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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 5. März 1954 Bekanntgemacht am 9. August 1956Registration date: March 5, 1954. Advertised on August 9, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf Empfangsanordnungen für Signale, die über Hochspannungsleitungen übertragen werden. Man hat festgestellt, daß Störgeräusche entstehen, wenn die den Hochspannungsleitungen zugeführte Effektivspannung über einen gewissen kritischen Wert hinausgeht, und daß jenseits dieses Wertes ein starkes Anwachsen des Störgeräusches mit wachsender Spannung auftritt. Bei einem gegebenen Einzelleiter erscheint das Geräusch in den Zeitabschnitten, während derer die Momentanspannung zwischen diesem Leiter und Erde zwischen einer Schwellspannung Vs und der Spitzenspannung Vm liegt. Bei der Spitzenspannung Vm hat das Geräusch ein Maximum, während es unterhalb des Wertes Vs verschwindet.The invention relates to receiving arrangements for signals which are transmitted over high-voltage lines. It has been found that noise occurs when the effective voltage applied to the high-voltage lines exceeds a certain critical value, and that beyond this value there is a sharp increase in noise with increasing voltage. For a given single conductor, the noise occurs during the time periods when the instantaneous voltage between that conductor and earth is between a threshold voltage Vs and the peak voltage Vm . The noise has a maximum at the peak voltage Vm , while it disappears below the value Vs.

Bei einer Hochspannungsleitung üblicher Art bleibt die Spannung Vs knapp über Vm · ]/^. Wenn f die Frequenz des der Hochspannungsleitung zugeführtenIn the case of a high-voltage line of the usual type, the voltage Vs remains just above Vm · ] / ^. If f is the frequency of the power line supplied

609 578/341609 578/341

18365 VIII a/21 a² 18365 VIII a / 21 a ²

Wechselstromes ist, so treten die Zeitabschnitte, während deren das Geräusch entsteht, auf einem einzelnen Leiter mit 2 f auf und bei einer Mehrphasen-Alternating current, the time segments during which the noise occurs occur on a single conductor with 2 f and with a multi-phase

, leitung mit iff'. Dasso,erzeugte Geräusch, das schon'management with iff'. Dasso, made noise, that already

im Tonband wahrnehmbar ist, ist mehr oder weniger gleichmäßig über das-gesamte Frequenzband verteilt und wird durch Bandfilter, deren Anwendung die übliche Methode darstellt, eine Signalübertragung von Störungen zu befreien, nicht gedämpft. Außerdem trittis perceptible on the tape is more or less evenly distributed over the entire frequency band and through band filters, the application of which the The usual method is to remove interference from a signal transmission, not attenuated. Also occurs

ίο ein Teil des Geräusches am Ausgang solcher Filter wieder zum Signal hinzu. Da der Geräuschabstand ausreichend groß sein muß, ist ein sauberer Signalempfang dann undenkbar, wenn Signale mit niedrigem Pegel über eine Hochspannungsleitung gesendet werden.ίο some of the noise at the exit of such filters back to the signal. Since the signal-to-noise ratio must be sufficiently large, signal reception is clean Unthinkable when signals with a low level are sent over a high voltage line will.

Man hat schon verschiedene Verfahren angewendet, um den Geräuschabstand zu verbessern. Einige von ihnen werden sendeseitig angewendet. Man kann z. B. die Trägerkomponente und eines der Seitenbänder eines Amplitudenmodulationssystems unterdrücken. Nach anderen Verfahren werden längs der Leitung verteilte Verstärker benutzt. Dadurch wird der Signalpegel am Eingang der Verstärker vor der Weiterübertragung erhöht.Various methods have been used to improve the signal-to-noise ratio. Some of they are used on the sending side. You can z. B. the carrier component and one of the side bands of a Suppress the amplitude modulation system. Other methods are used to distribute them along the line Amplifier used. This sets the signal level at the input of the amplifier before onward transmission elevated.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Tatsache, daß das Geräusch auf den verschiedenen Leitern einer der Wechselstromübertragung dienenden Hochspannungsleitung periodisch auftritt. Sie macht sich die Periodizität zunutze, um beim Empfang von über die Leitung übertragenen Signalen das durch die Wechselhochspannung eingeführte Geräusch zu dämpfen bzw. ganz zu unterdrücken. Die erfinderischen Maßnahmen werden in der Empfangsstation vorgenommen und sind deshalb von um so größerer Bedeutung, weil die wichtigeren Geräuschkomponenten auf der Leitung auftreten.The present invention is based on the fact that the noise on the various conductors of a the high-voltage line used to transmit alternating current occurs periodically. She makes the Periodicity utilizes the alternating high voltage when receiving signals transmitted over the line to dampen introduced noise or to suppress it completely. The inventive measures are made in the receiving station and are therefore all the more important because the more important noise components occur on the line.

Die erfindungsgemäße Empfangsanordnung für über Hochspannungsleitungen gegebene Signale dient also der Verbesserung des Geräuschabstandes und ist durch eine mit der Hochspannungsfrequenz synchronisierte Schalteinrichtung gekennzeichnet, die den Empfänger nur in den Zeitabschnitten mit der Hochspannungsleitung verbindet, während deren die Spannung zwischen Leitung und Erde erheblich unter ihrem Spitzenwert hegt.The receiving arrangement according to the invention for signals given via high-voltage lines is therefore used the improvement of the signal-to-noise ratio and is synchronized with the high voltage frequency Switching device marked, which the receiver only in the time periods with the high voltage line connects, during which the voltage between line and earth is considerably below theirs Cherishes peak value.

Werden die Signale über verschiedene Einzelleiter einer Hochspannungsleitung gesendet, so werden die einzelnen Leiter aufeinanderfolgend in den Zeitabschnitten mit dem Empfänger verbunden, während deren die Spannung des jeweiligen Einzelleiters gegen Erde erheblich unter ihrem Spitzenwert liegt.If the signals are sent over different individual conductors of a high-voltage line, the individual conductors successively connected to the receiver during the periods of time whose voltage of the respective individual conductor to earth is considerably below its peak value.

Die Erfindung soll nun auf Grund von Ausführungsbeispielen und an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.The invention will now be based on exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings are explained in more detail.

Fig. ι zeigt die Empfangsanordnung für eine symmetrische Dreiphasenleitung für den Fall der Signalübertragung »zwischen Phase und Erde«;Fig. Ι shows the receiving arrangement for a symmetrical Three-phase line for the case of signal transmission "between phase and earth";

Fig. 2 gibt ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltkette für die Erzeugung von Impulsen wieder, wie sie zur Betätigung der Anordnung nach Fig. 1 benötigt werden; .Fig. 2 shows a block diagram of an electronic switching chain for the generation of pulses again, as they are required for actuating the arrangement according to FIG. 1; .

Fig. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 1;Fig. 3 is a diagram for explaining the operation of the arrangement of Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Empfangsanordnung für den Fall der Signalübertragung' »zwischen''zwei Phasen«; 6j4 shows a receiving arrangement for the case of signal transmission 'between' 'two phases'; 6y

Fig. 5 stellt das Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung zur Erzeugung von Impulsen dar, wie sie bei der Anordnung nach Fig. 4 benötigt werden;Fig. 5 is a block diagram of an electronic pulse generation circuit such as that shown in FIG are required in the arrangement of Figure 4;

Fig. 6 ist ein Diagramm, zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 4;Fig. 6 is a diagram for explaining the operation of the arrangement of Fig. 4;

Fig. 7 ist ein gleiches Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig.-3, -jedoch für eine 4-Phasen-Leitung;Fig. 7 is the same diagram for explaining the operation of the arrangement according to Fig. 3, but for a 4-phase line;

Fig. 8 gibt die Empfangsanordnung »zwischen Phase und Erde« wieder für den Fall, daß nur ein einziger Koppelkondensator verfügbar ist;8 shows the receiving arrangement "between phase and earth" for the case that only one Coupling capacitor is available;

Fig. 9 zeigt das Schaltbild eines Generators zur Erzeugung von Rechteckimpulsen veränderlicher Breite;Fig. 9 shows the circuit diagram of a generator for generating square-wave pulses more variable Broad;

Fig. 10 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 8;Fig. 10 is a diagram for explaining the Operation of the arrangement according to FIG. 8;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das demjenigen der Fig. 10 entspricht, jedoch für den Fall, daß ein Impulsgenerator vorgesehen ist, der variiert werden kann.FIG. 11 is a diagram similar to that of FIG. 10 corresponds, but in the event that a pulse generator is provided that can be varied.

Es soll nun zunächst die Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 betrachtet werden, die sich auf einen Hochfrequenzsignalempfänger für eine symmetrische Dreiphasenhochspannungsleitung mit Signalübertragung zwischen Phase und Erde beziehen.1 in conjunction with FIG. 2, which relates to a high-frequency signal receiver for a symmetrical three-phase high-voltage line with signal transmission between phase and earth.

Zwischen Erde und dem Leiter I liegt der Generator E. Er ist mit dem Leiter über den Koppelkondensator 4 und das Abstimmglied 1 verbunden, die einen auf die Signalfrequenz abgestimmten Reihenkreis bilden. Ferner ist eine Lastdrossel 2 vorgesehen, deren Impedanz für die Frequenz der Hochspannung niedrig, für die Signalfrequenz dagegen hoch ist. Sie ist auf der einen Seite geerdet und liegt mit dem anderen Ende am Verbindungspunkt zwischen Kondensator 4 und · Abstimmglied 1 und hält somit das Potential in diesem Punkt fest. Im Leiter I liegt ein Parallelresonanzkreis 5, um für die Signalströme Ableitverluste zu vermeiden. The generator E is located between earth and the conductor I. It is connected to the conductor via the coupling capacitor 4 and the tuning element 1, which form a series circuit which is tuned to the signal frequency. Furthermore, a load choke 2 is provided, the impedance of which is low for the frequency of the high voltage, but high for the signal frequency. It is earthed on one side and the other end is at the connection point between capacitor 4 and tuning element 1 and thus holds the potential at this point. A parallel resonance circuit 5 is located in conductor I in order to avoid leakage losses for the signal currents.

Auf der Empfangsseite liegen in den Leitern I, II und III Parallelresonanzkreise 6, 7 bzw. 8, die dem Kreis 5 gleichen. Die einzelnen Leiter sind über identische Koppelkondensatoren 9, 10 bzw. 11, identische Abstimmglieder 12, 13 bzw. 14 und Widerstände Re τ, Re2 bzw. i?f?3 getrennt mit Erde verbunden. Zwischen den verschiedenen Verbindungspunkten von Koppelkondensatoren und Abstimmgliedern und Erde liegen identische Lastdrosseln 15, 16 bzw. 17. Die Signalspannungen werden an den Widerständen Re 1, Re 2 und Re 3 abgegriffen und dem Empfänger R über Leitungen 18, 19 und 20 zugeführt.On the receiving side there are parallel resonance circuits 6, 7 and 8 in conductors I, II and III, which are similar to circuit 5. The individual conductors are connected separately to earth via identical coupling capacitors 9, 10 and 11, identical tuning elements 12, 13 and 14 and resistors Re τ, Re2 and i? F? 3. Between the various connecting points of the coupling capacitors and Abstimmgliedern and earth are identical load inductors 15, 16 and 17. The signal voltages are tapped at the resistors Re1, Re2 and Re 3 and the receiver R via lines 18, 19 and 20, respectively.

Wie bekannt ist, sind die auf den nicht direkt gespeisten Leitern II und III einer sehr langen, zwischen jedem Leiter und Erde angezapften, symmetrischen Dreiphasenleitung gemessenen Hochfrequenzspannungen gleich. Ihre Amplitude ist halb so groß wie diejenige der auf dem direkt gespeisten Leiter I iao gemessenen Hochfrequenzspannung, und ihre Polarität ist gegenüber derjenigen auf dem Leiter I entgegengesetzt. Diese Verhältnisse treffen auch für eine Leitung bestimmter Länge zu, deren Einzelleiter über gleiche Impedanzen geeigneter Bemessung an Erde liegen.As is known, those on the not directly fed conductors II and III are of a very long, High frequency voltages measured between each conductor and earth, symmetrical three-phase line same. Their amplitude is half the size of that on the directly fed conductor I iao measured high frequency voltage, and its polarity is opposite to that on the conductor I. These relationships also apply to a line of a certain length, its individual conductor are connected to earth via the same impedances of suitable dimensioning.

578/341578/341

J 8365 VIIIal21 a² J 8365 VIIIal21 a ²

Da die Verluste in den Abstimmgliedern vernachlässigbar sind, kann man für die an den Widerständen Re τ, Re 2 und Re3 auftretenden Spannungen + V, Since the losses are negligible in the Abstimmgliedern, one can for τ at the resistors Re, Re and Re 3 2 + V voltages occurring,

— V/2, — V\2 schreiben.- Write V / 2, - V \ 2.

Um auf der Leitung 20 eine Spannung . gleicher Amplitude wie diejenige auf den Leitern 18 und xg zu erhalten, erfolgt die Abnahme an der Mittelanzapfung des Widerstandes Re 1, der als Potentiometer geschaltet ist, während im Falle Rez und Re3 die Abnahme über dem Gesamtwiderstand erfolgt. Auf diese Weise erscheint auf den Leitern 18 und 19 je die SpannungTo on line 20 a voltage. To obtain the same amplitude as that on the conductors 18 and xg , the decrease takes place at the center tap of the resistor Re 1, which is connected as a potentiometer, while in the case of Rez and Re 3 the decrease takes place via the total resistance. In this way the voltage appears on each of the conductors 18 and 19

— Vjz und auf dem Leiter 20 die Spannung + V/2. Um die Polarität der Spannung auf dem Leiter 20- Vjz and on conductor 20 the voltage + V / 2. To determine the polarity of the voltage on conductor 20

umzukehren, ist ein Transformator mit dem Über-Setzungsverhältnis 1: 1 eingeschaltet.To reverse, a transformer with a transformation ratio of 1: 1 is switched on.

Am Eingang der Zeitschalter Pi, P2 und P3, deren Impedanz gegen Erde im Vergleich zu derjenigen der Widerstände groß ist, erscheinen nunmehr Signalspannungen gleicher Polarität und gleicher Amplitude, nämlich— V/2. Um auf derEmpfangsstation Geräusche, die auf die eingangs geschilderte Erscheinung zurückgehen, zu vermeiden, ist die Anordnung so getroffen, daß über die Leitungen I, II und III gegebene Signale nur in den Zeitabschnitten an den Empfänger gelangen, während deren die Spannung dieser Leitungen gegen Erde niedrig ist, und zwar kleiner als der Spannungswert Vs, bei dem das Geräusch beginnt, sich bemerkbar zu machen. Signal voltages of the same polarity and the same amplitude, namely - V / 2 , now appear at the input of the time switches Pi, P2 and P3, the impedance of which to earth is large compared to that of the resistors. In order to avoid noises at the receiving station that go back to the phenomenon described above, the arrangement is made so that signals given via lines I, II and III only reach the receiver in the time segments during which the voltage of these lines to earth is low, namely less than the voltage value Vs at which the noise begins to make itself felt.

Der Schaltvorgang erfolgt im Zuge der Leiter 18, 19 und 20, und die hierfür dienende Schalteinrichtung soll nun an Hand der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben werden.The switching process takes place in the course of the conductors 18, 19 and 20, and the switching device used for this purpose will now be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3 will.

Von den Klemmen einer Hilfswicklung der Lastdrossel 17 wird der Leitung 24 eine Synchronisierspannung der Frequenz f zugeführt. Es ist dies die Frequenz der auf der Hochspannungsleitung übertragenen hohen Wechselspannung. Die an der Hilfswicklung abgenommene Spannung besitzt zu derj enigen auf der Leitung eine konstante Phasenbeziehung. A synchronization voltage of frequency f is fed to line 24 from the terminals of an auxiliary winding of load choke 17. This is the frequency of the high alternating voltage transmitted on the high-voltage line. The voltage taken from the auxiliary winding has a constant phase relationship to that on the line.

Diese Synchronisierspannung wird nach Durchgang durch einen einstellbaren Phasenschieber 25 einem Dreiphasen-Multivibrator bekannter Bauart zugeführt, der drei Impulsreihen erzeugt.This synchronization voltage is after passing through an adjustable phase shifter 25 a Three-phase multivibrator of known type supplied which generates three series of pulses.

Diese drei Impulsreihen werden vermittels der Leitungen 38, 39 und 40 Zeitschaltern Pi, P2 und P3 zugeführt. Ein bestimmter Impuls einer Reihe folgt unmittelbar auf den Impuls einer anderen Reihe, und die Impulsdauer entspricht der Zeit, die die Spannung der Einzelleiter I, II oder III gegen Erde benötigt, um vom Wert — VmJ2 zum Wert + VmJ2 überzugehen, bzw. umgekehrt. Diese Werte sind in Fig. 3 als ± Vc eingezeichnet. Der Phasenschieber 25 ist so eingestellt, daß der Zeitschalter Pi dann geöffnet ist, wenn die Spannung auf; Leiter I gegen Erde niedriger als Vmj2 ist.These three series of pulses are fed to timers Pi, P2 and P3 by means of lines 38, 39 and 40. A certain pulse in one row immediately follows the pulse in another row, and the pulse duration corresponds to the time it takes for the voltage of the individual conductors I, II or III to change from the value - VmJ2 to the value + VmJ2 , or vice versa. These values are shown in Fig. 3 as ± Vc . The phase shifter 25 is set so that the time switch Pi is opened when the voltage on; Conductor I to earth is lower than Vmj2 .

Die verschiedenen Zeitschalter sind während der Zeitabschnitte a, b, c, a', V, c' bzw. a", b"', c" geöffnet, d. h. in den Zeitabschnitten, zu denen die Spannung der Einzelleiter gegen Erde kleiner als Vmjz und damit kleiner als Vs ist. Auf diesen Leitern erscheint kein Störgeräusch, so daß auch keines in den Empfänger gelangt. Der Unterschied zwischen Vmj2 und Vs bietet zusätzliche Sicherheit. Da die Zeitabschnitte a, a!', a" und b, b', b" sowie c, c', c" unmittelbar aneinander anschließen, wie oben festgestellt wurde, erfolgt keine Unterbrechung des Signalempfangs.The various time switches are open during the time segments a, b, c, a ', V, c' or a ", b"', c " , ie in the time segments at which the voltage of the individual conductors to earth is less than Vmjz and so is smaller than Vs. There is no background noise on these conductors, so that none gets into the receiver. The difference between Vmj2 and Vs offers additional security. Since the time periods a, a! ', a " and b, b', b " and c, c ', c" directly adjoin one another, as stated above, there is no interruption of the signal reception.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform für eine Einrichtung zur Betätigung der verschiedenen Zeitschalter. Es handelt sich um eine elektronische Schaltkette bekannter Art.Fig. 2 shows another embodiment for a device for actuating the various time switches. It is a known type of electronic switching chain.

Die Synchronisierspannung kommt über Leitung 24 und wird durch Phasenschieber 25 auf geeignete Phase gelegt. Darauf wird sie in 26 verstärkt und begrenzt, so daß Rechteckimpulse mit der Wiederholungsfrequenz der Synchronisierspannung entstehen. Diese Impulse werden einem Differentiator 27 zugeführt, der positive und negative Impulse mit steilen Vorderflanken liefert. Diese Impulse durchlaufen den Kreis 28, der die Impulse der einen Polarität unterdrückt. Die verbleibenden Impulse betätigen und synchronisieren einen Multivibrator 29. Die von ihm erzeugten Impulse werden in 30 differenziert und durchlaufen den Abschneidekreis 31, an dessen Ausgang 32 nur die Impulse der einen Polarität erscheinen. Sie werden an den Rechteckimpulsgenerator 33 angelegt. Kreis 28 liefert ferner über Leitung 34 Synchronisierimpulse an einen Dreiwegverteiler, der über Leitung 36 vom Generator 33 gesteuert wird.The synchronizing voltage comes via line 24 and is brought to the appropriate phase by phase shifter 25 placed. It is then amplified and limited in 26, so that square-wave pulses with the repetition frequency the synchronization voltage arise. These pulses are fed to a differentiator 27, which delivers positive and negative impulses with steep leading edges. These impulses go through circle 28, which suppresses the impulses of one polarity. Activate and synchronize the remaining pulses a multivibrator 29. The pulses generated by it are differentiated into 30 and pass through the Cut-off circle 31, at the output 32 of which only the pulses of one polarity appear. You will at the square pulse generator 33 is applied. Circuit 28 also supplies synchronization pulses via line 34 a three-way distributor which is controlled via line 36 from generator 33.

Der Verteiler 37 hat drei Ausgänge 38, 39 und 40, an denen die Impulse zur Betätigung der Zeitschalter Pi, P2 und P3 zu den gewünschten Zeitpunkten erscheinen.The distributor 37 has three outputs 38, 39 and 40, at which the pulses for actuating the timer Pi, P2 and P3 at the desired times to appear.

Die hochfrequente Signalübertragung kann auch zwischen zwei Einzelleitern einer symmetrischen Dreiphasen- oder Mehrphasenhochspannungsleitung erfolgen.The high-frequency signal transmission can also be symmetrical between two individual conductors Three-phase or multi-phase high-voltage line take place.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild für diese Ubertragungsart, und zwar für den Fall einer Dreiphasenleitung. Der ' Generator E erregt die Einzelleiter I und II symmetrisch. 4 shows a circuit diagram for this type of transmission, specifically for the case of a three-phase line. The 'generator E excites the individual conductors I and II symmetrically.

Empfangsseitig sind die Einzelleiter I und II über zwei gleiche Kondensatoren 9 und 10, zwei gleiche Abstimmglieder 12 und 13 und zwei Widerstände Re 1 und Re2 gleichen Wertes geerdet. Auf der der Übertragungsstrecke abgewandten Seite liegen im Zuge der Einzelleiter I und II gleiche Parallelresonanzkreise 6 und 7. Gleiche Lastdrosseln 16 und 17 halten das Potential an der Niederspannungsbelegung der Kondensatoren 9 und 10 gegen Erde fest.On the receiving side, the individual conductors I and II are grounded via two identical capacitors 9 and 10, two identical tuning elements 12 and 13 and two resistors Re 1 and Re2 of the same value. On the side facing away from the transmission path, there are the same parallel resonance circuits 6 and 7 in the course of the individual conductors I and II.

Infolge der Symmetrie der Anordnung besitzen die von den Leitungen 44 und 45 über den Widerständen Re ι und Re 2 abgenommenen hochfrequenten Signalspannungen -f· V und — V die gleiche Amplitude, aber verschiedene Polarität. Da der Transformator 46 die Polarität der über Leitung 45 abgenommenen Spannung umkehrt, erscheinen am Eingang der Zeitschalter Pi und P 2 zwei Spannungen gleicher Amplitude und Richtung. Die Zeitschalter sind mit dem Empfänger R über die gemeinsame Leitung 47 verbunden. Der Empfänger ist andererseits geerdet.Due to the symmetry of the arrangement have the ι from lines 44 and 45 via the resistors Re and Re 2 removed high-frequency signal voltages -f · V and - V is the same amplitude, but different polarity. Since the transformer 46 reverses the polarity of the voltage taken off via line 45, two voltages of the same amplitude and direction appear at the input of the time switches Pi and P 2. The time switches are connected to the receiver R via the common line 47. The receiver, on the other hand, is earthed.

Die Schaltanordnung umfaßt einen symmetrischen Multivibrator 43, der zwei Reihen positiver Rechteckimpulse erzeugt. Dieser Multivibrator wird von der Spannung synchronisiert, die von den Klemmen der Hilfswicklung einer Lastdrossel 17 über die Leitung 24 an ihn herangeführt wird. Diese Spannung, die dieThe switching arrangement comprises a symmetrical multivibrator 43 which has two series of positive square-wave pulses generated. This multivibrator is synchronized by the voltage coming from the terminals of the Auxiliary winding of a load choke 17 is brought to him via line 24. This tension that the

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gleiche Frequenz f hat wie die über das Leitungssystem übertragene Hochspannung, besitzt eine konstante Phasenverschiebung gegenüber der Hochspannung auf dem Leitungssystem. Ein Phasenschieber 25 verändert die Phase der über die Leitung 24 kommenden Spannung, bevor sie an den Multivibrator 43, der mit der Frequemz 2/" arbeitet, angelegt wird. Die Dauer jedes Impulses beträgt /"/4, und die Impulse folgen innerhalb einer Reihe mit den Intervallen /"/4 aufeinander und schließen, beide Reihen betrachtet, unmittelbar aneinander an.Has the same frequency f as the high voltage transmitted via the line system, has a constant phase shift with respect to the high voltage on the line system. A phase shifter 25 changes the phase of the voltage coming over the line 24 before it is applied to the multivibrator 43, which operates at the frequency 2 / ". The duration of each pulse is /" / 4, and the pulses follow within a series with the intervals / "/ 4 on top of each other and, viewed both rows, immediately adjoin each other.

Der Phasenschieber wird so eingestellt; daß die Schaltung zu. Zeitpunkten erfolgt, zu denen die Spannung der Einzelleiter I und II gegen Erde -f VmJ2 oder ■—VmJ2 beträgt, d.h. + Vc in Fig. 6 oder -f- ]/]s/2 Vm und — /3/2 Vm, d. h. ± Vc' in Fig. 6. Zwei aufeinanderfolgende Zeitpunkte sind durch das Intervall /"/4 voneinander getrennt (Fig. 6). Während dasGeräusch vom Einzelleiter I bei normalemEmpfangThe phase shifter is set so; that the circuit too. Points in time at which the voltage of the individual conductors I and II to earth is -f VmJ2 or ■ - VmJ2 , ie + Vc in FIG. 6 or -f-] /] s / 2 Vm and - / 3/2 Vm, ie ± Vc ' in Fig. 6. Two successive points in time are separated from one another by the interval / "/ 4 (Fig. 6). While the noise from the single conductor I in normal reception

ao während der Zeitabschnitte f'-p, v'v usw. und vom Einzelleiter II während der Zeitabschnitte qq', ss' usw. zum Empfänger übertragen würde, sind die Zeitabschnitte, während deren Geräusch auftritt, bei der vorliegenden Anordnung viel kürzer. Sie sind nämlich für Einzelleiter I verkürzt auf n-p, uv usw. und für Leiter II auf qr, st usw.; während dieser Zeitabschnitte beträgt die maximale Spannung 1/3/2 Vm. Da Vm knapp über Vs liegt, bleibt das Geräusch bei einem so niedrigen Pegel, daß der Geräuschabstand entscheidend verbessert wird, ohne daß die Zahl der Koppelkondensatoren und Parallelresonanzkreise, wie sie normalerweise für die Signalübertragung zwischen den Phasen benötigt wird, geändert werden muß.
An Stelle der eben beschriebenen Anordnung kann die der Fig. 5 benutzt werden.ao would be transmitted to the receiver during the time segments f'-p, v'v etc. and from the single conductor II during the time segments qq ', ss' etc., the time segments during which noise occurs are much shorter in the present arrangement. For single conductor I they are shortened to np, uv , etc. and for conductor II to qr, st, etc.; during these time periods the maximum voltage is 1/3/2 Vm. Since Vm is just above Vs , the noise remains at such a low level that the signal-to-noise ratio is significantly improved without having to change the number of coupling capacitors and parallel resonance circuits normally required for signal transmission between the phases.
Instead of the arrangement just described, that of FIG. 5 can be used.

Über Leitung 24 kommt die durch 25 in geeignetem Maße phasenverschobene Synchronisierspannung am Frequenzverdoppler 50 an und wird in 52 begrenzt und verstärkt. Die an den Ausgängen 53 und 54 erhaltenen Rechteckimpulse betätigen die Zeitschalter P1 und P 2 gemäß der oben beschriebenen Methode. Die Erfindung ist auch bei einer Vierphasenleitung anwendbar, und zwar dann, wenn die Übertragung zwischen einer Phase und Erde oder zwischen zwei Phasen erfolgt.The synchronizing voltage, which has been phase-shifted to a suitable extent by 25, arrives at the frequency doubler 50 via line 24 and is limited and amplified in 52. The square-wave pulses received at the outputs 53 and 54 actuate the time switches P1 and P 2 according to the method described above. The invention is also applicable to a four-phase line, namely when the transmission takes place between one phase and earth or between two phases.

Für eine solche Vierphasenleitung entspricht die Schaltung derjenigen der Fig. 4 für die Übertragung zwischen Phase und Erde, bei der zwei Koppelkonden-' satoren benutzt werden.For such a four-phase line, the circuit corresponds to that of FIG. 4 for the transmission between phase and earth, where two coupling capacitors are used.

In Fig. 7 sind die Momentanspannungen der Einzelleiter I, II, III und IV gegen Erde über der Zeit aufgetragen. Für den Empfang eines zwischen den Einzelleitern I und II gegebenen Signals werden nur zwei dieser Einzelleiter, so z. B. die Einzelleiter I und II, benutzt. Von diesen beiden Einzelleitern werden die Signalspannungen abgenommen, in zwei Spannungen gleicher Amplitude und Richtung umgewandelt undIn Fig. 7 the instantaneous voltages of the individual conductors I, II, III and IV are plotted against earth over time. For the reception of a signal given between the individual conductors I and II, only two this single conductor, so z. B. the single conductors I and II are used. Of these two individual ladders, the Signal voltages removed, converted into two voltages of the same amplitude and direction and

..". / zwei Zeitschaltern Pi und P 2 zugeführt, die mit dem Eingang des Empfängers R verbunden sind. Der Zeitschalter P ι ist während der Intervalle ab, cd, ef usw... ". / two time switches Pi and P 2, which are connected to the input of the receiver R. The time switch P ι is during the intervals ab, cd, ef , etc.

geöffnet, der,Schalter P2 während der Intervalle bc, de,fgusw. open, the, switch P2 during the intervals bc, de, fg, etc.

■ Die Schaltung selbst erfolgt so, wie es obenstehend für den Empfang zwischen den Phasen eines Dreiphasensystems beschrieben wurde. An die Zeitschalter Pi und P 2 werden aufeinanderfolgend Impulse angelegt. Die Dauer dieser Impulse beträgt /"/4, wobei f die Frequenz der auf dem Leitungssystem übertragenen Hochspannung ist. Während der Schaltzeitpunkte ,:, erreichen die Spannungen der Einzelleiter I und II gegen Erde den Wert ± Vm γι. Das heißt, daß diese Spannungen immer unter Fs bleiben und daß kein Geräusch irgendwelcher Art an den Empfängereingang gelangt. Dieser Wert ist in Fig. 7 mit ± Vc eingezeichnet. ■ The circuit itself takes place as described above for the reception between the phases of a three-phase system. Successive pulses are applied to the time switches Pi and P 2. The duration of these pulses is / "/ 4, where f is the frequency of the high voltage transmitted on the line system. During the switching times,:, the voltages of the individual conductors I and II to earth reach the value ± Vm γι. This means that these voltages always remain below Fs and that no noise of any kind reaches the receiver input.This value is shown in Fig. 7 with ± Vc .

Fig. 8 zeigt ein Mehrphasenleitungssystem, das mit den üblichen Mitteln für den Empfang zwischen Phase und Erde und mit nur einem Koppelkondensator 9, einem Abstimmglied 12 und einem Widerstand Re sowie mit einem Parallelresonanzkreis 6 und einer Lastdrossel 17 ausgerüstet ist.8 shows a polyphase line system which is equipped with the usual means for receiving between phase and earth and with only one coupling capacitor 9, a tuning element 12 and a resistor Re as well as with a parallel resonance circuit 6 and a load choke 17.

In Fig. 10 ist als Funktion der Zeit die Spannung des Einzelleiters I, der für den Empfang benutzt wird, gegen Erde aufgetragen. Man erkennt die Zeitabschnitte ab, cd, ef. . ., in denen die Spannung über dem Wert Vs bleibt, so daß Störgeräusch vorhanden ist. Während dieser Zeitabschnitte bleibt die Verbindung zwischen dem Einzelleiter I und dem Empfänger mittels des Zeitschalters P unterbrochen. Dies soll nun erläutert werden.In FIG. 10, the voltage of the single conductor I, which is used for reception, is plotted against earth as a function of time. You can see the time segments , cd, ef. . . in which the voltage remains above the value Vs , so that noise is present. During these periods of time, the connection between the individual conductor I and the receiver remains interrupted by means of the time switch P. This will now be explained.

Die der Einrichtung 17 entnommene und über go Leitung 24 und Phasenschieber 25 weitergeleitete Synchronisierspannung erregt einen asymmetrischen Multivibrator 55, der auf der Frequenz 2:f arbeitet (f ist wieder die Frequenz der Hochspannung). Dieser Multivibrator erzeugt eine Reihe positiver Impulse, deren Dauer kürzer ist als die Zeitspanne zwischen den einzelnen Impulsen. Sie werden über Leitung 64 dem Schalter P zugeführt und öffnen diesen während der geräuschfreien Zeitabschnitte bc, de usw. Auf diese Weise werden die Geräuschstörungen vom Empfänger χ00 ferngehalten.The synchronization voltage taken from device 17 and passed on via line 24 and phase shifter 25 excites an asymmetrical multivibrator 55 which operates at frequency 2: f (f is again the frequency of the high voltage). This multivibrator generates a series of positive pulses, the duration of which is shorter than the time between the individual pulses. They are fed to the switch P via line 64 and open it during the noise-free time periods bc, de , etc. In this way, the noise interference is kept away from the receiver χ00.

Das Signal der Frequenz F, das während der Zeitabschnitte ab, cd usw. nicht zum Empfänger gelangt, ist mit der Frequenz zf moduliert. Dadurch entstehen im Signalstrom störende Harmonische der Frequenz F ± 2f oder höhere. Für den Empfang gewisser Signale langsam veränderlicher Frequenzen kann man Bandpässe mit einer Bandbreite benützen, die kleiner als 2,f ist. Dadurch werden die eben erwähnten störenden Komponenten eliminiert, so daß der Empfang nicht mehr durch Geräusch oder durch die Modulation 2 f beeinträchtigt ist.The signal of the frequency F, which does not reach the receiver during the periods ab, cd , etc., is modulated with the frequency zf. This results in interfering harmonics of frequency F ± 2f or higher in the signal stream. Bandpass filters with a bandwidth smaller than 2, f can be used to receive certain signals of slowly changing frequencies. This eliminates the interfering components just mentioned, so that reception is no longer impaired by noise or by the modulation 2 f.

Diese Anordnung ist besonders für die Nachrichtenübertragung durch hochfrequente Trägerströme über Hochspannungsleitungen mit einer Betriebsfrequenz von beispielsweise 50 oder 60 Hz geeignet. So z. B. für Fernsprechwahlzeichen, Fernsteuerung, Fernmessung, Mehrfachtelegraphie oder Fernschreibsignale. Empfangsseitig sind dann Bandpässe mit einer Bandbreite vorgesehen, die nicht mehr als 80 Hz beträgt.This arrangement is particularly useful for transmitting messages through high frequency carrier currents High-voltage lines with an operating frequency of 50 or 60 Hz, for example, are suitable. So z. B. for telephone dialing, remote control, remote measurement, multiple telegraphy or teletype signals. At the receiving end, bandpass filters are then provided with a bandwidth that does not exceed 80 Hz.

In bestimmten Fällen kann es indessen wünschenswert sein, die Zeitabschnitte, zu denen der Zeitschalter P gesperrt ist, zu verkürzen. Dadurch werden die durch Modulation hervorgerufenen Störungen vermindert. In Fig. 11 sind diese Zeitabschnitte zu xx', yy' und zz' verkürzt. Das Störgeräusch wird dannIn certain cases, however, it may be desirable to shorten the time periods during which the time switch P is blocked. This reduces the interference caused by modulation. In FIG. 11, these time segments are shortened to xx ', yy' and zz '. The noise then becomes

578/S41·578 / S41

18365 VIII a/21 a² 18365 VIII a / 21 a ²

nicht vollständig unterdrückt, da es während der Zeitabschnitte Xx, x'X' usw. erscheint.not completely suppressed as it appears during the periods Xx, x'X ' etc.

Es ist klar, daß es die Veränderbarkeit der Länge der dem Zeitschalter P zugeführten Impulse ermöglicht, einen Kompromiß zwischen dem Störgeräusch und der obenerwähnten Störung auf Grund der Modulation mit der Frequenz zf zu schließen und damit diese Anordnung für den Empfang von Signalen beliebiger Wellenform zu benutzen.It is clear that the variability of the length of the pulses supplied to the timer P enables a compromise to be made between the background noise and the above-mentioned interference due to the modulation with the frequency zf and thus to use this arrangement for the reception of signals of any waveform .

ίο Zur Erzeugung von Impulsen mit variabler Länge kann die Anordnung nach Fig. 9 verwendet werden.ίο To generate pulses with variable Length, the arrangement according to FIG. 9 can be used.

Die über Leitung 24 ankommende Synchronisierspannung wird durch den Kreis 25 in der Phase verschoben und in 67 verstärkt. Am Ausgang dieses Verstärkers liegt ein Ausgangstransformator 58, mit dessen Hilfe die Spannung die Steuergitter der Röhren 56 und 57 im Gegentakt erregt. Das Steuergitter von Röhre 56 ist von der Batterie 62 her negativ vorge-The synchronizing voltage arriving via line 24 is shifted in phase by circuit 25 and reinforced in 67. At the output of this amplifier is an output transformer 58, with which Help the voltage energize the control grids of tubes 56 and 57 in push-pull. The control grid of Tube 56 is negative from battery 62

ao spannt und wird abwechselnd durch eine Sekundärwicklung des Transformators 58 erregt.Der ansteigende Teil der positiven Halbwelle hebt die negative Gittervorspannung auf, so daß die Röhre 56 entsperrt wird. Der durch diese Röhre fließende Strom wächst stark an, bis sein Endwert durch das Vorhandensein des Widerstandes 65 festgehalten wird. Der folgende Teil der positiven Halbwelle läßt den Strom der Röhre 56 absinken, sobald die momentane Gitterspannung in bezug auf die Kathode negativ wird. Die Röhre ist dann gesperrt. Die Anodenspeisespannung von Röhre 56 wird durch den gemeinsamen Anodenwiderstand 66 der Röhren 56 und 57 zugeführt. An den Klemmen des Widerstandes 66 erscheint ein annähernd rechteckiger, negativer Impuls während einjs Teiles der erregenden positiven Spannungshalbwelle. Die negative Halbwelle dagegen übt keine Wirkung auf Röhre 56 aus, so daß sie gesperrt bleibt. Die Röhre 57 arbeitet genau so wie die Röhre 56, mit dem einzigen Unterschied, daß die ihr Steuergitter erregende Spannung zu derjenigen der Röhre 56 im Gegentakt ist. Die Anoden der Röhren 56 und 57 sind mit einer Klemme des Widerstandes 66 in der Weise verbunden, daß für jede Halbwelle der über Leitung 24 zugeführten Synchronisierspannung ein negativer Impuls erscheint. Durch Einstellung der Vorspannungsbatterie 62 ist es möglich, über den Transformator 63 bei 64 Impulse veränderlicher Breite zu erhalten.ao biases and is alternately excited by a secondary winding of the transformer 58. The rising Part of the positive half cycle cancels the negative grid bias so that the tube 56 is unlocked. The current flowing through this tube increases sharply until its final value is determined by the presence of the Resistance 65 is held. The following part of the positive half-wave lets the flow of the tube 56 decrease as soon as the instantaneous grid voltage with respect to the cathode becomes negative. The tube is then blocked. The anode supply voltage of tube 56 is provided by the common anode resistor 66 the tubes 56 and 57 fed. At the terminals of the resistor 66 an approximately rectangular, negative impulse during part of the exciting positive voltage half-wave. The negative half-wave, however, has no effect on tube 56, so that it remains locked. The tube 57 works exactly like the tube 56, with the only difference that the voltage exciting its control grid is push-pull to that of the tube 56. The anodes of the Tubes 56 and 57 are connected to one terminal of resistor 66 in such a way that for each half cycle the synchronization voltage supplied via line 24 a negative pulse appears. By attitude of the bias battery 62 it is possible via the transformer 63 at 64 pulses variable Width to get.

Es ist klar, daß die obige Beschreibung nur beispielshalber an Hand bestimmter Ausführungsformen vorgenommen wurde und daß weitere Ausführungsbcispiele möglich sind, die über den Rahmen der Erfindung nicht hinausgehen. So können die Zeitschalter durch negative anstatt durch positive Impulse gesperrt und entsperrt werden. Die Zeitschalter für die Unterbrechung der Verbindung zwischen den Widerständen Re i, Re 2 und Re^ und dem Signalempfänger können auch durch Einrichtungen zum Kurzschließen dieser Widerstände ersetzt sein, oder es können beide Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden. Die genannten Widerstände können durch Impedanzen ersetzt sein, die einstellbar sind, so daß sie für den Fall eines asymmetrischen Leitungssystems geeignet sind. An Stelle der elektronischen Schalteinrichtung kann eine andere Schalteinrichtung treten, z. B. eing solche mit einer synchron rotierenden' Mechanik, 'It is clear that the above description has only been made by way of example with reference to certain embodiments and that further exemplary embodiments are possible which do not go beyond the scope of the invention. The time switches can be locked and unlocked by negative instead of positive pulses. The time switches for interrupting the connection between the resistors Re i, Re 2 and Re ^ and the signal receiver can also be replaced by devices for short-circuiting these resistors, or both measures can be used at the same time. The resistances mentioned can be replaced by impedances which are adjustable so that they are suitable for the case of an asymmetrical line system. Instead of the electronic switching device, another switching device can occur, e.g. B. some with a synchronously rotating 'mechanics,'

Claims

Patent claims:

ι. Receiving arrangement for signals given over high-voltage lines to improve the signal-to-noise ratio, characterized in that a switching device synchronized with the high-voltage frequency connects the receiver to the high-voltage line only in those periods of time during which the voltage between the line and earth is significantly below its peak value. ■. ,, ■ ■ ^..,.:.:.

2. Arrangement according to claim 1, for, over different individual conductors of a single-phase multiphase _r high-voltage line, given signals, characterized in that, ß, the individual conductors are successively connected to the receiver in the time segments during which the 'voltage of the respective Single conductor to earth is considerably below its peak value. '. "■ .-. ■,

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the voltage for synchronization ■ inductively from the high-voltage line is decoupled and the switching device (22 in Fig. 1) via a phase shifter. (25): delivered will.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that a mechanical! Switching device is used. . \ \ '; ■ - ..

5. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that an electronic switching device is used.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that in the lines leading to the receiver (z. B. in the conductors 18, 19, 20 in Fig. 1) are mechanical or electronic switches (Pi, P2, P 3) which are opened and closed under the control of the switching device (22).

7. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that between the receiver Leading lines and earth short-circuit switches are under the control of the switching device (22) can be closed and opened.

8. Arrangement according to claim 2, characterized in that the of the individual conductors ^ (phases) taken signal voltages to the same amplitude and bring the same polarity.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the decrease of the single conductor (I in Fig. 1), which supplies the signal voltage, compared with that of the other individual conductors (II, III), with double amplitude and reversed phase position, via a Potentiometer (Rei) and a reverse transformer (21) takes place.

10. Arrangement according to claim 1 for signal transmission between a single conductor (phase) and earth, where the only switch (P in Fig. 8) is only opened in the noiseless periods of time, characterized in that the through the Switching frequency caused modulation

609 578/341

I 8365 VIII a/21 a^s I 8365 VIII a / 21 a ^s

'"ß'äriäpasst' is 'suppressed'," whose bandwidth is smaller than the ^; S'chaltffequen'z is.

ii. Arrangement according to claim ι or ι and io for signal transmission between a single conductor (phase) and earth, in which the only switch (P in Fig. 8) is only opened in low-noise periods, characterized in that; that this Ratio of the opening time to the locking time of the switch in accordance with the noise disturbance and the Modulation interference is selected.

For this purpose 3 sheets of drawings