DE973401C

DE973401C - Arrangement for equalizing the delay time distortions of broadcast transmission paths

Info

Publication number: DE973401C
Application number: DES31061A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Anton Pavel; Alfred Dipl-Ing Vollmeyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-11-14
Filing date: 1952-11-14
Publication date: 1960-02-11

Description

AUSGEGEBEN AM 11. FEBRUAR 1960ISSUED FEBRUARY 11, 1960

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21a² GRUPPE 36is INTERNAT. KLASSE H 04m CLASS 21a ² GROUP 36is INTERNAT. CLASS H 04m

S 31061 VIII al 21 a² BlBLfDTHEK ( DES DEUTSCHEM ) V PATENTAMTES J S 31061 VIII al 21 a ² BlBLfDTHEK (DES GERMAN) V PATENT OFFICE J

Patentanmeldung bekanntgemacht am 4. November 1954Patent application published November 4, 1954

Patenterteilung bekanntgemacht am 28. Januar 1960Patent issued January 28, 1960

Bei der Übertragung von Rundfunkprogrammen (Sprache oder Musik) über einen Übertragungsweg, insbesondere über eine Leitung, können sich, besonders wenn der zu übertragende Frequenzbereich bis in die Nähe der Grenzfrequenz reicht, Laufzeitverzerrungen störend bemerkbar machen. In Fig. ι ist als Beispiel der Verlauf der Gruppenlaufzeit I-r^-1 einer 1000 km langen, mit Verstär- \da> j ^b When broadcasting radio programs (speech or music) over a transmission path, in particular over a line, delay time distortions can become noticeable, especially if the frequency range to be transmitted extends close to the limit frequency. In Fig. Ι is an example of the course of the group delay Ir ^ -1 of a 1000 km long, with amplification \ da> j ^b

kereinrichtungen versehenen und mit 12 mH belasteten Rundfunkleitung dargestellt, und zwar ist die Gruppenlaufzeit in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. Um die Verzerrungen bei den hohen Frequenzen auszugleichen, muß die Gruppenlaufzeit frequenzabhängig im Bereich zwischen der ausgezogenen und punktierten Kurve ganz oder zum Teil aufgefüllt (vergrößert) werden. Bei den tiefen Frequenzen ist das Ohr gegen Laufzeitverzerrungen weniger empfindlich, so daß hier auf eine Entzerrung verzichtet werden kann. Die Laufzeitentzerrung kann durch die Verwendung von Kreuzgliedern oder äquivalenten Gliedern erreicht werden. Die durch die Anwendung der Laufzeitentzerrer auftretende Zusatzdämpfung kann durch einen Dämpfungsentzerrer in Verbindung mit einem Verstärker ausgeglichen werden.equipped and loaded with 12 mH Broadcast line shown, namely the group delay is a function of the frequency applied. In order to compensate for the distortions at the high frequencies, the group delay must depending on the frequency in the area between the solid and dotted curve completely or partially filled (enlarged). In the case of the low frequencies, the ear is against time-of-flight distortions less sensitive, so that an equalization can be dispensed with here. The delay equalization can be achieved through the use of cross links or equivalent links. The additional attenuation caused by the application of the delay equalizer can be caused by an attenuation equalizer in conjunction with an amplifier.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Entzerrung der Laufzeitverzerrungen von für dieThe invention relates to an arrangement for equalizing the delay time distortions for the

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Rundfunkübertragung benutzten Übertragungswegen unter Verwendung von Kreuzgliedern (oder äquivalenten Gliedern) mit konstantem und reellem Kennwiderstand, durch welche die Gruppenlaufzeit i-j—j im Übertragungsbereich frequenzabhängig soRadio transmission uses transmission paths using cross members (or equivalent members) with constant and real characteristic resistance, through which the group delay ij-j in the transmission range is frequency-dependent

vergrößert wird, daß die Laufzeitverzerrungen ausgeglichen werden, mit einem vor die eigentlichen Laufzeitentzerrerglieder geschalteten Netzwerk, ίο das die Dämpfung frequenzunabhängig macht, einem hinter die Laufzeitglieder geschalteten, dem Kennwiderstand dieser entsprechenden reellen Widerstand und einem nachgeschalteten Verstärker mit hochohmigem Eingangsscheinwiderstand und frequenzunabhängiger Verstärkung.is increased so that the delay time distortions are compensated, with one in front of the actual Runtime equalizer connected network, ίο that makes the attenuation independent of frequency, one behind the delay elements, corresponding to the characteristic resistance of these real ones Resistor and a downstream amplifier with high impedance input impedance and frequency-independent amplification.

Der Aufwand für Laufzeitentzerrerglieder ist außerordentlich groß. Dies trifft besonders für breitbandige Übertragungswege zu, wie sie Rundfunkleitungen darstellen (neun Oktaven). Das Fehlen einer realisierbaren Laufzeitentzerrungsanordnung hatte bisher zur Folge, daß künstlerische Rundfunkübertragungen über größere Entfernungen oft nicht erfolgen konnten.The cost of delay equalizer elements is extremely large. This is especially true for broadband transmission paths, as represented by broadcast lines (nine octaves). The missing a realizable transit time equalization arrangement has so far resulted in that artistic Broadcasting over longer distances was often not possible.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Anordnung zur Laufzeitentzerrung so auszubilden, daß sie je nach Bedarf betriebsmäßig in verschiedene und eingemessene Leitungen eingeschaltet werden kann, ohne daß deren Pegelverhältnisse beeinflußt werden.The invention has set itself the task of designing the arrangement for delay time equalization in such a way that that they are switched on operationally in different and calibrated lines as required without influencing their level ratios.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß vor die gesamte Anordnung eine veränderbare, frequenzunabhängige Verlängerungsleitung geschaltet ist, die einen veränderbaren Eingangswiderstand aufweist und so bemessen ist, daß die Aussteuerung der Laufzeitentzerrerglieder ausreichend klein bleibt und Klirrverzerrungen in zulässigen Grenzen bleiben, daß die Laufzeitentzerrerglieder so bemessen sind, daß durch Zu- oder Abschalten von einzelnen Gliedern oder Gruppen von Gliedern die Laufzeitentzerrung für verschieden lange Rundfunkübertragungswege und für Übertragungs wege mit verschiedener Grenzfrequenz wirksam gemacht werden kann, wobei man zweckmäßig die einzelnen Laufzeitentzerrerglieder in Gruppen mit gleichen Kennfrequenzen zusammenfaßt, daß das die Frequenzgangentzerrung der Laufzeitentzerrerglieder bewirkende Netzwerk umschaltbar ausgebildet ist, daß der Verstärker einen niederohmigen Ausgangsscheinwiderstand erhält und daß die Verstärkung des Verstärkers so gewählt ist, daß die gesamte Durchlaßdämpfung etwa gleich Null wird.The arrangement according to the invention is characterized in that in front of the entire arrangement a variable, frequency-independent extension line is connected, which is a variable Has input resistance and is dimensioned so that the modulation of the transit time equalizer remains sufficiently small and distortion remains within permissible limits that the delay equalizer are dimensioned so that by connecting or disconnecting individual members or groups of elements the delay equalization for broadcast transmission paths of different lengths and for Transmission paths with different cutoff frequency can be made effective, whereby one expediently summarizes the individual delay equalizer elements in groups with the same characteristic frequencies, that the frequency response equalization of the delay equalizer elements effecting network switchable is designed that the amplifier receives a low output impedance and that the gain of the amplifier is chosen so that the total transmission loss is about becomes zero.

Man erhält so eine Anordnung zur Laufzeitentzerrung, die in bereits eingepegelte Rundfunk-Übertragungswege ohne Störung der Pegelverhältnisse einschaltbar ist, und erreicht gleichzeitig damit den notwendigen genauen Abschluß der Laufzeitentzerrerglieder. Die Anordnung läßt sich in Übertragungssystemen mit verschiedenen Kennwiderständen und mit verschiedener Laufzeit und Grenzfrequenz verwenden und ermöglicht wegen der weitgehenden Herabsetzung des erforderlichen Aufwandes, die Entzerrung von Laufzeitverzerrungen von für die Rundfunkübertragung benutzten Übertragungs wegen praktisch allgemein durchzuführen. In this way, an arrangement for delay equalization is obtained, which is used in radio transmission paths that have already been leveled can be switched on without disturbing the level ratios, and at the same time achieves the necessary precise termination of the delay equalizer elements. The arrangement can be used in transmission systems with different characteristic resistances and with different runtime and cut-off frequency and allows because of the extensive reduction of the required Effort, the equalization of delay time distortions of used for radio transmission Transfer due to practically general to be carried out.

Veränderungsleitungen mit veränderbarem Eingangsscheinwiderstand als solche sind an sich bekannt. Die veränderbare, frequenzunabhängige Verlängerungsleitung ermöglicht jedoch in vorliegendem Falle eine Impedanzanpassung bei Systemen mit verschiedenem Wellenwiderstand und bewirkt außerdem eine Herabsetzung der an die Laufzeitentzerrerglieder angelegten Nutzspannung derart, daß die Aussteuerung ausreichend klein bleibt und die durch die Spulen auftretenden Klirrverzerrungen in zulässigen Grenzen bleiben.Change lines with a variable input impedance are known as such. However, the changeable, frequency-independent extension cable allows in the present case Case an impedance matching in systems with different wave resistance and causes in addition, a reduction in the useful voltage applied to the delay equalizer elements in such a way that that the modulation remains sufficiently small and the distortion distortion caused by the coils stay within permissible limits.

Auch sind Verstärker mit niederohmigem Ausgangsscheinwiderstand bekannt und werden insbesondere bei schwankender Belastung allgemein angewandt. Der Verstärker hat bei der Anordnung nach der Erfindung aber außerdem noch die Aufgabe, die durch die Laufzeitentzerrer bedingte Zusatzdämpfung und die zusätzliche Pegelsenkung durch die Verlängerungsleitung auszugleichen, nicht aber die schwankende Durchlaßdämpfung bei Änderung des Laufzeitentzerrers durch Zu- oder Abschalten von Teilgliedern. Die gesamte Durchlaßdämpfung soll also etwa gleich Null sein, wie dies an sich bei Verstärkern, z. B. bei Trennverstärkern, bekannt ist.Amplifiers with a low-ohm output impedance are also known and are used in particular Generally used when the load fluctuates. The amplifier did in the arrangement according to the invention, however, also the task caused by the delay equalizer To compensate for additional attenuation and the additional level reduction through the extension cable, not but the fluctuating transmission loss when changing the delay equalizer by switching it on or off of partial members. The total transmission loss should therefore be approximately zero, like this per se in amplifiers, e.g. B. in isolation amplifiers is known.

Bei der Zusammenfassung der Laufzeitentzerrerglieder in Gruppen mit gleichen Kennfrequenzen empfiehlt es sich, zur Erreichung eines möglichst konstanten bzw. frequenzunabhängigen Wellen-Widerstandes Z=I/— für die dualen BestandteileWhen grouping the delay equalizer elements in groups with the same characteristic frequencies it is advisable to achieve a wave resistance that is as constant as possible or that is frequency-independent Z = I / - for the dual components

eines jeden Gliedes Induktivitäten und Kapazitäten zu verwenden, dessen Verlustwinkel tgg bzw. tgcS einander gleich sind oder durch zusätzliche Schaltmittel einander gleichgemacht werden.of each link to use inductances and capacitances, the loss angle tgg or tgcS are equal to each other or are made equal to each other by additional switching means.

Falls der Laufzeitentzerrer eine gerade Anzahl von Gliedern enthält, kann es vorteilhaft sein, jedes zweite Glied gekreuzt einzubauen, d. h. also, eine a-&-Vertauschung vorzunehmen.If the delay equalizer contains an even number of elements, it can be advantageous to use each install the second link crossed, d. H. thus, to make an a - & - swap.

Die beim Abgleichen der Längs- und Ouerzweige der einzelnen Glieder benutzten Meßinstrumente weisen stets eine parasitäre Blindkomponente auf. Dadurch entsteht ein Fehler in der Abstimmung. Diese Fehler addieren sich um so mehr, je größer die jeweilige Gruppe ist. Ist beispielsweise die sich ergebende Kennfrequenz im Längsglied größer als die im Querglied, dann erhält man an dieser Stelle eine nicht unerhebliche Schwankung des Wellenwiderstandes. Dieser Schwierigkeit kann man dadurch begegnen, daß man ein Längsglied oder ein Querglied dieser Gruppe verstimmt und dadurch den Fehler kompensiert. Insbesondere sucht man dabei den Zweig aus, bei dem eine Verstimmung den größten Nutzeffekt aufweist.The measuring instruments used when aligning the longitudinal and cross branches of the individual links always have a parasitic reactive component. This creates an error in the coordination. These errors add up all the more, the larger the respective group is. For example, is yourself The resulting characteristic frequency in the longitudinal link is greater than that in the transverse link, then one obtains at this point a not inconsiderable fluctuation of the wave resistance. This difficulty can be overcome encounter the fact that one detuned a longitudinal member or a transverse member of this group and thereby compensates for the error. In particular, one looks for the branch in which there is an upset has the greatest efficiency.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Entzerrung konzentriert vorzunehmen, z. B. alle 500 km. Hierdurch wird eine günstige Addition gewisser Klirrprodukte erreicht, z. B. des Kombinationstones der Form 2 J₁ —/₂.Another embodiment of the invention provides for the equalization to be carried out in a concentrated manner, e.g. B. every 500 km. This results in a favorable addition of certain distortion products, e.g. B. the combination clay of the form 2 J ₁ - / ₂ .

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Anord-An arrangement constructed according to the invention

nung zur Entzerrung der Laufzeitverzerrungen von Rundfunkübertragungswegen ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Aus der Fig. 3 ist die mit einer solchen Anordnung erreichte Entzerrung der Gruppenlaufzeit ersichtlich.tion for equalizing the delay time distortions of broadcast transmission paths is, for example, in Fig. 2 shown. From Fig. 3, the equalization achieved with such an arrangement is the Group runtime visible.

In Fig. 2 ist mit Z₁ der Wellenwiderstand der Leitung bezeichnet, der verschiedene Werte annehmen kann. E_t ist der veränderbare Laufzeitentzerrer mit dem Wellenwiderstand Z₂. Vor diesen Laufzeitentzerrer ist ein Frequenzgangentzerrer E_f geschaltet, der ebenfalls den Wellenwiderstand Z₂ hat und die Dämpfung frequenzunabhängig macht und gegebenenfalls, gekoppelt mit dem Laufzeitentzerrer, umschaltbar sein kann. Hinter dem Laufzeitentzerrer sind ein konstanter und reeller Abschlußwiderstand R und ein Verstärker V mit hochohmigem Eingang und niederohmigem Ausgang geschaltet, d. h., der Widerstand Z₄, in den Verstärkerausgang hineingesehen, ist niederohmig gegen alle möglichen Werte von Z₁. Vor die Gesamtanordnung ist eine veränderbare, frequenzunabhängige Verlängerungsleitung VL geschaltet, die entweder symmetrisch oder unsymmetrisch aufgebaut sein kann (je nach dem benutzten Übertragungssystem) und deren Eingangswiderstand veränderbar ist, um an verschiedene Zj-Werte anpassen zu können.In FIG. 2, Z ₁ denotes the characteristic impedance of the line, which can assume various values. E _t is the variable delay equalizer with the characteristic impedance Z ₂ . A frequency response equalizer E _{f is} connected upstream of this transit time equalizer, which also has the characteristic impedance Z ₂ and makes the attenuation independent of frequency and, if necessary, coupled with the transit time equalizer, can be switchable. A constant and real terminating resistor R and an amplifier V with a high-ohmic input and a low-ohmic output are connected _{behind the delay equalizer, that is, the resistor Z 4} , looking into the amplifier output, is low-ohmic to all possible values of Z ₁ . A variable, frequency-independent extension line VL is connected in front of the overall arrangement.

Mit der im Prinzipschema dargestellten Entzerreranordnung wurde es möglich, eine etwa 1000 km lange, mit 12 mH belastete Rundfunkübertragungs'leitung, deren Gruppenlaufzeit in der Kurve α der Fig. 3 dargestellt ist, derart zu entzerren, daß sich für die Gruppenlaufzeit die Kurvet der Fig. 3 ergab. Es wurden dabei etwa siebenundfünfzig den Kreuzgliedern äquivalente Glieder entsprechend Fig. 4 benutzt, die folgende Kennfrequenzen aufwiesen: /₀=4OO, 1173, 2090, 3720 und 5730. Durch Zu- oder Abschalten von Gliedern kann die Laufzeitentzerrung den verschiedenen Grenzfrequenzen angepaßt werden. Hierbei ist es zulässig, daß eine gewisse restliche Laufzeitentzerrung nicht kompensiert wird.With the equalizer arrangement shown in the schematic diagram, it became possible to equalize an approximately 1000 km long radio transmission line loaded with 12 mH, the group delay of which is shown in curve α in FIG. 3, in such a way that the curve of FIG 3 revealed. About fifty-seven members equivalent to the cross members according to FIG. 4 were used, which had the following characteristic frequencies: / ₀ = 400, 1173, 2090, 3720 and 5730. By connecting or disconnecting members, the delay equalization can be adapted to the various limit frequencies. Here it is permissible that a certain residual delay equalization is not compensated.

Claims

PATENT CLAIMS:

+5 i. Arrangement for equalizing the delay time distortions of transmission paths used for broadcast transmission using cross members (or equivalent Elements) with constant and real characteristic resistance, through which the group delay

J —J frequency-dependent in the transmission range

is increased so that the delay distortions are compensated for, with a network connected in front of the actual delay equalizer elements, which makes the attenuation independent of frequency, a real resistance connected behind the delay elements, the characteristic resistance of this corresponding real resistance and a downstream amplifier with high-impedance input impedance and frequency-independent amplification, thereby ge indicates that a variable, frequency-independent extension line is connected in front of the entire arrangement, which has a variable input resistance and is dimensioned so that the modulation of the transit time equalizer remains sufficiently small and distortion remains within permissible limits that the transit time equalizer elements are dimensioned so that by Zu - Or switching off individual members or groups of members, the delay equalization for radio transmission paths of different lengths and for transmission paths with different limit frequencies uenz can be made effective, whereby the individual transit time equalizer elements are expediently combined in groups with the same characteristic frequencies, that the network effecting the frequency response equalization of the transit time equalizer elements is designed to be switchable, that the amplifier receives a low-impedance output impedance and that the gain of the amplifier is selected so that the total transmission loss becomes approximately zero.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by a concentrated arrangement of the Time-of-flight equalizer elements along the transmission path, e.g. B. every 500 km.

3. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least in one member of a group of delay equalizer members, the parallel or parallel branch can be detuned by the used when aligning the members of this group Measuring instrument to compensate for errors.

Considered publications:

German patent specifications No. 473 840, 481 210, 565905, 670723, 616385;

Book »Siemens, low frequency amplifier equipment for telephone and radio lines«, December 1943 edition, pp. 155 to 183;

Book by Wallot, "Introduction to the Theory of Schwachstromtechnik", 1944,

4th edition, Pp. 438 and 439.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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