DE881528C

DE881528C - Veraenderlicher Entzerrer fuer Wellen-UEbertragungsleitungen

Info

Publication number: DE881528C
Application number: DE1952W0003479
Authority: DE
Inventors: Hendrik Wade Bode
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1936-01-30
Filing date: 1952-09-25
Publication date: 1953-07-02
Also published as: US2153743A; FR820760A; FR49867E; GB508341A; US2096027A; GB469067A; BE469067A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Dämpfung ausgleichende Netzwerke und insbesondere auf einstellbare Ausgleichsanordnungen für Übertragungsleitungen und auf Netzwerke, deren Dämpfung Schwankungen unterworfen ist.

In langen Fernsprechleitungen mit einer großen Anzahl von Verstärkern stellt die Aufrechterhaltung eines hohen Gütegrades der Übertragung große Anforderungen bezüglich des Ausgleiches von Dämpfungsverzerrungen an die hierfür benutzten Einrichtungen. Es genügt nicht, daß der Gesamtausgleich möglichst vollkommen ist, sondern auch die einzelnen Leitungsabschnitte müssen genau abgeglichen sein, damit die Verstärker unter optimalen Betriebsbedingungen arbeiten und die zwischenliegenden Leitungsabschnitte jeder für sich benutzt werden können. Ausgleichsstörungen in den einzelnen Leitungsabschnitten können sich gegenseitig unterstützen, und somit entstehen starke Gesamtstörungen, wenn der Ausgleich der einzelnen Leitungsabschnitte nicht möglichst vollkommen ist.

Auf Grund von Temperaturveränderungen, in gewissen Fällen auch von Feuchtigkeitsschwankungen, treten dauernde Dämpfungsänderungen in den einzelnen Leitungsabschnitten auf, und um diese dauernd mit der erforderlichen Genauigkeit ausgleichen zu können, müssen die den Dämpfungsausgleich bewirkenden Einrichtungen möglichst einfach sein und am zweck-

mäßigsten selbsttätig arbeiten, Untersuchungen haben zu dem Ergebnis geführt, daß die Abweichung der Temperatur oder der Feuchtigkeit von einem normalen Wert Funktionen der Frequenz sind und mit größter Genauigkeit dadurch ausgeglichen werden können, daß ein Bruchteil einer bestimmten Dämpfungscharakteristik zu der normalen Leitungscharak teristik hinzugefügt oder von dieser abgezogen wird. Erfindungsgemäß werden regulierbare Ausgleichsanordnungen benutzt, wobei der im vorhergehenden erwähnte Ausgleich mit Hilfe eines einzigen einstellbaren Impedanzelementes bewirkt wird. Durch diese Anordnung können erhebliche Schwankungen der Leitungsdämpfung mit großer Genauigkeit ausgeglichen werden.

Die erfindungsgemäßen Ausgleicher bestehen aus Netzwerken verschiedener Ausführung, die alle das Merkmal eines einstellbaren Impedanzelementes aufweisen, das für gewöhnlich ein veränderlicher Widerstand ist, dessen verschiedene Einstellungen die Addition oder Subtraktion eines Bruchteiles einer bestimmten Dämpfungscharakteristik bewirken. In einer bestimmten Stellung des veränderlichen Elements besitzt das Netzwerk eine bestimmte normale Charakteristik, an der die Ableitung für die übrigen Einstellungen gemessen wird. In gewissen Fällen kann diese bestimmte normale Charakteristik eine konstante Dämpfung haben, während sie in anderen Fällen mit der Frequenz direkt proportional oder sonstwie zu der Charakteristik der Abweichungen veränderlich sein kann. Netzwerke, in denen die beiden Charakteristiken proportional zueinander sind, finden viele Verwendungsmöglichkeiten, z. B. in Verbindung mit Leitungen, in denen Temperaturveränderungen proportionale Dämpfungsänderungen hervorrufen, wobei das Netzwerk sowohl als Ausgleicher der normalen Dämpfung wie auch von Veränderungen, die auf Temperaturschwankungen zurückzuführen sind, dient. Andere Netzwerke wiederum, deren Charakteristiken nicht proportional zueinander sind, besitzen normale Charakteristiken, die einfache Funktionen der Frequenz sind, und können somit ohne weiteres mit den bekannten Ausgleichen! zusammengebaut werden, um eine geeignete Charakteristik zu bilden. Die große Genauigkeit und der vergrößerte Bereich der Ausgleichscharakteristik der erfindungsgemäßen Merkmale beruhen zum großen Teil auf bestimmten gemeinschaftlichen Beziehungen der einzelnen Impedanzen, wie nachstehend eingehend beschrieben. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann ein Ausgleich innerhalb von 0,1 oder 0,2 Dezibel für einen etwa 35 Dezibel betragenden Gesamtschwankungsbereich erreicht werden, und bei einem geringeren Bereich kann der Ausgleich noch viel genauer erfolgen. Nach einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal kann die veränderliche Charakteristik der Netzwerke geändert werden, ohne daß die bestimmte oder normale Charakteristik dadurch beeinflußt wird. Dieses Merkmal läßt viele gegenseitige Beziehungen zwischen den erzielten veränderlichen Charakteristiken zu und vereinfacht den Aufbau sowohl wie die Verwendung der Netzwerke bei der Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen.

Im nachstehenden sind einige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele an Hand der Abbildungen näher beschrieben.

Einleitende mathematische Theorie

Die Abb. 1 zeigt eine allgemeine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung. Ein Netzwerk JV mit unbestimmter Form besitzt sechs Klemmen. Die Klemmen 1 und 2 sind die Eingangsklemmen, die zu einer Wellen erzeugenden Quelle der Impedanz Z_s und der Spannung E führen, während die Ausgangsklemmen 3 und 4 mit einer Belastungsimpedanz Z_R in Verbindung stehen. Die Klemmen 5 und 6 sind mit der veränderlichen Impedanz Z verbunden. Eine solche Anordnung kann allgemein durch Reihengleichungen bestimmt werden, wobei angenommen ist, daß der erste Reihenstrom J₁ durch den Generator, der zweite Reihenstrom J₂ durch die Belastung und der dritte Reihenstrom J₃ durch die veränderliche Impedanz fließt und daß die Reihen so gewählt sind, daß die Impedanzen Z_s,Z_r und Z als Selbstimpedanzen erscheinen. Dies führt zu folgenden Gleichungen:

J₁7 ^j_ I₂Z₁₂ -f- I₃Z₁₅ -(- I_nZ_1n =■ E

Τ7 4-Τ7Λ-Τ7 4- T 7 0

-^tl^Z/21 T •^I2^Z'22 ~T ¹Z^¹IZ ι *■ U^_2n — ^u

•^1^31 "Γ ^2^32 "T ^s(Z₃₃ "T Z) . . . -f" ^nZ_3n = U

■ - · (l)

I₁Zn₁ + I_zZ_n2 + I₃Z_n3 + I_nZ_nn =* 0

in denen die Impedanz Z₃₃ die Selbstimpedanz in der dritten Reihe mit Ausnahme der veränderlichen ImpedanzZ ist und in denen die Impedanzen, wie beispielsweise Z₁₁, Z₂₂ und Z_nn, die gesamten Selbstimpedanzen der entsprechenden Reihen sind, während die Impedanzen Z₁₂, Z₁₃ und Z_1n beispielsweise die gegenseitigen Impedanzen bezeichnen. loo

Der Übertragungsverlust in der Anordnung hängt von dem Wert des durch die Belastung fließenden Stromes J₂ ab. Die Lösung der Gleichungen (i) für J₂ ist

_z, A₁₂

J₂ = -E έψ. ί», (2)

in der Δ die Determinante der Stromkoeffizienten in den Gleichungen (1) ist, wenn die Impedanz Z = O, Zl₁₂ der kleinere Teil von Δ, der durch Unterdrückung der ersten Reihe und der zweiten Spalte in Δ entsteht, A₃₃ der kleinere Teil durch Unterdrückung der dritten Reihe und der dritten Spalte und A₁₂₃₃ der kleinere Teil durch Unterdrückung der ersten und der dritten Reihe und der zweiten und der dritten Spalte ist.

Die größten A, A₁₂ usw. in der Gleichung (2) sind nur von den feststehenden Teilen des Netzwerkes JV und den ebenfalls bestimmten Generator- und BeIa-

stungsimpedanzen abhängig. Die Verhältnisse ,

und

entsprechen somit Funktionen der

Frequenz, die unabhängig von dem Wert der veränderlichen Impedanz bestimmt werden können.

Werden diese Funktionen verschieden gewählt, so kann die Verlustcharakteristik für diese verschiedenen Werte der veränderlichen Impedanz festgelegt werden, durch die die Verlustcharakteristiken für die anderen Werte bestimmbar werden.

Das gegenseitige Verhältnis zwischen diesen Größen ist erfindungsgemäß wie folgt:

Δ A

ZJ

(3)

1233

in dem Z₀ ein gewählter Bezugswert der veränderlichen Impedanz Z ist. Mit Hilfe dieses Verhältnisses kann die Gleichung (2) wie folgt umgewandelt werden

Z , ₇ Zl₃₃

T 7 Λ 7 ° Λ

Av^n r-rn ^-M 233 -^n ZJ , ,

(4)

und folgende Form erhalten

— ^e I + χεφ ' ^¹'

in der die verschiedenen Größen wie folgt bestimmt sind:

τ 7

(6)

P — &0

E '

~ Δ

1233

(7)

εφ =Z₀

und

_ Z

00 ~rr ·

(9)

Die Gleichung (6) bestimmt er® als das Verhältnis des Stromes J₂ zu einem Bezugsstrom = EjZ₀. Für gewöhnlich ist der gesamte Einführungsverlust des Netzwerkes in Ausdrücken des Verhältnisses des Ausgangsstromes oder der Ausgangsspannung bei vorhandenem Netzwerk zu dem in Abwesenheit des Netzwerkes vorhandenen Wert bestimmt. Die Größe e~^e

ist um den Faktor

von diesem Verhält-

(Zs + Zr)

nis abhängig, und somit ist der gesamte Einführungsverlust gleich

0 + log_e ,

wobei der zusätzliche Ausdruck für jeden bestimmten Fall leicht errechnet werden kann. In den meisten

Fällen kann das Verhältnis

eine kon-

stante reelle Größe sein, so daß Θ, wie oben bestimmt, sich von dem tatsächlichen Einführungsverlust nur um eine zusätzliche Konstante unterscheidet."

Die Gleichung (7) ergibt den Wert von Θ, wenn Z gleich Z₀ ist, und ergibt somit eine normale oder Bezugsdämpfungscharakteristik der Anordnung.

Die Gleichung (8) ergibt den veränderlichen aufgedrückten Verlust oder die veränderliche Dämpfung des Netzwerkes. Die Größe φ entspricht dem gesamten Betrag, der Θ_ο zugeführt oder abgezogen ist, je nachdem ob die Impedanz Z von Z₀ bis Null oder von Z₀ bis Unendlichkeit verändert wird. Auf Grund des durch die Gleichung (3) auferlegten Verhältnisses ist dieser Betrag für jeden Fall der gleiche. Dies kann leicht dadurch nachgewiesen werden, daß die Größe χ ηο nacheinander die Werte O, 1 und σο erhält.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, daß die Impedanz Z₀ eine reelle konstante Größe ist, d. h. ein reiner Widerstand. Manchmal kann die Impedanz einfach ein veränderlicher Widerstand und manchmal auch eine zusammengesetzte Impedanz sein, für welche ihre Einstellung einen reinen Widerstandswert besitzt. Beispiele dieser beiden Arten sind nachstehend näher beschrieben.

Gewisse physikalische Bedeutungen der Determinantenverhältnisse in der Gleichung (3) sollen näher untersucht werden. Jedes Verhältnis besitzt die Dimensionen einer Impedanz, da jedes die Determinante von Impedanzen zu der nächst niedrigen Ordnung ist. Aus der bekannten mathematischen Lösung der Gleichungen (1) ist es leicht ersichtlich, daß das Verhältnis —j— die Impedanz der Anordnung, von den Klemmen 5 und 6 aus gesehen, wobei die Endimpedanzen Zg -f- Z_r darin enthalten sind, ist. Somit ist

= Zl

^J33

56 '

(10)

wobei Z₅₆ die Netzwerksimpedanz an den Klemmen 5 und 6, wie oben festgelegt, bezeichnet.

Aus der Gleichung (2) ergibt sich der Strom J₂₀ in der zweiten Reihe, wenn die veränderliche Impedanz Z den Wert Null besitzt, wie folgt:

A J _ £

während bei unendlichem Z der Strom I

_im

T

-^200 —

^J1233
^ 33

(12)

ist. Werden somit die Übertragungsimpedanzen Z₂₀

E j E ,, , _Ί ,

-=— und -=— eingesetzt, so folgt

und Z„,

₂₀₀ gleich
daraus, daß

^200

33
1233

(13)

ist. Aus dieser Gleichung und der Gleichung (10) erhält man den folgenden Ausdruck:

Zl₁₂ _ Z₂₀₀

^1233 -^20

Dieser Ausdruck zeigt, daß das Determinantenverhältnis gleich der Impedanz Z₅₆ multipli-

ZI1233
ziert mit dem Verhältnis der beiden Übertragungs-

impedanzen Z₂₀₀ und Z₂₀ ist. Somit kann die Gleichung (3) die folgende Form erhalten:

71 Z₂(IO

(15)

und bezeichnet die den erfindungsgemäßen Netzwerken zugeführte Bedingung in Ausdrücken der Endimpedanzen der Anordnung. Nach der Form der Gleichung (3) wird die Festlegung dieser Bedingung etwas zweifelhaft in zweigliedrigen Netzwerken, da in diesem Falle die kleineren Teile J₁₂₃₃ und Zl₃₃ nicht ohne weiteres bestimmbar sind. Diese Zweifel sind jedoch in der Gleichung (15) in Fortfall gekommen, welche in •gleicher Weise in zweigliedrigen und viergliedrigen Netzwerken zur Anwendung kommen kann.

Mit Hilfe der in den Gleichungen (7), (8) bestimmten Impedanzen können die Bestimmungscharakteristiken des Netzwerkes in einfache Ausdrücke umgewandelt werden, die für Konstruktionszwecke besser geeignet sind. Somit ist die normale Charakteristik

'200

e-'i'■ =

'20

Vz₂₁

'50

und die veränderliche Charakteristik

e'P =

200

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die größten Abweichungen von der normalen Charakteristik des Netzwerkes durch φ, wie in der Gleichung (8), bezeichnet sind, wobei diese Abweichungen dann eintreten, wenn χ gleich Null oder unendlich ist. Die Abweichungscharakteristiken für die zwischenliegen-₃g den Werte von χ sollen jetzt naher untersucht werden. Bei zwei behebigen Werten, die in einem reziproken

Verhältnis zueinander stehen, nämlich X₁ und —·, erhält die Gleichung (5) die folgende Form:

bzw.

ef = e-

ι + X₁

ι + X₁ e'P

(19)

Aus diesen Gleichungen geht hervor, daß die Stromänderungen in einem reziproken Verhältnis stehen und

daß die Änderungen in dem aufgedrückten Verlust gleich, jedoch von verschiedenen Vorzeichen sind. Die zwischenhegenden Abweichungscharakteristiken entstehen somit in Paaren, die in einem symmetrischen Verhältnis zu der normalen Charakteristik stehen. Aus den Gleichungen (18) und (19) geht jedoch hervor, daß sie nicht absolut proportional zu den größten Abweichungscharakteristiken φ und — φ sind; und aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die Ausdehnung der Abweichung von der Proportionalität und ihre Wirkung bezüglich der Genauigkeit des Ausgleiches festzustellen.

Es ist festgestellt worden, daß Θ, wie in der Gleichung (5) bestimmt, sehr schnell in ein einer konvergierenden Reihe in Ausdrücken der Kräfte von φ ansteigt, und zwar

Θ = Θ_ο + y'P + C₃ ψ³ + C₅ φ⁵ + C₇₉>» + in der

, (20)

y =

X I

χ + τ '

240

6720

(1 — y²) M- — 2oy²+ 15y-

und in der Θ, Θ_ο und φ in Neper ausgedrückt sind, wobei ι Neper = 8,686 Dezibel ist.

Die ersten beiden Ausdrücke in der Gleichung (20) bedeuten die Summe der normalen Charakteristik der Anordnung und einen Bruchteil der veränderlichen Charakteristik, nämlich φ, die durch die besondere Einstellung der veränderlichen Impedanz Z bestimmt ist. Es ist leicht ersichtlich, daß diese Ausdrücke einem idealen Regeler entsprechen, in dem sämtliche zwischenliegende Charakteristiken proportional der äußersten Charakteristiken sind. Die restlichen Ausdrücke ergeben die Abweichung von diesem Ideal, aber, da die Reihe sehr schnell konvergiert, sind nur die dritten und vierten Ausdrücke von praktischem Wert.

Zunächst soll der dritte Ausdruck näher betrachtet werden. Der Maximumwert des Koeffizienten C₃ ist 0,032 und tritt auf, wenn der Wert von y 0,578 ist, für den die Werte von χ 0,266 und 3,76 sind. Unter der Annahme, daß φ eine reelle Größe ist, wird die maximale Änderung der Dämpfung, die durch den dritten Ausdruck bestimmt ist, gleich 0,329p³, was gleich ι Dezibel ist, wenn φ 1,53 Neper oder 13,3 Dezibel ist. Da dieser Fehler gleichmäßig auf beiden Seiten einer gewünschten Charakteristik verteilt werden kann und da der Regulierbereich gleich 2 φ ist, so ist der entstandene Fehler auf 0,5 Dezibel bei einem Gesamtbereich von 26,6 Dezibel begrenzt.

Diese Annahme, die im vorhergehenden φ als eine reelle Größe bezeichnete, ist jedoch in der Praxis nicht gerechtfertigt. Tatsächlich ist φ fast immer eine komplexe Größe, wie beispielsweise A + j B, und der reelle Wert seines Kubus, der das Maß des Fehlers auf Grund des dritten Ausdruckes ergibt, hat den Wert (A³ — 3 AB²). Der auf den dritten Ausdruck zurückzuführende Fehler ist deshalb wesentlich kleiner als oben angegeben und kann unter verschiedenen Bedingungen gleich Null gemacht werden, wenn das Netzwerk so proportioniert wird, daß A² = 3 B² ist. Wird dies für eine Frequenz durchgeführt, bei der φ ein Maximum ist, ist dieser Fehler an anderen Stellen vernachlässigbar.

Eine weitere Verringerung des Fehlers ist dadurch möglich, daß der dritte und vierte Ausdruck der Gleichung Koeffizienten mit verschiedenen Vorzeichen haben, die von solchen relativen Größen sind, daß der

vierte Ausdruck groß genug ist, um einen wesentlichen Teil ungültig zu machen, wenn der dritte Ausdruck groß genug ist, um eine Rolle zu spielen. Als endgültiges Ergebnis ist es festgestellt worden, daß ein Dämpfungsausgleich tatsächlich mit einer Genauigkeit von o,i bis 0,2 Dezibel möglich ist, wenn der gesamte Regulierbereich so hoch wie 35 Dezibel oder 4 Neper liegt. Typische Netzwerkcharakteristiken der erfindungsgemäßen Art sind durch die Kurven in der Abb. 2 dargestellt, in denen die Veränderungen des Θ als Ordinaten zu der als Abszisse bezeichneten Frequenz eingetragen sind. Die Kurve A entspricht Θ_ο, wobei die normale Charakteristik erreicht ist, wenn χ = ι ist. Die Kurve B bzw. B' bezeichnet Θ_ο + φ bzw.

Θ_Q — φ, wobei die äußersten Veränderungen erzielt werden, wenn χ = O und wenn χ = oo ist. Der Unterschied zwischen den Kurven B und A oder zwischen den Kurven A und B' ist gleich der veränderlichen Charakteristik φ. Die Kurven C und C entsprechen einem verwandten zwischenliegenden Paar von Charakteristiken bei Werten von χ gleich k bzw. ijk. Diese Kurven sind auf Grund des der Anordnung auferlegten Impedanzverhältnisses symmetrisch hinsichtlich <9₀, und ihre Abweichungen hiervon sind fast proportional Θ bei allen Frequenzen.

Im vorhergehenden war die Art der veränderlichen Impedanz Z nicht beschränkt. In vielen Fällen kann diese Impedanz aus einem einfachen veränderlichen Widerstand bestehen, und dabei sind die Größen χ und y in den vorhergehenden Gleichungen stets reelle Größen. Eine allgemeine erfindungsgemäße Ausführungsform, in der die veränderliche Impedanz kein einfacher Widerstand ist, zeigt die Abb. 3. Hier besteht die veränderliche Impedanz aus einem symmetrischen und konstanten Widerstandsnetzwerk M mit vier Anschlußklemmen, dessen eines Ende mit den Klemmen 5 und 6 und dessen anderes Ende mit einem veränderlichen Widerstand R verbunden ist. Dieses kann ein symmetrisches Kreuzgliednetzwerk, wie in der Abb. 4, oder ein T-förmiges Brückennetzwerk, wie in der Abb. 5 dargestellt, sein, wobei Z₁₁ und Z₂₁ allgemeine Impedanzen je nach den Erfordernissen sind. Hierbei ist

(21)

In der nachstehenden Beschreibung und in den Abbildungen der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungen sind die Bezeichnungen Z₁₁ und Z₂₁ durchwegs dazu benutzt, um verallgemeinerte Impedanzen zu bezeichnen, die im umgekehrten Verhältnis in Übereinstimmung mit der Gleichung (21) zueinander stehen. Auf Grund der in der Gleichung (21) ausgedrückten Beziehung hat das Netzwerk M an beiden Klemmenpaaren ebenbildmäßige Impedanzen gleich A₀. Wenn seine Übertragungskonstante mit Ψ bezeichnet ist, dann ist die Impedanz, von den Klemmen 5 und 6 aus gesehen, falls durch den Widerstand R abgeschlossen, die veränderliche Impedanz Z und besitzt den folgenden Wert:

R + R₀ tanh Ψ R₀ + R tanh Ψ '

(22)

Wenn Z in den Gleichungen (4) und (5) durch diesen

Wert ersetzt wird und wenn das Verhältnis

R

durch χ bezeichnet wird, entsteht der folgende Ausdruck :

e'P + tanh Ψ

er" =

(^ tanh

ι + x-

e'P + tanh Ψ
ι + e'P tanh Ψ

■ (23)

Dieser Ausdruck kann in einer der Gleichung (5) entsprechenden Form wie folgt bezeichnet werden:

' = er"

χ e'P'

worin ψ' eine neue durch

e'P + tanh Ψ

ι + e'P tanh Ψ

(24)

(25)

bezeichnete Charakteristik ist.

Es ist zu beachten, daß die Einführung des Netzwerkes M die normale Charakteristik 6>₀ der Anordnung nicht geändert hat, sondern die unabhängige Steuerung der veränderlichen Charakteristik durch Veränderung der Übertragungskonstante W des eingefügten Netzwerkes ermöglicht. Eine unabhängige Steuerung der normalen Charakteristik <9₀ kann, falls go erwünscht, durch Einführung eines angemessenen konstanten Widerstandsnetzwerkes zwischen das Netzwerk N und die Generatorimpedanz Zs oder die Belastungsimpedanz Z^ erreicht werden. Dies ist jedoch fast gleichbedeutend mit der Hinzufügung eines außenliegenden Netzwerkes.

Die Größen tanh !Fund e'P, die in der Gleichung (25) erscheinen, sind beide Impedanzverhältnisse, die für jedes gegebene Netzwerk in Ausdrücken der Netzwerkzweigimpedanzen durch gewöhnliche Stromkreisuntersuchungen bestimmbar sind. Wenn sie wie in der Gleichung (25) kombiniert werden, so ist auch der daraus entstehende Ausdruck ein Impedanzverhältnis, das für Konstruktionszwecke geeignet ist. Sowohl diese Gleichung wie auch andere vorhergehende Gleichungen ergeben Ausdrücke, wenn sie verschiedenen mathematischen Umwandlungen unterworfen werden, die in verschiedenen Fällen sehr zweckmäßig sein können. Für die meisten Fälle sind jedoch die Ausdrücke in ihrer gegenwärtigen Form als geeignet anzusehen.

Netzwerkkonstruktionen

Obwohl die erfindungsgemäßen Anordnungen in einer sehr großen Anzahl von einzelnen Netzwerken Verwendung finden können, beschränkt sich die Anzahl der zweckmäßigen Arten. Eine Anzahl dieser Ausführungsformen ist in den Abbildungen näher beschrieben.

Die Abb. 6 zeigt eine allgemeine Ausführungsart, in der das gesamte Netzwerk einschließlich der Generator- und Belastungsimpedanzen die Form eines II-Netzwerkes hat, in dem die veränderliche Impedanz parallel zu dem Reihenzweig liegt. Die veränderliche Impedanz ist ein veränderlicher Widerstand R, und die Endzweige des Netzwerkes bestehen aus den verallgemeinerten, mit zwei Klemmen versehenen Impe-

danzen Z₁ und Z₂, während der Reihenzweig eine dritte allgemeine Impedanz Z₃ ist. Diese Impedanzen können komplex aus Widerstands- und Reaktanzelementen aufgebaut werden, während die Impedanzen Z_x und Z₂ die Generator- und Belastungsimpedanzen als Zweige enthalten. Das durch die Gleichungen (3) und (15) bedingte Verhältnis kann in Ausdrücken dieser Impedanzen wie folgt bestimmt werden:

Die an den Klemmen 5 und 6 des Netzwerkes gemessene Impedanz ist

Z₃ (Z₁ + Z₂)

Z_x +Z₂ +Z^

(26)

Das Verhältnis der Übertragungsimpedanzen Z₂₀₀ und Z₂₀ beträgt

^200

] + Z₂ T

(27)

wobei der die Verhältnisse der Ströme in dem Generator- und Belastungskreis zu den gesamten Strömen in den Impedanzen Z₁ und Z₂ bezeichnende Faktor für beide Übertragungsimpedanzen derselbe ist, so daß er in diesem Verhältnis aufgehoben wird. Die für die Konstruktion geeignete Gleichung (15) wird somit

(Z₃)

. Z₃ (Z₁ + Z₂)

-^l T" ^2 T ^S

(28)

wobei die beiden linken Faktoren als die an den Klemmen 5 und 6 gemessenen Impedanzen gekennzeichnet sind, während die Zwischenverbindungen zwischen Z₁ und Z₂ offen bzw. an einem Punkt, beispielsweise X, geschlossen sind. Die Ermittlung von geeigneten Formen der Zweigimpedanzen wird somit auf die Möglichkeit beschränkt, ein L-förmiges Netzwerk zu finden, das eine konstante widerstandsähnliche Impedanz besitzt.

Die veränderliche Charakteristik aus der Gleichung (I₇) ist

*= 4l·. (29)

^Ro

die für diese Art von Netzwerken allgemein ist. Die normale Charakteristik ergibt die Beziehung der Generator- und Belastungsimpedanzen zu dem Netzwerk als Ganzes und kann für jeden besonderen Fall errechnet werden. Die Ausdrücke für den gesamten aufgedrückten Verlust, die in nachstehenden Beispielen folgen, zeigen Charakteristiken von größter praktischer Bedeutung. Der Wert ist gleich der normalen Charakteristik, multipliziert mit -^—

Die Abb. 7 zeigt ein Beispiel der allgemeinen Ausführungsform, wie in Abb. 6 dargestellt. In diesem Netzwerk besteht die Impedanz Z₃ aus einem Widerstand R₀ in Reihe mit einer Impedanz Z₁₁. Der Parallelzweig, welcher Z₁ entspricht, ist die parallele Zusammenfassung eines die Generatorimpedanz bilden-

T? y

—- und einer Impedanz -^. 4 ^v 2

den Widerstandes

Der der Impedanz Z₂ entsprechende Zweig besteht aus einer einzigen Impedanz ——. Die veränderliche Cha- ^6s rakteristik ist

e'P = ι

R_n

(30)

Der normal aufgedrückte, mit 6>₀₁ bezeichnete Verlust, der in diesem Fall das Verhältnis der elektromotorischen Kraft des Generators zu der Spannung an den Klemmen 3 und 4 bestimmt, ist

Diese Ausgleicherart eignet sich dazu, zwischen den einzelnen Stufen eines Röhrenverstärkers eingesetzt zu werden, wobei die Spannung an den Ausgangsklemmen den Eingangsklemmen der darauffolgenden Stufe aufgedrückt wird.

Eine Abänderung der Abb. 7 ist in Abb. 8 gezeigt, in der die Z₁ in der Abb. 7 entsprechende Impedanz in zwei gleiche Teile aufgeteilt ist, wobei eine Hälfte an der einen und eine am anderen Ende angeordnet ist. Somit sind Widerstandszweige sowohl der Generatorwie der Belastungsimpedanzen zugeordnet. Der veränderliche aufgedrückte Verlust ist derselbe wie in der Abb. 7, während der normale aufgedrückte Verlust

₁₁

2i?₀

ß'P -4-

—Z

e!P _

(32) w ν

ist.

Die Abb. 9 zeigt ein symmetrisches Netzwerk der allgemeinen Art, wie sie in Abb. 6 gezeigt ist. Wie in den beiden vorhergehenden Beispielen besteht der Reihenzweig aus einem Widerstand R₀ in Reihe mit einer Impedanz Z₁₁. Die Parallelzweige sind gleich,

und jeder enthält eine Impedanz —— umgekehrt proportional zu Z₁₁, in Übereinstimmung mit der Gleichung (21), parallel mit den Reihenkombinationen

von —- und —. Der veränderliche Verlust und der ^1CI^ 22

normale Verlust sind die gleichen wie für das Netzwerk in der Abb. 8.

In jedem der vorhergehenden Beispiele ist die veränderliche Impedanz ein einfacher Widerstand, und die beiden Charakteristiken (9₀₁ und φ sind genau angegeben. Durch die Einführung eines Netzwerkes mit konstantem Widerstand Vor den veränderlichen Widerstand, wie in den Abb. 3, 4 und 5 angegeben, rhält man weitere Abänderungen, in denen die veränderliche Charakteristik in Unabhängigkeit gesteuert werden kann.

Das Einsetzen solcher Netzwerke verändert nicht die normalen Verlustcharakteristiken, verändert jedoch die veränderliche Charakteristik in Übereinstimmung mit der Gleichung (25).

Die Abb. 10 zeigt ein Netzwerk der allgemeinen Art nach Abb. 6, in dem die Steuerung der veränderlichen Charakteristik nur von der Verwendung eines ingeführten Netzwerkes abhängig ist. Der Reihenweig besteht aus einem einfachen Widerstand a R₀,

wobei α ein zahlenmäßiger Multiplikator größer als ι ist. Der Z₁ in der Abb. 6 entsprechende Parallelzweig

besteht aus einem Widerstand ₇-₁—5-r- parallel zu

-, und der Z₂ entsprechende

einer Impedanz —^

Zweig besteht aus einem ähnlichen Widerstand parallel

zu einer Impedanz

Die Summe der Impe-

(«²-i)

ίο danzen in diesen beiden Kombinationen ist ein konstanter Widerstand. Die veränderliche Charakteristik ist

e'P = a (33)

und verändert sich nicht mit der Frequenz. Die erwünschte Frequenzcharakteristik erhält man durch Einführung eines konstanten WiderstandsnetzwerkesM vor den veränderlichen Widerstand. Dieses Netzwerk, das der allgemeinen Art, wie in den Abb. 4 und 5 dargestellt, entspricht, besitzt eine Impedanz R₀. Der normale aufgedrückte Verlust dieses Netzwerkes ist

(34)

₌ J₁

2 IVn

Kommen die im umgekehrten Verhältnis zueinander stehenden Impedanzen in Fortfall, so erhält das Netzwerk eine einfachere, in der Abb. 11 dargestellte Form, dessen normal aufgedrückter Verlust eine Konstante ist.

Die Abb. 12 zeigt eine zweite Art von Netzwerk. Die Impedanz Z₃ tritt hier als ein Parallelzweig zwischen den Endimpedanzen Z₁ und Z₂ in Erscheinung, während der veränderliche Widerstand R in Reihe mit Z₃ angeordnet ist. In diesem Fall ist die durch die Gleichungen (3) und (15) bewirkte Beziehung

/71 ^i^ \ _

I ^3 "Γ ^ j ψ I —

\ ^l ι ^S/

Mit Hilfe der Gleichung (17) ergibt diese

e'P = —-Rq

(35)

(36)

Ein Beispiel dieser allgemeinen Art ist in Abb. 13 dargestellt, in welcher die Impedanz Z₃ aus dem Widerstand R₀ und einer Impedanz Z₂₁ parallel zueinander besteht. Die Impedanz Z₁ besteht aus einem Widerstand 4A₀ in Reihe mit einer Impedanz 2 Z₁₁, während die Impedanz Z₂ aus einer einzigen Impedanz 2Z₁₁ besteht. Es ist zu beachten, daß dieses Netzwerk eine Umkehr des Netzwerkes der Abb. 7 darstellt. Daraus folgt, daß die Charakteristiken der beiden Netzwerke in enger Beziehung zueinander stehen. Hier ist die veränderliche Charakteristik

e-'P = ι +

(37)

die die Umkehr der Anordnung nach Abb. 7 ist und in der der normale Verlust

e"ⁿ — -^r--

(38) ist, welcher genau wie in der Abb. 7 das Verhältnis der Generatorspannung zu der Ausgangsspannung ergibt.

Ein zweites Beispiel dieser Netzwerkart zeigt die Abb. 14, in der das Netzwerk die Umkehr der Anordnung in der Abb. 9 bildet. Für die Impedanzwerte, die in dieser Abbildung angegeben sind, besitzt der veränderliche Verlust einen durch die Gleichung (37) gegebenen Wert, während der normale Verlust

2 R₀ + Z

5-² <P

(39)

Ein drittes, der Umkehr der Abb. io entsprechendes Beispiel ist in der Abb. 15 dargestellt. Für die darin bezeichneten Werte der Impedanzen sind die Verlustcharakteristiken

= a

= ι

Z₁₁ + Z

(40)

21

2 R₀

Wie es bei dem Netzwerk in der Abb. 10 der Fall war, erfährt auch hier die veränderliche Charakteristik dadurch eine Veränderung, daß ein Netzwerk M mit konstantem Widerstand vor den veränderlichen Widerstand eingeführt ist, wobei der veränderliche Wert eine Frequenzänderung besitzt, die durch die Übertragungskonstante des Netzwerkes gesteuert ist.

Das in der Abb. 16 gezeigte Netzwerk ähnelt dem in der Abb. 6 dargestellten, nur mit dem Unterschied, daß eine zusätzliche Impedanz Z₄ in Reihe mit dem veränderlichen Widerstand R eingeschaltet ist. Die konstruktive Anforderung für diese Art ist, daß

Z= R₀*

(41)

(Z₃ + Z₄)

ist. Unter dieser Bedingung besitzt der veränderliche Verlust den Wert

e'P = -

Rn

(42)

Die Anforderung gemäß Gleichung (41) wird leicht dadurch erfüllt, wenn das Netzwerk so gebaut ist, daß Z₁ und Z₂ zusammen gleich Z₄ sind. Ein Beispiel eines solchen Netzwerkes zeigt die Abb. 17, in der Z₃ eine Impedanz Z₁₁ in Reihe mit einem Widerstand 2 R₀, parallel zu einer gleichen Impedanz Z₁₁ ist. Für die hier eingesetzten Werte der Impedanzen ist der veränderliche Verlust

e'P = — 2

■^11
R

11

+ -TT

und der normale Einführungsverlust

(43)

(44)

Die Umkehrungsnetzwerke, die den Abb. 16 und 17 entsprechen, sind in den Abb. 18 und 19 gezeigt. Hier liegt die Impedanz Z₃ in einem Parallelzweig, und die zusätzliche Impedanz Z₄ liegt parallel mit einem veränderlichen Widerstand. Für die allgemeine Aus-

Ö81

führungsart in der Abb. i8 ist die Konstruktionsbedingung

7 7

■"3^4 γ έ> 3 T ^4

wobei der veränderliche Verlust

(45)

(46)

V^3 ^i!
ist.

In dem besonderen Netzwerk nach Abb. Ig sind der veränderliche Verlust und der normale Verlust bei den angedeuteten Impedanzwerten

bzw.

I +

(47)

gWnl —

Eine weitere Gruppe von Netzwerken ist in der Abb. 20 gezeigt, in der das Netzwerk die Form einer Wheatstoneschen Brücke mit veränderlicher Impedanz in einem Diagonalzweig hat. Die vier Seiten der Brücke sind durch die Impedanzen Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ gebildet, während eine fünfte Impedanz Z₅ dem anderen Diagonalzweig entspricht. Die konstruktive Anforderung, die durch die Gleichung (3) gegeben ist, nimmt hier folgende Form an:

Z_s + Z₄ +

(48)

die in gewissen Fällen durch Einführung weiterer konstruktiver Bedingungen in das Brückennetzwerk vereinfacht werden kann.

In dem in der Abb. 21 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Z₃ und Z₄ entsprechenden Impedanzen gleich und einfache Widerstände mit dem Wert a R₀, wobei α ein zahlenmäßiger Faktor größer als 1/2 ist. Auch die Impedanzen, die Z₁ und Z₂ entsprechen, sind gleich und bestehen aus einem Widerstand parallel zu einer unbeschränkten Impedanz. Da die Zweigimpedanzen gleich sind, so ist die Brücke ausgeglichen, so daß die Z₅ entsprechende Impedanz nicht in dem Wert der Impedanz Z₅₀ enthalten ist. Dieser Vereinfachung zufolge ist es möglich, die verschiedenen Zweige so zu bemessen, daß die Impedanz Z₅, wie sie durch die Gleichung (48) bestimmt ist, physikalisch verwirklicht werden kann.

Unter Verwendung der in der Abbildung angegebenen Werte sind die Impedanzen Z₅₆ und Z₅

bzw.

^Z™ 2 a (R₀+ Z) „ aZ

(49) Der veränderliche Verlust bzw. der normale Verlust aus den Gleichungen (16) bzw. (17) ist

Ti

ef = 2 a 11 + - ⁿ

= 2

2 α + ι Ζ

ι Z

(50)

Eine andere Ausführungsform des Netzwerkes nach Abb. 21 ist in der Abb. 22 dargestellt, in welcher der veränderliche Widerstand durch eine veränderliche Kapazität ersetzt worden ist, deren Wert als C₀ bezeichnet werden kann und die die Impedanz Z₀ der Grundgleichungen bestimmt. Die in Reihe liegenden Brückenarme sind unveränderliche Kapazitäten mit dem Wert 2 C₀, während ihre Impedanzen gleich Z_o/2 sind. Die Werte der Elemente entsprechen der Anordnung, in welcher der in der Abb. 21 erscheinende Multiplikator den Wert 1/2 besitzt. Bei höheren Werten dieses Multiplikators würden, die Endzweige Kapazitäten enthalten, die parallel entsprechend den Endwiderständen in der Abb. 21 hinzugefügt sind.

Der veränderliche Verlust ist

j ω C₀ Z j während der normale Einführungsverlust

/ 2 ω C₀ Z

(52)

ist, und zwar unter der Annahme, daß die Endimpedanzen die der Quelle und der Belastung sind. Die Impedanz Z kann einen parallel geschalteten oder in Reihe geschalteten Widerstand enthalten, der, wenn es sich um die Endzweige handelt, durch die Quellen- und Belastungsimpedanzen gebildet wird. In diesem Fall wäre eine entsprechende Abänderung des Ausdruckes für den Einführungsverlust notwendig. Eine naheliegende Abänderung des Netzwerkes würde erreicht werden, wenn Induktivitäten die Kapazitäten 2 C₀ und die veränderliche Kapazität ersetzen wurden. Auch kompliziertere Impedanzen können zur Verwendung kommen, aber diese würden die Benutzung verschiedener untergeordneter veränderlicher Elemente erfordern.

Die Abb. 23 zeigt eine andere Ausführungsform eines Netzwerkes mit ausgeglichener Brückenschal- ^11D tung. Im Vergleich zu der Anordnung in der Abb. 20 bestehen die Impedanzen Z₂ und Z₃ der Brückenarme

7?

aus gleichen Widerständen des Wertes —- in dem a

größer als 1 ist. Die Impedanz Z₁ besteht aus einem "⁵

aZ_u.

Widerstand

und einer Impedanz

in Reihe, während die Impedanz Z₄ aus einer parallelen Kombination umgekehrt proportional zu Z₄ besteht, so daß ihr Produkt den Wert (^Y hat.

Somit erhält die Impedanz Z₅₆ einen konstanten Widerstand, dessen Wert

ist. Für die in den Brückenarmen eingesetzten Werte ist Z₅, wie die Gleichung (48) bestimmt,

Der veränderliche Verlust bzw. der normale Einführungsverlust ist

e'P = a bzw.

ß'-'oi =:

(53)

Die Umkehrung des Netzwerkes in der Abb. 23 ist in der Abb. 24 dargestellt, wobei der veränderliche Widerstand in diesem Fall in dem anderen Diagonalzweig der Brücke erscheint, während die verschiedenen Impedanzen die Umkehr der entsprechenden Impedanzen in dem Netzwerk der Abb. 24 darstellen. Der veränderliche Verlust ist die Umkehr des in dem vorhergehenden Netzwerk, während der normale Einführungsverlust der gleiche ist, wie in der Gleichung (53) bestimmt. In diesen Netzwerken ist der veränderliche Verlust konstant mit der Frequenz, aber durch das Einführen eines frequenzselektiven Netzwerkes mit konstantem Widerstand vor den veränderlichen Widerstand kann eine erwünschte Frequenzcharakteristik erreicht werden.

Das Netzwerk in der Abb. 25 gehört zu derselben Gruppe des Netzwerkes nach Abb. 21, wird jedoch durch die Verwendung einer Impedanz, die nur auf einer Frequenz selektiv ist, gekennzeichnet. Wie aus den anderen Netzwerken dieser Gruppe zu ersehen ist, wird einer der Endzweige durch den Zweig Z₅ gebildet. Die durch die Zweige Z₁, Z₂, Z₃ und Z₄ gebildete Brücke ist nicht ausgeglichen. Da jedoch alle diese Zweige mit einer Ausnahme Widerstände sind und auf Grund der Anordnung der Quellen- und Belastungszweige, wie oben beschrieben, ist die Grundbedingung der Gleichung (3) dann erfüllt, wenn die Widerstände die folgenden Werte besitzen:

Z₁^aR₀,

_ 2a (τ — α)
² za — ι °
Z₄ = ZaR₀,
Z₅

(54)

Hier ist α ein zahlenmäßiger Multiplikator mit einem beliebigen Wert zwischen 1/2 und 1. Für diese Werte ist der veränderliche Verlust bzw. der normale Einführungsverlust

bzw.

(55)

2a² —-2a

Die frequenzselektive Impedanz besitzt den Wert aZ In diesem Fall ist der normale Einführungsverlust eine Konstante.

Die Impedanz aZ in Abb. 25 kann durch ein zu einem konstanten Widerstand selektives Netzwerk entweder nach Abb. 4 oder Abb. 5, das durch einen Widerstand abgeschlossen ist, gebildet werden. Diese Abänderung ist in der Abb. 26 dargestellt, die ein solches, mit M' bezeichnetes Netzwerk bildet, das, durch den veränderlichen Widerstand R' abgeschlossen, als Impedanz dient. Durch richtige Wahl der Netzwerkcharakteristik und des Widerstandes R' kann eine erwünschte veränderliche Verlustcharakteristik erzielt werden. Wird der Widerstand R' veränderlich gemacht, so kann der Gesamtwert des veränderlichen Verlustes durch mehrere zueinander proportionale Kurven geändert werden. Diese Anordnung ist zweckmäßig, um eine Hilfssteuerung des veränderliehen Verlustes zu erreichen, beispielsweise wenn das Netzwerk in Leitungen in verschiedener Art oder Längen benutzt wird. Weitere Veränderungen der veränderlichen Verlustcharakteristik können, wie die vorhergehenden Beispiele zeigen, durch Einführung eines Netzwerkes mit einem angemessenen konstanten Widerstand vor den veränderlichen Widerstand R durchgeführt werden. Die Charakteristiken der beiden Netzwerke können für eine erwünschte Gesamtcharakteristik einander gleichgestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines Netzwerkes der in den Abb. 12 und 15 gezeigten Art zum Ausgleichen von durch Temperaturveränderungen hervorgerufener Dämpfung in konzentrischen Leiteranordnungen ist in der Abb. 27 gezeigt. Diese Anordnung bedeutet eine Vereinfachung, in der die Impedanzen Z₁, Z₂ und Z₃ in der Abb. 12 Widerstände sind, die einen normalen Einführungsverlust ergeben, und in der die Frequenzcharakteristik des veränderlichen Verlustes durch ein Netzwerk bestimmt ist, das vor den veränderlichen Widerstand angeordnet ist. Der Bereich der veränderlichen Charakteristik für Temperaturänderungen von etwa 50⁰ C ist in der Abb. 28 dargestellt, in der die Kurve die veränderliche Charakteristik eines Leitungsabschnittes von 60 km zeigt. Das steuernde Netzwerk ist ein überbrückter T-Aufbau von der Art, wie sie in Abb. 5 gezeigt ist. Die Anordnung ist für den Betrieb zwischen Widerstandsimpedanzen von 10 400 Ohm konstruiert, wobei der Wert des in der Abb. 15 in Erscheinung tretenden Multiplikators α den Wert 2 erhalten hat. Die Werte der verschiedenen Elemente sind wie folgt:

Zr = io 400 Ohm
R₃ — ι 730 Ohm
A₅ = 3 460 Ohm
,R₁ = 23 200 Ohm
•#2=3 547 Ohm
L₁ = 3,92 mH
L₂ = 3,5 mH
L₃ = 0,523 mH
C₁= 2 bis 35/«/i F
C₂ == 20 bis 80////.F.

Die Kapazitäten C₁ und C₂ haben normale Werte von 20 und 3O₁H₁WF, sind jedoch veränderlich, um die Feineinstellung des Netzwerkes zu ermöglichen. Die Impedanz 2 Z₁₁ ist die Umkehr der Impedanz des Parallelzweiges der T-förmigen Anordnung.

1

Ein weiteres Beispiel eines ausgeführten Netzwerkes, das demselben Zweck wie das in der Abb. 25 dargestellte dient, ist in der Abb. 29 gezeigt. Hier bildet das Ausgleichsnetzwerk die ^-Schaltung eines stabilisierten Rückkopplungsverstärkers. Ein Vakuumröhrenverstärker mit drei Stufen ist über Transformatoren mit zwei Leitungsabschnitten gekoppelt. Die Eingangsklemmen 1 und 2 des Ausgleichers sind mit einem Widerstand R_s verbunden, der in dem Ausgangskreis des Verstärkers in Reihe mit einem Kondensator liegt. Die Ausgangsklemmen 3 und 4 liegen in Reihe mit dem Eingangskreis des Verstärkers, Die Rückkopplung durch den Ausgleicher ist stark gedämpft, mit dem Ergebnis, daß die gesamte Spannungsverstärkung umgekehrt proportional zu dem Einführungsverlust des /J-Kreises ist. Wenn die normale Charakteristik und die Veränderungen des Einführungsverlustes der Leitung den Leitungscharakteristiken angepaßt werden, wird ein vollständiger Aus-

'20 gleich erreicht. Nach der bekannten Art des Ausgleiches, in der der Ausgleicher in Reihe mit der Leitung liegt, ist es notwendig, entgegengesetzte Charakteristiken vorzusehen, während in der Anordnung nach Abb. 29 die Charakteristik des ausgleichenden Netzwerkes die gleiche wie die der Leitung ist.

Der Ausgleicher ist für den Betrieb mit einer Generatorimpedanz von 500 Ohm, die durch den Widerstand R₈ parallel zu der inneren Impedanz des Verstärkers gebildet wird, versehen. Die letztere Impedanz ist für gewöhnlich so groß, daß die Eingangs-

• impedanz des Netzwerkes als nur durch R_s gebildet anzusehen ist. Der Aufbau der Impedanz Z₁₁ und der Umkehrimpedanz Z₂₁ ist in der Abbildung näher angegeben. Die Elemente der Impedanz Z₁₁ besitzen folgende Werte:

R₁ = 900 Ohm R₂ — 1910 Ohm - L₁ = 2,23 mH

Z₂ = ^I2>° ^mH

L₃ = 2,54 mH C₃ = 10 χ io-⁶,t{F. Der Bezugswiderstand R beträgt 2000 Ohm.

Die Gleichungen (30) und (31) zeigen, daß der normale Einführungsverlust und der veränderliche Verlust für solche Ausgleicher Charakteristiken besitzen, die die gleichen Frequenzänderungen aufweisen und deren Beträge proportional zueinander sind. Bei verschiedenen Leitungsarten, insbesondere bei konzentrischen Leiteranordnungen, in denen der innere Leiter durch Isolatoren aus Glas, Porzellan oder Gummi von dem Außenleiter getrennt hegt, ist es festgestellt worden, daß das gleiche Verhältnis zwischen der normalen Dämpfung bei einer gegebenen Temperatur und den Abweichungen hiervon bei anderen Temperaturen vorhanden ist. Die Ausgleichsanordnung in der Abb. 29 ist deshalb für einen gesamten Dämpfungsausgleich einer solchen Leitung geeignet. Der normale Einführungsverlust der Anordnung kann so bemessen sein,

,.*. daß die normale Dämpfung der Leitung bei einer gegebenen Temperatur ausgeglichen wird, während die Veränderungen auf Grund von Temperaturschwankungen durch Einstellung des veränderlichen Wider-Standes R abgeglichen werden können.

In anderen Leitungsarten, in welchen die normale Dämpfung und von Temperaturschwankungen bedingte Abweichungen hiervon nicht in einem proportionalen Verhältnis zueinander stehen, kann die veränderliche Charakteristik des Ausgleichers entsprechend dadurch abgeändert werden, daß ein geeignetes Netzwerk, das zu einem konstanten Widerstand selektiv ist, vor dem veränderlichen Widerstand angeordnet ist, wie in der Abb. 3 gezeigt. Zu diesem Zweck können auch andere Arten ernes ausgleichenden Netzwerkes benutzt werden, wie beispielsweise in den Abb. 10,15, 23 und 24 gezeigt, in denen die normalen und die veränderlichen Charakteristiken unabhängig voneinander sind, wobei ein angemessenes Netzwerk mit konstantem Widerstand vor den veränderlichen Widerstand in jedem Fall eingeschaltet wird, um für die gewünschte Frequenzänderung der veränderlichen Charakteristik Sorge zu tragen.

Zur selbsttätigen Steuerung des Ausgleiches in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen in der Leitung kann die Einstellung des veränderlichen Widerstandes des Ausgleichers mechanisch in Übereinstimmung mit den Veränderungen eines über die Leitung übertragenen Leitstromes erfolgen. Andererseits kann go der veränderliche Widerstand auch thermisch gesteuert werden. Der veränderliche Widerstand braucht in keiner bestimmten Weise geeicht zu werden, sondern bedarf nur einer Veränderlichkeit über einen genügend großen Bereich von Werten oberhalb und unterhalb des normalen Wertes, um einen angemessenen Bereich der veränderlichen Charakteristik sicherzustellen.

Claims

Patentansprüche:

r. Veränderlicher Entzerrer für Wellen-Übertragungsleitungen, welcher ein Netzwerk mit drei Klemmenpaaren enthält, von denen das erste mit der Impedanz einer wellenerzeugenden Quelle, das zweite mit einer Belastungsimpedanz und das dritte Paar mit einer regulierbaren Impedanz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerkimpedanzen hinsichtlich der Impedanzen der Quelle und der Belastung so proportioniert sind, daß bei jeder Frequenz, für welche das Netzwerk benutzt werden soll, die Gleichung

17 \2 . -^200 _ 72

gilt, in welcher Z₅₆ die an dem dritten Klemmenpaar gemessene vektorielle Impedanz, Z₂₀₀ und Z₂₀ die vektoriellen Ubertragungsimpedanzen von der Impedanz der wellenerzeugenden Quelle zu der Belastung bei offenem bzw. kurzgeschlossenem dritten Klemmenpaar sind und Z₀ ein konstanter, willkürlich gewählter Bezugswert ist, mit Bezug auf den die verschiedenen Impedanzwerte der veränderlichen Impedanz berechnet werden.
2. Entzerrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzwerkimpedanzen hinsichtlich der Impedanzen der Quelle und der Belastung so

proportioniert sind, daß Z₀ seinem Betrage und Winkel nach gleich einem Zwischenwert ist, welchen die veränderliche Impedanz durchläuft.
3. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regulierbare Impedanz ein Widerstandselement ist.
4. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regulierbare Impedanz aus einer frequenzempfindlichen Netzwerkanordnung mit vier Klemmen besteht, an deren Eingangs- und Ausgangsklemmen ebenbildmäßige Impedanzen mit konstantem Widerstand liegen, während ein veränderliches Widerstandselement mit den Ausgangsklemmen verbunden ist.
5. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regulierbare Impedanz ein veränderliches Reaktanzelement ist.
6. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regulierbare Impedanz eine veränderliche Kapazität ist.
7. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unveränderliche Netzwerk und die damit verbundenen Impedanzen ein Netzwerk nach Art einer Wheatstoneschen Brücke bilden, in der die regulierbare Impedanz einen Diagonalzweig der Brücke bildet, während die Quellen- und Belastungsimpedanzen in benachbarten Brückenarmen enthalten sind.
8. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unveränderliche Netzwerk zusammen mit den Quellen- und Belastungsimpedanzen ein II-förmiges Netzwerk bildet, wobei die Quellen- und Belastungsimpedanzen in den Parallelzweigen enthalten sind, während die regulierbare Impedanz parallel zu dem Reihenzweig des Netzwerkes liegt.
9. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unveränderliche Netzwerk zusammen mit den damit verbundenen Impedanzen ein aus drei parallel liegenden Impedanzzweigen bestehendes Netzwerk bildet, wobei die Impedanzen der wellenerzeugenden Quelle und der Belastung in zwei der Impedanzzweige enthalten sind, während die regulierbare Impedanz in Reihe mit dem dritten Impedanzzweig angeordnet ist.
10. Entzerrer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Einführungsverlust und der mit der Frequenz veränderliche Verlust bei allen Frequenzen in einem direkt proportionalen Verhältnis zueinander stehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 5226 6.