Anordnung zur Fernmeldung mittelst Trägerwellen. Die Erfindung bezieht sich auf Anord nungen zur Fernmeldung mittelst Träger wellen.
In allen uns bekannten Formen der prak tisch verwendeten Trägertelephonie werden die Übertragungen in den entgegengesetzten Richtungen durch Differentialübertrager oder dort, wo verschiedene Frequenzen für die verschiedenen Richtungen verwendet werden, durch Filter getrennt. In beiden Fällen wer den an jedem Ende getrennte Hochfrequenz sende- und Empfangszweige benützt.
Im amerikanischen Patent Nr. 1.559867 ist jedoch die Verwendung eines einzigen Stromkreises für jedes Übertragungswegende vorgesehen, welcher sowohl als Modulator, als auch als Demodulator wirkt, und die ankom mende wie die abgehende Übertragung gehen in entgegengesetzter Richtung durch diesen Stromkreis, ohne dass sie zuerst in einen Empfangs- und einen Sendezweig getrennt -erden müssen.
Die vorliegende Erfindung geht einen Schritt weiter und besteht darin, dass in einer Anlage mit zwei Stationen in beiden Sta tionen Zweiweg-Leiteinrichtungen vorgesehen sind, die sowohl als Modulatoren, wie als Demodulatoren arbeiten können, und dass eine Trägerwellenquelle in einer Station zwischen die Leiteinrichtung und eine die beiden Stationen verbindende Leitung eingeschaltet ist.
Um die zur Demodulation erforderliche richtige Phasenbeziehung zwischen der Trä gerwelle und den ankommenden Seitenbän dern zu erhalten, kann in die Leitung ein Netzwerk eingeschaltet werden. Diese Be ziehung kann zum Beispiel so gewählt sein, dass die totale Phasenverschiebung praktisch gleich 90 oder einem ganzen Vielfachen davon wird.
Die Zeichnung, welche ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes dar stellt, zeigt eine Einweg-Gegenspreeh-Trä- gerströmtelephonieanlage, die die Nie-der- frequenzapparate 22 und 22' miteinander ver bindet.
Die Trägerwellenausrüstung umfasst in jeder Station ein Sprechstromfilter 32 oder 32', welches Sprechströme, nicht aber Ströme mit höherer Frequenz durchlässt, einen Modu- lator-Demodulatorstromkreis 3:3 oder 33' und ein Hochfrequenzfilter 34 oder 34', welches die im Trägerwellenweg benützten Frequen zen, nicht aber die Sprechfrequenzen durch lässt.
Zu den oben erwähnten Elementen besitzt die im obern Teil der Zeichnung gezeigte Station eine Trägerwellenquelle 40 und ein Netzwerk 44 für die Phasenkompensation, dessen Bedeutung weiter unten beschrieben wird. Es ist ersichtlich, dass die Träger wellenquelle 40 nur in einer Station vorhan den ist.
Die Modulatoren-Demodulatoren 33, 33' des Ausführungsbeispiels enthalten feste Ele- mente, vorzugsweise Trockengleichrichter einheiten, die in Brückenanordnung geschal tet sind. Die Trägerwelle aus der Quelle 40 wird dem einen Diagonalklemmenpaar zu geführt und der Sprechstrom dem andern glemmenpaar der Brücke. Wenn der Brücke nur Sprechspannungen aufgedrückt würden, so würde sie abgeglichen bleiben,. und in der Hochfrequenzleitung würden keine Ströme auftreten.
Die Trägerwelle aus der Quelle 40 verursacht jedoch eine Ungleichheit der Brücke. Die einen Halbwellen der Träger frequenzströme fliessen durch ein Paar gegen überliegende Brückenarme und die andern Halbwellen durch das andere Paar, wobei der Widerstand eines jeden Paares jedesmal her abgesetzt wird. Die Niederfrequenzleitung ist daher in Wirklichkeit infolge der Um schaltewirkung der Gleichrichterbrücke zu erst in einem Sinne und dann im entgegen gesetzten Sinn mit der Hochfrequenzleitung verbunden.
Dadurch treten in der die Trä- gerwellenquelle enthaltenden Hochfrequenz leitung Träger- und Seitenbandkomponenten auf. Bei der Demodulation werden die Trä- gerwelle und die Seitenbänder dem gleichen Diagonalklemmenpaar zugeführt, und die resultierende Sprechfrequenz tritt am andern Klemmenpaar auf.
Daher sind zwei Punkte der Brücke Niederfrequenzklemmen für den zugeführten und den entnommenen Sprech strom und die beiden andern Hochfrequenz klemmen für die Trägerwelle, sowie für die zugeführten und erzeugten Seitenbänder. Die Modulatox-Demodulatoreinheit ist daher ein Zweiweg-Frequenzumsetzungsstromkreis.
Die Anlage umfasst ferner (eine Blitz- schutzeinrichtung mit den Nebenschluss- Schutzelementen 41, 41' und den P,eihendros- selspulen 42, 42'.
Sprechströme aus dem Apparat 22 gelan gen durch das Filter 32 nach dem Modulator 33, wo durch die Wirkung des mit Träger strom aus der Quelle 40 gespiesenen Modu- lators Seitenbänder erzeugt werden. Die bei den Seitenbänder und die urmodulierte Trä gerkomponente werden über ein Phasenkom- pensationsnetzwerk 44 und das Leitungsfilter 3,4, welches eine Übertragerspule umfasst, nach der Leitung L übertragen.
In der Ge genstation werden die Seitenbänder und die Trägerkomponente von der Leitung L dem Leitungsfilter 34' und dem Modulator-De- modulator 33' zugeführt, wo durch Demodu- lationSprechströme erzeugt werden, die über ein Niederfrequenzfilter 32' dem Apparat 22' zugeführt werden.
Sprechströme aus dem Apparat 22' ge langen durch das Sprechstromfilter 32' nach dem Modulator-Demodulator 33', wo sie den von der Quelle 40 der fernen Station gelie ferten Trägerstrom modulieren.
Die resul tierenden Seitenbänder fliessen nach ,d-er obern Station und werden im Stromkreis 33 durch Vereinigung mit dem Trägerstrom aus der Quelle 40 demoduliert. Die Austrittsleistung des demodulierten Sprechstromes wird dann ein Maximum sein, wenn die Trägerwelle den beiden Modulatoren-Demodulatoren -33, 33' mit solcher Phase geliefert wird, dass, wenn die urmodulierte Trägerkomponente als von 33' nach 33 übertragen betrachtet wird,
diese genau in Phase mit der von der Quelle 40 nach dem Modulator 33 gelieferten isst. Die Wirkung wirrt dann die gleiche sein, wie wenn im Modulator 33' eine separate Trägerquelle benützt und die unmodulierte Trägerkomponente aus jener Quelle im De modulator 33 genau phasengleich zur Welle aus der Quelle 40 ankommen würde.
Das Phasenkompensationsnetzwerk 44 dient zur Einregulierung der Leitung auf eine ge wünschte totale Phasenverschiebung.
Es ist ersichtlich, dass die Trägerwellen- appa.ratur im untern Teil der Zeichnung von der im obern Teil gezeigten Apparatur ent fernt aufgestellt ist. Zum Beispiel können die Einrichtungen 32', 33' und 34' alle in einem Kasten auf einem Leitungsmast oder in einem Mannloch untergebracht werden, und die diese Einrichtungen mit der Appa ratur 22' verbindende Leitung kann ein Fern- leitungs-Einführungskabel sein, das nach einem Telephonamt führt. Dies kann so durchgeführt werden, da die Trägerapparatur an diesem Ende keinen Unterhalt erfordert.
In einem bestimmten Falle wurden alle die vorstehend erwähnten Apparate in einem Kasten von der Dimension 23 X 9 X 9 cm untergebracht.
Wenn die Leitung passend abgeschlossen ist und eine Länge aufweist, die genau gleich einem Viertel der Wellenlänge der Träger welle ist, so kommt die Trägerwelle aus der Quelle 40 nach dem einmaligen Durchlaufen der Leitung nach dem fernen bIodulator 33' und zurück über die Leitung nach dem De- modulator 33 an der letzteren Stelle mit einer der Phase der .durch die Quelle 40 nach dem Demodulator 33 gelieferten Trägerwelle ent gegengesetzten Phase an. Ist die Leitungs länge gleich .der halben Wellenlänge, so kehrt die Trägerwelle genau in Phase zurück.
Für beide Fälle (ob in Phase oder mit entgegen gesetzter Phase) ist die Phasenbeziehung zwi schen den vom Modulator 33' kommenden Seitenbändern und der zu ihrer Demodulation verwendeten Trägerwelle derart, dass die de- modulierten Sprechströme eine maximale Amplitude erhalten. Diese Phasenbeziehung wird erreicht, wenn die effektive Leitungs länge zwischen der Modulationseinheit <B>33</B> und der Einheit 33' gleich einer Viertelswellen- lä.nge oder einem ganzen Vielfachen derselben gemacht wird.
Der Zweck des Phasenverschiebungsnetz- werkes 44 besteht darin, der Leitung eine effektive Gesamtlänge zu geben, die gleich einer Viertelswellenlänge der Trägerwelle oder einem ganzen Vielfachen tierselben ist, oder annähernd einen solchen Zustand zu er reichen und die Austrittsleistung der demodu- lierten Sprechströme in der obern Station zu erhöhen.
Die Wirkungsweise der Phasenverschie- bungsnetzwerke ist bekannt und zum Bei spiel im Britischen Patent Nr. 342307 dar gelegt, in welchem die Beziehungen zwischen der Phasenverschiebung und den Impedanzen für Phasenverschiebungsnetzwerke erläutert werden, in denen die durch den diesen Netz werken innewohnenden Widerstand bewirk ten Verluste kompensiert werden.
In einem bestimmten Falle enthielt das Phasenverschiebungsnetzwerk zwei Ab schnitte, wie dies die Zeichnung zeigt, die gesondert oder in Reihe benützt werden konnten. Der zwischen den Klemmen 1, 2 und 3, 4 liegende -Abschnitt gab eine Phasen verschiebung von. '221/2 Grad, während der andere, zwischen den Klemmen 5, 6 und 7,
8 liegende Abschnitt eine Verschiebung von 45 Grad bewirkte. Die Hintereinanderschal- tung der beiden Abschnitte ergab eine Pha- sennacheilung von 671/2 Grad. In diesem Falle war jede der Induktanzen zwischen den Klemmen 1, 2 und 3, 4 gleich 3, 94 Millihenry und jede der Kapazitäten in die sem Abschnitt gleich 0,0048 Mikrofarad.
Im andern Abschnitt war jede Induktanz gleich 8,19 Millihenry und die Kapazitäten gleich 0,10 Mikrofarad. Der Wellenwiderstand war in jedem Fall !640 Ohm. Die Trägerfrequenz war gleich 10,3 Kilohertz.
Der Amplitudenverlust infolge ungün stiger Phasenverschiebung kann sehr gross sein. Wenn die Phasenverschiebung beim einmaligen Durchlaufen einer Leitung 45 Grad beträgt, so sind die empfangenen Sprechströme theoretisch gleich Null, weil dann Trägerwellen, die aus der Quelle 40 nach .dem t@Iodulator 33' gelangen, Seiten bänder erzeugen, die nach dem Demodulator 33 mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad gegenüber den Trägerwellen an .der Quelle 40 zurückkommen und keine Demodulation der Zeichen stattfindet.
Wenn die Phasenver schiebung von Null oder von 90 Grad oder einem Vielfachen von 90 Grad um 1l1/4 Grad für ein einmaliges Durchlaufen der Leitung abweicht, so beträgt der infolge dieser Ab weichung in der empfangenen Amplitude auftretende Verlust 0,5 Dezibel. In gewissen Fällen wird man untersuchen, ob der Ver lust in der empfangenen Sprechstrom-Ampli- tude gross genug ist, um .die Kosten des Ein schlusses des Phasenverschiebungsnetzwerkes zu rechtfertigen. Dies kann durch Versuche erfolgen.
Die gezeigten Werte der Netz werkphasenverschiebung sind so, dass sie für einmaliges Durchlaufen der Leitung den Be trieb mit einer 111/4 Grad nicht übersteigen den Abweichung von Null oder 90 Grad Ver schiebung erlauben.