Historisch
Telefonie
Lijnversterker
In een eerdte deel hebben we het gehad over het telefoontoestel. Om het signaal echter op een langere afstand over te brengen moeten op regelmatige afstand lijnversterkers geplaatst worden.
-

-

Zolang er maar telefoongesprekken gebeuren tussen de toestellen aangesloten op één telefooncentrale zijn er geen problemen. Maar als men een verbinding moet aanleggen naar een andere telefooncentrale moet het signaal versterkt worden. Dit gebeurt meestal in de centrale zelf op de lijnen die naar andere centrales lopen, maar bij lange verbindingen (internationale verbindingen) moeten er repeaters voorzien worden.

5

6

7

8

De eerste repeaters bestonden gewoon uit een soort gekoppelde hoorn: een electromagneet dreef een koolmicrofoon aan. De geluidskwaliteit werd er niet beter op, maar het was het enig systeem dat beschikbaar was voor de komst van de electronenbuis.

Een kenmerk van versterkers is dat ze in één enkele richting werken (met een ingang en een uitgang). De versterking van één enkelebuis (triode) was voldoende om een afstand van een honderdtal km te overbruggen. Bij multiplexsystemen (daarover later meer) zal men een penthode gebruiken, die een hogere bandbreedte heeft.

Het principe van de repeater staat op figuur 6. We hebben een transformator die zich als brug van Wheatstone gedraagt. Veronderstel dat een spraaksignaal binnenkomt via lijn west. Het signaal is ook aanwezig op beide middenaftakkingen (zij het wat verzwakt). Het audiosignaal wordt versterkt en terug in de lijn gebracht.

Dankzij de symmetrische versterkeringang wordt er geen signaal naar de ingang van de versterker gevoerd, zodat rondzingen niet ontstaat. Dit is echter enkel het geval als de impedantie van de oostkant identiek is aan die van de westkant. Is dat niet het geval, dan gaat de versterker rondzingen (Larsen effekt).

De figuur links toont aan hoe het versterkt signaal niet opnieuw opgepikt wordt door de versterker. Het signaal van de versterker (blauw) wordt ontwikkeld in beide secundaire spoelen (links en rechts) met eenzelfde amplitude. Als de impedantie van de dummy load overeenkomt met de impedantie van de lijn, dan ontstaat er geen spanning over de koptelefoon (rood), die hier de ingang van de versterker moet voorstellen.

Maar het systeem heeft wel een groot nadeel: het audiosignaal wordt naar beide kanten uitgestuurd, waardoor de spreker zijn eigen stem hoort met een lichte vertraging. Dit is onvermijdelijk, maar het zorgt er ook voor dat er maar één dergelijke repeater op een lijn gebruikt kan worden. Zouden er meer versterkers gebruikt worden, dan zou het echo opnieuw versterkt worden en naar beide kanten uitgestuurd worden, waardoor die verder versterkt zou worden, enz. Dit systeem werd vroeger dus enkel gebruikt in telefoonnetwerken die niet met elkaar verbonden waren.

Figuur 7 toont een verbeterde versie. Veronderstellen we opnieuw een spraaksignaal afkomstig van de westlijn.

Het signaal komt binnen op de ingangstransfo en wordt afgetapt op de middenaftakking. Een deel van het signaal gaat verloren in de equilibreerschakeling (dummy load), maar dit is nodig om een rondzingen te onderdrukken. Het signaal wordt versterkt en komt terecht op de transfo van de lijn oost. Het signaal wordt in beide richtingen uitgestuurd, naar de dummy load en naar lijn oost. Hier gaat 50% van het vermogen verloren in de dummy load.

Het systeem werkt perfekt en men kan ook lijnen met verschillende carakteristieken aan elkaar koppelen (bijvoorbeeld ondergrondse en bovengrondse leiding), wat niet mogelijk was met het basissysteem. Enkel de bijhorende dummy load moet aangepast worden aan de lijn.

De versterking van iedere repeater is beperkt zodat de amplitude beperkt is tot enkele volts op de uitgaande lijn. Bij een hogere versterking kan rondzingen niet onderdrukt worden, zelfs niet met de toegepaste schakeling. Men is dus verplicht een aantal versterkers te gebruiken als de lijn lang is.

De low pass filter beperkt de bandbreedte van de versterker en zorgt ervoor dat rondzingen niet mogelijk wordt op hogere frekwenties (de telefoonlijnen zijn enkel gebalanceerd voor een beperkte bandbreedte die voor spraak gebruikt wordt).

Voor lange afstandsverbindingen gaat men echter anders te werk (figuur 8). Het gesprek wordt over 4 lijnen verstuurd in plaats van 2. De meerkost van het verdubbelen van de lijnen wordt gecompenseerd door het feit dat de versterkers een hogere gain hebben (wegens het ontbreken van de dummy load aan ieder lijnversterker), waardoor er minder versterkers nodig zijn op een lange lijn.

Het cyan gedeelte is de lange-afstandslijn met de repeaters. De repeaters die enkel in één richting moeten versterken kunnen veel eenvoudiger gebouwd worden.

Maar één telefoonlijn gebruiken voor één gesprek is eigenlijk niet economisch. De telefoonlijn kan hogere frekwenties verwerken (zie ADSL dat op een volgende pagina besproken zal worden). Het is mogelijk een multiplexsysteem te gebruiken om meerdere gesprekken via één paar te laten lopen.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's