DE972784C - Verfahren zur Bestimmung von Nebensprechkopplungsvektoren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 24. SEPTEMBER 1959

V 7507 Villa/21 a²

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Nebensprechkopplungsvektoren zwischen zwei sich beeinflussenden nicht geschirmten Stromkreisen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Übersprechkopplungsvektoren an Trägerfrequenzkabeln und Trägerfrequenz-Kabelanlagen, die bis zu 500 kHz und darüber betrieben werden.

Zui Messung von komplexen Übersprechkopplungsvektoren zwischen zwei sich beeinflussenden nicht geschirmten Strcmkreisen, insbesondere an symmetrischen Trägerfrequenzkabeln und Trägerfrequenz-Kabelanlagen, sind Verfahren und Meßgeräte bekannt, mit denen frequenzabhängig Betrag und Richtung des Vektors durch Messung seiner reellen und imaginären Komponente bestimmt werden. Die Messung erfolgt mit Hilfe von Kopplungsmessern nach der Brückenmethode, wobei der störende und der gestörte Stromkreis diagonal an die Brückenpunkte gelegt werden. Je nach den verwendeten Ausgleichnormalien zur Erzeugung des reellen und ao imaginären Betrages muß jedes Meßergebnis für eine graphische Darstellung in der Gaußschen Zahlenebene mit auf beiden Koordinatenachsen gleichen Dimensionen korrigiert werden. Je nach Brückenart können in einem Falle exakte Meßwerte nur bei bestimmten, über den Meßbeieich verteilten Frequenz-

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werten erhalten werden. Die zwischen diesen festgelegten Frequenzwerten liegenden Meßwerte lassen sich erst durch zeitraubende Interpolation ermitteln. Im anderen Falle sind die Brücken, bedingt durch den niederohmigen Charakter des Brückenaufbaus, bei Frequenzen oberhalb 500 kHz wie auch allgemein bei Meßobjekten mit starken Erdunsymmetrien, mit Meßfehlern behaftet, die das tragbare Maß weit überschreiten und vornehmlich Nebensprechausgleichsarbeiten erschweren, wenn nicht überhaupt unmöglich machen.

Ferner sind zur Ortsbestimmung von punktförmigen Nebensprechkopplungen in Pupinkabeln Meßschaltungen bekannt, die unter Verwendung von besonderen Hilfsspannungen die Beseitigung von Widerstandsungleichheiten zum Gegenstand haben und sich insbesondere mit sogenannten Mitsprechkopplungen, d. h. mit den Kopplungen zwischen Stamm- und Phantomkreisen befassen. Die zur Durchführung dieses -ao Meßverfahrens bestimmte Meßeinrichtung besteht aus einfachen, veränderbaren Elementen. Da das Meßverfahren nur bei Vorliegen bestimmter Nebensprechdämpfungswerte der zu messenden Kabelanlage gewährleistet ist, wird zur Feststellung der Anwendbarkeit des Verfahrens zweckmäßig ein Zusammenschalten mit einem Nebensprechdämpfungsmesser vorgenommen. Aus den gemessenen Werten wird nach einem graphischen Näherungsverfahren der Fehlerort mit Hilfe eines rechtwinkligen Koordinatensystems mit reellen Achsen und eines Nomogramms ermittelt. Dieses Verfahren, das nur für bespulte Kabel bestimmt ist, kommt für moderne, mit hohen Frequenzen betriebene Trägerfrequenzanlagen nicht in Frage, zumal es nur zur Feststellung des Ortes be- -35 liebiger Fehler, die auf Widerstandsungleichheiten und anderen Unsymmetrien beruhen, dient und keinerlei Auskunft über das Fernnebensprechverhalten der Kabelanlage gibt. Außerdem treten infolge der in der Meßschaltung verwendeten veränderbaren Elemente bei hohen Trägerfrequenzen zusätzliche Fehlermöglichkeiten auf.

Außerdem sind ältere Schaltungsanordnungen bekannt, die mit Differential-Schiebewiderständen, verstellbaren Widerständen und verstellbaren Konden- -45 satoren in einer Brückenschaltung an die zu messenden Leitungen des Kabels geschaltet werden. Die Größe der vorliegenden Kopplung ergibt sich nach der bekannten Minimum-Methode. Mit einer höchsten Meßfrequenz von 10 kHz jedoch tragen sie nicht den Erfordernissen der Kopplungsvorgänge im Trägerfrequenzgebiet Rechnung. Mit den vielen veränderbaren Normalien von unvermeidbar größeren Abmessungen festen Normalien gegenüber obliegt diesem Verfahren bei höheren Frequenzen eine große Meß-Unsicherheit, was ihre Anwendung an Trägerfrequenzleitungen bis 552 kHz und darüber völlig ausschließt. Bei dem Verfahren nach der Erfindung zur Bestimmung von Nebensprechkopplungsvektoren zwischen zwei sich beeinflussenden nicht geschirmten Stromkreisen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Übersprechkopplungsvektoren an mit Frequenzen bis zu kHz und darüber betriebenen Trägerfrequenzkabelanlagen, wird davon ausgegangen, daß die not wendigen Messungen nach dem Vergleichsverfahren mit Hilfe eines Dämpfungsmessers erfolgen und aus den gemessenen Werten die gesuchten Übersprechkopplungsvektoren nach Betrag und Phase und der dazugehörige Quadrant in der Gaußschen Zahlenebene in an sich bekannter Weise, z. B. in geometrischer Darstellung, ermittelt werden. Erfindungsgemäß werden dabei zur Behebung der Nachteile der bekannten Meßverfahren am Meßort durch zusätzliche Einschaltung von entsprechend gewählten festen Widerstandsnormalien abwechselnd zwischen den Stromkreisen vier künstliche Kopplungen (± «) und (± ß) hervorgerufen und deren Dämpfungswerte und der natürliche Übersprechdämpfungswert in an sich bekannter Weise gemessen und ausgewertet. Zur Erzeugung der vier künstlichen Kopplungen dienen ein reelles Widerstandsnormal « und ein imaginäres Widerstandsnormal jb, die jeweils so zwischen die Stromkreise eingeschaltet werden, daß sich

bei der 1. Messung eine + «-Kopplung

- 2. - - —«-Kopplung

- - 3. - - -f-jö-Kopplung und

- 4. - - —/δ-Kopplung

ergeben (vgl. Abb. 1).

Als reelles Widerstandsnormal « dient ein phasenfreier, frequenzunabhängiger Hochohmwiderstand; als imaginäres Widerstandsnormal jb dient in der Regel ein Kondensator. Ist die Anlage für sehr breite Frequenzbänder vorgesehen, so wird an Stelle eines Kondensators ein Netzwerk mit nahezu imaginärer Resultante verwendet. Werden nämlich bei sehr breiten Frequenzbändern Kondensatoren als Widerstandsnormal verwendet, so ergeben sich auf Grund des Frequenzganges erhebliche Änderungen des Vektorbetrages, die sich meßtechnisch ungünstig auswirken. Bei Verwendung eines Netzwerkes aus einem kornplexen und einem reellen Glied wird eine Resultante erzeugt, die bei geringfügiger Abweichung von der imaginären Achse der Gaußschen Zahlenebene einen bedeutend günstigeren Frequenzgang aufweist.

Jede der künstlich erzeugten Kopplungen überlagert sich der bestehenden natürlichen Kopplung beider Stromkreise und bedingt eine ihrem Charakter nach eigene Richtung der Kopplungsvektoren in der Gaußschen Zahlenebene, die, da sie am Meßort keinem Phasengang unterliegt, mit der entsprechenden Riehtung des Koordinatenkreuzes übereinstimmt (vgl. Abb. 2).

Da nach der bekannten Beziehung:

e« = ■

worin b die Nebensprechdämpfung, © den Kopplungsleitwert und § j den Eingangsscheinwiderstand des gestörten Stromkreises bedeuten, der geometrische Ort eines Dämpfungswertes in der Gaußschen Ebene (Leitwertdarstellung) ein konzentrisch um den Koordinatenmittelpunkt verlaufender Kreis ist, gelten fol· gende Bedingungen:

i. Ist der mit der +«-Kopplung gemessene Dämpfungswert kleiner als der mit der —«-Kopplung ge-

messene Wert, so muß die Spitze des gesuchten Übersprechkopplungsvektors K im Quadrant I oder IV, ist er größer, im Quadrant II oder III liegen.

2. Ist der mit der +/δ-Kopplung gemessene Dämpfungswert kleiner als der mit der —/δ-Kopplung gemessene Dämpfungswert, so muß K im Quadrant I oder II, ist er größer, im Quadrant III oder IV liegen.

Der zutreffende Quadrant ist der, für den beide

Bedingungen erfüllt sind.

ίο Die Vektorrichtung innerhalb des Quadranten wird aus der geometrischen Figur (Abb. 4) gefunden, die sich durch vektorielle Addition aus dem Meßwert der hervorgerufenen natürlichen Kopplung b₀ se | ©_o | und einem der durch die Einschaltung von Widerstandsnormalien gemessenen Werte O₁ = | (S₁ | ergibt. In der Abb. 4 wird z. B. der größere der beiden mit der reellen Kopplung α gemessenen Dämpfungswerte gewählt.
Die Richtung des gesuchten Vektors läßt sich aus

ao dem Δ OBK errechnen, indem folgende Gleichung angesetzt wird:

+ Vril

sin α = —-—TS

®„isina—α)² = !®!)²—|©₀|^acos²a,

sin α = ■

2« I ©η

Der Winkel α ist der Neigungswinkel, den der

Vektor mit der imaginären Zahlenachse einschließt.

In der Praxis wird die Vektorrichtung einfacher

auf graphischem Wege ermittelt, indem, wie in Abb. 4 dargestellt, auf der reellen Koordinatenachse der Vektorbetrag der reellen künstlichen Kopplung a abgetragen und um den erhaltenen Punkt A' ein Kreis mit dem Radius ( (S₁ | = B₁ (in der Abb. 4 mit j (S₁' ! = b₁ bezeichnet) beschrieben wird, der den um den Koordinatennullpunkt mit dem Radius | (S₀ I = b₀ beschriebenen Kreis schneidet. Der Schnittpunkt dieser Kreise ist die Spitze K des gesuchten Übersprechkopplungsvektors.

Die benutzten Widerstandsnormalien mit den dazugehörigen Schaltorganen können entweder in dem Dämpfungsmesser enthalten sein oder in Form eines Vorsatzgerätes über Steckverbindungen unmittelbar am Dämpfungsmesser mit den zu messenden Stromkreisen verbunden werden.

Wählt man _örundsätzlich die reelle künstliche Kopplung α zur Konstruktion oder Berechnung der Vektorrichtung und liegt beim Vergleich der Meßwerte eine der beiden, entweder die kleinere oder größere Störspannung als Kriterium fest, so wird wie in Abb. 1 der Kontakt ν zum. vektorbestimmenden Schaltorgan mit gleichzeitiger Vorbereitung zur Quadrantenbestimmung und der Kontakt q zum quadrantenbestimmenden Schaltorgan.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Bestimmung von Nebensprechkopplungsvektoren zwischen zwei sich beeinflussenden nicht geschirmten Stromkreisen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Übersprechkopplungsvektoren an mit Frequenzen bis zu 500 kHz und darüber betriebenen TrägerfrequenzkabeL-anlagen, bei dem die notwendigen Messungen nach dem Vergleichsverfahren mit Hilfe eines Dämpfungsmessers erfolgen und aus den gemessenen Werten die gesuchten Übersprechkopplungsvektoren nach Betrag und Phase und der dazugehörige Quadrant in der Gaußschen Zahlenebene in an sich bekannter Weise, z. B. in geometrischer Darstellung, ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Meßort durch zusätzliche Einschaltung von entsprechend gewählten festen Widerstandsnormalien abwechselnd zwischen den Stromkreisen vier künstliche Kopplungen (± ά) und {uzjb) hervorgerufen und deren Dämpfungswerte und der natürliche Übersprechdämpfungswert in an sich bekannter Weise gemessen und ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der künstlichen Nebensprechdämpfungswerte ein reeller und ein imaginärer Widerstand verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als reeller Widerstand ein phasenfreier, frequenzunabhängiger Hochohmwiderstand verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als imaginärer Widerstand ein Kondensator verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als imaginärer Widerstand ein komplexes Netzwerk mit nahezu imaginärer Resultante verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 510 100, 866 198; »Telegraphen-, Fernsprech-, Funk- und Fernsehtechnik« (TFT), 1938, H. 1/2, S. 55 bis 61,1941, H. 12, S. 340/341.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen