DE537858C - Vierdrahtleitung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
14. NOVEMBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

.KLASSE 21a² GRUPPE

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

Vierdrahtleitung Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Mai 1924 ab

Bei langen Vierdrahtverbindungen, die aus je einer Doppelleitung für jede Sprechrichtung bestellen, in welche mehrere Einwegverstärker eingeschaltet sind, erfolgt die Verbindung der Hin- und Rückleitung mit den von den Endämtern (Gabelämtern) ausgehenden Doppelleitungen gewöhnlich durch eine Ausgleichsschaltung (Brücken- oder Difterentialschaltung). Die Ausgleichsschaltung hat den Zweck, zu verhindern, daß/ Ströme aus der einen Doppelleitung in die andere gelangen und auf diese Weise Eigenschwingungen des Systems hervorrufen. Diese Nachbildungen können aber praktisch nicht so vollkommen gemacht werden, daß überhaupt jeder Energieübergang von der einen in die andere Doppelleitung vermieden wird. Wenn auch die geringen Energiemengen, die auf diese Weise im Vierdrahtsystem kreisen, so klein sind, daß Eigenschwingungen nicht entstellen können, so führen sie doch bei sehr langen Vierdrahtverbindungen zu echoähnlichen Störungen in den Sprechapparaten. Zur Beseitigung dieser Echostörungen - ist es bekannt, Relaisschaltungen zu verwenden, durch die bei Sprachübertragung in dem einen Übertragungsweg der Vierdrahtleitung der entgegengesetzte Weg unterbrochen wird. Die bekannte Anordnung benutzt mechanische Relais, deren Wicklungen von einem Teil der Sprecliströme durchflossen werden und deren Kontakte die zu sperrende Übertragungsleitung doppelpolig unterbrechen. Dabei besteht aber wiederum der Nachteil, daß eine Fehlbetätigung der Sperrvorrichtungen eintreten kann, da die Anordnung so getroffen ist, daß auch nach erfolgter Sperrung des nicht benutzten Übertragungsweges die Echoströme zu der an diesen Weg angeschlossenen Sperrvorrichtung gelangen können. Da nun die Empfindlichkeit der die Sperrung ausführenden Relais so hoch bemessen sein muß, daß sie auch auf die schwächsten vorkommenden Sprachlaute mit Sicherheit ansprechen, besteht praktisch selbst bei gutem Ausgleich an den Gabelstellen die Gefahr, daß die höchsten Amplituden der Echoströme groß genug sind, um ein unerwünschtes Ansprechen der Sp'errvorrichtung herbeizuführen.

Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die zur Sperrung eines Übertragungsweges dienende Echosperre hinter dem Sperrungspunkt des anderen Übertragungsweges abgezweigt ist. Es wird hierdurch erreicht, daß die Echoströme unterdrückt werden, bevor sie an den Punkt gelangen, an dem sie eine Fehlschaltung herbeiführen können.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung werden außerdem noch weitere Vorteile gegenüber der bekannten Sperrschaltung erzielt.

'··) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Küpfmüller in Dan\ig-Langfuhr.

Die Relaissteuerungen, die bei der bekannten Anordnung Verwendung· finden, haben nämlich den Nachteil, daß die Umschlagzeiten der Relaisanker, die in der gleichen Größenordnung wie die Zeitdauer von Sprachlauten liegen, als störende Unterbrechungen der Verbindung wahrgenommen werden können. Besonders in spannungsführendem Zustande kann eine derartige Unterbrechung der Leitung zu lästigen ίο Störgeräuschen Anlaß geben. Auch diese Schwierigkeiten lassen sich durch die Anordnung gemäß der Erfindung beseitigen, indem an Stelle der mechanischen Relais Gleichrichterschaltungen verwendet werden, die eine Herabsetzung der Übertragungsfähigkeit des zu sperrenden Übertragungsweges durch Änderung des Verstärkungsgrades eines oder mehrerer in diesem Übertragungsweg liegender Verstärker herbeiführen. Dies kann insbesondere in der Weise geschehen, daß eine von der Gleichrichterschaltung gelieferte Gleichspannung, deren Größe von der Amplitude der übertragenen Ströme abhängig ist, dazu benutzt wird, das Gitterpotential einer oder mehrerer in dem zu sperrenden Übertragungsweg liegender Verstärkerröhren zu verlagern.

Bei Zweidrahtverstärkern ist für einen bestimmten Zweck die Verwendung dieses Prinzips der Gitterpotentialverlagerung zur Steuerung der Übertragungsfähigkeit von Übertragungswegen bereits bekannt, und zwar werden auch bei dieser Schaltung die erwähnten Vorteile der Gitterpotentialverlagerung gegenüber der Sperrung mit Relais ausgenutzt, jedoch unterscheidet sich die Wirkungsweise der Gleichrichterschaltung dieser bekannten Anordnung von der des Erfindungsgegenstandes darin, daß bei diesem ein im Ruhe-4.0 zustande durchlässiger Übertragungsweg gesperrt werden soll, während die erwähnte bekannte Anordnung so arbeitet, daß die beiden entgegengesetzten Übertragungswege im Ruhezustand vollständig gesperrt sind und nur jeweils bei Sprächübertragung in der einen Richtung- der für diese Richtung vorgesehene Übertragungsweg geöffnet wird. Die Steuerung erfolgt also im umgekehrten Sinne, zeigt aber außerdem noch den Unterschied, daß bei der bekannten Anordnung der zu sperrende Übertragungsweg im gesperrten Zustand nahezu vollständig gesperrt sein muß, während für die Schaltung gemäß der Erfindung mit Rücksicht auf die Ausgleichsschaltungen mit Leitungsnachbildungein eine Herabsetzung der Verstärkung genügt.

Eine Vierdrahtverbindung nach dem Prinzip der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.

· Die beiden Doppelleitungen« und b, deren jede mehrere Verstärker V₁₁V₂ usw. bzw. V₁, V₂' usw. enthält, sind an ihren beiden Enden über an sich bekannte Gabelschaltungen, die aus Ausgleichsübertragern d_t bzw. d₂ und Nachbildungen N₁ bzw. N₂ bestehen, mit den abgehenden Doppelleitungen verbunden. Die Ausgleichsschaltungen haben den Zweck, die beiden Doppelleitungen so weit zu entkoppeln, daß keine Eigenschwingungen auftreten können. Trotzdem können aber selbst bei gutem Ausgleich die Echoströme, die beispielsweise bei Sprachübertragung in der Doppelleitung α über die Gabelstelle d₂, N₂ in die Doppelleitung δ gelangen, immerhin noch groß genug sein, um den sprechenden Teilnehmer zu stören, da sie durch die Länge der Vierdrahtleitung eine merkliche zeitliche Verzögerung erfahren.

Um nun diese Echoströme zu unterdrücken, ist von jeder Doppelleitung ein Richtverstärker R₁ bzw. R₂ abgezweigt, der bei seiner Betätigung die Wirksamkeit eines oder mehrerer Verstärker der anderen Doppelleitung herabsetzt. Wird beispielsweise in der Doppelleitung« gesprochen, so gelangt ein. Teil der Sprechströme in die Gleichrichterschaltung/?», in der sie verstärkt und gleichgerichtet werden.

Im Ausgangskreis der Gleichrichterschaltung R₂ entsteht eine Gleichspannung, die im allgemeinen noch Wechselstromkomponenten überlagert enthält. Auch werden mehr oder weniger große Schwankungen in der Stärke der Gleichspannung vorhanden sein, da sie durch die Sprechströme hervorgerufen wird, deren Stärke ebenfalls wechselt. Damit nun diese Wechselstromkomp'onenten oder Schwankungen sich nicht fühlbar machen, sind im Ausgangskreis der Gleichrichterschaltung geeignete Mittel (z.B. ein KondensatorK. parallel zum Ausgangswiderstand) vorgesehen, welche Wechselstromkomp'onenten schwächen. Eine weitere Möglichkeit, den gleichgerichteten Strom zu beruhigen, besteht darin, in den Ausgangskreis eine Drosselkette D zu schalten, deren Grenzfrequenz genügend tief gewählt werden muß.

Die durch die Sprechströme der Doppelleitung α hervorgerufene, am Kondensator K. bzw. am letzten Glied der Drosselkette D auftretende Gleichspannung wirkt nun als Verlagerungsspannung für den Verstärker V_n', dessen Gittervorspannung dadurch so weit negativ gemacht wird, daß die Wirksamkeit des Verstärkers herabgesetzt ist. .

Die Echoströme, die über die Gabelstellen d₂, N₂ in den unteren Übertragungsweg gelangen konnten, werden somit durch den gesperrten Verstärker V_n' weitgehend unterdrückt und können weder den über die DoppelleitungÄ sprechenden Teilnehmer stören noch auch die an die Doppelleitung δ ange-

schlossene Gleichrichterschaltung· ^₁ beeinflussen.

Auch eine Störung durch den Sperrvorgang selbst wird infolge der Anwendung des Prinzips der Gitterpotentialverlagerung wirksam verhindert. Wird z. B. die Grenzfrequenz der Drosselkette D so niedrig gewählt, daß sie unterhalb der niedrigsten für die Übertragung in Frage kommenden Sprechfrequenz ίο liegt, so erfolgt auch die schnellste beim! Sperrvorgang auftretende Spannungsschwankung im Sperrverstärker so langsam, daß sie unhörbar bleibt.

Es ist zweckmäßig, die Sperrung des Echos an den beiden Gabelpunkten vorzunehmen, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, da sonst Echosperrung und Eintreffen bzw. Aufhören des Echos im Sperrverstärker zeitlich nicht zusammentreffen würden.

ao Die im Ausführungsbeispiel angegebene Vereinigung von Richtschaltungen und Ausgleichsschaltungen hat den Vorteil, daß alle technischen Schwierigkeiten, die bei der Anwendung eines dieser Prinzipien für sich entstehen, vermieden werden. So ist es z. B¹. bei Anwendung der Ausgleichsschaltung allein zur Vermeidung von Echostörungen nötwendig, daß der Scheinwiderstand der Nachbildung N mit einer Genauigkeit von weniger als 10/0 mit dem der Leitung übereinstimmt, eine Forderung, die praktisch nicht erfüllt werden kann, so daß die Praxis schon zu unwirtschaftlichen Hilfsmitteln greifen mußte, ζ. B. zu schwächerer Pupinisierung der Doppelleitungen des Vierdrahtsystems. Auch die Gitterpotentialverlagerung führt, für sich allein angewendet, praktisch kaum zum Ziel. Es liegt das daran, daß die Verlagerung im gleichen Takte mit den Sprechschwingungen erfolgen muß, damit die Verstärkung genügend herabgesetzt wird. Durch die raschen "Wechsel des Gitterpotentials entstehen jedoch im Anodenkreis des Vierdrahtverstärkers selbst wieder Spannungsschwankungen von beträchtlicher Größe, die Ströme in die unbenutzte Sprechrichtung schicken. Wendet man dagegen beide Prinzipien an, so brauchen nur geringe Ansprüche an die Genauigkeit der Nachbildung in der Ausgleichsschaltung und an die Schärfe der Gitterpotentialverlängerung gestellt zu werden, die praktisch leicht zu erfüllen sind.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vierdrahtleitung, bei der in jeder Übertragungsrichtung mehrere Verstärker enthalten sind und mit jedem der beiden Übertragungswege eine Vorrichtung verbunden ist, die bei Übertragung im zugehörigen Übertragungsweg den anderen Weg sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtungen aus Gleichrichterschaltungen bestehen, die bei Übertragung im zugehörigen Übertragungswege den Verstärkungsgrad eines oder mehrerer im anderen Wege liegender Verstärker herabsetzen und in jedem Übertragungswege hinter dem durch die Gleichrichterschaltung des anderen Weges gesteuerten Sperrungspunkt abgezweigt sind.
2. 2. Vierdrahtleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung an Punkten erfolgt, die den Gabelstellen benachbart sind.
3. 3. Vierdrahtleitung nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ausgangskreis der Gleichrichterschaltung eine Drosselkette (D) mit im Vergleich zu den Sprachfrequenzen niedriger Grenzfrequenz eingeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnmigeiu_-_

   Ergänzungsblatt
   zur Patentschrift 537 858 Klasse 21a² Gruppe 36.

   Das Patent 537 858 ist durch rechtskräftige Entscheidung deS äicSspatentamts vom 10.Juni 1937 dadurch teilweise für nichtig erklärt, daß der Anspruch 1 gestrichen wird.