haben die umgebildeten
Wellenwiderstände gleiche Größe, so können die freien Enden der Netzwerke miteinander
unmittelbar, bei verschiedener Größe und Zwischenschaltung spannungübersetzender
Schaltungen, z. B. Übertrager, verbunden werden.
-
Die Erfindung und die Wirkungsweise der erfundenen Schaltungsanordnung
wird durch die nachstellende beispielsweise Erörterung erläutert. Der Wellenwiderstand
Z, an den Klemmen I, a des in Abb. I dargestellten Netzwerkes, der aus dem Leerlauf
und Kurzschlußwiderstand errechnet werden kann, ist gleich dem Wellenwiderstand
dies Kettenleiters zweiter Art, dessen Reihenimpedanzen gleich R1 und dessen Querimpedanzen
gleich Rü sind, wenn zwischen denKonstantenx,y, z die beiden Bedingungsgleichungen
x#s=I (I) 4x+4ylZ . (2) bestehen. Hierdurch sind die Werte von x, y und
z noch nicht bestimmt, so daß man noch eine weitere Bedingung erfüllen kann.
-
Der Wellenwiderstand ZZ an den Klemmen 3, 4 hat den Wert
ist. Man kann nun über den Wert yIz so verfügen, daß für einen gegebenen Frequenzbereich
k nahezu konstant ist. Wenn dieser Wert festgelegt ist, lassen sich unter Heranziehung
der Bedingungen (i) und (2) die Werte der Konstanten x, y, z bestimmen.
-
Sind ferner die Impedanzen R, und R2 angenähert widerstandsreziprok,
so ist ihr Produkt annähernd konstant, so daß unter diesen Umständen der Wellenwiderstand
Z. nahezu konstant und reell ist.
-
In einem Beispiel wurde gefunden, daß die Werte x - 0,307,
y == 0,508, z = 3,25 für einen sehr großen Frequenzbereich im Mittel den
Wert k - o,99 mit großer Genauigkeit ergeben.
-
Auf ähnliche Weise läßt sich zeigen, daß die Schaltungen nach Abb.
2 bis 4, die ebenfalls aus Impedanzen bestehen, die aus R, und R, durch Multiplikation
mit gewissen Konstanten hervorgehen, die Eigenschaften haben, daß ihr Wellenwiderstand
von der
einen Seite gleich dem Wellenwiderstand eines Kettenleiters
erster oder zweiter Art, von der anderen Seite nahezu konstant und reell gemacht
werden kann.
-
Unter denselben Voraussetzungen, wie bei dem weiter oben besprochenen
Zahlenbeispiel, ergeben sich für den Fall der Abb. 2 die Werte x - 3,26,
y _-_ 1,97, z - 0,307. Die Form der Abb. 3 entsteht aus der Abb. r
dadurch, daß man durch Zuschaltung von Il. R1 in Reihe und 2 R= parallel das Netzwerk
auf der linken Seite so ergänzt, daß es den Wellenwiderstand eines Kettenleiters
erster Art bekommt. Entsprechend entsteht aus dem Netzwerk nach Abb.2, dessen Wellenwiderstand
gleich dem Wellenwiderstand des Kettenleiters erster Art ist, durch Parallelschaltung
der Impedanz 2 R= und Reihenschaltung der Impedanz 11, R1 das Netzwerk Abb. q. mit
dem Wellenwiderstand eines Kettenleiters zweiter Art.
-
Es ist daher möglich, nach Abb. 5 zwei Kettenleiter K1 und K2 für
beide Übertragungsrichtungen fast reflektionsfrei so miteinander zu verbinden, daß
man vor jeden Kettenleiter das Netzwerk N1 und N, schaltet,, das seinen Wellenwiderstand
nahezu reell und konstant macht und die beiden Netzwerke unmittelbar oder z. B.
über einen Transformator T miteinander verbindet. Die Impedanzen jedes der beiden
Netzwerke sind dabei aus den Impedanzen R1, R2 des mit ihm verbundenen Kettenleiters
durch Multiplikation mit konstanten Werten zu bestimmen. In vielen Fällen wird man
vorziehen, die Reihenimpedanzen auf beide Adern zu verteilen, z. B. um das Gleichgewicht
gegenErde zu bewahren. Von besonderer Bedeutung ist der Fall, daß man zwei; Spulenleitungen
miteinander verbindet, die verschieden pupinisiert sind, so daß ihre Grenzfrequenzen
und der Verlauf des Wellenwiderstandes in Abhängigkeit von der Frequenz verschieden
sind.
-
Durch die Einschaltung der unsymmetrischen Netzwerke ist es möglich,
für beide Übertragungsrichtungen Reflektionen zu vermeiden, weil jeder der Kettenleiter
nach Abb. 5 durch seinen Wellenwiderstand abgeschlossen ist und der Transformator
zur Verbindung zweier konstanter reeller Wellenwiderstände dient. Der Hauptvorzug
dieser Verbindung liegt in der Beseitigung oder Verringerung der Echostörungen oder
Schwankungen des Wellenwiderstandes am fernen Ende, die immer dann auftreten und
die Nachbildung erschweren oder unmöglich machen, wenn ein Kettenleiter nicht annähernd
mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen ist.