DE558664C - Verfahren zur Verminderung der Pfeifneigung von Zwischenverstaerkern - Google Patents

Description

Es sind Verfahren zur Verminderung der Pfeifneigung von Zwischenverstärkern für Gegensprechverkehr, sogenannte Rückkopplungssperren, bekannt, bei denen durch Relais 5 oder durch Absorptionswiderstände oder durch Gitterpotentialverlagerung oder durch magnetische Beeinflussung des Elektronenstromes der Verstärker der jeweils beim Gegensprechen nicht benutzten Richtung unwirksam gemacht oder in seiner Wirksamkeit geschwächt wird, so daß sich die Zwischenverstärkerschaltung nicht selbst erregt. Allen auf diesen Grundsätzen beruhenden Anordnungen haftet der Mangel an, daß sie außer durch die zu übertragenden Wechselströme auch durch Störgeräusche betätigt werden; sei es, daß diese Störgeräusche durch elektrische und magnetische Felder in den Fernmeldeleitungen selbst induziert werden, sei es, daß diese Störgeräusche durch Raumgeräusche bedingt werden und am Ort des Sprechenden über das Mikrophon in die Fernsprechleitung eindringen. Ein Ansprechen der Rückkopplungssperre auf Störgeräusche aber bedeutet insofern einen Mangel, als dadurch häufig die zu übertragenden Signale, Sprechströme, Telegraphierzeichen, Bildzeichen, Fernsehimpulse den Übertragungsweg gesperrt vorfinden und dadurch verstümmelt werden.

Es sind auch Verfahren zur Verminderung der Pfeifneigung von Zwischenverstärkern bekannt, bei denen unabhängig von dem Eintreffen der zu übertragenden Wechselströme durch Relais oder durch Absorptionswiderstände.oder durch Gitterpotentialverlagerung oder durch magnetische Beeinflussung des Elektronenstromes in stetem Wechsel die Verstärker der beiden Übertragungsrichtungen unwirksam und wirksam geschaltet oder in ihrer Wirksamkeit gemindert und wieder freigegeben werden. Diese Verfahren der Rückkopplungssperrung haben gegenüber der erstgenannten Gruppe den Vorteil, daß sie durch Störgeräusche nicht zu unbeabsichtigten Wirkungen gebracht werden. Doch haben diese Verfahren der unabhängig von den zu übertragenden Wechselströmen wirkenden Rückkopplungssperren den Mangel, daß sie die übertragenen Zeichen zerhacken, nämlich in dem Takte, in dem der Verstärker der im Gegensprechbetrieb jeweils benutzten Richtung wirksam und unwirksam geschaltet bzw. in seiner Wirksamkeit gemindert und wieder freigegeben wird.

Man vermeidet die Mängel der beiden vorstehend beschriebenen Arten von Rückkopplungssperren, wenn man die Übertragungsfähigkeit beider Wege des Zweiwegeverstärkers, dessen Pfeifneigung beseitigt werden soll, dauernd ungemindert läßt und in an sich bekannter Weise entweder in einem oder in beiden Wegen des Zweiwegeverstärkers eine Änderung der Frequenzen der in der zu verstärkenden Wechselspannung enthaltenen Teilschwingungen durch eine Frequenzumsetzung vornimmt.

Es sei die Frequenz, um welche die Teil-

schwingungen der auf dem Wege von Ost nach West zu verstärkenden Wechselspannung umgesetzt werden, mit f_t bezeichnet, die Frequenzen der Teilschwingungen mit /', f", /"'... Das Ergebnis der Frequenzänderung mittels der bekannten Umsetzung ist ein Übergang von /' in (f_x —/'), ein Übergang von f" in (fi—f")> von f" in (Λ—/'"); wenn f>f", so ist (^₁—F) < (Z₁—f"), und wenn die Tonhöhe von /" größer als die Tonhöhe von f" vorausgesetzt wird, (^₁—f") < (^₁ — f'"); ganz allgemein wird nach dem bekannten Verfahren zur Verminderung der Pfeif neigung das Vorzeichen der Tonhöhenunterschiede umgekehrt, und diese Umkehrung wird besonders empfohlen, weil sie einen Dämpfungsausgleich ermöglicht. Dabekanntlich die Dämpfung einer Fernmeldeleitung mit wachsenden Frequenzen ansteigt, so erhalt man für hohe und tiefe Frequenzen eine einigermaßen gleiche Restdämpfung, wenn man ein gegebenes Frequenzband auf der Hälfte der Verstärkerfelder, aus welchem die gesamte Fernverbindung besteht, unter Umkehrung der Tonhöhenunterschiede überträgt, während auf der anderen Hälfte die Tonhöhenunterschiede bestehen bleiben.

Diese Art des Dämpfungsausgleichs bedeutet in allen krarupisierten und pupinisierten Fernleitungen eine erhebliche nichtlineare Verzerrung der Sprache. Bekanntlich ist die zusätzliche Dämpfung, welche durch die Stromabhängigkeit des zur Dämpfungsverminderung der Fernleitung verwendeten Eisens (Krarupumspinnung oder Pupinspulen) entsteht, um so größer, je höher einerseits die Frequenz, andererseits die Amplitude der zu übertragenden Teilschwingungen ist. Bei der Übertragung der menschlichen Sprache in der natürlichen Anordnung ihrer Teilschwingungen bleibt diese Hysteresedämpfung dadurch gering, daß die höheren Sprechfrequenzen sehr viel geringere Amplitude haben als die tieferen. Kehrt man aber das Vorzeichen der in den Teilschwingungen der menschlichen Sprache enthaltenen Tonhöhenunterschiede durch Umsetzen der Frequenzen um, so kommen die großen Amplituden der in der natürlichen Anordnung tieferen Frequenzen in die höheren Lagen des durch die Umsetzung entstehenden Frequenz-. bandes.

Diese den bisher bekannt gewordenen Anordnungen anhaftenden Mangel werden beim Verfahren gemäß der Erfindung vermieden. Die Selbsterregung der Zwischenverstärkerschaltung wird in an sich bekannter Weise ebenfalls dadurch vermieden, daß in einem Wege des Zweiwegeverstärkers eine Transformation der übertragenen Frequenzen vorgenommen wird, die aber erfindungsgemäß derart erfolgt, daß die Tonhöhenunterschiede der zu übertragenden Frequenzen ihrem Vorzeichen nach erhalten bleiben.'

Die Abbildung erläutert den Erfindungsgedanken an einem Ausführungsbeispiel. In der Abbildung bedeuten F₁ und F₂ Fernmeldeleitungen, .W₁ und N₂ Nachbildungen dieser Fernmeldeleitungen, AUe₁ und AUe₂ Ausgleichsübertrager; S₁ und S₂ bezeichnen je einen Sender, M₁ und M₂ je ein Modulationsgerät, D₁ und D₂ je eine Drosselkette. F₂₁ bedeutet einen normalen Weg eines Zweiwegeverstärkers, der Pfeil unter V₂₁ in der Abb. ι weist darauf hin, daß F₂₁ Wechselspannungen, die über F₂ ankommen, verstärkt, an die Fernmeldeleitung F₁ weitergibt. Während die über die Fernleitung F₂ ankommenden Wechselspannungen von V₂₁ verstärkt und ohneÄnderung ihrer Schwingungszahl an F₁ weitergegeben werden, wird in dem Ausführungsbeispiel die Frequenz der über F₁ ankommenden Wechselstromzeichen transformiert. Es seien / die Frequenz und A die Amplitude dieser Zeichen bzw. eine in den über F₁ ankommenden und nach F₂ verstärkt zu übertragenden Zeichen enthaltene Frequenz und die ankommende Amplitude dieser Schwingung von der Frequenz f; f_t sei die vom Sender S₁ erzeugte Frequenz und A₁ die Amplitude dieser Schwingung von der Frequenz/^; endlich sei die Frequenz der von dem Sender S₂ erzeugten Schwingung mit f₂ und ihre Amplitude mit A₂ bezeichnet.

Man erkennt aus der Abbildung, daß auf den Modulator M₁ außer A sin (2 π ft) noch die Wechselspannung A₁ sin (2 π f{t) wirkt. Der Modulator sei in bekannter Weise so geschaltet, daß er die ihm vom Sender S₁ zugeführte Trägerfrequenz unterdrückt; es werden dann von M₁ an die Drosselkette D₁ Wechselspannungen von der Frequenz (Z₁ + f) und (Z₁ — /) und der Amplitude C₁A A₁ abgegeben, wo der Faktor C₁ ein Maß für die in dem Modulationsgerät M₁ stattfindende Verstärkung bedeutet. Die Drosselkette D₁ sei so dimensioniert, daß sie alle Frequenzen abdrosselt, die oberhalb der Frequenz des Senders S₁ liegen. Die Drosselkette D₁ unterdrückt also die Schwingungen der Frequenz (₁ + /); und auf das Modulationsgerät M₂ wirken 2 Wechselspannungen der Amplitude C₁AA₁ und A₂ und der Frequenz (f_t — /) und /o· Auch der Modulator Ai₂ sei so geschaltet, daß er die ihm vom Sender S₂ zügeführte Trägerfrequenz/₂ unterdrückt; dann werden von M₂ an die Drosselkette D₂ Wechselspannungen von der Frequenz (/^₂+ A—f) und (f₂—f_t+f) und der Amplitude C₁C₂-^i ^₂ abgegeben, wo C₂ ein Maß für die in dem Modulationsgerät M₂ stattfindende Verstärkung bedeutet. Die Drosselkette D₂ sei so

dimensioniert, daß sie alle Frequenzen abdrosselt, die oberhalb ' der Frequenz des Senders ^₂ Hegen; die Drosselkette D₂ unterdrückt also die Schwingungen der Frequenz (fs + /i — /); ^und ^an die Fernleitung F₂ wird an Stelle der über die Leitung^ eintreffenden Schwingung von der Amplitude A und der Frequenz f eine Schwingung von der Amplitude C₁ C₂ A A₁A₂ und der Frequenz (/+ f_s —Z₁)

ίο abgegeben, wo (Z₂ — Zi) positiv oder negativ sein kann, je nachdem, ob man Zi < f₂ oder Z₁ > Z₂ wählt.

Man erkennt aus der vorstehenden Beschreibung der Vorgänge in dem von F₁ nach F₂ wirksamen Wege des betrachteten Zweiwegeverstärkers, daß durch die Frequenztransformation von f auf f + Δ/, wo

eine Selbsterregung des Zweiwegeverstärkers infolge schlechter Nachbildfähigkeit der Fernmeldeleitungen F₁ und F₂ vermieden wird. Denn angenommen, es seien infolge schlechter Nachbildfähigkeit der Leitungen F₁ und F₂ für irgendeine Frequenz f die in den Augleichsschaltungen AUe₁ und AUe₂ erreichbaren Echodämpfungen geringer als die in den einzelnen Wegen des Zweiwegeverstärkers stattfindende Verstärkung, so kann doch eine Schwingung der Frequenz f sich nicht zu störender Amplitude aufschaukeln, weil innerhalb der kurzen Zeit eines Umlaufs der Wechselspannung — auf dem Wege: Ausgleichsübertrager AUe₂, Verstärker V₂₁, Ausgleichsschaltung AUe₁, Reihenschaltung M₁ D₁ M₂ D₂, Ausgleichsschaltung AUe₂ — die Schwingung von der Frequenz Z in eine Schwingung der Frequenz Z + ΔΖ umgewandelt wird.

Es seien nun an Stelle der einen Frequenz f deren mehrere betrachtet, nämlich f f" f", von denen vorausgesetzt sei, daß sie als Frequenzen einzelner Teilschwingungen in der auf dem Wege von F₁ nach F₂ zu verstärkenden Wechselspannung enthalten sind. An Stelle dieser Teilschwingungen werden von dem Zweiwegeverstärker gemäß der Erfindung an die Leitung F₂ Teilschwingungen abgegeben von der Frequenz (Z' + f« — Zi) >

(Z" + Z₂- Λ), (/'" + h — fi) ι (f +A — Λ) hat eine größere Tonhöhe als (Z" + f₂ — Zi) > wenn /" > f", und (Z" + Z2 — Zi) eine größere Tonhöhe als (f'" + f₂ —Zi) > wenn f">f"; ganz allgemein werden nach dem Verfahren zur Verminderung der Pfeifneigung gemäß der Erfindung die Tonhöhenunterschiede ihrem Vorzeichen nach erhalten, während die Tonhöhen der Teilschwingungen entweder alle erniedrigt— wenn in dem Ausfühungsbeispiel (Zo — Zi) negativ ist — oder erhöht werden — wenn (f₂ — Zi) positiv ist.

Es ist bekannt, daß die Pfeifneigung in Fernmeldeleitungen mit mehreren Zweidrahtz wischen verstärkern bei gleicher Qualität der einzelnen die Zwischenverstärker verbindenden Leitungsabschnitte und gleicher Verstärkung aller Zwischenverstärker für den mittleren Zwischenverstärker am größten ist. Es wird sich daher empfehlen, in Fernmeldeleitungen mit mehreren Zwischenverstärkern insbesondere den mittleren mit einer Anordnung zur Verminderung der Pfeifneigung gemäß der Erfindung auszurüsten.

Die Tatsache, daß durch die Anordnung zur Verminderung der Pfeifneigung von Zwischenverstärkern gemäß der Erfindung die Frequenz der in der Fernmeldeleitung zu übertragenden Schwingungen geändert wird, ist für einige Arten der Nachrichtenübermittlung unschädlich, z. B. bei Wechselstromtelegraphie, wo man die selektiv auf die Trägerfrequenz Z ansprechenden Empfangseinrichtungen nur in an sich bekannter Weise statt auf die Trägerfrequenz auf die durch Transformation aus Z erzeugte Frequenz (Z + Za —/1) einzustellen braucht, um das Verfahren gemäß der Erfindung anzuwenden.

Für andere Arten der Nachrichtenübermittlung, z. B. für den Programmaustausch zwischen Rundfunksendern, ist eine Abänderung der Frequenz der übertragenen Wechselströme unerwünscht. Man kann in solchen Fällen die Schaltungsanordnung zur Verminderung der Pfeifneigung von Zweidrahtzwischenverstärkern in einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens so anwenden, daß man zwei Verstärker der Fernmeldeleitung, z. B. bei einer Fernmeldeleitung mit sieben Zweidrahtzwischenverstärkern den zweiten und den fünften Zwischenver·= ιοθ stärker, mit Einrichtungen zur Frequenztransformation derart komplementär ausrüstet, daß in dem Weg von Ost nach West des zweiten Zwischenverstärkers die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen um ΔΖ erhöht, in dem Weg von Ost nach West des fünften Zwischenverstärkers die Frequenz der zu verstärkenden Wechselspannungen um ΔΖ erniedrigti also wieder auf den ursprünglichen Wert gebracht wird, ng

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Verminderung der Pfeifneigung von Zwischenverstärkern für Gegensprechverkehr, bei dem in einem Weg des Zweiwegeverstärkers eine Erhöhung oder Erniedrigung der Frequenzen der einzelnen in der zu verstärkenden Wechselspannung enthaltenen Schwingungen stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Erniedrigung bzw. die Erhöhung

   der Frequenzen derart erfolgt, daß die Tonhöhenunterschiede der zu übertragenden Schwingungen ihrem Vorzeichen nach erhalten bleiben.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß diese Frequenzerhöhung oder Frequenzerniedrigung durch eine zweistufige Modulation bei unterdrückter Trägerfrequenz und Abdrosselung des oberen Seitenbandes bewirkt wird, so daß, wenn / eine zu transformierende Frequenz und Z₁ und f₂ die beiden Trägerfrequenzen bezeichnen, als Ergebnis der zweistufigen Modulation eine Schwingung der Frequenz (f -\- f₂ — fi) übrigbleibt, wo (^₂ — f_±) positiv oder negativ sein kann.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in langen Fernmeldeleitungen mit mehreren Zwei- ίο drahtzwischenverstärkern insbesondere ein Zwischenverstärker in der Mitte oder annähernd in der Mitte der Fernleitung mit einer Anordnung zur Frequenztransformation zwecks Verminderung der Pfeifneigung ausgerüstet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fernmeldeleitung mit mehreren Zwischenverstärkern die Frequenzen in einer Übertragungsrichtung in einem Zwischenverstärker eine Frequenzerhöhung, in einem anderen der gleichen Richtung eine gleich große Frequenzerniedrigung erfahren, so daß am Empfangsort die über die Fernmeldeleitung zu übertragenden Wechselspannungen mit ihrer ursprünglichen Frequenz eintreffen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen