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Verbindungssystem Die Erfindung bezieht sich auf Verbindungssysteme,
wie sie in Telephon-, Telegraphen- usw. N''ermittlungssystemen benutzt werden, von
der Art, bei der die Verbindung von zwei Stationen durch versetzte elektrische Leitimpulse
bestimmt wird.
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Bei einer Art von solch einem System benutzt eine Gruppe von Teilnehmern
ein gemeinsames Übertragungsmittel, und jeder Teilnehmer ist einen periodischen
kurzen Zeitintervall innerhalb einer Übertragungsfolge belegt, welche alle Teilnehmer
umfaßt, die an ein solches Ü eertragungsmittel angeschlossen sind. Die relative
Lage, die in der Übertragungsfolge durch einen Teilnehmerzeitintervall belegt wird,
charakterisiert diesen Teilnehmer. In solch einem System wird derTeilnehmerbezugsimpuls
nacheinander zwisch@en jedem Teilnehmerapparat entweder durch die Einschaltung einer
Verzögerungsleitung, durch die Verzögerung, die von den Kabelverlusten herrührt,
oder durch eine Kombination beider Mittel verzögert. Diese Anordnung macht es möglich,
die nufeinanderfolgenden Verzögerungen in Reihe zu addieren, so daß es, allgemein
gesprochen, nicht absolut notwendig ist, Verzögerungsleitungen in den Teilnehmerapparaten
für den Übertragungskanal vorzusehen, obwohl es notwendig sein kann, eine kleine
Hilfverzögerungsleitung in einigen Teilnehmerapparaten infolge ihrer besonderen
Lage zu benutzen.
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Die oben beschriebene Anordnung hat indessen den Nachteil, daß die
Lage eines Teilnehmerzeitintervälls
in der Übertragungsfolge von
seiner geographischen Lage abhängig ist. Daher hat der Teilnehmer, der dem Amt am
nächsten liegt, den wirtschaftlichere Vorteil einer geringsten Vtrzögerung, während
der Teilnehmer, der am weitesten weg liegt, augenscheinlich die größte Verzögerung
.hab-eri uüI3@.
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In .Übereinstimmung mit dem Wesen der Erfindung ist ein Bezugsimpulsverteilungsstromkreis
so ausgebildet, daßs die charakteristische VL-rz:ö;gerung für jede Teilnehmerleitung
in der Übertragungsfolge nicht von der Lage des Teilnehmers in dem Verteilungsstromkreis
abhängig ist. Mit dieser Anordnung wird die charakteristische Verzögerung jeder
Teilnehmerleitung durch Benützung einer Verzagerungsleitung erhalten, die mit dem
Teilnehmerstationsstromkreis verbunden ist. Wenn z. B. eine Folge von ilo>2 Mikrosekunden
für ein Kabel von rioo@ Teilnehmern gewählt wird und y Mikrosekunden für den Dezugsimpuls
reserviert sind, kann jedem der ico@ Teilnehmer i Mikrosekunde zugeteilt werden.
Dem Teilnehmer Nr. 4. wird .i! Mikrosekunde in der 5. Mikrosekunde nach dem Bezugsimpuls
zugeordnet, und dem Teilnehmer Nr. iä wird ,ein Zeitintervall in der n-b,n Mikrosekunde
nach dem Blezugsimpuls zugeordnet. Dtie Verzögerungsleitungen, die mit den Teilnehmerapparaten
verbunden -sind, werden dann V-'erzö'gerungen von ii bis i@olo Mikrosekunden haben,
abhängig von der Lage, die - dem Apparat in der Übertragungsfolge, zugewiesen ist.
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Gemäß weiterer Erfindung werden. die Teilnehmer derselben Gruppe in
zwei oder in eine sehr kleine Zahl n von Untergruppen. in solch einer Weise unterteilt,
daß! durch einen Faktor von zwei oder 7a die Abmessung der Verzögerungsleitungen
der Teilnehmerapparate, die die größte Vbrzögerung haben, vermindert wird. In diesem
Fall werden, obwohl nur ein einziges Kabel da sein wird, um die modulierten Impulse
zu empfangen, dann ebenso viele Kabel für die Übertragung- der modulierten Impulse
vorhanden sein, wie es Teilnehmeruntergruppen gibt. Jedes dieser Kabel wird Träger
von der gleichen Anzahl von Impulsen pro Sekunde sein, aber die relative Phase dieser
Impulsewird abhängig sein einerseits von der Verzögerung der Teilnehmerapparate,
die einen Teil der bedienten Untergruppe bilden, welche die geringste Verzögerung
aufweist, und andererseits von den Differenzen in den Kabellängen.
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Gemäß weiterer Erfindung sendet das Amt einen positiven -und einen
-negativen Impuls, jeder io12 Mikrosekunden in den, gewählten Beispiel, über die
Teilnehmerkabel; der negative Impuls wird von dem positiven Impuls um 5;o, Mikrosekunden
getrennt. Mittels Röhren oder Detektoren können beispielsweise die positiven Impulse
nur zu den Teilnehmerapparaten geleitet werden, deren Verzögerung zwischen o und
5o Mikrosekunden liegt, und ,die negativen Impulse nur zu dem Teilnehmerapparaten,
die eine Verzögerung zwischen 5,o@ und i.oo Mikrosekunden haben. Wenn z. BL der
positive Impuls als Bezugsimpuls benutzt wird, wird eine 5o-Mikrosekunden-Verzögerung-
in jedem der Apparateerhalten, welche den negativen Impuls empfangen, dessen: Verzögerung
zwischen 5o und roo.Mikrosekunden betragen muß. Nach Durchlaufen der Teilnehmerapparate
können die negativen Impulse, wenn notwendig, entweder durch Umkehrung der Ausgangsklemmen
oder mittels eines Transformators in positive Impulse umgepolt werden.
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Gemäß weiterer Erfindung sind die Untergruppe der Teilnehmer und die
Übertragung der positiven und negativen Innpulse in solch einer Weise kombiniert,
daß, die Abmessung der Verzögerungsleitungen in den Teilnehmerapparaten vermindert
wird, wodurch eine wirtschaftlichere Betätigung möglich ist.
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Gemäß weiterer Enfi!ndung ist es rri,glich, die Abmessung der Verzögerungsleitungen
in den Teilnehmerapparaten dadurch zu vermindern, daß. während der no2-Mikrosekunden-Periode
eine Serie von n Impulsen über das Kabel gesendet wird, welches alle Teilnehmerapparate
speist. Die 7t Innpulse können 'entweder auch erspart werden, oder sonst können
sie einheitlich verteilt werden,, jeder ioo/yt Mikrosekunde, und Träger von n wesentlich
höheren Frequenzen sein, welche über die benutzten Kabel, z. B. Fernsehkabel, gesendet
werden. Die Teilnehmerapparate werden in tt Gruppen unterteilt, und entweder ist
jede der Gruppen oder jeder Teilnehmer mit einem auf eine der n Frequenzen abgestimmten
Stromkreis versehen, um nur den Impuls zu empfangen, welcher der Lage vorangeht,
welche die erwähnte Gruppe oder den- Apparat in der Übertragungsfolge belegt. Daher
wird es die Verzögerung des Impulses einer Frequenz f i mit Bezug auf den Biezugsimpuls
einer Frequenz f o möglich machen, in den Leitungen ein Zeitintervall zu erhalten,
welches der Verzögerung äquivalent ist; die in den Teilnehmerapparaten eingeschaltet
ist, um den Impuls f i zu empfangen.
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Die Erfindung wird beim Studium der folgenden detaillierten, Beschreibung
an Hand der Zeichnungen besser verstanden werden, in welchen Fig. i schematisch
ein Kabel darstellt, mit welchem eine Anzahl von Teilnehmerstationen verbunden sind,
deren physikalische Lage nicht den Rang bestimmt, in welchem die Wahl einer Station
durchgeführt werden kann, Fkg. 2 schematisch die Art zeigt, in welcher eine Anzahl
von Kabeln mit einem Amt verbunden sein kann,, Fig. 3 schematisch eine Anordnung
zeigt, um die Abmessung der Verzögerungsnetzwerke, die bei den Stationen vorgesehen
sind, durch Unterteilung der Stationen in Untergruppen zu reduzieren.
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Fig. q. schematisch eine andere Anordnung zeigt, um das gleiche Resultat
wie in Fig. 3 zu erhalten, durch Anwendung von positiven und negativen Impulsen,
Fig. 5 eine Anordnung zeigt, die von den Prinzipien der- Fig. 3 und r, Gebrauch
macht, -F'ig. *6 eine andere Anordnung zeigt, um die
Abmessung der
Verzögerungsnetzwerke durch Anwendung von Trägerfrequenzen für die Impulse zu vermindern,
und.
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F'ig. ; schematisch eine Anordnung zeigt, in welcher ein abgestimmtes
Verzögerungsnetzwerk bei der Teilnehmerstation benutzt wird.
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Mit Bezug auf F'ig. i erstreckt sich ein Kabel mit den Leitungen i.o
und i,i: von einem Zentralamt n2 aus. Es wird angenommen, daß( noo Telephonstationen
So-S99 an den Kabelleitungen in Brücke zwischen den Punkten A o, Ait, A 2@-A
g:9' auf der Leitung i o und den Punkten B o; B i, B 2-B 99 auf der
Leitung ii angeordnet sind. Von dem Amt 12; «-erden über die Übertragungsleitung
ilo Impulse ausgesandt, die sich in Pfeilrichtung über die verschiedenen in Parallelschaltung
angeordneten Stationen. zurück zu dem zentralen Amt über die Empfangsleitung ii
bewegen. Die Leitung io ist in Schleife an sich selbst zurückgeführt, und die Verbindungspunkte
A o -_ 1 99 sind an dem Rückführungsteil iio a der Leitung angeordnet. Daher wird
der Verbindungspunkt A'o der Station So zuletzt durch einen Impuls erreicht, der
über Leitung io verläuft, und der Verbindungspunkt A 9g der Station S 9g wird zuerst
erreicht. Die Kabelleitung i i; verläuft andererseits geradeaus, und der Verbindungspunkt
B'o ist somit der nächste und der Verbindungspunkt Bgg der von dem Zentralamt am
weitesten entfernt liegende. Daher wird der Weg, über den ein Impuls über Leitung
iio, --1 c9, S99, B gg" 1'i verläuft, von der gleichen Länge sein wie der Weg seines
Impulses, der über Leitung i,o, i.o a, A'o, So, B o, i,i verläuft, oder über
irgendeine der anderen dazwischenliegenden Stationen, wobei die parallelen Verbindungen
A o, B o, A i, B i - A, B alle von der gleichen Länge sind.
Man muß verstehen, daß; praktisch jede Leitung r9 oder i i= eine koaxiale Leitung
oder ein abgeschirmtes Paar enthält.
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Ein Impuls, der über die Leitung io gesendet wird, verläuft daher
über eine der Zoo verschiedenen Stationen und kehrt als ein Signalimpuls über die
Leitung i i zu dem Zentralamt D-2 zurück.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist indessen bei jeder Station
ein Verzögerungsnetzwerk L o, L i, L 2-L 9g vorgesehen, welches um 0,1, 2-99
Verzögerungseinheiten den Durchlaß der Impulse durch die entsprechende Station verzögert,
wodurch der über die Station So, verlaufende Impuls zuerst über die Leitung 1 a
zum Amt i-2 gelangen wird, der über Station S i verlaufende Impuls als Zweiter,
der über Station S 2 verlaufende Impuls als Dritter usw. und der über Station S99
verlaufende Impuls als Hundertster oder zuletzt, da dieser um gig. Verziögerungseinheiten
mit Bezug auf den Impuls, welcher über Station So übertragen wird, verzögert ist.
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Augenscheinlich können die Stationen in irgendeiner Rangordnung angeordnet
sein, ohne die relativen Impulslagen zu beeinflussen. Auch wenn die Stationen S9'9
und S2! ihre Lagen wechseln, würde der über S99 verlaufende Impuls in dem Amt um
9g Verzögerungseinheiten später ankommen als der Impuls über So, und 97 Einheiten
' später als der Impuls über S 2, weil die Verzögerungen allein durch die Netzwerke
L-L 99 verursacht werden. Dies gestattet mit Leichtigkeit ein Auswechseln der Teilnehmerstationen
und ihrer Installation in irgendeiner Rangordnung, ohne die Impulszeitlage für ihre
Stationen zu verändern.
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In dem in. Fig. 2- gezeigten Amtssystem ist das Amt 12. mit dem Kabel
vo" iii@ in: der gleichen Weise angeordnet, wie es. in Verbindung mit Fig. i beschrieben
wurde, und die beiden anderen Kabel haben die Leitungen 13, 14 bzw. 15" is6!. Jedes
dieser Kabel hat eine Anzahl von Stationen, die in Brücke zu ihren Leitungen angeordnet
sind, um das gleiche Etrgebnis zu erzielen, wie es in Verbindung mit Fig. ii ausgeführt
wurde.
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In dem in Fig.3 gezeigten System können 5o Verzögerungseinheiten auf
jeder übertragungsleitung für die Teilnehmer 5@o@9,9 ausgeschieden werden. D'ie
Teilnehmer sind mit dem Amt 121 über ein Kabel verbunden, das drei Leitungen aufweist;
eine Leitung 117 ist allen Teilnehmern gemeinsam und eine Leitung 18 individuell
den Teilnehmern o-49. Die dritte Leitung ist ig, und ihre Stationen 5o-9.9 sind
in Brücke zwischen ihr und der Leitung 1; geschaltet. Jede dieser Leitungen 118
und ig hat ihr rückgeführt-es Ende für den gleichen Zweck, wie es in Fig. i erläutert
wurde.
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Bezugsimpulse 20, werden an die Kabelleitung 18 angelegt, und Impulse
21, welches Hilfsbezugsimpulse sind, werden an die Kabelleitung ig angelegt. Die
Verzögerung des Impulses 21 mit Bezug auf Impuls 20 würde 5o Mikrosekunden betragen,
wenn die beiden Kabelleitungen von der gleichen Länge wären, aber in dem vorliegenden
Fall wird diese Verzögerung durch die zusätzliche Zeit verkürzt, die für ein Signal
erforderlich ist, um die Kabelleitung iig im Vergleich zur Kabelleitung v& zu
durchlaufen. Angenommen, daß d die Entfernung zwischen den Rückführungsenden der
Kabelleitungen ii8@ und ig, ist, dann beträgt die zusätzliche Entfernung, die durch
einen Impuls über die Kabelleitung iig zu durchlaufen ist, 2 d, und wenn die Fortpflanzungsgeschwindigkeit
V ist, dann wird die zusätzliche Zeit sein:
Wenn der Hilfsbezugsimpuls 21 durch eine Verzögerungsleitung um t = (5o-t') Mikrosekunden
verzögert ist, dann würde dieser Impuls an dem Punkt 22 mit einer Verzögerung von
5o Mikrosekunden ankommen, wenn angenommen wird, dal keine Verzögerungsleitung vorgesehen
ist und daß die Verzögerungseinheit i Mikrosekunde beträgt. I)aher werden alle Stationen
der Gruppe 5o-9.9 eine Verzögerung von 5,o, Mikrosekunden haben, und eine dieser
Stationen kann z. B. als Station 6,3 des gesamten Hunderts bezeichnet werden, entsprechend
einer Verzögerung von 63-50 = 13 Einheiten an Stelle von 63 Einheiten:, wie es für
eine Anordnung gemäß Fig. i der Fall sein würde. Die
Station S5o
wird daher eine Verzögerung von o haben, gerade wie Station S o; die
Station S 51 wird eine Verzögerung von einer Einheit haben, gerade wie Station Si
usf., Station Sgrg wird eine Verzögerung von 49 Einheiten haben, gerade wie
Station S49. Es werden demnach 5pX5:o@= 250:o Verzögerungseinheiten, erspart werden,
um iioo Stationen, die an dem gleichen Kabel angeschlossen sind, zu bedienen.
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Augenscheinlich könnten auch andere Unterteilungen der S!iationen
vorgesehen sein, welche mit dem gleichen Kabel wie das in Fig. 3, gezeigte verbunden
sind, zu dem Zweck; die maximale Verzögerung, die für die Stationen erforderlich
ist, zu vermindern. Um praktisch die Anzahl der Gruppen oder Untergruppen zu bestimmen,
wird ein, Kfbmpromißizwischen der Ersparnis in den Z'eitverzögerungseinheiten und
den Kosten für zusätzliche Kabelleitungen zu schließen sein.
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Die Ergebnisse der Fig. 3 können auch durch eine Anordnung gemäßl
Fig. q: erhalten werden, in welcher die Kabelleitung 17 mit allen iioo, Stationen
wie in Fig. 3. verbunden ist, aber die anderen Klemmen jeder Station sind mit dem
rückgeführten Ende der gleichen Leitung 23 verbunden. Die Stationen o-49, sind mit
der Leitung 2i3, über Gleichrichter R o, R i usw. bis R q!8, R49, die so
gepolt sind, daßi sie den Durchgang der positiven Impulse von. der Leitung äi3i
auf die Leitung 17 gestatten, und die Stationen S50-S99f über entgegengesetzt
gepolte Gleichrichter R 5o, R511 usw. bis R98, R919 verbunden. Dier Bezugsimpuls
2i0 für die Stationen Sa-S49@ wird als positiver Impuls gesendet,. während der Hilfsbezugsimpuls
2-4 ein negativer Impuls ist und um 5p Mikrosekunden on ' ein Bezugsimpuls
2o getrennt ist: Die positiv 'd ven Biezugsimpulse 2o werden allein die Stationen
S ö-S4x) durchlaufen, und die negativen Bezugsimpulse werden allein zu den Sitationen
S 50-S gig gelangen. Alle Stationen dieser zweiten Gruppe S 50-S.9,9 werden dann
eine permanente Verzögerung von 5o, Mikrosekunden haben, und ihre Lage entlang den
i.oo Stationen kann durch Verleihung nur einerErgänzungsverzögerungbestimmrwerden,
z. Br. 13 Einheiten für Station 63, an Stelle von 63@ Verzögerungseinheiten wie
in dem Fall gemäß Fig. i. Augenscheinlich ist es nicht nötig, die Stationen in derselben
Rangordnung vorzusehen, in welcher sie in Fig. 4 gezeigt sind. Die Station S gg
mit ihrem negativ gepolten Gleichrichter R 99z kann der Station S o mit ihrem positiv
gepolten Gleichrichter benachbart sein.
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Fig.5 zeigt eine Kombination der in Fig.3 und 4, gezeigten Anordnungen,
wobei die gleichen Bezugszeichen wie in diesen beiden Figuren angewendet sind, um
das Lesen des Stromkreises zu vereinfachen. Der einzige Unterschied ist, dae bei
dieser Anordnung die maximale Verzögerung 2,5 Mikrosekunden beträgt. Diie Kabelleitung
i.ß wird den positiven Bezugsimpuls 2o empfangen, der auf den negativen Hilfsbezügsimpuls
24 mit einer Verzögerung von 25 Mikrosekunden folgt. Die Teilnehmer S 0-S:24 werden
über die Gleichrichter R o-R 2q. nur die positiven Impulse empfangen, und die Teilnehmer
S25-S49, welche von dem Rückführungsende der Leitung 18 abgezweigt sind, werden
nur die negativen Hilfsimpulse 24 mit einer Verzögerung von 2.5. Mikrosekunden über
die Gleichrichter R2,5=849 empfangen. Die Station So wird daher die gleiche Verzögerung
haben wie die Station S 2:5:, die Station S i die gleiche Verzögerung wie S216 usf.
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In der zweiten Gruppe, welche in Blrücke zu der Leitung 1,7 und dem
Rückführungsende der Leiteng iK liegt, werden die positiven Bezugsimpulse 215 mit
einer Verzögerung von 5,0-=t' Mikrosekunden ankommen, die auf einen negativen Hilfsimpuls
26 mit einer zusätzlichen Verzögerung von 25 Mikrosekunden folgen.
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.Alle Impulse werden die zweite Gruppe mit einer Verzögerung von 50i
Mikrosekunden erreichen, verglichen mit denen, die die erste Gruppe erreichen, wodurch
dann eine Ersparnis vön5oVerzögerungseinheiten bewirkt wird, und innerhalb dieser
Gruppe wird eine Ersparnis von z5. Verzögerungseinheiten durch die . entgegengesetzte
Polung der Gleichrichter R 5!0-R 74, verglichen mit den Gleichrichtern R7(5,-R-99,
bewirkt werden. Die totale Ersparnis von Verzögerungseinheiten für ioo Stationen
wird 50 X 50 -1- 2 (25 X25) = 3750 Verzögerungseinheiten gegenüber 4955 Verzbgerungseinheiten
betragen, welche in dem Fall einer Anordnung gemäß"Fig. i erforderlich sind.
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Es ist zu bemerken, daß, wenn eine Gruppe in eine größere Anzahl von
Untergruppen unterteilt wird, die Ersparnis an Verzögerungseinheiten sich in einer
Weise vermindert, wie es der obenerwähnte K ompromiß erläutert.
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Die Impulse können ihre positive oder negative Polarität in den Ausgangskreisen
der Stationen beibehalten, oder sie können in Impulse gleicher Polarität, z. Bi.
mittels eines Transformators, umgewandelt werden.
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In der in Fig. 6 gezeigten Anordnung wird das gleiche Resultat wie
in Fig. 5: durch Unterteilung der Stationen S-S99, in vier gleiche Untergruppen
und durch Überbrückung , der Kabelleitungen Icj und 2"7 erhalten, wobei jede Untergruppe
über ein abgestimmtes Filter Fi, F2(, F3i, F4 verläuft. Die Leitung 2i7 ist Träger
der Bezugsimpulse. Diese werden in Intervallen von 25 Mikrosekunden gesendet, der
erste Impuls 28 in einer Frequenz f i, der zweite Impuls 29 in einer Frequenz f
2, der dritte 30 in einer Frequenz f 3 und, der vierte 3:1 in einer Frequenz
f 4. Das Filter F i wird nur Impulse z8, das Filter F2 nur Impulse Zig, das Filter
F 3 nur "Impulse 310, und das .Filter F4 nur Impulse 3 r durchlassen. Da, wie oben
festgestellt wurde, diese Impulse eine fixierte Verzögerung von 2,51 Mikrosekunden
haben, kann die gleiche Ersparnis durch die Anordnung der Fig.6 wie durch die Anordnung
der Fig. 5, bewirkt werden.
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In Fig. 7 sind wiederum das Amt 12 und die Leitungen i o-, ii gemäß
Fig. i, die von dort herführen, gezeigt. Drei Stationen 32, 31,3; und 3:a.
sind von der Leitung iii zu dem Rückführungsende der
Leitung iro
geschleift. Jede Schleife hat eine verschiedene Länge; die Schleife der Station
32 habe die Länge dm, die der Station 3,3 die Länge dp und die der Station
34 die Länge dt. Die Station 33 ist die, die von dem Kabel am weitesten entfernt
liegt, und die Station 34 diejenige, die dem Kabel am nächsten liegt. Die Entfernung
dp zwischen Station 3,3 und dem Kabel ergibt zusammen eine Verzögerung von wobei
L' die Fortpflanzungsgeschwindigkeit
der Impulse entlang den Schleifen bedeutet. Um die Notwendigkeit eines Wechsels
des Verzögerungsnetzwerkes, welches zu einer Station gehört und welches für seine
Lagenfolge charakteristisch ist, zu vermeiden, kann eine Schleife selbst mit einem
Verzögerungsnetzwerk, wie z. B''f. 35, 36, ausgestattet sein, um die Differenz
zwischen dp und dzn oder dp und dt auszugleichen und dadurch die gleiche elektrische
Entfernung zwischen jeder Station und dein Kabel wiederherzustellen.