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Schaltungsanordnung zur Verbindung von mehr als zwei Fernmeldeeinrichtungen
Die Erfindung bezweckt, mehr als zwei Fernmeldeeinrichtungen, z. B. Fernsprechstellen,
über Leitungen so miteinander zu verbinden, daß alle gleichzeitig miteinander verkehren
können oder daß z. B. von einem Sender mehrere Empfänger gespeist werden und die
Verbindungen zwischen jedem Sender und Empfänger einander praktisch hinreichend
gleichwertig sind. Paarweise praktisch gleichwertige Verbindungen sind z. B. angebracht,
wenn drei oder mehr Teilnehmer an verschiedenen Orten über ein Fernkabelnetz hinweg
eine gemeinsame Besprechung abhalten wollen.
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Dies kann nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Fernleitungen
an einem oder mehreren Treffpunkten, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von
übertragern, die ihre Scheinwiderstände oder Wellenwiderstände auf praktisch gleichen
Wert bringen, hintereinandergeschaltet werden, wobei ihnen Widerstände parallel
gelegt sind,, die so bemessen sind, daß jede Leitung mit hinreichend kleinen Reflektionswirkungen
abgeschlossen ist. Es kann auch zu jeder Leitung ein Widerstand in Reihe gelegt
und alle diese Reihenschaltungen können zueinander parallel geschaltet werden. Dieses
Schema ist widerstandsreziprok zu dem vorher genannten. Natürlich können auch andere
Kombinationen der hinzugefügten Widerstände benutzt werden, die zwischen den Anschlußpunkten
dieselben Widerstände ergeben, wie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
hervorgeht, bei denen z. B. die bekannte Umwandlung zwischen widerstandstreuen Stern-
und Dreieckschaltungen benutzt wird.
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Abb. z zeigt eine nach der Erfindung ausgeführte Zusammenschaltung
einer beliebigen Anzahl von Leitungen L, L2, L3, L4 USW.
Jede der Leitungen
ist mit einem Übertrager U . , U2, U3, U4 usw. abgeschlossen, der ihren
Wellenwiderstand auf einen gewissen Normalwert bringt. Zwischen die aufeinanderfolgenden
Verbindungsstellen a, b, c
usw. j e zweier Übertrager sind Widerstände R gelegt.
Diese Widerstände sind so bemessen, daß der Scheinwiderstand zwischen zwei Verbindungspunkten,
z. B. zwischen b und c, nach Fortlassung der zugehörigen Leitung L3 mit Übertrager
U3, dem obenerwähnten normalen Wellenwiderstand oder Scheinwiderstand gleich ist.
Unter diesen Umständen ist jede der Leitungen, z. B. L3, mit einem Scheinwiderstand
abgeschlossen, der ihrem Wellenwiderstand praktisch gleichkommt. Dies ist von Bedeutung,
da im allgemeinen bei diesen Verbindungsschaltungen eine beträchtliche Dämpfung
auftritt, so daß die Leitungen mit Zwischenverstärkern, deren einer bei V3 eingezeichnet
ist, versehen werden
müssen. Es wird in der Regel zweckmäßig sein,
eine der gebräuchlichen Zwischenverstärkertypen zu. nehmen und die etwa dabei entstehende
überschüssige Verstärkung durch eine Dämpfungsschaltung aufzuheben. Eine solche
Schaltung ist bei Dg beispielsweise eingezeichnet. Man kann, wenn nötig, für die
Widerstände R Nachbildungen des Wellenwiderstandes der Leitungen benutzen oder die
Leitungswellenwiderstände so umbilden, daß sie in dem für die Übertragung wesentlichen
Frequenzbereich reell und konstant werden, und dann die Widerstände R als Ohmsche
Widerstände ausbilden. In vielen Fällen wird es auch praktisch ausreichend sein,
Ohmsche Widerstände zu nehmen, wenn die Leitungswellenwiderstände nicht besonders
umgebildet werden.
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Eire zu der beschriebenen Schaltung widerstandsreziproke Anordnung
zeigt die Abb. 2, bei der die Leitungen L11, L12, L1. usw. in Reihe mit Widerständen
W einander parallel geschaltet sind. Für diese Schaltung gelten entsprechende Überlegungen
wie für die nach Abb. z. Auch in diesem Falle wird man zur Aufhebung der Dämpfungen
Zweidrahtzwischenverstärker, z. B. T113, und gegebenenfalls Dämpfungen D13 in die
Leitungen einschalten. Es ist leicht zu sehen, daß das Netz der Abb. i mit dem der
Abb. 2 über eine Doppelleitung verbunden werden kann, z. B. durch Verbinden der
Leitungen L3 und L13.
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Abb. 3 zeigt eine Verbindungsschaltung für drei Leitungen L1, L2,
L3. Würde man diese drei Leitungen nach dem Schema von Abb. i verbinden,
so würde in der Mitte ein Dreieck aus drei Widerständen R liegen. Dieses kann bekanntlich
durch einen gleichwertigen Stern aus drei Widerständen Z, wie er in Abb. 3 dargestellt
ist, ersetzt werden.
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Abb. q. zeigt eine Schaltungsanordnung, die aus der vorigen abgeleitet
werden kann, und die gestattet, nahezu gleichwertige Verbindungen zwischen den drei
Teilnehmern unter Verwendung nur eines Verstärkers zur Aufhebung der Zusatzdämpfung
herzustellen. Bei Abb. 3 beträgt die durch die Verbindungsschaltung eingeführte
Dämpfung zwischen je zwei Leitungen 0,7 Neper, abgesehen von den geringen
Übertragerverlusten. Diese Dämpfung ist so groß, daß die Zuschaltung je eines Verstärkers
in jede der drei Leitungen notwendig wird.
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Wie erwähnt, wird man aus wirtschaftlichen Gründen, um nicht neue
Verstärkertypen entwickeln zu müssen, vorteilhaft je einen normalen Zweidrahtzwischenverstärker
einschalten, der eine Verstärkung von etwa 44 Neper ergibt. Hierdurch würde aber
die Restdämpfung auf einen eingewöhnlich geringen Betrag gebracht werden, so daß
man zur Herstellung normaler Verhältnisse in jede der drei Leitungen einen Dämpfungszusatz
schalten wird, um einen Teil der Verstärkung zu vernichten. -Abb. q. zeigt nun eine
gewisse Veränderung insofern, als der Stern aus den drei Widerständen Z durch eine
sogenannte überbrückte T-Schaltung ersetzt ist. Zwei. dieser Widerstände haben,
wie aus der Zeichnung ersichtlich, den gleichen Wert Z. Der dritte Widerstand R
hat einen davon abweichenden Wert, und ein vierter Widerstand Wist zu den beiden
Widerständen Z parallel geschaltet. Die Dämpfung zwischen den Leitungen Ll und L.
hängt nun von der Größe des Widerstandes R ab. Um günstige Übertragungsverhältnisse
zu bekommen, wird man den Scheinwiderstand der Leitung L3 durch einen Übertrager
U3 auf einen solchen Wert übersetzen, daß er mit dem parallel geschalteten Widerstand
W zusammen einen Wert ergibt, der zu R widerstandsreziprok ist in bezug auf die
Inversionspotenz Z. Man bekommt dann eine praktisch reflektionsfreie Verbindung
zwischen den Leitungen L1 und L2, deren Dämpfung von R abhängt. Eine zweite Bedingung
für den Übertrager U3 und den Widerstand W ergibt sich daraus, daß die Leitung L3
durch die ganze Verbindungsschaltung mit den angeschlossenen Leitungen Ll und L2
richtig abgeschlossen ist. Man kann auf diese Weise erreichen, daß eine geringe
Zusatzdämpfung von einigen Zehnteln Neper zwischen den Leitungen L1 und L2 entsteht
und zwischen L1 und L3 sowie zwischen L2 und L3 eine Dämpfung, die gerade durch
einen normalen Zwischenverstärker T13 in der Leitung L3 aufgehoben werden kann.
In diesem Falle braucht man auch keinen Dämpfungszusatz in den Leitungen L1, L2
und L3, so daß man zwischen den drei Stationen mit nur einem Zwischenverstärker
auskommt und unter Ersparung der Dämpfungsschaltungen praktisch gleichwertige Verbindungen
erhält.
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In der Schaltung nach Abb. q. kann nun wiederum die Sternschaltung
aus den drei Widerständen Z, Z und R durch eine widerstandstreue Dreiecksschaltung
ersetzt und der zu W parallel liegende Widerstand mit W vereinigt werden. Man ersieht
daraus, daß die Verhältnisse sich nicht ändern, wenn die überbrückte T-Schaltung
durch eine Dreiecksschaltung ersetzt wird, bei der die zu L, und L2 gehörigen Seiten
einander gleich, aber die zu L3 gehörige Seite davon verschieden ist.
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In gewissen Fällen kann die Schaltung noch weiter vereinfacht werden,
wenn an Stelle der Leitung L3 ein Verbraucher unmittelbar angeschaltet wird, so
daß man den Übertrager U3 nicht mehr zur Anpassung zu benutzen braucht. Ein solcher
Fall tritt z. B.
ein, wenn man von einem Sender oder Verstärker
S aus über eine gemeinsame Leitung mehrere Lautsprecher, z. B. Blatthaller, Ho,
H,, H#, usw. mit gleicher Leistung speisen will. Eine solche Schaltung ist in Abb.
5 dargestellt. Die Übertrager U1 und UZ dienen dazu, den Scheinwiderstand der Lautsprecher
auf einen solchen Wert zu bringen, daß für die benutzten Werte von r2 und r1 die
gemeinsame Leitung praktisch reflexionsfrei abgeschlossen ist. Die Werte r, und
r2 und in Abhängigkeit davon die Übersetzungsverhältnisse von U, und UZ werden so
gewählt, daß die Dämpfung vom Sender zu jedem Lautsprecher die gleiche ist. Mit
Hilfe der Übertrager U, bzw. UZ und der Widerstände 71 bzw. r. sind die Lautsprecher
Hl bzw. H2 je zu einem angepaßten Vierpol ergänzt. Der Lautsprecher Ho wird mit
Hilfe des Übertragers U" an den Wellenwiderstand der Leitung angepaßt.