DE760570C - Gabelschaltung mit Rueckkopplungssperre - Google Patents

Description

• Gabelschaltung mit Rückkopplungssperre Fernmeldesysteme mit Verstärkern für Gegen-Sprechbetrieb erfordern beim Übergang von zweidrähtiger auf vierdrähtige Leitungsführung im allgemeinen Gabelschaltungen, die eine Brückenschaltung darstellen, deren einer Zweig aus einer künstlichen Nachbildung des auf der Zweidrahtseite angeschlossenen Leitungsgebildes besteht. Da diese Nachbildung gewöhnlich mehr oder weniger große Fehler enthält, entstehen in dem mit Verstärkern ausgerüsteten Vierdrahtkreis Rückkopplungen, die unter Umständen zur Selbsterregung des Vierdrahtkreises führen können. Es wurden deshalb Zusatzeinrichtungen geschaffen, die diese Rückkopplungen unterbinden sollen, die Rückkopplungssperren.
• Es sind zahlreiche Schaltungen solcher Rückkopplungssperren für Fernmeldeleitungen bekanntgeworden. Allen bisher zu praktischer Bedeutung gelangten Ausführungen ist folgende Arbeitsweise gemeinsam: Von den Sprechströmen wird ein Teil abgezweigt und einem Gleichrichter oder Verstärkergleichrichter zugeführt. Die aus dem Gleichrichter gewonnene Gleichspannung wird mittelbar oder unmittelbar zum Steuern von Organen, z. B. Relais, Verstärker od. dgl., benutzt, die in den Sprechwegen liegen und diese für die Sprechströme

  entweder durchlässig machen oder sperren. Bei

  den meisten Schaltungen sind besondere Maß-

  nahmen getroffen, um ein Ansprechen auf Ge-

  räusche, z. B. Leitungsgeräusche, bis zu einem

  gewissen Grade zu verhindern; einige Schalt-

  anordnungen sind darüber hinaus mit Zusätzen

  ausgerüstet, die ein Gegensprechen ermöglichen

  sollen.

  Alle diese Schaltungen haben den Nachteil,

  daß infolge einer unvermeidlichen Ansprechver-

  zögerung die ersten eintreffenden Sprachlaute

  ein wenig verstümmelt werden. Als noch schwer-

  wiegenderer Nachteil ist jedoch der Umfang und

  die Kompliziertheit dieser Schaltungen (sie ent-

  halten eine Anzahl Röhren, Gleichrichter, Relais

  usw.) anzusehen. Sie erfordern daher Wartung

  (und manchmal sogar ständige Bedienung) durch

  geschultes Fachpersonal, die über die Wartung,

  welche z. B. ein normaler Fernsprechverstärker

  erfordert, hinausgeht. Der Einsatz solcher Rück-

  kopplungssperren konnte daher bisher nur in

  geringem Umfange in einigen besonders wich-

  tigen Fällen, z. B. im Funkfernsprechverkehr,

  erfolgen.

  Aus diesen Erfahrungen heraus wird nunmehr

  die Erfindung vorgeschlagen, die aus einer

  Gabelschaltung mit Rückkopplungssperre be-

  steht. Hierin werden die Sprechströme selbst

  in der einen Sprechrichtung über einen einer

  Gabelschaltung zugeordneten Hilfszweig so ge-

  leitet, daß ein Rückfluß der Ströme aus dem

  ankommenden in den abgehenden Vierdraht-

  leitungszsweig auch bei fehlerhafter Nachbildung

  verhindert wird. In der anderen Sprechrichtung

  -wirkt dieser Hilfszweig infolge entsprechender

  Anordnung elektrischer Ventile nur als zusätz-

  liche Dämpfung. Ihr Aufbau ist äußerst einfach,

  sie erfordert keine Bedienung oder Wartung und

  ist daher für :Masseneinsatz geeignet. Sie ver-

  wendet auch keine aus Sprechströmen gewon-

  nenen Gleichspannungen zur Steuerung irgend-

  welcher Organe, die in den Sprechwegen liegen.

  Außerdem werden bei ihr auch z. B. die Sprach-

  anfänge vollständig übertragen, da sie ohne jede

  zeitliche Verzögerung arbeitet.

  Die Verswendung des Hilfszweiges geschieht

  in Verbindung mit Gabelschaltungen derart,

  daß er an die Zweidrahtleitungs- und Nachbil-

  dungsklemmenpaare der Gabel so angeschlossen

  wird, daß bei der Übertragung von Wechsel-

  strömen -von der Vierdraht- nach der Zweidraht-

  seite von den genannten beiden Klemmenpaaren

  aus Teilströme durch die Ventile hindurch zu

  den Widerständen fließen, dabei die Ventile

  öffnen und eine widerstandslose Verbindung

  zwischen den beiden Klemmenpaaren herstellen,

  hierdurch die zwischen diesen Klemmenpaaren

  liegenden Wicklungen des Gabelübertragers

  kurzschließen und damit jede Stromübertragung

  zu den Klemmer. des abgehenden Zweiges der

  Vierdrahtleitung unterbinden, -während für

  Ströme der umgekehrten Übertragungsrichtung

  Zweidraht-Vierdraht dieser Verbindungsweg

  durch die Ventile -versperrt wird. Die Bauart

  i des Hilfszweiges kann z. B. derart durchgebildet

  sein, daß er die Form einer Brücke mit je einem

  Gleichrichter in . jedem Brückenzweig und mit

  einem angezapften Widerstand in der Diagonale

  hat und die Zapfstelle an zwei Klemmen so

  herangeführt ist, daß aus dem Hilfszweig ein

  f Vierpol wird.

  !, In Abb. i ist die grundsätzliche Ausführung

  einer Gabelschaltung mit Rückkopplungssperre

  -niedergegeben. Zum leichteren Verstehen ihrer

  Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß

  die elektrischen Ventile in idealer Weise arbeiten,

  d. h. bei Anlegen einer unendlich kleinen Span-

  nung in der Durchlaßrichtung sinke ihr Wider-

  stand sofort auf o Ohm, während bei Anlegen

  einer unendlich kleinen Spannung in der Sperr-

  richtung ihr Widerstand sofort auf Unendlich

  ansteige.

  An die Klemmen Furt der Gabel werde eine

  Wechselspannung angelegt, die nach F2 über-

  tragen werden soll. Zunächst sei angenommen,

  daß der Scheinwiderstand des an F2 angeschal-

  teten Gebildes durch die Nachbildung _N genau

  nachgebildet werde. In den Hilfszweig Z (damit

  ist der Zweig mit den Ventilen gemeint, der an

  die Klemmen 1,:2, 3 und 4 der Gabel angeschlos-

  sen wird) fließen dann während der positiven

  Halbwellen Ströme gleicher Stärke von Klemmei

  über Ventil 5 und Widerstand I1"1 nach Klemme 2

  und -von Klemme 3 über Ventil 7 und Wider-

  stand 1V1 nach Klemme 4; während der nega-

  tiven Halbwellen fließen Ströme in gleicher Weise

  über die Ventile 6 und 8 und den Widerstand W2.

  Weichen nun aber die Scheinwiderstände an F2

  und f4 voneinander ab, ist z. B. der Widerstand

  an X größer als der an F2, so -wird (bei Betrach-

  tung einer positiven Halbwelle) von Klemme 3

  über Ventil 7 und Widerstand I3'1 zur Klemme 4

  ein größerer Strom fließen als von Klemme i

  über Ventil 5 und Widerstand 11'1 zur Klemme 2.

  Da die Ventile 5 und 7 durch die von den

  Klemmen i und 3 zum Widerstand 1I'1 fließen-

  den, mehr oder -weniger großen Ströme offen

  gehalten -'erden, spielt sich die ganze Strom-

  verteilung so ab, als ob überhaupt keine Ventile

  vorhanden und die Klemmenpaare i-2 und 3-4

  der Gabel einfach miteinander verbunden wären.

  Während der negativen Halbwellen spielt sich

  ein entsprechender Vorgang über die Ventile 6

  und 8 ab. Dadurch werden die Wicklungen des

  Gabelübertragers, die zwischen den Klemmen-

  paaren 1-a und 3-4 liegen, kurzgeschlossen, und

  in der an den Klemmen F"" liegenden Wicklung

  werden keine Spannungen induziert. Jeder

  Rückfluß aus dem ankommenden in den ab-

  gehenden Vierdrahtzweig ist damit unterbunden.

  Für eine Wechselspannung, die an F2 angelegt

  u-ird und nach Fiaa übertragen werden soll,

  besteht diese Verbindung zwischen den Klem-

  menpaaren I-2 und 3-4 jedoch nicht, denn für

  Ströme, die vom Klemmenpaar =-2 kommen,

  wird durch die Ventile 7 und 8 der Durchlaß

  zum Klemmenpaar 3-4 gesperrt. Dies ist not-

  wendig, da für diese Ströme die zwischen den

  Klemmenpaaren i-2 und 3-4 liegende Über-

  tragerwicklung wirksam sein muß. Es fließen

  lediglich Ströme zu den Widerständen W1 und

  W2, die dort vernichtet werden und sich nur

  als Erhöhung der Dämpfung für die Über-

  tragungsrichtung F2-F"b bemerkbar machen.

  Es sollen nun an einem Ausführungsbeispiel

  einige Anwendungsmöglichkeiten gezeigt wer-

  den. In der in Abb. 2 wiedergegebenen Schal-

  tung wurden eine handelsübliche Gabel G und

  als Ventile 5, 6, 7 und 8 handelsübliche Trocken-

  gleichrichter (Kupferoxydulgleichrichter) in

  Graetz-Schaltung benutzt, ferner wurden nor-

  male Fernleitungsübertrager 4,8 : I und Hoch-

  konstantwiderstände verwendet. Als Nachbil-

  dung wurde ein Widerstand von 6oo Ohm

  benutzt. Die Schaltung arbeitet in gleicher

  Weise wie die grundsätzliche Schaltung Abb. i,

  im Aufbau unterscheidet sie sich von ihr im

  wesentlichen nur durch die Einfügung der Fern-

  leitungsübertrager 4,8:I, welche die Span-

  nungen der Sprechwechselströme auf Werte

  heraufsetzen sollen, die in einem günstigen

  Wirkungsbereich derTrockengleichrichter liegen.

  Da die Trockengleichrichter nicht in der oben-

  erwähnten idealen Weise arbeiten, konnte die

  gewünschte Wirkung der Unterdrückung der

  Rückkopplung nur bis zu einem gewissen Grade

  erreicht .werden. Die gemessene Dämpfung

  dieser Gabelschaltung betrug in der Über-

  tragungsrichtung Flp@F2 = i Neper und in der

  Übertragungsrichtung F2-Flab = 1,5 Neper, ge-

  messen bei 8oo Hz mit einem Sendepegel von

  o Neper bei einem inneren Widerstand des Sen-

  ders und des Empfängers von 6oo Ohm und bei

  Abschluß des jeweils freien Klemmenpaares mit

  6oo Ohm. Bei einem Sendepegel von - 2 Neper

  betrugen diese Dämpfungen i,o2 bzw. 1,65

  Neper. An die Zweidrahtseite der Gabel (Klem-

  men i und 2 bei F2) wurden verschiedene

  Gebilde, wie Ohmsche Widerstände, eine Hoyt-

  Nachbildung für ein mittelschwer bespultes

  Fernkabel, eine Nachbildung eines unbespulten

  Kabels u. dgl., angeschaltet. Die gemessene

  Übergangsdämpfung von Fan nach Flab war

  in allen Fällen um rund i Neper höher als die,

  welche sich nach den Fehlern zwischen der

  Nachbildung und den zweidrahtseitig ange-

  schalteten Gebilden ergeben hätte; auch bei

  Leerlauf an F2 wurde ein Wert gemessen, der

  einer Fehlerdämpfung von rund i Neper ent-

  sprach.

  In Verbindung mit einem Allverstärker in

  Schaltung als Vierdrahtendverstärker wurde

  aus der Gabel ein Übertragungsvierpol gebildet,

  der in jeder Übertragungsrichtung für ein Fre-

  quenzband ton 3oo bis a7oo Hz eine Verstärkung

  von rund 0,5 Neper aufwies und dabei im Leer-

  lauf an beiden Enden gerade noch pfeiffrei war.

  Schließlich wurde die Gabelschaltung als Ab-

  schluß einer 6oo km langen Vierdrahtleitung

  benutzt; die Leitung konnte bei ausgeschal-

  teten Echosperren auf eine Restverstärkung

  von etwa 0,5 Neper in jeder Richtung ein-

  gemessen werden und wies dabei noch eine Leer-

  laufpfeifsicherheit von o,o5 Neper auf.

  Eine Verstümmelung der ersten Sprachlaute,

  wie sie bei anderen Rückkopplungssperren un-

  vermeidlich ist, tritt nicht ein, da die Schaltung

  ohne jede zeitliche Verzögerung arbeitet. Sprech-

  versuche erwiesen, daß auch sonst keine mit

  dem Ohr feststellbare Verschlechterung der

  Sprache durch die Gabelschaltung hervor-

  gerufen wird, daß Gegensprechen möglich ist

  und selbst starke Störgeräusche nur Dämpfun-

  gen und Verzerrungen der Sprache, aber niemals

  Unterbrechungen hervorrufen.

  Hieraus geht hervor, daß sich die Erfindung

  besonders zur Erhöhung der Stabilität in schlecht

  nachbildbaren Zweidrahtleitungen, aber auch

  zur Erhöhung der Stabilität in Vierdrahtlei-

  tungen eignet und es ermöglicht, die Rest-

  dämpfung in letzteren auf z. B. o, Neper zu

  senken. Die Erfindung kann infolge der großen

  Einfachheit ihres Aufbaues z. B. in einen nor-

  malen Fernsprechverstärker mit eingebaut wer-

  den.

  Abb. 3 zeigt ein Beispiel für die Zusammen-

  schaltung der Gleichrichter und Widerstände.

  Die Hilfszweiganordnung ist über den Rah-

  men des Fernmeldewesens hinaus auch für

  andere Gebiete anwendbar, in denen Schwan-

  kungen von Brückengleichgewichten u. dgl.

  unterdrückt werden sollen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gabelschaltung mit Rückkopplungs- sperre, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zweidrahtleitungs- und Nachbildungsklem- menpaare (i-2 und 3-4) einer in an sich bekannter Weise arbeitenden Gabelschaltung (G) ein elektrische Ventile (5, 6, 7 und 8) und Widerstände (W1, W2) enthaltender Hilfszweig (Z) so angeschlossen ist, daß bei der Übertragung von Wechselströmen von der Vierdraht- (Flan) nach der Zweidraht- seite (F2) von den Klemmenpaaren (i-:z und 3-4) aus Teilströme durch die Ventile (5, 6, 7 und 8) hindurch zu den Widerständen (W1, WZ) fließen, dabei die Ventile öffnen und einen widerstandslosen Verbindungsweg zwischen den Klemmenpaaren (i-:z und 3-4) herstellen, hierdurch die zwischen diesen Klemmenpaaren liegenden Wicklungen des Gabelübertragers kurzschließen und damit jede Stromübertragung zu den Klemmen (F1 ab) des abgehenden Zweiges der Vierdrahtleitung unterbinden, während für die Ströme der umgekehrten Übertragungsrichtung von der Zweidraht- (F.) nach der Vierdrahtseite (Flab) dieser Verbindungsweg durch die Ventile versperrt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszweig in Form einer Brücke mit je einem Gleichrichter in jedem Brückenzweig und mit einem angezapften Widerstand in der Diagonale ausgerüstet ist und die Zapfstelle Verbindungen zu den Klemmen (ro und 12) hat (z. B. Abb. 3).