DE972012C - UEbertragungssystem mit geschirmten Hochfrequenzuebertragungseinrichtungen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. Mai 1959

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Werden zur Übertragung von Nachrichtenströmen hohe Frequenzen verwendet, so treten infolge gegenseitiger Beeinflussung der einzelnen Übertragungseinrichtungen bekanntlich beträchtliche Störungen auf. Bei Anordnung der Hochfrequenzübertragungseinrichtungen auf Gestellen sind infolge der engen Nachbarschaft der einzelnen Einrichtungen und infolge der Anordnung zahlreicher Teile auf demselben Gestell die Störungsmöglichkeiten besonders zahlreich. In den Gestellen, insbesondere den Verstärkergestellen für Mehrfach- und Breitbandsysteme, treten außer Störungen durch kapazitive und magnetische Kopplungen auch Störungen durch galvanische Kopplungen auf. In Fig. ι ist die galvanische Kopplung z. B. zweier unsymmetrischer Leitungen I und II dargestellt. Es ist angenommen, daß die Leitungen so weit voneinander entfernt verlegt sind, daß direkte kapazitive oder magnetische Kopplungen ausgeschlossen sind. Es handelt sich um konzentrische Leitungen, bei denen der äußere Leiter als Rückleiter benutzt wird. Es ist ferner angenommen, daß die Leitungen mit ihrem linken Ende an irgendwelche Schaltelemente, beispielsweise ,Entzerrer, angeschlossen sind, die durch Drosselspulen D und Kondensatoren Ä' angedeutet sind. Die Leitungen sind weiterhin über Schaltfelder SF geführt, an denen auch die inneren Leiter für die Durchfüh-

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rung irgendwelcher Schaltmaßnahmen zugänglich sein müssen. Die gegenüber der Erdleitung E, beispielsweise dem Gestell, vorhandenen Kapazitäten sind mit C₁ bis C₈ bezeichnet. Die Widerstände der Leiter sind örtlich konzentriert gedacht und durch die Widerstände R₁ bis R_i veranschaulicht. Der Widerstand der Erdleitung ist durch den Widerstand R_E dargestellt.

Wird nun an die obere Leitung I eine Stromquelle St angeschlossen, so fließt ein Strom über den Widerstand R₃, die Erdverbindung bei E₁, den Widerstand der Erdleitung R_E und die Kapazität C₁. Da der Widerstand R_E gleichzeitig in einem entsprechenden Stromkreis der Leitung II liegt, entsteht in dieser ein Störstrom, der durch die gemeinsame galvanische Kopplung über den Widerstand der Erdleitung hervorgerufen wird. Da die kapazitiven Kopplungswiderstände der Stromkreise bei den hohen Frequenzen verhältnismäßig klein sind, ist die Kopplung unter Umständen so stark, daß ein einwandfreier Betrieb unmöglich ist.

In der gleichen Weise wie die hier veranschaulichte Kopplung zwischen zwei verschiedenen Übertragungswegen können auch Kopplungen zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen eines Verstärkers auftreten, so daß Rückkopplungen die Folge sind.

Fig. ι stellt die Verhältnisse für räumlich entfernte Leitungen dar. Bei Leitungen, die räumlich nicht voneinander entfernt sind, werden bekanntlich zur Vermeidung direkter kapazitiver Kopplungen nicht nur (wie in Fig. 1 gezeigt) die Leitungen selbst, sondern auch die zwischen die Leitungsteile geschalteten Einrichtungen abgeschirmt. Es ist bekannt, zur Vermeidung von Schleifenbildungen die im übrigen isolierte Schirmung nur an einer einzigen Stelle des Leitungssystems zu erden. Es ist auch bekannt, dieses Prinzip auf Teile eines Schirmsystems, insbesondere solche, die einen Verstärker enthalten, anzuwenden. Die bekannte Ausbildung des Schirmsystems ist jedoch bei Übertragungssystemen für Hochfrequenz nicht ausreichend, um Schleifenbildungen völlig zu vermeiden.

Bei einem Übertragungssystem für Hochfrequenz, bei dem die zum Teil auf elektrisch leitenden Gestellen angeordneten Übertragungseinrichtungen geschirmt und die Schirme der Hochfrequenzübertragungseinrichtungen (Verstärker, Entzerrer, Filter, Modulatoren, Leitungen od. dgl.) miteinander verbunden und diese Schirme vom Gestell isoliert angeordnet und an nur einer Stelle derart geerdet sind, daß eine Schleifenbildung für zur Speisequelle zurückfließende Ströme vermieden wird, wird daher gemäß der Erfindung die Erdbzw. Gestellverbindung des Schirmsystems- an derjenigen Stelle vorgenommen, an welcher ein Teil der Übertragungseinrichtungen, aus der Schirmung heraustretend, eine unvermeidbare Restkapazität gegen Erde bzw. gegen Gestell aufweist. Solche Stellen sind z. B. die Schaltfelder, in denen zur Bedienung der einzelnen Schaltelemente eine Unterbrechung der Schirmung erforderlich ist. Dies ist bei Pegelbuchsen, Klinkenfeldern und ähnlichen Elementen der Fall. Wenn auch diese Teile im allgemeinen nur eine geringe Kapazität gegen Gestell bzw. Erde aufweisen, so kann diese doch bei der während der Bedienung bzw. Überwachung erforderlichen Anschaltung zusätzlicher Geräte einen verhältnismäßig großen Wert annehmen. Die Erfindung sieht nun vor, die zur Festlegung der Schirmpotentiale erforderliche Gestell- bzw. Erdverbindung an diesen Stellen der Übertragungseinrichtungen vorzunehmen. Es ist auf diese Weise möglich, die erwähnten Störungen infolge unerwünschter Schleifenbildungen zu vermeiden, da im wesentlichen die Gestell- bzw. Erdverbindungen des Schirmsystems und der Übertragungseinrichtungen zusammenfallen.

Es ist zweckmäßig, diejenigen Übertragungseinrichtungen, die eine galvanische oder kapazitive Erd- bzw. Gestellverbindung aufweisen, durch geeignete konstruktive Ausbildung des Gestelles und durch geeigneten Aufbau der Schaltung örtlich und schaltungsmäßig möglichst eng zusammenzulegen. Soweit dies nicht möglich ist und infolgedessen eine kapazitive oder galvanische Erd- bzw. Gestellverbindung der Übertragungseinrichtungen an mehreren Stellen vorhanden ist, ist in an sich bekannter Weise das Gesamtsystem in einzelne Teilsysteme zu zerlegen, die mit Hilfe von Übertragern nur magnetisch gekoppelt sind, zwischen denen dagegen jede kapazitive oder galvanische Kopplung mittels Schirmung der Übertragerwicklungen vermieden ist.

Zur Durchführung des Erfindungsgedankens ist es zweckmäßig, die Verbindungen der Übertragungseinrichtungen mit dem Schirmsystem und mit der Erde bzw. dem Gestell möglichst kurz auszuführen, um unerwünschte Kopplungswiderstände zu vermeiden. Dies ist insbesondere notwendig, wenn es sich um die Übertragung hoher Frequenzen handelt, da für diese schon verhältnismäßig kurze Leitungsstücke einen hohen Widerstand aufweisen. Besonders wichtig ist die Einhaltung dieser Vorschrift für den Anschluß der Kathoden bzw. der Kathodensymmetriepunkte der Verstärkerröhren an die Abschirmhüllen der Verstärker.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, bei in Reihe geheizten Röhren die Kathodensymmetrie- no punkte mittels genügend großer Symmetrierungskondensatoren herzustellen und je für sich auf möglichst kurzem Wege mit dem Verstärkerschirm zu verbinden.

In den Fig. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens für ein übertragungssystem mit unsymmetrischen Leitungen dargestellt. Für symmetrische Leitungen gelten entsprechende Verhältnisse.

Fig. 2 zeigt die Ergänzung des in Fig. 1 dargestellten Systems gemäß der Erfindung. Die Entze.rrungseinrichtungen D, K sind von Schirmen S₁ und S., umgeben, die mit den Rückleitern R₃ und R_t verbunden, jedoch in bekannter Weise vom Gestell isoliert angeordnet, also nicht wie bisher unmittelbar auf das Gestell aufgesetzt sind. Die

Isolation ist durch die schraffierte Isolierschicht / angedeutet. Die zwecks eindeutiger Potentialfestlegung notwendige Erd- bzw. Gestellverbindung ist am Punkt E₁, also in der Nähe der Kapazitäten C₅ bis C₈ vorgenommen. Aus dem Bild ist deutlich zu erkennen, daß die an Hand der Fig. ι beschriebene Schleifenbildung nicht vorhanden ist. Diese würde jedoch auftreten, sobald man in der bisher üblichen Weise die Schirme S₁ und S₂ statt an die Rückleiter R₃ und R₁ unmittelbar an das geerdete Gestell anschließen würde. Eine Schleifenbildung würde aber auch dann auftreten, wenn zwar die Schirme S₁ und S₂ isoliert vom Gestell mit den Rückleitern R_s und 7?₄ verbunden wären, die Erdung des isolierten Schirmsystems jedoch an der falschen Stelle, beispielsweise wie gestrichelt angedeutet, in E₂ oder in E₃ vorgenommen würde. Die galvanische Kopplung zwischen den Leitungen I und II kann, wie Fig. 2 zeigt, nur durch Erdung des isolierten ao Schirmsystems in der Nähe der unvermeidbaren Kapazitäten C₅ bis C₈, also bei .B₁, beseitigt werden.

In Fig. 3 ist in dem Übertragungssystem außer einem Verstärker V ein Schaltfeld SF vorhanden. as DieUbertragungseinrichtungen weisen also an zwei Stellen eine kapazitive bzw. galvanische Erdverbindung gegenüber dem Gestell auf. Gemäß der Erfindung wird deshalb das System in an sich bekannter Weise in Teilsysteme, die je für sich nur an einer genau definierten Stelle mit Erde bzw. Gestell verbunden sind, aufgeteilt. Das erste System umfaßt außer dem Entzerrerelement D, K die beiden Leitungsabschnitte L₁, L₂, das Schaltfeld SF und die Primärwicklung P₁ des Verstärkervor-Übertragers. Die Elemente D, K und P₁ sind mit Schirmen S₁ und 5"₂ umgeben, die mit den Leitungsschi rmen in Verbindung stehen, im übrigen aber genau wie diese durch die Isolierschicht / gegen Gestell und Erde isoliert sind. Die Potentialfestlegung des Schirmsystems durch eine Erdverbindung erfolgt an der Stelle, an der die Übertragungseinrichtungen eine kapazitive Erd- bzw. Gestellverbindung aufweisen, d. h. im Schaltfeld SF an der Stelle E₁.

Das zweite System besteht aus der Verstärkerröhre V, der Sekundärwicklung des Vorübertragers S₁ und der Primärwicklung des Nachübertragers P₀. Der gegen Erde bzw. Gestell isolierte Schirm S_x, umgibt dieses System und ist bei -E₂ mit der geerdeten Kathodenleitung verbunden. An dieses System schließt sich das dritte System, das aus der Sekundärwicklung des Nachübertragers S₂' und der angeschlossenen Leitung L₃ besteht, an. Die Sekundärwicklung ist mit einem Schirm S₃. der mit dem Leitungsschirm verbunden ist, umgeben. Die Kopplung zwischen den Übertragerwicklungen ist rein magnetisch, während alle galvanischen und kapazitiven Kopplungen durch die Schirmung unterbunden sind.

Für die Durchführung der Schirmungen stehen an sich bekannte Mittel zur Verfügung. Die erforderliche Isolation der die Schaltelemente umgebenden Schirmhüllen kann bei nach dem Baukastenprinzip angeordneten Schaltelementen durch isolierten Einsatz der Elemente in die^ Elementenbecher vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, die Becher in den Becherkasten bzw. in die die Becher aufnehmende Vorrichtung isoliert einzusetzen oder letztere am Gestell isoliert zu befestigen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι . Übertragungssystem für Hochfrequenz, bei dem die zum Teil auf elektrisch leitenden Gestellen angeordneten Übertragungseinrichtungen geschirmt und die Schirme der Hochfrequenzübertragungseinrichtungen (Verstärker, Entzerrer, Filter, Modulatoren, Leitungen od. dgl.) miteinander verbunden und diese Schirme vom Gestell isoliert angeordnet und an nur einer Stelle derart geerdet sind, daß eine Schleifenbildung für zur Speisequelle zurückfließende Ströme vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erd- bzw. Gestellverbindung des Schirmsystems an derjenigen Stelle vorgenommen ist, an welcher ein Teil der Übertragungseinrichtungen aus der Schirmung heraustretend, eine unvermeidbare Restkapazität gegen Erde bzw. gegen Gestell aufweist.
2. 2. Übertragungssystem mit mehreren, an sich vorhandenen kapazitiven bzw. galvanischen Erdverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß es in mehrere, je nur eine einzige Erd- bzw. Gestellverbindung enthaltende Teilsysteme nach Anspruch 1 aufgeteilt ist und daß die Teilsysteme mit Hilfe von Übertragern nur magnetisch gekoppelt sind, dagegen jede kapazitive oder galvanische Kopplung mittels Schirmungen der Übertragerwicklungen vermieden ist.
3. 3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellen (Schaltpunkte, Schaltfelder, Pegelbuchsen usw.), die von außen zugänglich sein müssen und infolge der dazu notwendigen Unterbrechung der Schirmhüllen unvermeidbare Kapazitäten gegenüber dem Gestell aufweisen, örtlich und schaltungsmäßig möglichst eng benachbart angeordnet sind. no
4. 4. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Gestell isolierte Schirm des Verstärkers über möglichst kurze A^erbindungen an die Kathoden der Verstärkerröhren oder deren Symmetriepunkte angeschlossen ist.
5. 5. Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Reihe geheizten Röhren die Kathodensymmetriepunktc durch kapazitive Überbrückung der Heizleitungen gebildet werden.
6. 6. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nach dem Baukastenprinzip angeordneten Schaltelementen die Schaltelemente isoliert in die Becher oder die Becher isoliert in den Becherkasten eingesetzt

   sind oder der Becherkasten isoliert am Gestell befestigt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 304307, 584980; österreichische Patentschrift Nr. 103 433;
   Buch von Fischer-Lichte, »Tonfilm«, 1931, S. 326 bis 328;

   Telegraphen-Fernsprech- und Funktechnik, H. 8, 1936, S. 211 bis 216;

   Telefunken Zeitung, Nr. 69/1934, S. 36 u. folg.; Funktechnische Monatshefte, 1934, S. 169; Proc. Inst. Radio Eng., 1929, S. 664, 670, 671.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 662 396.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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