DE386048C

DE386048C - Cable with steadily distributed self-inductance and compensation of crosstalk through additional capacitors

Info

Publication number: DE386048C
Application number: DES61433D
Authority: DE
Inventors: Karl Kuepfmueller
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1922-11-12
Filing date: 1922-11-12
Publication date: 1923-05-09

Description

Kabel mit stetig verteilter Selbstinduktivität und Ausgleich des Nebensprechens durch Zusatzkondensatoren Bei dem Ausgleich des Nebensprechens durch Zusatzkondensatoren bei pupinisierten Leitungen wird ein Ausgleich der kapazitiven und induktiven Kopplung vorgenommen für jeden Spulenabstand. Es sind demnach ebensoviel Kondensatorkästen als Spulenkästen für eine Wellenlänge vorhanden, und der Abstand der Kondensatorkästen untereinander ist dem zwischen den Spulenkästen gleich. Die Kondensatorkästen sind demnach ebenfalls nach der Pupinschen Regel angeordnet, und es werden dementsprechend fünf bis sechs Kondensatorkästen pro Wellenlänge benutzt.Cable with steadily distributed self-inductance and compensation of crosstalk through additional capacitors When compensating for crosstalk through additional capacitors In the case of pupinized lines, the capacitive and inductive coupling is balanced made for each coil spacing. There are therefore just as many capacitor boxes available as coil boxes for one wavelength, and the spacing of the capacitor boxes between each other is the same as that between the coil boxes. The condenser boxes are accordingly also arranged according to Pupin's rule, and it will be accordingly five to six condenser boxes per wavelength used.

Bei Anwendung derselben Regel beim Ausgleich des Nebensprechens bei Kabeln mit stetig verteilter induktiver Belastung, z. B. bei Krarupkabeln mit Eisenbewicklung, wurde nun gefunden, daß das Nebensprechen nur unwesentlich verbessert wurde.Applying the same rule to compensate for crosstalk at Cables with constantly distributed inductive load, e.g. B. for Krarup cables with iron wrapping, it has now been found that the crosstalk was improved only insignificantly.

Theoretische Überlegungen, die im nachstehenden erläutert werden, haben nun ergeben, daß bei Kabeln mit stetig verteilter Selbstinduktivität der Abstand der Kondensatorkästen viel kleiner zu wählen ist, als sich aus der -Pupinschen Regel ergibt, und zwar müssen für eine einigermaßen bemerkbare Verbesserung des Übersprechens mindestens zwölf Kondensatorkästen, zweckmäßig aber mehr pro Wellenlänge vorgesehen werden.Theoretical considerations, which are explained below, have now shown that in cables with continuously distributed self-inductance the distance the capacitor boxes should be chosen to be much smaller than what follows from Pupin's rule must for a reasonably noticeable improvement in crosstalk at least twelve capacitor boxes, but expediently more provided per wavelength will.

Die allgemeine Theorie der inneren Induktion in pupinisierten Leitungen (W. V. s. d. S. K. 1921) lieferte für den kapazitiven Induktionsstrom in einer Doppelleitung mit dem Wellenwiderstand q2 - und der Fortpflanzungskonstante y2 die Beziehung Dabei bedeutet Tt den Empfängerseheinwiderstand, k v die kapazitive Kopplung im v ton Spulenfeld p - j w und y1 die Fortpflanzungskonstante der induzierenden Leitung. Aus dieser Beziehung geht ohne weiteres die für eine hinsichtlich der vier Leitungskonstanten homogene Leitung gültige hervor, nämlich als Grenzfall für den Spulenabstand Null; so erhält man An die Stelle der Summierung tritt die Integration über die Leitungslänge l; k ist nun eine Funktion des Abstandes x vom Leitungsanfang. Ist die Kopplung rein induktiv, nämlich = m für die Längeneinheit, so ergibt sich auf dem gleichen Wege Sind beide Arten von Kopplungen vorhanden, so erhält man demnach Hieraus ist zunächst ersichtlich, wieweit die Kompensation der induktiven Kopplung durch eine zusätzliche kapazitive erfolgen kann; die Möglichkeit dieses Vorgehens ist dadurch gegeben, daß die Wellenwiderstände '1 und 32 in dem wichtigen Bereich der Sprechfrequenz(n bei induktiv belasteten Leitungen vorwiegend reell und konstantsind. Man kann daher setzen und diese Größe als elektromagnetische Kopplung zwischen den beiden Leitungen bezeichnen; sie ändert ihren Wert im allgemeinen mit x, ist indessen praktisch unabhängig von der Frequenz. Zur Abkürzung führt man noch eine mittlere Fortpflanzungsgröße ein vermittels der Beziehung 7, + 72 - 2 y# Dann wird also Für einen kleinen Abschnitt der Länge s, den wir als Ausgleichsabschnitt wählen, ist demnach Die Beziehung würde den Empfängerstrom liefern, der besteht, wenn die Leitung durch irgendwelche Mittel in dem restlichen Stück s bis l bereits ausgeglichen ist, sie beschreibt also die Verhältnisse, wrie sie während des vorzunehmenden Ausgleiches vorliegen. Man kann hier zunächst voraussetzen, s wäre klein genug, daß näherungsweise 8 J;s= I-2yS.The general theory of internal induction in pupinized lines (WV sd SK 1921) provided the relationship for the capacitive induction current in a double line with the characteristic impedance q2 - and the propagation constant y2 Here, Tt means the receiver resistance, kv the capacitive coupling in the v ton coil field p - jw and y1 the propagation constant of the inducing line. From this relationship, the one that is valid for a line that is homogeneous with regard to the four line constants emerges without further ado, namely as a borderline case for the coil spacing zero; so you get Instead of the summation, the integration over the line length l takes place; k is now a function of the distance x from the start of the line. If the coupling is purely inductive, namely = m for the unit of length, this results in the same way If both types of couplings are present, one obtains accordingly From this it can first be seen to what extent the compensation of the inductive coupling can take place by an additional capacitive one; The possibility of this procedure is given by the fact that the characteristic impedances' 1 and 32 are predominantly real and constant in the important range of the speech frequency (n in the case of inductively loaded lines set and refer to this size as the electromagnetic coupling between the two lines; it changes its value in general with x, but is practically independent of the frequency. For the abbreviation one introduces an average propagation quantity by means of the relation 7, + 72 - 2 y # Then becomes For a small section of length s, which we choose as the compensation section, is therefore The relationship would supply the receiver current that exists when the line is already balanced by some means in the remaining section s to l, i.e. it describes the conditions as they exist during the compensation to be carried out. One can initially assume that s is small enough that approximately 8 J; s = I-2yS.

Von der Zulässigkeit dieser Annahme kann man sich nachträglich überzeugen. Dann wird Zerlegt man y in Dämpfungsmaß ,ß und Winkelmaß a, so ist also Fügt man am Anfang der Leitungen, bei x - o, eine Kopplung K, zur Kompensation der ursprünglich vorhandenen (K) hinzu, so entsteht der Induktionsstrom Man ersieht hieraus, daß beim Ausgleich nur der Teil kompensiert werden kann. Es verbleibt noch eine Kopplung von der Größe die nicht beseitigt wird, und die die Güte des Ausgleichs herabsetzt. Nimmt man im Mittel an, K sei unabhängig von x, dann muß also KO = -K s+KP s2 gemacht werden, die restliche Kopplung ist a,=has2. Während also der absolute Betrag des Induktionsstromes vor dem Ausgleich war, liegt nach der Einführung von KO noch eine Störung der Größe vor. Das Verhältnis [In] : [I n% welches mit n bezeichnet werden soll, gibt ein Maß für den Grad der durch den Ausgleich erzielten Verbesserung. Nach Gleichung ii und i2 -ist Dies ist die gesuchte Beziehung für die Größe des Ausgleichsabschnittes.One can later convince oneself of the admissibility of this assumption. Then it will be If y is broken down into the attenuation measure, ß and the angle measure a, so is If you add a coupling K at the beginning of the lines, at x - o, to compensate for the originally present (K), the induction current is created It can be seen from this that only the part can be compensated. There remains a coupling of size which is not eliminated and which degrades the quality of the balance. If one assumes on average that K is independent of x, then KO = -K s + KP s2 must be made, the remaining coupling is a, = has2. So while the absolute amount of the induction current before equalization was, after the introduction of KO, there is still a disruption of size before. The ratio [In] : [I n %, which is to be denoted by n, gives a measure of the degree of improvement achieved by the compensation. According to equations ii and i2 -ist This is the relationship we are looking for for the size of the compensation section.

Beispiel. Für ein Krarupkabel y sei R = 30 Ohm, L = o,oi H, C = 0,035 MF.- Gefordert ist, daß die Beseitigung des Nebensprechens auf den fünften Teil der ursprünglichen Induktion erfolge.Example. For a Krarup cable y, let R = 30 ohms, L = o, oi H, C = 0.035 MF. The requirement is that the crosstalk be eliminated on the fifth part of the original induction.

Es ist nach bekannten Formeln für die Frequenz ul = 5000 Daher ergibt sich nach Gleichung 13 mit n = 3 s = i,8 km.It is according to known formulas for the frequency ul = 5000 Therefore, according to equation 13, with n = 3 s = i, 8 km.

In den Abständen wären also die Kondensatorkästen anzuordnen.The capacitor boxes would therefore have to be arranged at the intervals.

Nach der Pupinschen Regel würde man unter denselben gegebenen Verhältnissen zu einem Kondensatorkästenabstand von 8,4 km gelangen, ein Abstand, der viel zu groß ist, um eine Verbesserung zu zeitigen. Nach dem oben Angeführten würde hierfür @n = i,34 betragen.According to Pupin's rule, one would be under the same given circumstances get to a condenser box spacing of 8.4 km, a distance that is much too is great to bring about improvement. According to the above, this would be the case @n = i, 34.

Da man bei großen Kopplungen im Kabel auch einen höheren Grad des Ausgleiches, also größeres n, verlangen muß, hängt nach diesen Überlegungen die Länge der Ausgleichsabschnitte wesentlich von der Güte der Fabrikation des Kabels ab.Since large couplings in the cable also have a higher degree of Compensation, i.e. larger n, must demand, according to these considerations, the The length of the compensation sections depends largely on the quality of the manufacture of the cable away.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cable with constantly distributed self-inductance and with compensation of the crosstalk by means of additional capacitors, characterized by such a dimensioning of the distance between the successive capacitor groups, that at least twelve of these, but preferably more, are accounted for by one wavelength.

2. Cable with continuously distributed self-inductance according to claim i, characterized in that the dimensioning of the capacitor group spacings according to the equation takes place, in which s is the distance between the capacitors, a is the angular dimension of the line and n is the ratio between the original induction and the induction present after the equalization.