DE652917C - Anordnung zur Speisung von Fernsprechverstaerkern in Fernmeldeanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anordnungen zur Speisung von Fernsprechverstärkern oder ähnlichen Einrichtungen in Fernmeldeanlagen.

Die Erfindung betrifft im besonderen die Speisung von Verstärkern in unbewachten Verstärkerstationen und soll im folgenden im Zusammenhang mit derartigen Anlagen beschrieben werden.

Die Verstärkerstationen für Tonfrequenzkabel haben voneinander eine Entfernung von etwa 80 km. Wenn den Kabelleitungen Hochfrequenzkanäle überlagert sind, ist es erforderlich oder doch wünschenswert, die Verstärker näher aneinanderzurücken, so daß beispielsweise die obige Entfernung, von 80 km halbiert oder ein Drittel dieser Entfernung genommen wird, oder daß je nach den Bedingungen der Abstand zwischen den

ao Verstärkern noch geringer gewählt wird. Sind geringere Abstände für die Verstärker erforderlich, so ist es unwirtschaftlich, an jedem Verstärker die gleichen Einrichtungen vorzusehen wie an den Verstärkerstationen, die 80 km voneinander entfernt sind. Derartige Einrichtungen beanspruchen nämlich ein festes Gebäude mit Haupt- und Hilfsstromquellen, mit Prüfeinrichtungen usw. und außerdem eine oder mehrere ständig anwesende Überwachungspersonen.

Durch die Erfindung ist die Aufgabe gelöst, eine mit Verstärkern ausgerüstete Zwi- ■ schenstation zu schaffen, die eine möglichst geringe Zahl von Zusatzeinrichtungen enthält, keiner dauernden Bedienung bedarf und doch bei Ausfall der Netzspersung zuverlässig weiterarbeitet. Man könnte zwar die Anodenspeisung an den Verstärkerstationen durch eine Akkumulatorenbatterie aufrechterhalten. Derartige Batterien sind aber sehr umfangreich und in ihrer Verwendung an einer unbewachten Verstärkerstation unzuverlässig. Man verwendet daher für die Anodenspeisung besser eine Stromquelle an dem Hauptverstärkeramt, deren Strom über die Fernsprechleitungen nach der unbewachten Station übertragen wird. Es ist an sich bekannt, alle zum Betrieb der Verstärker einer Fernsprechanlage nötigen Stromquellen zu zentralisieren. Erfindungsgemäß wird auf dem unbewachten Verstärkeramt der Heizstrom selbsttätig aus der Anodenstromquelle entnommen, wenn die Ortsstromquelle versagt, und die Spannung auf der Zentralstation entsprechend erhöht, um den auf den Leitungen auftretenden Spannungsabfall auszugleichen.

Die Erfordernisse .für die Lieferung von Kathodenheizstrom sind schwerer zu erfüllen, besonders wenn Röhren mit indirekter Heizung verwendet werden. Es würde sich be-

sonders kostspielig gestalten, den Heizstrom ständig von der Hauptstation über die Fernsprechleitungen zu liefern. Die Erfindung bedient sich einer örtlichen Speisestromquelle, die eine genügende Kapazität für die Lieferung des erforderlichen Stromes besitzt, und einer Aushilfsstromquelle, die die Unterbrechungen der örtlichen Stromlieferung überbrücken soll. Diese Aushilfsstromquelle ίο wird dadurch geschaffen, daß bei Versagen der örtlichen Heizstromquelle der Heizstrom selbsttätig aus der Anodenstromquelle entnommen wird, während gleichzeitig die Spannung auf der Zentralstation entsprechend erhöht wird, um den auf den Leitungen auftretenden Spannungsabfall auszugleichen. Die Wärmekapazität der Kathoden läßt eine Umschaltung von der gewöhnlichen Stromquelle auf die Aushilfsstromquelle zu, ohne daß der Betrieb unterbrochen wird, selbst wenn der Ausfall der Speisung mitten im Gespräch stattfindet. Selbsttätige Umschalter zur abwechselnden Schaltung eines Haupt- und eines Hilfsstromkreises sind an sich bekannt. Da die Zeit des Ausfalls der örtlichen Stromquelle wahrscheinlich nur eine oder wenige Stunden des Jahres beträgt, beschränken -sich die Kosten für die Übermittlung von Heizstrom über die Fernsprechleitungen praktisch auf die Kosten für die Aufstellung des Aushilf sgerätes, welches jedoch billig ist, da es einer großen Anzahl von Leitungen gemeinsam zugeordnet ist.

Die Anlage, bei welcher die Erfindung zur Anwendung kommt, umfaßt ein Ferngesprächfernkabel mit 24 Frequenzkanälen für j edes Aderpaiar in einem Frequenzbereich von 8 bis 100 kHz. Die Überlagerung von Gleichstrom auf den Adern in Vielfachschaltung scheint zunächst ein Übersprechen weitgehendst zu begünstigen. Um dies aber praktisch zu vermeiden, werden kleine und billige Drosselspulen in den Gleichstromkreisen an den" einzelnen Leitungen verwendet. Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, welches in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist.

Die Abb. 1 und 2 zeigen vereinfachte Schaltbilder verschiedenartiger Verbindungen gemäß der Erfindung, die zwischen den Endoder Hauptverstärkerstationen und den unbewachten Verstärkerstationen vorgesehen sind.

Die Abb. 3, 4 und 5 sind so aneinanderzureihen, daß die Abb. 3 oberhalb der Abb. 4 und 5, die in der genannten Reihenfolge untereinander zu stellen sind, zu liegen kommt. Diese Abbildungen zeigen eine größere Einzelheit einer Schaltung für die Speisung eines östlichen und westlichen Verstärkers einer Ost- und einer West-Leitung. Man hat sich unter diesen Leitungen eine Gruppe von Verstärkern und zugehörigen Leitungen vorzustellen, die genau so geschaltetsind, wie in den Abbildungen gezeigt ist. .Vj₁In Abb. 1 ist eine westliche, eine östliche und eine dazwischenliegende Station gezeigt. Diese arbeiten im Vierdrahtbetrieb, und zwar sind alle von Westen nach Osten gehenden Leitungen in einem Kabel CE und alle von Osten nach Westen gehenden Leitungen in einem weiteren Kabel CW zusammengefaßt. Es sei angenommen, daß jedes dieser Kabel 100 Aderpaare enthält. Weiterhin möge jedes Aderpaar zur Übermittlung einer Mehrzahl von tonfrequenzmodulierten Kanälen dienen, z. B. 24 dm Bereich von 8 bis 100 kHz.

Die westliche und die östliche Station stellen, die Endämter dar; es sei jedoch, in der vorliegenden Beschreibung angenommen, daß es sich bei diesen um bewachte Verstärkerstationen handelt, während die dazwischenliegende Station unbewacht ist. In jeder dieser Verstärkerstationen ist ein Verstärker pro Leitung vorgesehen, die mit Ατ bis A100 bezeichnet' sind. Lediglich zwei Verstärker, A ι und A 100, sind für jede Verstärkerstation und für jede Übertragungsrichtung dargestellt.

Wie später im einzelnen beschrieben werden soll, sind diese Verstärker Glühkathodenverstärker, deren Kathoden geheizt und deren Anoden auf einer unveränderlichen Spannung gehalten werden müssen. Der Kathodenheizstrom wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem Wechselstromnetz, dessen Anschluß jeder Verstärkerstation individuell zugeordnet ist, geliefert. Der Anschluß für die Heizstromentnahme ist ledig-Hch bei 10 für die Zwischenstation, nicht jedoch für die westliche und die östliche Station dargestellt.

Der Anodenstrom für die Zwischenstation wird von den Gleichrichtereinheiten 11 und 12 geliefert, die sich in der westlichen bzw. östlichen Station befinden. Von diesem Gleichrichter wird der gleichgerichtete und gesiebte Strom über die Leitungen von der bewachten nach der unbewachten Station ge- no liefert. Für den Gleichrichter 11 verläuft der Stromkreis beispielsweise von der positiven Klemme des Gleichrichters über die Leitung 14, die Drosselspulen 15, 15 in Parallelschaltung eines der 100 Leitungspaare des Kabels CE in Vielfachschaltung nach der Zwischenstation, hier über die Drosselspulen 16, 16, von denen für jede Leitung eine in Vielfachichaltung vorgesehen ist, Sammelschiene 17, Anodenstromkreis jedes der Verstärker Ai bis A100, ferner in dem von Westen nach Osten verlaufenden Kabel an der Zwischen-

station über die SpeiseMemmen 18, 18 usw. und 19, 19 usw., Sammelschiene 20, Drosselspulen 21, 21 in Parallelschaltung, über die 100 Aderpaare in dem Kabel CW, die Dros-S seispulen 22, 22 in Parallelschaltung und zurück über die Leitung 14' nach dem Minuspol des Verstärkers 11. Hieraus ist ersichtlich, daß die Anodenspannung für alle Verstärker der Zwischenstation in dem von Westen nach Osten laufenden Kabel von dem Gleichrichter 11 der westlichen Station geliefert wird.

In ähnlicher Weise wird die Anodenspannung für alle in der Zwischenstation befindliehen Verstärker, soweit sie dem von Osten nach Westen verlaufenden Kabel CW angehören, von dem Gleichrichter 12 der östlichen Station geliefert. Der Speisestromkreis für die Versorgung dieser Venstärker ist dem oben beschriebenen vollkommen gleich und enthält die positive Klemme des Verstärkers 12, die Drosselspulen 23, 23 in Vielfachschaltung, die 100 Aderpaare des nach der Zwischenstation verlaufenden Kabels CW, die Drosselspulen 24, 24 in Vielfachschaltung, die Anodenkreise aller 100 Verstärker Ai bis A 100, alle Drosselspulen 25, 25 in Vielfachschaltung, die 100 Aderpaare im Kabel CE in Vielfachschaltung, die Drosselspulen 26, 26 in Vielfachschaltung und die Minusklemme des Gleichrichters 12.

Wie bereits erwähnt, wird der Kathodenheizstrom für die Verstärker an der Zwischenstation örtlich von dem Netzanschluß 10 gespeist. Im Falle des Ausbleibens der Netzspeisung werden die beiden Umformer 27, 28 an der Zwischenstation in Gang gesetzt, so daß sie eine Lieferung des Kathodenheizstroms von der östlichen und westlichen Ver-Stärkerstation veranlassen, wie im folgenden beschrieben werden soll.

In einer weiteren Ausführungsform nach Abb. 2 sind die Leitungsgruppen für die West-Ost-Übertragung und diejenigen für die Qst-West-Übertragung in denselben Kabelmantel hereingelegt und zweckmäßig gegeneinander abgeschirmt. Die Leitungen des Kabels arbeiten ebenso wie im Falle der Abb. ι im Vierdrahtbetrieb, jedoch sind die entgegengesetzt gerichteten Leitungen nunmehr in demselben Kabel vereinigt anstatt in zwei verschiedenen Kabeln wie in Abb. 1. Es soll angenommen werden, daß in einem 100-paarigen 'Kabel 50 Leitungen zur West-Ost-Übertragung und 50 Leitungen für die Ost-West-Ubertragung dienen und daß 50 Ost-Übertrager und 50 West-Übertrager an jeder Station vorhanden sind. Hiervon abgesehen, stimmen die Schaltungen mit denen der Abb. 1 überein. In der Schaltung nach Abb. 1 haben alle Leitungen in einem Kabel dasselbe Gleichstrompotential, während in der Schaltung nach Abb. 2 eine der Gleichrichterspannung gleiche Potentialdifferenz zwischen den Ost-Leitungen und den West-Leitungen vorhanden ist.

Es sollen nun die Abb. 3, 4 und 5 gemeinschaftlich betrachtet werden. Zur Hervorhebung der Übereinstimmung der einzelnen dort gezeigten Schaltelemente mit denjenigen der Abb. 1 und 2 sind gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Wenn man die Abb. 4 über die Abb. 5 und die Abb. 3 über Abb. 4 anordnet, sieht man, daß die Apparate in senkrechten Reihen angeordnet sind und daß die Schaltelemente auf der linken Seite jeder dieser Abbildungen in der westlichen Station (wie in Abb. 1) untergebracht sind, während die übrigen Apparate an der Zwischenstation aufgestellt sind. Diese Einteilung wird durch Verwendung von gestrichelten Linien in den diese beiden Gruppen von Apparaten verbindenden Stromkreisen veranschaulicht. Zur Vereinfachung sind in den Abb. 3, 4 und 5 die Apparate an der östlichen Station weggelassen worden.

In Abb. 3 sind zwei von den Verstärkern A ι bis A100 für die westliche Station dargestellt. Die Verstärker sind durch zwei entsprechende West-Ost-Leitungen mit Verstärkern A1 und A100 der Zwischenstation verbunden. Ai an dieser Station ist in seinen Einzelheiten (bei 300) dargestellt und wird später beschrieben.

Die positive Leitung 14, welche mit der Drosselspule 15 von Abb. 3 verbunden ist, führt in Abb. 4 nach der positiven Klemme des Gleichrichters 11. In Abb. 4 ist auch der Umformer 27 für die Zwischenstation dargestellt.

In Abb. 5 ist eine Schaltung für den Umformer 28 der Zwischenstation gegeben. Ebenso sind hier Schaltungen der Verstärker Al und Aioo dieser Station dargestellt, welche mit den Verstärkern A1 und A100 der West-Station durch entsprechende Ost-West-Leitungen verbunden sind. Die dargestellten Drosselspulen 22, 22 sind . mit den westlichen Anschlüssen dieser Leitung und mit der Leitung 40' verbunden, die nach der negativen Klemme des Gleichrichters 11 von Abb. 4 führt.

Alle Verstärker^ 1 bis A100 der Zwischenstation besitzen gleiche Ausführungen, so daß nur ein Verstärker 300 der Abb. 3 im einzelnen dargestellt ist. Jeder dieser Verstärker soll dazu dienen, einen Frequenzbereich von 8 bis 100 kHz zu übertragen. Dieser Frequenzbereich enthält beispielsweise 24 Sprechkanäle, von denen jeder ein Band von 3000 Hz darstellt. Der Zwischenraum zwischen den Kanälen beträgt ungefähr 1 kHz.

Trotzdem für diese Anlage jede zweckentsprechende Verstärkerschaltung Verwendung finden kann, soll im folgenden ein besonders geeigneter Verstärker beschrieben werden. Der Verstärker enthält zwei Pentoden 301' und 302' in Kaskadenschaltung mit nachfolgender dritter Röhre 303 mit ebenem Gitter. Der Verstärker besitzt eine negative Rückkopplung, wie sie bei 29 angedeutet ist, zwischen Eingang und Ausgang. Die Rückkopplung besitzt eine Ausgleichskette 30, die die Charakteristik des Verstärkers so beeinflußt, daß die Ungleichheit in der Dämpfung der Leitung über den übertragenen Frequenzbereich ausgeglichen wird. Der Verstärker kann z. B. über den Frequenzbereich von 8 bis too kHz eine Verstärkung in der Größenordnung von 100 Decibel ohne jede Rückkopplung besitzen, während bei Anwendung der negativen Rückkopplung die Verstärkungsziffer bei 8 kHz auf etwa 20 Decibel oder weniger und bei 100 kHz auf etwa 60 Decibel abgedrosselt wird. Diese Abdrosselung des Verstärkungsgrads erhöht die Stabilität weitgehend und verbessert- die Übertragungsgüte. Die Differenz von 40 Decibel zwischen 8 kHz und 100 kHz in der Verstärkung ist mittels . der Rückkopplung durch die Ausgleichskette 30 erreicht.

Die Röhren 301' und 302' haben einen Verstärkungsfaktor von ungefähr 1000 und einen Anodenwi der stand von etwa 700 000 Ohm.

Verschiedene Punkte der Verstärkungsschaltung 300, welche gewöhnlich geerdet werden, sind in diesem Ausführungsbeispiel mit der Leitung 19 verbunden, welche wiederum an die Sammelschiene 20 angeschlossen ist, welche an der Rückleitung über die Ost-West-Leitung und gegebenenfalls an dem negativen Pol des Gleichrichters 11 der West-Station liegt. Ein Gieichstromweg nach Erde ist für alle Leitungen des Verstärkers 300 an der Zwischenstation in Fortfall gekommen, da der Weg für die Zuführung der Anodenspannung ein über die Übertragungsleitungen der Ost- und Westkabel verlaufender Gleichstromweg ist. Die Leitung 19 kann aber als Ausgangspunkt für die verschiedenen an dem Verstärker 300 der Zwischenstation liegenden Spannungen angenommen werden.

Der Grund für die Vermeidung von Erdverbindungen an dem Verstärker liegt in der Vermeidung von Störungen, die durch über die Aderpaare fließende elektrolytische Ströme verursacht werden könnten. Diese Ströme können sehr groß werden und mitunter zum Durchbrennen der Verstärkersicherungen führen. Außerdem werden die Erdverbindungen aus dem Grunde vermieden, um Gefahren für die Beamtinnen an der Leitung auszuschalten. Denn beim Wegfall der Erdverbindung ist die Möglichkeit elektrischer Schläge zwischen Erde und dem Aderpaar ausgeschaltet.

Die Schaltungen CR, CR, die aus Kombinationen von Kondensatoren und Widerständen bestehen, liegen zwischen den Leitungen, die den Gleichstrom zuführen, und Erde und wirken mit den Drosselspulen 15, 16, 21, 22 usw. zusammen, um ein Übersprechen zu vermeiden. Diese Widerstände sind so hoch, daß sie lediglich Ableitungen für den Gleichstrom bilden und nicht als Erdungen in dem nachfolgend besprochenen Sinne wirken können.

Die Kathoden der Röhren 301' und 302' sind über Widerstände 343 und 353 mit der Leitung 19 verbunden. Die genannten Widerstände sind je durch einen Kondensator 366 oder 369 überbrückt, welcher als Nebenschluß für den Wechselstrom dient. Die genannten Reihenwiderstände erzeugen die Vorspannung für die Steuergitter. In gleicher Weise ist der Heizfaden der Röhre 303 mit der Leitung 19 verbunden. Die Anodenspannung wird den Anoden der drei Verstärkerröhren über die Widerstände 368, 371 und die Primärspule des Ausgangstransformators 318 von der Leitung 18 zugeführt. Die Kondensatoren 340 und 350 schaffen einen Wechselstromnebenschluß nach der gemeinsamen Leitung 19. Die Schirmgitter jeder Kathode sind über einen entsprechenden Widerstand 360 oder 361 mit der Leitung 18 für die Anodenspeisung verbunden. -Nebenschlußkondensatoren 367, 370 dienen zur Schaffung eines Wechselstromnebenschlusses um die Widerstände herum.

Die drei Stufen sind durch Widerstandskopplung über Reihenkondensatoren 364 und 365 miteinander zusammengeschaltet. Die Anodenspeisung für die Kathode 301 über den erwähnten Widerstand 368 verläuft über einen Kettenleiter 31, welcher zusammen mit anderen Schaltelementen, die einen ähnlichen Kettenleiter 32 für die Pentode 302' bilden, dazu bestimmt ist, der Verstärkerschaltung den erforderlichen Verstärkungsgrad und die richtigen Phasenbeziehungen zu geben. Eins der beiden Gitter der Röhre 303 ist von der Batterie 332 über die Widerstände 333, 334 negativ vorgespannt. Der erstere dieser Widerstände ist durch einen Kondensator 372 überbrückt, so daß er nicht einen Teil des Kopplungswiderstandes zwischen den beiden letzten Stufen bildet. Das andere Gitter der Plangitterröhre 303 wird von der Batterie 335 über den Reihenwiderstand 336 positiv vorgespannt. Die Kapazität 373 dient hierbei als Wechselstromnebenschluß. Durch die hohe Verstärkung und den großen Rückkopplungswert des Verstärkers wird der Absolutwert der Verstärkung und die richtige Phasenverschiebung so genau aufrechterhal-

ten, daß eine Pfeifneigung vermieden wird. Bei richtiger Wahl der dargestellten Schaltelemente des Verstärkers werden zufriedenstellende Resultate erzielt.
Die Ausgleichsschaltung 30, die in dem Rückkopplungskreis anstatt in dem Übertragungsweg liegt, hat an Stelle der umgekehrten Charakteristik der Leitung, die zu wählen wäre, wenn die Ausgleichsschaltung in dem Übertragungsweg läge, eine Charakteristik, die derjenigen der nachzubildenden Leitung gleich ist. ■->

Der Kathodenheizstrom für alle Kathoden des Verstärkers wird von dem an die Leitung 34 angeschlossenen Transformator 33 geliefert.

Der Gleichrichter 11 in Abb. 4 kann in irgendeiner bekannten Art geschaltet sein. Er kann z. B. ein Vollweggleichrichter sein und dient zur Lieferung der erforderlichen Gleichspannung. Der dargestellte Gleichrichter besitzt Entladungsröhren 35 und 36, die über einen Transformator 37 am Wechselstromnetz 38 liegen. Es sei angenommen, daß dieser Gleichrichter eine Ausgangsgleichspannung von ungefähr 200 Volt liefert. Eine Batterie 39 liegt an dem Ausgang des Gleichrichters. Dieser Gleichrichter kann mit beliebiger Anzahl von Siebelementen mit Reihen- und Nebenschlußwiderständen ausgebildet sein, so daß er einen weitgehend beruhigten Gleichstrom liefert. Ein Gleichrichterelement, ζ. B. ein Kupferoxydgleichrichter 40, dient dazu, eine Entladung der Batterie 39 in den Ladestromkreis zu ermöglichen, den die Batterie durchfließenden Strom aber zu begrenzen, wenn die Gleichrichterspannung wächst.

Der in Abb. 4 dargestellte Umformer 27 ist eine Abwandlung des Thyratronumformers für den Zweck der vorliegenden Erfindung. Wenn an den Umformer eine Gleichspannung angelegt wird, wird in der Schaltung ein Schwingungsvorgang erzeugt, so daß Wechselstrom an den Ausgangskreis geliefert wird. Die Frequenz ist hierbei durch die Konstanten der Schaltung gegeben. Wenn im vorliegenden Falle die Wechselstromspeisung 10 in der Zwischenstation ausfällt, wird Gleich-Stromenergie über die Leitung geschickt und an den Umformer 27 in später beschriebener AVeise angelegt. Diese Energie wird durch den Umformer in Wechselstrom umgewandelt, welcher an den Kathodenheizstromkreis des Verstärkers der Zwischenstation angelegt wird. Die Anzahl der Verstärker, welche durch einen Umformer 27 bedient werden kann, hängt natürlich von der für die Verstärker erforderlichen Energie und von den Daten der Umformerröhren ab. Es soll aber angenommen werden, daß im vorliegenden Falle der Umformer 27 Kathodenheizstrom für 16 Verstärker liefert. Daher werden sechs Umformer 27 für 100 Verstärker benötigt, während eine weitere kleine Umformereinheit für die Bedienung der restlichen vier Verstärker vorgesehen wird. LTm bei einem Ausfall eines Umformers Ersatz zu schaffen, ist jeder Satz von Umformern mit einem Aushilfsumformer versehen, von denen einer bei 41 dargestellt ist.

Die in Abb. 5 dargestellten Apparate entsprechen den im Zusammenhang mit Abb. 3 und 4 beschriebenen Apparaten und sind daher nicht im einzelnen dargestellt. Der Zweck und die -Beschaffenheit dieser Apparate geht aus der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise hervor.

Wirkungsweise g_o

Jede der Übertragungsleitungen für die West-Ost-Richtung, von denen zwei in Abb. 3 gezeigt sind, übertragen Signalwellen im Bereich von 8 bis 100 kHz. Dieses Frequenzband wird für jede Leitung an den Ver-Stärkerstationen verstärkt, -von denen zwei in Abb. 3 gezeigt sind. Alle Verstärker der verschiedenen Stationen können dem Verstärker 300 in Abb. 3 gleich sein oder irgendeine der bekannten Ausführungen besitzen. Gleichzeitig übertragen die Leitungen der Ost-West-Richtung, von denen zwei in Abb. 5 dargestellt sind, ein gleiches Frequenzband in westlicher Richtung, welches in gleicher Weise in. den verschiedenen Verstärker-Stationen verstärkt wird.

Der Kathodenheizstrom für die Röhren des Verstärkers 300 ebenso wie für jeden anderen Verstärker an der Zwischenstation wird von dem Netz 10 geliefert. Im Falle des Verstärkers nach Abb. 3 ist folgender Stromkreis vorhanden: Speisestromquelle 10, Leitungen 42, gewöhnlich geschlossene Ruhekontakte des Relais 43, Leitungen 34, Transformator 33, Kathodenheizkreis des Verstärkers 300, Transformatoren 33 aller anderen Verstärker * der West-Ost-Gruppe. Der Stromkreis 44 speist in gleicher Weise den Heizfadenkreis für die Verstärker von Abb. 5.

Der Gleichrichter 11 an der West-Station (Abb. 4) liefert Gleichspannung von ungefähr 200 Volt an die Leitungen 14, 14'. Der Stromkreis, über den diese Spannung an die Röhren der AVest-Ost-Gruppe der Verstärker in der Zwischenstation (Abb. 3) geliefert wird, ist bereits beschrieben worden und verläuft über die Drosselspulen 15 in Parallelschaltung, alle 100 (oder 50 im Falle der Anlage nach Abb. 2) Leitungen der West-Ost-Richtung, parallel über die Drosselspulen 16, Leitung 17, Leitungen 18 in Vielfachschaltung, von denen eine je Verstärker vorgesehen ist Entladungs-

strecke aller Verstärkerröhren in Parallelschaltung, Leitungen 19, von denen eine je ,Verstärker vorgesehen ist, Leitung 20, parallelgeschaltete Drosselspulen'21, Ost-West Gruppe (Abb. 5), die Gruppe der Drosselspulen 22 in Parallelschaltung und zurück über die Leitung 14' und den Gleichrichter 11. Es soll angenommen werden, daß bei einer Ausgangsspannung des Gleichrichters von 200 Volt die an den Verstärkern der Zwischenstation verfügbare Spannung 172 Volt beträgt.

Über einen Stromkreis, der dem für die Abb. ι beschriebenen genau entspricht, wird die Ost-West-Gruppe der Verstärker in Abb. 5 in gleicher Weise mit Anodenspannung von der Ost-Station aus versorgt. Die eine Seite dieses Stromkreises enthält die Ost-West-Leitungen in Parallelschaltung und die andere Seite die West-Ost-Leitungen in Parallelschaltung zwischen der Ost-Station und der Zwischenstation.

Zwischen den Leitungen 42 von Abb. 4 liegen zwei Relais 45 und 46, die mit Wechselstrom betrieben werden und. Begrenzungsrelais sind, so daß bei normaler Höhe der Speisespannung die Anker der beiden Relais .ihre Kontakte offen halten. Bei irgendwelchen Betriebsstörungen in der Wechselstromspeisung 10, sei "es die Unterbrechung des Betriebes, eine Überspannung oder eine Unterspannung, schließt das eine oder das andere -von den Relais 45, 46 seine Kontakte. Beispielsweise fällt das Relais 45 ab, wenn die Speisung unterbrochen wird oder unter einen vorgeschriebenen Wert sinkt, und schließt seine Ruhekontakte. Das Relais 46 wird erregt, wenn die Spannung einen vorgeschriebenen Betrag übersteigt, und schließt ebenfalls seine Kontakte. In beiden Fällen wird ein Stromkreis für das Relais 47 geschlossen, der folgendermaßen verläuft: Leitung 17, Wicklung des Relais 47, die einen oder die anderen der erwähnten Kontakte der Relais 45) 46, Leitung 20. Hierdurch wird 45* ein Teil der Gleichstromspannung, die von der westlichen Verstärkerstation über die Leitungen kommt, an das Relais 47 gelegt, so daß dieses anspricht. Das Relais 47 verbindet die Gleichstromspeiseleitungen 17 und 20 unmittelbar mit den Gleichstromeingangsleitungen48 für den Umformer. Die Thyratronröhren dieses Umformers haben Kathoden mit Heizkörpern, welche bis-zu dem betrachteten Augenblick . von der Leitung 34 über den Abzweig 49 rnit Heizstrom gespeist worden sind, so daß die Umformerröhren unmittelbar betriebsbereit sind. Wenn die Gleichstromspannung an die Klemmen 48 angelegt ist, tritt daher der Umformer 27 in Tätigkeit · und liefert an seinen Ausgangsklemmen 50 Wechselstrom derselben Spannung und Frequenz, wie sie sonst durch, den Stromkreis 10 geliefert wird, beispielsweise 55 Volt .und 60 Perioden. Durch: den Wechselstromfluß auf den Leitungen 50 wird das Relais 51 erregt. Zu dieser Zeit ist das Relais 43 erregt, da es zugleich mit dem Relais 57 erregt wurde. Der zugehörige Stromkreis verläuft . von der Leitung 17 über die unteren Kontakte des Relais 47, die Wicklung des Relais 43 und die oberen Kontakte des Relais 47 nach der Leitung 20. Sobald die Relais 43 und 51 beide erregt sind, wird der vom Ausgang 50 des Umformers 27 gelieferte Wechselstrom unmittelbar an die Leitungen 34 gelegt, welche zu dem Heizstromkreis der Röhren des Verstärkers 300 und den anderen West-Ost-Verstärkern dieser Gruppe führt, wobei im vorliegenden Falle angenommen wird, daß die Gruppe 16 \^rerstärker enthält, die vom Umformer 27 beliefert werden. Die übrigen Verstärker für die östliche Richtung werden ebenso von anderen Umformern gespeist, die an die Leitungen 42 angeschlossen sind. Diese Leitungen sind oberhalb des Umformers 27 in Abb. 4 dargestellt.

Die beschriebenen Vorgänge spielen sich, wie bereits erwähnt, ab, wenn entweder die Speisung (Stromkreis 10) aussetzt, oder wenn Überspannung oder Unterspannung auftritt. Durch einen entsprechenden Vorgang werden der Umformer 28 und die zugehörigen übrigen Umformer veranlaßt, die Speisung mit Heizstrom für jeden der Ost-West-Verstärker Ai bis A100 der Zwischenstation (Abb. 5) zu übernehmen.

Als der Umformer zy durch die Erregung des Relais 47, wie beschrieben, in Betrieb genommen wurde, wurde zu der normalen Belastung eine erhebliche Belastung zwischen die Leitungen 17 und 20 geschaltet, ebenso an den Gleichrichter 11 in der westlichen Station. Falls die durch den Gleichrichter 11 gelieferte Spannung keine Erhöhung erfahren würde, würde die Anodenspannung der Verstärker an der Zwischenstation von ihrem Normalwert von 172 Volt weit unter 150 Volt fallen. Wie bereits beschrieben, haben die Verstärker, z. B. der Verstärker 300, eine große Stabilität, so daß eine Verminderung der Anodenspannung bis auf etwa 150 Volt keinen oder nur unwesentlichen Einfluß auf die Wirkungsweise der Verstärker hat, wodurch eine Betriebsunterbrechung vermieden wird. Der Gleichrichter 10 ist daher so ausgebildet, daß er unter den beschriebenen außergewöhnlichen Betriebsbedingungen eine erhöhte Ausgangsspannung liefert, die ausreichend ist, um die Anodenspannung auf 150 Volt zu halten. Der Gleichrichter besitzt Begrenzungsrelais 53 und 54, welche für gewöhnlich nicht erregt sind, jedoch ansprechen, wenn die Um-

former auf der Zwischenstation in Tätigkeit treten und daher der Gleichrichterstrom verstärkt wird. Beim Ansprechen des Relais 53 wird ein Stromkreis für das Relais 54 geschlossen, so daß dieses seinen Anker von dem oberen nach dem unteren Kontakt bewegt, wodurch das Übersetzungsverhältnis des Transformators 37 vergrößert wird, da eine geringere Anzahl Windungen in der Primärspule eingeschaltet wurde. Beispielsweise möge die Ausgangsspannung des Gleichrichters von ihrem Normalwert von 200 Volt auf 285 Volt erhöht werden, so daß die Anodenspannung für die Verstärker an der Zwischenstation auf 150 Volt gehalten wird.

Wenn die Netzspeisung für die Verstärker an der Zwischenstation wieder einsetzt, werden die Stromkreise wieder in ihre Ruhelage gebracht. Dies geschieht durch die Rückstellung der Relais 45 und 46, welche den Umformer mittels der Relais 47 und 43 abschalten. Die Abschaltung des Umformers veranlaßt die Aberregung der Relais 53 und 54 in der Gleichrichterschaltung 11 an der West-Station. Durch die Aberregung des Relais 54 wird die Gleichrichterspannung wieder auf ihren Normalwert gebracht.

Die Umformergruppe 27 mit ihren sechs oder sieben Umformern zur Speisung des Hilfskreises für die Kathodenheizung für die 100 Verstärker der West-Ost-Richtung an der Zwischenstation ist, wie bereits bemerkt, mit einem Aushilfsumformer 41 versehen, weleher im Falle des Ausfalls einer der Umformer 27 in Betrieb gesetzt wird. Zu diesem Zweck sind die Leitungen 52 und 56 mit den anderen Umformern der Gruppe geviel facht. Im Falle der Inbetriebnahme der Hilfsspeisung sind alle Relais 47 der Umformergruppe gleichzeitig mit allen Relais 43 erregt. Ob eins der Relais 51 erregt wird, hängt davon ab, ob der zugehörige Umformer 27 genügend Wechselstrom an seinen Ausgangsklemmen 50 entwickelt, um das Relais. 51 zum Ansprechen zu bringen. Wenn das Relais 51 nach der Erregung der entsprechenden Relais 47 und 43 unerregt bleibt, wird ein Stromkreis für das Relais 55 geschlossen. Dieser Stromkreis verläuft von dem oberen Kontakt des Relais 47 über die Wicklung des Relais 55, den unteren Arbeitskontakt des Relais 43 und 'den Ruhekontakt des entsprechenden Relais 51 nach dem unteren Kontakt des Relais 47.

Die Anker aller Relais 43 der Umformergruppe 27 sind über die Leitung 56 gevielfacht, so daß der geschilderte Stromkreis für das Relais 55 geschlossen wird, sobald irgendeins der Relais 51 in der Umformergruppe unerregt bleibt. Bei seiner Erregung legt das Relais 55 die Gleichspannung von den Leitungen 17 und 20 an die Gleichstromklemmen 57 des Aushilfsumformers 41, so daß dieser Umformer an seinen Ausgangsklemmen Wechselstrom der geeigneten Spannung und Frequenz erzeugt. Das Relais 58 wird erregt, wenn das Relais 55 seine Anker anzieht. Das Relais 58 hält in unerregtem Zustande den Heizstrom für die Kathoden des Aushilfsumformers 41 aufrecht. Der Heizstrom wird hierbei von der Leitung 34 entnommen. Bei seiner Erregung speist das Relais 58 die Kathoden des Umformers 41, wobei der erforderliche Heizstrom von diesem Umformer geliefert wird. Der durch den Aushilfsumformer 41 gelieferte Wechselstrom wird den Leitungen 52 zugeführt, welche an den Ruhekontakten aller Relais 51 der Umformergruppe gevielfacht sind. Die Wechselstromausgangsklemmen des Aushilfsumformers liegen daher über die Leitungen 52 und die Ruhekontakte des Relais 51 des entsprechenden gestörten Umformers und üier über die Arbeitskontakte des entsprechenden Relais 43 an dem Ausgangskreis 34.

Wenn alle Umformer 27 einer Gruppe in Betrieb sind und die entsprechenden Relais 47 erregt sind, bleibt das Relais 55 in Ruhe. Wenn einer der Umformer 27 nicht genügend Wechselstromspannung erzeugt, um sein Relais 51 zu erregen,, so daß das Relais 55 seine Anker anzieht, wird ein Haltestromkreis über zusätzliche Wicklungen aller erregten Relais 51 geschlossen. Dieser Stromkreis verläuft über den oberen Arbeitskontakt des Relais 55, Leitung 60, zusätzliche Wicklungen der erregten Relais 51 in Parallelschaltung, obere Arbeitskontakte dieser Relais und die Vielfachleitung 61 nach der Speiseleitung 17. Hierdurch wird eine Überlastung des Aushilfsumformers 28 im Falle eines nachfolgenden Ausfalles eines der Umformer 27 vermieden, da das Relais 51 des letzteren nicht abfallen kann.

Es wurde oben erwähnt, daß die aus Kondensator und Widerstand bestehenden Kreise Ci? dazu dienen sollen, das Übersprechen zu vermindern. Die Kondensatoren bilden zusammen mit den Drosselspulen 15, 16 Siebmittel, welche .dem Gleichstrom gestatten, über die Leitungen zu fließen, jedoch das Zustandekommen von Hpchfrequenzspannung zwischen den Aderpaaren verhindern. Die Widerstände wirken als Schutzwiderstände. Sie dienen als Ableitung und sollen den Aufbau einer Ladung zwischen den Leitungen und der Erde verhindern, die die Gefahr elektrischer Schläge für die Bedienungspersonen bilden. Ebenso gleichen die Widerstände die Spannung zwischen dem Kabel und der Erde aus, so daß die höchste Spannung, welche zwischen Erde und Kabel entstehen kann,

gleich der Hälfte der Speisespannung ist, falls keine unmittelbare Erde an einer Seite des Gleichstromspeisekreises liegt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Fernsprechanlage mit einer oder mehreren unbewachten Verstärkerstationen und einer Zentralstation, von der aus die Anodenspannung den Röhren der Verstärkerstation über eine Verbindungsleitung zugeführt wird, während der Heizstrom aus einer Ortsstromquelle auf der Verstärkerstation entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Heizstrom selbsttätig aus der Anodenstromquelle entnommen wird, wenn die Ortsstromquelle versagt, und daß die Spannung auf der Zentralstation entsprechend erhöht wird, um den auf den Leitungen auftretenden Spannungsabfall auszugleichen.

2. Fernsprechanlage nach Anspruch I, in welcher die Leitungen gemäß' ihrer Richtung (d. h. Ost-West- und West-Ost-Richtung) in verschiedenen Kabeln oder in gegeneinander abgeschirmten Abteilungen desselben Kabels untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannung für den Verstärker auf der unbewachten Verstärkerstation in jedem Falle von dem Hauptamt entnommen wird, von welchem die Sprechströme zu dem Verstärker gelangen.

3. Fernsprechanlage nach Anspruch 1, bei der der Kathodenheizstrom von der Anodenspeisung über einen Umformer abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenheizungen der Umformerröhren ständig geheizt werden, so daß die Umformer sofort in Tätigkeit treten können, ohne daß die Speisung der Verstärkerröhren unterbrochen wird.

4. Fernsprechanlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aushilfsumformer vorgesehen ist, der selbsttätig beim Ausfall des Hauptumformers in Betrieb genommen wird.

5. Fernsprechanlage jnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beruhigungsbatterie zwischen die Anodenspeiseleitungen an der Hauptstation geschaltet ist, und daß ein Gleichrichter in Reihe zu dieser Batterie liegt, um einen schädlichen Stromfluß zu vermeiden, wenn die Spannung- erhöht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen