DE590247C - Rueckkopplungssperre in Fernsprechleitungen - Google Patents

Description

Bei Vierdrahtverbindungen, die auch drahtlose Strecken enthalten können, werden sogenannte Rückkopplungssperren angewendet, die den Zweck haben, das Pfeifen der Verbindung dadurch zu verhindern, daß sie mittels sprachgesteuerter Schaltorgane in jedem Betriebszustand der Verbindung nur einen Übertragungsweg durchschalten, den anderen dagegen unterbrochen halten; insbesondere können als Schaltorgane sprachgesteuerte Relais Verwendung. finden. Diese Relais haben also die Aufgabe, beim Eintreffen von Sprechströmen die Sprechrichtung durchzuschalten und die Gegenrichtung zu sperren. Hierzu sind im allgemeinen mindestens zwei voneinander elektrisch getrennte Schaltkontakte erforderlich. Man wird also entweder für beide Richtungen ein gemeinsames Relais mit mehreren Kontakten oder für jede Richtung je ein Relais mit einem Kontakt verwenden müssen. Legt man also an den Eingang' des Verstärkergleichrichters, der die Relais betätigt, eine Wechselspannung und erhöht diese allmählich, so wird von einer bestimmten Spannung ab die anfänglich übertragungsfähige Sprechrichtung unterbrochen werden, so daß beide Richtungen gesperrt sind. Bei weiterer Erhöhung der Spannung wird dann die anfa'ngs gesperrte Gegenrichtung übertragungsfähig. Beim Sinken der Spannung wird das gleiche in umgekehrter Reihenfolge eintreten, doch wird im allgemeinen das Sperren bzw,, öffnen beim Steigen bzw. Sinken der Spannung nicht bei dem gleichen Spannungswert erfolgen. Als Übergangsbereich sei im folgenden der Bereich der Spannung verstanden in dem eine gleichzeitige Sperrung beider Rieh tungen möglich ist. Der Übergangsbereich muß mit Rücksicht auf die Störempfindlichkeit der Anordnung möglichst schmal gehalten werden. Denn die zum Umschalten verwen-. deten Sprechströme müssen mindestens so groß sein, daß sie die obere Grenze des Übergangsbereichs überschreiten, dagegen müssen die Störströme unterhalb der unteren Grenze des Übergangsbereichs bleiben. '

Bei den bisher bekannten Einrichtungen werden entweder Röhren, deren Gitter- oder Anodenpotential verlagert wird, oder mehrere Relais verwendet. Bei Röhrenschaltungen, bei denen das Gitter- oder Anodenpotential einer Röhre unmittelbar durch die verstärkten und gleichgerichteten Sprechspannungen verlagert wird, setzt das Sperren mit zunehmender Span- · nung allmählich ein, diese Schaltungen besitzen also einen verhältnismäßig breiten Übergangsbereich. Um diese Erscheinung zu vermeiden, sind Schaltungen entwickelt worden, bei denen zwischen den Verstärkergleichrichtern und der Sperröhre ein labiles Glied (Röhrenkipprelais, Glimmlampe) eingeschaltet ist, das bewirkt, daß beim Überschreiten einer bestimmten Wechselspannung am Eingang des Verstärkergleichrichters das Gitter- oder Anodenpotential, unabhängig vom weiteren Verlauf der Sprechspannung, sprunghaft vom einen zum andern Grenzwert übergeht. Bei diesen Schaltungen ■tritt das Umschalten bei steigender Spannung bei einem andern Wert ein als bei fallender

Spannung (beispielsweise wegen des Unterschiedes zwischen Zünd- und Löschspannung der verwendeten Glimmlampe), der Übergangsbereich ist also auch hier nicht ganz beseitigt. Auch bei Relais ist ein Unterschied zwischen Anzugs- und Abfallstromstärke vorhanden, doch ist dieser Unterschied bei einem richtig eingestellten Telegraphenrelais sehr gering, und zwar geringer als bei den Röhrenschaltungen. Auch to im Hinblick auf die Ansprechzeit steht die Relaisschaltung der Röhrenschaltung nicht nach. Die vom Gleichrichter gelieferten Spannungen dürfen nicht unmittelbar und ungeglättet auf das Gitter der zu sperrenden Röhre einwirken, da sonst der Wechselstromanteil der Gleichrichterspannung durch diese Röhre verstärkt wird und auf die zu sperrende Leitung gelangt. Steigt die Verlagerungsspannung zu rasch an, so wird der Strom im Ausgangsübertrager des Sperrverstärkers plötzlich unterbrochen) was einen Spannungsstoß in der angeschlossenen Leitung zur Folge hat. Bei den Röhrenschaltungen wird deshalb die vom Gleichrichter gelieferte Spannung durch besondere Netzwerke geglättet und der Anstieg verlangsamt. Die Eigenschaft der Elektronenröhre, daß der Elektronenstrom durch das Gitter praktisch trägheitslos gesteuert wird, kann also hier gar nicht ausgenutzt werden, so daß man die Ansprechzeit einer mit Röhren arbeitenden Rückkopplungssperre nicht kurzer machen kann als die einer Relaisrückkopplungssperre. Relais- und Röhrenschaltungen lassen sich also in bezug auf Übergangsbereich und Ansprechzeit gleichwertig machen, jedoch ist bei den Röhrenschaltungen der Aufwand größer.

Es ist folgende Anordnung der Relais möglich: In Sende- und Empfangsrichtung befindet sich je ein Telegraphenrelais, deren Wicklungen gemeinsam vom Gleichrichterstrom durchflossen werden. Bei dieser Anordnung muß man, um einen Übergang von Sprechströmen aus der Sprechrichtung in die Gegenrichtung auch während des Umschaltens zu vermeiden, das Relais der zu öffnenden Sprechrichtung unempfindlicher einstellen als das der zu sperrenden Gegenrichtung; hier wird also der Übergangsbereich ziemlich breit. Weiter wäre es möglich, ein Relais mit mehreren Kontakten zu verwenden.

Allgemein werden nun die empfindlichen Telegraphenrelais mit einem Wechselkontakt ausgeführt, weil zum sicheren Arbeiten mehrerer Kontakte ein großer Ankerhub erforderlich wäre, der mit Rücksicht auf die Schaltzeit nicht zulässig ist. Es käme also nur eine der Relaistypen in Frage, wie sie im Fernsprechbetrieb gebräuchlich sind; bei diesen ist aber, eben wegen des großen Ankerhubs, die Stromstärke für das Anziehen des Ankers wesentlich größer als die Abfallstromstärke. Eine derartige Einrichtung besitzt also auch einen breiten Übergangsbereich. Endlich könnte man die Wicklung eines Telephonrelais, dessen Kontakte die Sprechkreise umschalten, in einen Ortsstromkreis legen, der durch ein sprachbetätigtes TeIegraphenrelais getastet wird. Der Übergangsbereich einer solchen Anordnung ist nicht breiter als der eines Telegraphenrelais, dafür addieren sich jetzt die Ansprechzeiten der beiden Relais, so daß die Ansprechzeit der gesamten Anordnung sehr groß wird. Bei den bisher bekanntgewordenen Relaisanordnungen kann also nur entweder kurze Ansprechzeit oder ein schmaler Übergangsbereich erzielt werden.

Durch die nachstend erläuterte Erfindung wird erreicht, daß mit einem einzigen Wechselkontakt beide Sprechrichtungen geschaltet werden können, wodurch man kurze Ansprechzeit und schmalen Übergangsbereich zugleich erhält.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Abb. 1 bis 8 erläutert werden. Abb. ι zeigt die Vereinigung der vier Leiter einer Vierdrahtverbindung zu einem Dreileitersystem zwecks Anordnung eines einpoligen Umschalters. Abb. 2 und 3 dienen zur Erläuterung der Ausführungen über die Notwendigkeit und die erforderlichen Eigenschaften der Abschlußübertrager. Abb. 4 zeigt, wie die Abschlußübertrager und der Relaiskontakt in die Vierdrahtleitung einzusetzen sind, um ein Übersprechen zu vermeiden. Abb. 5 stellt ein Beispiel der auf Grund der erläuternden Schaltanordnung aufgebauten Vierdrahtrückkopplungssperre dar. Abb. 6 zeigt, wie Verstärker in die Schaltung nach Abb. 5 eingeführt werden können. Abb. 7 ist eine Einrichtung zum rückkopplungsfreien Anschluß einer Zweidrahtstrecke an eine Vierdrahtstrecke. Abb. 8 ist eine Zweidrahtrückkopplungssperre.

Die beiden Doppeladern, welche die Übertragung in beiden Richtungen vermitteln, werden an der Stelle, an der geschaltet werden soll, zu drei Leitungen zusammengefaßt, von denen die eine beiden Richtungen gemeinsam ist (Abb. 1). In dem einen Knotenpunkt r, in dem je eine Ader der Sprech- und Gegenrichtung zusammenkommen, läßt sich dann der Umschaltekontakt eines Telegraphenrelais anbringen, der in der gezeichneten Stellung die obere Richtung durchgeschaltet hat. Bei dieser Schaltung würde aber ein starkes Übersprechen in der Gegenrichtung auftreten, weil die Leitungen nur einpolig unterbrochen werden. Die über die in Abb. 1 rechts angedeutete Gabel zurückkommenden Sprechströme rufen ine Wechselspannung zwischen den Punkten 3 und 4 hervor. Dann besteht aber auch zwischen und Erde eine Wechselspannung. 6 liegt über die Kapazität der Ader an Erde, es besteht somit zwischen 5 und 6 eine Spannung. Die Gegenrichtung ist also, insbesondere für

die höheren Frequenzen, trotz der Trennung bei ι noch übertragungsfähig.

Zum Vermeiden des Übersprechens müssen in mindestens drei der vier Doppelleitungsenden Übertrager eingebaut werden. Bei der Verwendung gewöhnlicher Übertrager ließe sich das Übersprechen nicht beseitigen (Abb. 2), da hier noch immer die unterbrochene Leitung über die Kapazität der Wicklung gekoppelt ist; bei Abschirmung der Wicklungen tritt dagegen induktive Kopplung auf (Abb. 3). Zwischen der nicht abgeschalteten Ader 4 und Erde besteht eine gewisse Spannung, die sich der Wicklung 7 des Übertragers mitteilt. In der Ader 4 fließt dann ein Strom, der seine Fortsetzung in dem Verschiebungsstrom findet, der über die Kapazität der Wicklung 7 zum Schirm fließt. Die Primärwicklung 7 wird also von einem Strom durchflossen, so daß in der Sekundärwicklung 8 trotz der Abschirmung auf induktivem Wege eine Spannung erzeugt wird. Verhindert wird das Übersprechen nur bei der Verwendung kapazitätsarmer geschirmter Übertrager (Abb. 4). Die geschirmten Wickhingen 9 liegen an den ankommenden und abgehenden Doppeladern, die kapazitätsarmen Wicklungen 10 nach dem Dreileitersystem zu. Einer der Übertrager 13,14 kann wegfallen. In ähnlicher Weise läßt sich zeigen, daß auch dann kapazitätsarme geschirmte Übertrager nötig sind, wenn die Kabelenden über Verstärker an die Umschaltekontakte angeschlossen sind. In Abb. 4 wird das Relais über einen Verstärkergleichrichter VG betätigt, dessen Eingang an den unteren Zweig der Dreileiterstrecke angeschlossen ist. Eine solche einfach betätigte' Rückkopplungssperre kann nur dann verwendet werden, wenn durch eine in der Vierdrahtstrecke 18', 19' angeordnete Echo- oder Rückkopplungssperre dafür gesorgt wird, daß von den über 19' ankommenden Strömen nichts in die Leitung 18' gelangt, oder wenn der Verstärkergleichrichter durch besondere Mittel gegen die Sprechströme des einen Teilnehmers unempfindlich gemacht wird.

Abb. 5 zeigt die Anordnung der Schalter und Verstärkergleichrichter bei einer doppeltbetätigten Rückkopplungssperre. Die Umschalter 22 und 23 sind hierbei in der Ruhelage gezeichnet, die Sprechrichtungen sind durch Pfeile gekennzeichnet. In der Ruhelage sind beide Sprechrichtungen gesperrt. Spricht der Teilnehmer links, so betätigt er mittels des Verstärkergleichrichters 20 den Schalter 23, schaltet damit seine Sprechrichtung durch und trennt gleichzeitig die Gegenrichtung, wodurch insbesondere das über die Gabel rechts zurückkommende Echo nicht zum Eingang des Verstärkergleichrichters 21 gelangen kann. Entsprechend arbeitet die Schaltung beim Besprechen der Gegenrichtung.

Sowohl in die Dreileiterstrecke als auch unmittelbar vor die Anschlüsse der Vierdrahtstrecken können Verstärker eingesetzt werden. Verstärker in der Vierdrahtstrecke sind notwendig, wenn die angeschlossene Leitung auch im gesperrten Zustand mit ihrem Scheinwiderstand abgeschlossen sein muß. Dies ist z. B. der Fall, wenn die zwischen Gabel und Rückkopplungssperre liegende Vierdrahtstrecke keine Verstärker enthält. Verstärker in der · Drei- und Vierleiterstrecke können dazu benutzt werden, die Dämpfung und Frequenzabhängigkeit der kapazitätsarmen Übertrager aufzuheben. Verstärker in der Dreileiterstrecke werden am besten nach Abb. 6 angeordnet. Hier liegt der Eingang parallel dem Eingang α α des Verstärkergleichrichters, und der Umschaltekontakt des zugehörigen Relais schaltet den Ausgang bb dieses Verstärkers auf die Leitung. Hierdurch wird erreicht, daß im Gegensatz zu der Schaltung nach Abb.5 die Spannung am Eingang«« des Verstärkergleichrichters unabhängig von der Ankerstellung der zugehörigen Relais 23 wird. Wird beispielsweise im oberen Zweig gesprochen, so geht das Relais 23 in die Arbeitsstellung. Hierdurch wird bei der Schaltung nach Abb. 5 dem Eingang des Verstärkergleichrichters 20 die kapazitätsarme Wicklung eines belasteten Übertragers parallel, geschaltet. Infolge dieser zusätzlichen Belastung sinkt die Spannung am Eingang des Verstärkergleichrichters 20, sie ist also von der Stellung des Relais 23 abhängig. In der Schaltung nach Abb. 6 liegt den Eingangsklemmen α α des Ver-Stärkergleichrichters der Eingang eines Verstärkers parallel, .durch das Relais 23 wird jetzt der Ausgang bb dieses Verstärkers belastet. Der an den Eingangsklemmen eines Fernsprechverstärkers gemessene Scheinwiderstand ist aber praktisch unabhängig von der Belastung der Ausgangsklemmen, infolgedessen ist die Spannung an den Klemmen α α von der Ankerstellung des Relais 23 unabhängig. Die gleiche Überlegung gilt für die Gegenrichtung.

Die in Abb. 4 dargestellte Schaltung kann in etwas geänderter Form auch zum rückkopplungsfreien Anschluß einer Vierdrahtstrecke an eine Zweidrahtstrecke dienen. Man denke sich den rechts von den Punkten 15,16,17 gelegenen Teil der Schaltung fort und verbinde die Punkte 15 und 16 miteinander. Man kann dann an der Verbindungsbrücke und dem Punkt 17 je eine Ader einer Zweidrahtleitung anschließen (Abb. 7). Die Ströme zur Steuerung des sprachbetätigten Relais müssen in diesem Falle der Seite 18 der Vierdrahtstrecke entnommen werden, die in der der Zweidrahtstrecke zugekehrten Richtung übertragungsfähig ist. Ein Verstärker 26 zwischen dem Übertrager 11 und den zum Eingang des Verstärkergleichrichters 24 führenden Anschlüssen ist er-

forderlich. Beginnt nämlich der an der Zweidrahtstrecke 25 befindliche Teilnehmer zu sprechen, solange sich die Relaiszunge in der Arbeitsstellung befindet (Teilnehmer mit ankommender Vierdrahtleitung verbunden), so halten, falls der Verstärker 26 nicht vorhanden ist, seine über den Übertrager 11 fließenden Sprechströme das sprachbetätigte Relais in der Arbeitsstellung fest.

Fügt man zwei Schaltungen nach Abb. 7 mit den Vierdrahtseiten zusammen, so entsteht ein rückkopplungsfreier Zweidrahtverstärker (Abb. 8) ohne Gabeln. Ein derartiger rückkopplungsfreier Zweidrahtverstärker ist beim Anschluß einer Zweidrahtleitung an ein Zweidrahtseekabel oder bei sonstigen Anordnungen, bei denen die Dämpfung eines langen Leitungsstückes durch einen einzigen Verstärker aufgehoben werden muß, notwendig. Weiter werden Pfeifneigung und Rückkopplungsverzerrung einer langen Zweidrahtleitung durch Zwischenschalten eines rückkopplungsfreien Zweidrahtverstärkers herabgesetzt, weil hierdurch die Leitung in zwei Teile zerfällt, zwischen denen keine Rückkopplung möglich ist. Es bestehen nur noch die Rückkopplungswege der einzelnen Leitungsstücke. Über einen rückkopplungsfreien Zweidrahtverstärker lassen sich zwei Zweidrahtleitungen zusammenschalten, ohne daß zusätzliche Pfeifneigung entsteht.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Rückkopplungssperre in Fernsprechleitungen, bei welcher Sprech- und Gegensprechrichtung dadurch zu drei Leitern zusammengefaßt sind, daß ein Leiter beiden Richtungen gemeinsam ist, und bei welcher ein Wechselkontakt eines sprachbetätigten Relais die gemeinsame Ader entweder in die Sprech- oder in die Gegensprechrichtung schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenschaltung der beiden Doppeladern zu drei Leitern durch kapazitätsarme Übertrager erfolgt, die mit den kapazitätsarmen Wicklungen an die Dreileiterstrecke angeschlossen sind.
2. 2. Rückkopplungssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dreileiterstreckezwei einpolige Umschalter derart angeordnet sind (Abb. 5), daß zwischen diesen die Energie zur Betätigung der Relais abgenommen wird und daß bei Betätigung des einen Relais die Energiezufuhr zum anderen Relais unterbrochen wird.
3. 3. Rückkopplungssperre zum Anschluß einer Zweidrahtleitung an eine Vierdrahtleitung (Abb. 7) oder an die zum Sender und Empfänger einer drahtlosen Gegensprechverbindung führenden Leitungen nach Anspruch 1, bei der je ein Leiter des ankommenden und des abgehenden Vierdrahtzweiges mit der einen Ader, der Zweidrahtleitung durch den Anker eines sprachbetätigten Relais abwechselnd verbunden wird, während die drei übrigen Leiter dauernd miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierdrahtleitung mit dem Dreileitersystem über kapazitätsarme Übertrager gekoppelt ist, deren kapazitätsarme Wicklungen auf der Seite des Dreileitersystems liegen, und daß zwischen den Anschlußpunkten auf dem ankommenden Zweige, an denen die Sprachschwingungen · abgezweigt werden und über einen Ver-Stärkergleichrichter das Relais steuern, und dem kapazitätsarmen Übertrager des ankommenden Zweiges ein Verstärker liegt.
4. 4. Rückkopplungssperre nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltungen gemäß Anspruch 3 zur Erzielung eines gabel- und rückkopplungsfreien Zweidrahtverstärkers mit den Vierdrahtseiten zusammengeschaltet werden (Abb. 8).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen