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Verfahren zur pilotgesteuerten Pegelregelung in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pilotgesteuerten Pegelregelung in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen,
die über Leitungen mit Hauptverstärkerämtern und von diesen ferngespeisten, unbemannten
Zwischenverstärkerämtern betrieben werden.
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Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1060 442), die in den Speiseämtern
vorhandenen pilotgesteuerten Pegelregler zur Steuerung der ferngespeisten Verstärker
der ankommenden Übertragungsrichtung mitzubenutzen. Das kann so geschehen, daß der
Fernspeisegleichstrom, der auch zum Heizen von in den ferngespeisten Verstärkern
angebrachten Heißleiter-Stellgliedern dient, durch den Pilotregler beeinflußt wird.
Dabei ergibt sich eine Schwierigkeit, die durch folgende Überlegungen verständlich
wird: Ein Regelsystem nach dem beschriebenen Prinzip erfordert, daß bei einer Vierdrahtleitung
zwischen zwei bemannten Ämtern (Hauptämtern) bezüglich der Steuerung der Regler
alle Verstärker der einen übertragungsrichtung dem einen bemannten Amt und die der
anderen Richtung dem anderen bemannten Amt zugeordnet werden. Dies ist aber nicht
im Einklang mit der Fernstromversorgung und der Fernüberwachung, bei denen jeweils
die halbe Strecke mit beiden Übertragungsrichtungen einem bemannten Amt zugeordnet
ist. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wird das Regelsystem so abgewandelt, daß
die Zuordnung der mitgesteuerten Verstärker ebenso ist wie bei der Fernstromversorgung
und der Fernüberwachung, d. h., von einem bemannten Amt aus werden sämtliche Verstärker
der von ihm ferngespeisten Unterämter gesteuert. Dabei werden sowohl die Verstärker
der ankommenden Übertragungsrichtung als auch die Verstärker der abgehenden Übertragungsrichtung
durch ein und denselben Pilotregler gesteuert. Werden von einem Pilotregler n ferngespeiste
Verstärker mitgeregelt, so muß ein vom Pilotregler ausgewerteter Pegelfehler zu
gleichen Teilen vom Verstärker im Hauptamt sowie den n ferngespeisten Verstärkern
ausgeregelt werden, d. h. jeder Verstärker muß sowohl im Hauptamt als auch in den
Unterämtern den
-ten Teil des Pegelfehlers ausregeln. Dabei übernimmt die Gesamtheit aller ferngespeisten
Verstärker den
-ten Anteil eines ausgewerteten Fehlers.
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Die beiden Regelsysteme eines Leitungsabschnittes zwischen zwei benachbarten
bemannten Ämtern beeinflussen sich gegenseitig und bilden eine Rückkopplungsschleife
mit der Ringverstärkung
Bei einer größeren Anzahl ferngespeister Verstärker nähert sich die Ringverstärkung
dem Wert 1, und eine sehr starke Neigung zur Instabilität ist die Folge. Um diese
Neigung zur Instabilität zu beseitigen, wird nach der deutschen Auslegeschrift 1060
442 zwischen zwei aneinandergrenzenden Fernspeise- und Regelabschnitten je ein Verstärker
jeder übertragungsrichtung durch einen eigenen Pilotregler geregelt, so daß dort
der Pegel konstant gehalten wird.
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Diese Notwendigkeit eines vollständigen Pilotreglers zwischen zwei
aneinandergrenzenden Fernspeiseschleifen bedeutet einen großen Nachteil, weil damit
der Aufwand wächst und die Betriebssicherheit (Regler unter der Erde) abnimmt.
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Ebenso ist es bekannt (deutsche Patentschrift 1165 093),
eine Rückwärtsregelung und Steuerung aller ferngespeisten Verstärker beider Übertragungsrichtungen
eines Abschnittes zwischen zwei oberirdischen Hauptämtern mit Hilfe des Fernspeisestromes
dadurch zu verwirklichen, daß der Pilotregler eines Hauptamtes den Fernspeisestrom
beider Fernspeiseschleifen des in Richtung Pilotgenerator davorliegenden Übertragungsabschnittes
beeinflußt. Das Fernspeisegerät der dem regelnden Hauptamt zugeordneten Fernspeiseschleife
kann direkt beeinflußt werden, während das Fernspeisegerät der dem davorliegenden
Hauptamt zugeordneten Fernspeiseschleife mit Hilfe einer frequenzmodulierten Sinusspannung
oder einer Pulsspannung mit Pulslängenmodulation beeinflußt wird, die über eine
besondere Leitung oder über die Leitung der abgehenden übertragungsrichtung des
Trägerfrequenzsystems zu dem davorliegenden Hauptamt übertragen wird.
Dieses
Verfahren hat den Nachteil, daß die Sende-und Empfangsgeräte für die frequenzmodulierte
Sinusspannung oder die Pulsspannung mit Pulslängenmodulation ziemlich kompliziert
werden.
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Die Nachteile der bekannten Verfahren werden durch das Verfahren nach
der Erfindung vermieden. Diese betrifft ein Verfahren zur pilotgesteuerten Pegelregelung
in Trägerfrequenz-Weitverkehrssystemen, die über Leitungen mit Hauptverstärkerämtern
und von diesen ferngespeisten, unbemannten Zwischenverstärkerämtern betrieben werden
und bei denen die Fernspeisung der jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hauptämtern
liegenden Zwischenverstärker zumindest angenähert jeweils zur Hälfte von einem der
beiden Hauptämter aus erfolgt und gleichzeitig zur Pegelsteuerung der ferngespeisten
Verstärker dient, wobei die Rückwärtsregelung der ferngespeisten Verstärker der
ankommenden übertragungsrichtung und die Steuerung der ferngespeisten Verstärker
der abgehenden -Übertragungsrichtung eines Abschnitts zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Hauptämtern durch den Pilotregler der einen übertragungsrichtung erfolgt, der das
Fernspeisegerät der seinem Hauptamt zugeordneten Fernspeiseschleife direkt beeinflußt
und das Fernspeisegerät der dem davorliegenden Hauptamt zugeordneten Fernspeiseschleife
mit Hilfe einer rückübertragenen Hilfsspannung beeinflußt.
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Erfindungsgemäß wird als Hilfsspannung eine amplitudenmodulierte Hilfspilotspannung
benutzt, die über die Leitung der abgehenden Übertragungsrichtung zu dem davorliegenden
Hauptamt übertragen wird, wobei die Frequenz des Hilfspiloten vorzugsweise möglichst
nahe an der Frequenz des Hauptleitungspiloten liegt.
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Durch die Übertragung der Hilfspilotspannung über die gleichen Übertragungseinrichtungen
wie das trägerfrequente Nutzsignal, ergibt sich der Vorteil, daß sie genau wie das
Nutzsignal auf den gewünschten Pegel geregelt wird.
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Wird die Frequenz des Hilfspiloten möglichst in der Nähe der Frequenz
des Hauptleitungspiloten gewählt, so wird sie genauso fehlerfrei übertragen.
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Die Sende- und Empfangseinrichtungen für Amplitudenmodulation sind
einfacher zu realisieren als solche für Frequenz- oder Pulsmodulation.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert. A und B sind zwei benachbarte Hauptverstärkerämter.`Dem Amt
B ist die Fernspeiseschleife F1 und dem Amt A
ist die Fernspeiseschleife
F2 zugeordnet. Die in diesen Fernspeiseschleifen liegenden Unterflurverstärker
UV werden von den Fernspeisegeräten G1 und G2 mit Gleichstrom ferngespeist.
In den Hauptämtern befinden sich die Leitungsverstärker VB 1, VA i und VA
2, die von den Pilotreglern P1, P2 und P3 geregelt werden. Die Pilotregler werden
vom Hauptleitungspiloten gesteuert, der in jeder Übertragungsrichtung vorhanden
ist. Die für die Nutzsignale durchlässigen Kondensatoren C trennen die einzelnen
Fernspeiseschleifen gleichstrommäßig voneinander, während die Drosselspulen L gleichstromdurchlässige
Sperren für die Nutzsignale symbolisieren.
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Der Pilotregler P1 im Hauptamt B wertet den gesamten Pegelfehler des
Übertragungsabschnittes zwischen den Ämtern A und B in der übertragungsrichtung
AB aus. Er verteilt seine Stellwirkung so, daß der Verstärker VB i
den (1- 2 Q)-ten Anteil des Pegelfehlers ausgleicht und die Fernspeiseschleifen
F1 und F2 je einen Anteil Q des Pegelfehlers ausgleichen. Die Beeinflussung des
Fernspeisegerätes G1 der Fernspeiseschleife F1 wird so realisiert, daß vom Stellwerk
des Pilotreglers P 1 eine seiner Stellung proportionale Gleichspannung abgeleitet
wird, die dem Vergleichsverstärker des nicht detailliert dargestellten Fernspeisegerätes
G1, der den Istwert der Fernspeisespannung mit ihrem Sollwert vergleicht, überlagert
wird. Die Beeinflussung des Femspeisegerätes G2 der Fernspeiseschleife F2 wird mit
Hilfe einer Hilfspilotspannung realisiert, die über die Leitung der abgehenden Übertragungsrichtung
BA übertragen wird.
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Die Sendeseite der Einrichtung nach dem Verfahren wird an Hand der
Geräte im Amt B erläutert. In diesem Hauptamt wird die empfangene Hilfspilotspannung
über eine Auskopplung AK ausgekoppelt, durch ein Filter F gesiebt, durch einen Verstärker
V verstärkt und dem Eingang eines Modulators M1 zugeführt. Der Pilotregler P1 beeinflußt
den Modulator M1 so, daß seine Ausgangsspannung proportional der Stellung des Pilotreglers
ist. Die Ausgangsspannung des Modulators M1 wird über die Einkopplung EK wieder
eingespeist und zum Amt A übertragen. Damit die abgehende Hilfspilotspannung nicht
durch die ankommende Hilfspilotspannung verfälscht wird, muß zwischen der Auskopplung
AK und der Einkopplung EK ein Sperrfilter SF angeordnet sein, das die Hilfspilotspannung
sperrt und das übrige Frequenzband durchläßt.
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Auch in der Übertragungsrichtung BA ist in jedem Hauptamt ein
Pilotregler (in Amt A ist es P3) vorhanden, der mit Hilfe des Hauptleitungspiloten
den Pegel konstant hält.
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Die Empfangsseite der Einrichtung nach dem Verfahren wird an Hand
der Geräte im Amt A erläutert. Die Auskopplung der Hilfspilotspannung wird hinter
dem vom Pilotregler P3 geregelten Leitungsverstärker VA 2 vorgenommen, damit der
Pegel der ankommenden Hilfspilotspannung durch die Dämpfung des Übertragungsabschnittes
zwischen Amt A und Amt B nicht beein$ußt wird. Die Hilfspilotspannung
wird der Auskopplung AK entnommen, durch das Filter F gesiebt und durch den Verstärker
V verstärkt.
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Der Verstärker V liefert einerseits eine Spannung zu einem Gleichrichter
Gl, dessen Ausgangsspannung das Fernspeisegerät G2 beeinflußt (das geschieht in
gleicher Weise wie im Amt B), und andererseits eine Eingangsspannung zum Modulator
M2. Der Pilotregler P2 beeinflußt außer dem Fernspeisegerät G3 den Modulator M2
so, daß die Hilfspilotspannung für den davorliegenden Abschnitt den gewünschten
Wert hat.
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Es ist natürlich möglich, die Hilfspilotspannung in jedem Hauptamt
neu zu erzeugen, aber es ist zweckmäßiger, die Hilfspilotspannung am Systemanfang
einzuspeisen, damit ein frequenzkonstanter Pilotgenerator nur einmal benötigt wird.
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Als Modulator M1 bzw. M2 eignet sich ein in F i g: 2 dargestellter
Gegentaktmodulator besonders gut. Er besteht aus den zwei Dioden D1 und D2 und zwei
mittelangezapften Übertragern ü1 und ü2. An den Übertrager ü1 wird die Hilfspilotspannung
aus dem Verstärker V angelegt, die immer größer als die Ausgangsspannung des Modulators
ist. Von MittelanzapfungMAi des Übertragers V'1 zu Mittelanzapfung MA 2 des
Übertragers Ü2 fließt ein der Stellung des
Pilotreglers proportionaler
Gleichstrom und verteilt sich über die Dioden D1 und D2 zu gleichen Teilen. Die
am Übertrager Ü1 anliegende Eingangsspannung des Modulators treibt über die Dioden
Dl und D2 zum Übertrager Ü2 einen Strom, dessen Amplitude dem sie steuernden Gleichstrom
gleich ist. Damit ist die Ausgangsspannung des Modulators der Stellung des Pilotreglers
proportional. Über die Dioden wird im allgemeinen ein abgekappter Sinusstrom durchgelassen,
dessen Grundwellenfrequenz der Hilfspilotfrequenz gleich ist. Wird die Bandbreite
des Übertragers Ü2 genügend klein gemacht, so wird die Ausgangsspannung des Modulators
angenähert sinusartig. Als Eingangsübertrager Ü1 kann eventuell eine Sekundärwicklung
des Ausgangsübertragers des Verstärkers V dienen. Als Ausgangsübertrager Ü2 kann
ein Übertrager der Einkopplung EK dienen.
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Dieses Verfahren zur pilotgesteuerten Pegelregelung kann auch zur
Fehlerkorrektur einer Pegelsteuerung, die mit Hilfe des Fernspeisestromes arbeitet,
verwendet werden.