DE561532C - Anordnung zur Phasenentzerrung, insbesondere fuer Telephonstromkreise - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß lange belastete Kabelleitungen elektrische Wellen verschiedener Frequenz mit verschiedener Geschwindigkeit übertragen. Bei einem Telephoniestrom, der über solche Kabel auf weile Entfernungen übertragen wird, werden die Teilströme verschiedener Frequenz mit verschiedener Phase ankommen, so daß im allgemeinen eine verständliche Übertragung unmöglich ist. Um dies zu vermeiden, ist es gebräuchlich, elektrische Netzwerke, die die Phasenentzerrung der übertragenen Ströme aufheben, zu verwenden. Zur Phasenentzerrung ist bereits vorgeschlagen worden, das Frequenzband in einzelne Bänder aufzuteilen, die einzeln für sich leichter angeglichen werden können. Für große Entfernungen ist aber eine große Anzahl von Netzwerken erforderlich, um diese Kompensation zu bewirken, was mit großen Kosten verbunden ist. Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel anzugeben, die die Kosten und die Zahl der erforderlichen elektrischen Netzwerke vermindert.

Gemäß der Erfindung wird das in einer Anordnung zur Phasenentzerrung, insbesondere für Telephonstromkreise, mit Unterteilung des Signalfrequenzbandes dadurch bewirkt, daß in jedem Einzelband durch an sich bekannte elektrische Netzwerke, die von der Frequenz abhängige Laufzeitkurven aufweisen, die Laufzeiten für die einzelnen Frequenzen jedes einzelnen Bandes ausgeglichen sind und gleichzeitig an sich bekannte Mittel mit konstanter Laufzeit vorgesehen sind, um die Leitzeiten der Frequenzen verschiedener Einzelbänder untereinander gleichzumachen.

Die Erfindung kann angesehen werden als ein Mittel zur Verringerung der Zahl der elektrischen Netzwerke in einer phasenentzerrenden Anordnung durch Verwendung von Phasenverzögerungsmitteln mit gleichmäßiger Verzögerung. Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert werden.

Abb. ι zeigt eine Kurve A-B-E, die die Laufzeit in Abhängigkeit von der Frequenz für ein normal belastetes elektrisches Übertragungssystem wiedergibt.

Abb. 2 zeigt schematisch eine Anordnung zur Ausführung der Erfindung.

In Abb. 3 wird eine Anordnung gezeigt, die in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden kann.

Aus Abb. ι ist zu ersehen, daß die Laufzeit mit der Frequenz zunimmt, und es ist bekannt, eine Anzahl von phasenkorrigierenden Netzwerken zu verwenden, um eine gleichmäßige Laufzeit aufzubauen, die durch die Linie D-E gegeben wird. Man fand, daß, um diese zu bewerkstelligen, eine große Anzahl von Netzwerken erforderlich ist, und zwar ist die Zahl der erforderlichen Elemente der Netzwerke fast direkt proportional zu der zwischen der Kurve A-B-E und der

Linie D-E liegenden Fläche, wenn ^₁ entsprechend dem Punkte A die niederste und f₂ entsprechend dem Punkte E die höchste der zu übertragenden Frequenzen ist. In einer Anordnung gemäß der Erfindung, wie sie beispielsweise in Abb. 2 dargestellt ist, wird die Sprache, die über die Leitung ι ankommt, zwei Filtern, 2 und 3, zugeführt. Das Filter 2 ist so bemessen, daß es alle Frequenzen über /_s unterdrückt und gegebenenfalls auch die Frequenzen unter f_t. Das Filter 3 unterdrückt alle Frequenzen unter /3 und gegebenenfalls auch die Frequenzen über f₂. Der Ausgang des Filters 2 ist mit einem der bekannten phasenentzerrenden Netzwerke verbunden, das durch das Viereck 4 dargestellt ist, welches die Laufzeiten im Bereiche f_t und f₃ von der Kurve A-B bis zur geraden Linie F-B aufbaut. Der Ausgang dieses Netzwerkes ist mit einer Anordnung S verbunden, die eine konstante Verzögerung bewirkt und die Laufzeiten von der Linie F-B bis zur Linie D-G erhöht. Der Ausgang der Anordnung 5 kann dann einer dämpfungsentzerrenden Anordnung 6, wie beispielsweise einer Dämpfungsschaltung, zugeführt werden. Der Ausgang von 6 wird der zum Empfänger führenden Leitung 7 zugeführt. Der Ausgang des Filters 3 ist mit einem Netzwerk 8 zur Kompensation der Phase verbunden, das die Verzögerung innerhalb der Frequenzen /₃ und f₂ von der Kurve B-C bis zur Geraden G-E aufbaut. Der Ausgang des Netzwerkes 8 ist mit einer dämpfungsentzerrenden Anordnung 9 verbunden, die ein Verstärker oder eine Dämpfungsschaltung sein kann. Der Ausgang von 9 führt zur Leitung 7.

Aus dem Obigen ist zu ersehen, daß die durch die phasenentzerrenden Netzwerke aufgefüllte Fläche durch"die Flächen A-F-B und B-C-E-G wiedergegeben wird, während die Fläche B-F-D-G durch die Anordnung mit konstanter Laufzeit aufgefüllt wird. Es ist auch zu ersehen, daß um so kleinere Flächen durch die elektrischen Netzwerke aufgefüllt zu werden brauchen, je größer die Fläche B-F-D-G gewählt wird. Die Bedingungen für diesen günstigsten Fall können jederzeit aus der gegebenen Laufzeitkurve berechnet werden. Als Beispiele für die Ausführung der phasenverzögernden Anordnung mit konstanter Laufzeit seien folgende

i. Das Telegraphon

Dieses besteht aus einer Anordnung, bei

der die zu übertragenden Stromänderungen durch eine Spule gehen, an deren Polende ein Weicheisenband mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorübergezogen wird. Die Änderungen der Magnetisierung im Eisenband werden dann als Aufzeichnungen der Stromänderungen dienen und beim Durchgehen durch einen Schlitz eines magnetischen Kreises in diesen Flußänderungen hervorrufen, die wieder ihrerseits eine Nachbildung der ursprünglichen Ströme erzeugen können. In Abb. 3 ist das Prinzip des Telegraphons dargestellt. Dieses enthält einen magnetisierbaren Draht oder ein magnetisierbares Band 1, der bzw. das stetig über die Rolle 2 ■and 3 bewegt wird. In der Nähe dieses bewegten Drahtes befindet sich eine Magnetspule 4, der die ankommenden elektrischen Ströme aufzeichnet. Eine zweite Magnetspule 5 nimmt die Aufzeichnungen auf und verwandelt sie wieder in das Signal. Solche Anordnungen sind auch bereits dazu bekannt geworden, ein gesamtes Sprachfrequenzband um einen bestimmten Betrag zu verzögern. Durch Änderung des Abstandes der aufnehmenden Magnetspule 5 von dem schreibenden Magneten 4 oder durch Veränderung der Geschwindigkeit des bewegten Drahtes kann jede gewünschte Verzögerung erzielt werden. Der Elektromagnet 6 ist dazu bestimmt, die magnetischen Zeichen wieder auszulöschen, bevor der Draht wieder die Magnetspule 4 erreicht. Mit Hilfe dieser Anordnung kann go eine vollständige gleichmäßige Verzögerung erreicht werden.

2. Akustische Verzögerungs-

. anordnung ^₅

Eine akustische Verzögerungsanordnung kann dadurch gebildet werden, daß ein elektrischer Schallsender, beispielsweise Lautsprecher, auf ein Mikrophon einwirkt, das sich in bestimmter Entfernung von diesem 'befindet.

3. Mechanische Ver zöger ungsanordnungen

Als mechanische Verzögerungsanordnungen können die den elektrischen Verzögerungsnetzwerken analogen mechanischen Netzwerke verwendet werden, wie sie z. B. auch in der Zeitschrift »The Wireless World«, 1924, Band XIV, S. 643 beschrieben-sind. So kann z. B. für praktische Zwecke bereits durch die einer Spulenleitung analoge mechanische Verzögerungsschaltung ein Verzögerungsmittel mit hinreichend konstanter Laufzeit erreicht werden, wenn die Grenzfrequenz des mechanischen Netzwerkes nur hinreichend hoch über der höchsten der zu übertragenden Frequenzen liegt.

In der Abb. 4 ist ein solches, einer Spulenleitung entsprechendes mechanisches Netzwerk schematisch angegeben. Dabei entsprechen in der Wirksamkeit die Gewichte M

den Spulen und die Federn F den Kapazitäten der Spulenleitung. Ebenso wie der Spulenleitung kommt auch diesem mechanischen Gebilde eine Grenzfrequenz zu, die durch die Eigenschwingung der Massen und Federn bestimmt ist. Auf das mechanische Netzwerk, das mit halber Impedanz abgeschlossen gezeichnet ist, überträgt der sehematisch dargestellte Erregermagnet E die

ίο mechanischen Schwingungen, die beispielsweise durch ein Kohlemikrophon K wieder in elektrische Schwingungen verwandelt werden. Mit Hilfe von leichten Gelenkstäben, Federn und Massen lassen sich noch kompliziertere mechanische Gebilde herstellen, die höher zusammengesetzten elektrischen Netzwerken entsprechen. Solche Netzwerke, z. B. Kreuzglieder, können dazu dienen, die Laufzeitkurve der mechanischen Spulenleiterglieder zu verbessern, in einer Weise, die vom Phasenausgleich von Pupinkabeln bekannt ist.

Es ist ersichtlich, daß der Frequenzbereich in eine beliebige Zahl von Bändern größer als zwei aufgeteilt werden kann, wobei der Anteil der durch die Mittel mit konstanter Laufzeit geleisteten Kompensation mit zunehmender Bänderzahl wächst, wodurch eine entsprechende Verringerung der Kosten und Elementezahl der elektrischen Netzwerke bewirkt wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Phasenentzerrung, insbesondere für Telephonstromkreise, mit Unterteilung des Signalfrequenzbandes in Einzelbänder und getrennter Phasenentzerrung, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Einzelband durch an sich bekannte elektrische Netzwerke, die von der Frequenz abhängige Laufzeitkurven aufweisen, die Laufzeiten für die einzelnen Frequenzen jedes einzelnen Bandes ausgeglichen sind und gleichzeitig an sich bekannte Mittel mit konstanter Laufzeit vorgesehen sind, um die Laufzeiten der Frequenzen verschiedener· Einzelbänder untereinander gleichzumachen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzbänder so verteilt werden, daß ein möglichst großer Anteil der durch die phasenentzerrenden Mittel aufzufüllenden Fläche auf die Anordnungen mit konstanter Laufzeit entfällt.
3. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das phasenentzerrende Mittel konstanter Laufzeit aus einem Telegraphon besteht.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das phasenentzerrende Mittel konstanter Laufzeit durch die an sich bekannte Kombination einer Lautsprecher- und Mikrophonanordnung gebildet wird.
5. 5. Anordnung nach, den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das phasenentzerrende Mittel konstanter Laufzeit aus einem an sich bekannten mechanischen Verzögerungsnetz besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen