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Spulensystem mit veränderlicher Gegeninduktivität Die Erfindung richtet
sich auf Anordnungen zur Übertragung von Nachrichten und insbesondere auf Induktivitätsspulen
mit verstellbaren magnetischen Kernen und festen Wicklungen, die zur Verwendung
in, derartigen Anordnungen dienen.
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In der elektrischen Nachrichtentechnik ist eine der Möglichkeiten,
durch die die Übertragungsgüte vrerschlechtert werden kann, die in einem Kreis durch
Ströme in einem anderen benachbarten Kreis verursachte Störung. Ein Extremfall tritt
dabei für die Übertragung von Trägerströmen auf, die mittels Kabel übertragen, werden,
in denen die einzelnen Paare, welche die Sprechkreise darstellen, dicht aneinander
angeordnet sind. Diese Störung zwischen benachbarten Kreisen ist unter dem allgemeinen
Namen Nebensprechen bekannt. Im folgenden richtet sich der Ausdruck Nebensprechen
auf alle Arten von Störungen, die in der elektrischen Nachrichtenübertragungstechnik
auftreten und die in einem Kreis durch in einem anderen Kreis fließende Ströme verursacht
werden. Das Nebenspnechen ist daher eine der Eigenschaften einer
Cbertragungsleitung,
die ihren Wirkungsgrad "hinsichtlich der Klarheit und Deutlichkeit des empfangenen
Signals herabsetzt.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Übertragung von Nachrichten
durch elektrische Ströme zu verbessern, das Nebensprechen in den Übertragungsleitungen
zu verringern und der Ausgleich der Nebensprechspannungen in diesen Leitungen. Dieser
Ausgleich wird bei einem Spulensyst:em mit veränderlicher Gegeninduktivität, das
mehrere Wicklungen und einen in Abschnitte unterteilten verschiebbaren magnetischen
Kern enthält, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jede der u'icklungen in
zwei Abschnitte unterteilt ist und die Abschnitte des Magnetkerns so gelagert sind,
daß durch ihre Verschiebung nach der einen Richtung die gegenseitige Induktivität
zwischen den Wicklungsteilen der einen Abschnitte vergrößert und die gegenseitige
Induktivität zwischen den Wicklungsteilen der .anderen Abschnitte herabgesetzt wird.
Die Erfindung soll an Hand der Abbildun,gen näher erläutert «-erden.
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Es ist bereits eine Anzahl von Vorschlägen zur Beseitigung des Nebensprechens
gemacht worden, die sich .auf den Abgleich der Störspannungen richten. So beschreibt
die USA.-Patentschrift 2 oo8 o6 i ein Übertragungssystem zur Beseitigung des Nebensprechens,
in dem ein Schema von Verbindungen zwischen den einzelnen Kabelpaaren angegeben
ist, das sich noch weiter ausdehnen läßt, je mehr Paare des Kabels zur Trägerfrequenzübertragung
ausgenutzt werden. Die USA-Patentschrift 2 o8o 2i; richtet sich auf eine Verbesserung
des in dieser Patentschrift beschriebenen Systems. Die v3rIiegende Erfindung stellt
eine weitere Verbesserung dieser Systeme dar und richtet sich auf eine verbesserte
Induktivitätsspule, die in das System der L; SA.-Patentschrift 2080217 eingeschaltet
werden kann.
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Die in den Abb. i, 2, ;, 4. dargestellte erfindungsgemäße Induktivität
besteht aus einem Rohr i i aus Isoliermaterial, auf dem, Wicklungen in zwei Abschnitten
12 und 13 angebracht sind. Die Röhre kann aus irgendeinem geeigneten Isoliermaterial
bestehen, in der Praxis haben sich Röhren aus Phenolfiber als zweckmäßig erwiesen.
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Innerhalb der Röhre i i. befinden sich zwei zylindrische Kerne aus
magnetischem Material 14 und 15, die auf einen Stab 16 aus unmagnetischem Material
befestigt sind. Die Kerne bestehen zweckmäßig aus Molybdänp:ermalloystaub gemäß
der USA.-Patentschrift 1 768 443. Dieses Pulver kann gemäß der USA.-Patentschrift
1 669 649 präpariert und zu einer ausreichenden Feinheit ausgemahlen werden, so
daß es ein 4oo-Maschen-Sieb passiert. Nachdem der richtige Feinheitsgrad erreicht
ist, werden die Teilchen is.@liert und in zylindrische Formen gepreßt.
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Der unmagnetische Stab 16 besteht vorzugsweise aus Messing, das an
einem Ende von einer IsöIierscheibe 17 gebaltert wird. Das andere Ende des Stabes
16 ist mit Gewinde versehen und durch eine Metallbuchse 18 geschraubt, die in dem
Isolierteil 19 liegt. Der Stab 16 besitzt einen abnehmbaren Sech.skantkopf 20, mit
dessen Hilfe der Stab gedrebt werden kann, um die Lage der Kerne 14 und 15
gegenüber
den Windungen 12 und 13 einzustellen. Natürlich kann der Sechskantkopf durch ein
anderes geeignetes Mittel zur Drehung des Stabes 16 ersetzt werden.
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Die Anschlüsse 2 i der Wicklungen liegen in Bohrungen des Isolierteils
i9, um den Anschluß der @Vicklungen zu ermöglichen. Diese Anschlüsse sind an dem
Isolierteil in der Nähe ihrer Außenseite befestigt, und sie besitzen eine derartige
Länge, daß sie umgebogen werden und mit den Enden einer Spuke, wenn erforderlich,
verlötet werden können, so daß die Verwendung von besonderen Verbindungsdrähten
zwischen den Einheiten, wie sie bei der USA.-Patentschrift 2 080 217 vorgesehen
sind, unnötig wird.
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Auf dem Rohr i i sind in der Nähe des Teils 19
zwei Hilfsspulen
22 und 23 angebracht, die aus zwei Wicklungen 24 und 25 mit induktivem Widerstand
bestehen, und es sind die bestimmten der; Hauptwindungen zu einem noch später zu
erläuternden Zweck parallel geschaltet.
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Eine aus Aluminium oder einem anderen Leichtmetall bestehende unmagnetische
Abschirmung 26 sitzt auf einem abgesetzten Teil des Isolierteils i9, so daß es eine
Hülle für die Röhre i i, die Wicklungen usw. bildet. In dem Behälter befindet sich
Wachs oder .ein anderes Mittel, um das Eintreten von Feuchtigkeit zu verhindern.
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Die Wic,'klungen sind auf der Röhre i i in zwei Abschnitten mit zwei
Lagen angebracht, wobei jede Lage der einzelnen Abschnitte aus zwei besonderen Spulenwieklungen
bestelht. Diese besonderen Spulen sind so gewickelt, daß die Drähte sich bei einer
Windung nur einmal kreuzen. Diese Wicklungsanordnung ist deutlicher aus Abb.4 zu
ersehen, in der der Block i i die Röhre oder den Wicklungskörper darstellt, während
14 und 15 die Kerne und 16 der -Stab, sind, auf dem die Kerne befestigt sind.
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Vor -der Beschreibung der in Abb. .4 dargestellten Wicklungsart ist
zu beachten, daß gemäß der Schaltung nach Ab-b. 5 der Abschnitt 13 vier getrennte
Spulen 34, 36, 38 und 40 und der Abschnitt 12 vier getrennte Spulen 35, 37, 39 und
41 besitzt. Die Spulen 34, 37, 38 und 3.9 sind in einer Richtung gewickelt, während
die Spulen 3 5, 36, 40 und 41 in der entgegengesetzten Richtung gewickelt
sind. Die Spule 34 besteht aus abwechselnden Windungen der inneren Lage des Abschnitts
13, die entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelt sind, während die Spule 36 ,aus den
übrigen Windungen der inneren Lage des Abschnitts 13 besteht, die im Uhrzeigersinn
,gewickelt sind. Die Spule 38 besteht aus abwechselnden Wicklungen der äußeren Lage
des Abschnitts 13 und ist entgegen dem Uhrzeiigersinn gewickelt, während -die Spule
4o aus den übrigen Windungen dieser äußeren Lage besteht, die im Uhrzeigersinn gewickelt
sind. Ebenso besteht bei dem anderen Abschnitt die Spule 3 5 ,aus abwechselnden
Windungen der inneren Lage des Abschnitts 12, die im Uhrzeigersinn gewickelt sind,
während die Spule 37 aus den übrigen Windungen der inneren
Lage
besteht, die entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelt sind. Die Spule 39 besteht aus
abwechselnden Wicklungen der äußeren Lage des Abschnitts 12, die entgegen dem Uhrzeigersinn
gewickelt sind, während die Spule 41 aus den übrigen. Windungen der äußeren Lage
besteht, die im Uhrzeigersinn gewickelt sind.
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Verfolgt man, ausgehend von der Klemmei, den Verlauf des Drahtes R,
so ergibt sich, daß dieser Draht, von der linken Seite der Spule aus gesehen, entgegen
dem Uhrzeigersinn gewunden ist und daß er die erste und dritte Wicklung der inneren
Lage darstellt. Von der Klemme i läuft er nach rechts, dann nach oben und hinter
die Spule zum unteren Ende, darauf nach oben und diagonal zum rechten Ende und wiederum
um die Spule in der erforderlichen Anzahl von Windungen für diesen Abschnitt. Der
Draht W ist, von der linken Seite aus betrachtet, im Uhrzeigersinn gewickelt und
verläuft von der Klemme 2 nach rechts, dann. nach unten und hinter die Spule, darauf
nach oben und auf die Vorderseite, schließlich diagonal nach rechts und wiederum
in der erforderlichen Weise um die Spule herum.
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Die Drähte R und W verlaufen dann in einer Nut, die der Nut 27 in
Abb. i entspricht und in der diametral gegenüberliegenden Seite der Röhre i i angebracht
ist, zum zweiten Abschnitt 12. Diese Drähte sind bei ihrem Verlauf vom Abschnitt
13 zum Abschnitt 12 eine ungerade Anzahl von Malen verdrillt, und sie sind im Abschnitt
12 in der umgekehrten Richtung gewickelt wie im Abschnitt 13, d. h. der Draht R
ist, von links aus gesehen, im Uhrzeigersinn gewickelt, während der Draht W entgegen
dem Uhrzeigersinn gewickelt ist. Das Wicklungsverfahren ist im Abschnitt 12 das
gleiche wie im Abschnitt 13, und zwar derart, daß die Drähte eines jeden Paares
sich nur einmal auf einer Windung kreuzen. Die Drähte R und W haben an der Stelle
28 im Abschnitt 13 und an der Stelle 29 im Abschnitt 12 typische Kreuzungspunkte.
Der Draht R ist zu der Klemme 5 und der Draht W zu der Klemme 6 herausgeführt. In
der Praxis werden die Drähte eines Paares zu einer Windung auf einmal gewickelt,
so daß sich nur eine einzige Kreuzung ergibt. Der Draht R wird z. B. in einer Richtung
gewunden und der Draht W mit dem Draht R gekreuzt und darauf in der Nähe des Drahtes
R in der entgegengesetzten Richtung in einer Windung gewunden. Dann kreuzt der Draht
R den Draht W bei 28, und der Draht R erhält eine andere Windung in der Nähe des
Drahtes W. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis die Windungen 34 und 36 vollständig
sind.
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Die Drähte G und B, die von den Klemmen 3 und 4 ausgehen, liegen in
der zweiten Lage. Sie beginnen jedoch auf der Seite der Röhre i i, die dem Anfangspunkt
der Drähte R und W gegenüb.erliegt, und kreuzen sich nach Vollendung jeder Windung
am Punkt 3o in der äußeren Lage des Abschnitts 13 und am Punkt 31 im Abschnitt 12.
Die Kreuzungspunkte liegen natürlich auf gegenüberliegenden Seiten der Röhre i i
gegenüber den Kreuzungspunkten der Drähte R und W. Beim übergang von Abschnitt 13
in den Abschnitt 12 in der Nut 27 behalten die Drähte G und B die gleiche Lage zueinander,
d. h. sie werden eine gerade Anzahl von Malen verdrillt und in derselben Richtung
im Abschnitt 12 gewunden wie im Abschnitt 13. Die Drähte G und B sind zu den Klemmen
7 und 8 herausgeführt.
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Den zwischen den Klemmen i und 5 liegenden Windungen des Drahtes R
ist ein induktiver Widerstand 24 parallel geschaltet, während der induktive Widerstand
25 den zwischen den Klemmen 2 und 6 liegenden Windungen des Drahtes W parallel geschaltet
ist.
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Die Art und Weise, in der diese Einheit arbeitet, ergibt sich klarer
aus der Abb. 5, die zwei Paare eines Kabels darstellt. Jedes Paar bildet einen Kreis,
über den ein Verkehr erfolgen kann.
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Zur Beschreibung der Arbeitsweise der Anordnung .soll angenommen werden,
daß die Signale über das .aus den Leitern 1-5 und 2-6 der Abb. 5 bestehende Paar
übertragen werden und daß infolge von irgendwelchen Bedingungen zwischen den beiden
Paaren in dem .aus den Leitern 3-7 und 4-8 bestehenden Paar eine Spannung induziert
wird, die von dem aus den Leitern 1-5 und 2-6 gebildeten Paar, @d. h. den dieses
Paar durchfließenden Signalstrom, herrührt. Diese induzierte Spannung verursacht
einen Stromfluß in ,dem aus den Leitern 3-7 und 4-8 gebildeten Paar, der eine Störung
bei der Übertragung in diesem Paar verursacht.
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Die Anordnung zur Neutralisierung dieser Spannung arbeitet wie folgt:
In einem bestimmten Augenblick soll angenommen werden, daß der Strom im Leiter 1-5
von i nach 5 und im Leiter 2-6 von 6 nach 2 fließt, wie es durch die gestrichelten
Pfeile angedeutet ist. Der in den einzelnen Spulen sich ausbildende magnetische
Fluß hat dann den durch die ausgezogenen Pfeile angezeigten Verlauf. Der von der
Spule 34 hervorgerufene Fluß verläuft von rechts nach links in der Zeichnung. Da
der Windungssinn der Spule 3 5 gegen den der Spule 34 umgekehrt ist, verläuft auch
der Fluß in entgegengesetzter Richtung. In der Spule 37 fließt der Strom von rechts
nach links, und da der Windungssinn gegenüber dem der Spule 35 umgekehrt ist, verläuft
der Fluß in den Spulen 35 und 37 in der gleichen Richtung. Aus demselben Grund verläuft
der Fluß in der Spule 36 in entgegengesetzter Richtung zu dem der Spule 37, jedoch
in der gleichen Richtung wie der der Spule 34.
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Die Spule 34 ist mit einem derartigen Abstand von der Spule 35 und
die Spule 36 mit einem derartigen Abstand von der Spule 37 angeordnet, daß im wesentlichen
keine Durchdringung des Flusses der Spulen 34 und 36 mit dem der Spulen 35 und 37
oder des Flusses der Spulen 35 und 37 mit dem der Spulen 34 und 36 stattfindet.
Das bedeutet, daß zwischen ihnen keine Gegeninduktivität vorhanden ist. Der von
den Spulen 34 und 36 herrührende Fluß durchläuft die Spulen 38 und 4o in der Richtung
des zu diesen Spulen gehörigen ausgezogenen Pfeiles, da diese Spulen auf den vorhergenannten
angeordnet
sind. Ebenso dringt der Fluß der Spulen 35 und 37 in der durch die entsprechenden
ausgezogenen Pfeile angedeuteten Richtung in die Spulen 39 und 40 ein. Die eben
genannten Zustände sind vorhanden, wenn die einstellbaren Kerne .sich in ihrer Mittellage
befinden, wie es in den Abb. z, 4 und 5 gezeigt ist.
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Die in dem aus den Leitern 3-7 und 4-8 gebildeten Paar induzierten
Nebensprechspannungen, die durch die äußeren Bedingungen der Einrichtung durch den
Signalstrom in dem aus den Leitern 1-5 und z-6 gebildeten Paar hervorgerufen werden,
können in einer Richtung verlaufen, so daß der Stromfluß in der gleichen Richtung
wie der Signalstrom in dem aus den Leitern 1-5 und a-6 gebildeten Paar oder aber
in entgegengesetzter Richtung verläuft.
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Es soll zunächst angenommen werden, daß diese Spannungen in einer
Richtung liegen, durch die ein Stromfluß in der gleichen Richtung wie die Signalströme
verursacht wird, d. h. daß die außerhalb der Anordnung induzierten Spannungen einen
Stromfluß von 3 nach 7 und 8 nach 4 hervorzurufen suchen. Da diese Spule 34 in der
gleichen Richtung gewickelt ist wie- die Spule 38 und da die Spule 36 in der gleichen
Richtung gewickelt ist wie die Spule 40 und der Fluß von den Spulen 34 und 36 in
die Spulen 38 und 40 in der gleichen Richtung eintritt wie der der Spulen 34 und
36, liegen die induzierten Spannungen in den Spulen 38, 4o in einer Richtung, die
der der von außen her ausgebildeten Spannungen entgegengesetzt ist. Im anderen Abschnitt
der Anordnung sind die Spulen 35 und 37 in entgegengesetzten Richtungen gewunden,
und der von den Spulen 35 und 37 herrührende Fluß tritt in die die Spulen 39 und
41 in der gleichen Richtung ein. Die in den Spulen 39 und 41 durch die Ströme in
den Spulen 35 und 37 induzierten Spannungen sind derart, daß sie die von außen her
ausgebildeten Spannungen in ihrer Wirkung unterstützen. Um die Nebensprechspannungen
zuneutralisieren, muß die Kopplung zwischen den Spulen 34 und 36 und den Spulen
38 und 40 vergrößert werden, wähnend die Kopplung zwischen den Spulen 35 und 37
und den Spulen 39 und 41 verringert werden muß. Dies wird durch Verschiebung der
Kerne 14 und 15 von ihrer Mittellage nach links erzielt, wie es Abb. 5 zeigt, d.
h. die Kerne müssen aus den Feldern der Spulen35, 37, 39 und 41 herausgebracht und
in die Felder der Spulen 34, 35, 38 und 40 gebracht werden. Der in entgegengesetzter
Richtung wirkende Fluß wird daher entsprechend den angenommenen Bedingungen vergrößert,
während der in gleicher Richtung wirkende Fluß verringert wird. Prüfungen des aus
den Leitern 3-7 und 4-8 bestehenden Paares ergeben, wann die Kerne einen ausreichenden
Abstand zur Neutralisierung der unerwünschten Spannungen bekommen haben.
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Wenn die von außen induzierten Spannungen in entgegengesetzter Richtung
liegen, wie es bei der vorhergehenden Erörterung angenommen wurde, müssen die Spannungen
von den Spulen 35 und 37 vorherrschen. Dies wird durch eine Bewegung der Kerne 14
und 15 nach rechts, wie es Abb. 5 zeigt, herbeigeführt, d. h. die Kerne müssen aus
dem Feld der Spulen 34, 36, 38 und 4o herausgebracht und in das Fehl der Spulen
35, 37, 39 und 41 gebracht werden.
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Abb. 6 zeigt ,an Hand einer Kurve die Art, in der die gesamte Gegeninduktivität
zwischen dem Paar 1-5 und a-6 und dem Paar 3-7 und 4-8 sich umkehrt, wenn die Kerne
verschoben werden. Die Ordinaten der Kurve bezeichnen Gegeninduktivitäten in Mikrohenry
bei einem Strom mit einer Frequenz von .i kHz, während die Abszissen die Stellungen
des Kernes nach links oder rechts von der Mittellage angeben. Wenn die Kerne sich
in der mit Null bezeichneten Mittellage befinden, ist die gesamte oder resultierende
Gegeninduktivität der Anordnung Null, weil die Gegeninduktivität im Abschnitt 12
der Gegeninduktivität im Abschnitt 13 gleich und entgegengerichtet ist.
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Wenn die Kerne aus der Mittellage verschöben werden, s @o ändert sich
die resultierende Gegeninduktivität. Diese resultierende Gegeninduktivität wird
bei einer Verschiebung der Kerne nach links als positiv bezeichnet. Infolgedessen
ist die resultierende Gegeninduktivität bei einer Verschiebung nach rechts negativ,
wie sich aus der vorhergehenden Erörterung leicht einsehen läß.t. Dort wurde festgestellt,
daß der vorherrschende Fluß sich ändert, wenn die Kerne über die .Mittellage hinaus
bewegt wenden. Die Kerne können daher ,auch auf eine Lage eingestellt werden, in
der sie die Nebensprechspannungen neutralisieren, ungeachtet der Tatsache, in welcher
Richtung ein Stromfluß hervorgerufen wind, und ungeachtet ihrer Größen innerhalb
der Grenzen des Arbeitsbereiches der Anordnung. Es ergibt sich leicht aus dieser
Kurve, ,daß die Absolutwerte der Gegeninduktivität für eine gleiche Verschiebung
der Kerne in beiden Richtungen von der ,Mittellage im wesentlichen gleich sind.
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Abb.7 zeigt graphisch, wie bei einer Änderung der Gegeninduktivität
in den Abschnitten 12 und 13 die induktive Reaktanz in dem aus den Leitern 1-5 und
z-6 gebildeten Paar im wesentlichen konstant bleibt. Bei dieser Abbildung bezeichnen
die Ordinaten Induktivitäten in Mikrohenry bei einem Strom mit einer Frequenz von
i kHz, während die Abszissen die Lage der Kerne auf der rechten oder linken Seite
der Mittellage ,angeben. Die effektive Induktivität der Spulen 34 und 36 ist in
,der Kurve F dargestellt. Diese Kurve hat dieselbe Form wie die der Abb. 6, nur
daß die Kurve E" die Änderung der Gesamtinduktivität, d. h. der Gegeninduktivität
und der Selbstinduktivität für die Spulen 34 und 36 zeigt, während die Kurve der
Abb.6 die Änderung in der resultierenden Gegeninduktivität aller Spulen veranschaulicht.
Die Kurve L° zeigt, daß bei der Mittellage der Kerne die Gesamtinduktivität der
Spulen 34 und 36 ungefähr 2,45 Mikrohenry beträgt und daß bei einer Verschiebung
der Kerne nach links die Gesamtinduktivität einen Spitzenwert von ungefähr
3,20
Mikrohenry erreicht. Bei einer Verschiebung der Kerne nach rechts fällt die Gesamtinduktivität
der Spulen 34 und 36 bis auf ungefähr i,2o Mikrohenry ab. In ähnlicher Weise zeigt
die Kurve F die Änderung der Gesamtinduktivität der Spulen 3 5 und 37 bei einer
Verschiebung der Kerne.
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Die Maximal- und .Minimalwerte für die Spulen 35 und 37 sind die gleichen
wie für die Spulen 34 und 36. Das Minimum für die Kurve F befindet sich an der Stelle,
an der die Kurve E das Maximum hat, und das Maximum der Kurve F tritt bei der Lage
der Kerne auf, für die die Kurve E ein Minimum hat. In der Mittellage der Kerne
ist die Gesamtinduktivität der Spulen 34 und 36 gleich der Gesamtinduktivität der
Spulen 35 und 37.
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Die Kurve G der Abb.7 zeigt die gemessene Änderung der Gesamtinduktivität
der Schleife i-5-6-2, welche die Spulen 34, 35, 36 und 37 enthält, bei einer Änderung
der Lage der Kerne für die volle in Frage kommende Verschiebung der Kerne. Es ist
zu beachten, daß diese Kurve einen ziemlich flachen Verlauf hat.
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Die Kurve H der Abb. 7 zeigt die Änderung der gesamten Induktivität
der Schleife r-5-6-2, die sich aus den Kurven E und F ergibt, d. h. die Kurve H
ist aus den Kurven E und F durch Addition der Ordinaten von E und F abgeleitet.
Die Kurve H dient zu Vergleichszwecken, um zu zeigen, daß die Kurvenform der gemessenen
Werte gleich der der gewünschten Werte ist. Die Verschiedenheit in den Absolutwerten
der Kurven G und H ist einer geringen Gegeninduktivität zuzuschreiben, welche zwischen
den -Spulen des Abschnitts 12 und den Spulen des Abschnitts 13 vorhanden ist. Die
Trennung der Abschnitte 12 und 13 in dem Maße, daß diese kleine Gegeninduktivität
beseitigt wird, würde die Anordnung für einen zweckmäßigen Aufbau zu lang machen.
Dieser geringe Betrag der Gegeninduktivität reicht nicht aus, um die wirkungsvolle
Arbeitsweise der Anordnung bei ihrer praktischen Anwendung zu stören.
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Die Kurven E, F und G zeigen, daß mit der Zunahme der Gesamtinduktivität
der Spulen 34 und 36 bei einer Verschiebung der Kerne nach links die Gesamtinduktivität
der Spulen 35 und 37 abnimmt und daß der Betrag der Zunahme im wesentlichen gleich
dem Betrag der Abnahme ist. Da ferner diese Spulen aus Draht gleichförmiger Abmessungen
und Eigenschaften gewickelt sind und da die Durchmesser der Spulen gleich sind,
kommt die Induktivitätszunahme der Spule 34 der Induktivitätsabnahme der Spule 3
5 gleich. Infolgedessen bleibt die Gesamtinduktivität der Spule 34 zuzüglich der
der Spule 35 im wesentlichen konstant. Dies trifft auch für die Spulen 36 und 37
zu. Infolgedessen ist die induktive Reaktanz der Leitung 1-5 gleich der der Leitung
2-6. Diese induktive Reaktanz bleibt bei Änderung der Gegeninduktivität infolge
einer Verschiebung der Kerne im wesentlichen konstant.
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Die für die Schleifei-5-6-2 erörterten Bedingungen treffen auch auf
die Schleife 3-7-8-4 zu. Es ist daher beim Fließen von Longitudinalströmen keine
induktive Unsymmetrie vorhanden, und es kann sich kein Nebensprechen daraus ergeben.
Die Longitudinalströme können infolge von Geräuschen oder ähnlichen Störungen auftreten.
Wenn der Starkstrom zur Speisung der Verstärker über das Signalkabel übertragen
wird, ist es wahrscheinlich, daß er den Longitudinalströmen aufgedrückt wird, d.
h. daas aus den Leitern 1-5 und 2-6 gebildete Paar stellt einen Leiter für
den Speisestrom dar, während ein anderes Paar, z. B. 3-7 und 4-8, dien anderen Leiter
bildet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, die auf Neutralisation. des Nebensprechens
zwischen den Stammleitungen eingestellt ist, tritt daher kein Nebensprechen infolge
der Longitudinalströme auf, das als eine Art Nebensprechen von Phantomleitung zur
Stammleitung betrachtet werden kann.
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Wie bereits vorher erwähnt, ist der induktive Widerstand 24 den Spulen
34 und 35 und der induktive Widerstand 25 den Spulen 36 und 37 parallel geschaltet.
Der Zweck dieser induktiven Widerstände ist es, de Gegeninduktivitätscharakteristik
der Spulen 34 bis 41 der zwischen irgendwelchen Kabelpaaren vorhandenen Gegeninduktivität
anzugleichen. Stellt man die Gegeninduktivität der Spulen 34 'bis 41 durch m i und
die Gegeninduktivität zwischen den Kabelpaaren. durch m 2 dar, so ergeben theoretische
Bedingungen, die durch Messungen nachgeprüft sind, daß m 2 infolge des Annäherungseffektes
komplexen Charakter hat und durch die Formel Ma + jmb dargestellt werden kann, worin
m" die in Phase liegende Komponente und jmb die um 9o° phasenverschobene Komponente
ist. Die induktiven Widerstandswicklungen sind so ausgebildet, daß die Gegeninduktivität
m i durch die Parallelschaltungen in der Weise geändert wird, daß die richtige Beziehung
von m" -% jmb zwischen den beiden Paaren wirksam ist.
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Spulen, die in die übertragungsleitungen zur Belastung u. dgl. eingeschaltet
sind, verursachen wegen der Kapazitäten, die zwischen den Drähten der Spulen auftreten,
gleichfalls Nebensprechen. Dies ist den Fachleuten wohlbekannt, und es sind Anstrengungen
gemacht worden, um bei der Herstellung derartiger Spulen die sogenannte Kapazitätsunsymmetrie
zwischen den Stammleitungen auf einem Minimum zu halten, da das sich aus dieser
Unsymmetrie ergebende Nebensprechen um so größer ist, je größer die Unsymmetrie
ist.
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Die Abb. 8, 9 und i o zeigen, wie bei der erfindungsgemäßen Anordnung
diese Art von Nebensprechen dadurch auf einem Minimum gehalten wird, daß die Kapazitätsunsymmetrie
zwischen den Stammleitungen im wesentlichen auf Null herabgesetzt wird. In Abb.
8 ist die Lage der einzelnen Windungen der Abschnitte für die Anordnung dargestellt.
Im Abschnitt 13 liegt die erste Windung des Drahtes G direkt über der ersten Windung
des Drahtes R entsprechend dem Verdrahtungsdiagramm der Abb. 4. Die erste Windung
des Drahtes B liegt über der ersten Windung des Drahtes W und neben der ersten Windung
des Drahtes G, während
die erste Windung des Drahtes W neben der
ersten Windung des Drahtes R liegt. Die zweite Windung des Drahtes G liegt neben
der -ersten Windurig des Drahtes B und über der zweiten Windung des Drahtes R, welche
neben der ersten Windung des Drahtes W liegt. Dies setzt sich über den Abschnitt
13 für die sechs Windungen jedes Drahtes in einer jeden Lage fort.
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Im Abschnitt -I2 liegt infolge der ungeraden Windunggzahl,- die die
Drähte R und W beim C'hergang vom Abschnitt auf den Abschnitt 12 erhalten, die erste
Windung des Drahtes G über der ersten Windung des Drahtes W und die erste Windung
des Drahtes B über der ersten Windung des Drahtes R. Diese Anordnung setzt sich
für die sechs Windungen jedes Drahtes im Abschnitt 12 fort.
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Abb.9 zeigt die wesentlichen Kapazitäten, die zwischen den einzelnen
Windungen vorhanden sind. Nimmt man Gleichförmigkeit des Leiterdurchmessers und
der Isolationsstärke - an, so ist die Kapazität zwischen jeder Windung des Drahtes
G und des Drahtes R und zwischen jeder Windung der Drähte B und
W im Abschnitt 13 und zwischen jeder Windung der Drähte G und W sowie
zwischen jeder Windung der Drähte B und R im Abschnitt 12 gleich und kann durch
C i dargestellt werden. Die Kapazität zwischen jeder Windung der Drähte G und W
und jeder Windung der Drähte B und R im Abschnitt 13 und zwischen jeder Windung
der Drähte G und R sowie der Drähte B und W im Abschnitt 12 ist gleich und kann
durch C 2 dargestellt werden.
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In Abb. io sind Brückenanordnungen der Kapazitäten C i und C 2 für
die beiden Abschnitte dargestellt. Für einen Abschnitt mit sechs Windungen jedes
einzelnen Drahtes ist eine Gesamtkapazität von 6 C i zwischen den Drähten R und
G und 6 C i zwischen den Drähten B und W vorhanden, während
zwischen den Drähten G und W und zwischen den Drähten R und B in jedem Fall im Abschnitt
13 eine Kapazität von i i C 2 vorhanden ist. Im Abschnitt 12 besteht zwischen
den Drähten R und B und den Drähten G und W eine Kapazität von 6 C
i und zwischen den Drähten R und G sowie den 'Drähten B und W eine Kapazität von
I I C 2.
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In der Fernsprechtechnik wird die Kapazitätsunsymmetrie der Stammleitung
zwischen zwei Leiterpaaren in Abhängigkeit von dem die vorliegende Anordnung bildenden
Paares bestimmt zu [Kapazität (R-B) -Kapazität (W-0)] - [Kapazität (R-0) -E- Kapazität
(W-B)]. Infolgedessen ergiht sich aus der Brückenanordnung für den Abschnitt 13
eine Kapa,zitätsunsymmetrie von 22 C 2--- 12 C I und für den Abschnitt 12 eine Kapazitätsunsymmetrie
von 12 C I--22 C 2. Die beiden Abschnitte sind in Serie geschaltet, so daß die Kapazitäten
zwischen den Windungen parallel zueinander liegen. Wenn die beiden Unsymmetrien
22C 2- I2 C i und 1 2 C I - 22C 2 addiert werden, ergibt sich das Resultat Null.
Für eine Anordnung mit jtWindungen für jeden Grad der Lage ergibt sich eine kapazitive
Unsymm.etrie meinem Abschnitt von [ä (2 it - i) C i- 2 n C 2] umd
in dem anderen Abschnitt eine Unsymmetrie von [2 1t C I -2 (2 1t-
I )C 2]. Werden-diese, Unsymmetrien zusammengezählt, so ergibt sich eine
resultierende Unsymmetrne von Null. Es- sind zwar noch weitere Kapazitäten zwischen
den Windungen der Drähte vorhanden, jedoch sind diese Kapazitäten so klein, daß
sie vernachlässigt werden können.
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Die Kapazität C 3 in Abb. 9 des Drahtes R zum Draht W und die Kapazität
C q. des Drahtes G zum Draht B gehen nicht in die. gegenseitige kapazitive Unsymmetrie
ein. sondern gehören mit zu der kapazitiven Belastung, die notwendig ist, um die
induktive Reaktanz zu neüträlisieren, die durch Einschaltung der erfindungsgemäßen
Anordnung der Übertragungsleitung zugezählt wird. Die kapazitive Belastung, die
durch diese Kapazitäten hinzugefügt wird, reicht normalerweise nicht aus und muß
durch äußere Kapazitäten vergrößert werden. Zu -diesem Zweck sind die Kondensatoren
32 und 33 der Abb. 5 zu der Anordnung der Erfindung hinzu-.. efügt.
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Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Übertragungsleitung
beschrieben, bei der der Einfachheit 'halber zwei Kabelpaare gezeigt sind. Die Erfindung
ist jedoch auch in vielen anderen Fällen, z. B. bei Übertragungsleitungen mit einer
Vielzahl von Paaren, bei der eine größere Zahl induktiver Anordnungen gemäß der
Erfindung zur Verwendung kommt, anwendbar.