DE1297680B

DE1297680B - Mehrfach-Nachrichtenuebertragungssystem mit Mehrfachverstaerkern

Info

Publication number: DE1297680B
Application number: DES92520A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert; Holzwarth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-08-07
Filing date: 1964-08-07
Publication date: 1969-06-19
Also published as: BE668011A; GB1105916A; US3846588A; NL6510210A; CH426945A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Mehrfach-Nachrichten- lage beschrieben, bei der die einzelnen Fernsprechübertragungssystem, insbesondere für Fernsprechen teilnehmer über gesonderte Leitungen mit Mehrfachüber kurze Entfernungen, mit Mehrfachverstärkern verstärkern verbunden sind, welche Vierpolverstärker zur gemeinsamen Entdämpfung einer Mehrzahl von darstellen und der gemeinsamen Entdämpfung meh-Leitungen aus jeweils einer für alle Leitungen ge- 5 rerer Leitungen dienen.

meinsamen Verstärkeranordnung und einer der An- Diese bekannten Anordnungen eignen sich jedoch

zahl der Leitungen entsprechenden Zahl unmittelbar nicht zur Übertragung niederfrequenter Signale im vor- oder nachgeschalteter Umsetzer, die die einzel- Fernsprechortsnetz.

nen Signale nach dem Frequenz- oder Zeitmultiplex- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

verfahren bündeln und entbündeln. io Mehrfach-Nachrichtenübertragungssystem zu finden,

Der Gesamtaufwand für einen Fernsprech-Haupt- das sich insbesondere für Fernsprechen über kurze anschluß gliedert sich in die Kosten für den Orts-, Entfernungen eignet.

Bezirks- und Weitverkehr auf. Gemäß der Erfindung ist dieses Mehrfach-Nach-

In den letzten Jahren ist der Kostenanteil für den richtenübertragungssystem dadurch gekennzeichnet, Weitverkehr durch die Einführung von Einsehen- 15 daß die einzelnen Signale in ihrer ursprünglichen Freband-Trägerfrequenzsystemen hoher Sprechkreis- quenzlage auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferzahlen und Übertragung der gebündelten Signale über leitern mit möglichst kleinem Durchmesser bis zu koaxiale Leitungen oder drahtlose Wege wesentlich einer unteren Grenze von 0,2 mm übertragen werden lieh zurückgegangen. Auch der Kostenanteil für den und daß die Verstärkeranordnung aus einem an-Bezirksverkehr ist gefallen, da auch hier einfache 20 nähernd reflexionsfreien Vierpolverstärker besteht. Trägerfrequenzgeräte mit Ein- oder Zweiseitenband- Wesentlich ist hierbei, daß die Übertragung der

übertragung Eingang gefunden haben; neuerdings Signale auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferwerden auch Pulsmodulationssysteme eingesetzt, die leitern möglichst kleinen Durchmessers erfolgt, an die Übertragungseigenschaften der Leitungen ge- Während man nämlich bei der Übertragung von

ringere Anforderungen stellen. 35 Nachrichten nach den bisher bekannten Frequenz-

Demgegenüber hat sich das Bestreben, das Fern- oder Zeitmultiplexverfahren eine einzige Übertrasprechortsnetz mehrfach auszunutzen, bisher vor gungsleitung mit mehreren Gesprächen beaufschlagt, allem in den europäischen Ländern nicht nennens- liegt der vorliegenden Erfindung der Gedanke zuwert durchsetzen können. Dies liegt vor allem an der gründe, für jedes Gespräch einen einzelnen Leiter zur verhältnismäßig geringen Ausdehnung der Ortsnetze: 30 Verfügung zu stellen und nur die Entdämpfung für In der Deutschen Bundesrepublik haben z. B. zwei mehrere dieser Leiter durch einen einzigen Verstär-Drittel aller Teilnehmeranschlußleitungen eine Länge ker vorzunehmen. Dieses vorliegende Prinzip kann unter 2 km, und die durchschnittliche Länge der Ver- daher geradezu als eine Umkehrung der bisherigen bindungsleitungen der Ortsämter untereinander be- Frequenzmultiplex- und Zeitmultiplexübertragungsträgt nur etwa 4 km. Nach dem heutigen Stand der 35 verfahren angesehen werden.

Technik können aber Frequenz- oder Zeitmultiplex- Der Gedanke, an Stelle von nur einem einzigen

geräte auch einfachster Form erst oberhalb einer Ent- Leiter mehrere Leiter zu verwenden, ist jedoch nur fernung von 10 bis 15 km wirtschaftlich eingesetzt dann sinnvoll und praktisch verwirklichbar, wenn in werden; bei kürzeren Entfernungen ist die Verwen- einem Kabel eine Vielzahl von Leitungen unterdung von Niederfrequenzkabeln billiger. Darauf ist 40 gebracht werden kann, ohne daß das Kabel selbst es zurückzuführen, daß sich der Kostenanteil für das einen unzulässig großen Durchmesser erhalten würde. Ortsleitungsnetz auf über 60% der Gesamtkosten Das ist aber nur dann möglich, wenn Kupferleiter mit eines Hauptanschlusses erhöht hat. möglichst kleinem Durchmesser verwendet werden.

In der deutschen Auslegeschrift 1067480 ist ein Deshalb wird beim vorliegenden Erfindungsgegen-Zweidraht-Fernsprechsystem beschrieben, bei dem 45 stand von möglichst kleinem Durchmesser der die gemeinsame Verstärkungseinrichtung einen Zwei- Kupferleiter bis zu einer unteren Grenze von 0,2 mm pol darstellt, der jeweils im Querzweig der Leitungen ausgegangen.

liegt. Der verstärkte Strom fließt vom Ankopplungs- Ein Kabelleiterdurchmesser von etwa 0,2 mm stellt

punkt sowohl zum sprechenden als auch zum emp- etwa die untere Grenze dar, die sich bei der Herstelfangenden Teilnehmer. Ein solcher verstärkender 5° lung und beim Einsatz noch sicher beherrschen läßt. Zweipol stellt bekanntlich einen negativen Wider- Zur Isolierung der Leiter kann beispielsweise PoIystand dar. äthylen verwendet werden. Zum Vergleich diene ein

Man kann zeigen, daß Schaltungen aus reziproken Kabel mit 0,4 mm-Leitern (den dünnsten Leitern, die Elementen mit nur einem negativen Widerstand heute im allgemeinen für kurze Teilnehmeranschlußimmer nur von einer. Seite angepaßt werden können. 55 leitungen benutzt werden): Bei gleichem Kabeldurch-Bei der in Fig. 1 der deutschen Auslegeschrift messer läßt sich mit 0,2-mm-Leitern etwa die drei-1067 480 gezeigten Schaltung treten also unter allen fache Anzahl von Adern unterbringen, und die Umständen Reflexionen auf, und die Anordnung Kosten für 1 km Aderpaar verringern sich um etwa wird schon bei kleinen Verstärkungsgraden instabil. 40%. Die niedrigen Leitungskosten werden allerdings Insbesondere ist eine Reihenschaltung mehrerer der- 60 durch eine größere Dämpfung erkauft; sie erhöht sich artiger Verstärker praktisch unmöglich. von 150 mNp/km auf etwa 300 mNp/km. Gegenüber

Bei der Anordnung nach der deutschen Patent- einem Kabel mit 0,6- und 0,8 mm-Leitern, wie es für schrift 872 079 dient ein Verstärker zur Verstärkung Verbindungsleitungen der Ortsämter untereinander der Signale mehrerer Kanäle nach dem Zeitmultiplex- verwendet wird, ergibt sich für 1 km Aderpaar noch prinzip. Der Verstärker dieser bekannten Anordnung 65 eine wesentlich größere Ersparnis, stellt einen praktisch reflexionsfreien Vierpolver- Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit sieht die Erstärker dar, welcher der Mehrfachverstärkung dient. findung eine gemeinsame Entdämpfung mehrerer Lei-In der deutschen Patentschrift 959116 ist eine An- tungen durch Mehrfachverstärker vor, bei denen

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einer gemeinsamen Verstärkeranordnung nach dem fünf oder sechs Frequenzen werden jeweils zwei überFrequenz- oder Zeitmultiplexverfahren arbeitende tragen). Die für die Vermittlung erforderlichen Zei-Umsetzer unmittelbar vor- und nachgeschaltet sind. chen können aber auch über eine besondere Signal-Dieses Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich von leitung übertragen werden, die für alle oder einen Teil dem bekannten Verfahren der mehrfach ausgenutzten 5 der Niederfrequenzleitungen gemeinsam ist.
Leitung, bei dem die Bündelungsgeräte am Anfang Die Erfindung wird im folgenden an Hand der und Ende der mit einem breiten Frequenzband be- Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen von legten Leitung stehen und das Bündelungsverfahren Mehrfachverstärkern für die gemeinsame Entdämpsich daher nach den Eigenschaften der Leitung rieh- fung von sechs Leitungen näher erläutert. Die Zeichten muß. Diese Einschränkung fällt bei den Umset- io nung zeigt in

zern nach der Erfindung weg, so daß diese sehr ein- F i g. 1 das Prinzipschaltbild eines Mehrfachverfach aufgebaut werden können. stärkers,

Bei Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfah- F i g. 2 das Blockschaltbild eines Mehrf achverstärren und bei Zweidrahtverbindungen werden Ver- kers mit frequenzmäßiger Bündelung für Zweidrahtstärker und Umsetzer verwendet, die gleiche Ver- 15 verbindungen,

stärker- bzw. Modulationseigenschaften in beiden F i g. 3 das Prinzipschaltbild eines Zweidrahtver-

Ubertragungsrichtungen haben. Die gemeinsame Ver- stärkers mit Gabeln für einen Mehrfachverstärker

Stärkeranordnung eines Mehrfachverstärkers kann nach F i g. 2,

beispielsweise aus einem Zweidrahtverstärker mit F i g. 4 das Prinzipschaltbild eines Zweidrahtver-Gabeln oder einem Verstärker mit negativen Wider- ao stärkers mit negativen Widerständen für einen Mehrständen bestehen. Es wird vorzugsweise Zweiseiten- fachverstärker nach F i g. 2,

band-Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Trä- F i g. 5 das Blockschaltbild eines Mehrfachverstärger angewendet, für die sich außer Gegentakt- vor kers mit frequenzmäßiger Bündelung für Vierdrahtallem Doppelgegentaktmodulatoren mit Dioden eig- verbindungen,

nen. Von besonderem Vorteil ist, daß an die Fre- 35 F i g. 6 den Frequenzplan für einen Mehrf achverquenzgenauigkeit der Träger keine hohen Anforde- stärker mit frequenzmäßiger Bündelung,
rungen gestellt werden müssen, da jeweils zwei dem- F i g. 7 das Grundschaltbild eines parametrisch selben Kanal zugeordneten Modulatoren derselbe wirkenden Mehrfachverstärkers mit zeitlicher Bünde-Träger zugeführt wird. Da die Trägerfrequenzlage frei lung für Zweidrahtverbindungen,
wählbar ist, wird ein genügend großer Trägerabstand 30 F i g. 8 die zeitlichen Vorgänge bei einem Mehrvon beispielsweise 15 kHz benutzt, wodurch sich sehr fachverstärker nach F i g. 7,

einfache Filter ergeben. Bei Vierdrahtverbindungen F i g. 9 das Blockschaltbild eines Mehrfachverstär-

vereinfach sich die Anordnung insofern, als in jeder kers mit zeitlicher Bündelung für Vierdrahtverbin-

Leitung ein nur in einer Übertragungsrichtung wirk- düngen.

samer Trägerfrequenzverstärker verwendet wird; ins- 35 Das Prinzip eines Mehrfachverstärkers geht aus

besondere fallen hierbei die bei Zweidrahtverbindun- Fig. 1 hervor. Dem Umsetzer Ul werden sechs Lei-

gen bestehenden Stabilitätsprobleme weg. tungen Kl bis K 6 zugeführt, die beispielsweise mit

Bei Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren sechs Niederfrequenzsprachbändern 0,3 bis 3,4 kHz gelten für Zweidraht- und Vierdrahtverbindungen belegt sind; in diesem Umsetzer wird entweder eine ähnliche Überlegungen wie beim Frequenzmultiplex- 40 frequenzmäßige oder zeitliche Bündelung der Niederverfahren. Mit Vorteil werden bei der zeitlichen frequenzsignale vorgenommen. Das gesamte Bündel Bündelung der Signale parametrisch wirkende Schalt- der sechs Signale wird im Verstärker V gemeinsam ververstärker mit Resonanzübertragung verwendet. stärkt und im Umsetzer U 2 wieder auf die sechs

Die durch die Verwendung extrem dünner Leiter Niederfrequenzwege verteilt. Je nach Art des Vererreichte Kostenersparnis pro Kilometer Aderpaar 45 stärkers und/oder der Umsetzer kann die Anordnung erlaubt gegebenenfalls einen Übergang von konven- ungerichtet oder gerichtet arbeiten; man kann sie also tionellen Zweidrahtverbindungen mit Kabelleitern von für Zwei- oder Vierdrahtverbindungen verwenden.
0,6 mm Durchmesser und mehr auf Vierdrahtverbin- Den grundsätzlichen Aufbau eines Mehrfachverdungen mit sehr dünnen Kabelleitern und Mehrfach- stärkers für Zweidrahtverbindungen mit Bündelung verstärkern. Auf jeden Fall läßt sich durch Auswech- 5° nach dem Frequenzmultiplexverfahren zeigt das sein gebräuchlicher Kabel gegen Kabel mit extrem Blockschaltbild der F i g. 2. Zur Bündelung und Entdünnen Leitern die Sprechkreiszahl ohne zusätzlichen bündelung der Signale sind in jeder der sechs Leitun-Raumbedarf wesentlich erhöhen; das ist vor allem in gen Kl bis K6 jeweils zwei Frequenzumsetzer MU, Großstädten von Bedeutung, wo die Kosten für neue M 21 bis M16, M 26 vorgesehen, die gleiche Modu-Röhren in Kabelgraben sehr hoch sind. 55 lationseigenschaften in beiden Übertragungsrichtun-

Mehrfach-Nachrichtenübertragungssysteme nach gen haben; als Modulatoren verwendet man zweck-

der Erfindung eignen sich vor allem für den Einsatz mäßig Gegentaktmodulatoren mit Dioden — z. B.

im Ortsnetz, und zwar insbesondere für Ortsverbin- Ringmodulatoren —, die zwei Seitenbänder liefern

dungsleitungen. Eine zweckmäßige Bündelungsstärke und den Träger unterdrücken. Zur Aussiebung der

für die Mehrfachausnutzung der Verstärker liegt bei 60 gewünschten Bänder von 2-4 = 8 kHz Breite können

etwa sechs bis zwölf Kanälen. Der hohe Gleichstrom- ganz einfache Filter verwendet werden, wenn ein ge-

widerstand der Leitungen und das Bündelungsprinzip nügend großer Trägerabstand von beispielsweise

erlauben nicht ohne besondere Maßnahmen eine 15 kHz gewählt wird. Ein solcher Frequenzumsetzer

direkte Übertragung von Gleichstromzeichen für den hat eine sehr geringe Durchgangsdämpfung von nur

Wahlvorgang. Für diese Zeichen werden daher 65 etwa 2 bis 3 db.

zweckmäßig Frequenzen innerhalb des übertragenen Der Verstärker VZ hat gleiche Verstärkereigen-Frequenzbandes gewählt, wie dies beispielsweise bei schäften in beiden Übertragungsrichtungen, wie dies der Mehrfrequenzen-Codewahl der Fall ist (z. B. von z. B. bei den bekannten Anordnungen nach den

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Fig. 3 und 4 der Fall ist. In Fig. 3 ist das Prinzip- Kl); mit Hilfe dieser elektronischen Kurzzeitschalter

schaltbild eines Zweidrahtverstärkers dargestellt, der wird die Energie zwischen zwei jeweils derselben

aus zwei Gabelschaltungen mit Nachbildungen Gl Leitung zugeordneten Speichern über die gemeinsame

und G 2 und zwei unidirektionalen Verstärkern Vl Verstärkeranordnung in beiden Übertragungsrichtun-

und V2 für die beiden Übertragungsrichtungen be- 5 gen ausgetauscht und verstärkt. Die Energieübertra-

steht. Fig. 4 zeigt das Prinzipschaltbild eines söge- gung geschieht zeitlich nacheinander in jeder Leitung

nannten NLT-Verstärkers (NLT bedeutet negative in einer gegenüber der Schaltperiode der Schalter

Leitung mit Transistoren); ein solcher Verstärker ent- kurzen Zeit. Die Umsetzer zur zeitlichen Bündelung

hält beispielsweise eine überbrückte T-Schaltung mit der Signale bestehen also jeweils aus einem Tiefpaß

negativen Längs- und Querwiderständen. Der Längs- io und einem Abtastschalter.

widerstand Wl und der Querwiderstand W 2 stellen Die gemeinsame Verstärkeranordnung VR enthält

Nachbildungen der zu entdämpfenden Leitung dar. ein zur Eingangs- und Ausgangs-Speicherreaktanz

Zur Umformung in negative Widerstände dienen die frequenzreziprokes Glied, beim Ausführungsbeispiel

Widerstandskonverter Kl und K2 mit dem Über- also eine Spule Lp, deren Induktivitätswert veränder-

setzungsverhältnis — 1:1 (z. B. rückgekoppelte Tran- 15 bar ist; sie dient gleichermaßen als Schwingspule für

sistoren in Basisschaltung). die Resonanzübertragung und als Zwischenspeicher.

Um die Anforderungen an die Linearität des Ver- Zu beiden Seiten der Spulen Lp liegen im Querzweig

stärkers zu verringern, wird man eine so hohe Fre- zwei elektronische Schalter 51 und 52. Diese beiden

quenzlage wählen, daß aller Trägerfrequenzkanäle in Schalter bestimmen durch ihre Schaltfolge die Rich-

einem Band liegen, das eine Oktave nicht über- ao rung der Energieübertragung; sie werden daher im

schreitet. Wie der Frequenzplan der F i g. 6 zeigt, folgenden Richtungsschalter genannt. Außerdem ent-

liegen beim Ausführungsbeispiel die Doppelbänder koppeln sie den Eingangs- vom Ausgangsspeicher

der sechs Kanäle bei einem Trägerabstand von und ermöglichen so eine reflexionsfreie Übertragung,

15 kHz im Frequenzbereich zwischen 100 und wie sie bei Zweidrahtbetrieb aus Stabilitätsgründen

20OkHz. as erforderlich ist.

Wie die F i g. 2 zeigt, liefert die Trägerversorgung Die Wirkungsweise des Mehrfachverstärkers nach Tv die sechs Träger Tl bis Γ6 für die Modulatoren, Fig. 7 soll an Hand der in Fig. 8 gezeigten zeit- und zwar erhalten jeweils zwei demselben Kanal zu- liehen Vorgänge erklärt werden. Es wird zuerst die geordnete Modulatoren (z.B. MIl und M21) den- Energieübertragung in der NiederfrequenzleitungKl selben Träger (z. B. Tl). Wie schon erwähnt, sind die 30 in Richtung vom Speicherkondensator CIl zum Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit der Speicherkondensator C 21 betrachtet, die im Zeit-Träger gering. raum ti bis f 3 erfolgt; dieser Zeitraum ist oberhalb

Für den Aufbau eines Mehrfachverstärkers mit von Zeile α durch ~κΐ gekennzeichnet,

frequenzmäßiger Bündelung für Vierdrahtverbindun- Kurz vor dem Zeitpunkt ti sind die Abtastschalter

gen gelten ähnliche Gesichtspunkte wie für die 35 511,521 und die Richtungsschalter 51,52 geöffnet,

Endgeräte von Trägerfrequenz-Vierdraht-Gleichlage- und die Signalstromquelle zur Linken (nicht ge-

systemen. Wie das Blockschaltbild der F i g. 5 zeigt, zeichnet) lädt den Speicherkondensator C11 auf eine

sind in jeder Leitung einfache richtungsabhängige bestimmte Spannung Ul auf. Zum Zeitpunkt ti

Trägerfrequenzverstärker VT und VT' angeordnet. schließen die beiden Abtastschalter 511 und 521

Den vier Modulatoren eines Sprechkreises (z.B. MIl, 40 und der Richtungsschalter 52 (Fig. 8, Zeilen α

M21 und MU', Μ2Ϊ) wird jeweils ein gemeinsamer und e). In dem Schwingkreis, der durch CIl und die

Träger (z. B. Tl) zugeführt. Als Modulatoren dienen Spule mit dem Induktivitätswert Lp 1 gebildet ist,

auch hierbei zweckmäßig Doppelgegentaktschaltun- beginnt ein Strom/ zu fließen (Fig. 8, Zeileg); seine

gen mit Dioden. Frequenz ist gegeben durch

Bei Mehrfachverstärkern mit Bündelung nach dem 45

Zeitmultiplexverfahren können mit Vorteil para- ^ 1

metrisch wirkende Schaltverstärker mit Resonanz- 2%VC11 ·LpI übertragung verwendet werden. Derartige Schaltverstärker für einen einzigen Übertragungsweg wurden Im Augenblick^, das ist nach einer viertel Periodenbereits vorgeschlagen, und zwar sowohl für uni- wie 50 dauer der sinusförmigen Stromschwingung 7, hat auch für bidirektionalen Betrieb. Ihre Anwendung diese ihren Scheitelwert erreicht, und die Energie ist und Abwandlung bei Mehrfachverstärkern für Zwei- vom Speicherkondensator C11 auf die Spule Lp draht- und Vierdrahtverbindungen wird im folgenden übergegangen; in diesem Augenblick werden der gezeigt. Schalter 51 geschlossen, der Schalter 52 geöffnet und

In F i g. 7 ist das Grundschaltbild eines para- 55 der Induktivitätswert der Spule rasch von Lp 1 auf

metrisch wirkenden Mehrfachverstärkers mit zeit- Lp2 verkleinert (Fig. 8, Zeilend, e, f). Die Induk-

licher Bündelung für Zweidrahtverbindungen dar- tivitätsverkleinerung bedingt eine sprunghafte Erhö-

gestellt. Die Niederfrequenzleitungen Kl bis K6 sind hung des Stromes/ und der in SpuleLp gespeicherten

bid Si d i

zu beiden Seiten der gemeinsamen Verstärkend- _{E ie} ^ _VerMltnis W _dh _es ^_n _eine nung VR mit Tiefpassen FIl, F21 bis F16, F26 ab- 60 ° LpI' ' *

geschlossen. Beim Ausführungsbeispiel sind diese metrische Verstärkung auf (F i g. 8, Zeile g). Die Tiefpässe als untereinander gleiche π-GIieder aus- verstärkte Signalenergie schwingt nun von der gebildet, die jeweils mit einem als Eingangs- bzw. Spule Lp auf den Ausgangsspeicher C 21 über; die Ausgangsspeicher dienenden Kondensator C11, C 21 Frequenz des Stromes erhöht sich auf bis C16, C 26 enden. Zwischen den Speicherkonden- 65 ^

satoren und der gemeinsamen Verstärkeranordnung /2 =

en und der gemeinsamen Verstärkeranordnung /2 =

liegen im Längszweig jeder Niederfrequenz- 2 π ]/C21 · Lp 2

leitung zwei Abtastschalter (z. B. 511,521 in Leitung da C21 = CIl ist.

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Zum Zeitpunkt ί3 ist der Strom / auf Null abge- Impulsabstand bei sechs Kanälen etwa 5,5 μβ, entsunken, und die Spannung t/2 am Ausgangsspeicher sprechend einer Pulsfolgefrequenz von 180 kHz. Bei C 21 hat innerhalb des betrachteten Abtastvorgangs einer Abtastzeit von etwa 2 μβ, die einfache elektroihr Maximum erreicht; damit ist der Umladevorgang nische Schalter erlaubt, entstehen genügend große beendet, und die Abtastschalter 511 und 521 und 5 Lücken, um Nebensprechen durch Überschwingen der Richtungsschalter 51 öffnen, so daß wieder der Impulse zu vermeiden. Die Grenzfrequenz der sämtliche Schalter offen sind (F i g. 8, Zeilen a, d, e). Tiefpässe wird zweckmäßig knapp über die halbe Die Abtastzeit t3 bis ti muß so bemessen sein, daß Abtastfrequenz gelegt.

sie je eine viertel Periode des sinusförmigen Verlaufs Die elektronischen Schalter, die vorzugsweise

des Stromes / innerhalb der Zeiten ti bis ti und t3 io Gleichrichter enthalten, und die veränderbare Indukbis t2 umfaßt, d. h., es gilt tivität Lp werden von Schaltimpulsen gesteuert, die die

_ Pulsversorgung Pv liefert (F i g. 7). Die zeitliche Folge

τ = -^- ]/ C (]/ljpl + ]/LjP 2), und die Dauer dieser Schaltimpulse sind aus F i g. 8

2 zu ersehen. Zweckmäßig wird in der Pulsver-

wobeiC = CIl = C 21 ist. 15 sorgung Pv ein Grundgenerator vorgesehen, der

Es folgen nun zeitlich nacheinander die Energie- beim Ausführungsbeispiel mit der Grundfrequenz Übertragungen in den Leitungen K 2 bis K 6 in Rieh- 2n/₀ = 18OkHz schwingt; dabei bedeutet η die Antung von links nach rechts in ganz entsprechender _{zahl d K} ^ _{( 6) d} _f 1 _{di Ab}
Weise wie bei der LeitungKl (Fig. 8, Zeiträume ^v ' ^J° T₀

KI bis Tee). 20 frequenz für eine Übertragungsrichtung (/„= 15 kHz).

Die Energieübertragung in umgekehrter Richtung An die Frequenzgenauigkeit dieses Generators wervon rechts nach links soll ebenfalls bei der Leitung den keine besonderen Anforderungen gestellt. Dieser Kl betrachtet werden (Fig. 8, Zeitraum κΎ). Kurz Grundgenerator steuert beispielsweise über Phasenvor dem Zeitpunkt ti' möge am Speicherkonden- schieber drei monostabile Multivibratoren, die die satorC21 die von der Signalstromquelle zur Linken 25 Schaltimpulse P1 und P 2 für die Richtungsschalter herrührende Spannung U 2, die im Abtastzeitraum und die Pumpspannung P 3 für die steuerbare Induki3 bis ti übertragen wurde, praktisch auf Null abge- tivität liefern; dabei sind die Impulsfolgen P1 und P2 sunken sein. In der Zwischenzeit ist dieser Konden- _{nach jeweUs ßiner halbeQ Abtastperiode} Ά _{zu ver}. sator von der Signalstromquelle zur Rechten auf eine ^J ^r 2

bestimmte Spannung i/2' aufgeladen worden. Zum 30 tauschen. Die Schaltfrequenz für die Abtastschalter Zeitpunkt ti' schließen die Abtastschalter 521,511 (3OkHz) wird zweckmäßig durch Frequenzteilung und der Richtungsschalter 51. Im Zeitpunkt 12' (6 : 1) gewonnen.

öffnet 51 und schließt 52, außerdem wird der Induk- Anstatt der in F i g. 7 gezeigten Schaltungsanord-

tivitätswert der Spule Lp rasch verkleinert. Beim nung kann auch die dazu duale Schaltung gewählt Wechsel der Übertragungsrichtung wird also die 35 werden. In diesem Fall sind die Tiefpässe als unter-Schaltfolge und auch die Schaltdauer der beiden einander gleiche T-Glieder ausgebildet, die mit einer Richtungsschalter 51 und 52 innerhalb der Abtast- Spule enden, und die Abtastschalter stellen Ruhezeit vertauscht, wie dies aus den Zeilen d und e der kontakte im Querzweig dar, die während der Abtast-F ig. 8 deutlich zu ersehen ist. Die Energieübertra- zeit öffnen. In der gemeinsamen Verstärkeranordgung geschieht in der schon besprochenen Weise. 40 nung ist als Zwischenspeicher ein veränderbarer

Bei der wechselseitigen Übertragung ist zu berück- Kondensator im Querzweig vorgesehen. Die Richsichtigen, daß beispielsweise bei der Energieüber- tungsschalter zu beiden Seiten des Zwischenspeichers tragung von links nach rechts im Zeitraum ti bis /3 werden durch zwei Ruhekontakte im Längszweig gedie von der Stromquelle zur Rechten stammende bildet, die während der Abtastzeit nacheinander Energie vernichtet wird; bei der umgekehrten 45 öffnen.

Energieübertragung geschieht entsprechendes. Dies Das Prinzip des parametrisch wirkenden Schaltbedeutet einen Leistungsverlust um den Faktor 2. Verstärkers mit Resonanzübertragung kann auch Die wirksame Leistungsverstärkung entspricht also beim Mehrfachverstärker mit zeitlicher Bündelung , , „ ..,,.... ,... . , 1 Lp 1 für Vierdrahtverbindung verwendet werden. Die bei-

dem halben Induktivitatsverhaltms, also _y -^₅-. _{50 den} gemeinsamen Verstärkeranordnungen VR dürfen

Gegenüber einer üblichen Pulsmodulationsanlage hierbei jeweils nur in einer Übertragungsrichtung

mit Pulseinrichtungen an den beiden Enden der wirksam sein.

Leitungen ergeben sich ähnliche Vereinfachungen Die in Fig. 7 gezeigte Schaltungsanordnung kann

wie bei der Anordnung nach dem Frequenzmulti- für die beiden Übertragungsrichtungen übernommen

plexverfahren: Gemeinsame Steuerimpulsfolge für je 55 werden, lediglich das Steuerprogramm für die Rich-

zwei Abtastschalter und frei wählbare Abtast- tungsschalter 51 und 52 vereinfacht sich, da die

frequenz. Die Abtastfrequenz, die wenigstens das Schaltfolge nicht mehr gewechselt werden muß. Für

Doppelte der höchsten Signalfrequenz betragen muß, die zeitlichen Vorgänge gilt also nur die eine Hälfte

wird man so hoch wählen, daß keine Schwierigkeiten des Diagramms der Fig. 8, die sich nunmehr über

im Frequenzgang eintreten. Für eine zeitliche Bünde- 60 eine Abtastperiode T₉ erstreckt; die Schaltfolge der

lung von sechs Kanälen, wie sie dem Ausführungs- Abtastschalter entspricht hierbei der Abtastfrequenz,

beispiel zugrunde liegt, beträgt ein zweckmäßiger die beispielsweise 15 kHz beträgt.

Wert für die Abtastfrequenz etwa 15 kHz. Dies be- Bei dem in F i g. 9 gezeigten Mehrfachverstärker

deutet einen Impulsabstand von T₀ ;=» 67 μβ pro mit zeitlicher Bündelung für Vierdrahtverbindungen

Kanal bei Übertragung in nur einer Richtung; bei 65 werden keine parametrisch wirkenden Schaltver-

wechselzeitiger Übertragung in beiden Richtungen stärker, sondern einfache unidirektionale Pulsver-

beträgt der Impulsabstand pro Kanal etwa 33 μβ. In stärker VP und VP' verwendet. Die Arbeitsweise

der gemeinsamen Verstärkeranordnung Fi? ist der dieser Anordnung entspricht bezüglich der Ab-

tastung etwa den üblichen Pulsmodulationssystemen. Die Tiefpässe FIl, F 21 usw. sind hierbei mit ohmschen Widerständen R11, R 21 usw. abgeschlossen, und der Pulsverstärker hat zweckmäßig einen hochohmigen Eingangs- und einen niederohmigen Ausgangswiderstand. Den vier Abtastschaltern eines Sprechkreises (z. B. 511,521 und 511', 52Γ) wird jeweils eine gemeinsame Schaltimpulsfolge (z.B.P10) zugeführt.

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrfach - Nachrichtenübertragungssystem, insbesondere für Fernsprechen über kurze Entfernungen, mit Mehrfachverstärkern zur gemein-

' samen Entdämpfung einer Mehrzahl von Leitungen aus jeweils einer für alle Leitungen gemeinsamen Verstärkeranordnung und einer der Anzahl der Leitungen entsprechenden Zahl un- ao mittelbar vor- und nachgeschalteter Umsetzer, die die einzelnen Signale nach dem Frequenzoder Zeitmultiplexverfahren bündeln und entbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Signale in ihrer ursprünglichen Frequenzlage auf getrennten Kabelleitungen mit Kupferleitern mit möglichst kleinem Durchmesser bis zu einer unteren Grenze von 0,2 mm übertragen werden und daß die Verstärkeranordnung aus einem annähernd reflexionsfreien Vierpolverstärker besteht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweidrahtverbindungen und Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfahren die gemeinsame Verstärkeranordnung aus einem Verstärker (VZ) mit gleichen Verstärkereigenschaften in beiden Übertragungsrichtungen, z.B. Zweidrahtverstärker mit Gabeln (Fig. 3) oder Verstärker mit negativen Widerständen (F i g. 4), und jeder Umsetzer aus einem Frequenzumsetzer (MIl... M 26) mit gleichen Modulationseigenschaften in beiden Übertragungsrichtungen (z. B. Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulator mit Dioden) besteht, daß vorzugsweise Zweiseitenband-Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Träger angewendet wird und daß der Träger (2*1... T 6) jeweils zwei einem Sprechkreis zugeordneten Frequenzumsetzern (Mil, M21 . . . M16, M26) gemeinsam zugeführt wird (F i g. 2).

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen und Bündelung nach dem Frequenzmultiplexverfahren die gemeinsame Verstärkeranordnung in jeder Leitung aus einem nur in einer Übertragungsrichtung wirksamen Verstärker (VT bzw. VT) und jeder Umsetzer aus einem Frequenzumsetzer (MU... M26 bzw. MIl'... M26'),

z. B. Gegentakt- oder Doppelgegentaktmodulator, besteht, daß vorzugsweise Zweiseitenband-Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Träger angewendet wird und daß der Träger (Tl... 7*6) jeweils vier einem Sprechkreis zugeordnetenFrequenzumsetzern (M 11, M21, M11', Mit'... M16, M26, M16', M26') gemeinsam zugeführt wird (Fig. 5).

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da,ß der Trägerabstand und die Trägerfrequenzlage so hoch gewählt ist, daß das gesamte trägerfrequente Band innerhalb einer Oktave liegt (Fig. 6).

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren jeder Umsetzer aus einem Filter(FIl...F26) und einem Abtastschalter (511... 526) besteht, derart, daß die Eingangsbzw. Ausgangsreaktanzen (C U ... C 26) der Filter als Speicher dienen, deren Spannungen bzw. Ströme von den den einzelnen Kanälen (Kl... K6) zugeordneten Abtastschaltern (511... 526) periodisch zeitlich nacheinander abgetastet werden, und daß die gemeinsame Verstärkeranordnung aus einem parametrisch wirkenden Schaltverstärker mit Resonanzübertragung (VR) besteht, der einen zur Eingangs- bzw. Ausgangsspeicherreaktanz frequenzreziproken parametrisch veränderbaren Zwischenspeicher (LP) enthält, dem jeweils ein Richtungsschalter (51 bzw. 52) vor- und nachgeschaltet ist, derart, daß zunächst die Signalstromquelle den Eingangsspeicher bei abgeschaltetem Zwischen- und Ausgangsspeicher auflädt, daß hierauf während der jeweiligen Abtastzeit die Energie des Eingangsspeichers auf den Zwischenspeicher umgeladen wird, worauf die zwischengespeicherte Energie parametrisch verstärkt und bei abgeschaltetem Eingangsspeicher auf den Ausgangsspeicher übertragen wird (F i g. 7).

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (FIl... F26) als Tiefpässe in π-Schaltung ausgebildet sind, daß der Zwischenspeicher durch eine im Längszweig der gemeinsamen Verstärkeranordnung liegende, in ihrem Induktivitätswert veränderbare Spule (Lp) gebildet ist und daß als Abtastschalter (511... 526) Arbeitskontakte im Längszweig und als Richtungsschalter (51 bzw. 52) Arbeitskontakte im Querzweig dienen (Fig. 7).

7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter als Tiefpässe in T-Schaltung ausgebildet sind, daß der Zwischenspeicher durch einen im Querzweig der gemeinsamen Verstärkeranordnung liegenden, in seinem Kapazitätswert veränderbaren Kondensator gebildet ist und daß als Abtastschalter Ruhekontake im Querzweig und als Richtungsschalter Ruhekontakte im Längszweig dienen.

8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweidrahtverbindungen die Schaltfolge und die Schaltdauer der beiden Richtungsschalter (51 bzw. 52) nach jeweils einer halben Abtastperiode gegeneinander vertauscht werden, so daß die Energie in den einzelnen Leitungen innerhalb einer Abtastperiode in beiden Richtungen übertragen wird, und daß jeweils zwei einem Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern (511,521... 516... 526) eine gemeinsame Schaltimpulsfolge(PlO... P 60) zugeführt wird, deren Pulsfolgefrequenz gleich der doppelten Abtastfrequenz ist (F i g. 7).

9. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen die Schaltfolge und die Schaltdauer jedes Richtungsschalters gleichbleiben, so daß die Energie in den einzelnen Leitungen innerhalb einer Abtastperiode nur in einer Richtung über-

tragen wird, und daß jeweils vier einem Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern eine gemeinsame Schaltimpulsfolge zugeführt wird, deren Pulsfolgefrequenz gleich der Abtastfrequenz ist.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vierdrahtverbindungen und Bündelung nach dem Zeitmultiplexverfahren jeder Umsetzer aus einem Filter (FIl.. .F 26, FU'... F26') und einem Abtastschalter (511... 526, 511'... 526') besteht, derart, daß die den einzelnen Kanälen (Kl... K6, Kl'... KG) zu-

geordneten Abtastschalter die Filtereingangsbzw, -ausgangsspannungen periodisch zeitlich nacheinander abtasten, daß die gemeinsame Verstärkeranordnung jeweils aus einem nur in einer Übertragungsrichtung wirksamen Pulsverstärker (VP bzw. VP') besteht und daß jeweils vier einem Sprechkreis zugeordneten Abtastschaltern (511, 521, 511', 521'... 516, 526, 516', 526') eine gemeinsame Schaltimpulsfolge (PlO ... P 60) zugeführt wird, deren Pulsfolgefrequenz gleich der Abtastfrequenz ist (F i g. 9).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen