DE484677C - Einrichtung zum Phasenausgleich bei Fernmeldeleitungen mit punktweiser, induktiver Belastung - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Phasenausgleich bei Fernmeldeleitungen mit punktweiser, induktiver Belastung Die Erfindung bezieht sich auf punktweise induktiv belastete Leistungen für die Übertragung von Fernsprechströmen u. dgl. Sie bezweckt, ein für lange Fernverbindungen geeignetes System zur induktiven Belastung ztt schaffen, durch das störende Einschivingvorgänge weitgehend verkürzt oder vermieden «erden.
• Es hat sich nämlich gezeigt, daß in langen Fernkabelleitungen verschiedene Faktoren gemeinsam die Güte der Übertragung herabsetzen. Einer dieser Faktoren, der sich besonders störend bemerkbar macht, ist die Verzerrung durch Einschwingvorgänge, die dann eintritt, wenn nicht sämtliche Wellen mit derselben Geschwindigkeit über die Leitung laufen.
• Das Belastungssystem nach Pupin besteht bekanntlich darin, in bestimmten gleichmäßigen Abständen Induktivitäten in die Leitung zu schalten. Es ist bekannt, daß ein so belastetes Kabel hinsichtlich der Wellenausbreitung gleichwertig ist mit einem »Spulenleitung« genannten Kettenleiter, von dem ein Glied in A@bb. i dargestellt ist. Hierin bedeutet K die Kapazität einer halben Spulenfeldlänge; a L ist die Gesamtinduktivität der zur Belastung verwendeten Pupinspule. Die Zeit t, die eine Welle der Kreisfrequenz c) braucht, um einen Spulenabschnitt nach Abb. i zu durchlaufen, ist durch die Gleichung gegeben. Hierin bezeichnet (z das Phasenmaß der Spulenleitung, nämlich wobei r)" die Grenzfrequenz der Pupinleitung bedeutet. Wenn man die Größe a mittels G1. (z) in G1. (i) einsetzt, erhält man für die Laufzeit der Welle von der Frequenz o) den Ausdruck Der Verlauf von t ist in Kurve a der Abb. z dargestellt. Man erkennt daraus, daß die Laufzeit für höhere Frequenzen größer ist als für tiefere Frequenzen, was Einschwingvorgänge zur Folge hat.
• Die Erfindung löst die Aufgabe, das Belastungssy stem nach Abb. i durch ein neues zu ersetzen, das in bezug auf die Wellenausbreitung erheblich gleichmäßigere Laufzeiten ergibt wie das ursprünglicheBelastungssystem und so Einschwingvorgänge weitgehend vermeidet. Es ist bekannt, daß man die Verkürzung der Einschwingzeiten dadurch erreichen kann, daß Netzwerke zu der Leitung hinzugeschaltet werden, die aus Spulen und K öndensatoren bestehen und für alle in Betracht kommenden Frequenzen die Laufzeiten der einzelnen Frequenzen in der Leitung auf den gleichen Wert ergänzen. Gemäß der Erfindung kann aber die Einschaltung besonderer Spulen in Hilfsnetzwerken vermieden werden, wenn man die sowieso vorhandenen Belastungsspulen gemäß der Erfindung durch Zuschaltung von Kondensatoren zu neuartigen Belastungseinheiten ergänzt. Die Lösung,dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß z. B. dadurch erreicht, daß zwischen die Mitte .der beiden Wicklungen L von Abb. i ein Kondensator 2 C geschaltet wird, so daß sich ein Ersatzschema des belasteten Spulenfeldes nach Abb.3 ergibt.
• Denselben Zweck erreicht man durch eine Abänderung des Ersatzschemas nach Abb. i in das durch Abb. q. dargestellte, wo zwischen die Punkte i, q. und 2, 3 je ein Kondensator C diagonal geschaltet ist. Die beiden belasteten Spulenfelder nach Abb. 3 und d. sind einander vollkommen gleichwertig; für beide Anordnungen kann das Phasenmaß a aus folgender Beziehung berechnet werden: Für C= O würde man hieraus den. durch G1. (2) gegebenen Ausdruck für das Phase@n.-maß der Spulenleitung erhalten. Mit HIHe der G1. (i) und (5) erhält man schließlich für die Laufzeit t einer Welle der Frequenz o in einem nach Abb. 3 oder q. belasteten Spulenfelde Mit Hilfe. dieser Beziehung sind die Laufzeitkurven Fr und c der Abb. 2 berechnet worden. Man erkennt hieraus, daß z. B. beim Verhältnis die Laufzeiten aller Frequenzen bis ungefähr zur Frequenz rv - o,75o)a praktisch gleich sind. Dieses bedeutet, daß alle Frequenzen dieses Bereichs bei einem so belasteten Kabel am Ende des Kabels zur gleichen Zeit eintreffen, d. h. die Einschwingvorgänge sind weitgehend vermieden. Aus Abb.2 ist ersichtlich, daß für das Verhältnis Werte zwischen etwa 0,4 und o,8 besonders günstig sind.
• Das neue Belastungssystem ist nicht nur für die Belastung vors Stammkreisen, sondern in gleicher Weise auch für die Belastung von Viererkreisen verwendbar. Abb.5 zeigt die vo.llständ ig e Belastungseinheit für einenViererstromkreis, wobei die Ausgleichskondensatoren gemäß A:bb. 3 hinzugefügt sind. Die Leitungen a-c und b-d stellen die beiden Stammleitungen dar, von denen jede durch eine Spule 5 belastet ist. Die Mittelpunkte AC und B D' jeder Wicklungshälfte derbeiden Stammspulen 5 sind durch einen Ausgleichskondensator 6 miteinander verbunden. Für den Ausgleich des Viererkreises sind dagegen vier Kondensatoren 7 notwendig. Die Punkte AB CD entsprechen nämlich nicht nur den mittleren Punkten der Spulenhälften der beiden Stammspulen 5, sondern sind auch elektrisch mit denjenigen der Viererspule 8 identisch.
• Bei der praktischen Ausführung kann es zweckmäßig sein, die neueBelastungsart nicht bei allen Spulenpunkten vorzunehmen, sondern etwa nur in jedem zweiten Spulenpunkt, wobei man die Ausgleichskondensatoren entsprechend vergrößern muß. Und zwar hat sich herausgestellt, daß eine Vergrößerung um etwa 3o bis 5o % vorteilhaft ist. So wird in diesem Fall der Wert der diagonal eingeschalteten Kapazitäten zweckmäßig zwischen o,5 und 1,2 der Kapazität des Spulenfeldes und der Wert der zwischen die Mitten der Wicklungen geschalteten Kapazitäten zwischen 0,5 und 435 der Kapazität des Spulenfeldes 1liegen. Es können jedoch auch noch andere Verteilungsarten benutzt werden, je nach dem Grad des geforderten Phasenausgleichs.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Phasenausgleich bei Fernmeldeleitungen mit punktweiser, induktiver Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen oder nur bei einem Teil der Belastungsspulen die an benachbarten Leitungsabschnitten angeschlossenen Endklemmen der in den verschiedenen Adern liegendenWicklungen oder die elektrischen Mittelpunkte der Wicklungen miteinander durch Kondensatoren verbunden und daß deren Kapazitäten derart bemessen sind, daß die Ströme eines gegebenen Frequenzbereiches in nahezu gleichen Zeiten übertragen werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur jederzweite Satz von Belastungsspulen mit Kondensatoren zum Ausgleich der übertragungszeit ausgerüstet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2 mit Viererbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß in die Symmetriepunkte der Viererwicklungen die Stammspulen eingeschaltet und zwischen die vier Symmetriepunkte der Stammwicklungen 6 Kondensatoren geschaltet sind, von denen die beiden in einem Stamm liegenden einander gleich -und die vier übrigen unter sich gleich sind. q.. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die diagonal eingeschalteten Kapazitäten einen Wert zwischen 0,4 und o,8 der Kapazität des Spulenfeldes haben, falls die Kondensatoren an jedem Belastungspunkte eingeschaltet sind, oder einen Wert zwischen o,5 und i,2, wenn die Kondensatoren nur an jedem zweiten Belastungspunkt eingeschaltet sind. -5. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Einschaltung der Kapazitäten zwischen die Mitten der Wicklungen ihr Wert zwischen o,d. und o,9 der Spulenfeldkapazität liegt, wenn die Kapazitäten an jedemBelastungspunkt eingeschaltet sind, oder zwischen o,5 und 1,35, wenn die Kondensatoren nur an jedem zweiten Belastungspunkt eingeschaltet sind.