DE875051C - Signaluebertragungsanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Signalübertragungsanlagen mit Vorrichtungen zur Einschränkung des Volumbereichs der Signale vor der Übertragung und zur Vergrößerung des Volumbereichs der empfangenen Signale, und sie befaßt sich im besonderen mit der Regelung der Dämpfung in derartigen Anlagen in der Weise, daß das Pfeifen und Echoeffekte in Vierdrahtabschnitten der Anlage herabgesetzt werden.

Gemäß der Erfindung enthält eine Signalübertragungsanlage mit einem Vierdrahtabschnitt einen Sendezweig, der mit einer aus einem veränderlichen Impedanzkreis oder Verlustregler bestehenden Signalkompressionsanordnung und einem zugeordneten iSteuerkreis versehen ist, und ferner einen Empfangszweig, der mit einer ebenfalls aus einem veränderlichen Impedanzkreis oder Verlustregler bestehenden Signalexpansionsanordnung und einem zugeordneten Steuerkreis versehen ist, wobei zwischen den Verlustreglern ein mit den Steuerkreisen verbundener Sperrkreis vorgesehen und die Anordnung derart getroffen ist, daß von jedem der beiden .Steuerkreise ausgehender Steuerstrom an beide Verlustregler angelegt werden kann, um den Strompegel im Sendezweig herabzusetzen und den Pegel im Empfangskreis zu erhöhen, obgleich dabei eine gleichzeitige Steuerung der beiden Verlustregler von beiden Zweigen aus verhindert ist.

Nach einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an jedem Ende des Vierdrahtabschnittes ein Sperrkreis zwischen der Kompressions- und Expansionseinrichtung geschaltet. Die

Kompressionseinrichtung in einer Endstation ist mit einem Verlustregler in Form eines Impedanzkreises mit einer Kupferoxydtrockengleichrichter enthaltenden Brückenschaltung versehen, von der zwei gegenüberliegende Eckpunkte in Brücke zu dem iSendezweig in der Station geschaltet sind. Der durch den Verlustregler hervorgerufene Verlust wird durch Änderung des Stromflusses zwischen den beiden anderen Eckpunkten der -(Brücke gesteuert.

Die Expansionseinrichtung in einer Endstation ist mit einem Verlustregler in Form eines Impedanzkreises versehen, der in Reihe mit jeder Ader des zweiadrigen Empfangszweiges geschaltete Kupferoxydtrockengleichrichter enthält. Der durch den Verlustregier bewirkte Verlust wird durch Änderung des Stromflusses über die Gleichrichterelemente des Impedanzkreises im Empfangszweig gesteuert.

Jeder Sperrkreis weist zwei in Brücke mit ihm geschaltete Brückenschaltungen auf, die aus Kupferoxydelementen oder anderen geeigneten nichtlinearen Elementen bestehen. Die dem Verlustregler in einer Kompressionseinrichtung benachbarte Brückenschaltung wird durch einen rückwärts wirkenden Steuerkreis gesteuert, der einen Verstärker enthält, der hinter dem Verlustregler der Kompressionseinrichtung mit dem iSendezweig verbunden ist. Die dem Verlustregler in einer Expansionseinrichtung benachbarte Brückenschaltung wird durch einen vorwärts wirkenden Steuerkreis gesteuert, der einen Verstärker enthält, welcher vor dem Verlustregler der Expansionseinrichtung mit dem Empfangszweig verbunden ist. In dem Sperrkreis zwischen der dem Kompressor zugeordneten Brückenschaltung und dem Verlustregler des Kompressors ist eine Kondensator-Widerstands-Anordnung eingeschaltet, um eine Zeitverzögerung zu bewirken. Eine andere Kondensator-Widerstands-Anordnung ist in den Sperrkreis zwischen der der Expansionseinrichtung zugeordneten Brückenschaltung und dem Verlustregler der Expansionseinriclitung eingeschaltet, um eine Zeitverzögerung zu bewirken. Die Zeitkonstanten der Kondensator-Widerstands-Anordnung sind zweckmäßig in der Größenordnung von 40 Millisekunden.

•Die beiden parallel zu dem Sperrkreis geschalteten Brückenschaltungen- sind so gepolt, daß sie über- den Leitungen des Verlustreglers dieselbe Polarität der S teuer spannung hervorrufen. Daher kann von einem der Steuerkreise ausgehender Steuerstrom durch jeden Verlustregler fließen und deren Verluste in entgegengesetzten Richtungen verändern, da ihre Ausbildung derart ist, daß die Verluste komplementär sind. iBiei einer Kompressions-Expansions-Anordnung der oben beschriebenen Art bewirkt ein -am Eingangskreis der Expansionseinrichtung eintretendes Geräusch oder Sprache eine Erhöhung des Pegels der Expansionseinrichtung und ferner auch eine Herabsetzung des Kompressorpegels. Ein Eingangsstrom am Kompressor bewirkt eine Herabsetzung des Pegels im Sendezweig und ferner eine derartige Beeinflussung der Expansionseinrichtung, daß der Pegel im Empfangszweig erhöht wird. Wenn von der Expansions- einrichtung Ströme empfangen werden, mögen es Geräusch- oder Signalströme sein, so wird eine" durch die Expansionseinrichtung bewirkte Pegelerhöhung durch einen gleich hohen, vom Kompressor verursachten Verlust ausgeglichen, so daß eine erhöhte Neigung der Anlage zum Singen nicht auftreten kann. Wenn der Sendezweig in Betrieb ist, werden durch die von dem (Sprechenden hervorgerufenen Sprechströme ausgesandte Signale geschwächt, aber auch der Pegel der Expansionseinrichtung im Empfangszweig erhöht, wodurch das Geräusch, das der Sprechende hört, verstärkt wird. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß dieser Geräuschverstärkungsfaktor während des Betriebes des Sendezweiges selbst bei ziemlich großen Geräuschströmen nicht nachteilig ist, wenn keine merkbare Verzögerung in der Übertragung vorliegt, weil der Geräuschpegel nur hoch ist, wenn die Amplitude der Sprache hoch ist. Wenn sich der Sprechende im größerem Abstand vom Ort der Kompressions - Expansions - Einrichtung befindet, machen sich die Geräuschänderungen stärker bemerkbar.

Um ein Ansteigen des tatsächlich empfangenen Geräusches beim Sprechen des Teilnehmers zu _go vermeiden, kann ein etwas anders ausgebildeter, einseitiger Sperrkreis zwischen dem Kompressor Und der Expansionseinrichtung an jeder Endstation vorgesehen werden. Bei diesem abgeänderten Sperrkreis zwischen den Verlustreglern des Kompressors und der Expansionseinrichtung sind Kupferoxydscheiben oder ähnliche nur in einer Richtung wirkende Übertragungsmittel in dem Sperrkreis zwischen den beiden Brücken vorgesehen, so daß die beiden Verlustregler von dem Empfangszweig, nicht aber von dem Sendezweig gesteuert werden. Bei einer derartigen Schaltung kann die abgehende Sprache das ankommende Geräusch nicht verändern, dagegen setzt ankommende Sprache oder Geräusche den Pegel im S endezweig der Station herab.

Eine zusätzliche Änderung des eben beschriebenen Ausführungsbeispiels kann durch Einschaltung eines Vorspannungspotentials in Reihe mit den Gleichrichterelementen im Sperrkreis zwischen den beiden Brücken vorgesehen werden. Das Vor- no Spannungspotential ist so -gepolt, daß die Gleichrichterspannung der Expansionseinrichtung diese Vorspannung immer überschreiten muß, um den Verlustregler des Kompressors zu steuern. Dieses zusätzliche Vorspannungspotential kann vorteilhaft sein, wenn die mit der Kompressions-Expansions-Einrichtung ausgerüstete Anlage so geräuschbelastet ist, daß durch die Steuerung der Expansionseinrichtung häufig der Kompressorpegel während abgehender schwacher Sprechströme herabgesetzt wird.

Die beiden Brücken des (Sperrkreises sind im Verhältnis zueinander so gepolt, daß eine gleichzeitige Steuerung der beiden Verlustregler sowohl von dem Sende- als auch vom .Empfangszweig aus verhindert wird. Wenn von einer Brücke eine

größere Spannung über dem Sperrkreis hervorgerufen wird als von der anderen Brücke, wird die Vorspannung der zweiten so verlagert, daß sie nur einen kleinen oder gar keinen Pegelstrom auf den A'erlustregler liefern kann.

Fig. ι der Zeichnung zeigt die Schaltung eines Vierdrahtsystems mit den Kompressions-Expansions-Einnchtungen gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt die Schaltung einer Endstation des

ίο .Systems nach Fig. ι mit dem im einzelnen dargestellten Kompressor und Expansionseinrichtung; Fig. 3 zeigt die Schaltung einer Endstation mit einem abgeänderten Sperrkreis zwischen dem Kompressor und der Expansionseinrichtung.

_tg In Fig. ι ist ein Vierdrahtsystem mit einem West-Ost-Zweig 2 und einem Ost-West-Zweig 3 dargestellt. Die beiden Zweige 2 und 3 des Vierdrahtsystems sind in einer westlichen Endstation 4 durch einen Ausgleichübertrager 5 mit einer aus den Leitungen 6 und 7 bestehenden zweiadrigen Verbindungsleitung gekoppelt. In einer östlichen Endstation 8 des Vierdrahtsystems sind die Zweige 2 und 3 durch einen Ausgleichübertrager 9 mit einer aus den Leitungen 11 und 12 bestehenden zweiadrigen Verbindungsleitung gekoppelt. Den Ausgleichübertragern 5 und 9 sind die Leitungsnachbildungen 13 und 14 zugeordnet. Der West-Ost-Zweig 2 besteht aus den Leitungen 15 und ιό, in die an der Weststation 4 ein Kompressor und an der Oststation 8 eine Expansionseinrichtung eingeschaltet ist. In entsprechender Weise ist in den aus den Leitungen 17 und 18 bestehenden Ost-West-Zweig 3 in der östlichen Endstation 8 ein Kompressor und in der westlichen Endstation 4 eine Expansionseinrichtung eingeschaltet.

Der Kompressor an der westlichen Endstation 4 im Zweig 2 enthält einen Verlustregler 19, der durch einen rückwärts wirkenden ,Steuerkreis mit einem Verstärker 20 und einem Gleichrichter 21 gesteuert wird. Die Expansionseinrichtung in der westlichen Endstation 4 enthält einen Verlustregler 22, der durch einen vorwärts wirkenden Steuerkreis mit einem Verstärker 23 und einem Gleichrichter 24 gesteuert wird. Zwischen den Verlustregler 19 im Zweig 2 und den Verlustregler 22 im Zweig 3 ist ein Sperrkreis 25 geschaltet, der die Gleichrichter 21 und 24 enthält. Der Sperrkreis 25, der an Hand der Fig. 2 und 3 im einzelnen näher erläutert wird, dient dazu, die beiden Verlustregler 19 und 22 so zu verriegeln, daß sie nur von einem der Zweige 2 und 3 gesteuert werden können.

In der östlichen Endstation 8 des Vierdrahtsystems ist der mit dem Ost-West-Zweig 3 verbundene Kompressor mit einem Verlustregler 26 versehen, der durch einen rückwärts wirkenden Steuerkreis mit einem Verstärker 27 und einem Gleichrichter 28 gesteuert wird. Die Expansionseinrichtung im Zweig 2 an der östlichen Endstation 8 des Vierdrahtsystems enthält einen Verlustregier 29, der durch einen vorwärts wirkenden Steuerkreis mit einem Verstärker 30 und einem Gleichrichter 31 gesteuert wird. Die beiden Verlustregler 29 und 26 sind durch einen Sperrkreis 32 verbunden, der die Gleichrichter 31 und 28 enthält. Der Sperrkreis 32 in der östlichen Endstation entspricht dem Sperrkreis 25 in der Weststation 4 und dient dazu, sicherzustellen, daß jeder Verlustregler jeweils nur von einem der beiden Zweige des Vierdrahtsystems beeinflußt werden kann.

In Fig. 2 ist die westliche Endstation 4 im einzelnen dargestellt. Der Verlustregler 19 im Sendezweig 2 enthält eine aus Kupferoxydgleichrichterelementen bestehende Brücke 33. Die Brücke kann auch aus irgendwelchen anderen Elementen mit einem nichtlinearen Widerstandskoeffizienten zusammengesetzt sein. Zwei gegenüberliegende Eckpunkte der Brücke 33 sind zur Bildung eines Widerstandsweges zwischen den Widerständen 34, 35 und '36, ^y mit den Leitungen des Zweiges 2 verbunden. Ein Widerstandselement 38 ist hierzu parallel zwischen die Leitungen des Zweiges 2 geschaltet. Das W⁷iderstandselement 38 bestimmt den Mindestverlust des Verlustreglers 19. Der Verlustregler 19 ist mittels eines Transformators 39 mit dem Ausgleichübertrager 5 gekoppelt. Zweckmäßig ist dem Verlustregler ein Verstärker 40 zugeordnet. Der den Verstärker 20 und den Gleichrichter 21 enthaltende rückwärts wirkende Steuerkreis ist vorgesehen, um den Verlustregler 19 so zu steuern, daß er die zu übertragenden Signale dämpft. Der Gleichrichter2i besteht zweckmäßig aus einer aus Kupferoxydgleichrichterelementen bestehenden Brückenschaltung. Zwei gegenüberliegende Eckpunkte der Brücke 21 sind mit dem Verstärker 20 und die beiden anderen Eckpunkte mit dem Sperrkreis 25 verbunden. Ein Kondensator 43 und Widerstandselemente 44 und 45 sind mit dem Sperrkreis 25 zwischen der Brücke 21 und dem Verlustregler 19 verbunden, um eine Zeitverzögerung bei der Steuerung des Verlustreglers zu bewirken, deren Zeitkonstante veränderlich sein kann, zweckmäßig aber in der Größenordnung von 40 Millisekunden liegt. Der Verlustregler 22 in der Expansionseinrichtung an der westlichen Endstation 4 enthält durch einen Widerstand 47 geshuntete Kupferoxydelemente 46 in einer Leitung des Zweiges 3 und durch einen Widerstand 49 geshuntete Kupferoxydelemente 48 in der anderen Leitung des Zweiges 3. Die Kupferelemente 46 und 48 liegen unmittelbar in dem Zweig 3 und verändern den Pegel im Zweig 3 in unmittelbarer Abhängigkeit von ihrem Widerstand. Der Verlustregler 22 ist mittels eines Transformators 50 und über einen Verstärker 51 mit dem Ausgleichübertrager 51 verbunden. Auf der einen Seite der Kupferoxydelemente 46 und 48 des Verlustreglers 22 ist ein Widerstandselement 52 zwischen die Leitungen des Zweiges 3 geschaltet, und auf der anderen Seite der Kupferoxydelemente 46 und 48 ist ein Transformator 53 vorgesehen. .

Zur Steuerung der Kupferoxydelemente 46 und sind Mittelabgriffe 52 am Widerstand 52 und an der Sekundärwicklung des Transformators 53 vorgesehen. Der Verlustregler 22 wird durch den vorwärts wirkenden Steuerkreis mit dem Verstärker 23 und dem Gleichrichter 24 gesteuert. Der

Gleichrichter 24 besteht ebenso wie der Gleichrichter 21 im Steuerkreis des Verlustreglers 10 aus einer Brückenschaltung mit Kupferoxydelementen. Zwei Eckpunkte der Brücke 24 sind mit dem Sperrkreis 25 und die beiden anderen Eckpunkte mit dem Verstärker 23 verbunden. Ein Kondensator 41 und ein Wider'standselement 42 sind mit dem Sperrkreis 25 zwischen der Brücke 24 und dem Verlustregler 22 Verbunden, um eine Zeitverzögerung beim Betrieb des Verlustreglers zu bewirken, deren Zeitkonstante veränderlich sein kann und zweckmäßig ungefähr 40 Millisekunden beträgt. Es sei erwähnt, daß bei der Anordnung nach Fig. 2 die Zeitkonstanten der Verlustregler 19 und 22 durch die *5 Kondensatoren 41 und 43 und die ihnen zugeordneten Widerstandselemente bestimmt werden, da die beiden Kondensatoren 41 und 43 in Parallelschaltung zwischen die Leitungen des Sperrkreises 25 geschaltet sind.

Bei der Schaltung nach Fig 2 werden über die Leitungen 6 und 7 der zweiadrigen Verbindungsleitung ankommende Sprechströme über den Zweig 2 zu der fernen Endstation 8 des Vierdrahtsystems übertragen. Der Verlustregler ig dämpft, gesteuert von dem Verstärker 20 und dem Gleichrichter 21, die übertragenen Signale, und gleichzeitig beeinflußt das Potential vom Gleichrichter 21 den Verlustregler 22 so, daß der Pegel im Zweig 3 erhöht wird. Die Pegelerhöhung im Zweig 3 findet nur statt, wenn die Sprechströme im Zweig 2 hoch sind, und sie ruft keine schlechte Wirkung hervor, es sei denn, daß sich der Sprechende weit entfernt von der Endstation des Vierdrahtsystems befindet. Wenn Sprech- oder Geräuschströme über den Zweig 3 empfangen werden, wird der Verlustregler 22 durch den Verstärker 23 und den Gleichrichter 24 so beeinflußt, daß das Volumen der empfangenen Signale verstärkt wird. Gleichzeitig wird der Verlustregler 19 im Zweig 2 durch das Potential von der Brücke 24 so beeinflußt, daß der Pegel im Kanal 2 herabgesetzt wird. Die Pegelerniedrigung im Zweig 2 verhindert eine vergrößerte Störung durch Pfeifen oder Echos. Die beiden Brückenschaltungen 21 und 24 sind im Vergleich zueinander so gepolt, daß eine gleichzeitige Beeinflussung der beiden Brücken von den beiden Zweigen 2 und 3 nicht stattfinden kann. Die Brücke, der das höchste Potential aufgedrückt wird, übernimmt die Steuerung und verhindert das Arbeiten der anderen Brücke.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung des in Fig. 2 dargestellten Sperrkreises. Die Schaltung nach Fig. 3 entspricht der in Fig. 2 mit Ausnahme des Sperrkreises, und die gleichen Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Sperrkreis 25 sind nur in einer Richtung stromdurchlässige Vorrichtungen 55 vorgesehen, um sicherzustellen, daß der Verlustregler 22 im Zweig 3 nicht vom Zweig 2 beeinflußt wird. Der Verlustregler 19 im Zweig 2 kann gleichzeitig mit dem Verlustregler 22 vom Zweig 3 aus beeinflußt werden. Die Elemente 55 sind zweckmäßig Kupferoxydscheiben, die einen Stromfluß im Sperrkreis nur in einer Richtung bewirken. Signal- oder Geräuschströme im Zweig 3 beeinflussen den Verstärker 23 und die iBirücke 24 so, daß nicht nur durch den Verlustregler 22 eine Expansion bewirkt wird, sondern auch durch den Verlustregler 19 im Zweig 2 eine Kompression (Dämpfung) im Kanal 2 hervorgerufen wird. Durch das gleichzeitige Arbeiten der beiden Verlustregler 19 und 22 wird eine vergrößerte Störung durch Pfeifen oder Echos verhindert. Dem Sperrkreis 25 kann eine Vorspannungsbatterie 60 beigegeben werden, die so !*epolt ist, daß die Gleichrichterspannung der Expansionseinrichtung die Vorspannung übersteigen muß, um ein Arbeiten des Verlustreglers 19 im Zweig 2 herbeizuführen. Die Hinzufügung der Vorspannungsbatterie 60 kann vorteilhaft sein, wenn das Geräusch im Zweig 3 so stark wird, daß die Steuerung der Expansionseinrichtung während der Übertragung schwacher Sprechströme häufig den Kompressorpegel herabsetzt. Bei der Schaltung nach Fig. 3 können die Verlustregler 19 und 22 mit verschiedenen Zeitkonstanten betrieben werden. Es ist möglich, den durch den Verlustregler 19 im Sendezweig 2 hervorgerufenen Verlust noch eine Zeitlang aufrechtzuhalten* nachdem der Verlustregler 22 der Expansionseinrichtung in seinen Ruhezustand zurückgegangen ist. Die Äufrechterhaltung des Verlustes im Sendezweig während einer verlängerten Zeitspanne ist bei Vorkommen von verzögerten Echos erwünscht.

Wenn auch in der Zeichnung keine Einrichtungen für drahtlose Übertragung dargestellt sind, so kann doch, falls erwünscht, das Vierdrahtsystem einen Radioteil enthalten. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verhindert infolge der mit veränderlichem Pegel arbeitenden Kompressions- und Expansionseinrichtung bei den meisten Betriebszuständen Störungen durch Echos oder Pfeifen. Bei Vorkommen bestimmter Geräusche kann es erwünscht sein, die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zu verwenden, falls die Schaltung genügend unempfindlich gegen Pfeifen ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPKÜCHE:

   i. Signalübertragungsanlage mit einem Vierdrahtabschnitt, deren Sende- und Empfangs- uo zweige mit veränderlichen Impedanzkreisen (Verlustregler) und zugeordneten Steuerkreisen zur Kompression des Volumbereichs der ausgesandten Signale und zur Expansion des Volumbereichs der empfangenen Signale versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verlustregler im Sendezweig und dem Verlüstregler im Empfangszweig ein Sperrkreis vorgesehen und so mit den Steuerkreisen verbunden ist, daß von jedem Steuerkreis Steuerstrom an beide Verlustregler angelegt werden kann, um den Strompegel im Sendezweig herabzusetzen und den Pegel im Empfangszweig zu erhöhen, wobei die Anordnung derart ist, daß eine gleichzeitige Steuerung der beiden Verlustregler von b ei den iS teuerkreis en verhindert wird.
2. 2. Signalübertragungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß j eder derSteuerkreise mit dem Sperrkreis mittels einer besonderen Brückenschaltung verbunden ist, die in Brücke zu dem Sperrkreis liegen und so angeordnet sind, daß der Steuerstrom von jedem Steuerkreis eine entgegengesetzte Änderung des Pegels in den entsprechenden Zweigen hervorruft.
3. 3. Signalübertragungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Sperrkreis Kondensator-und Widerstandselemente zwischen den Brückenschaltungen und den Verlustreglern vorgesehen sind, um eine geeignete Zeitverzögerung in der Steuerung der Verlustregler durch die Ströme von den Steuerkreisen zu bewirken.
4. 4. Abänderung der Signalübertragungsanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkreis so ausgebildet ist, daß er Steuerstrom in nur einer Richtung überträgt, so daß die beiden Verlustregler gleichzeitig von dem Empfangszweig, aber nicht von dem Sendezweig gesteuert werden.
5. 5. Signalübertragungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Sperrkreis eine Stromquelle für ein Vorspannungspotential zwischen den beiden Brückenschaltungen vorgesehen ist, wodurch die Steuerung des Verlustreglers im Sendezweig von dem Steuerkreis im Empfangszweig aus so lange verhindert wird, bis das von dem Empfangszweig an den Sperrkreis angelegte Potential das Vorspannungspotential übersteigt.

   Angezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 672 795, 582 272,

   565 904; britische Patentschriften Nr. 442947, 415767.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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