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Entkopplungsanordnung bei mehrfachträgerfrequenten Nachrichtenübertragungssystemen
Bei mehrfachträgerfreqüenten Nachrichtenüber= tragungssystemen müssen die Filter
der einzelnen Kanäle bzw. Kanalgruppen an einem Punkt an den gemeinsamen Übertragungsweg,
z. B. an einen gemeinsamen Leitungsverstärker, angeschaltet werden. Eine unmittelbare
Parallelschaltung der Filter ist nicht zulässig, weil sonst jedes Filter statt mit
einem dem Wellenwiderstand des Filters gut angepaßten reellen Widerstand mit der
komplexen stark frequenzabhängigen Summe der Scheinwiderstände aller übrigen Filter
abgeschlossen wäre. Die Folge solcher Fehlabschlüsse sind außer der Beeinflussung
der Spefrdämpfung frequenzabhängige Änderungen der Betriebsdämpfung, also Dämpfungsverzerrungen
in den Durchlaßbereichen. Um diese Dämpfungsverzerrungen zu vermeiden, muB man die
einzelnen Filter gegeneinander entkoppeln.
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Die Entkopplung kann in bekannter Weise unter Verwendung von Gabelschaltungen
oder Dämpfungsnetzwerken erreicht werden, z. B. können nur nicht benachbarte Kanäle
-bzw. Kanalgruppen unmittelbar, die so entstehenden beiden Frequenzbandgruppen
jedoch
über einen Differentialübertrager (Gabelentkoppler) oder über ein Dämpfüngsnetzwerk
(Widerstandsentkoppler) zusammengeschaltet werden. Häufig wird eine noch weitergehende
Entkopplung notwendig, derart, daß die durch Trennung der benachbarten Kanäle entstandenen
Frequenzgruppen noch einmal aufgeteilt werden. Beispielsweise ist es dabei möglich,
kombinierte Gabelwiderstandsentkoppler anzuwenden, indem z. B. nicht benachbarte
Kanäle überDämpfungsmittel (Widerstandsentkoppler) in zwei Gruppen zusammengeschaltet
sind und die beiden Gruppen über einen Differentialübertrager (Gabelentkoppler)
an den gemeinsamen L: bertragungsweg geschaltet sind.
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Wird der Difzerentialübertrager so bemessen, daß die Dämpfungsverzerrungen
der Frequenzkurve in der Übertragungsrichtung an der oberen und der unteren Übertragungsgrenze
gleich groß sind und in erträglichen Grenzen liegen, so ist die für die gegenseitige
Entkopplung der Filter maßgebende Sperrdämpfung in der zu sperrenden Richtung zu
klein. Die Filter belasten sich gegenseitig zu sehr, weshalb unzulässige Verzerrungen
in den Durchlaßbereichen der Filter auftreten, die schwer zu entzerren sind. Es
ergibt sich weiterhin in der zu sperrenden Richtung ein ganz ausgeprägter Dämpfungsabfall
bei tiefen und hohen Frequenzen. Dies ist beispielsweise aus der Kurve i der Fig.
i zu ersehen, die den Frequenzgang der Sperrdämpfung eines derartigen Differentialübertragers,
wie er in der Fig. ia dargestellt ist, zeigt. Eine Erhöhung der Sperrdämpfung war
bisher nur erreichbar, wenn
die Querinduktivität des Differentialübertragers
vergrößert und die Streuung verringert wurde (größere Übertragertype). Selbst bei
Verwendung größerer Differentialübertrager ergibt sich jedoch bald praktisch eine
Grenze, wo eine Erhöhung der Sperrdämpfung nicht mehr eintritt. Insbesondere ist
eine Verringerung der Streuung oft schwierig beiÜbertragern, die zwischen denWicklungen
einen statischenSchirm haben müssen.
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Die Erfindung geht daher zur Erhöhung der Sperrdämpfung einen anderen
Weg. Gemäß der Erfindung wird die ßuerinduktivität und/oder die Streuung des Differentialübertragers
durch zusätzliche Elemente in der Nachbildung der Gabelschaltung oder im Belastungszweig
berücksichtigt. Hierdurch ergibt sich eine Erhöhung der Sperrdämpfung. Schaltet
man beispielsweise parallel zur Nachbildung toi eine Induktivität Lp von der Größe
L des Differentialübertragers (vgl. Fig. i b), so erhält man die Dämpfungskurve
2 der Fig. i. Aus dieser Kurve ist die außerordentliche Erhöhung der Sperrdämpfung
b bei den tiefen Frequenzen durch diese t-Iaßnahme zu ersehen. Eine Erhöhung der
Sperrdämpfung für die hohen Frequenzen kann dadurch erreicht werden, daß, wie es
die Fig. i c zeigt, in Reihe mit der Nachbildung N eine kleine Spule L, geschaltet
wird, wobei insbesondere
zu wählen ist. Mit a1 ist dabei der Streugrad zwischen den Wicklungen 3 und a bzw.
3 und 2 und mit oa2 der Streugrad zwischen den Wicklungen i und 2 bezeichnet. Für
den Fall, daß a2 < a, wird, ist LT - a1 - L zu
wählen: Der Fall
c.. .1 a1 tritt beispielsweise auf, wenn i ' und 2 parallel gewickelt sind und wenn
zwischen den Wicklungen = und 3 bzw. 2 und 3 ein statischer Schirm angeordnet ist.
Die Kurve 3 der Fig. i zeigt die wesentliche Erhöhung der Sperrdämpfung bei den
hohen Frequenzen durch die Reihenschaltung der kleinen Induktivität L,.. Fehlt die
Wicklung 3, d. h. ist ein Differentialübertrager in Sparschaltung, also eine Differentialdrossel
benutzt, so wird eine Spule LT in Reihe mit dem Belastungswiderstand R geschaltet.
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Schaltet man gleichzeitig sowohl eine Induktivität Lp parallel zur
Nachbildung als auch eine Induktivität L,. in Reihe mit derNachbildung, wie es die
Fig. i d zeigt, so ergibt sich die Kurve 4. der Fig. i, die den wesentlich günstigeren
Dämpfungsverlauf für den gleichen Differentialübertrager (vgl. Kurve i) zeigt.
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Statt der Reihenschaltung einer Induktivität mit der Nachbildung können
mit Vorteil die Wicklungen i, 2 und 3 so angeordnet werden, daß sich die Streuinduktivitäten
a1 L und
L im Differentialzweig kompensieren. Das wird annähernd erreicht, wenn beispielsweise
vier Drähte parallel gewickelt und je zwei dieser Drähte in Reihe geschaltet werden,
derart, daß sich ein Differentialübertrager ergibt. Die Parallelwicklung hat gleichzeitig
den Vorteil, daß die Streuung denkbar klein ist, was ebenfalls zur Erhöhung der
Sperrdämpfung bei hohen Frequenzen beiträgt. In der Fig. i e ist bei dem dort verwendeten
Differentialübertrager vorausgesetzt, daß die Wicklungen je aus parallel gewickelten
Drähten bestehen, die paarweise in Reihe geschaltet sind. Man erhält dann dieDämpfungskurve
5. Windungszahl und Kern des Übertragers sind dabei die gleichen wie bei dem der
Dämpfungskurve i der Fig. i entsprechenden Differentialübertrager. Die parallel
zur Nachbildung zu schaltende Induktivität kann in vorteilhafter Weise dadurch gebildet
werden, daß die Nachbildung N in den Brückenzweig über einen mechanisch und elektrisch
dem Differentialübertrager Ül etwa gleichen Übertrager 1J`2 eingeschaltet wird (vgl.
Fig. 2 b). Die zur Nachbildung .'V hierbei parallel liegende Induktivität entspricht,
abgesehen von den Fabrikationstoleranzen, der Induktivität L des Differentialübertragers
lill. Somit erhöht sich nach dem eingangs Gesagten die Sperrdämpfung bei den tiefen
Frequenzen. Bei Blechkernübertragern ändert sich die Indüktivität mehr oder weniger
mit der Feldstärke. Hiermit ist eine unerwünschte Änderung der Sperrdämpfung verknüpft.
Sie wird vermieden oder doch weitgehend herabgesetzt, wenn für den Übertrager U.
derselbe Übertragerkern bei gleicher Windungszahl und gleichem Wicklungsaufbau benutzt
wird. Ferner kompensiert sich die Streuung a1 L des Überfragers Ü2 gegen
die Streuung s1 L des Übertragers Ü, 1lan erhält demnach auch bei hohen Frequenzen
eine größere Sperrdämpfung, wenn man die Streuung a2 L genügend klein hält.
Eine gegenüber der Streuung a1 L genügend kleine Streuung a2 L wird
z. B. erreicht, wenn die Wicklungen i und 2 parallel gewickelt werden. Beispielsweise
lassen sich die in Fig.a dargestellten Dämpfungskurven erzielen, wobei die Dämpfungskurve
i für einen üblichen Differentialübertrager gilt (Fig.2 a) und die Kurve 2 für eine
Schaltung, bei der die Nachbildung über einen Genau
gleichen Übertrager
in den Brückenzweig eingeschaltet wird, wie es die Fig. 2 b zeigt. Bei Verwendung
gleicher Übertrager für Ü1 und Ü, kompensieren sich außerdem noch die Eisenverluste.
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In Fig.3 a ist ein Mehrfachgabelentkoppler dargestellt, der gegenüber
den bisher bekannten Ausführungen eine wesentlich größere Sperrdämpfung aufweist.
Bei Mehrfachgabelentkopplern kann es im allgemeinen ausreichend sein, lediglich
in der Nachbildung der mit dem gemeinsamen Übertragungsweg- aller Kanäle verbundenen
Gabelschaltung die Querinduktivität und Streuung des Differentialübertragers zu
berücksichtigen. Der Entkoppler kann beispielsweise aus den drei Differentialübertragern
ü1, Ü,, Ü3 und einem Übertrager Ü, bestehen, dessen Kern, Wicklung und Aufbau dem
Übertrager U1 etwa entspricht. An den Klemmen A, B, C und D werden
die Filter von vier Kanälen oder Kanalgruppen, z. B. von vier Kanälen mit den Übertragungsbereichen
o,2 bis 3,6, 4,2 bis 7,6, 8,2 bis 11,6 und 12,2 bis 15,6 kHz, angeschlossen. An
die Klemme F wird über den Übertrager Ü4 die Nachbildung N angeschaltet.
Die Sperrdämpfung b, beispielsweise gemessen von den Klemmen B nach C oder
von A nach B bzw. C nach D, gewährleistet bei der üblichen Schaltung,
also ohne den Übertrager Ü4, bei der die Nachbildung N unmittelbar an den Klemmen
F angeschaltet ist, keine ausreichende Entkopplung. Für diesen Fall erhält man die
Kurve i der Fig. 3. Sobald der Übertrager Ü4 aber hinzukommt, steigt die Sperrdämpfung
erheblich an, wie die Kurven 2 und 3 erkennen lassen. Die Kurve 2 zeigt. beispielsweise
die Sperrdämpfung gemessen von den Klemmen A nach D
und die Kurve 3
gemessen von A nach B bzw. C nach D. Die Übertrager Ü1, Ü., sind so bemessen,
daß das Verhältnis bei allen gleich ist.
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Die zwischen
den Punkten E und M2 wirkenden Streuinduktivitäten der Übertrager ü1, Ü,und Ü4 kompensieren
sich nur teilweise. Daher kann bei hohen Frequenzen eine weitere Verbesserung erzielt
werden, wenn in Reihe zum Abschlußwiderstand (Nachbildung) des Übertragers Ü, bzw.
Ü3 eine Spule L,. gelegt wird.
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Die Übertragerkapazitäten sind bisher unberück- I sichtigt geblieben.
Sie bewirken bei hohen Frequenzen ebenfalls einen Abfall der Sperrdämpfung und können
erforderlichenfalls ebenfalls berücksichtigt werden. In dem Beispiel der Doppelgabel
mit dem vierten Übertrager Ü4 für die Nachbildung kompensiert sich die Kapazität
des Übertragers Ü1 mit der gleich großen i Kapazität des Übertragers Ü4 ohne besondere
Korrektur. Anders dagegen bei den Übertragern Ü, und Ü3. Ihre Eigenkapazität ist
annähernd gleich der Eigenkapazität des Übertragers U1. Die Abschlußwiderstände
sind aber doppelt so groß. Daher kommt der Abfall bei hohen Frequenzen an der Dämpfungskurve
3 der Fig.3. Eine Verbesserung der Sperrdämpfung bringen die Kondensatoren Cl und
C,. Ihr Wert ist halb so groß wie die Eigenkapazität des Übertragers ü1, wenn alle
Übertrager die gleiche Eigenkapazität haben. Es läßt sich durch die Einführung der
Kondensatoren Cl und C, die Dämpfungskurv e q, der Fig. 3 erzielen.