-
Einrichtung bei Ubertragungsanlagen mit mehreren unbemannten und ferngespeisten
Verstärkerstationen zur Umschaltung der Betriebsverstärker auf Reserveverstärker
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umschaltung von Betriebsverstärkern
auf Reserveverstärker in unbemannten Verstärkerstationen. Es ist bekannt, von mehreren
im Zuge einer langen Leitung liegenden unbemannten Verstärkerstationen die jeweils
umzuschaltende Station dadurch auszuwählen, daß eine bestimmte Steuerfrequenz über
die Leitung ausgesendet wird. Diese Steuerungsart macht die Übertragung zahlreicher
Steuerfrequenzen über die Leitung erforderlich, was bei großen Übertragungssystemen
unerwünscht ist. Es ist auch bereits eine Anordnung zur Umschaltung von Betriebsröhren
auf Ersatzröhren eines Verstärkers in einer unbemannten Verstärkerstation bekannt.
Zur Umschaltung sind dabei jedoch immer zwei Vorgänge notwendig, um das Schaltorgan
zu steuern; entweder wird die impulsartige Zerlegung des zur Speisung dienenden
Wechselstromes in Verbindung mit einem zusätzlichen Gleichstrom verwendet, oder
der normale Speisewechselstrom dient in Verbindung mit einem impulsartig zerlegten
zusätzlichen Gleichstrom zur Steuerung. Diese Methode hat ebenfalls den Nachteil,
daß das System durch den Gleichstrom zusätzlich belastet wird. Auch ist bei
dieser
Anordnung nicht die Auswahl einer bestimmten unter mehreren Stationen möglich, in
der die Umschaltung stattfinden soll.
-
Ferner ist eine Anordnung zur Umschaltung einer vollständigen Verstärkerstation
auf eine Reservestation bekannt. Die Umschaltung erfolgt dabei durch Umpolung des
Speisegleichstromes. Die umgepolte Stromrichtung bleibt dann als neuer Betriebszustand
bestehen. Das hat aber den Nachteil, daß nur eine einmalige Umschaltung durchgeführt
werden kann, da nur zwei verschiedene Stromrichtungen möglich sind.
-
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Anordnungen
und gestattet eine praktisch unbegrenzte Zahl von Umschaltungen in allen Verstärker.stationen,
ohne das Übertragungssystem durch zusätzliche Frequenzen oder Ströme zu belasten.
-
Erfindungsgemäß wird die Fernumschaltung der Betriebsverstärker auf
Reserveverstärker dadurch bewirkt, daß durch Andern der Polarität und/oder Stärke
des Speisegleichstromes in jeder Station ein im normalen Betriebszustand abgeschaltetes
elektromagnetisches Schaltmittel eingeschaltet und durch impulsmäßige Zerlegung
des geänderten Speisegleichstromes betätigt wird, während die individuelle Auswahl
der jeweils umzuschaltenden Station bzw. des jeweils umzuschaltenden Verstärkers
innerhalb einer Station dadurch erreicht wird, daß die Wählerkontakte sämtlicher
Stationen mit ihren Betriebs- und Reserveverstärkern zyklisch derart beschaltet
sind, daß jede Impulszahl letzten Endes nur die Umschaltung einer bestimmten Station
bzw. eines bestimmten Verstärkers innerhalb einer Station veranlaßt.
-
Die Erfindung sowie die durch diese erzielten Vorteile werden an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. i sowie 3 bis 8 stellen Schaltbilder von
Einrichtungen dar, die in den einzelnen Verstärkerstationen zur Umschaltung auf
Reserveverstärker vorgesehen sind. An Hand der Fig. 2 werden die Wählvorgänge erläutert.
-
In der Fig. i bedeutet l eine Übertragungsleitung, welche von
X nach Y verläuft und auf welcher der zur Speisung der Verstärker
dienende Betriebsgleichstrom von X nach Y übertragen wird. Als Rückleitung kann
ein zweiter Leiter einer symmetrischen Leitung oder der Außenleiter einer Koaxialleitung
oder bei Seekabeln auch das Wasser dienen. Der normalerweise von X nach
Y fließende Gleichstrom verläuft dabei im Betrieb über den Schaltarm k und
die Heizdrähte der einzelnen Verstärkerstufen des Betriebsverstärkers A. Die übrigen
Betriebsgleichspannungen des Verstärkers können in bekannter Weise z. B. an eingeschleiften
Widerständen abgegriffen werden. Zur Umschaltung eines im Zuge der Leitung liegenden
Verstärkers wird zunächst der normal von X, nach Y
fließende Gleichstrom
umgepolt und in einzelne Gleichstromimpulse zerlegt. Parallel zu den Heizfäden und
dem Schaltarm k liegt ein Drehwähler D.W in Reihe mit einem Gleichrichter Gli, der
so gepolt ist, daß der Drehwähler nur auf in Richtung Y-X fließende Impulse anspricht.
Die Drehwähler sämtlicher Stationen -der Leitung werden entsprechend der ausgesendeten
Impulszahl betätigt. Jeder Verstärkerstation sind dabei individuelle Impulszahlen
zugeteilt, und bei der Station, deren Impulszahl ausgesendet ist, wird durch den
Kontaktarm k auf den nächsten Reserveverstärker umgeschaltet.
-
Da die in Frage stehenden Einrichtungen im allgemeinen nur bei verhältnismäßig
langen übertragungsleitungen in Frage kommen, weisen die über die Leitung übertragenen
Gleichstromimpulse eine mehr oder weniger große Verzerrung auf. Diese besteht im
wesentlichen darin, daß entsprechend der Länge der Leitung die Impulse eine mehr
oder weniger große An- und Abklingzeit aufweisen. Damit die Drehwähler unabhängig
von diesen An-und Abklingzeiten arbeiten, wird zweckmäßig parallel zu den Wählern
ein Kondensator C geschaltet, der so bemessen ist, daß die. Wähler einwandfrei arbeiten.
-
Das Arbeiten der Drehwähler sowie die Schaltung ihre Kontakte wird
an Hand der Fig. 2 erläutert. Von den drei Kreisen, die die Kontaktbahnen der Wähler
bezeichnen, stellt die linke den Wähler einer Landestelle dar, während der mittlere
Kreis den einer ersten und der rechte den einer zweiten Verstärkerstation wiedergibt.
Zum leichteren Verständnis sind nur zwei Verstärkerstationen betrachtet, jedoch
können die Verhältnisse sinngemäß auf beliebig viele Stationen ausgedehnt werden.
In der Stellung Null der Drehwähler ist in der ersten Verstärkerstation der Betriebsverstärker
A eingeschaltet. Das gleiche gilt von der zweiten Station, wo der Betriebsverstärker
D eingeschaltet ist. Wird ein Gleichstromimpuls über die Leitung übertragen, so
laufen sämtliche Drehwähler auf den Kontakt i. Dabei ist in der Station I wiederum
der Betriebsverstärker A angeschaltet, während in der Station II der erste Reserveverstärker
E eingeschleift ist. Bei der Aussendung von zwei Impulsen befinden sich sämtliche
Drehwähler auf Kontakt 2, wo in Station I wiederum der Betriebsverstärker A, in
Station II der zweite Reserveverstärker F eingeschaltet ist. Begnügt man sich mit
zwei Reserveverstärkern in jeder Station, so würde nunmehr auf Kontakt 3 in Station
I der erste Reserveverstärker B, in der Station II der Betriebsverstärker
D
eingeschaltet sein. Bei den folgenden Kontakten wäre die Einschaltung sinngemäß,
und zwar auf Kontakt q. in I Reserveverstärker B, in II Reserveverstärker E; auf
5 in I Reserveverstärker B, in II Reserveverstärker F; auf 6 in I Reserveverstärker
C, in II Betriebsverstärker D; auf 7 in I Reserveverstärker C, in II Reserveverstärker
E,; auf 8 in I Reserveverstärker C, in II Reserveverstärker F.
-
Bei zwei unbemannten Stationen und einem Betriebs- sowie zwei Reserveverstärkern
in jeder Station wären also in diesem Falle neun Kontakte bzw. Schaltkombinationen
erforderlich. Bei drei Verstärkern und der gleichen Anzahl von Betriebs-und Reserveverstärkern
wie vorher würde sich diese Zahl bereits auf 27 erhöhen. Da dies bei längeren Strecken
und einer größeren Anzahl von
unbemannten Stationen in diesen zu
einer unerwünscht großen Zahl von Schaltkontakten führen würde, kann es in solchen
Fällen zweckmäßig sein, gewisse Vereinfachungen vorzusehen. Im allge= meinen wird
damit zu rechnen sein, daß die Verstärker einem gleichmäßigen Verschleiß unterliegen,
d. h. etwa die gleiche Lebensdauer aufweisen. Es ist daher kaum damit zu rechnen,
daß auf einer Station bereits der zweite Reserveverstärker eingeschaltet werden
muß, während -auf der ersten Station bzw. den übrigen Stationen überall noch der
Betriebsverstärker brauchbar ist. Man kann daher, ohne die Bewegungsfreiheit der
ganzen Einrichtung in unzulässiger Weise einzuschränken, im allgemeinen darauf verzichten,
auch solche Schaltkombinationen vorzusehen, bei denen in der einen Station Betriebs-
und in der anderen Station bereits zweite Reserveverstärker eingeschaltet sind.
Bei dem in Fig. z dargestellten Beispiel würden also die Schaltkombinationen AF
und GD ohne wesentliche Einschränkung des Systems fortgelassen werden können.
-
Bei dem in Fig. z gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich im Nebenschluß
zu den Heizdrähten und dem Kontaktarm k eine Glimmröhre in Serie mit einem Widerstand.
Beide sind so bemessen, daß die Glimmröhre bei Bruch eines Heizfadens in der Verstärkerstation
zündet und der Gleichstrom statt durch den gestörten Verstärker nunmehr in gleicher
Stärke über die Glimmröhre aufrechterhalten wird. Die Aufrechterhaltung ist notwendig,
damit der Umschaltvorgang, zu dem der Speisestrom benÖtigt wird, stattfinden kann.
-
Die Einrichtung entsprechend Fig. 3 unterscheidet sich von der eben
beschriebenen nach Fig. z nur dadurch, daß die Glimmröhre parallel zum Gleichrichter
Gli und in Serie zum Drehwähler liegt. Hierdurch wird bewirkt, daß bei Auftreten
eines Heizfadenbruchs der Gleichstrom durch die Glimmröhre und den Drehwähler DW
fließt, so daß dieser anspricht und automatisch mittels seines Kontaktes k auf den
Reserveverstärker umschaltet.
-
Bei der Anordnung nach Fig. ¢ wird die Vorbereitung zur Umschaltung
nicht durch die Umpolung des Betriebsgleichstromes, sondern durch die Erniedrigung
seiner Stromstärke erzielt. Wird der in normaler Richtung von links nach rechts
fließende Schleifenstrom um ein bestimmtes Maß erniedrigt, so schließt .der Kontakt
k1 des Relais Dr -I- Re; welches im vorliegenden Falle gleichzeitig als Drossel
und Relais wirkt. Hierdurch wird der Drehwähler in den Gleichstromkreis eingeschaltet,
so daß bei Aussendung der entsprechenden Zahl von Impulsen mittels des Schaltarmes
k auf den Reserveverstärker umgeschaltet werden kann.
-
Auch hier werden zweckmäßig aus den bereits obenerwähnten Gründen
Glimmröhren zur Aufrechterhaltung des Betriebsgleichstromes bei Heizfadenbruch einer
Verstärkerröhre vorgesehen, die entweder, wie gestrichelt dargestellt, so geschaltet
sein können, daß lediglich der Betriebsgleichstrom aufrechterhalten bleibt oder,
wie mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, daß bei Heizfadenbruch und Ansprechen
der Glimmröhre automatisch durch den Drehwähler DW auf einen Reserveverstärker umgeschaltet
wird.
-
Da die Drehwähler DW im allgemeinen eine größere Schaltleistung erfordern,
ist es möglich, daß durch die hierzu erforderliche, verhältnismäßig große Stromstärke
in den -einzelnen Verstärkern längs der Leitung Beschädigungen der Röhren auftreten.
Dies kann z. B. leicht. dann auftreten, wenn bei der Einrichtung eine Umpolung des
Betriebsgleichstromes vorgenommen wird, so daß an den Elektroden der Röhren verhältnismäßig
hohe Spannungen umgekehrter Polung liegen. In solchen Fällen ist es zweckmäßig,
den Drehwähler nur zur Umschaltung auf den Ersatzverstärker zu verwenden und zur
Vorbereitung, d. h. zur Auswahl der betreffenden Station, einen Relaiswähler zu
-verwenden, der kleinere Stromstärken benötigt.
-
Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fig. 5 gezeigt. Hierbei
wird zunächst der normale Betriebsgleichstrom umgepolt, und es werden sodann in
dieser Stromrichtung Impulse geringerer Stromstärke ausgesendet. Auf diese Impulse
spricht der Relaiswähler RW an, der durch den Gleichrichter Gl. gegen den Betriebsgleichstrom
normaler Richtung geschützt -ist. Bei der gewünschten Station wird der Kontakt k1
geschlossen, wodurch nunmehr auch der Drehwähler DW in den Betriebsgleichstrom eingeschleift
wird. Erhöht man nun die Stromstärke des letzten Impulses, so spricht der Kontakt
k des Drehwählers an. Auch hier kann, wie in dieser und den folgenden Figuren dargestellt,
zur Aufrechterhaltung des Betriebsgleich= stromes bei Heizfadenbruch eine Glimmröhre
parallel geschaltet sein.
-
Die Anordnung nach Fig. 6 arbeitet in ähnlicher Weise. Auch hier findet
zunächst eine Umpolung des Betriebsgleichstromes statt. Durch eine entsprechende
Zahl von Impulsen dieser Stromrichtung und geringerer Stromstärke wird in der gewünschten
Station der Relaiswähler RW betätigt. Wird nun der Betriebsgleichstrom wieder auf
seine normale Richtung umgeschaltet, so betätigt er über den durch R W geschlossenen
Kontakt k1 den Drehwähler DW und schaltet auf den Reserveverstärker um.- Dabei wird
jedoch der- über den Drehwähler fließende Strom- gleichzeitig über eine Stromverzweigung
geleitet, die aus dem Relaiswähler RW und einem parallel dazu geschalteten Widerstand
R besteht. Der Widerstand ist so bemessen, daß der durch den Relaiswähler fließende
Strom ausreicht, um diesen zu betätigen, so daß sein Kontakt k1 wieder geöffnet
wird. Die Anordnung hat sich damit nach Umschaltung auf den Reserveverstärker selbsttätig
wieder in ihren-Ausgangszustand zurückgeschaltet.
-
Die Fig. 7 und 8 zeigen Einrichtungen, bei denen die Umschaltglieder
im normalen Betrieb abgeschaltet sind. Die Einrichtung nach Fig. 7 -arbeitet in
der Weise, daß zunächst eine Umpolung des Betriebsgleichstromes vorgenommen wird.
In der umgepolten Richtung werden sodann Impulse -geringerer
Stromstärke
ausgesendet. Durch die geringere Stromstärke spricht einerseits das Relais Dy -I-
Re an, wodurch seine Kontakte k1 und k2 geschlossen werden. Durch den Kontakt
k1 wird der Relaiswähler RW eingeschleift, der fnittels des Gleichrichters G13 nur
auf Impulse umgekehrter Polung anspricht und bei Aussendung solcher Impulse der
für diese Station bestimmten Zahl seinen Kontakt k3 schließt. Hierdurch wird nunmehr
auch der Drehwähler DW eingeschleift. Nach richtiger Pölung des Betriebsgleichstromes
wird mittels des Schleifenstromes verminderter Stromstärke, aber richtiger Polung
der Drehwähler DW zum Ansprechen gebracht, wodurch er auf. den Reserveverstärker
umschaltet. Nach Erhöhung des Schleifenstromes richtiger Polung auf seine normale
Höhe spricht wiederum das Relais Dr -f- Re - an, wodurch die Kontakte k1
und k2 unterbrochen werden.
-
Die in Fig. 8 dargestellte Einrichtung arbeitet in folgender Weise:
Durch die Verringerung des Schleifenstromes normaler Polung schließen zunächst die
Kontakte k1 und k2. Im Anschluß hieran werden in der gleichen Richtung gepolte Impulse
über die Leitung gesandt, wodurch über den Gleichrichter G14 in allen Stationen
die Relaiswähler RW ansprechen. In der gewünschten Station wird durch den Kontaktarm
k3 die Verbindung nach oben hergestellt, während in allen ungestörten Stationen
die dargestellte Verbindung aufrechterhalten bleibt. Nach Umpolung des Betriebsgleichstromes
schaltet nunmehr in der gestörten Station der Drehwähler DW mittels seines Kontaktes
k auf den Reserveverstärker um. In allen ungestörten Stationen hingegen ist ein
Kurzschlußweg für den Verstärker in der Richtung Y über den Kontaktarm k3 und den
Gleichrichter Gl. nach X geschaffen, so daß bei dieser Einrichtung durch
die Umpolung irgendwelche Schäden nicht hervorgerufen werden können. Nach erneuter
Umpolung und Erhöhung des nunmehr wieder in normaler Richtung fließenden Schleifenstromes
auf seine Betriebsstromstärke werden die Kontakte k1 und k2 wieder unterbrochen,
wodurch alle Umschalteinrichtungen im normalen Betrieb abgeschaltet sind.
-
Die Erfindung weist auch den Vorteil auf, daß alle Verstärker in gleicher
Weise aufgebaut werden können: In der eigentlichen Übertragungsspeiseleitung werden
keine zusätzlichen störanfälligen Glieder, wie Gleichrichter oder Kontakte, benötigt.
Die zeitlich nicht gebundene Impulsaussendung von sehr geringen Stromstärken ermöglicht
ein sauberes Schalten auch bei sehr entfernt liegenden Umschaltstellen, d. h. langen
Kabelstrecken, da die zu Beginn jedes Zeichens auftretenden Verzerrungen in der
dargestellten Weise durch einen den Wählern parallel geschalteten Kondensator in
an sich bekannter Weise korrigiert werden können. Der eigentliche Schaltvorgang
kann daher erst bei Erreichung der vorgeschriebenen Schaltstromstärke vorgenommen
werden. Dabei ist durch die Verwendung von Gleichstromsteuerimpulsen statt von Steuerfrequenzen
auch bei weitesten Verbindungen keine Verstärkung erforderlich. Die Einrichtungen
gemäß der Erfindung ermöglichen weiterhin, ohne besonderen zusätzlichen Aufwand
nebenher eine automatische Umschaltung bei Heizfadenbruch vorzunehmen und andererseits
auch die zur Schaltung benötigten Glieder wie Gleichrichter, Wähler bzw. Relais
erst kurz vor dem Schaltvorgang einzuschalten, so daß sie im normalen Betrieb nicht
unter Spannung liegen und ein Schadhaftwerden hierdurch vermieden ist.