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Verfahren zur Dämpfungs- bzw. Verstärkungsregelung in Zwischenverstärkern
Von Zwischenverstärkern, insbesondere solchen, die in Übertragungssysteme für Hochfrequenztelefonie
über Starkstromleitungen eingeschaltet werden, wird zur Erzielung eines großen Störpegelabstandes
verlangt, daß diese möglichst ständig mit voller Aussteuerung, jedoch ohne Übersteuerung
der Röhren betrieben werden, ohne daß dabei eine Rückkopplung über benachbarte Leitungen
entstehen kann. In Fig. i ist schematisch für eine Sprechrichtung die Einschaltung
eines Zwischenverstärkers V in eine Übertragungsleitung L dargestellt. Die Anschaltung
des Verstärkers an die Leitung erfolgt mit Hilfe der Koppelkondensatoren C, während
die Leitung durch die Sperrdrosseln Dy für die Signalströme gesperrt ist. Da die
Schaltung auch als Endgerät benutzt werden soll, ist ein Trennschalter TS vorgesehen,
der es möglich macht, den Verstärkereingang von der ankommenden Leitung abzutrennen.
Der Empfangsregler ER dient zur Dämpfungsregelung und wird durch Signalempfänger,
der aus dem Verstärkergleichrichter .Gl und dem Regelrelais R besteht, gesteuert.
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Der Empfangsregler ER soll die Dämpfungsschwankungen auf der Leitung
ausgleichen. Die Regelung erfolgt dabei unter Zuhilfenahme des Regelrelais R derart;
daß an dem Punkt A ein konstanter, von dem über die Leitung ankommenden Empfangspegel
unabhängiger Pegel aufrechterhalten
wird, der so gewählt ist, daß
bei diesem Pegel der Verstärker möglichst voll ausgesteuert ist. Die zulässige Verstärkung
ist dabei durch die Dämpfung b, des beispielsweise über benachbarte Leitungen führenden
Rückkopplungsweges- begrenzt. Um diese Grenze nicht zu überschreiten, ist es im
allgemeinen notwendig, bei Einbau des Verstärkers in ein Übertragungssystem vor
dem Verstärker eine Dämpfung D einzuschalten. Die durch das Dämpfungsglied D erzielte
Wirkung konnte nicht, wie zunächst zu vermuten wäre, durch Erhöhung der Dämpfung
des Empfangsreglers ER herbeigeführt werden, da hierdurch die Empfindlichkeit des
Signalempfängers herabgesetzt werden würde. Es ist deshalb notwendig, die zusätzliche
Dämpfung D hinter dem Abzweigpunkt A des Regelrelais R vorzusehen. Eine Herabsetzung
der Empfindlichkeit des Signalempfängers muß deshalb vermieden werden, da . dieser
normalerweise gleichzeitig als Rufempfänger dient und auf sehr kleine Eingangspegel
ansprechen muß.
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Die Einschaltung des Dämpfungsgliedes D zwischen den Abzweigpunkt
A und den Verstärkereingang V bedingt jedoch, daß der Ausgangspegel des Verstärkers
auch in den Fällen unnötigerweise klein gehalten wird, in denen der Eingangspegel
so groß ist, daß durch den hohen Wert der Dämpfung des Regelgliedes ER die Gesamtdämpfung
im Rückkopplungsweg verhältnismäßig groß ist. Es zeigt sich also, daß die zwecks
Vermeidung der Rückkopplung notwendige Einschaltung des Dämpfungsgliedes D unter
Umständen zu einer schlechten Ausnutzung des Zwischenverstärkers führt. Die Erfindung
hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Nachteil zu beseitigen und die Steuerung
der Dämpfungsglieder dabei so vorzunehmen, daß die hohe Empfindlichkeit des Regelrelais
im Ruhezustand gewahrt bleibt. Hierfür wäre ein etwa im Ausgangskreis des Verstärkers
angeschaltetes Regelrelais, das erst bei Erreichen der Übersteuerungsgrenze anspricht
und die Regelung einleitet, deshalb nicht brauchbar, da dieses Relais als Rufempfangsrelais
nicht empfindlich genug sein würde.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß-der Signalempfänger
die zur Rückkopplungsvermeidung vorgesehene Dämpfung (Rückkopplungsdämpfungsglied
RD) und ein zum Ausgleich der Leitungsdämpfung vor dem Abzweigpunkt des Regelkreises
liegendes Dämpfungsglied ER derart steuert, daß der Pegel- am Eingang des Signalempfängers
unabhängig von dem über die Leitung ankommenden Pegel konstant gehalten und daß
dabei die zur Rückkopplungsvermeidung vorgesehene Dämpfung durch das Regelrelais
so betätigt wird, daß sich die im Verstärkungsweg liegende Gesamtdämpfung erst dann
erhöht, wenn die Aussteuerungsgrenze des Verstärkers erreicht ist.
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Die selbsttätige Vermeidung einer über benachbarte Kopplungswege möglichen
Rückkopplung ist an sich bekannt. Dies geschieht in einer bekannten Schaltung dadurch,
daß eine örtlich erzeugte Hilfsfrequenz dem Verstärkerausgang zugesetzt und diese
Frequenz im Eingang des gleichen Verstärkers zur selbsttätigen Regelung in Abhängigkeit
vom Rückkopplungsgrad derart benutzt wird, daß ein ausreichender Abstand vom Pfeifpunkt
gewährleistet ist. Das gemäß der Erfindung vorgesehene Zusammenarbeiten zwischen
der die Dämpfungsschwankungen des Übertragungsweges ausgleichenden Regelungseinrichtung
und dem zur Vermeidung von Rückkopplungen vorgesehenen Regler erfolgte bei der bekannten
Schaltung nicht.
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Einzelheiten des Erfindungsgedankens werden an Hand der in den Fig.
a und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Der Zwischenverstärker
V ist mit Hilfe der Sperrdrosseln Dr und der Kopplungskondensatoren C an die Übertragungsleitung
L angeschaltet. In dem Verstärkungsweg liegen der Empfangsregler ER und das Rückkopplungsdämpfungsglied
RD. Vor dem Trennschalter TS ist im Punkt A der Signalempfänger abgezweigt, der
aus dem Verstärkergleichrichter Gl und dem Regelrelais R besteht. Im Ruhezustand
wird der Signalempfänger mit voller Empfindlichkeit betrieben, d. h. die Dämpfung
ER hat ihren Kleinstwert. Die Dämpfung RD ist auf einen derartigen Wert eingestellt,
daß sich der gewünschte Pfeifpunktabstand ergibt. Findet eine Signalübertragung
statt, sp erfolgt, gesteuert durch eine besondere Pegelfrequenz oder durch die Ruffrequenz,
eine Dämpfungsregelung in Abhängigkeit von dem Relais R derart, daß an dem Punkt
A durch Erhöhen der Dämpfung ER ein vorgeschriebener konstanter Pegelwert hergestellt
wird. Die Dämpfung RD wird dabei im entgegengesetzten Sinn, doch um den gleichen
Betrag verändert, d. h. verringert, so daß die Gesamtdämpfung im Verstärkungsweg
konstant bleibt. Es wird dabei also die mit Rücksicht auf die Einhaltung des vorgeschriebenen
Pfeifpunktabstandes mögliche Verstärkung zunächst voll aufrechterhalten. Erreicht
im Laufe des Regelvorgangs der Regler RD seine Endstellung, so ist an der Stelle
A ein Pegelwert erreicht, der der vollen Aussteuerung des Verstärkers V entspricht.
Von diesem Punkt ab wird die Regelung allein mit dem Empfangsregler weitergeführt,
wodurch die Verstärkung so weit herabgesetzt wird, daß die zulässige Aus= steuerung
des Verstärkers nicht überschritten wird. Die Regelung ist also so eingerichtet,
daß der Verstärkungsgrad bei kleinen Eingangsspannungen durch die unvermeidlichen
Rückkopplungen begrenzt und zunächst konstant gehalten und bei großen Eingangsspannungen
so weit vermindert wird, daß jeweils die volle Aussteuerung der Verstärkerröhre,
jedoch unter sicherer Vermeidung einer Übersteuerung, gewährleistet ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Diese
Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der vorhergehenden, daß das Dämpfungsglied
ER nicht in den Verstärkungsweg sondern in den Abzweigweg des Signalempfängers,
d. h, zwischen den Punkt A und den Verstärkergleichrichter Gl, eingeschaltet ist.
Die Dämpfung RD ist auch hier wieder so gewählt, daß der vorgeschriebene Pfeifpunktabstand
gerade eingehalten wird. Das Dämpfungsglied ER hat seinen Kleinstwert und gewährleistet
damit eine hohe Empfindlichkeit des Signalempfängers. Mit steigendem Eingangspegel
schaltet der Empfangsregler ER Dämpfungsglieder ein, bis die Dämpfung
des
Reglers ER denselben Wert erreicht hat wie die Dämpfung des Reglers RD. Von diesem
Punkt ab ist der Eingangspegel so hoch, daß ein weiteres Ansteigen zu einer Übersteuerung
des Verstärkers führen würde. Um dies zu vermeiden, wird von diesem Punkt ab auch
das Regelglied RD im gleichen Sinn und um gleiche Beträge wie das Regelglied
ER weitergeschaltet.
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Der mit den Schaltungen nach Fig. 2 und 3 erreichbare Verstärkungsverlauf
ist in Fig. q. veranschaulicht. Diese Figur zeigt die Abhängigkeit des Verstärkerausgangspegels
p" von dem Eingangspegel pe. Solange der Eingangspegel zwischen den Werten - o,5
und + i liegt, ist die Verstärkung konstant, d. h. der Ausgangspegel befindet sich
jeweils um 2,5 N oberhalb des Eingangspegels. Sobald jedoch der Eingangspegelwert
+i erreicht ist, wird die Verstärkung herabgesetzt und der mit Rücksicht auf die
Vermeidung einer Übersteuerung vorgeschriebene Ausgangspegel von 3,5 eingehalten.