-
Dämpfungsnetzwerk oder Leitungsverlängerung mit Verzerrung Es ist
bekannt, daß häufig, z. B. in Telephonsystemen mit Verstärkern, Netzwerke gebraucht
werden, die für einen bestimmten Frequenzbereich, etwa den Bereich der wichtigsten
'Sprechfrequenzen, eine bestimmte Dämpfungskurve haben sollen. Man benutzt z. B.
solche Netzwerke, die als verzerrende Leitungsverlängerungen bezeichnet werden,
wenn die Dämpfungen und Verzerrungen von Verstärkerfeldern in einem Übertragungssystem
oder in einem Fernsprechnetz unzulässig weit von den vorgeschriebenen Werten abweichen.
-
Für diesen Zweck sind Netzwerke bekannt, die die Form eines Kettenleitergliedes
erster oder zweiter Art haben, also einer Dreiecks-oder Sternschaltung gleichwertig
sind, insofern man von .der Symmetrie gegenüber den beiden Leitungsadern absieht.
Ein solches Netzwerk hat eine bestimmte Dämpfungskurve. Es ist aber schwierig, ein
solches Glied an wechselnde Bedingungen anzupassen. Es ist z. B. nicht ohne weiteres
möglich, die allgemeine Höhe der Dämpfung, die als Grunddämpfung bezeichnet werden
kann, zu verändern, ohne daß auch die Verzerrung verändert wird, zumal man meistens
auch wünscht, daß der Wellenwiderstand des Netzwerkes von einem bestimmten Verlauf
nicht allzusehr abweicht. Die letzte Forderung wird für gewöhnlich gestellt, weil
ein solches Netzwerk in ein Übertragungssystem, z. B. zwischen eine Fernleitung
und einen Verstärker, eingeschaltet werden soll, ohne starke Reflektionen zu verursachen.
-
Nach der Erfindung wird sowohl der Entwurf von Dämpfungsnetzwerken
oder Verlängerungsleitungen mit Verzerrung wesentlich erleichtert, als auch wird
es ermöglicht, ,die Grunddämpfung und die Verzerrung unabhängig voneinander einzustellen,
indem zwei Teilnetzwerke zusammengeschaltet werden, die jedes für sich frequenzunabhängigen
Wellenwiderstand haben und von denen das eine frequenzunabhängige und das andere
frequenzabhängige Dämpfung hat. Schaltungen beider Art, die als Teilnetzwerk verwendet
werden können, sind an sich, nicht aber im Zusammenbau bekannt. Man erreicht durch
den erfindungsgemäßen Zusammenbau nicht nur, .daß die Grunddämpfung unabhängig von
der Verzerrung festgelegt oder geändert werden kann, sondern infolge des konstanten..Wellenwiderstandes
des Gesamtnetzwerkes ist es auch leicht möglich, eine Anpassung an die angeschlossenen
elektrischen Systeme herzustellen. Für die wichtigsten elektrischen Systeme, z.
B. für Pupinleitungen oder homogene Leitungen, sind sogenannte Endnetzwerke bekannt,
die einen Übergang von einem reellen, konstanten Wellenwiderstand zu dem Wellenwiderstand
der
betreffenden Leitung geben. Soweit aber die anzuschließenden Systeme hinreichend
genau konstanten, reellen Wellenwiderstand haben, kann die Verbindung unmittelbar
oder über einen Übertrager hergestellt werden.
-
Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen dargestellt.
-
Die Abb. i zeigt in schematischer Darstellung das Dämpfungsnetzwerk
mit Verzerrung, das aus den beiden Teilnetzwerken T, und TZ besteht. Das Teilnetzwerk
T, ist als sogenannte H-Schaltung aus Ohmschen Widerständen schematisch dargestellt.
Als Teilnetzwerk T, ist eine sogenannte überbrückte T-Schaltung gewählt.
-
In der Abb. i sind im Zuge der Leitungsadern a und
b liegende Elemente auf beide Adern gleichmäßig verteilt, so daß man das
Netzwerk besser als überbrückte H-Schaltung bezeichnen könnte.
-
Ein einfacheres Schema für eine solche Schaltung ist in der Abb. 2
gegeben. In dieser Abbildung haben die Teilnetzwerke die Form des Buchstabens
T mit je einer Schaltung, -welche den Querbalken des Buchstabens
T
überbrückt. Bei passender Wahl der Ohmschen Widerstände R und der Imperlanzen
Z, und Z2 hat ein solches Netzwerk konstanten und reellenWellenwiderstand, ebenso
wie dasTeilnetzwerk T, Da das erste Teilnetzwerk nur aus Ohinschen Widerständen
besteht, ist seine Dämpfung frequenzunabhängig, dagegen kann die Dämpfung des zweiten
Teilnetzwerkes durch Verwendung frequenzabhängiger Impedanzen Z1 und ZZ frequenzabhängig
gemacht werden. Wenn die Wellenwiderstände beider Teilnetzwerke gleich sind, addieren
sich die Dämpfungen, und durch Veränderung der Ohmschen Widerstände von Tl kann
die Gesamthöhe der Dämpfungskurve (die Grunddämpfung),des ganzen Netzwerkes und
durch Einstellung der Impedanzen Z, und Z, die Verzerrung beliebig geändert werden.
-
Abb. i zeigt zu beiden Seiten des Dämpfungsnetzwerkes noch zwei Endnetzwerke
El und E., zur Umbildung des Wellenwiderstandes, die Verwendung finden können, wenn
die ganze Dämpfungsschaltung zwischen zwei Leitungen, Wellenfilter, Kettenleiter
o. dgl. geschaltet werden soll.
-
Eine besondere Ausführungsform ist in Abb. 2 dargestellt. In diesem
Falle sind beide Teilnetzwerke T, und TZ als überbrückte T-Scbaltungen ausgeführt.
Die im Zuge der Leitung liegenden Widerstandselemente sind der Ader a allein zugeteilt
-worden. Jedes der Teilnetzwerke enthält zwei im Zuge der Ader a liegende Ohmsche
Widerstände R. Die beiden Widerstände sind beim ersten Teilnetzwerk durch einen
Ohmschen Widerstand R,, überbrückt, und ihr gemeinsamer Punkt ist über einen OhmschenWiderstand
R., an die b Ader herangeführt. Verändert man die Widerstände R1 und R, gleichzeitig
so, daß R, R2 = R:' ist, so hat dieses Netzwerk rlen konstanten Wellenwiderstand
R und eine frequenzunabhängige Dämpfung, :deren Hölie durch den Widerstand R, (oder
RJ bestimmt ist. Bei dem zweiten Teilnetzwerk treten an Stelle der Widerstände Ri
und R.,
zwei Impedanzen Z, und Z., die ebenfalls der Bedingung Z1 Z@ = R°
genügen. Die beiden Impedanzen sind also zueinander widerstandsreziprok mit Bezug
auf die Inversionspotenz R. In dem Ausführungsbeispiel der Abb.2 ist die Impedanz
Z, als Stromresonanzkreis aus einer Induktivität und einer Kapazität dargestellt.
Dementsprechend ist für die Impedanz Z. ein Spamiungsresonanzkreis einzusetzen.
Unter den angegebenen Bedingungen ist der Wellenwiderstand dieses Teilnetzwerkes
ebenfalls konstant und reell und hat den Wert R. Die Dämpfung ist jedoch frequenzabhängig
und kann in ihrer Frequenzabhängigkeit in weiten Grenzen verändert werden, wenn
man die Impedanzen Z1 und Z= so verändert, daß sie stets einander wi@derstandsreziprolz
mit Bezug auf R bleiben. Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung dadurch angedeutet,
daß in die Induktivität von Z, und durch die Kapazität von Z, je ein Pfeil eingezeichnet
ist, der andeuten soll, .daß diese beiden Elemente einstellbar sind.
-
Es ist leicht einzusehen, daß jedes der Teilnetzwerke für sich auch
aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden kann, die untereinander gleich oder voneinander
verschieden sind und alle möglichst denselben Wellenwiderstand haben. Eine Zusammensetzung
des Teilnetzwerkes T, aus verschiedenartigen Teilen wird z. B. günstig sein, wenn
eine komplizierte Verzerrungskurve verlangt wird. Solche Fälle können beispielsweise
eintreten, wenn in einem Übertragungssystem nicht nur die Ergänzung eines Verstärkerfeldes
auf die normale Grunddämpfung und Verzerrung stattfinden soll, sondern wenn gleichzeitig
die Entzerrung eines längeren Abschnittes, der mehrere Verstärkerfelder umfaßt,
erreicht -werden soll, wie bei den sogenannten ,v stementzerrern.