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Verfahren zum Ausgleich des Pegelunterschiedes bei vierdrähtiger Durchschaltung
zweier Fernsprechleitungen Das Problem der vierdrähtigen Durchschaltung von Fernleitungen
ist nicht neu. Das Problem der vierdrähtigen Durchschaltung hat aber im Rahmen der
in der Entwicklung begriffenen Landesfernwahl, d. i. der unbeschränkte Selbstwählferndienst
zwischen beliebigen Ortsnetzen eines Landes oder auch mehrerer Länder, ganz erheblich
an Bedeutung gewonnen, ja man kann sagen, daß ihr bei der Durchführung dieser Planung
eine entscheidende Bedeutung zukommt.
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Bei der vierdrähtigen Durchschaltung sind grundsätzlich drei Fälle
zu unterscheiden; diese sollen mit Gruppe A, B und C bezeichnet werden.
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A) Leitung mit Endverst - Leitung mit Endverst B Leitung mit Endverst
- Leitung ohne Endverst 1 Leitung ohne Endverst - Leitung mit Endverst C) Leitung
ohne Endverst - Leitung ohne Endverst Bei den Verbindungsfällen der Gruppe A lind
B treten an den Übergabepunkten Pegel auf, die eine beliebige Zusammenschaltung
der Leitungen mit Rücksicht auf die zulässigen Maximal- und Minimalpegel der Verstärker
und mit Rücksicht auf die zulässige Durchgangsdämpfung der Vierdrahtstrecke ohne
besondere Maßnahmen zunächst nicht erlauben.
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Bei einer Leitungskette, die z. B. der Reihe nach Verbindungen der
Gruppe B, der Gruppe A und schließlich nochmals eine solche der Gruppe B enthält,
müssen aus Stabilitätsgründen verschiedene Forderungen hinsichtlich ihrer elektrischen
Eigenschaften gestellt werden. So muß z. B. bei einer nicht selbsttätig einstellbaren
Durchgangsdämpfung .der Vierdrahtstrecke von o + 0,4 N, einer Fehlerdämpfung von
2,5 N und einer Leerlaufpfeifsicherheit von
o,2 N die Dämpfung der
Zweidrahtstrecke mindestens 0,4 N betragen. (Die Fehlerdämpfung ist für eine am
Ende reflexionsfrei abgeschlossene Zweidrahtleitung angegeben.) Hat die Leitung
der Zweidrahtstrecke selbst eine Dämpfung unter 0,4 N, so muß diese künstlich erhöht
werden, zweckmäßig durch verzerrende Verlängerungsleitungen. Die Einschaltung verzerrender
Verlängerungsleitungen ist _ kostspielig und vor allem bedenklich bei Leitungsverbindungen
der Gruppe C, weil sie in diesen Fällen die Dämpfung der Gesamtverbindung unnötig
erhöhen, obwohl sie wegen des Fehlens von Verstärkern hier gar keine Aufgabe zu
erfüllen haben. Weiter ergibt sich unter der Annahme konstanter Verstärkung über
den Vierdrahtleitungsabschnitt, daß bei einer Leitungskette vorstehend beschriebener
Art die Restdämpfung eine direkte Funktion der Summe der Dämpfungen der beiden Zweidrähtstrecken
ist.
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Bei dem. nachfolgend beschriebenen Verfahren wird es möglich, die
vorstehend aufgeführten Mängel zu beseitigen oder wenigstens in ihrer Bedeutung
herabzusetzen. Bei diesem Verfahren wird die Durchgangsdämpfung der Fernleitungskette
für jeden Verbindungsfall selbsttätig mit Hilfe von Reglungsverstärkern eingestellt.
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Bei einem Amt, bei dem alle Verbindungen vierdrähtig hergestellt werden,
enden sowohl alle Leitungen mit Endverstärker als auch alle Leitungen ohne Endverstärker
auf Vierdrahtwählern.
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Da die Leitungen ohne Endverstärker Zweidrahtleitungen sind, müssen
bei diesen vor die Vierdrahtwähler noch Gabeln geschaltet werden. Die bei den Gabeln
erforderlichen Nachbildungen können dann den Zweidrahtleitungen fest zugeordnet
werden.
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Fernverbindungen enthalten dann nur einen Rückkopplungskreis, der
in Abb. i durch die vierdrähtige Fernleitungskette G' bis G" zwischen den Gabeln
gegeben ist. An jedem Ende der Fernleitungskette sind Zweidrahtleitungen angeschaltet,
an deren Endpunkt Zweidrahtwähler angeschlossen sind. Da die Leitungsabschnitte
G' bis W' und G" bis W" für die Stabilität der Verbindungen maßgebend
sind, sollen sie als Stabilitätsstrecken, ihre Dämpfung mit b, bezeichnet werden.
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Der Sollwert der Durchgangsdämpfung bD der Fernleitungskette G' bis
G" wird nun bei der beschriebengn Anordnung bei beliebiger vierdrähtiger Zusammenschaltung
von Leitungen mit und ohne Endverst4rker erfindungsgemäß durch selbsttätiges Ändern
der Verstärkung in Abhängigkeit von der Dämpfung der Stabilitätsstrecken G' bis
W' und G" bis W" der Leitungen ohne Endverstärker so eingestellt, daß zwischen den
Endpunkten W' bis W"
der Stabilitätsstrecken gerade die zulässige Restdämpfung
b, auftritt, wobei die geforderte Pfeifsicherheit auch bei der maximal zugelassenen
Verstärkungsschwankung gewährleistet wird. Zum Beispiel wird bei einer Verbindung,
bei der b,' und b"" = o N sind, bD = b, . Bei Verbindungen mit beüebigen b; und
b," wird dann die Durchgangsdämpfung der Fernleitungskette G' bis G" um einen von
b,' + b," abhängenden Wert kleiner eingestellt als b,.
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Dieser Sollwert der Durchgangsdämpfung bD wird in Abhängigkeit von
b,' und b," anteilmäßig an jedem Ende der Fernleitungskette selbsttätig eingestellt.
An diesen Stellen liegt jedesmal der Verbindungsfall nach Gruppe B vor. Bei diesem
Verfahren wird die anteilmäßige Einstellung von bD folgendermaßen erreicht: Verbindung
der Gruppe B Wenn eine Leitung mit Endverstärker über einen Vierdrahtwähler und
über eine Gabel mit einer Zweidrahtleitung verbunden ist, so tritt am Eingang des
Sendeverstärkers dann der höchste Pegel auf, wenn die Dämpfung der Stabilitätsstrecke
b, = o N ist. Dabei ist angenommen, daß am Endpunkt W der Stabilitätsstrecke mit
einem Meßpegel o N gesendet wird.
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Die Verstärkung des Sendeverstärkers wird jetzt mit dem eingebauten
Handregler so eingestellt, daß sich bei diesem höchsten Eingangspegel auf der Leitungsseite
der geforderte Ausgangspegel ergibt. Diese geringste Verstärkung soll als die Grundverstärkung
des Sendeverstärkers s"gs bezeichnet werden. Damit am Ausgang des Sendeverstärkers
der Pegel für alle vorkommenden Verbindungsfälle, bei denen die Dämpfung b, größer
als o N ist, unabhängig von b, konstant bleibt, muß die Verstärkung des Sendeverstärkers
selbsttätig um einen von b, abhängenden Wert erhöht werden. Diese Verstärkungszunahme
des Sendeverstärkers soll mit s", bezeichnet werden. Dabei ist s"" = f, b, . Die
wirksame Verstärkung ist s" = s"gs + s"z .
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Entsprechend wird auch die Grundverstärkung des Empfangsverstärkers
bei b, = o N mit dem eingebauten Handregler so eingestellt, daß am Endpunkt W der
zulässige Sollrestpegel auftritt. (Dabei ist vorausgesetzt, daß am fernen Ende der
Fernleitungskette am dortigen Punkte W mit o Neper gesendet wird und der Einfluß
der zugehörigen Stabilitätsstrecke auf dem Sendepegel am Leitungsanfang durch eine
entsprechend eingestellte Verstärkung des Sendeverstärkers unwirksam bleibt. Ferner
muß vorausgesetzt sein, daß die Fernleitungskette überall auf den Sollwert eingepegelt
ist.) Diese Grundverstärkung des Empfangsverstärkers soll s"8, sein.
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Für alle vorkommenden Werte b, = o N muß die Verstärkung wieder selbsttätig
um einen von bs abhängenden Betrag s"z erhöht werden, damit am Endpunkt W wieder
der zulässige Sollrestpegel auftritt.
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Die für den Sende- und Empfangsverstärker geforderte Verstärkungszunahme
s". hängt jedesmal von b, nach der gleichen Funktion ab. s"" Sender = s"z Empfänger
Die Regelung des Sende- und Empfangsverstärkers einer Leitung mit Endverstärker
kann deshalb bei Verbindungen der Gruppe B gemeinsam in Abhängigkeit von b, der
angeschalteten Stabilitätsstrecke vorgenommen werden.
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Jeder Leitung ohne Endverstärker ist zu diesem Zweck ein Kennwiderstand
K zugeordnet, dessen Wert von b, abhängt. Diese Widerstände sind einseitig geerdet,
während ihr zweiter Anschluß über eine Steuerader am Vierdrahtwähler liegt.
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Jeder Leitungmit Endverstärkerist ein Widerstand R zugeordnet, der
bei allen Leitungen gleich groß ist.
Ein Anschluß jedes Widerstandes
liegt an einer gemeinsamen Gitterbatterie. Der andere ist gleichzeitig mit den Gitteranschlußpunkten
des zu dem betreffenden Endverstärker gehörenden Sende- und Empfangsverstärkers
und außerdem über eine Steuerader mit dem Vierdrahtwähler verbunden.
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In allen Fällen, bei denen über die Steuerader kein Strom abfließen
kann, wirkt die Spannung der Gitterbatterie in voller Höhe auf das Gitter der Verstärker
ein. Bei dieser maximal wirksamen Gitterspannung wird mit dem eingebauten Handregler
die für jeden einzelnen Verstärker geforderte Grundverstärkung eingestellt.
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Bei Verbindungen der Gruppe B bilden R und K, die dabei über den Vierdrahtwähler
verbunden sind, einen Spannungsteiler (Abb. 3). Der an K auftretende Spannungsabfall
stellt dann die bei der betreffenden Verbindung wirksame Gitterspannung dar. Für
jeden Wert von b, läßt sich der Kennwiderstand K so bemessen, daß an den
Verstärkern diejenige Gitterspannung wirksam wird, bei der sich die Verstärkung
des Sende- und Empfangsverstärkers selbsttätig um den geforderten Wert s"z höher
als deren Grundverstärkung einstellt.
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Da bei b, = o N die Verstärker gerade die Grundverstärkung liefern
sollen, muß also K in diesem Falle unendlich hohen Widerstand haben.
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Da bei einer Sprechverbindung die Verstärker an jedem Ende der Fernleitungskette
in dieser Weise selbsttätig eingestellt werden, stellt sich bei jedem Verbindungsfall
auch die Durchgangsdämpfung bD der Fernleitungskette G' bis G" selbsttätig ein.
In jeder Sprechrichtung ist die wirksame Durchgangsdämpfung bD = b, - (S"a
+ S"z..)# Die Durchgangsdämpfung hängt also von dem Wert b,' + b." über s".'
+ s.." ab.
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Infolge jahreszeitlich bedingter Änderung der Leitungsdämpfung sowie
Änderung der Versorgungsspannung kann die Durchgangsdämpfung um den Betrag
m = + 0,4 N schwanken. Beim = - 0,4 N und einer geforderten Leerlaufpfeifsicherheit
--is = 0,2 N und einer Fehlerdämpfung der Zweidrahtleitung von bF = 2,5 N darf die
Restdämpfung b, für Werte b,' + b," 5 i,o N auf einen konstanten Wert eingestellt
werden, z. B. o,8 N. Bei Werten b,' + b; ' > i,o N muß b, stets so groß gewählt
werden, daß die Pfeifsicherheit unter den gegebenen Verhältnissen aufrechterhalten
bleibt.
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Bei höherer Fehlerdämpfung oder bei Gabeln mit Rückkopplungssperren
läßt sich b, bis zu entsprechend höheren Werten von b,' + b," konstant einstellen.
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Die Restdämpfung zwischen W'. . . W" ist b, = bD + b,'
+ b,".
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Die zulässige Mindestrestdämpfung b, errechnet sich nach der Beziehung
Die zulässige Mindestdurchgangsdämpfung zwischen G'.. .G" ist dann:
Da die Verstärker an jedem Ende der Fernleitungskette nur in Abhängigkeit von b,
des betreffenden Endes allein eingestellt werden, muß man die Verstärkungszunahme
s". von b, derartig abhängig machen, daß der zulässige Wert von b, auf keinen Fall
unterschritten wird.
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Vorsorglich stellt man daher s"z nur so groß ein, daß sie auch noch
dem ungünstigsten Fall entspricht, bei dem die Stabilitätsstrecke am fernen Ende
ebenfalls den Wert b, aufweist.
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Es ist also in Wirklichkeit nicht möglich, die Restdämpfung b, zwischen
147 und W" absolut konstant zu halten, sondern sie nimmt mit steigender Dämpfung
der Stabilitätsstrecken etwas zu.
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Bei Werten für b, z. B. von o bis o,9 N bleibt b, also immer noch
in den Grenzen zwischen o,8 und i,o N ; während sie bei feststehender Durchgangsdämpfung,
also ohne Benutzung des hier angegebenen Verfahrens zur selbsttätigen Einstellung
der Durchgangsdämpfung, zwischen o,8 und i,8 N liegen würde. Außerdem müßte dann
noch für b, eine Mindestdämpfung von 0,4 N gewährleistet sein, was in vielen Fällen
nur durch feste Verlängerungsleitungen in den Zweidrahtleitungen erreicht werden
kann. Verbindungen der Gruppe A so folgen an der Durchschaltestelle zwei Endverstärker
unmittelbar aufeinander. Die Gitteranschlußpunkte der Endverstärker sind über die
Steuerader verbunden. Dies ist aber hier ohne Bedeutung, da diese über die beiden
Widerstände R an der gleichen Gitterbatterie liegen. Alle Verstärker liefern daher
die ihnen zukommende Grundverstärkung. Durch sie wird ein Ausgangspegel erzeugt,
der ohne besondere Schaltglieder von dem Endverstärker der zweiten Leitung unmittelbar
aufgenommen werden kann. Dabei ergibt sich pegelrichtige Durchschaltung. Verbindungen
der Gruppe C (Abb. 2) Wenn zwei Leitungen ohne Endverstärker über einen Vierdrahtwähler
verbunden werden, so sind die Vierdrahtausgänge der Gabeln dieser Leitungen unmittelbar
miteinander verbunden. Diese beiden zusammengeschalteten Gabeln haben dann eine
Einfügungsdämpfung von ungefähr o,2 N.