DE608368C - Einrichtung zum UEbertragen von Signalen unter Verwendung der Brueckenschaltung - Google Patents
Einrichtung zum UEbertragen von Signalen unter Verwendung der BrueckenschaltungInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/12—Compensating for variations in line impedance
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Die Verzerrungen bei der Übertragung von Nachrichtensignalen haben ihre Ursache in
den elektrischen Eigenschaften der Leitung, wobei in erster Linie die Kapazität und In-—
5 duktivität von Bedeutung sind. Diese beiden Faktoren wachsen bei gegebenem Leitungsoder Kabelquerschnitt und gleichen Verlegungsbedingungen
mit der Länge der Leitung und nehmen schon bei verhältnismäßig geringer Länge der Leitung Werte an, die
ohne besondere Hilfsmittel eine jede Signalübertragung unmöglich machen würden.
Zur Kompensation des kapazitiven Übergewichts von Kabelleitungen sind nun im
wesentlichen zwei Methoden vorgeschlagen worden, deren erste von Krarup stammt und
darin besteht, die einzelnen Kabeladern fortlaufend mit einem dünnen Draht aus geglühtem
Eisen zu umwickeln, während nach dem zweiten Verfahren von Pup in in gewissen Abständen voneinander um einen Eisenkern
gewickelte Drahtspulen in die Kabelleitungen eingeschaltet werden. Es ist klar, daß diese
Kompensationsmittel nur für einen ganz bestimmten Betriebsfall und insbesondere für
eine ganz bestimmte Frequenz optimal sein können, denn es läßt sich leicht zeigen, daß
die Kapazitäts- und Induktivitätsverhältnisse einer Leitung von der Kreisfrequenz des
Wechselstromes unmittelbar abhängig sind. Die Erfindung schafft hier eine grundlegende
Änderung der Betriebsverhältnisse. Durch die Erfindung wird es tatsächlich möglich,
die Induktivitäts-, Kapazitäts- und Widerstandsverhältnisse einer Leitung im Rhythmus der ihr aufgedrückten Schwingungen
oder der auf sie einwirkenden elektrischen Veränderungen momentan derart zu verändern,
daß die Leitung in jedem Betriebszeitpunkt die optimalen Eigenschaften für die
jeweils übertragene Frequenz besitzt. Dabei ist dies nicht etwa mit einer Verteuerung der
Anlage oder einem größeren technischen Aufwand verbunden, sondern die Erfindung bringt im Gegenteil sogar insofern eine
wesentliche Ersparnis mit sich, als keine zusätzlichen Kapazitäten oder Induktivitäten,
wie Krarupbewicklungen oder Pupinspulen bei Kabeln, längs der Leitung mehr benötigt
werden.
Die Erfindung beruht auf dem bekannten Prinzip der Übertragung von Signalen unter
Verwendung der Brückenschaltung, bei welcher der Signalstrom durch oder bei Verschiebung
der Übertragungsleitung auf einem Brückenzweig hervorgerufen wird und der von diesem Differenzstrom gesteuerte Empfänger
mit einer Einrichtung versehen ist, mittels welcher das Ende· der Leitung auf einem anderen Brückenzweig so lange verschoben
wird, bis das Brückengleichgewicht wiederhergestellt ist. Gemäß der Erfindung
erfolgt nun die Verschiebung des Leitungsendes auf dem Brückenzweig der Empfangsseite mit einer so hohen, dem Rythmus der
übertragenen Frequenzen entsprechenden Geschwindigkeit, daß Empfänger und Sender
synchron arbeiten und die Einrichtung zur Telegraphie und Telephonie über große Entfernungen
verwendbar ist,
Die Schaltungen zur Erzielung eines derartigen Synchronismus können mannigfacher
Art sein, und-die-Zeichnung, an Hand derer
die Erfindung näher beschrieben sei, zeigt nur einige Möglichkeiten in schematischer Weise.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ι ist nur ein einadriges Kabel vorhanden,
dessen Ader 18 von dem geerdeten Bleimantel 19 umgeben ist. Die Leitungsader 18 ist über
die Drähte 11 und 12 einerseits an den Geber
10 und andererseits an den Empfänger 21 angeschlossen,
die von jeder beliebigen Art, also z. B. Telegraphentaste und Morseschreiber oder Mikrophon und Telephon, sein
können und daher in der Zeichnung nur schematisch angedeutet sind. Auf den Zweigen
2-3 bzw. 6-7 von Wheatstoneschen Brücken, die an den Stromquellen 15 und 16 liegen und
selbst beispielsweise aus Kapazitäten oder Induktivitäten bestehen, werden von dem
Geber 10 sowie dem Empfänger 21 nach Maßgabe
der Frequenz und Größe Ströme gesteuert. Diese Steuerung ist derart ausgebildet,
daß in ihren Brückenzweigent Selenzellen, Photozellen oder andere Körper oder Einrichtungen
angeordnet sind, welche die Eigenschaft haben, unter der Einwirkung von Lichtstrahlen
elektrisch leitend zu werden. Die Instrumente 10 und 21 verschieben unter Einwirkung
des sie durchfließenden Stromes ihre eine Zuleitung automatisch auf einen Brückenzweig,
und zwar derart, entweder mechanisch durch Abtasten des Brückenzweiges, z. B. durch
Gleiten des den Ausgleichstrom führenden Zeigers auf dem Brückenzweig, oder trägheitslos
in der Art, daß die elektrische Verbindung zwischen der Spule des Instrumentes und der Brücke durch Einwirkung von Lichtstrahlen
hergestellt wird. Wird beispielsweise der Geber 10 derart beeinflußt, daß die
Leitung 11, 18 mit dem Punkt f des Brückenzweiges
2-3 verbunden wird, so entsteht in der als Brückendiagonale wirkenden Übertragungsleitung
18 ein Differenzstrom, der die Übertragung des Geberausschlages zum
Empfänger 21 bewirkt. Der Empfänger 21 zeichnet, sofern er ein Telegraph ist, das
Signal auf; da er jedoch gemäß der Er^
findung gleichzeitig die Leitung 18 nach Maßgabe seines Ausschlages auf dem Brückenzweig
6-7 wiederum beispielsweise mittels einer Photozelle verschiebt, wird jetzt das
Gleichgewicht der Brücke 6-7, 8-9 gestört, deren Diagonale der Kabelmantel 19 ist.
Dieser Mantel' ist an dem Hilfsgeber 13 angeschlossen,
welcher unter Wirkung des durch ihn fließenden Ausgleichstromes den Mantel auf dem Brückenzweig 8-9 ζ. B. nach dem
Punkte k verschiebt. Gleichzeitig wird der mittels der Leitung 17; an das andere Ende des
Mantels 19 angeschlossene Hilfsempfanger 20
derart von dem Ausgleichstrom angetrieben, daß er den Mantel an den Punkt b des
Brückenzweiges 4-5 legt, wodurch das Gleichgewicht des ganzen Systems wiederhergestellt
ist.
Hieraus ergibt sich, daß die Übertragungsleitung 18, 19 ständig aufgeladen ist und
nicht etwa, wie es bei den bisherigen Systemen der Fall war, bei jeder Änderung der
aufgedrückten Spannung eine neue Aufladung erfährt.
Gemäß der Erfindung pendeln die Kapazitätsveränderungen zwischen Ader und Mantel
beständig hin und her, und es herrscht in jedem Augenblick ein statisches Gleichgewicht.
Dieser Gleichgewichtszustand ist, wenn man völlige Trägheitslosigkeit der
Geber und Empfänger voraussetzt, was, wie anderweitig gezeigt wird, tatsächlich geschehen
kann, völlig unabhängig von der Frequenz der übertragenen Ströme bzw. aufgedrückten
Spannungen.
Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel für Seekabel, bei welchem der Mantel als Seerückleitung
dient. Für Landkabel, bei denen die Zahl der Adern keine so ausschlaggebende Rolle spielt und man daher ohne nennenswerten
Nachteil eine besondere Ader für den Brückenkampensationsstrom vorsehen kann,
wird man im allgemeinen eine Schaltung nach Art der Fig. 2. vorziehen, da diese eine, automatische
Kompensation mit nur einem Geber und Empfänger ermöglicht, so- daß die Sende-
und Empfangsapperatur an sich erheblich einfacher wird. Die Fig, 3 zeigt ein zweiadriges
Kabel 18, 190, dessen Mantel hier nicht dargestellt ist, weil· er bei dieser Schaltung
keinerlei elektrische Funktionen zu erfüllen hat. Die eine Ader, beispielsweise 18,
ist wieder mittels der Drähte 11 und 12 an
den Geber 10 bzw. Empfänger 21 angeschlossen, während die zweite Ader 190 an
beiden Enden zu Brückenzweigen 2-3 und 4-5 führt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
an den Klemmen von Stromquellen 15 bzw. 16 liegen, deren negative Pole geerdet
sind,. Bei dieser Schaltung ' ist auf jeder Seite nur ein Brückenzweig erforderlich;
Im übrigen "ergibt sich ihre Wirkung aus der Beschreibung der Fig. 1 von selbst:
Wenn der Geber 10 die Leitung 11,18 im
Punkte α mit dem Brückenzweig 2-3 verbindet,
so hat der Empfänger 21 die Leitung auf den entsprechenden Punkt e. des
Brückenzweiges 4-5 eingestellt, so daß das
ganze System sich im Gleichgewicht befindet. . Sobald aber der Geber .10 die Leitung 11 beispielsweise
an den Punkt b o.der' c legt," fließt über 11, 18, 12 ein Ausgleichstrom riäch... dem
Empfänger 21, welcher derart ausgebildet
oder mit einer entsprechenden Einrich-
60S 36$
tung gekuppelt ist, daß er nach Maßgabe seines Ausschlages die Leitung 12 an den
Punkt d bzw. / des Brückenzweiges 4-5 legt, wodurch automatisch das Gleichgewicht des
Systems wiederhergestellt wird.
Die bisher beschriebenen Einrichtungen dienen zur automatischen und momentanen
Anpassung der Kapazitäts-, Induktivitätsoder Widerstandsverhältnisse eines Kabels
oder einer Freileitung an die Betriebsströme.
Die elektrischen Werte von Kabeln und
Freileitungen sind zeitliehen Änderungen unterworfen. Bei Freileitungen ändert sich
die Kapazität der einzelnen Drähte gegeneinander und deren Induktivität auch durch
Windbewegung. Beim Zweidrahtverkehr hat man die von außen her auf die Leitungen einwirkenden
veränderlichen Faktoren bisher in der Weise berücksichtigt, daß man Anfang und Ende der Leitung an eine Brücke anschloß,
deren einer Zweig, in der Schwachstromtechnik als Kunstleitung bezeichnet, die Leitung hinsichtlich ihrer Kapazitäten,
Induktivitäten und/oder Widerstandsverhält-' nisse nachbildet. Wenn sich die Größe dieser
Faktoren auch sehr viel langsamer ändert als die Betriebsströme in der Leitung, so daß
man ihnen durch Nachregulieren der Kunstleitung einigermaßen zu folgen vermag, so
ist doch klar, daß auch diese Methode nur eine sehr grobe Annäherung an die günstigsten
Verhältnisse ermöglichen kann, da es in der Praxis natürlich nicht möglich ist, die zur
Angleichung der Kunstleitung erforderlichen Messungen und Einstellungen in Abständen
von wenigen Minuten fortlaufend zu wiederholen. Insbesondere kann mit ihr nicht den
Kapazitäts- und Induktivitätsveränderungen Rechnung getragen werden, die sich aus den
atmosphärischen Verhältnissen für die Freileitungen ergeben. Gemäß der Erfindung ist
es aber möglich, das Übertragungssystem diesen von außen einwirkenden Faktoren
momentan und automatisch anzupassen.
Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung, und zwar ist hier zwecks Übersicht ausschließlich die
zum automatischen Angleichen der Kunstleitung dienende Einrichtung, nicht aber auch
die Schaltung nach Fig. 1 oder 2 dargestellt, die zur automatischen Angleichung an die
Betriebsströme dient.
Mit ι S ist die Leitung eines einadrigen
Kabels bezeichnet, dessen geerdeter Mantel bei 19 angedeutet ist. Die Kabelader 18 ist
an den Brückenzweig 2-3 angeschlossen. Der andere Brückenzweig 4-5, der die Rolle der
Kunstleitung spielt, liegt an der Stromquelle 15, deren negativer Pol mit dem Mantel 19
verbunden bzw. geerdet ist. An einem Punkt des Brückenzweiges 2-3 ist die Diagonale 180
abgezweigt, die zu einem Apparat oder Instrument führt, welches unter Wirkung des
Ausgleichstromes das andere Ende dieser Diagonale derart auf dem Zweig 4-5 verschiebt,
bis das Gleichgewicht selbsttätig wiederhergestellt ist. Ein solcher Diagonalstrom
wird nämlich entstehen, sobald sich beispielsweise der Kapazitätswert der Ader 18 gegen Erde durch äußere Beeinflussungen
verändert. Die Diagonale 180 wird dann
unter Einfluß dieses Stromes sebsttätig und momentan auf dem Brückenzweig 4-5 so weit
verschoben, beispielsweise vom Punkt b nach einem der Punkte c oder d, bis die Kunstleitung
den veränderten Bedingungen angepaßt ist.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist der Übersicht halber angenommen, daß
das Kabel 18 in der bisher üblichen Weise über einen Transformator 22 besprochen
wird, in dessen Primärstromkreis ein Mikrophon 23 und eine Batterie 30 liegt. Die Beeinflussung
der Leitung 18 kann aber, wie . bereits erwähnt, auch· in der aus Fig. 1 oder 2
. ersichtlichen Weise erfolgen. Die Kombination der Schaltungen nach den Fig. 1 bzw. 2
und 3 würde ein System ergeben, welches eine dauernde und momentane Angleichung der elektrischen Leistungseigenschaften sowohl
an die betriebstechnischen Vorgänge als auch an die von außen her wirkenden Einflüsse
ermöglicht. Die in den Sende- und Empfangsapparaturen vorhandenen Fehlerquellen lassen sich beispielsweise nach der in
Fig. 4 gezeigten Schaltung beseitigen. Hier ist als Geber beispielsweise ein Mikrophon
dargestellt, in dessen Stromkreis sich eine Spule 31 befindet, welche man sich als Primärwicklung
des Transformators 22 in Fig. 3 vorstellen mag. Mit 24 ist der Sprechtrichter des Mikrophons bezeichnet und mit 25 die
Antriebsmembran, welche mittels eines starren Verbindungsgliedes 26 mit einer metallischen
Membran oder Platte 27 im Innern eines Gehäuses 28 verbunden ist, das mit
Kohlekörnern oder -grieß 29 angefüllt ist und dessen vor und hinter der Platte 27 liegende
Wände 32 und 33 an einem Brückenzweig 2-3 und an eine Stromquelle 15 angeschlossen
sind. Die Spule 31 ist einerseits, beispiels- no
weise über das Verbindungsglied 26, mit der metallischen Membran 27 leitend verbunden,
während das andere Ende 34 zu einem Instrument führt, das unter Wirkung eines Stromes
dieses Ende 34 auf dem Brückenzweig 2-3 zu 1x5
verschieben vermag. Die beiderseits der Membran 27 liegenden Füllungen 29 bilden
zusammen mit dem Zweig 2-3 eine Wheatstonesche Brücke. Durch Besprechen der Membranen 25 und 27 wird abwechselnd und
im Rhythmus der aufgedrückten Schwingungen der .Widerstand der Mikrophoufüllung
vor und hinter der Membran 27 dauernd verändert. . Im gleichen Rhythmus wird aber
unter Wirkung des durch die Spule 31 fließenden Diagonalstromes der andere Brüekenzweig
2-3 angeglichen, so daß das ganze System sich dauernd im Gleichgewicht befindet,
woraus sich ergibt, daß der durch die Spule 31 fließende Wechselstrom unverzerrt
bleiben kann. Da es auf Grund dieser Angaben dem Fachmanne keine Schwierigkeiten
bereiten würde, auch eine entsprechende Empfängerschaltung anzugeben, sei davon abgesehen,
auch diese noch darzustellen und zu beschreiben.
Claims (1)
- Patentanspruch:Einrichtung zum Übertragen von Signalen unter Verwendung der Brückenschaltung, bei welcher der Signalstrom durch oder bei Verschiebung der übertragungsleitung auf einem Brückenzweig hervorgerufen wird und der von diesem Differenzstrom gesteuerte Empfänger mit einer Einrichtung versehen ist, mittels welcher das Ende der Leitung auf einem anderen Brückenzweig verschoben wird, bis das Brückengleichgewicht wiederhergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Leitungsendes auf dem Brückenzweig der Empfangsseite mit einer so hohen, dem Rhythmus der übertragenen Frequenzen entsprechenden Geschwindigkeit erfolgt, daß Empfänger und Sender- synchron arbeiten und die Einrichtung zur Telegraphic und Telephonie über große Entfernungen verwendbar ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE608368T | 1930-05-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE608368C true DE608368C (de) | 1935-01-23 |
Family
ID=6575793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930608368D Expired DE608368C (de) | 1930-05-14 | 1930-05-14 | Einrichtung zum UEbertragen von Signalen unter Verwendung der Brueckenschaltung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE608368C (de) |
-
1930
- 1930-05-14 DE DE1930608368D patent/DE608368C/de not_active Expired
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