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Verfahren zur Verminderung des Nebensprechens und anderer Störungen
in Telephonie-Übertragungsanlagen Zur Verminderung von Störungen ist es in Fernsprech
-Übertragungsanlagen bekannt, mittels Verstärkung den Sendepegel so hoch zu legen,
daß auf der Empfangsseite ein. ausreichender Abstand zwischen Nutz- und Störpegel
vorhanden ist. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Verzerrungsfreiheit wird
dabei allgemein ein bestimmter Höchstwert des Sendepegels nicht überschritten, so
daß sich im Laufe der Zeit bestimmte Pegelverhältnisse als allgemein üblich ergeben
haben.
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Es ist weiterhin bekannt, durch auf der Empfangsseite eingeschaltete
Unterdrücker für kleine Amplituden, .die gegebenenfalls zusammen mit Verstärkern
in Kaskade geschaltet sind, den Abstand zwischen Nutz- und,' Störpegel noch weiter
zu vergrößern und dadurch die Störanfälligkeit weiter herabzusetzen.
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Die Erfindung .bezieht sich nun auf Telephonie-Übertragungsanlagen,
insbesondere Mehrfachträgerfrequenzanlagen, die in an sich b'e'kannter Weise auf
der Sendeseite mit Begrenzern, für die großen Amplituden und auf der Empfangsseite
mit Unterdrückern für die kleinen Amplituden ausgerüstet sind.
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Die Amplitudenbegrenzer sind nichtlineare Vierpole, die, ohne Verzögerung
arbeitend, nur Wechselspannungen bis zu einem bestimmten Begrenzungswert ungehindert
hindurchlassen, während bei noch höheren, an den Eingang des Begrenzers gelangenden
Wechselspannungen die auftretenden Ausgangsamplituden den Begrenzungswert nicht
mehr überschreiten können.
Die Begrenzer Schaltet man ini allgemein
tn auf der Sendeseite vor der Übertragungsleitung, z. B. Fernleitung, ein. Durch
die Begrenzer wird bewirkt, daß die vom Sendeapparat herrührenden Sprachwechselspannungen
eine bestimmte, dem Begrenzungswert entsprechende Amplitude nicht überschreiten
können. Die Begrenzer verkleinern also am Anfang der Übertragungsleitung die durch
die den einzelnen Begrenzern zugehörigen eigenen Gespräche in anderen Leitungen
entstehenden Störungen, wie z. B. das Nebensprechen.
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Besondere Vorteile bietet die Verwendung von Begrenzern in 1Mehrfach-Trägerstromtelephonie-Übertragungsanlagen,
bei denen an die in die Übertragungsleitung eingeschalteten Zwischenverstärker,
die mehrere trägerfrequente Sprachbänder gleichzeitig und gemeinsam verstärken,
sehr hohe Anforderungen an die Linearität der Kennlinie, d. h. an die Verzerrungsfreiheit,
gestellt werden. Begrenzt man nun jedes einzelne Gespräch für sich am Anfang der
Übertragungsleitung auf einen ganz bestimmten maximalen Augenblickswert der Leitung,
der einen Bruchteil des ohne Begrenzung auftretenden Wertes betragen kann, dann
braucht man die Zwischenverstärker nur noch für die unverzerrte Abgabe von wesentlich
kleineren Leistungen zu ciiinensi an ie ren.
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Bei den üblichen Sprechstellen, die eine mittlere Sprechleistung von
je etwa i mW abgeben, rechnet man mit Spitzenleistungen bis zu io mW. Die heute
üblichen Begrenzer setzen die Spitzenleistungen auf :2 oder höchstens i mW herunter.
Bei einer Breite des übertragenen Sprachfrequenzbandes von 300 bis 2; 0o Hz tritt
hierbei noch leine Verminderung der Verständlichkeit sowohl wie der Lautstärke ein.
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Die empfangsseitig vorgesehenen Unterdrücker, die direkt vor den Empfängern
eingeschaltet werden, sind nichtlineare Vierpole, die, ebenfalls ohne Zeitv erzögerung
arbeitend, die ihnen zugeführten Eingangs-,veehselspannungen unter einem bestimmten
Schwellwert vollkommen unterdrücken und nur Eingangsspannungen hindurchlassen, die
diesen Schwellwert überschreiten.
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Infolge der durch sie hervorgerufenen, nichtlinearen Verzerrungen
lassen sich die Unterdrücker im allgemeinen mit Erfolg nur bei der Übertragung von
Sprache verwenden, wo es weniger auf vollkommen naturgetreue Übertragung als vor
allen Dingen auf ausreichende Verständlichkeit ankommt, beispielsweise im normalen
Fernsprechverkehr, bei dem sowieso nur ein Frequenzband von 300 bis :2fioo
Hz übertragen wird. Hierbei kann man olin: Verminderun- der Verstän -dliciikeit
@lie durch -lies T'nter:irüch@r hercur_ gerufenen, nichtlinearen Verzerrungen in
Kauf nehmen.
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Dab°i muß der Schwellwert des Unterdrükkers so gewählt werden. daß
die Sprachamplituden, die zur Erzielung einer ausreichenden und guten Verständlichkeit
übertragen werden müssen, praktisch ungehindert von clem Unterdrücker dtirchgel_ass"n
«-erden. Alle am Ende der Leitung bzw. am Eingang des Empfängers auftretenden Spannungen,
die unter dem Schwellwert des Unterdrückers liegen. können nicht auf den Empfänger
cinwirken. Von den Spannungen. die wenig über dein Schwellwert liegen. kommen nur
di° äußersten Spitzen hindurch. Der i'nterdrücker hat somit zur Folge, daß beispielsweise
durch benachbarte Lüitungeii oder durch andere Einflüsse auf der eigenen Übertragungsleitung
hervorgerufene Störspannungen in den Gesprächspausen überhaupt nicht mehr oder nur
noch in geringerem Maße im Empfänger wahrgenommen werden. Besoiiclers also ini Hinblick
auf das Nebensprechen bietet ein Unterdrücker große Vorteile. Es hat sich beispielsweise
gezeigt, ilaß die Einschaltung eines Unterdrückers eine Erhöhung der lebensprechdämpfung
um i,@ bis 2 _\eper bewirkt.
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In vielen Fällen ist nun die durch clie Unterdrücker hervorgerufene
Störverminderung nicht ausreichend. Man kann nämlich den Schwellwert nicht allzu
hoch legen, da der größte Teil der Sprachamplituden, die aus Gründen der Verständlichkeit
übertragen werden müssen, selbst verhältnismäßig niir kleine Werte besitzt.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist es bekannt, durch Kompression
der Sprachamplituden auf der Sendeseite und entsprechende E@paiision auf der Empfangsseite
den über die Leitung übertragenen Amplitudenbereich zu verringern und gleichzeitig
zu erreichen, daß die kleinen, noch zu übertragenden Ainplituclen einen größeren
Abstand vom Störpegel erhalten. Das Verfahren hat den Nachteil. daß an den Verlauf
der Kennilinicn der die Kompression bzw. Expansion bewirkenden Vierpole hohe Anforderungen
gestellt werden müssen, da diese Kennlinien. wenn sie auf denselben Normalpegel
bezogwi werden, spiegelbildlich zueinander liegen müssen. Das Verfahren hat ferner
den Nachteil, daß auf der Sendeseite einerseits keine vollkommene Begrenzung der
großen Amplituden und auf der Empfangsseite andererseits keine vollkommene Unterdrückung
der kleinen Amplituden erfolgen kann, weil mit Rücksieht auf die auf der Empfangsseite
stattfindende Wiederherstellung der ursprünglichen Amplitudenverhältnisse der übertragenen
Sprache
die Neigung der Begrenzer-und Unterdrückerkennlinie nie gleich Null sein kann. Bei
der Kompression gibt es also keinen ausgesprochenen Begrenzungswert, der nicht überschritten
werden kann, und bei der Expansion keinen ausgesprochenen Schwellwert, unterhalb
dessen überhaupt keine Amplituden durchgelassen werden.
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Die mit den bekannten Verfahren erzielbare Störverminderung ist nun
in besonderen Fällen nicht ausreichend. Die Erfindung weist einen Weg, auf dem bei
vorhandenen, mit Begrenzern und Unterdrückern ausgerüsteten Anlagen in einfachster
Weise bzw. bei -Neuanlagen ohne Änderung der üblichen Pegelverhältnisse und der
üblichen Verstärkerdimensionierung eine wesentlich größere Herabsetzung der Störverminderung
erreicht werden kann.
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Die Erfindung 'beruht auf .der Erkenntnis, daß die zu übertragenden
Sprachamplituden auf der Sendeseite noch, stärker .als bisher üblich begrenzt werden
können, ohne daß die Verständlichkeit schlechter wird. Versuche haben ergeben, daß
bei einer mittleren Sprechleistung von i mW, bei der man mit Spitzenleistungen bis
zu io mW rechnet, eine Begrenzung auf o,5 mW, ja sogar bis auf 0,3 mW noch keine
Verminderung der Verständlichkeit zur Folge hat, wenn da' Frequenzband
300 bis :2 700 Hz übertragen wird. Bei einer so starken Begrenzung
wird allerdings die Lautstärke ganz wesentlich herabgesetzt. Aus diesem Grunde wurde
der Begrenzungswert bei der genannten mittleren Sprechleistung von i mW bisher nicht
unter diesem Wert gewählt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein: herfahren zur Verminderung des Nebensprechens
und anderer Störungen in Telepbonie-Übertragungsanlagen, insbesondere Mehrfachträgerfrequenzanlagen,
die auf der Sendeseite mit Begrenzern für die großen Amplituden und auf der Empfangsseite
mit Unterdrückern für die kleinen Amplituden ausgerüstet sind. Erfindungsgemäß wird
der Begrenzungswert der Begrenzer ohne Rücksicht auf die Lautstärke so tief gelegt,
daß gerade noch keine Verminderung der Verständlichkeit eintritt. Der Lautstärkev
erlast wird im Begrenzer selbst oder in seiner unmittelbaren \ äbe durch Verstärkung
wieder ausgeglichen und der Schwellwert der Unterdrücker entsprechend dieser den
Lautstärkeverlust ausgleichenden Verstärkung erhöht.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der auf der Sendeseite
durch die tiefe Lage des Begrenzungswertes (z. B. o5 bis o,3 mW bei einer mittleren
Sprechleistung von i mW) bedingte Verstärkungsverlust durch eine im allgemeinen
hinter dem .Begrenzeneingeschaltete besoii,lere 1',erstärlzerstufe wieder ausgeglichen,
so daß ungefähr wieder die gleiche mittlere Sprechleistung an die LTbertragungsleitung
abgegeben wird wie am Eingang des Begrenzers: 'Man kann hierzu aber selbstverständlich
auch einen Verstärker verwenden, der in an sich bekannter 1`-eise außer als Verstärker
nebenbei gleichzeitig als Ainplitudenbegrenzer wirksam ist.
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Durch die starke Begrenzung und darauffolgende Verstärkung wird das
Verhältnis der einzelnen verschieden großen Sprachamplituden zueinander verändert.
Die kleinen Amplituden werden angehoben und die großen heruntergedrückt, ohne daß
eine wesentliche Änderung der mittleren Sprechleistung erfolgt und ohne daß die
Verständlichkeit verringert -wird.
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Infolge der sendeseitig vorgesehenen Begrenzer-Verstärker-Anordnung
kann nun auf der Empfangsseite aber ein Unterdrücker verwendet werden, bei dem der
Schwellwert -wesentlich höher liegt, als er bei den bisher bekannten Übertragungsanlagen
mit Rücksicht auf die Verständlichkeit höchstens liegen durfte: denn die Höhe des
Schwellwertes ist, wie bereits erwähnt, durch die kleinen, zur Erzielung einer genügend
verständlichen Übertragung er forderlichen Sprachamplituden bestimmt. Da diese kleinen
Amplituden beim Erfindungsiggegenstand durch die Einri;chtungen auf der Sendeseite
angehoben sind, ist auch eine Erhöhung des Schwellwertes der Unterdrücker auf der
Empfangsseite ohne weiteres möglich.
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Die vorstehend 'angegebenen Zahlen (o,5 bzw. o,3:mW)für den Begrenzungswert
beziehen sich auf das in der Fernsprechtechnik übliche Bezugsnormal einer mittleren
Sprechleistung von i inW bei einem Frequenzband von 300 bis 27oo Hz. Bei anderen
mittleren Sprechleistungen würden sich die angegebenen Begrenzungswerte entsprechend
proportional ändern. Die im Hinblick auf die Verständlichkeit noch zulässigen Begren
zungs- unri Schwellwerte hängen von der Übertragungsgute der jeweiligen Fernsprechverbindung.
insbesondere von der Breite des übertragenen Frequenzbandes ab. Beispielsweise werden
bei Bändern, die schmaler sind als das genannte Band von 300 bis 27oo Hz,
die Verhältnisse noch günstiger, d. h. der Begrenzungswert kann bei solchen Bändern
noch etwas tiefer gelegt werden.