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Mit Pupinspulen belastetes Fernsprechseekabel mit hohem Sendepegel
Es ist für mit Pupinspulen belastete Telegraphenseekabel bekannt, die Hystereseverluste
dadurch nach den Enden bei gleichbleibender Induktivität je Längeneinheit zu verringern,
daß die Flußdichte in den Kernen der Spulen nach den Enden des Kabels hin verringert
wird. Für die Anwendung dieser Maßnahme lagen besondere, im wesentlichen durch die
gegenüber dem Fernsprechbetrieb sehr hohen Ströme des Telegraphierbetriebes bedingte
Gründe vor. Für Fernsprechseekabel ist diese Verringerung nach den den Sendern benachbarten
Kabelenden hin gleichfalls bekannt, und zwar wird zu diesem Zwecke die Krarupbelastung
an diesen Stellen durch eine Spulenbelastung ersetzt. Die Erfindung bezieht sich
auf spulenbelastete Fernsprechseekabel mit hohem Sendepegel, dessen den Sendern
benachbarte Kabelenden bei gleichbleibender Induktivität je Längeneinheit mit Pupinspulen
mit nach .den Enden hin kleiner werdendem Hysteresefaktor belastet sind. Erfindungsgemäß
besteht nun bei derartigen Kabeln die Belastung des Kabels bis zu nicht mehr schädlichen
Pegelhöhen aus eisenfreien Spulen. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für
Kabel mit Mehrfachträgerfrequenzausnutzung. Die Vermeidung der gerade bei höheren
Frequenzen nachteiligen, .durch Hysterese-und Wirbelströme bewirkten Eisenverluste
ist als Zweck eines Verfahrens zur Pupinisierung von Hochfrequenzfernsprechleitungen
an sich bereits bekannt, bei dem Belastungsspulen ohne inagnetisierbaren Kern verwendet
werden. Während bei diesem bekannten Verfahren aber solche Spulen ohne magnetisierbaren
Kern auf der .ganzen Kabellänge verwendet werden, besteht die Erfindung gerade darin,
eisenfreie Spulen nur am Anfang einer Kabellänge, nämlich bis zu nicht mehr schädlichen
Pegelhöhen, zu verwenden.
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Die für die Bemessung von Pupinspulen allgemein anerkannte Regel geht
zwar dahin, daß der zum Aderwiderstand des zu pupinisierenden Kabels hinzu zu addierende
Spulenwiderstand möglichst klein sein bzw. :die gewünschte Selbstinduktion der Spulen
mit der kleinstmöglichen Windungszahl und damit auf jeden Fall unter Verwendung
von Kernen aus magnetisierbarenund möglichst hochpermeablen Stoffen erzielt werden
muß. Wendet man diese Regel jedoch auf die den Sendern benachbarteBelastung nicht
an, so erhält man bekanntlich diese Nachteile bei weitem aufwiegenden Vorteile;
daß die Hystereseerscheinungen
und im Zusammenhang damit das nicht
lineare Nebensprechen und ie Verständlichkeitsminderung vermieden werden. Auch die
Stabilität und die Hysteresedämpfung werden in günstigem Sinne beeinflußt. Verwendet
man nach der Erfindung solche eisenfreien Spulen, ,deren Außenabmessungen gleich
den Abmessungen von Spulen mit Eisenkernen sind; muß man zwar einen höheren Widerstand
in Kauf nehmen, um die gleiche Indüktivität durch eine höhere Windungszahl bei entsprechend
dünneren Drähten zu erreichen, jedoch fällt bei eisenfreien Spulen, insbesondere
bei Verwendung von Hochfrequenzlitzen, von vornherein die Wirkung der frequenz-
und stromabhängigen Widerstandsteile fort, die bei Spulen mit ferromagnetischen
Kernen vor allem im Trägerfrequenzgebiet eine große und nachteilige Rolle spielen.
Andererseits lohnt es sich, wegen der erzielbaren Vorteile eisenfreie Spulen mit
größeren Außenabmessungen zu verwenden, um ausreichend kleine Widerstände zu erhalten.
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Die Erfindung kann bei hohen Anforderungen an Übertragungsgüte auch
in :der Weise ausgeführt werden, daß der Übergang von eisenfreien Belastungsspulen
auf die üblichen Spulen mit Kernen aus hochpermeablen Werkstoffen allmählich z.
B. mit Hilfe von Kernen mit stufenweise zunehmender Permeabilität gestaltet wird.
-Die Erfindung kann mit Vorteil auch bei solchen an sich schon vorgeschlagenen Kabelanlagen
angewendet werden, bei denen nur die Enden des Kabels pupinisiert und der mittlere
Teil des Kabels krarupiert ist. In diesem Fall folgt auf das am Ende liegende Pupinkabelstück
mit eisenfreien Spulen erst ein Pupinkabelstück mit eisenhaltigen Spulen, und an
dieses schließt sich das Krarupkabelstück an.
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Für die Bemessung der Kabelendstrecken, die mit kernlosen Spulen oder
mit diesen und mit Spulen mit Kernen geringerer Permeabilität zu versehen sind,
kann man je nach den vorliegenden Verhältnissen von der maximal zulässigen Hysteresedämpfung
oder von der Klirrdämpfung ausgehen. Wenn beispielsweise geford,.rt wird, daß die
Hysteresedämpfung bh kleiner oder gleich oJ Neper sein soll, kann man- die Länge
der in Frage kommenden Endstrecke an Hand der beiden nachstehenden Formeln für die
Hysteresedämpfung bh und die Leitungsdämpfung bx berechnen, wobei Ja die Eingangsstromstärke,
F die höchste zu übertragende Frequenz in kHz, Fh: den Hysteresefaktor und R den
Widerstand des Kabelfeldes bedeutet:
Eine analoge und im allgemeinen sogar schärfere Bedingung läßt sich aus der Begrenzung
des nicht linearen Nebensprechens, die für trägerfrequente Leitungen von Wichtigkeit
ist, angeben.
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Von einem Fernmeldekabel gemäß .der Erfindung ist in der Zeichnung
schematisch ein einem Sender benachbartes Kabelende als Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die drei Belastungsspulen r, 2 und 3, die dem Sender 1o im Zuge des Kabels zunächst
benachbart liegen, sind als eisenfreie. Spulen ausgebildet. Die Spulen q., 5 und
6 haben ferromagnetische Kerne qo; So und 6o, deren Permeabilität mit zunehmender
Entfernung vom Sender 1o größer wird. An die Spule 6 schließt sich die stetig belastete
Kabellänge 7 an, die als erste Länge des mittleren stetig belasteten Teils des Kabels
angenommen wird. Der Sendepegel ist bei dem dargestellten Kabel bereits zwischen
den Spulen 3 und 4. auf einen unschädlichen Wert abgesunken, so däß die Anordnung
der Kerne 40 und 5o eine Vorsichtsmaßnahme darstellt. Der Kern 6o hat die Permeabilität,
die ohne Anwendung der Erfindung allen und auch den zu den Spulen in der Nähe des
Senders gehörigen Kernen zuerteilt worden wäre. Das ändere nichtdargestellte Kabelende
ist naturgemäß in der gleichen Weise wie .das dargestellte Kabelende ausgebildet.