Verfahren zur Verminderung des Über- und Nitsprechens in Fernsprechdoppelleitungen und Doppelsprechkreisen. Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Ver minderung des Mit- und Übersprechens Fern sprechdoppelleitungen bezw. Doppelsprech- kreise in einzelne Abschnitte zu unterteilen, deren Kapazitätswerte durch Messungen er mittelt werden, worauf die Abgleichung der gemessenen Kapazitätswerte durch Zusatz kondensatoren erfolgt.
Nach einem weiteren Vorschlag wird zuerst das Übersprechen durch Hinzuschalten geeigneter Zusatzkondensatoren unter gleichzeitiger Kontrolle des Überspre- chens gedämpft und. hierauf unter Benutzung von Zusatzkapazitäten, welche die bestehen den Kapazitätsverhältnisse symmetrisch be einflussen, das Mitsprechen in derselben Weise abgeglichen.
Die Praxis hat nun ergeben, dass selbst beim sorgfältigsten Ausgleich der Einzelab schnitte beim Zusammenschalten derselben dennoch empfindlicher die Verständigung er schwerende Nebensprechstörungen auftreten können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu grunde, diesen Übelstand zu vermeiden. Sie geht von der Überlegung aus, dass das Über und Mitsprechen seine Ursache nicht nur in Kapazitätsdifferenzen hat, bezw. in einem un vollkommenen Abgleich der Kapazitätswerte, sondern auch elektromagnetische Kopplungen in den Leitungen und insbesondere den Spu len eine erhebliche Rolle dabei spielen, und dass ferner diese elektromagnetischen Störungs einflüsse ungefähr in derselben Abhängigkeit von der Frequenz der die Leitung durchflie ssenden Ströme stehen, wie die elektrostati schen Störungen.
Hierauf fussend besteht die Erfindung darin, dass der abzugleichende Lei tungsabschnitt zum Abgleich durch Wechsel strom von mittlerer Sprachfrequenz durch flossen wird, so dass die magnetischen Kopp lungen wirksam werden. Die Zusatzkapazi täten werden dann derart bemessen, dass sie beim Stromdurchgang eine möglichst grosse Dämpfung des Mit- und Übersprechens er geben. Zweckmässigerweise erfolgt der Ab schluss der zu messenden Kabelstrecke durch- ein aus ohmschem Widerstand und gönden- sator bestehendes Gebilde, wie-bei,;
pielsweise auf der Zeichnung (Fig. 1) für den Abgleich zweier Stammleitungen angegeben, welches den Wellenwiderstand der an .den Leitungs abschnitt anzuschliessenden Leitungsstrecke bei der Messfrequenz wiedergibt und der je weilig in Betracht kommenden Leitungsstrecke angepasst werden kann.
Das Verfahren ist selbstverständlich auch geeignet bei Leitungen ohne Spulen, insbe sondere zum Abgleich von Krarup-Kabeln, bei denen die Induktivität gleichmässig über die ganze Kabellänge verteilt ist.
Obschon diese Abgleichmethode einen be deutenden Fortschritt gegenüber der älteren, in der Einleitung der Beschreibung erläuterten bedeutet, so können dennoch selbst beim sorg fältigsten Abgleich der einzelnen Kabelab schnitte durch ihr Zusammenschalten Unsym- rnetrien in der Leitung entatehen, die ein störendes Nebensprechen zur Folge haben.
Ferner ist es bei dem beschriebenen Ab gleich erforderlich. die Nachbildung, welche den Wellenwiderstand der an den Leitungs abschnitt anzuschliessenden Leitungsstrecke wiedergibt, entsprechend der jeweilig in Be tracht kommenden Leitungsstrecke einzu stellen. .
Der folgenden Ausführungsform der Er findung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Übelstände zu beseitigen, was dadurch ge schieht, dass vor dem Messen eines abzuglei chenden Leitungsabschnittes dieser an die schon abgeglichene Leitungsstrecke ange schlossen und in seiner endgültigen Lage ab geglichen wird. Das hat den Vorteil, dass auch die beim Zusammenschluss der Abschnitte entstehenden Unsymmetrien bei jeder Zu sammenschaltung berücksichtigt werden. Bei diesem Verfahren wird die Nachbildung gleich dein mittleren Wellenwiderstand ein- für alle mal festgelegt und schliesst die abgeglichene Kabelstrecke ab. Durch Versuche wird er mittelt, dass gerichtete Widerstände, d. h. Widerstände mit Phasenverschiebung, zur Nachbildung des Wellenwiderstandes nicht erforderlich sind.
Es genügt, die Stromkreise durch-ohmsche Widerstandskombination, z. B. in Form einer Sternschaltung, abzuschliessen (Fig. 2 und 3), wobei die Grösse<B>16</B> dieser Widerstände zweckmässig derart gewählt ist, dass 2 R annähernd den Betrag des endgül tigen Wellenwiderstandes einer der Doppel leitungen<I>I</I> oder<I>TI</I> ist. Es wurde ferner ge funden, dass die gemeinsame Erdung der Wi derstände am Scheitel des Sternes den Ab gleich weiter verbessert dadurch, dass die Unterschiede in den Erdkapazitäten mitbe- rücksichtigt werden.
Selbstverständlich kann an Stelle der ohrn- schen Widerstandskombination auch eine ent sprechende Kombination aus Kapazitäten be nutzt werden, die einen elektrischen Sym metriepunkt mit Bezug auf die Anschlüsse an die Aderenden besitzt, der geerdet ist.
Ein Nachteil, welcher diesem Verfahren noch anhaftet, besteht darin, dass der- Einfluss der Unsymmetrie des zuerst abgeglichenen Abschnittes auf den zweiten wohl im letzte ren aufgehoben wird, dass aber umgekehrt nicht der Einfluss des später angeschlossenen auf den vorher abgeglichenen aufgehoben wird. Die Folge davon ist, dass man einen vorzüg lichen Abgleich für das zuletzt abgeglichene Kabelende erzielt, während die Nebensprech- verhältnisse für den Anfang nicht so gut sind.
Um diesen Übelstand zu beseitigen, kann der Abgleich von dem mittleren Teil des Kabels ausgehend vorgenommen werden, und beide Hälften werden getrennt bis zu dem Ende abgeglichen. In diesem Falle wird man für die beiden Enden gleich gute Nebensprech- verhältnisse erhalten, während sie im mitt leren Teil, wo sie ohne störenden Einfuss sind, schlechter sein können. .
Letzteres Verfahren bat auch noch den Vorteil, dass, falls die Arbeit beschleunigt werden soll, zwei Messkolonnen benritzt wer den können. In der Mitte werden dann zwei Nachbildungen angeordnet, und jede Kolonne kann dann unabhängig von der andern in entgegengesetzter Richtung vorgehen.
In Fig. 4 ist schematisch das Abgleieh- verfahren beim Beginn des Abgleichs am Kabelanfang angedeutet. Mit a ist die Nach bildung des Wellenwiderstandes für die Mess- frequenz, mit b die bereits abgeglichene Kabel- strecke und mit c das eben angeschlossene, noch auszugleichende Kabelstück bezeichnet. In Fig. 5 ist schematisch das Abgleichver- fahren veranschaulicht, bei welchem man von dem mittleren Teil des Kabels ausgeht.
Die Messkolonne geht von d nach der einen oder andern Richtung mit ihrer Arbeit vor bis zu dem entsprechenden Kabelende.
Selbstverständlich ist das beschriebene Verfahren sinngemäss auch auf die Methode des Kapazitätsausgleichs nach dem bekann ten Kreuzungsverfahren anwendbar. Man kann dabei beispielsweise wie folgt vorgehen : Für die Messung der Kapazitätsdifferenzen werden die Messstücke .durch Widerstände der be schriebenen Art abgeschlossen. Nach erfolg tem Zusammenschalten eines Spulenfeldes mit entsprechenden Kreuzungen wird nun mehr der erste Abschnitt des folgenden Spu- lenfeldes in Zusammenschaltung m-it dem be reits abgeglichenen Spulenfeld gemessen.
Die folgenden Abschnitte des zweiten Spulenfel- des werden wieder so behandelt wie die des ersten.
- Der Anfang des ersten Spulenfeldes bleibt dauernd durch die erwähnten Widerstände abgeschlossen. Das dritte und die weiteren Spulenfelder werden in ähnlicher Weise be handelt wie das zweite. ' Verbleibt bei einem nach den beschriebe nen Arten des Verfahrens abgeglichenen Ka beln noch ein gewisses Nebensprechen, so kann dieses dadurch behoben werden, dass der Kapazitätsausgleich, der beiden letzten Spulenfelder des Kabelendes gleichzeitig er folgt, und zwar derart, dass durch gleich zeitige Veränderung von zwei Kondensatoren das Verschwinden der Induktivität bei einer mitteren Sprechfrequenz durch das Tonmini mum festgestellt wird.
Diese Massnahme beruht auf folgenden theoretischen Überlegungen Der durch eine Spannung Y in einer Dop pelleitung vom Wellenwiderstande Z am An fang eines langen Kabels hervorgerufene In duktionsstrom<I>In</I> lässt sich darstellen durch
EMI0003.0022
<I>W</I> ist eine komplizierte Funktion der Fre quenz. (Siehe Küpfmüller, Archiv für Elektro technik Bd. gII, Seite 191- usf.) Bei einem durch Kondensatoren abgeglichenen Kabel ist #P im Bereich der Sprechfrequenzen vorwie gend reell. Der imaginäre 'Anteil ist durch die Kondensatoren kompensiert worden.
Dass von Null verschieden ist, rührt von Un gleichmässigkeiten in der Induktivität und dem ohmschen Widerstande der einzelnen Adern her.
Da W mit steigender Frequenz m wächst, werde es in der Form #ff .- (o # g <I>(w)</I> geschrieben. g (m) ist eine mit der Frequenz stark schwankende Funktion, deren Mittel wert durch eine "glatte Kurve," d. h. durch eine Kurve ohne Sprünge, darstellbar ist. Der Einfachheit halber wurde angenommen, diese glatte Kurve sei durch eine Konstante ge geben.
Da #V mit dem Dämpfungsmass ssi des ?Nebensprechens zusammenhängt durch die Gleichung
EMI0003.0042
so ergibt sich hieraus für ssl der in Fig. 6 wiedergegebene mittlere Verlauf. Dabei ist die belanglose Annahme gemacht, dass für w - 5000, ssd <I>=</I> 9,0 sei.
Nun kann man das Nebensprechen auf folgende Weise vermindern. Man denke sich in den beiden ersten Spulenfedern des Kabels durch Kondensatoren ko und ki kapazitive Kopplungen zwischen den beiden Sprechkrei sen angebracht. Dann gilt für<B>?V</B>, nach Küpf- müller 1. c.
Seite 192: tP' <I>=</I> co # <I>g</I> + lco <I>ja)</I> + ki <I>j</I> (o e-'-' .7 a <I>(4)</I> wobei a das Winkelmass der induzierten Lei tung darstellt, das von der Frequenz abhän <B>gig</B> ist wie
EMI0003.0065
G1. (4)
lässt sich auch schreiben !F <I>=</I> gco <I>-</I> ko # <I>j</I> m -,-- ki # <B><I>j</I></B> co cos 2a kio) sin 21 -z (5) _ Wir bringen nun das Nebensprechen da durch zum Verschwinden, dass wir Y' = 0 setzen.
Das liefert die beiden Bedingungen,:
EMI0004.0001
Die Werte ko und k1 sind mithin voll a und damit von der Frequenz abhängig. Es wird jedoch gezeigt, dass trotzdem durch das Einfügen der beiden Kopplungen ko und k1 von der durch die G1. (6) und (7) für eine bestimmte Frequenz, beispielsweise m = 5000, gegebenen Grösse eine wesentliche Verminde rung des Nebensprechens für einen grösseren Frequenzbereich erzielt wird.
Es sei um" <I>=</I> 16000, die Messfrequenz m = 5000. Dann ist
EMI0004.0012
und a = 36,6 0. Damit wird nach G1. (6) und (7) 1o = 0,303 g, k1 = 1,045 g.
Setzt man diese Werte in G1. (5) ein, so erhält man T' = mg [1 - 1,045 sin 2a -f- j (0,303 - 1,045 cos 2u)] mit lco = 0; k1 = 0 ist yj = mg.
Daher ist die Verbesserung fl' gegeben durch
EMI0004.0029
EMI0004.0030
Die hieraus folgenden Grössen (3' sind für verschiedene
EMI0004.0032
in der folgenden Tabelle wie dergegeben und in Fig. 7 aufgezeichnet.
EMI0004.0034
Die Werte ss' addieren sich zu den Werten (3b der Fig. 6. Daher erhält man als Resultat das Bild der Fig. B.
Praktisch geht der Ausgleich so vor sich, dass man an den beiden Punkten variable Kondensatoren ko und k1 (Fig. 9) zufügt und so lange verändert, bis man am Anfang der induzierten Leitung das Tonminimum wahr nimmt. Das Gleiche muss nach Einsetzen der Kondensatoren vom fernen Ende des Kabels aus ausgeführt werden. Hierauf muss man erforderlichenfalls am Anfang wieder etwas nachgleichen. Das Verfahren konvergiert um so rascher, je grösser die Leitungsdämpfung ist. Die Zahl der einzusetzenden Kondensa toren wird dabei natürlich nicht erhöht.
In Fig. 9 ist die Messeinrichtung an einem Kabelende veranschaulicht. Mit ko, ki sind die beiden einstellbaren Kondensatoren be zeichnet, die in den beiden ersten Spulenfel- dern angebracht sind und die beiden Sprech kreise miteinander koppeln, mit F ein Fern hörer und mit b' eine Wechselstrorrrquelle, die vorzugsweise einen Wechselstrom von mitt lerer Sprechfrequenz c) = 5000 liefert.
Die Abgleichung erfolgt im übrigen wie gewöhnlich.
Die Kondensatoren ko, k1 werden unter gleichzeitigem Abhören so lange eingestellt, bis am Fernhörer das Tonminimum wahrge nommen wird. Hierauf wird dieselbe Einstel lung am andern Kabelende ausgeführt, wor auf all dem ersten Ende nachgestellt wird und diese Nachstellungen wechselweise an beiden Kabelenden so oft wiederholt werden, bis die günstigsten Werte erzielt worden sind: Die einstellbaren Kondensatoren Donnen dann durch entsprechende feste Kondensatoren- er setzt werden. Der Erfindungsgegenstand kann selbstverständlich auch bei Krarupkabeln und Freileitungen angewandt werden.