DE853465C

DE853465C - Arrangement for level control in carrier current systems

Info

Publication number: DE853465C
Application number: DES16158D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Paesler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-03-30
Filing date: 1942-03-31
Publication date: 1952-10-23

Description

Anordnung zur Pegelregelung bei Trägerstromsystemen Bei Trägerstrommehrfachsystemen zur Nachrichtenübertragung mit Signalfrequenzen ist eine gleichmäßige Pegelregelung aller Übertragungskanäle erforderlich, um z. B. Schwankungen der Leitungsdämpfung auszugleichen und eine störungsfreie Übertragung zu ermöglichen, unabhängig davon, wie viele Kanäle gleichzeitig und mit welcher Zeichenform sie betrieben werden. Die bekannten Pegelregler streben meist die Konstanthaltung des Effektivwertes der Spannung einer sog. Pilotfrequenz an. Will man eine solche vermeiden und die Signalfrequenzen selbst zur Steuerung der Regler benutzen, so hat man zu beachten, daß der Effektivwert seinerseits unter anderem nicht nur von dem Sendepegel und der (schwankenden) Leitungsdämpfung, sondern auch von der Zahl der innerhalb des betrachteten Frequenzbandes eintreffenden, den Regler gemeinsam beeinflussenden Signalfrequenzen und von der Form der Zeichen abhängt. Vielfach steht die Zahl der in Betrieb befindlichen Kanäle nicht fest, sondern ändert sich bei derselben Anlage in kurzen Zeitabständen je nach den Betriebserfordernissen. Die Konstanthaltung des Effektivwertes führt also nicht zu dem gewünschten Regelziel.Arrangement for level control in carrier current systems In multiple carrier current systems for the transmission of messages with signal frequencies is a uniform level control of all transmission channels required to e.g. B. Fluctuations in the line attenuation balance and enable interference-free transmission, regardless of how many channels are operated at the same time and with what character shape. The well-known level controls usually aim to keep the rms value of the constant Voltage of a so-called pilot frequency. If you want to avoid this and the signal frequencies use yourself to control the regulator, you have to pay attention to the fact that the effective value in turn, not only from the transmission level and the (fluctuating) line attenuation, but also on the number of arriving within the considered frequency band, the signal frequencies influencing the controller together and the shape of the characters depends. In many cases, the number of channels in operation is not fixed, but changes in the same system at short time intervals depending on the operating requirements. Keeping the effective value constant does not lead to the desired control goal.

Man könnte in bekannter Weise Regler verwenden, die jedem einzelnen Kanal zugeordnet sind. Solche Einrichtungen genügen jedoch nicht, da damit Störbeeinflussungen in den trägerfrequenten Stufen der Empfangseinrichtung durch Nachbarkanäle nicht vermieden werden. Es ist mithin eine gemeinsame Regelung erforderlich. Ein anderer Weg, nämlich die in einem einzelnen Kanal nach der Frequenzumsetzung (Demodulation) gewonnene Signalspannung zur gemeinsamen Regelung der Trägerfrequenzstufen zu benutzen, ist ebenfalls nicht ohne weiteres gangbar, weil nicht sicher ist, ob der dazu verwendete Kanal gerade Signalspannungen überträgt. Schließlich sind auch Empfangsprodukte, die vor der Frequenzumsetzung und der Trennung der Kanäle gewonnen werden und sicher die Signalspannung mindestens eines Kanals enthalten würden, zur Regelung für sich unbrauchbar, weil der Effektivwert an dieser Stelle von der Zahl der gewonnenen Signalspannungen abhängt. Bei gleichzeitigem Betrieb von z. B. zwölf Kanälen wäre für eine bestimmte Leitungsdämpfung und gleiche Zeichenform die geregelte Spannung für den einzelnen Kanal um '/E - In 12 = 1,25 N kleiner, als wenn nur dieser selbst in Betrieb wäre. Werden gleichzeitig über mehrere Kanäle Signale gegeben, so entstehen entsprechende Zwischenwerte der geregelten Spannungen.In a known manner, one could use controls that are assigned to each individual channel. Such devices are not sufficient, however, since they do not prevent interference in the carrier-frequency stages of the receiving device from adjacent channels. A common regulation is therefore necessary. Another way, namely to use the signal voltage obtained in a single channel after frequency conversion (demodulation) for common control of the carrier frequency stages, is also not easily feasible because it is not certain whether the channel used for this is currently transmitting signal voltages. Finally, reception products that are obtained before the frequency conversion and the separation of the channels and that would certainly contain the signal voltage of at least one channel are useless for regulation because the effective value at this point depends on the number of signal voltages obtained. When operating z. B. twelve channels for a certain line attenuation and the same character shape, the regulated voltage for the individual channel would be '/ E - In 12 = 1.25 N less than if only this one were in operation. If signals are given simultaneously via several channels, corresponding intermediate values of the regulated voltages arise.

Die vorliegende Erfindung setzt sich als Ziel, die geregelte Spannung aus den Signalfrequenzen zu gewinnen und sie praktisch unabhängig von der Zahl der den Regler beeinflussenden Signalfrequenzen bzw. Kanäle und der Zeichenform zu machen. Es wird gemäß der Erfindung zur Regelung ein Zusammenwirken von zwei Regelkomponenten benutzt, von denen die eine vor und die andere nach einer Demodulation gewonnen werden und von denen jede für sich zwar aus allen eintreffenden Teilspannungen der einzelnen Signalfrequenzen, aber nach verschiedenen Summierungsgesetzen gebildet wird. Eine geeignete Zusammensetzung der Regelwirkungen beider Komponenten ergibt für den einzelnen Kanal eine Regelspannung, die von der Zahl der gerade betriebenen Kanäle und der in den Einzelkanälen herrschenden Zeichenform praktisch unabhängig ist. Der ersten Komponente fällt die Aufgabe zu, die Leitungsdämpfung auszugleichen, der zweiten, Fehler, die bei der ersten wegen schwankender Zahl und Zeichenform der betriebenen Kanäle entstehen, richtigzustellen. Wenn im folgenden von einzelner Signalfrequenz in niederfrequenter Lage die Rede ist, so soll diese Ausdrucksweise auch eine Gruppe von Frequenzen umfassen, wenn sie zur Kennzeichnung derselben zu übertragenden Nachricht gehören. Die Bezeichnung niederfrequent soll nur den Unterschied zu trägerfrequent kennzeichnen. Welche Regelart bzw. welche Regelkennlinie zustande kommt, ob z. B. die sog. Vorwärtsregelung oder Rückwärtsregelung im Hauptweg oder Gegenkopplungsweg angewendet wird, ist für den Erfindungsgedanken ohne Belang. Im nachfolgenden werden an Hand der Fig. 1, 2 und 3 drei Ausführungsbeispiele erläutert.The present invention aims at the regulated voltage from the signal frequencies and they are practically independent of the number of the controller influencing signal frequencies or channels and the character shape. According to the invention, there is an interaction of two control components for control used, one of which was obtained before and the other after demodulation and each of which is made up of all incoming partial voltages of the individual signal frequencies, but formed according to different summation laws will. A suitable combination of the control effects of both components results a control voltage for the individual channel, which depends on the number of the currently operated Channels and the character shape prevailing in the individual channels practically independent is. The first component has the task of compensating for the line attenuation, the second, mistake made in the first because of fluctuating number and character shape of the operated channels arise to rectify. If in the following from individual Signal frequency in the low-frequency position is spoken of, this expression should be used also include a group of frequencies when identifying them too the transmitted message. The designation low frequency is only intended to make the difference too carrier frequency to mark. Which type of control or which control characteristic is established comes whether z. B. the so-called. Forward control or reverse control in the main path or Negative feedback path is used is irrelevant to the concept of the invention. in the three exemplary embodiments are explained below with reference to FIGS. 1, 2 and 3.

Die Anordnung nach Fig. i eignet sich insbesondere für solche Systeme, bei denen die Zeichenform festliegt und für alle Kanäle gleich ist, also z. B. für Zeichen, die in einer regelmäßigen Impulsfolge mit konstantem Verhältnis zwischen Stromgabe und. Unterbrechung bestehen, wobei die Zahl der Impulse in der Zeiteinheit die Nachricht wiedergibt.The arrangement according to Fig. I is particularly suitable for such systems, in which the character shape is fixed and is the same for all channels, e.g. B. for Characters in a regular pulse train with a constant ratio between Power supply and. Interruption exist, the number of pulses in the unit of time plays the message.

Die innerhalb eines schmalen Frequenzbandes liegenden, vom Filter Fo in der Trägerfrequenzlage durchgelassenen Signalfrequenzen «erden vomVerstärker ho, im wesentlichen bestehend aus einer Röhre mit Exponentialkenrilinie, verstärkt und mit dem Gleichrichter G, gleichgerichtet. An dein Widerstand R, entstehen außer einer Gleichspannung unter anderem alle Signalspannungen in niederfrequenter Frequenzlage. Am Widerstand R, der durch einen Kondensator überbrückt ist, entsteht im wesentlichen eine Gleichspannung, die dein Effektivwert der Signalspannung proportional ist. Sie bildet eine negative Teilvorspannung für die Regelröhre VO so, daß mit wachsenden Signalspannungen der Verstärkungsgrad herabgesetzt wird. Parallel zum Widerstand R, sind eine Reihe von Filtern Fr . . . F" geschaltet, durch die die einzelnen niederfrequenten Signale ausgesiebt werden. Die Signale werden verstärkt gleichgerichtet und können an den Widerständen R1, R2 . . . R" abgenommen und in nicht dargestellter Weise weiter behandelt werden. Außerdem entstehen an den Widerständen RQ, R6, R, die durch Kondensatoren überbrückt sind, wiederum Gleichspannungen, die dem Effektivwert der einzelnen niederfrequenten Spannungen proportional sind. Diese Spannungen werden für sich 'hintereinandergeschaltet und bilden eine weitere, und zwar positive Teilvorspannung für die Regelröhre. Die Größen der positiven und negativen Teilvorspannungen werden so gewählt, d,aß deren algebraische Summe (resultierende Vorspannung) möglichst konstant bleibt, auch wenn die Zahl der Spannungen der einzelnen Kanäle schwankt. Die Teilspannung eines einzigen Kanals am Widerstand Rg betrage z. B. en. Die Gesamtspannung an R8 ist bei n-Kanälen durch Bildung des Effektivwertes mithin eh 1 n und die Gleichspannung des einzelnen Kanals an R" . . . R, je gleich k # eh; dann ist die resultierende Vorspannung bei n in Betrieb befindlichen Kanälen Betrachtet man den Fall, daß entweder ein Kanal oder gleichzeitig alle zwölf Kanäle in Betrieb sind und die gleiche Regelspannung für die beiden genannten Grenzwerte entstehen soll, so ergibt sich aus der Formel Für den ungünstigsten Fall, daß fünf Kanäle gleichzeitig in Betrieb sind, ergibt sich, daß die Regelspannung um den Faktor 1,44 zu groß ist, welcher Wert 0,4 N entspricht, während bei dem bekannten Verfahren mit einfacher Regelung sich im vorliegenden Fall ein Fehler von 1,25 N ergibt. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung bleibt die Regelspannung weiterliiii dem F"ffel;tivwert der einzelnen Signalspannung proportional, so daß die Eigenschaften des Reglers, z. B. zur Ausregelung von Dämpfungsschwankungen, nicht angetastet werden.The signal frequencies which are within a narrow frequency band and which are passed by the filter Fo in the carrier frequency position are grounded by the amplifier ho, essentially consisting of a tube with an exponential curve, amplified and rectified by the rectifier G. At your resistor R, besides a direct voltage, among other things, all signal voltages arise in a low-frequency frequency range. At the resistor R, which is bridged by a capacitor, there is essentially a direct voltage that is proportional to the rms value of the signal voltage. It forms a negative partial bias for the control tube VO so that the gain is reduced as the signal voltages increase. In parallel with the resistor R, there are a number of filters Fr. . . F "through which the individual low-frequency signals are filtered out. The signals are amplified and rectified and can be picked up at the resistors R1, R2... R" and processed further in a manner not shown. In addition, at the resistors RQ, R6, R, which are bridged by capacitors, there are again DC voltages that are proportional to the effective value of the individual low-frequency voltages. These voltages are 'connected in series' and form a further, positive partial bias voltage for the control tube. The sizes of the positive and negative partial biases are chosen so that their algebraic sum (resulting bias) remains as constant as possible, even if the number of voltages in the individual channels fluctuates. The partial voltage of a single channel across the resistor Rg is z. B. en. The total voltage at R8 is therefore eh 1 n for n-channels by forming the effective value, and the direct voltage of the individual channel at R "... R, is always equal to k # eh; then the resulting bias voltage for n channels in operation If one considers the case that either one channel or all twelve channels are in operation at the same time and the same control voltage is to arise for the two limit values mentioned, then the formula results In the worst case where five channels are in operation at the same time, the result is that the control voltage is too large by a factor of 1.44, which corresponds to 0.4 N, while in the case of the known method with simple control, this is the case An error of 1.25 N results. In the arrangement according to the invention, the control voltage remains proportional to the volumetric value of the individual signal voltage, so that the properties of the controller, e.g. for regulating attenuation fluctuations, are not affected.

Um eine noch weitergeltende Abhängigkeit von der Zahl der 1>etrielieiieri Kanäle zu erreichen, verfährt inan vorteilhaft nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Die Signalspannungen durchlaufen hierbei zur Ausregelung der Leiturigsdämpfung vor der Frequenzumsetzung gemeinsam e:nen 1@cg_lverst'irker Rl ". z. 13. mit Fleißleiter H als Regelorgan. der ein geregeltes Spanriungsgemisch mit möglichst konstantem Effektivwert in der Trii#erfrerltienzlage abgibt, so daß also der Anteil der einzelnen Signalspannungen mit wachsender Zahl der betriebenen Kanäle abnimmt. Die nach der ersten Regelung gewonnenen Signalspannungen werden in eurem Verstärker V, dessen Verstärkung von einer veränderlichen Vorspannung abhängt, gemeinsam verstärkt, nach der Gleichrichtung im Demodulator Go durch Filter F1 ... F" getrennt und nochmals in den Verstärkern V1 . . . V" einzeln verstärkt. Neben der Nutzspannung wird am Ausgang von jedem dieser Verstärker eine Gleichspannung egl . . . ex" erzeugt, die in dem in Frage kommenden lZegelbereich in bekannter Weise durch Begrenzer B1 . . . B" konstant gehalten wird und nach Summierung der einzelnen Gleichspannungen die Vorspannung des gemeinsamen Verstärkers l" u rrd damit den Verstärkungsgrad so verändert, claß die Verringerung, die die einzelne Signalspannung mit wachsender Zahl der 1>etriel>enen Kanäle erleidet, wieder ausgeglichen wird. Die geregelten Nutzspannungen entstehen an den Widerständen R1 . . . R". Beachtlich ist dabei, daß die steuernde Vorspannung infolge der Begrenzung durch Bi . . . ß" nur von der Zahl der Signalspanriungen, nicht von ihrer flöhe abhängt. Die Gleichrichtung kann dabei auch vor dem Verstärker 1' stattfinden.In order to achieve an even more valid dependency on the number of 1> etrielieiieri channels, inan advantageously proceeds according to the exemplary embodiment in FIG. z. 13. with industrial conductor H as the regulating organ. which emits a regulated mixture of voltages with an effective value that is as constant as possible in the triangle, so that the proportion of the individual signal voltages decreases as the number of operated channels increases Your amplifier V, the gain of which depends on a variable bias voltage, is amplified jointly, after rectification in the demodulator Go, separated by filters F1 ... F "and again in the amplifiers V1. . . V "individually amplified. In addition to the useful voltage a DC voltage. Ex is egl at the output of each of these amplifiers.." Is generated, which in the candidate lZegelbereich in known manner by limiter B1. . . B "is kept constant and, after adding up the individual DC voltages, the bias of the common amplifier l" u rrd thus changes the gain so that the reduction that the individual signal voltage suffers with the increasing number of 1>etrel> enen channels is compensated for again. The regulated useful voltages arise at the resistors R1. . . R ". It is noteworthy that the controlling bias, as a result of the limitation by Bi... The rectification can also take place before the amplifier 1 '.

An Stelle des Verstärkers l' k('ititien auch Dämpfungsglieder mit nichtlinearen Längs- und Querwiderständen treten, die von den an den einzelnen Kanälen gewonnenen Gleichspannungen so gesteuert werden. <iaß die Dämpfung mit der Zahl der betriebenen Kanäle entsprechend abnimmt.Instead of the amplifier l 'k (' ititien also attenuators with non-linear series and transverse resistances occur from the on the individual channels obtained direct voltages can be controlled. <iaß the attenuation with the number of the operated channels decreases accordingly.

Während die Anordnungen nach Fig. i und 2 voraussetzen, daß die Zeichenform im Zeitmittel konstant und für alle Kanäle gleichartig ist, macht sich die Schaltung nach Fig. 3 davon unabhängig. In der Niederfrequenzlage wird für jeden Kanal eine für den Regelbereich möglichst konstante Wechselspannung e_,1 ... ex", was durch Begrenzer l31 . . . ll" erreicht wird, und aus allen gemeinsam nach Verstärkung durch Gleichrichtung in G,, eine Gleichspannung es, gebildet, die dem Effektivwert aus allen Einzelspannungen ex proportional ist. Die flöhe der Gleichspannung ist von der Eingangsaniplitude unabhängig, unterliegt aber bei Veränderung von Zeichenform und Zahl der betriebenen Kanäle den gleichen Gesetzen wie die erste Komponente. Deren Veränderungen, infolge schwankender Zeichenform und Zahl der betriebenen Kanäle, können mithin z. B. mit Hilfe des Verstärkers b'' mit veränderbarem Verstärkungsgrad und der Gleichspannung e,. als steuernderGittervorspatinung ausgeglichen werden. Die geregelten Nutzwechselspannungen werden einer weiteren \\'icklung des Anodenübertragers (C'1... L-") entnommen. Dies ist nur dann zweckmäßig, wenn die am Begrenzer erzielten ebenfalls geregelten Spannungen als Nutzspannung. z. 13. wegen ihrer veränderten Kurvenform. nicht verwertbar sind, wenn also z. 13. jeder N Nied erfrequenzkanal mehrere Frequenzen enthält.While the arrangements according to FIGS. I and 2 assume that the character shape is constant in the time average and is the same for all channels, the circuit according to FIG. 3 makes itself independent of this. In the low-frequency position a constant for the control range as possible AC 1 is achieved a DC voltage for each channel e_ ... ex "what delimiter-l31... Ll," and from all together after amplification by rectification in G ,, it , which is proportional to the effective value from all individual voltages ex. The level of the DC voltage is independent of the input amplitude, but is subject to the same laws as the first component when the character shape and the number of operated channels change. Their changes, as a result of fluctuating character shape and number of operated channels, can therefore z. B. with the help of the amplifier b ″ with variable gain and the direct voltage e. be compensated as the controlling lattice patina. The regulated useful alternating voltages are taken from a further winding of the anode transformer (C'1 ... L- "). This is only useful if the regulated voltages obtained at the limiter are used as useful voltage, e.g. because of their changed curve shape are not usable, so if, for example, 13. each N low frequency channel contains several frequencies.

Die Anordnung gemäß der Erfindung kann sowohl bei Empfangseinrichtungen als auch mit gleichem Vorteil beispielsweise bei Zwischenverstärkern benutzt werden.The arrangement according to the invention can be used for receiving devices and can also be used with the same advantage, for example, in intermediate amplifiers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for level control in carrier tronis systems for multiple transmission of signals, characterized in that the control is carried out by two control components, one of which is used before and the other after demodulation and each of which is made up of all incoming partial voltages of the individual signal frequencies, but after different summation laws is formed.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the two control components are obtained as DC voltages, namely the one from the common rectification of all currently arriving carrier-frequency signal voltages, the second from the Addition of partial DC voltages, in turn by rectifying the individual demodulated signal voltages are generated.

3. Arrangement according to the preceding Claims, characterized in that from the two components by subtraction a resulting control voltage is generated to jointly influence a controller is.

Arrangement according to the preceding claims, characterized in that from for all signal voltages the rms value or a quantity proportional to it twice is formed, namely before the demodulation from the signal voltages fluctuating Amplitude and after demodulation from signal voltages of constant amplitude.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that im Area of the second component organs with non-linear characteristics (limiters, tubes) are applied.