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aus der FUNK-TECHNIK Nr. 04/1949 (2. Feb. Heft)

Der Weg einer Rundfunksendung (im Jahr 1949)

von ING. WERNER BLEEK

Anfangs (Anmerkung: gemeint sind die 30er Jahre!) lagen Aufnahmeraum und Sender örtlich zusammen. Heute dagegen müssen fast immer zwischen Funkhaus und Sender große Entfernungen überbrückt werden. Eine Rundfunksendung wird also noch vor der Abstrahlung durch den Sender niederfrequent auf dem Leitungswege übertragen. Diese Aufgabe übernimmt die Deutsche Post. In ihrem über ganz Deutschland ausgedehnten Kabelnetz sind für Rundfunkübertragungen besonders hochwertige Leitungen bereitgestellt.

Diese Leitungen bilden ein ständig geschaltetes Rundfunkleitungsnetz, über das die Versorgung der einzelnen Sender mit den Programmen ihrer Funkhäuser, der Programmaustausch zwischen den verschiedenen Rundfunkgesellschaften und der zwischenstaatliche Programmaustausch erfolgt. Besondere Rundfunkverstärkerämter sind zur Verstärkung, Schaltung und Überwachung der Rundfunksendungen vorhanden.

Forderungen an den Übertragungsweg (1949!)

Für die Rundfunksendungen werden an den Übertragungsweg hohe Forderungen gestellt, nach denen der Aufbau der Leitungen und technischen Einrichtungen erfolgen muß.

1. Großer Frequenzumfang - 30 bis etwa 8.000 Hz ???

Bei der Rundfunkübertragung wird die Forderung nach einer naturgetreuen Wiedergabe der musikalischen und sprachlichen Darbietungen gestellt. Es hat sich gezeigt, daß hierfür ein Frequenzband von 30 bis etwa 8.000 Hertz ausreicht (zum Vergleich: Hörbereich des menschlichen Ohres etwa 16 bis 16.000 Hz). Eine Erweiterung dieses übertragenen Bandes würde heutzutage infolge des dazu erforderlichen Kabel- und Verstärkeraufbaues wirtschaftlich nicht mehr tragbar sein. Ferner ist die Güte der gebräuchlichsten Rundfunkempfänger so, daß ein breiteres Frequenzband gar nicht mehr wiedergegeben würde.

Der Aufbau des für Rundfunkzwecke benutzten Leitungsnetzes ergab je nach der Art der Kabel verschiedene Grenzfrequenzen; es wurde durch Farben gekennzeichnet. Die Entwicklung führte von dem schwarzen, blauen, grünen und roten Rf-Leitungsnetz (Übertragungsberedch etwa 50 .... 6.400Hz) zum gelben Netz mit einer Grenzfrequenz von 11.500Hz. Es können also hier noch gut 8.000 Hz übermittelt werden, wenn man das 0,8faehe der Grenzfrequenz als einwandfrei übertragen rechnet. Zum Vergleich sei erwähnt, daß der Übertragungsbereich einer normalen Fernsprechverbindung etwa 300 ... 2.700 Hz ist.

2. Ausreichender Volumenbereich (Dynamik) 1949 !!

Ähnlich wie bei der Übertragung des Frequenzbandes kann beim Rundfunk auch nur ein bestimmter Volumenbereieh (Amplitudenunterschiede) übertragen werden. Große Amplitudenschwankungen würden beim Sender noch größere Leistungsschwankungen hervorrufen und den Normalpegel sehr niedrig legen. Ferner ist die Übertraguhgsfähigkeit einer Rf-Leitung nach oben durch die Leistungsabgabe der Verstärkerröhren und nach unten durch die Leitungsgeräusche begrenzt.

Man hat daher für Rf-Übertragungen ein Amplitudenverhältnis von 1:100 gewählt (zum Vergleich: Empfindilichkeiit des menschlichen Ohres von der Hörschwelle bis zur Schmerzgrenze 1:10 hoch6, Amplitudenverhältnis eines großen Orchesters von Pianissimo zu Fortissimo ungefähr 1:1.600, normales Sprechen 1:40).

3. Verzerrungsfreiheit (1949!)

Das Rundfunkprogramm soll möglichst verzerrungsfrei übertragen werden. Man stellt an die Gleichmäßigkeit des übertragenen Frequenzbandes sehr hohe Forderungen. Die zulässigen Grenzen der Pegelabweichungen zeigt die nachstehende Abbildung.

3.a) Dämpfungsverzerrungen

Durch die Länge der Leitungen treten Verzerrungen auf, die mit Entzerrern beseitigt werden müssen. Ein Entzerrer besteht aus einer Reihenschaltung von Vierpolgliedern, deren Dämpfungsverlauf frequenzabhängig ist. Die zuviel verstärkten Frequenzen werden durch den Entzerrer entsprechend gedämpft, so daß dann der Verstärkungsverlauf für alle Frequenzen möglichst geradlinig ist. Schaltung und Dämpfungsverlauf der wichtigsten Entzerrerglieder siehe Abb. auf S. 98. Im Gegensatz zur Fernsprechleitung, die nach dem Grundsatz der konstanten Scheinleistung entzerrt wird, erfolgt die Entzerrung der Rf-Leitung nach dem System der konstanten Spannung.

Es wird hierbei vom Mikrofonverstärker eine konstante, für den Übertragungsbereich frequenzunabhängige Wechselspannung auf die Leitung gegeben. Alle Leitungsabschnitte müssen nun so entzerrt werden, daß am Eingang jedes Abschnittes und auch am Sendereingang konstante Spannung herrscht. Dann ist der Zustand hergestellt, als ob der Mikrofonverstärker direkt mit dem die Leitung abschließenden Verstärker am Sender (Sender-endverstärker SEY) verbunden wäre. Das Entzerrungssystem der konstanten Spannung bietet den Vorteil einer einfachen und bequemen Überwachung und Messung mit Pegelzeigern und Höchstwertzeigern (Voltmetern) auch während der Übertragung.

3.b) Phasenverzerrung

Durch die Laufzeitunterschiede der verschiedenen Frequenzen treten Phasenverzerrungen auf, die das Klangbild verfälschen können. Sie entstehen auf der Leitung und im Verstärker, besonders in der Nähe der oberen und unteren Frequenzgrenze, und verursachen störende Einschwingvorgänge. Nach den Empfehlungen des CCIF ( = Comite Consultatif International Telephonique = Zwischenstaatlicher beratender Ausschuß für den Fernmeldedienst) soll die Laufzeit gegenüber 800 Hz bei 50Hz kleiner als 70ms und bei 6.400Hz kleiner als 10ms sein. Im deutschen Rf-Leitungsnetz machen sich jedoch die Phasenverzerrungen infolge der Bauart der Rf-Verstärker und Rf-Leitungen (leichte Bespulung) nicht stark bemerkbar.

3.c) Nichtlineare Verzerrungen

Treten bei der Übertragung mit zunehmender Lautstärke unharmonische Geräusche auf (Summen und Differenztöne), so ist dieses vielfach auf nichtlineare Verzerrungen, hervorgerufen durch die gekrümmten Kennlinien der Pupinspulen in den Leitungen und der Verstärkerröhren, zurückzuführen. Zur Verhinderung dieser Verzerrungen ist deshalb die Verwendung von Pupinspulen mit besonders geringen nichtlinearen Eigenschaften und die Herabsetzung des Klirrfaktors der Röhren (geringe Aussteuerung, Überanpassung) erforderlich. Nach CCIF soll die Klirrdämpfung einer Rf-übertragung mindestens 3,2 Neper betragen.

4. Geringer Störpegel

Störungen infolge von Geräusch- und Fremdspannungen werden größtenteils durch die Stromversorgungsanlagen der Verstärkerämter, mechanische Erschütterungen der Verstärkergestelle und Übersprechen der Amtsgeräusche des Fernsprech- und Telegrafiebetriebes hervorgerufen. Nach den Empfehlungen des CCIF soll bei einer Nutzspannung von 4V die Fremdspannung 40mV und die Geräuschspannung 4mV nicht übersteigen.

5. Nebensprechfreiheit

Eine Rf-Leitung soll frei von Nebensprechen sein. CCIF empfiehlt eine Mindestnebensprechdämpfung von 9 Neper für Kabelleitungen, von 7 Neper für Freileitungen und von 10 Neper für Rf-Verstärker.

6. Verhinderung von Fehlschaltungen

Bei der Schaltung und Verzweigung von Rf-Darbietungen soll vermieden werden, daß verschiedene Programme auf die gleiche Leitung oder den gleichen Verstärker gelangen. Hierzu hat man an den Verstärkergestellen besondere Verriegelungseinrichtungen geschaffen.

7. Übertragene Leistung und effektive Spannung

Zur Verhinderung von nichtlinearen Verzerrungen und Nebensprechen darf die übertragene Leistung an keiner Stelle der Leitung größer als 50mW sein. Die Spannungen auf der Rf-Leitung sollen zwischen 0,04V (-3 N) und 4V (1,6 N) liegen. Die Spannungsspitzen dürfen bei der Aussteuerung 4V nicht überschreiten. Die Funkhäuser geben auf die Leitungen eine maximale Spannung von 1,55 Volt (Anmerkung: später als 0dB bezeichnet), die im nächsten Rf-Verstärkeramt auf 3,1 Volt erhöht wird. Der Meßpegel ist für die Leitungen und Verstärkereinrichtungen der Post bei Aussteuerungsmessungen auf 1,4 N (3,1V) und für frequenzabhängige Messungen auf 0,7 N (1,55 V) festgelegt.

Zusammenfassung

Zusammenfassung über die besonderen Forderungen an den Übertragungsweg

Aus den vorstehenden Forderungen ist zu ersehen, daß für Rundfunkübertragungen im allgemeinen nicht die Leitungen und Verstärkereinrichtungen des Fernsprechnetzes geeignet sind. In alle Leitungen der normalen Fernkabel sind zur Erzielung einer geringen Dämpfung in Abständen von 1,7km oder 2km Spulen mit Eisenkernen eingeschaltet. Diese Spulen werden nach ihrem Erfinder, dem Amerikaner Pupin (1901), benannt. Die durch die Spulen hervorgerufene Induktivitätserhöhung der Leitungen setzt jedoch die Grenzfrequenz herab. Deshalb erhalten die Rundfunkleitungen nur Spulen mit geringer Induktivität.

Nachstehende Werte zeigen den Vergleich einer Fernsprechleitung von 1,4 mm dm mit einer Rundfunkleitung von 1,4 mm 0 im Normalfernkabel (Spulenabstand 1,7 km):

Tabelle folgt.

Zur Verhinderung von Nebensprechen sind die Rundfunkadern in den Fernkabeln noch besonders abgeschirmt. In Abständen von ca. 75km befinden sich Rundfunkverstärkerämter. Hier werden die Leitungen nach dem Prinzip der konstanten Spannung entzerrt und die Sendungen auf den Normalpegel von max. 1,4 N verstärkt. Die Rundfunkverstärker müssen im Gegensatz zu den Fernsprechverstärkern einen Frequenzbereich bis 10.000 Hz verzerrungsfrei übertragen. Man verwendet jetzt zum größten Teil die Rf-Leitungsverstärker 34 (VRL34) und nur noch vereinzelt die veralteten Rf-Leitungsverstärker 29.

Die Übertragungswege

Der Weg einer Rundfunksendung vom Mikrofon bis zum Sender ist je nach dem Aufnahmeort verschieden.

1. Übertragungen vom Funkhaus zum Sender am gleichen Ort

Wenn Funkhaus und Sender am gleichen Ort liegen, läuft die Sendung zunächst über ein unbespultes Rundfunksonderkabel (Ortssendeleitung) vom Funkhaus zum Rf-Verstärkeramt. Dieses Kabel ist elektrisch hochwertig und hat außer den abgeschirmten Doppeladern zur Programmübermittlung noch Adern für den dienstlichen Fernsprechverkehr. Die Abschirmung bewirkt eine hohe Nebensprechdämpfung von ca. 14 Neper. Der Fortfall der Bespulung vermeidet eine Frequenzbandeinengung.

Die Ortssendeleitung (OSL) endet, wie auch alle anderen Rundfunkleitungen, im Hauptverteiler des Verstärkeramtes in einem geschirmten Endverschluß. Sie wird von dort ebenfalls geschirmt zu den Rundfunkverstärkergestellen geführt. Vom Rf-Verstärkeramt zum Sender ist in den meisten Fällen auch ein Rundfunksonderkabel ausgelegt. Diese Leitung wird als Ortsempfangsleitung (OEL) bezeichnet und endet im Sender am Senderendverstärker (SEV). Hier wird die Sendung wieder entzerrt und auf den Normalpegel von max. 1,4 N verstärkt. Dann gelangt sie auf die Modulationseinrichtungen des Senders.

Der 2. Weg

1949 - Übertragung vom Funkhaus Köln über das Funkhaus Hamburg zu den Sendern des NWDR

2. Übertragungen bei mehreren Funkhäusern und Sendern
Wenn eine Rundfunkgesellschaft mehrere Funkhäuser und Sender hat, so führt in den meisten Fällen ein Funkhaus die Regie über alle Sendungen. Es werden dann die Programme aus den auswärtigen Funkhäusern über das regieführende Funkhaus geschleift, von wo aus sie auf dem Wege über die Rundfunkleitungen und Rundfunkverstärkerämter zu den einzelnen Sendern laufen.

Es gelangt also z. B. eine Sendung des NWDR aus dem Kölner Funkhaus zunächst auf dem Leitungswege nach Hamburg und von dort zu den Sendern Hamburg, Langenberg, Berlin, Hannover, Osnabrück, Flensburg und Elmshorn. In diesem Fälle führt das Kölner Rf-Verstärkeramt das gleiche Programm in der Richtung nach Hamburg und in der Richtung von Hamburg zum Sender Langenberg. Heute sind fast alle Rf-Verstärkerämtei als Verzweigungsämter gebaut.

Dadurch wird eine leichte und schnelle Programmverzweigung ermöglicht. Auch erfolgt die Drahtfunkversorgung der Städte durch Programmabzweigung aus den Rf-Verstärkerämtern. Die Abbildung oben zeigt das aufgeführte Beispiel einer Sendung aus Köln.

Der 3. Weg

3. Übertragungen auf Zubringerleitungen
Häufig entstehen Rf-Sendungen außerhalb des Funkhauses, wie z. B. Übertragungen von öffentlichen Veranstaltungen und Reportagen. Zum Teil erfolgt die Aufnahme dieser Programme an Ort und Stelle mit den Magnetofonen in den Aufnahmewagen der Rundfunkgesellschaften, um dann später vom Funkhaus aus gesendet zu werden. Viele Sendungen sollen aber auch sofort zum Hörer gelangen. Es müssen dann die Aufnahmestätten durch Leitungen mit dem Funkhaus verbunden werden.

So sind z.B. in größeren Städten Theater, Konzerthallen und Sportplätze, von wo aus oft Übertragungen stattfinden, über direkte Leitungen mit dem Funkhaus verbunden, über diese Leitungen gelangen dann die Sendungen, nachdem sie am Aufnahmeort noch über Mikrofonverstärker geleitet wurden, zum Funkhaus und von dort auf den bereits beschriebenen Wegen zu den Sendern. Kommt die Übertragung aus einem Ort ohne Funkhaus, so führt der Weg über Zubringerleitungen zum Funkhaus. Man benutzt hierfür das Rundfunkleitungsnetz mit seinen Verstärkereinrichtungen und, wo dieses nicht vorhanden ist, besonders gute Leitungen des Fernsprechnetzes.

Sogar tragbare Verstärker

Wenn die Dämpfung auf den Zubringerleitungen des Fernsprechnetzes so groß ist, daß sie durch das nächste Rf-Verstärkeramt nicht aufgehoben werden kann, werden noch tragbare Verstärker eingeschaltet. Auch müssen Zubringerleitungen in den meisten Fällen im nächsten Rf-Verstärkeramt entzerrt werden. Diese Einmessungen erfolgen bereits vor den Übertragungen.

Die Rf-Übertragungswagen der Post dienen diesem Zweck und sind mit Rf-Verstärkern, Meßeinrichtungen, einstellbaren Entzerrern, Überwachungslautsprechern und Empfängern sowie Fernsprech- vermittlungs- einrichtungen ausgerüstet. Die Stromversorgung kann sowohl aus dem Netz als auch netzunabhängig erfolgen. Dienen Freileitungen, die einen hohen Störpegel aufweisen, als Zubringerleitungen, so muß mit einer höheren Spannung (bis ca. 12 Volt) auf diesen Leitungen gearbeitet werden.

Dies ist erforderlich, um den Nutzpegelabstand vom Störpegel genügend groß zu machen. Zur Vermeidung der Übersteuerung der Rf-Verstärker bei geringerer Dämpfung der Freileitungsabschnitte werden dann zusätzliche Dämpfungsglieder eingeschaltet.

weitere Wege . . . .

4. Übertragungen aus Ballempfangsstellen
Es besteht die Möglichkeit, Programme, die von anderen Rundfunksendern ausgestrahlt werden, mit hochwertigen Empfängern aufzunehmen und dem Funkhaus zur weiteren Verwendung zuzuführen. Dieses wird als Ballempfang bezeichnet. Die Ballempfangsstellen liegen an Orten mit besonders günstigen und störungsfreien Empfangslbedingungen und sind über das Rf-Leitungsnetz mit den Funkhäusern verbunden.

5. Programmaustausch Sendungen
Einen recht erheblichen Umfang haben ferner die Programmaustausch- sendungen auf dem deutschen Rf-Leitungsnetz. Hierbei sind besonders die zwischenstaatlichen Übertragungen zu erwähnen, für die Deutschland als Durchgangsland wichtig ist. Es laufen jetzt z.B. schon wieder Sendungen von Rom nach Stockholm oder von London nach Helsinki. Die Übertragungsgüte dieser Sendungen ist natürlich bedeutend besser, als wenn sie über Ballempfang aufgenommen werden.

Die Rundfunksendungen gelangen nicht in jedem Fall direkt zu den Sendern. Sie werden oft in den Funkhäusern auf Magnetofonbändern aufgenommen, um dann später auf den beschriebenen Wegen gesendet zu werden.

Eine Beschreibung aus dem Februar 1949 !!

 

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