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Pegelsteuerung für ein elektrisches Nachrichtenübertragungssystem
mit ferngespeisten Leitungsverstärkern Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zum Ausgleich der durch Temperaturschwankungen verursachten Därnpfungsänderungen
der Übertragungsleitungen für ein elektrisches Nachrichtenübertragungssystem, bei
dem mehrere aufeinanderfolgende Zwischenverstärker von einer speisenden Verstärkerstelle
aus über die Nachrichtenleitungen mit Betriebsstrom versorgt werden, der zusätzlich
zu einer entsprechenden Verstärkungssteuerung dieser Zwischenverstärker benutzt
wird.
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Die temperaturabhängigen Dämpfungsänderungen der Kabelleitungen für
Trägerfrequenzsysteine sind so groß, daß sie in der Regel nicht nur in den bemannten,
sondern auch in den unbemannten fernstromversorgten Zwischenverstärkerstellen ausgeglichen
werden müssen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck eine Pilotschwingung von einer sendenden
Endstelle auszusenden und in den Zwischenverstärkerstelleii Pilotempfänger und Regler
vorzusehen, die den Pegel konstant halten. Der Aufwand für diese Pilotempfänger
und ihr Leistungsbedarf, der ja ebenfalls von der Fernstromversorgung gedeckt werden
muß, sind im Vergleich zum Aufwand und Leistungsbedarf der Leitungsverstärker nicht
unerheblich. Es sind daher Trägerfrequenzsysteme gebaut worden, bei denen die Verstärkung
der unbemannten Zwischenverstärker mittels temperaturabhängiger Widerstände nur
durch die Umgebungstemperatur gesteuert wird. Dazu werden die Zwischenverstärker
unter der Erde so eingebaut, daß ihre Umgebungstemperatur möglichst der Kabeltemperatur
entspricht. Der Genauigkeit einer solchen Pegelhaltung durch örtliche Temperatursteuerung
sind Grenzen gesetzt, da unter Umständen die Temperatur des Verstärkergehäuses von
der für die Dämpfung maßgebenden mittleren Temperatur des Kabelabschnittes wesentlich
abweichen kann; durch die, Summation der Verstärkungsfehler längs der Übertragungsstrecke
können nämlich an den Zwischenverstärkerstellen Pegelabweichungen auftreten, die
sich durch vermehrtes Rausch-oder Klirrgeräusch auf dieübertragungsgüte schädlich
auswirken.
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Aus den USA.-Patentschriften 2 151821 und 2 130 517
sind Nachrichtenübertragungssysteme ohne Fernstromversorgung der Zwischenverstärkerstellen
bekannt. In der USA.-Patentschrift 2 151821 ist eine Einrichtung gezeigt,
bei der als Kriterium für die Verstärkungssteuerung der Zwischenverstärker die temperaturbedingte
Änderung des Widerstandes einer Leiterschleife dient, die sich über das jeweils
unmittelbar vorangehende Verstärkerfeld erstreckt; zur Bildung dieser Leiterschleife
werden zwei zusätzliche Kabeladern benötigt, die für die Nachrichtenübertragung
verlorengehen. Bei der Schaltungsanordnung nach der USA.-Patentschrift 2
130 517 wird eine als Temperaturfühler dienende Leiterschleife durch die
übertragungsleitung selbst gebildet. Diese Anordnung erlaubt außerdem eine Verstärkungseinstellung
des Zwischenverstärkers auf der unbemannten Station von der bemannten Station aus,
und zwar von Hand mit Hilfe eines einstellbaren Widerstandes. Bei beiden Schaltungsanordnungen
werden zur Speisung der in eine Brückenschaltung einbezogenen Leiterschleife besondere
Batterien benötigt.
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Einen ganz anderen Weg der Entwicklung zeigt die USA.-Patentschrift
2 272 735, aus der ein Nachrichtenübertragungssystem bekannt ist, bei dem
mehrere aufeinanderfolgende Zwischenverstärkerstellen von einer speisenden Verstärkerstelle
mit Energie versorgt werden, wobei die Nachrichtensignale und die Speiseströme über
dieselben Nachrichtenleitungen übertragen werden. Die Verstärkerstellen als Verbraucher
können dabei in Reihe oder parallel zur Speiseleitung geschaltet sein (Reihen- oder
Parallelspeisung); im ersten Fall wird meist Gleichstrom, im zweiten Fall Wechselstrom
mit Netzfrequenz zur Energieversorgung verwendet. Durch die temperaturbedingten
Dämpfungsschwankungen der Übertragungsleitungen ändert sich die Speisespannung bzw.
der Speisestrom in den ferngespeisten Verstärkerstellen, und diese Spannungs- bzw.
Stromänderungen werden dazu benutzt, mit Hilfe spannungs- oder stromabhängiger Widerstände
die Verstärkung der Leitungsverstärker zu steuern. Als Stellglieder für die Verstärkungssteuerung
werden meist indirekt geheizte Heißleiter verwendet. Ihr Heizer liegt z. B. in der
Diagonale einer Brückenschaltung, deren Zweige strom- oder spannungsabhängige Widerstände
enthalten.
Dadurch wird eine vergrößerte Steuersteilheit und eine
Eliminierung des konstanten Anteils des Speisestroms bzw. der Speisespannung erreicht.
Von Nachteil ist bei dieser Pegelsteuerung, daß Temperaturschwankungen, die in einem
Verstärkerfeld auftreten, sich in unerwünschter Weise auch in allen nachfolgenden
Verstärkerfeldern des Speiseabschnittes durch Änderung des Speisestroms bzw. der
Speisespannung und mithin der Pegel auswirken.
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Bei einer Verstärkungssteuerung treten - im Gegensatz zu einer
Regelung mit geschlossenem Regelkreis - Restfehler auf, die bei vielen aufeinanderfolgenden
Zwischenverstärkerstellen einen störenden Gesamtfehler ergeben können. Der Großteil
dieser Fehler ist systematisch, da die Temperatur im wesentlichen auf allen Abschnitten
in gleicher Weise von der Jahreszeit abhängt, d. h., diese Fehler treten
in allen Abschnitten zugleich in derselben Richtung auf. Es ist bekannt, zum Ausgleich
der auflaufenden Fehler zumindest in den speisenden Verstärkerstellen den Pegel
z. B. mit Hilfe von Pilotempfängern zu regeln. Weiterhin können diese Regler in
den speisenden Verstärkerstellen dazu benutzt werden, auch die Speisespannung bzw.
den Speisestrom der Stromversorgungseinrichtungen in dem Sinn zu steuern, daß sich
die systematischen Restfehler innerhalb eines Speiseabschnittes verkleinern.
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Trotz der beschriebenen zusätzlichen Pegelkorrektur bleiben jedoch
wegen der ungenauen Verstärkungssteuerung durch Summation der Verstärkungsfehler
schädliche Pegelabweichungen an den ferngespeisten Zwischenverstärkern übrig, die
- wie schon erwähnt - die übertragungsgüte verschlechtern. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem übertragungssystem der eingangs genannten
Art die Verstärkungssteuerung der ferngespeisten Zwischenverstärker vor allem dahingehend
zu verbessern, daß ein möglichst kleiner Restfehler entsteht und keine unerwünschte
Beeinflussung der anderen Verstärkerfelder auftritt.
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Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum Ausgleich der
temperaturabhängigen Dämpfungsänderungen derÜbertragungsleitungen für ein elektrisches
Nachrichtenübertragungssystem der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet,
daß als Kriterium für die Verstärkungssteuerung der ferngespeisten Zwischenverstärker
die temperatarbedingte Änderung des Widerstandes einer über das jeweils unmittelbar
vorangehende Verstärkerfeld sich erstreckenden zusätzlichen Leiterschleife bei der
Frequenz des Speisestroms (Gleich- oder Wechselstrom) dient und daß diese Leiterschleife
gebildet wird entweder von wenigstens einem vom Speisestrom durchflossenen Leiter
der Übertragungsleitung und einem Hilfsleiter oder von zwei vom Speisestrom gleichsinnig
durchflossenen Leitern der übertragungsleitung, die Zweige einerBrückenschaltung
mit jeweils v#esentlich verschiedenen Temperaturkoefizienten sind.
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Tritt also in einem bestimmten Verstärkerfeld, z. B durch Erhöhung
der Temperatur, eine Vergrößerung der Dämpfung der übertragungsleitung ein, so bewirkt
die Steuerung eine entsprechende Erhöhung der Verstärkung des nächstfolgenden Zwischenverstärkers,
während die anderen Zwischenverstärker völlig unbeeinflußt bleiben. Da als Kriterium
für die Verstärkungssteuerung die Änderung des Widerstandes der übertragungsleitung
dient, die sich sehr genau feststellen läßt, kann die Steuerung so eingestellt werden,
daß der Ausgangspegel des Zwischenverstärkers nur einen sehr kleinen Restfehler
aufweist.
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Ein Vergleich der Anordnungen mit Brückenschal--tung ergibt beispielsweise,
daß die in den USA.-Patentschriften 2 151821 und 2 130 517 gezeigte
Leiterschleife nur in einen Zweig der Brücke einbezogen ist und die beiden Leiter
der Schleife in bezug auf die Signalübertragungsrichtung vom Meßgleichstrom in verschiedener
Richtung durchflossen sind. Demgegenüber bildet beim Erfindungsgegenstand die Leiterschleife
zwei Zweige der Brücke, die gleichsinnig von dem als Meßstrom verwendeten Speisestrom
durchflossen werden; außerdem ist beim Gegenstand der Erfindung ein vorzugsweise
temperaturanabhängiger Vorwiderstand in den einen Brückenzweig eingeschaltet.
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Zur Steuerung der Ausgangsgröße der Steuerkette - im vorliegenden
Fall des Ausgangspegels des Zwischenverstärkers - ist eine geeignete Eingangsgröße
erforderlich. Als Eingangsgröße eignet sich beispielsweise der Spannungsabfall,
den der Speisestrom längs der übertragungleitung hervorruft; bei konstantem Speisestrom
ist die Änderung des Spannungsabfalls der Änderung des Widerstandes der übertragungsleitung
proportional.
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Weiterhin eignet sich als Eingangsgröße der Steuerkette der Querstrom
einer vom Speisestrom durchflossenen Brückenschaltung, in der zwei Zweige die beiden
gleichsinnig vom Speisestrom durchflossenen Leiter der übertragungsleitung enthalten,
wobei der Temperaturkoeffizient des einen Brückenzweiges durch Zuschalten eines
vorzugsweise temperaturunabhängigen Vorwiderstandes wesentlich gegenüber dem des
anderen Zweiges verschieden ist. Die Brükkenschaltung erlaubt eine besonders genaueErfassung
der Änderungen des mittleren Widerstandes der übertragungsleitung.
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In jedem Fall ist es zur Feststellung der Widerstandsänderung der
Übertragungsleitung erforderlich, in jedem Verstärkerfeld je Übertragungsrichtung
eine Leiterhilfsschleife zu bilden. (Diese Hilfsschleifen sind zu unterscheiden
von der sich über mehrere Verstärkerfelder erstreckenden Speisestromschleife für
die Hin- und Rückleitung des Speisestroms.) Für diese zusätzliche Leiterschleife
können im allgemeinen zwei vom Speisestrom gleichsinnig durchflossene Leiter der
übertragungsleitung verwendet werden. In gewissen Fällen, z. B. bei der Auswertung
des Spannungsabfalls längs einer symmetrischen übertragungsleitung, wird ein dritter
Leiter als Hilfsleiter benötigt; hierzu kann eine Beipackader des Kabels dienen.
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Mit besonderem Vorteil wird bei Verwendung einer Brückenschaltung
diese selbstabgleichend betrieben, indem z. B. ein vom Brückenquerstrom gespeister
Motor einen mit der Brücke in Reihe liegenden und vom Speisestrom durchflossenen
Stellwiderstand verstellt. Die Brückenschaltung kann auch derart abgewandelt werden,
daß in den beiden Brückenzweigen mit gleichen Temperaturkoeffizienten ein Differentialrelais
liegt, dessen Kontakte einen den Stellwiderstand verstellenden Motor steuern.
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Bei Steuerschaltungen, deren Stellgröße außer von der Kabeltemperatur
in geringem Maße. auch vom Speisestrom abhängt, kann diese Stromabhängigkeit zu
einer zusätzlichen Pegelkorrektur benutzt werden um die bei der Temperatursteuerung
auftretenden
Restfehler zu verkleinern. Hierzu dient eine mit den
Nachrichtenströmen übertragene Pilotschwingung,. die in der speisenden Verstärkerstelle
über einen Pilotempfänger den Speisestrom bzw. die Speisespannung beeinflußt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an verschiedenen
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Den Ausführungsbeispielen ist eine Gleichstrom-Reihenspeisung
zugrunde gelegt. Die wesentlichen Merkmale dieser Schaltungsanordnungen gelten jedoch
sinngemäß auch bei Parallelspeisung und bei Speisung mit Wechselstrom. Die Zeichnung
zeigt in F i g. 1 die Prinzipschaltung zur Erfassung des Spannungsabfalles
längs der übertragungsleitung, F i g. 2 das Schaltbild einer Verstärkungssteuerung
mit Hilfe des Spannungsabfalles bei Verwendung einer koaxialen übertragungsleitung,
F i g. 3 das Teilschaltbild einer Verstärkungssteuerung mit Hilfe des Spannungsabfalles
bei Verwendung einer symmetrischen übertragungsleitung, F i g. 4 das Prinzip
einer Brückenschaltung zur unmittelbaren Erfassung der Widerstandsänderung der übertragungsleitung,
F i g. 5 das Schaltbild einer Verstärkungssteuerung mit einer Brücke bei
Verwendung einer koaxialen übertragungsleitung, F i g. 6 das Teilschaltbild
einer Verstärkungssteuerung mit einer Brücke bei Verwendung einer symmetrischen
übertragungsleitung, F i g. 7 das Schaltbild einer Verstärkungssteuerung
mit einer sich selbst abgleichenden Brücke, F i g. 8 das Schaltbild einer
Verstärkungssteuerung mit Hilfe einer sich selbst abgleichenden Differentialrelaisbrücke,
F i g. 9 einen Fernspeiseabschnitt mit zehn ferngespeisten Verstärkerstellen
mit Temperatursteuerung und einer zusätzlichen Pegelkorrektur durch den pilotgesteuerten
Speisestrom.
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Es sollen zuerst zwei Schaltungsanordnungen betrachtet werden, bei
denen als, Eingangsgröße der Steuerkette der vom Speisestrom hervorgerufene Spannungsabfall
längs der übertragungsleitung dient.
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F i g. 1 zeigt die Prinzipschaltung zur Feststellung dieses
Spannungsabfalles. Die Speiseleitung ist durch größere Strichstärke hervorgehoben,
ihr Widerstand sei RL; dann ist der vom Speisestrom I hervorgerufene Spannungsabfall
u = 1 - RL. Zur Bildung einer Meßschleife ist am Anfang des Verstärkerfeldes
ein Hilfsleiter HL galvanisch mit der Speiseleitung verbunden. Am Ende der Meßschleife
(Klemmen a, b)
tritt eine Spannung u' auf, die zum Spannungsabfall
u proportional ist. An den Klemmen a, b können also die Widerstandsänderungen
erfaßt werden.
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In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt,
bei dem zwischen zwei ferngespeisten Zwischenverstärkerstellen ZSi und ZS2 ein Koaxialkabel
KL liegt. Der Weg des Speisestroms I, der über den Innenleiter des Koaxialkabels
fließt, ist in der Strichstärke hervorgehoben. Am Eingang und am Ausgang des Leitungsverstärkers
LY, dessen Speisespannung mit Hilfe einer Zenerdiode Z konstant gehalten wird, trennen
Stromversorgungsweichen die Nachrichtenströme vom Speisestrom. Die Weichen sind
durch Spulen L und Kondensatoren C angedeutet; der Widerstand der Spulen
L kann bei den folgenden Betrachtungen vernachlässigt werden. Als Hilfsleiter zur
Erfassung des Spannungsabfalles u längs der übertragungsleitung dient der Außenleiter
der Koaxialleitung. Die eigentliche Steuerkette beginnt an den Klemmen
a, b mit einer Spannungsvergleichschaltung Sv, in der durch Vergleich
mit einer konstanten Spannung der variable Anteil A d der Eingangsspannung
gewonnen wird. Die Spannung A u' beeinflußt über einen Gleichstromverstärker
GY das Stellglied Sg, das auf die Verstärkung des Leitungsverstärkers LV einwirkt.
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Die Anordnung nach dem Teilschaltbild der F i g. 3
unterscheidet
sich von der Anordnung nach F i g. 2 im wesentlichen dadurch, daß die beiden
Zwischenverstärkerstellen ZS, und ZS2 durch eine synimetrische Leitung SL miteinander
verbunden sind. Da hierbei der Speisestrom I über beide Leiter der Übertragungsleitung
fließt, ist als Hilfsleiter HL ein dritter Leiter erforderlich, der z. B. eine Beipackader
des Kabels sein kann. In der Steuerkette ist an Stelle der Spannungsvergleichsschaltung
Sv und des Gleichstromverstärkers GV (F i g. 2) ein magnetischer Verstärker
MV verwendet, der mit Hilfe einer zweiten Steuerwicklung den konstanten Anteil der
Eingangsspannung u' eliminiert.
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Die Schaltungsanordnungen nach den F i g. 5
bis
8 zeigen Beispiele, bei denen die vom Speisestrom durchflossene Hilfsschleife
in zwei Zweige einer Brücke einbezogen ist; die Querspannung der Brücke, die ein
Maß für die Widerstandsänderung der Übertragungsleitung ist, beeinflußt unmittelbar
oder mittelbar das Stellglied. Die Prinzipschaltung der Brücke zeigt F i
g. 4. In den beiden Brückenzweigen ac und am liegen die beiden gleichsinnig
vom Speisestrom I durchflossenen Leiter der übertragungsleitung, deren Widerstände
für den Fall einer Koaxialleitung mit Ri und R" (Widerstände des Innen- und Außenleiters)
bezeichnet sind. Der Temperaturkoeffizient des Brükkenzweiges ad ist durch Zuschalten
eines vorzugsweise temperaturunabhängigen Vorwiderstandes R, wesentlich gegenüber
dem des anderen Zweiges verschieden gemacht. In den beiden anderen Brückenzweigen
cb und db liegen Widerstände R, und R4 mit gleichen Temperaturkoeffizienten.
Ist die Brücke bei einer bestimmten Temperatur der übertragungsleitung abgeglichen,
ihre Querspannung uB also gleich Null, so tritt bei einer temperaturbedingten Widerstandsänd#erung
der Übertragungsleitung wegen des verschiedenen Temperaturkoeffizienten der beiden
Brückenzweige ac und ad eine Querspannung UB auf.
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F i g. 5 zeigt eine Verstärkungssteuerung mit einer
Brückenschaltung nach F i g. 4 bei Verwendung einer koaxialen übertragungsleitung
KL. Da bei einer koaxialen Leitung der Widerstand R" des Außenleiters wesentlich
kleiner als der Widerstand Ri des Innenleiters ist, wird der Vorwiderstand RV zweckmäßig
in Reihe mit R" geschaltet und vorzugsweise so bemessen, daß R" +
Rv = Ri ist. Die Querspannung uB der Brücke wirkt unmittelbar auf
das Stellglied Sg.
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Bei der Anordnung nach dem Teilschaltbild der F i g. 6 wird
zum Unterschied gegenüber der Anordnung nach F i g. 5 anstatt einer koaxialen
Leitung KL eine symmetrische Leitung SL mit den Aderwiderständen Ri und R2 verwendet.
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Die Schaltungsanordnungen nach den F i g. 7
und 8 enthalten
Brückenschaltungen, die sich mit Hilfe eines Motors selbst abgleichen. Bei der Anordnung
nach F i g. 7 ist die Grundschaltung der Brücke mit den Diagonalpunkten
a, b und c, d dieselbe wie in F i g. 5. Im Querzweig
cd der Brücke liegt aber
nunmehr ein Motor M" der einen mit der
Brücke in Reihe liegenden und vom Speisestrom I durchflossenen'Stellwiderstand R,
verstellt. Zwischen den Punkten d und e fließt über den Widerstand R, ein
Zusatzstrom, dessen Größe vom Stellwiderstand R, abhängt. Der Motor M, verstellt
den Stellwiderstand R, so lange, bis das Potential des Punktes d mit dem
des Punktes c übereinstimmt, so daß der Motorstrom zu Null wird. Als Stellglied
ist beispielsweise ein direkt geheizter Heißleiter H vorgesehen; sein Heizer ist
parallel zum Stellwiderstand R., geschaltet. Der Widerstand des Heißleiters beeinflußt
in an sich bekannter Weise z. B. den Gegenkopplungsweg des Leitungsverstärkers LV,
wodurch dessen Verstärkung frequenzabhängig verändert wird.
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Die Wirkungsweise der Steuerung wird an Hand eines Zahlenbeispiels
näher erläutert: Bei einem Koaxialkabel mit einem Innenleiterwiderstand Ri
= 80 9 und einem Außenleiterwiderstand R, = 30 Q wird zweckmäßig
R, = 50 Q gewählt. Dann fließt der Speisestrom I zu gleichen Teilen
über den Innen- und Außenleiter des Kabels. Innerhalb eines betrachteten Temperaturbereichs
von - 10' C bis + 20' C ändern sich die Kupferwiderstände um
30 - 0,4% = 12%. Gleicht man die Brücke z. B. bei - 10' C ab, so ist
bei +201 C der Widerstand des Brückenzweiges ac um 6. 9 größer als
der Widerstand des Zweiges ad. Der Motor M, vergrößert den Stellwiderstand Rs so
lange, bis der Zusatzstrom über R- den Motorstrom zum Verschwinden bringt. Zugleich
steigt auch der Heizstrom des Heizleiters H an, wodurch die Verstärkung des Leitungsverstärkers
LV frequenzabhängig erhöht wird. Durch die Anordnung des Stellwiderstandes R, außerhalb
der eigentlichen Brücke ist man in der Bemessung des Heizleiterkreises frei, und
man kaim eine viel größere Heizleistung regeln, als wenn man den Stellwiderstand
etwa in Reihe mit RV in die Brücke einfügen würde. Im Grenzfall fließt der volle
Speisestrom von z. B. 100 mA über den Heizer, was bei einem Heizwiderstand
von z. B. 20 Q einer Heizleistung von maximal 200 mW entspricht. Bei einer Anordnung
innerhalb der Brücke wären für den Heiz - widerstand höchstens
6 9 zulässig, und da der Strom im Brückenzweig nur 50 mA beträgt,
wäre die maximale Heizleistung nur 15 mW.
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Die Genauigkeit des Selbstabgleichs der Brücke läßt sich folgendermaßen
abschätzen: Wählt man die Widerstände R 3 = R J = 25
Q und den Widerstand des Motors M, zu 40 Q (Anpassung), so erhält man bei den obengenannten
Werten an den Klemmen c, d
eine abgebbare Leistung von etwa 0,04 [tW/'
C. Will man z. B- mit einer Genauigkeit von ± 2' C abgleichen,
was bei einer Felddämpfung von a = 6 N einer Dämpfungsänderung von
A a = ± 0,024 N entspricht, so muß der
Motor auf eine Leistung von 0,16 #tW ansprechen-. Auch bei Verwendung eines
hocheinp# findlichen Gleichstrommotors muß diesem ein geeigneter Gleichstromverstärker
vorgeschaltet werden.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 wird
zur Verstärkungssteuerung zwar eine Nullmethode benutzt, die von der Größe des Speisestroms
unabhängig ist; da der Fleizstrom des Heißleiters jedoch vom Speisestrom abhängt,
muß dieser genau konstant gehalten werden. Diese Abhängigkeit vom Speisestrom läßt
sich vermeiden, wenn man z. B. ein vom Motor mechanisch verstelltes Stellglied wählt.
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Die Genauigkeit des Selbstabgleichs der Brücke läßt sich erhöhen,
wenn in den Querzweig cd der Brücke die Wicklung eines hochempfindlichen gepolten
Relais mit neutraler Mittelstellung des Ankers geschaltet wird, dessen Kontakte
den außerhalb der Brücke angeordneten Motor je nach Richtung des Brückenstroms
vorwärts oder rückwärts steuern. Eine Weiterbildung dieser Anordnung führt zu der
Schaltungsanordnung nach F i g. 8, beider ein Differentialrelais
A verwendet wird, dessen beide Wicklungen an Stelle der beiden, Brückenwiderstände
R , und R4 mit gleichen Temperaturkoeffizienten liegen. Bei dieser Brückenschaltung
werden die Ströme in den beiden Zweigen aeb und adb miteinander verglichen.
Bei einer temperaturbedingten Widerstandsänderung der übertragungsleitung KL spricht
das A-Relais an, dessen Kontakt a den Motor M, vorwärts oder rückwärts steuert.
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Der Motor betätigt den Stellwiderstand R, der wie beider Schaltungsanordnung
nach F i g. 7 in Reihe mit der Brücke liegt und vom Speisestrom. durchflossen
ist. Auch der Selbstabgleich der Brücke arbeitet in der gleichen Weise wie bei der
Schaltungsanordnung nach F i g. 7 mit Hilfe eines Zusatzstroms, der der Brücke
über den Widerstand R, zugeführt wird.
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Wie bereits erwähnt, können in den Steuerketten der oben beschriebenen
Schaltungsanordnungen Magaetverstärker verwendet werden, für die als Wechselstrom-Pumpquelle
zweckmäßig eine Transistorschwingschaltung dient; die Pumpfrequenz kann mit Rücksicht
auf die Abmessungen der Geräte verhältnismäßig hoch sein. Mit besonderem
Vorteil werden die Pumpfrequenzen für die verschiedenen Zwischenverstärkerstellen'einesFernspeiseabschnittes
verschieden groß gewählt, so daß die erzeugten Schwingungen auch für eine selektive
Fehlermeldung benutzt werden können.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 2,
3, 5, 6, 7 und 8 ist die Stellgröße außer von der Kabeltemperatur
auch in geringem Maße vom Strom in der Fernspeiseschleife abhängig. Diese strombedingten
Einflüsse wirken in allen Verstärkern desselben Speiseabschnittes im gleichen Sinn.
Damit keine unzulässigen Pegelschwankungen auftreten, müssen etwaige willkürliche
Speisestromschwankungen in engen Grenzen gehalten werden, z. B. durch eine genaue
Regelung am speisenden Stromversorgungsgerät.
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Die Beeinflußbarkeit des Pegels durch den Speisestrom kann aber auch
zu einer zusätzlichen Pegelkorrektur verwendet werden, indem in der speisenden Verstärkerstelle
ein Pilotempfänger den Speisestrom des Stromversorgungsgerätes und damit die Verstärkung
sämtlicher Verstärker innerhalb, -des Speiseabschnittes derart steuert, daß die
auflaufenden Pegelfehler am pilotüberwachten Verstärker der Speisestelle ausgeglichen
werden. Eine derartige zusätzliche Pegelkorrektur mit Hilfe einer Pilotschwingung
soll im folgenden betrachtet werden.
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In F i g. 9 ist ein Fernspeiseabschnitt SA, mit einer
speisenden VerstärkerstelleSS und zehn ferngespeisten VerstärkerstellenZS, bis ZS"
dargestellt Der benachbarte FernspeiseabschnittSA, ist durch ein stromloses Zwischenfeld
vom AbschnittSA. getrennt. Die speisende VerstärkerstelleSS enthält -ein NetzanschlußgerätNA,
das konstanten Gleichstrom in den erdfreien Fernspeicherstromkreis liefert. Die-5er
Stromkreis - in der F i g. 9 mit starken Linien hervorgehoben
- besteht aus einer Schleife, in der
die Kabelleitun#gen
und die Speisestromkreise der Verstärker (einschließlich der Steuer- und Regeleinrichtungen)
hintereinandergeschaltet sind.DerSpeisestroml fließt also über die Speisestromkreise
der Verstärker LV1 bis LVI, der einen übertragungsrichtung und zurück über
die Speisestromkreise der Verstärker LV1, bis LV , der im wesentlichen
analog ge schalteten Geaenrichtung (Gleichstrom-Reihensp#eisung). Als übertragungsleitungen
sind Koaxialkabel vorgesehen, über deren Innen- und Außenleiter der Speisestrom
gleichermaßen fließt. Die Steuereinrichtungen St für die temperaturgesteuerten
Verstärker enthalten beispielsweise selbstabgleichende Brücken, wie sie die F i
g. 7 und 8 zeigen. Alle Verstärker der Fernspeiseschleife sind somit
temperaturgesteuert, bis auf den Verstärker LV',ü, in der zehnten Zwischenverstärkerstelle
ZSiffl der die Nachrichtenströme aus dem benachbarten Speiseabschnitt SA2 über das
speisestromlose Zwischenfeld empfängt. Für diesen Verstärker LV" ist ein Pilotregler
PR, vorgesehen, der eine mit den Nachrichtenströmen übertragene Pilotschwingung
auswertet und außer den temperaturbedingten Dämpfungsänderungen seines speisestromlosen
Zwischenfeldes auch die Restfehler des benachbarten Fernspeiseabschnittes SA2 ausgleicht.
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Der Verstärker LVO' in der speisenden Zwischenverstärkerstelle
SS ist beim Ausführungsbeispiel ternperaturgesteuert; darüber hinaus ist
eine pilotgesteuerte Pegelregelung zur Beseitigung der Restfehler im Fernspeiseabschnitt
SA , erforderlich. Hierzu siebt der Pilotempfänger PEI die Pilotschwingung
am Ausgang des Verstärkers LV,' aus, die die Verstärkung der Verstärker in der Fernspeiseschleife
des Speiseabschnittes SA , korrigierend steuert, indem sie in die Speisestromregelung
des Netzanschlußgerätes NA eingreift. (Die Speisestromsteuerung wirkt z.
B. bei einer Anordnung nach F i g. 7 dadurch, daß der Speisestrom zusätzlich
den Heizstrom des Heißleiters H beeinflußt.) Hierbei ist zu beachten, daß diese
Speisestromsteuerung nur für die Verstärker L-V" bis LV, eine Regelung mit geschlossenem
Regelkreis darstellt, die einen konstanten Ausgangspegel am Verstärker LVJ bewirkt.
Für die Verstärker LY, bis LV10 der abgehenden übertragungsrichtung handelt es sich
um eine Steuerung (der Wirkungsablauf ist hierbei offen), was hinsichtlich der systematischen
Fehler der Einzelsteuerung erwünscht sein kann; es tritt jedoch eine Verkopplung
der beiden übertragungseinrichtungen auf. Den dabei auftretenden Restfehler in der
abgehenden übertragungsrichtung beseitigt der Pilotregler PR, des Verstärkers
L V' " im anschließenden Fernspeiseabschnitt SA..