Kopplungseinrichtung zur Übertragung elektrischer Energie auf natürliche
oder künstliche Leitungen Die Erfindung betrifft Organe zur Übertragung elektrischer
Energie auf eine natürliche oder künstliche Leitung oder auf finit künstlichen Leitungen
zusammengesetzte Leitungen mit zwei Anschlußseiten, wie sie z. B. bei der Übertragung
von Hochfrequenzströmen längs Leitungen oder beim Übergang vom Anodenkreis eines
Zwischenverstärkers auf die Fernsprechleitung usw. angewendet «erden. Ein solches
System kann schematisch als ein T dargestellt werden (Abb. i). Die gestrichelt gezeichneten
Verlängerungen- sollen die Leitungsfortsetzung nach den Anschlußseiten hin darstellen.
Von dem Punkt 3 soll die Energie auf die Leitung übertragen werden.Coupling device for the transmission of electrical energy to natural
or artificial conduits. The invention relates to organs for the transmission of electrical energy
Energy on a natural or artificial line or on finite artificial lines
composite lines with two connection sides, as z. B. in the transmission
of high-frequency currents along lines or at the transition from the anode circuit of a
Repeater applied to telephone line, etc. «earth. One such
System can be represented schematically as a T (Fig. I). The dashed lines
Extensions should represent the continuation of the line to the connection sides.
From point 3 the energy should be transferred to the line.
Solche Kopplungsorgane haben in den meisten Fällen die Aufgabe; die
Energie nur nach einer Richtung hin zu übertragen, beispielsweise von 3 nach i oder
von 3 nach 2. Wird die Energie gleichzeitig auch nach. der anderen Richtung hin
übertragen, so bedeutet dies einen unerwünschten Verlust von 5o °I9. Der Verlust
könnte in einfacher Weise dadurch vermieden werden, daß zwischen i bzw. 2 und q.
die Leitung getrennt wird, so daß die Übertragung nur nach der gewünschten Seite
hin stattfindet. Eine solche Trennung der Verbindung von i nach 2 ist jedoch in
vielen Fällen nicht durchführbar.Such coupling organs have the task in most cases; the
To transfer energy only in one direction, for example from 3 to i or
from 3 to 2. Will the energy simultaneously also after. the other way
transferred, this means an undesirable loss of 50 ° I9. The loss
could be avoided in a simple manner that between i or 2 and q.
the line is disconnected, so that the transmission is only to the desired side
takes place. However, such a separation of the connection from i to 2 is in
not feasible in many cases.
Die Erfindung hat nun eine Kopplungseinrichtung zum Gegenstand, die
es gestattet, auf eine Leitung nur nach einer gewünschten Seite hin Energie zu übertragen,
ohne daß die Übertragung zwischen den beiden Anschlußseiten unterbrochen wird, Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis des grundsätzlich verschiedenen Verhaltens einer
Längskopplung bzw. einer Querkopplung, welches in den Abb. 2 bis ,I dargestellt
ist.The invention now has a coupling device for the subject
it allows energy to be transmitted to a line only to a desired side,
without the transmission between the two connection sides being interrupted, the
Invention is based on the knowledge of the fundamentally different behavior of a
Line coupling or a cross coupling, which is shown in Figs
is.
Die Abb.2 zeigt die Wirkung einer rein. induktiven Längskopplung zwischen
einem Kreise 1 und einer Doppelleitung a, b. Die Pfeile deuten die Richtung des
Stromes an. Ist die Leitung nach beiden Anschlußseiten hin symmetrisch, so fließen
in den Abschlußwiderständen Zi und Z2 gleiche und entgegengesetzt gerichtete Ströme.The Fig.2 shows the effect of a purely. inductive series coupling between
a circuit 1 and a double line a, b. The arrows indicate the direction of the
Current on. If the line is symmetrical on both connection sides, it will flow
the same and oppositely directed currents in the terminating resistors Zi and Z2.
Die Abb. 3 zeigt die Wirkung einer galvanischen Querkopplung zwischen
einem Kreis I und einer Doppelleitung a, b. Die Kopplungswiderstände-R1 brauchen
dabei nicht reine OhmscheWiderstände zu sein, sondern können beliebige, aus Widerständen,
Kapazitäten und Induktivitäten zusammengesetzte Impedanzen sein. Die Pfeile deuten
wieder die Stromrichtung
an. An den Verzweigungspunkten 5 und 6
teilt sich der aus dem Kreise I kommende Strom in zwei für jede Einzelader entgegengesetzt
gerichtete Teilströme, und wenn die Leitung nach beiden Anschlußseiten hin symmetrisch
ist, so fließen in den Abschlußwiderständen Z, und Z2 gleiche und gleichgerichtete
Ströme.Fig. 3 shows the effect of a galvanic cross coupling between
a circuit I and a double line a, b. The coupling resistors-R1 need
not to be pure ohmic resistances, but can be arbitrary, from resistances,
Capacities and inductances can be composite impedances. The arrows point
again the direction of the current
at. At branch points 5 and 6
the current coming from circuit I is divided into two for each individual wire in opposite directions
directed partial currents, and if the line is symmetrical on both connection sides
is, then flow in the terminating resistors Z, and Z2 equal and rectified
Currents.
Werden nun erfindungsgemäß beide Kopplungsarten gleichzeitig angewendet,
so kommt für die eine Anschlußseite die Summe, für die andere Anschlußseite die
Differenz der induzierten Ströme zur Auswirkung, und es gelingt bei passender Wahl
und Schaltung der Kopplungsglieder für eine der Richtungen eine vollständige Kompensation
der längs und quer induzierten Ströme zu erzielen. Die gesamte Energie wird dann
ausschließlich nach einer Richtung hin übertragen.If, according to the invention, both types of coupling are used simultaneously,
so the sum comes for one connection side and the sum for the other connection side
Difference between the induced currents and the effect, and it works with the right choice
and switching the coupling elements for one of the directions a complete compensation
to achieve the longitudinally and transversely induced currents. All the energy will then
transmitted in one direction only.
Die Abb. q. zeigt eine beispielsweise Schaltung. Das Vorzeichen der
induktiven Längskopplung zwischen dem Kreis I und der Doppelleitung a, b
mittels der vier Spulen M ist so gewählt, daß die Stromrichtung des durch Induktion
hervorgerufenen Stromes in jeder Einzelader links und rechts von dem Verzweigungspunkt
5 bzw. 6 die gleiche ist (ausgezogene Pfeile). Der durch die galvanische Querkopplung
Ri hervorgerufene Strom ist durch die gestrichelt gezeichneten Pfeile angedeutet.
Die Kopplungsglieder 2,1
und R, können stets so gewählt werden, d'aß die ausgezogenen
und gestrichelt gezeichneten Strompfeile sich gegenseitig für jeden gewünschten
Frequenzbereich kompensieren. Gemäß Abb. q. findet dann nur eine Übertragung nach
der Anschlußseite r statt. Die geeignetste Größe der KopplungsgliederM und Ri kann
rechnerisch oder experimentell bestimmt werden. Ferner braucht die Querkopplung
R, auch nicht direkt galvanisch angeschlossen zu werden, sondern kann ebenfalls
induktiv erfolgen, wie es beispielsweise in Abb. 5 dargestellt ist. Auch braucht
die Längskopplung keine induktive zu sein, sondern kann unmittelbar galvanisch erfolgen.
Ebenso kann für eine oder beide Kopplungen eine kapazitive Kopplung benutzt werden.
Wesentlich ist, daß eine der Kopplungen eine Längskopplung, die andere eine - Querkopplung
ist. Handelt es sich um die übertragung von Fernsprechströmen mit Verstärkerbetrieb,
so ist der Ausgang der betreffenden Verstärker an den Kreis I anzuschließen, während
die Widerstände Z, und Z2 die Scheinwiderstände der ankommenden und abgehenden Leitung
darstellen. Das Wesen der Erfindung kann an Hand der Abb.6 auch folgendermaßen charakterisiert
werden: Bezeichnet man die vier Klemmen der beiden Anschlußseiten der Leitung, die
man sich als einen beliebigen Vierpol denken kann, mit r, a und 3, q., so ist unter
einer Längskopplung eine solche zu verstehen, bei der die elektromotorische Kraft
der Energiequelle auf die Serienimpedanz des gesamten Kreises arbeitet, unter einer
Querkopplung an einer beliebigen zwischen diesen beiden Anschlußseiten gelegenen
Stelle eine solche, bei der die elektromotorische Kraft auf die von dieser Stelle
aus gesehene Parallelimpedänz der beiden Anschlußseiten arbeitet. Die elektromotorische
Kraft soll nun gemäß der Erfindung in solcher Größe und solcher Phase gleichzeitig
auf die Serien- und Parallelimpedanz des Vierpols arbeiten, daß eine Übertragung
der Energie nur nach einer Anschlußseite hin stattfindet.Fig.q. shows an example circuit. The sign of the inductive series coupling between the circuit I and the double line a, b by means of the four coils M is chosen so that the direction of the current caused by induction is the same in each individual wire to the left and right of the junction point 5 or 6 (solid line Arrows). The current caused by the galvanic cross coupling Ri is indicated by the dashed arrows. The coupling elements 2, 1 and R can always be chosen so that the solid and dashed current arrows compensate each other for each desired frequency range. According to fig. Q. there is then only a transmission after the connection side r. The most suitable size of the coupling members M and Ri can be determined computationally or experimentally. Furthermore, the cross-coupling R does not need to be connected directly galvanically, but can also be made inductively, as shown in Fig. 5, for example. The series coupling does not need to be inductive either, but can take place directly galvanically. A capacitive coupling can also be used for one or both couplings. It is essential that one of the couplings is a longitudinal coupling, the other a transverse coupling. If it is a question of the transmission of telephone currents with amplifier operation, the output of the amplifier concerned must be connected to circuit I, while resistors Z and Z2 represent the impedances of the incoming and outgoing line. The essence of the invention can also be characterized in the following way with reference to Fig A series coupling is to be understood as one in which the electromotive force of the energy source works on the series impedance of the entire circuit, under a cross coupling at any point between these two connection sides, one in which the electromotive force acts on the parallel impedance seen from this point of the two connection sides works. According to the invention, the electromotive force should work simultaneously on the series and parallel impedance of the quadrupole in such a magnitude and phase that the energy is only transferred to one connection side.