DE498988C

DE498988C - Procedure for testing or measuring telephone equipment

Info

Publication number: DE498988C
Application number: DES68664D
Authority: DE
Inventors: Karl Kuepfmueller
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1925-02-01
Filing date: 1925-02-01
Publication date: 1930-06-03

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 3. JUNI 1930ISSUED ON June 3, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 498988 KLASSE 21a² GRUPPE JVl 498988 CLASS 21a ² GROUP

Siemens & Halske Akt-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)Siemens & Halske Akt-Ges. in Berlin-Siemensstadt *)

Verfahren zur Prüfung oder Messung von FernsprecheinrichtungenProcedures for testing or measuring telephone equipment Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Februar 1925 abPatented in the German Empire on February 1, 1925

Zur Beurteilung der Güte von zur Fernsprechübertragung benutzten Apparaten und Leitungen, deren Eigenschaften frequenzalbhängig sind, gibt es zwei Wege: die Messung der Eigenschaften für eine größere Anzahl von Frequenzwerten, die durch Generatoren oder Summer erzeugt werden, und die Messung mit Sprechströmen.For assessing the quality of telephony transmission devices and cables used, the properties of which are frequency-dependent there are two ways: the measurement of the properties for a larger number of frequency values generated by generators or buzzer can be generated, and the measurement with speech currents.

Das erste Verfahren läßt sich einfach und genau ausführen und hat den Vorzug, Aufschluß über den Einfluß der Konstruktionseinzelheiten auf die gemessenen Eigenschaften zu geben. Es liefert jedoch immer gerade dann kein unmittelbares Bild von der Güte des betreffendenApparates, wenn dieser selbst unvollkommen ist. So gibt z. B. die Aufnahme der Frequenzunabhängigkeit der Dämpfung eines Fernhörers, d. h. des Logarithmus der Wurzel aus dem Verhältnis derThe first method is simple and precise and has the advantage of providing information about the influence of the construction details on the measured properties. However, it always delivers straight then no direct picture of the quality of the device in question, if this itself is imperfect. So there are z. B. the inclusion of the frequency independence of the attenuation of a telephone, d. H. of the logarithm the root of the ratio of

ao abgegebenen zur aufgenommenen Leistung, keinen Aufschluß über die Lautstärke bei der Sprachübermittlung, ausgenommen, wenn die Dämpfung von der Frequenz unabhängig ist. Ähnlich liegt der Fall beim Nebensprechen und bei der Sprachübertragung über eine Leitung. Die Ausführung der vielen einzelnen Messungen ist ferner zeitraubend. Man hat. daher häufig den zweiten Weg eingeschlagen, den Sprechstrom selbst für die Messung zu benutzen. Jedoch sind derartige Messungen bekanntlich wegen der Unregelmäßigkeiten der Sprechströme nicht sehr genau. ao delivered to the power consumed, no information about the volume of voice transmission, except when the attenuation is independent of the frequency is. The case is similar with crosstalk and voice transmission a line. Performing the many individual measurements is also time consuming. One has. therefore often taken the second route, the flow of speech itself for them Measurement to use. However, such measurements are well known because of the irregularities the speech streams are not very accurate.

Gemäß der Erfindung wird nun die Genauigkeit derartiger Messungen dadurch wesentlich erhöht, daß ein Gemisch aus Schwingungen verschiedener Frequenzen verwendet wird, dessen Amplitudenspektrum dem der menschlichen Sprache gleich ist. Ein derartiges Schwingungsgemisch kann daher als künstlicher Sprechstrom bezeichnet werden.According to the invention, the accuracy of such measurements is now essential increases that uses a mixture of vibrations of different frequencies whose amplitude spectrum is the same as that of human speech. Such a thing Mixture of vibrations can therefore be referred to as artificial speech current.

Gemäß der Erfindung werden derartige Schwingungsströme am einfachsten unter Benutzung einer Gleichspannung und eines Unterbrechers hergestellt, wobei im übrigen verschiedenartige Schaltungen verwendet werden können.According to the invention, such oscillation currents are easiest to use a DC voltage and an interrupter produced, wherein different types of circuits are used in the rest can be.

Die Erfindung soll nun an Hand der Abbildung durch einige Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.The invention will now be based on the illustration through some exemplary embodiments are explained in more detail.

In der Abb. 1 ist eine Anordnung dargestellt, mit deren Hilfe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei Fernhörer verglichen werden können.In Fig. 1 an arrangement is shown, with the help of which according to the invention Method two remote listeners can be compared.

Die Spannungsquelle E ist über den Unterbrecher U mit einer Parallelschaltung aus zwei Ohmschen Widerständen R₁ und R„ verbunden. Beim Einschalten des Stromes mittels des Unterbrechers U entsteht ein plötzlicher Spannungssprung. Durch periodisches Öffnen und Schließen des Unterbrechers U kann eine Reihe von periodischen Spannungs-The voltage source E is connected via the interrupter U to a parallel circuit made up of two ohmic resistors R ₁ and R ″ . When the current is switched on by means of the interrupter U , a sudden voltage jump occurs. By periodically opening and closing the interrupter U , a series of periodic voltage

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Karl Küpfmutter in Dan\ig-Langfuhr.Karl Küpfmutter in Dan \ ig-Langfuhr.

Sprüngen erzeugt werden. Derartige Spannungssprünge ergeben, wie aus nachfolgender Betrachtung hervorgeht, schon ein Amplitudenspektrum, welches dem der menschliehen Sprache sehr ähnlich ist. Die Aimplitudenverteilung der Sprachschwingungen ist von Grandall und Mackenzie (Physical Review, Bd. 19 S. 221, 1922) untersucht worden und ist hier in der ausgezogenen Kurve der Abb. 3 dargestellt. Die Abszissen in Abb. 3 bedeuten die Frequenzen in Hertz und die Ordinaten die zugehörigen Amplituden. Die Schwingungen nabeln ihre Maximalamplitude bei ungefähr 150 Hertz, nach höhe- ren Frequenzen hin nehmen die Amplituden erheblich ab. Der einfache plötzliche Spannungssprung, wie er durch Einlegen des Unterbrechers U erzeugt wird, kann nun bekanntlich nach Fourier dargestellt werden durch:Jumps are generated. As can be seen from the following consideration, such jumps in voltage already result in an amplitude spectrum which is very similar to that of human language. The amplitude distribution of speech vibrations has been examined by Grandall and Mackenzie (Physical Review, Vol. 19, p. 221, 1922) and is shown here in the solid curve in Fig. 3. The abscissas in Fig. 3 mean the frequencies in Hertz and the ordinates the associated amplitudes. The vibrations navel to their maximum amplitude at around 150 Hertz, the amplitudes decrease considerably towards higher frequencies. The simple sudden voltage jump, as it is generated by inserting the interrupter U , can now be represented according to Fourier by:

- sin w t. - sin w t.

TC j U) O TC j U) O

Die Amplitude einer Teilschwingung mit der Frequenz ω hat also die GrößeThe amplitude of a partial oscillation with the frequency ω therefore has the size

2 du> 2 you>

ist also der Frequenz umgekehrt proportional. Dieses Amplitudenspektrum ist in Abb. 3 durch die gestrichelte Kurve dargestellt. Auch für periodische Spannungssprünge, die sich mit Hilfe der Fourier-Reiheis inversely proportional to the frequency. This amplitude spectrum is shown in Fig. 3 represented by the dashed curve. Also for periodic voltage jumps that are using the Fourier series

u = sin ω t -}— sin 3 ω t -f— sin 5 w t + ... u = sin ω t -} - sin 3 ω t -f— sin 5 wt + ...

darstellen lassen, sind die Amplituden der einzelnen Schwingungen der Frequenz umgekehrt proportional, denn die Frequenzen der Teilschwingungen ω, 3ω, 5ω .... stehen im Verhältnis 1:3:5..., die zugehörigen Amplituden dagegen im Verhältnis 1 : ¹^ : ¹Z₅ zueinander, so daß sich als Amplitudenspektrum dieselbe Hyperbel wie im vorigen Falle ergibt. Auf die Frequenz der Grundschwingung, also die Periode der Unterbrechung, kommt es nicht an; sie muß nur in der Nähecan be shown, the amplitudes of the individual oscillations are inversely proportional to the frequency, because the frequencies of the partial oscillations ω, 3ω, 5ω .... are in the ratio 1: 3: 5 ..., the associated amplitudes, however, in the ratio 1: ¹ ^ : ¹ Z ₅ to each other, so that the amplitude spectrum is the same hyperbola as in the previous case. The frequency of the fundamental oscillation, i.e. the period of the interruption, is not important; it just has to be close by

so der unteren Grenze des Frequenzbandes liegen, das untersucht werden soll. Die Übereinstimmung mit der Amplitudenverteilung der Sprechströme erstreckt sich besonders auf die höheren Frequenzen und wird in den meisten Fällen genügen.so lie the lower limit of the frequency band that is to be examined. Agreement with the amplitude distribution of the speech streams extends particularly to the higher frequencies and is in the in most cases it will suffice.

Geringe Ungenauigkeiten in der Übereinstimmung sind dadurch gerechtfertigt, daß die Amplitudenverteilung der Schwingungen in der menschlichen Sprache verhältnismäßigMinor inaccuracies in correspondence are justified by the fact that the amplitude distribution of the vibrations in human speech is proportionate

6a großen subjektiven Schwankungen unterworfen ist.6a subject to great subjective fluctuations is.

Von den Widerständen R₁ und R₂ in Abb. 1, an denen ein Gemisch von Spannungen mit dem eben beschriebeneta.hyperbolischen. Amplitudenspektrum liegt, können nun mit Hilfe τοπ Gleitkontakten an den Teilen r_t und r. Spannungen geringerer Größe abgegriffen werden. Die abgegriffenen Spannungen können mit Hilfe des Mehrfachschalters S abwechselnd an die Fernhörer F₁ und F₂ angelegt werden. Der Fernhörer F₁ sei bestimmt für einen Generatorwiderstand Z₁, der Fernhörer F₂ für Z₂. Bei fest eingestelltem Widerstand T₁ liegt am Fernhörer F₁ eine bestimmte Spannung V₁, und der Schleifkontakt des Widerstandes r₂ kann nun so lange geändert werden, bis die Lautstärken beider Fernhörer gleich erscheinen. Da dann die abgegebenen akustischen Leistungen gleich sind, verhalten sich die Wirkungsgrade der beiden Fernhörer umgekehrt wie die aufgenommenen elektrischen Leistungen. Der Fernhörer F₂ unterscheidet sich also vom Fernhörer F₁ um die DämpfungFrom the resistors R ₁ and R ₂ in Fig. 1, on which a mixture of voltages with the above-described ta.hyperbolic. Amplitude spectrum lies, can now with the help of τοπ sliding contacts on the parts r _t and r. Smaller voltages can be tapped. The tapped voltages can be alternately applied to the remote receivers F ₁ and F _{2 with the aid of the multiple switch S.} The remote receiver F ₁ is intended for a generator resistance Z ₁ , the remote receiver F ₂ for Z ₂ . For fixed resistance-adjusted T ₁ is located on the remote handset F ₁ a certain voltage V ₁ and the sliding contact of the resistance r ₂ can now be changed as long appear equal to the volume of both remote handset. Since the acoustic power output is then the same, the efficiency of the two remote receivers is the opposite of the electrical power consumed. The remote receiver F ₂ thus differs from the remote receiver F _{1 in} terms of attenuation

/—/ -

In der Abb. 2 ist als weiteres Ausführungsbeispiel die Messung der Dämpfung des Nebensprechens zwischen den Fernleitungen L₁ und L₂ dargestellt. Gemäß der Erfindung legt der Unterbrecher !7 in diesem Falle eine Gleichspannung £ an eine Reihenschaltung aus einer Kapazität C und einem Ohmschen Widerstand R. Von diesem Widerstand R kann ein Teil der Spannung abgegriffen werden. Die abgegriffene Spannung liegt nun in der für Nebensprechmessungen mit Sinusstrom bekannten Weise gleichzeitig am Anfang der LeitungL₁ und der Eichleitungii. Mit Hilfe des Umschalters S kann der Fernhörer F abwechselnd an den Anfang der Leitung L₂ und das Ende der Eichleitung gelegt werden.In Fig. 2, the measurement of the attenuation of the crosstalk between the trunk lines L ₁ and L _{2 is} shown as a further embodiment. According to the invention, the interrupter! 7 in this case applies a direct voltage E to a series circuit made up of a capacitance C and an ohmic resistor R. Part of the voltage can be tapped off from this resistor R. The voltage tapped now lies in the well-known for crosstalk measurements with sinusoidal current way simultaneously at the beginning of LeitungL ₁ and the Eichleitungii. With the help of the switch S, the remote receiver F can be placed alternately at the beginning of the line L ₂ and the end of the attenuator.

Durch die Vorschaltung des Kondensators C vor den Widerstand R wird die Übereinstimmung im Amplitudenspektrum der Sprache und der künstlichen Sprechstromquelle verbessert. Für den Verlauf der Spannung am Widerstand R hat dann das Amplitudenspektrum die FormBy connecting the capacitor C in front of the resistor R , the correspondence in the amplitude spectrum of the speech and the artificial speech current source is improved. The amplitude spectrum then has the form for the course of the voltage across the resistor R

A =A =

j/i +j / i +

Der Verlauf einer solchen Kurve ist in Abb. 3 strichpunktiert dargestellt. Eine gute Übereinstimmung erhält man z.B. für CR = 6 · 10—⁴. Die Erfindung ist noch mannigfacher weiterer Anwendungen fähig. Z. B. lassen sich bei den Verfahren zum Ausgleich des Nebensprechens, bei welchen fortlaufend das NebensprechenThe course of such a curve is shown in Fig. 3 in dash-dotted lines. A good agreement is obtained eg CR = 6 × 10 ^4th The invention is capable of many other applications. For example, in the case of the methods for compensating for the crosstalk, in which the crosstalk is continuously

beobachtet oder gemessen wird, hierzu an Stelle der bisher üblichen Sinusströme von mittlerer Sprechfrequenz künstliche Sprechströme verwenden.is observed or measured, instead of the previously usual sinusoidal currents of use artificial speech streams with medium speech frequency.

Zur weiteren Verbesserung der Übereinstimmung des künstlichen und des natürlichen Sprechstromes lassen sich auch noch andere Schaltungen verwenden. Z. B. ist für die in Abb. 4 dargestellte Schaltung, bei welcher inTo further improve the consistency of the artificial and the natural Other circuits can also be used with the speech current. E.g. for the in Fig. 4 shown circuit, in which in

ίο Reihe zu dem Widerstand R₁ eine Induktivität L getreten ist, das Amplitudenspektrum der an der Reihenschaltung RL, also an den Klemmen ι und 2, auftretenden Spannung durch die Funktionίο series an inductance L has entered the resistor R ₁ , the amplitude spectrum of the voltage occurring at the series circuit RL, ie at the terminals ι and 2, due to the function

A =A =

V,V,

(RwC)-(RwC) -

gegeben, und aus dem Verlauf dieser Funktion, der in Abb. 5 dargestellt ist, ergibt sich, daß bei geeigneter Wahl der Konstanten L, C, R eine gute Annäherung an das Amplitudenspektrum der natürlichen Sprache möglich ist.given, and from the course of this function, which is shown in Fig. 5, it follows that with a suitable choice of the constants L, C, R a good approximation to the amplitude spectrum of natural language is possible.

Selbstverständlich sind in der Erfindung zur Unterbrechung des Gleichstromes nicht nur mechanische Unterbrecher verwendbar, sondern auch andere Mittel, wie z. B. Glimmlampen, die in bekannter Weise unter Parallelschaltung eines Kondensators in Reihenschaltung mit einem Widerstände an eine Gleichstromquelle angeschlossen werden, oder auch als Schwingungsröhren geschaltete Elektronenröhren, deren Schwingungsform so steil gewählt werden kann, daß praktisch die Wirkung von Spannungssprüngen erzielt wird.It goes without saying that in the invention for interrupting the direct current only mechanical interrupter can be used, but also other means, such as z. B. glow lamps, in a known manner with a parallel connection of a capacitor in series be connected to a direct current source with a resistor, or also electron tubes switched as oscillation tubes, their oscillation form like this steep can be chosen that practically the effect of voltage jumps is achieved.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for testing or measuring telephone equipment, e.g. B. Lines, telephones, characterized in that for generating one of the amplitude spectrum of the speech vibrations an interrupter fed by direct current (mechanical interrupter, Neon lamp, electron tube, etc.) is used, the fundamental frequency of which is in the Is close to the lower limit of the frequency band to be examined.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the interrupter generated voltage jumps occur periodically.

3. Circuit arrangement as a voltage source for carrying out the method according to claim 1, characterized by a series connection of a capacitor and a resistor, from the ends of which the measuring voltage is removed, and a changeover switch, with which Help periodically different voltages can be applied to the series circuit.

4. Circuit arrangement as a voltage source for carrying out the method according to claim 1, characterized by a series connection of a capacitor, a choke coil and a resistor, from which the measuring voltage is applied to one end of the coil and the resistor is removed, and a changeover switch, with the help of which periodically different voltages are applied to the series circuit can be laid.

1 sheet of drawings