DE624704C - Gabelschaltung mit Ausgleichuebertragern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gabelschaltung mit Ausgleichübertragern zur Verbindung eines beiden Verkehrsrichtungen gemeinsamen Übertragungsweges (Zwei wegeleitung) mit zwei je nur in einer Verkehrsrichtung benutzten Übertragungswegen (Einwegleitung) . Derartige Gabelschaltungen werden beispielsweise bei der Verbindung von Zweidraht- und Vierdrahtleitungen und bei Zweidrahtzwischenverstärkern verwendet.

Die in solchen Schaltungen vorgesehenen Ausgleichübertrager sind im allgemeinen mit einer Wicklung an die Zweiwegeleitung und mit zwei weiteren Wicklungen an die beiden ig Einwegleitungen angeschlossen, während zum Anschluß der Nachbildung eine vierte Wicklung dient. Es ist auch üblich, die Nachbildung und die Zweiwegeleitung an dieselbe Wicklung anzuschließen. Um zu verhindern, ao daß hohe Spannungen, die zwischen den Leitungsadern oder gegen Erde aus irgendeinem Grunde vorhanden sind, die angeschlossenen Apparate beschädigen oder lebensgefährlich werden, ist es bisher üblich, den Ausgleiches Übertrager mit der Zweiwegeleitung und der Nachbildung über je einen Übertrager (Ringübertrager) zu verbinden. Diese Maßnahme wird insbesondere dann getroffen, wenn die Zweiwegeleitung von beträchtlicher Länge ist und nicht unmittelbar in ein benachbartes Fernamt einmündet. Der Anschluß der Leitungen über Ringübertrager erleichtert die Bildung von Phantomkreisen und ermöglicht es, sämtliche Leitungen, die in ein Amt einmünden, auf denselben Widerstand zu übersetzen, wodurch wesentliche Erleichterungen für die Herstellung der Verbindungen und die Ausführung von Messungen entstehen. Tn gewissen Fällen ist es auch üblich, die Einwegleitungen mittels Übertrager an die Ausgleichschaltung anzuschließen.

Abgesehen von den Kosten, die die Ringübertrager verursachen, bewirken sie technische Nachteile, da der Abgleich zwischen der Leitung und der Nachbildung von den Eigenschaften der Übertrager abhängt und insbesondere die Übertragung von tiefen Frequenzen, wie sie für Rufzwecke Verwendung finden, erschwert wird. Die Abgleichschwierigkeiten werden bisher teilweise dadurch be- hoben, daß man gleichartige Übertrager im Leitungs- und Nachbildungszweig verwendet oder bei der Bemessung der Nachbildung die Eigenschaften der Übertrager berücksichtigt." Es ist jedoch keine dieser Maßnahmen vollkommen ausreichend. Weiterhin ist zu berücksichtigen, daß durch die Anwendung von Übertragern die nichtlinearen Verzerrungen erhöht werden. Diese Nachteile wirken sich bei Tonfrequenztelegraphiesystemen besonders stark aus.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden, ohne die Vorteile der bekannten Ausgleichschaltungen herabzusetzen. Ferner soll durch die Erfindung eine Ausgleichschaltung geschaffen werden, die für den Anschluß von Leitungen verschiedener Impedanzen geeignet ist.

Gemäß der Erfindung wird der Ausgleichübertrager -unnlittelbär, d. hi ohne Zwischenschaltung eines Ringübertragers, an die Zweiwegeleitung angeschlossen. Der Ausgleichübertrager wird dabei in magnetischer und kapazitiver Hinsicht derart ausgebildet, daß er die wesentlichsten Eigenschaften des Ringübertragers, wie Hochspannungsschutz, Störschutz, Phantomkreisbildung, Anpassung mitübernehmen kann. In erster Linie ist der Aufbau des Ausgleichübertragets so zu wählen, daß parallel über die beiden Adern der Zweiwegeleitung verlaufende Ströme keine Spannungen in den beiden Einwegzweigen des Ausgleichübertragers induzieren. Parallel verlaufende Ströme können durch die obenerwähnten Störspannungen oder durch Nebensprechen hervorgerufen werden und fließen im allgemeinen über die Windungskapazitäten nach Erde oder über die einzelnen Windungen und die für Phantombetriebe vorgesehenen Anschlußpunkte ebenfalls nach Erde oder zu anderen Stromkreisen.

Mit dem Fortfall der Ringübertrager treten auch die obenerwähnten Nachteile, die durch das Vorhandensein der Ringübertrager bedingt wurden, nicht mehr in Erscheinung, so daß durch die Anwendung der neuartigen Ausgleichübertrager sich insbesondere die nichtlinearen Verzerrungen verringern und der Abgleich verbessern lassen.

Es sind Schaltungen, die sich .auf Ausgleichübertrager beziehen, bekanntgeworden, bei denen die Doppelleitung unmittelbar an den Aüsgleichübertrager herangeführt ist. Eine Ausbildung der Ausgleichübertrager entsprechend den Vorschriften der Erfindung ist jedoch bei den bekannten Schaltungen nicht vorgesehen, so daß anzunehmen ist, daß der Ringübertrager, auf den im übrigen bei der Beschreibung der bekannten Anordnung nicht näher, eingegangen ist, lediglich zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurde. Es ist zu berücksichtigen, daß es nicht allem genügt, den Ringübertrager fortzulassen, sondern daß es erforderlich ist, den Ausgleichübertrager so durchzubilden, daß er die Funktion des fortgelassenen Ringübertragers übernehmen kann.

Es sind ferner Übertrager bekannt, bei denen eine gewisse Symmetrie zwischen Primär- und Sekundärwicklung und beider Wicklungen gegen einen diese umgebenden Schirm vorhanden ist. Es handelt sich dabei um einfache Übertrager und nicht um Ausgleichübertrager, noch viel weniger um solche mit den Eigenschaften gemäß der Erfindung. ■"^;' Bei der Verwendung von gemäß der Erfindung ausgebildeten Ausgleichübertragern kann selbst bei Übertragungssystemen, die dem Einfluß benachbarter elektrischer Leiter ausgesetzt sind, auf Ringübertrager für die Anschaltung der Leitungen verzichtet werden. Für die Verhinderung des Einwirkens der parallel verlaufenden Ströme auf die angeschlossenen Stromkreise stehen im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Mittel zur Verfügung. So können z. B. die Wickluugskapazitäten des Ausgleichübertragers durch die Anwendung von Schirmen oder durch geeignete Wicklungsart an die leitungsseitigen Enden der Wicklungen verlegt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die an die Zweiwegeleitung angeschlossene Wicklung in einzelne Abschnitte unterteilt wird, die ⁷^ über Kreuz verbunden werden.

Bei der Ausführung nach der Erfindung kann der Ausgleichübertrager so ausgebildet und bemessen werden, daß die beiden Eimvegleitungen in an sich bekannter Weise ohne die ^o Zwischenschaltung besonderer Übertrager an den Ausgleichübertrager. angeschlossen werden können. Bei Zweidrahtzwischenverstärkern kann in einem solchen Falle auf die Anwendung der Vor- und Nachübertrager ver- ^S5 ziehtet werden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, die Wicklungen des Ausgleichübertragers in bekannter Weise mit Anzapfungen zu versehen, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse mit Rücksieht auf die Anschaltung von Prüf- und Meßeinrichtungen zu erhalten.

Im Rahmen der Erfindung wird ferner das Verhältnis der Windungszahlen der an die Zweiwegeleitung und die Nachbildung angeschlossenen Wicklungen im Verhältnis 1/2:1 gewählt. Durch die Wahl dieses besonderen Verhältnisses ergeben sich Vorteile bezüglich der vielseitigen Verwendbarkeit des Ausgleichübertragers, die im Zusammenhang mit Fig. 4 später noch näher erläutert werden. Das Windungszahlverhältnis abweichend von ι zu wählen, ist an sich bekannt, jedoch nicht in der obenerwähnten Bemessung.

Fig. ι zeigt die bisher übliche Schaltung eines Ausgleichübertragers und dient zur Erläuterung einer gemäß der Erfindung vorgenommenen Änderung der bekannten Schaltung. In den Fig. 2 bis 6 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Ausgleichübertrager und einen Zweidrahtzwischenverstärker gemäß der Erfindung. Fig. 4 bezieht sich auf einen Ausgleichübertrager, bei dem die Leitungs- und Nachbildungswieklung verschiedene, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehende Windungszahlen haben. Fig. 5 zeigt einen Ausgleichübertrager mit gemäß der Erfindung vorgesehenen Schirmen, deren Wirkung an Hand der Fig. 6 erläutert wird.

In Fig. ι ist die Zweidrahtleitung L über einen Übertrager R₁ (Ringübertrager) mit

den Leitungswicklungen W₁ und W₂ des Ausgleichübertragers H verbunden. An die Nachbildungswicklungen W₃ und W₄ ist über den Übertrager R₂ die Nachbildung N angeschlossen. Der in dem Übertragungsweg B₁ liegende Verstärker A₁ ist mittels des Nachübertragers R_s an die Wicklungen W₅ und W₆ .des Ausgleichübertragers angeschlossen. Mit den Wicklungen W₁ und W₆ des Ausgleichübertragers ist der Vorübertrager R₄ verbunden, der sekundärseitig an den im Übertragungsweg B₂ liegenden Verstärker A₂ angeschlossen ist. Die Vor- und Nachübertrager i?₄ und R₃ können gemäß der Erfindung fortgelassen werden, indem die Wicklungen W₁, W_s, W₅, W₆ bzw. W₂, W₄, JV₇, W₈ so bemessen werden, daß sie die Wirkung der Übertrager R_z und R₄ übernehmen, ohne daß dadurch ihre Wirkung als Ausgleichübertrager beeinträchtigt wird.

In Fig. 2 ist die Zweidrahtleitung L unmittelbar, d. h. ohne die Anwendung eines Ringübertragers, an den Ausgleichübertrager H angeschlossen, dessen Leitungswicklung in vier Teile unterteilt ist. Die Wicklungsabschnitte sind so miteinander verbunden und so gewickelt, daß Ströme, die die beiden Adern der Doppelleitung parallel durchfließen, keine Spannungen in den in die beiden Zweige B₁ und B₂ eingeschalteten Wicklungen des Ausgleichübertragers induzieren. Durch die dargestellte kreuzweise Verbindung wird diese Wirkung z. B. herbeigeführt. Sie kann jedoch im Rahmen der Erfindung auch durch andere bekannte Mittel erzielt werden.

Die Spannungen, deren störende Wirkung durch die besondere Ausgestaltung der Ausgleichübertrager vermieden werden soll, können praktisch durch verschiedene Ursachen hervorgerufen werden. Sie können absichtlich zum Zwecke der Phantomausnutzung der Leitungen oder bei Simplextelegraphie angelegt oder durch Nebensprechen über die Kapazitäten des Ausgleichübertragers übertragen werden. Außerdem können Störungen durch Starkstromleitungen entstehen.

Durch die Erfindung können die Übertrager zur Isolierung des Ausgleichübertragers von der Leitung vermieden werden, ohne daß Störungen bei Phantombetrieb oder durch Nebensprechen oder sonstige Störspannungen entstehen. Der Fortfall der Ringübertrager hat jedoch den Nachteil, daß die verschiedenen Scheinwiderstände der in ein Amt einmündenden Leitungen nicht auf denselben Wert übersetzt werden können. Diese Schwierigkeiten können dadurch überwunden werden, daß die Leitungs- und Nachbildungswicklungen des Ausgleichübertragers mit An- zapfungen versehen werden, so daß ein Ausgleichübertrager an Leitungen mit verschiedenen Scheinwiderständen anpaßbar ist. Ein weiteres Mittel ist die Anwendung von Ausgleichübertragern mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen für die verschiedenen *>5 Leitungen. Um bei der Messung durch die verschiedenen Leitungsimpedanzen keine Schwierigkeiten zu haben, empfiehlt es sich, Meßsätze mit einstellbarer Impedanz zu verwenden.

Der Fortfall der Ringübertrager bedingt außer der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit einen besseren Abgleich zwischen der Leitung und der Nachbildung, da dieser nur von der Gleichheit der Wicklungen abhängt, die auf denselben magnetischen Kern gewickelt sind, so daß Unterschiede in den magnetischen Eigenschaften, die bei der Verwendung von Ringübertragern sehr schwer vermeidbar sind, den Abgleich nicht beeinflussen können.

In den Fällen, wo ein Phantom- oder TeIegraphiebetrieb nicht stattfinden soll, kann ein Schutz gegen Störspannungen auf einfacherem Wege ohne Unterteilung der Wicklungen erzielt werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, 8g können sich Spannungen der beiden Leitungsadern gegen Erde bei Fehlen einer metallischen Verbindung des Punktes Z mit Erde nur über die Kapazitäten der Wicklungen des Ausgleichübertragers gegen Erde ausgleichen. Werden diese Kapazitäten C₁ und C₂ in den Endpunkten, in denen die Wicklung des Ausgleichübertragers an die Zweidrahtleitung angeschlossen ist, konzentriert, so fließen, die durch Störspannungen hervorgerufenen Ströme nicht durch die Wicklungen 1 und 3 des Übertragers. Die Konzentration der Wicklungskapazitäten in den Punkten A und B kann, wie in Fig. 5 gezeigt ist, durch die Anwendung von mit den Wicklungsenden verbundenen Schirmen S₁ und S₂ und durch geerdete Schirme S_s und vS*₄ bewirkt werden. Ähnliche Erfolge lassen sich durch eine derartige Anordnung der Windungen erzielen, daß sich eine entsprechende Kapazitätsverteilung ohne die Anwendung besonderer Schirme ergibt. Eine solche Ausführung würde darin bestehen, daß zuerst die Sekundär- und Nachbildungswicklungen auf den . Kern aufgewickelt werden und dann erst nach Zwischenlegung eines geerdeten Schirmes die Leitungswicklungen. Durch den Anschluß der beiden inneren Enden der letzteren Wicklungen an die Zweidrahtleitung wird erreicht, daß der Hauptbetrag der Wicklungskapazitäten in der gewünschten Weise an das leitungsseitige Ende der Wicklungen verlegt wird.

Fig. 3 zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen Zweidrahtzwischenverstärker, bei dem die beiden Verstärkerzweigei?! und R₂ über Ausgleichübertrager H und H₁ mit den beiden Zweidrahtlei-

tungen L₁ und L₂ verbunden sind. Die Schaltung der Ausgleichübefträger ist dieselbe wie in Fig. 2. Zur Einstellung des Verstärkungsgrades sind die an den Eingangskreisen der Verstärker liegenden Wicklungen mit Anzapfungen versehen. Die Anschlüsse für die Anoden- und Gitterspannungen sind mit HT bzw. GB bezeichnet. Durch die Schaltelemente W sind Entzerrer angedeutet, ίο Fig. 4 zeigt einen Ausgleichübertrager, bei dem die Leitungs- und Nachbildungswicklungen verschiedene Windungszahlen aufweisen. Die Wicklungen W_x und W₂ haben η ]/~i Windungen und die Wicklungen W_s und W₄, η Windungen. Die Nachbildung hat einen Scheinwiderstand von R und die Leitung L einen Scheinwiderstand von 2 R Ohm. Soll der Ausgleichübertrager für den Abschluß einer Leitung von R Ohm Widerstand benutzt werden, so ist eine Nachbildung von 2 R Ohm anzuschließen, während die Anschlußpunkte für die Leitung und die Nachbildung am Übertrager zu vertauschen sind. Der Scheinwiderstand der Leitung und des Netzwerkes kann induktiv und mit der Frer quenz veränderlich sein. Es ist nur erf order-. lieh, die Nachbildung so zu bemessen, daß sie für das zu übertragende Frequenzband den halben oder doppelten Wert des Leitungs-Scheinwiderstandes und denselben Phasenwinkel hat. An Stelle der oben angegebenen .Werte für die Windungszahlen und Scheinwiderstände können in an sich bekannter Weise 'andere Werte benutzt -werden. Durch die beschriebene Bemessung des Ausgleichübertragers kann dieser ohne Anzapfungen an zwei verschieden bemessene Impedanzen angeschlossen werden, während die Meßeinrichtung nur an einen dieser beiden Werte angepaßt zu sein braucht. Dieser Grundgedanke kann auf den Anschluß eines Ausgleichübertragers an mehr als zwei verschiedene Impedanzen ausgedehnt werden, jedoch sind in diesem Fall zusätzliche Wicklungen oder Anzapf ungen der vorhandenen Wicklungen "erforderlich.

In Fig. 4 ist ein Ausgleichübertrager dargestellt, der für den Anschluß an Leitungen von Impedanzen 2 R, R und RJ2 geeignet ist. Die Wicklungen W₁ und W₂, deren Windungszahlen von denen der Wicklungen W₃ und JF₄ abweichen, sind in der Mitte angezapft. Soll eine Meßeinrichtung mit dem Scheinwiderstand R/z benutzt werden, wenn der Ausgleichübertrager an eine Leitung vom Scheinwiderstand 2 R und an eine Nachbildung vom Scheinwiderstand R angeschlossen ist, so sind die Anschlußpunkte T für die Meßeinrichtung mit den Mittelanzapfungen der Wicklungen W₁ und PF₂ zu verbinden. ^s°

Die vorstehenden Grundgedanken sind im Zusammenhang mit einem Ausgleichübertrager erläutert worden, dessen Leitungswicklungen nicht unterteilt sind. .Sie können in gleicher Weise bei Ausgleichübertragern mit unterteilten Wicklungen angewendet werden, obgleich für den Fall, daß der Übertrager an drei verschiedene Scheinwiderstände angepaßt werden soll, es vorzuziehen ist, eine besondere Wicklung, z. B. von der Impedanz RJ2, vorzusehen an Stelle der Anwendung von Anzapfungen der Wicklungen von 2 R oder R Ohm Widerstand.

Durch teilweise oder vollständige Kombination der in den verschiedenen Figuren dargestellten Schaltungen kann der Erfindungsgegenstand an die Erfordernisse j edes besonderen Falles angepaßt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gabelschaltung mit Ausgleichübertragern, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar ohne Ringübertrager an eine Zweiwegeleitung angeschlossene Ausgleichübertrager in magnetischer und kapazitiver Hinsicht derart ausgebildet ist, daß er die wesentlichsten Eigenschaften ■des Ringubiertragers, wie Hochspannungsschutz, Störschutz, Phantomkreisbildung, Anpassung, mitübernehmen kann,

2. Gabelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Wicklungskapazität des Ausgleich-, Übertragers durch die Anwendung von Schirmen oder durch geeignete Wicklungsart an die Leitungsenden der Ausgleichübertragerwicklungen verlegt ist.

3. Gabelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichübertrager mit geerdeten Schirmen und mit an die Leitungsenden der Wicklungen des Ausgleichübertragers angeschlossenen Schirmen versehen ist.

4. Gabelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß .die an die Zweiwegeleitung angeschlossene Wicklung des Ausgleichübertragers aus mehreren über Kreuz verbundenen Abschnitten besteht.

5. Gabelschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahlen der an die Zweiwegeleitung und Nachbildung anzuschließenden Wicklungen des Ausgleich-Übertragers im Verhältnis l-TTT stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen