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Schaltungsanordnung zum Ausgleich von temperaturabhängigen Dämpfungsschwankungen
in Nachrichten-Übertragungssystemen Die Dämpfung von Übertragungssystemen ist bekanntlich
von der Temperatur abhängig. Sind größere Temperaturschwankungen zu erwarten, so
daß stärkere Dämpfungsänderungen eintreten können, so ist eine Entzerrung dieser
außerdem in den meisten Fällen frequenzabhängigen Dämpfungsänderungennotwendig.
Die hierfür bekannten Einrichtungen werden als sogenannte Temperaturentzerrer in
längeren Übertragungssystemen verwendet. Je -nach der Länge der Verbindung werden
die Temperaturentzerrer in einem oder mehreren Verstärkerämtern in den Übertragungsweg
eingeschaltet. Es ist zweckmäßig, die Temperaturentzerrer durch eine besondere Steuerfrequenz,
die über das Übertragungssystem übertragen wird, selbsttätig zu steuern.
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In Fig. z ist schematisch ein Übertragungssystem Ü dargestellt, in
das ein Verstärker V mit einem Temperaturentzerrer TE eingeschaltet ist. Die Steuerfrequenz
zur Beeinflussung des Temperaturentzerrers wird hinter dem Verstärker abgezweigt
und über eine Steuereinrichtung St auf den Temperaturentzerrer zur Wirkung gebracht.
Zwischen diesem Entzerrer und dem Verstärker liegt noch ein Dämpfungsentzerrer,
der dazu vorgesehen ist, die Dämpfung des Übertragungssystems bei mittlerer Temperatur
auszugleichen.
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Ist der Dämpfungsentzerrer (auch Leitungsentzerrer genannt) nicht
kontinuierlich, sondern stufenweise einstellbar, so kann der Frequenzgang des Entzerrers
in den meisten Fällen nicht genau dem Frequenzgang der Kabeldämpfung angepaßt werden.
Je größer die Stufung des Entzerrers ist, desto größer kann dieser Entzerrungsfehler
werden. Um den Dämpfungsentzerrer möglichst einfach aufbauen
zu
können, gibt man diesem so wenig Stufen, wie es mit Rücksicht auf die zulässigen
Verzerrungsfehler möglich ist.
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In Fig. 2 ist die Dämpfung b und die Verstärkung V eines Verstärkerabschnittes
in Abhängigkeit von der Frequenz f dargestellt. Die Kabeldämpfungskurve wird durch
K, die Entzerrerkurve durch E und die Verstärkungskurve des Verstärkers durch V
dargestellt. Verstärker und Entzerrer zusammen ergeben einen Frequenzgang, der durch
die Kurve V -I- E gekennzeichnet ist. Es zeigt sich, daß an den Enden des Übertragungsbereiches
fi :- f2 die größten Entzerrungsfehler dl bzw. d2 vorhanden sind. Eine genaue Entzerrung
ist lediglich für die. Frequenz f", erreicht, so daß die Restdämpfung den durch
die Kurve R veranschaulichten Verlauf zeigt.
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Wie schon eingangs erwähnt wurde, ist die temperaturabhängige Dämpfungsänderung
für die einzelnen Frequenzen verschieden. Für Koaxialkabel und die meisten gebräuchlichen
anderen Übertragungssysteme steigt die temperaturabhängige Dämpfungsänderung mit
der Frequenz an. Um eine möglichst empfindliche selbsttätige Steuerung der Temperaturentzerrer
zu erhalten, hat man deshalb die Steuerfrequenz für den Temperaturentzerrer dorthin
gelegt, wo sich die Dämpfung mit der Temperatur am stärksten ändert, was am oberen
Rand des Übertragungsbereiches, also in der Nähe der Frequenz f2 der Fall ist.
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Ein von einer derart gewählten Steuerfrequenz beeinflußter Temperaturentzerrer
ist zwar außerordentlich empfindlich und spricht schon bei geringen Temperaturänderungen
an, jedoch ergeben sich die folgenden Nachteile, die seine Anwendung besonders dann
erschweren, wenn mehrere derartige Temperaturentzerrer in einem langen Übertragungssystem
hintereinander arbeiten.
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Ist ein Entzerrungsfehler vorhanden, wie er in Fig. 2 durch den Unterschied
zwischen den Kurven K und V +. E veranschaulicht ist, dann würde ein eingeschalteter
Temperaturentzerrer, der durch eine Steuerfrequenz in der Nähe der Frequenz f2 beeinflußt
wird, bei mittlerer Temperatur nicht auf seiner Mittelstellung stehenbleiben, sondern
den Entzerrungsfehler d2 ausregeln. Da es möglich ist, daß die durch die Stufung
des Leitungsentzerrers einstellbare günstigste Entzerrerkurve sowohl flacher als
auch steiler als die Kabeldämpfungskurve verlaufen kann, müßte der Regelbereich
des Temperaturentzerrers um die doppelte maximale Abweichung d2 größer sein, als
dies mit Rücksicht auf die eigentliche Temperaturentzerrung nötig wäre. Diese Vergrößerung
des Regelbereiches kann aber bei großen, zu erwartenden Temperaturschwankungen zu
erheblichen Schwierigkeiten führen. Infolge der Frequenzabhängigkeit des Temperaturkoeffizienten
der Kabeldämpfung besteht außerdem die Gefahr, daß bei Ansprechen des Tem peraturentzerrers
auf den Entzerrungsfehler d2 die Fehler für die übrigen Frequenzen durch den Tem
peraturentzerrer vergrößert werden.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung die
Steuerfrequenz für den Temperatürentzerrer in den mittleren Teil des Nutzbandes
gelegt und etwa gleich der Frequenz gewählt, bei der sich die Dämpfungskurven von
Übertragungssystem und entzerrtem Verstärker schneiden. Bei dem in Fig.2 dargestellten
Beispiel wäre also die Steuerfrequenz auf die Frequenz f o zu legen. Für diese Frequenz
hat der Ausgangspegel des Verstärkers für mittlere Temperatur immer den Sollwert,
so daß bei dieser Temperatur ein Ansprechen des Temperaturentzerrers unterbleibt
unabhängig davon, wie groß für die übrigen Frequenzen die Unterschiede zwischen
Kabel- und jeweils eingestellter Entzerrungskurve sind.
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Der Schnittpunkt zwischen den beiden Kurven liegt bei der Frequenz,
bei der die mittlere Kabeldämpfung vorhanden ist. Unter mittlerer Kabeldämpfung
ist der arithmetische Mittelwert b, der kleinsten Kabeldämpfung bl bei der Frequenz
f1 und der größten Kabeldämpfung b2 bei der Frequenz f2 zu verstehen.
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Bei einem Koaxialkabel steigt die Dämpfung etwa mit der Wurzel aus
der Frequenz an. Es gelten daher die folgenden Beziehungen für die Errechnung der
Frequenz f,: