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Anordnung zur Ermittlung der Verkehrsrichtung in einer Übertragungsleitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, die in Abhängigkeit von der Richtung
der über eine Leitung übertragenen Zeichen, z. B. von Sprachfrequenz, Änderungen
innerliälb des Übertragungskreises, wie z. B. die Einschaltung und Umkehr eines
Verstärkers, vornimmt.
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Es sind zu solchen Zwecken Einrichtungen bekannt, bei denen in den
Übertragungsweg eine künstliche Leitung eingeschaltet wird und die Spannungen an
den beiden Enden dieser künstlichen Leitung miteinander verglichen werden. Je nach
der Verkehrsrichtung wird diese Spannung an dem einen oder an dein anderen Ende
größer sein, so daß die Differenz von der Verkehrsrichtung abhängig ist. Mit Hilfe
der beiden Spannungsdifferenzen können irgendwelche Schaltvorgänge ausgelöst werden.
Es ist auch bekannt, zu beiden Seiten einer Verstärkeranordnung je eine solche künstliche
Leitung anzuordnen und durch die vier an den Enden der künstlichen Leitungen sich
ergebenden Spannungen ein Differentialrelais zu betätigen, das die Verstärkeranordnung
in die Verkehrsrichtung schaltet. Die wirksame Größe ist dabei der Spannungsverlust
längs der künstlichen Leitung. Dieser kann natürlich nur ein kleiner Bruchteil der
Gesamtspannung sein, weil die durch die künstliche Leitung eingeführte Dämpfung
nicht zu groß sein darf.
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Eine empfindlichere, in ihrer Funktion gleichfalls von der Übertragungsrichtung
abliängi6e Anordnung, die keine so beträchtliche Dämpfung einführt, ist bei einer
Anordnung zwecks Fernhaltung von Echoströmen an Empfangsstromkreisen bekanntgegeben
worden. Bei dieser wird der Empfangsstromkreis
mit der Fernsprechleitung
über eine Längs- und über eine Querkopplung angeschaltet, die bewirken, daß die
Signalströme zwischen Empfangsstromkreis und Leitungseingang über beide Kopplungen
gleichsinnig übertragen werden, während Ströme zwischen Empfangsstromkreis und Leitungsausgang,
also auch ankommende Eclloströnie, iln verschiedenen Sinn angekoppelt und somit
geschwächt werden. Auf diese Weise entstellt gleichfalls eine von der Verkehrsrichtung
abhängige Anzeige, die zur Auslösung von Schaltvorgängeil dienen kann und von dem
oben angeführten Mangel frei ist; denn der zur Längskopplung dienende Widerstand
braucht keine so große Dämpfung darzustellen wie eine künstliche Leitung.
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Die Erfindung verwendet nun eine derartige Längs- und Querkopplung
zur Feststellung der Verkehrsrichtung und Betätigung eines Relais. Erfindungsgemäß
sollen zwei Stromkreise vorgesehen sein, von denen je nach der Verkehrsrichtung
in der Übertragungsleitung in einem von beiden die Differenz und in dein anderen
Kreis die Summe der beiden angekoppelten Spannungen zur \Virl:ullg kommt und infolge
des Überwiegens des Summenstromes ein Relais beeinflußt wird.
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Dadurch, daß erfindungsgemäß die Summe der beiden Spannungen mit ihrer
Differenz verglichen wird, entsteht ein wesentlich gröberer Unterschied in den zu
vergleichenden Größen, so daß die Anordnung empfindlicher lind weniger störanfällig
wird.
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Fig. i zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Dabei bedeutet 41
einen Einwegverstärker, der zwischen der Westleitung lVL und der Überwachungs- und
Umschalteinrichtung D liegt, die ihrerseits an die Ostleitung EL angeschlossen ist.
Die Anzeigeeinrichtung D besteht aus einem Transformator d2, der parallel an der
Leitung liegt, und einem Transformator 44, der parallel an einen Widerstand 43 angeschlossen
ist, der seinerseits in eine Leitungsader eingeschaltet ist, so daß kein Gleichgewicht
in diesem Kreis herrscht.
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Die Transformatoren 42 und 44 haben @el.zundiirwicklungell 43", 43"i,
44" lind 44"'. Die Sekundärwicklungen 42" und 44" sind in lZeille geschaltet und
liegen am Gitter der Röhre d5. In gleicher Weise liegen die Wick-lung ell42."'
und 4d"' in Reihe am Gitter der Föhre 46. Diese beiden Röhren haben' eine solche
Vorspannung durch die Batterie 7a, dall normalerweise keile Anodenstrom fließt.
Die Sekundärwicklungen sind so bemessen, daß, wenn die Anordnung zwischen normalen
Impedanzen, z. B. von 6oo Ollni, eingeschaltet ist, die Spannungen an den Wicklungen
4Y" und .d" von gleicher Amplitude und Phase sind, wenn Energie von EL nach lhL
übertragen wird, während die Spannungen an den Wicklungell4z"' und 4d"' von gleicher
Amplitude und entgegengesetzter Phase sind. Dies ergibt sich klarer aus den Fig.
z a und 2 b.
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F i-. 2 a zeigt die Energieübertragung voni Verstärker in die Anzeigevorrichtung,
die durch den Widerstand R abgeschlossen ist. Wird ein bestimmter Zeitpunkt betrachtet,
i11 dein die Stromrichtung im Ausgang des Verstärkers positiv ist, so fließt der
Strom il in dein Parallelwiderstand nach unten und der Strom i., im Reihenwiderstand
nach rechts.
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In Fig. -a b ist der Fall dargestellt, daß Energie von dem rechts
gezeichileten Widerstand R durch die Anordnung zum Ausgangskreis des Verstärkers
übertragen wird. Der Strom i.., iin Reihenwiderstand fließt nunmehr in umgekehrter
Richtung, R-iihrend der Strom ;in Parallelwiderstand seine Richtung beibehält, d.
h. die relative Richtung der Striiine zueinander ist umgekehrt.
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Wird ein Transformator parallel zum Reihenwiderstand angeschlossen.
so kailn dort eine Spannung abgegriffen werden, die finit der zwischen den beiden
Leitungsadern liegenden Spannung annähernd gleich ist.
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Wenn bei der Anordnung der -Fig. i Energie vom Verstärker 41 zur Leitung
EL fließt, «-erden in den Wicklungen 42"' und 44'" Spannungen erzeugt, die
einander unterstützen, und die durch die Röhre d6 gleichgerichlete Spannung bewirkt
einen -Stronitltil.i 111 der eilien Wicklung des Relais-17-Die Spannungen in den
Wickltuigell d 2" und d4" sind einander entgegengesetzt, SO
daß in der oberen
Wicklung des Relais 47 kein Strom fließt. Da demnach entsprechend den beiden Übertragungsrichtungen
der Stromfluß im Relais 47 entgegengesetzt Verläuft, kann damit eine Ermittlung
der Verkehrsrichtung durchgeführt werden.
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Der Gitterkondensator 5o und der Ableitwiderstand 51 dienen zur Begrenzung
des von den Röhren 45 lind 46 aufgenommenen Gitterstromes. Ohne diese Anordnung
würde durch den Gitterstrom eine nicht lineare Verzerrung hervorgerufen werden,
die unter Umständen rückwärts auf die Leitung übertragen wird. Der Kondensator und
der Widerstand dienen außerdem zur Verstärkungsbegrenzung. Wenn z. B. die vorn Verstiirker
di ankommende Energie sehr groß ist, wird eine sehr erhebliche Gittervorspannung
ain Kondensator 50 infolge des t@itterstroilics 111 einer der Röhren, z.
h. 46, auftreten. Diese Spannung macht den Ausgangskreis der böllre 46 unabhängig
vom Eingangskreis, welni die Eingangsenergie einen bestimmten
Wert
überschreitet. Gleichzeitig wird auch die Empfindlichkeit der Röhre 45 herabgesetzt.
-Dies ist sehr wünschenswert, da eine Reflexion oder ein Echo des von 41 übertragenen
Zeichens von der Leitung EL zurückkommen kann und dann eine Spannung am Gitter
der Röhre 45 bewirkt. Die sich am Kondensator 5o ausbildende Vorspannung verhindert,
daß eine solche Echospannung eine Beeinflussung der Anordnung herbeiführt. Wenn
die Leitung EL genau die Impedanz aufweist, für die die Anordnung bemessen
ist, und -keine Echoströme von EL zurückkommen, kann die Empfindlichkeit
der Gleichrichterröhre45 entweder durch Vergrößerung der Sekundärwicklungen 42"
und 44" oder durch Einschaltung eines Verstärkers vor der Röhre 45 vergröfiertwerden.
Dadurch würde der Gleichrichter empfindlicher auf Signale, die von EL an-
-kommen, als auf Signale, die vom benachbarten Verstärker stammen. In der Praxis
ist es -nur möglich, die Empfindlichkeit um einen begrenzten Betrag zu steigern,
der von dem Pfeifpunkt der Leitung EL und der bei der Bemessung der Einrichtung
- zugrunde gelegten Impedanz abhängig ist.
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Beiden Röhren 45 und 46 können Verstärker - mit gleicher Verstärkung
vorgeschaltet werden. Die Verstärkung kann jedoch auch rlüferieren, um die Empfindlichkeit
der Einrichtung in einer Richtung zu erhöhen. Werden solche Verstärker verwendet,
so ist ' es zweckmäßig, eine atitoniatische Verstärkerregelung, die beiden Röhren
genfeinsam ist, zu verwenden, so daß in Abhängigkeit von auf einen Verstärker auftreffenden
Zeichen beide Verstärker gleichzeitig geregelt werden. Die Regelung der Verstärkung
inuß dabei genügend träge sein, uni Fehler durch Echoströme zu vermeiden.
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In Fig.3 ist eine andere Anordnung des Steuerkreises gezeigt, bei
der der Ausgangskreis an einer Seite des Verstärkers eine Verti -1.:uii<"sverringerting
an der anderen Seite s , «ii b
des Verstärkers herbeiführt. Die Verstärkerriibren
53 und 52 treten an die Stelle der Gleichrichterröhren 46 und 45 der Fig. i. Diese
Röhren erhalten normalerweise durch die Widerstände 56 und 57 eine Vorspannung.
Parallel zu den Widerständen liegen clie Kondensatoren 58 und 59. Die Röhren 52
Lind 53 arbeiten auf abgestimmte Kreise 6o, 62 und 61, 63, mit denen jeweils
die Gitterkreise der Röhren 54 und 55 verbunden sind, die durch die Batterie 72
eine solche Vorspannung erhalten, daß kein Anodenstrom fließt.
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Die Eingangsenergie, beispielsweiee am Gitter der Röhre 52, ergibt
eine Gleichrichcung in der Röhre 54, und ein Anodenstrom fließt von der Batterie
71 über die Mittelanzapfung des polarisierten Relais 47 und die obere Wicklung zur
Röhre 54. Der Kathodenkreis dieser Röhre ist mit der Kathode der Röhre 53 verbunden,
und der Anodenstrom der Röhre 54 erzeugt im Gitterkreis der L@ölire 53 eine negative
Vorspannung. Dieser _ Kreis stellt daher sicher, daß je nachdem, ob die Röhre 52
oder 53 zuerst eine Eingangsenergie aufgedrückt erhält, das Relais 47 ge-"teuert
wird, es sei denn, daß die Eingangsenergie der Röhre, die später beeinflußt wurde,
größer ist als die zuerst aufgenommene Energie, und zwar um einen Betrag, der von
der negativen Vorspannung, die durch die Röhre 54 oder 55 im Gitterkreis der Röhre
53 oder 52 erzeugt wird, abhängig ist. Der Gitterwiderstand und der Gitterkondensator
50 und 5 i arbeiten in der gleichen Weise wie in Fig. i.
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In Fig.4 ist eine etwas abweichende Anordnung dargestellt, bei der
die Lautstärkeregelung von der letzten mit Anodengleichrichtung arbeitenden Gleichrichterröhre
jeden Verstärkers zur ersten Röhre des gleichen Verstärkers derart zurückarbeitet,
daß die Empfindlichkeit des Verstärkers mit der Eingangsenergie vergrößert wird,
während die Empfindlichkeit des anderen Verstärkers, der beispielsweise nur eine
kleine Energie aufnimmt, erheblich infolge der negativen Vorspairnung, die durch
die Widerstände (i8 und 69 hervorgerufen wird, herabgesetzt wird. Die Verwendung
dieses Kreises ermöglicht die Unterscheidung zwischen einem normalen Eingangsimpuls
und einem durch ein Echo hervorgerufenen Impuls, da der Echostrom verzögert ist,
und bei seinem Eintreffen der Verstärker blockiert ist.
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Der Stromkreis der Fig.4 ist ähnlich dein der Fig. 3 mit Ausnahme
der Widerstände 68 und 69, die in den Kathodenkreisen der Röhren 54 `und 55 liegen.
Auch die Gitterspannungsseiten der Wicklungen ,12" und 42"' sind mit den Kathoden
der Röhren 54 und 55 statt mit dein negativen Pol der Batterie 71
verbunden.
Ein Stroinfluß, beispielsweise in der Röhre 54, vergrößert die Spannung der Kathode
dieser Röhre gegenüber Erde, und die Gittervorspannung der Röhre 52 wird daher herabgesetzt,
während die Gittervorspannung der Röhre 53 vergrößert wird, da der Widerstand 68
im Kathodenkreis der Röhre 53 liegt. Die Röhren 52 und 53 können Röhren mit
veränderlichem Durchgriff sein.
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Der Stromkreis der Fig.4 reagiert sehr schnell auf ein empfangenes
Zeichen und blokkiert ebenso schnell den nicht gewünschten Weg. Die Kondensatoren
58 und 59 dienen zur Unterdrückung der Wechselspannungen in den Widerständen 56,
69 und 57, 68, und
| iialteil, Nenn sie v@_@n genügender Gröle Sind, |
| (fas Blockierun`-spoteinial nach Schlul-.I des |
| Zeichens noch eine Zeit lang aufrecht, und |
| verhindern dadurch eine BeeürHlussung durch |
| reflektierte Strdrne. |
| _@ttch andere Formen für die Stetlereiü- |
| IChtung 1Z-7)1111(:11 all Stelle der dargestellten |
| erwtaldl?Slg tIii(l2il. Die mit Anodellgleich- |
| richtutlg arbeitenden R@jhrcn 5.1. und der |
| F49. 3 u11(1 -1 lci;llileil z. h. (furch #%letltllOZy(i- |
| yleicill-icilter ersetzt werden, ebenso wie auch |
| die ileichrichterr@-rllren .I5 und .16 in Fig. i |
| und 3. |
| Fig.5 zeigt ein -lusführungAeispiel für |
| die _lnschaltung der Transformatoren .12 und |
| ..4d all eine abgeg lichene Leitung. Der Wider- |
| stand -413 ist in gleiche Widerstände43' und |
| .I3" aufgeteilt und die Spule.I4 in .2d1' und |
| bzw. .2d,' und 44,1'. Die die Querkopp- |
| lung bewirkende Spule .12 ist a.?1 einen An- |
| z<il.tttngypunkt zAseheil .1g' und .1.-1_' bzw. |
| -1-1:1 und _1I=' angeschaltet. Die duergeschal- |
| t:_t?il Wi%ierstände 75' un t 75" bilden zusani- |
| Ii:Lil mit .den Widerstanden ..13' und .13" ein |
| aLgeglichenes Netzwerk, so (1a13 durch die |
| Steuereinrichtung keine Iinpedanzungenaui,- |
| kehen in die imitung hineingebracht werden. |
| Die lächer in Verbindung 111t den Fig. I |
| 111s 5 1eschrielenen Stromkreise sind alle da- |
| für vorgesehen. eilte .inzeige der Energie- |
| td)ertragungsrichtung, in einem L@l)ertragtiilgS- |
| creis, in welchen sie eingeschaltet sind. zu |
| geben. Diese Anzeige kahl in verschiedener |
| Wise zur Einschalttalg (fidel- Verstärkungs- |
| änderung von Apparaten, die der Übertra- |
| gungsleitung zugeordnet sind oller mit ande- |
| rell 1'bertragungskreisen in Verbindung |
| st.hell, beliutzt werden, insbesondere kann sie I |
| i |
| dazu (liehen. einen VerstürIcer in die Ver- i |
| kdlrndhmng zu schalten. |