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Ausgleichelement zur gleichzeitigen Verminderung der Wirkungen der
kapazitiven und der magnetischen Kopplungen in Fernmeldekabeln für die Hochfxequenzübertragung
Die in einem Fernmeldekabel auftretenden Nebensprechstörungen sind bekanntlich in
erster Linie eine Folge der zwischen den Fernmeldeleitungen auftretenden kapazitiven
und magnetischen Kopplungen. Soweit die Fernmeldekabel für die Niederfrequenzübertragung
benutzt werden, hat man sich bisher im allgemeinen damit begnügt, die durch die
kapaziti.ven Kopplungen verursachten Nebensprechstörungen herabzusetzen. Hierbei
können durch Anwendung geeigneter Meßverfahren, beispielsweise durch Abschluß der
zu messenden und auszugleichenden Leitungen mit Widerständen, auch die magnetischen
Kopplungen zum Teil mit berücksichtigt werden. Durch den bei der Messung der kapazitiven
Kopplungen vorgenommenen Abschluß der auszugleichenden Leitungen mit geeigneten
Widerständen wird erreicht, daß die Leitungen auf ihren Betriebszustand gebracht
werden, um damit die magnetischen Kopplungen wirksam zu machen. Es wird auf diese
Weise erreicht, daß die magnetischen Kopplungen in die Messung mit einbezogen werden,
so daß man durch Hinzuschalten eines Ausgleichskondensators auch den gemessenen
Anteil der magnetischen Kopplung ausgleicht. Es .wird aber hierbei nur ein. geringer
Teil der magnetischen Kopplung mit ausgeglichen. Dies ist bei der Niederfrequenzübertragung,
bei der der magnetische Anteil des Nebensprechens klein ist gegenüber dem kapazitiven
Anteil, völlig ausreichend, um insgesamt eine genügend große Nebensprechdämpfung
zu erhalten. Wenn aber das Fernmeldekabel für die Übertragung von Hochfrequenzströmen
bemessen ist und ausgenutzt wird, so reicht das erwähnte bekannte Verfahren nicht
mehr aus, weil die Wirkungen der magnetischen Kopplungen mit ansteigender Frequenz
immer größer werden. Es ist dann erforderlich, neben den kapazitiven Kopplungen
auch die magnetischen Kopplungen zu beseitigen bzw. zu kompensieren. Hierfür sind
bereits verschiedene Verfahren bekanntgeworden. So wurde beispielsweise vorgeschlagen,
die magnetischen und die kapazitiven Kopplungen getrennt zu messen und die magnetischen
Kopplungen durch Kreuzungen der Adern des Fernmeldekabels und die kapazitiven Kopplungen
durch Hinzufügen von Zusatzkondensatoren auszugleichen. Ferner wurde vorgeschlagen,
die magnetischen Kopplungen durch induktive Gegenköpplungselemente, die die auszugleichenden
Adern magnetisch miteinander koppeln,
auszugleichen. Hierbei wurde
durch Anordnung zusätzlicher Schirme zwischen den Leiterschleifen vermieden, daß
neben den magnetischen Kopplungen auch kapazitive Kopp,-; lungen auftreten.
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Es ist ferner bekanntgeworden, zum Aus= gleich der kapazitiven Kopplungen
den auszugleichenden Kabeladern eine erhöhte Kapazität zu geben. Beispielsweise
soll die eine Ader schraubenlinienförmig um die andere Ader gewickelt werden, gegen
die die Kapazität erhöht werden soll. Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausführungsform
werden je zwei Kabeladern zu dünnen Bändern ausgehämmert und unter Zwischenfügung
einer Isolation flach aufeinandergelegt, so daß sich für das so geformte Kabeladerstück
eine erhöhte Kapazität ergibt. Bei diesen bekannten Verfahren erhalten also -die
beiden Adern an der Ausgleichsstelle eine besondere Formgebung, so daß die zwei
Belege des so gebildeten Kondensators geometrisch in anderer Weise zueinander angeordnet
sind als die auszugleichenden Adern. Mit diesen bekannten Maßnahmen ist aber die
Erzeugung magnetischer Kopplungen nicht bezweckt worden. Falls aber eine magnetische
Kopplung ungewollt auftreten würde, wüde .sie nur unerwünschte Störungen in anderen
Stromkreisen zur Folge,- haben, aber zum Ausgleich nicht groß genug sein.
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Ein gleichzeitiger Ausgleich der 'kapazitiven und der magnetischen
Kopplung ist nun schon auf dem Wege vorgeschlagen worden, daß zwei Adern oder bei
Phantomkopplungen drei Adern verschiedener Sprechkreise über eine bestimmte Strecke
gemeinsam mit einer Metallhülse aus magnetischem, vorzugsweise aus hochpermeablem
Material umgeben werden sollten. Bei einem derartigen Ausgleichselement sind höchstens
drei Belege vorhanden, wobei die magnetische Kopplung allein durch das zusätzliche
magnetische Material bewirkt wird und ohne dieses Material nicht zustande kommen
kann.
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Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement zur gleichzeitigen Verminderung
der Wirkungen der kapazitiven und der magnetischen Kopplungen in Fernmeldekabeln
für die Hochfrequenzübertragung, das unsymmetrisch angeordnete oder von den Adern
der auszugleichenden Adergruppe abweichend angeordnete Belege enthält und nach Einschaltung
in die Adergruppe gleichzeitig eine kapazitive und eine magnetische Kopplung erzeugt,
und besteht darin, daß das Ausgleichselement mindestens vier Belege enthält. Hierdurch
werden in erster Linie die Vorteile erzielt, daß einerseits die Anordnung von zusätzlichem
magnetischem Material vermieden wird und andererseits doch jede gewünschte Größe
einer magnetischen Kopplung erzielbar ist. Um mit ein und demselben Ausgleichselement
verschiedene kapazitive und magnetische Kopplungswerte einstellen zu können, kann
das Ausgleichselement mehr als vier, 'd. h. eine Vielzahl von Belegen erhalten.
Die ;eerschiedenen Werte erhält man dann durch 'entsprechende Auswahl und Zusammenfassung
der einzelnen Belege. Um für alle Ausführungsformen von Ausgleichselementen stets
das gewünschte Verhältnis zwischen der kapazitiven und magnetischen Kopplung zu
erhalten, können erfindungsgemäß verschiedene Mittel und Maßnahmen angewendet werden.
Beispielsweise kann das Verhältnis durch entsprechende Wahl des Dielektrikums oder
durch Einbringen von magnetischem Material in das Feld geändert werden. Ferner kann
das Verhältnis zwischen der kapazstiven und magnetischen Kopplung dadurch beeinflußt
werden, daß man die Belege des Ausgleichselementes in geeigneter Weise formt oder
in bekannter Weise durch leitende Schirme abschirmt. Schließlich kann das Verhältnis
durch Änderung der Abstände der Belege beeinflußt werden. Das Ausgleichselement
selbst kann in bekannter Weise in mehrere Elemente unterteilt werden, beispielsweise
in eine grobe Vorstufe und in kleine feine Stufen. Die einzelnen Teile des Ausgleichselementes,
beispielsweise die Belege selbst, das in das Feld eingebrachte magnetische Material,
die leitenden Schirme usw., können in bekannter Weise einstellbar angeordnet sein.
Falls in bestimmten Fällen das erforderliche Verhältnis zwischen der kapazitiven
und magnetischen Kopplung nicht erreichbar ist, können kleine kapazitive oder magnetische
Zusatzelemente hinzugefügt werden. Das Ausgleichselement kann auch als Spule mit
vier oder mehreren getrennten, jedoch induktiv miteinander gekoppelten Wicklungen
ausgeführt sein. Ein solches Ausgleichselement wird dann zur Kompensierung der magnetischen
Kopplungen der auszugleichenden Adergruppe zwischen die Adern eingeschaltet. Die
Wicklungen werden so bemessen und so angeordnet, daß zwischen den Wicklungsteilen
zu gleicher Zeit die gewünschte kapazitive Kopplung entsteht.
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Die Erfindung soll an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
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Die Fig. i zeigt ein Ausgleichselement, das mit Vorteil zum Ausgleich
der kapazitiven und magnetischen Kopplungen von aus Vierern aufgebauten Fernmeldekabeln
benutzt werden kann. Die zur Bildung der Kapazität dienenden Belege bestehen aus
den vier mit einer Isolationshülle versehenen Adern i i, 12, 13
und 14, die
in bekannter Weise nach Art des Sternvierers angeordnet sind. Fügt man das so ausgebildeteAusgleichselement
in einen
Vierer ein, indem man je zwei nebeneinanderliegende Belege
des Ausgleichselementes, d. h. die Belege i i und 12 sowie 13 und 14, mit den beiden
Paaren des Vierers verbindet, so wird hierdurch zwischen den beiden Paaren des Vierers
eine magnetische Kopplung erzeugt. Es können also durch derart ausgebildete Ausgleichselemente
die zwischen den Paaren eines Vierers vorhandenen magnetischen Kopplungen kompensiert
werden. Die Kapazität des Ausgleichselementes wird so groß gemacht, daß gleichzeitig
auch die kapazitive Kopplung des Vierers ausgeglichen wird. Das Verhältnis zwischen
der kapazitiven und magnetischen Kopplung wird zweckmäßig dadurch erhöht, daß man
die Adern I T, 12, 13 und 14 des Ausgleichselementes mit einem Isolierstoff mit
großer Dielektrizitätskonstante isoliert, beispielsweise mit Gummi oder einem geeigneten
Lack. Ferner kann das Verhältnis durch die die Kondensatorbelege einschließende
Schutzhülle i beeinflußt werden. Diese kann ebenfall2 aus einem Isolierstoff mit
hoher Dielektrizitätskonstante, gegebenenfalls aber auch aus Metall bestehen. Die
Metallhülle dient dann gleichzeitig zur Abschirmung der Ausgleichselemente. Als
Isolierstoffe für das Dielektrikum werden zweckmäßig solche benutzt, deren Dielektrizitätskonstante
möglichst unabhängig von den auftretenden Temperaturschwankungen ist. Die vier die
Kondensatorbelege bildenden Adern werden vorteilhaft in bekannter Weise miteinander
verseilt, und zwar mit möglichst kurzem Drall, um magnetische Kopplungen zwischen
benachbart liegenden Ausgleichselementen zu vermeiden.
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Die Fig.2 zeigt ein Ausgleichselement, das im wesentlichen in gleicher
Weise wie das in der Fig. i gezeigte Ausgleichselement aufgebaut ist, jedoch mit
dem Unterschied, daß die Kondensatorbelege nicht aus runden Drähten, sondern in
bekannter Weise aus Profildrähten gebildet sind. Nach der Fig. 2, die den Kondensator
lediglich im Querschnitt zeigt, bestehen die Belege aus den vier in Sternviererform
angeordneten winkelförmigen Belegen 21, 22,- 23 und 24. Jeder winkelförmige Beleg
ist mit einer Isolationshülle und die vier mit einer Isolationshülle versehenen
Belege mit einer gemeinsamen wasserdichten Schutzhülle 25 umgeben.
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Die gemäß der Erfindung hergestellten Ausgleichselemente sind zum
Ausgleich sämtlicher in einem Fernmeldekabel auftretenden kapazitiven und magnetischen
Kopplungen, insbesondere auch der zwischen verschiedenen Adergruppen auftretenden
Kopplungen, verwendbar. Ferner können die Ausgleichselemente zum Ausgleich von Fernmeldefreileitungen
benutzt werden.