aus dem UsenetGebührenimpulsfilter
aus dem Usenet
## Nachricht am 25.04.94 archiviert
## Ursprung : /Z-NETZ/TELECOM/0130
Message-Id: <85.19161@telemail.berlinet.in-berlin.de
betreff: FAQ GebuehrenImpuls-Filter fuer Highspeed-Connects
hallo
Vor einiger Zeit startete ich mehrmals Hilferufe nach einem wirklich
funktionierenden Gebuehrenimpuls-Filter fuer HIGHSPEED-Connects.
Vielen Dank fuer alle Zuschriften (zuviel, um allen einzeln zu antworten)!
Deshalb hier nun die FUNKTIONIERENDE Schaltung & ausfuehrlichen "Testbericht"
Die Schaltung [Quelle: FAQs des CCC unter der Bezeichnung:"Die Saubere
Loesung" (vielen Dank an Carsten Kocherscheidt)]. funktioniert bei
2400..14400-Connects an einer neuen digitalen Vermittlungsstelle.
Mein Vorschlag: Andere Schaltungen sollten erstmal NICHT mehr weitergeben
werden (Begruendung siehe unten).
------------------------------ schnipp ---------------------------------
GEBUEHRENIMPULS-FILTER fuer Highspeed-Modems (14400)
----------------------------------------------------
24mH (22mH geht auch; Teile gibts im Bastlerladen)
o---+--|XXXX|--+----o La (fuer zusammen ca. 2,- DM )
| |
--- ---
--- 33nF --- 33nF (die Kondensatoren muessen 100 V vertragen!)
| |
o---+----------+----o Lb
------------------------------ schnapp ---------------------------------
That's it !
Wer andere ueberall rumfliegende Schaltungen ausprobieren will, wer sich
um die Spule druecken will oder mehr wissen will, der lese weiter.
Ich habe auf meine Hilferufe eine Unmenge von Mails bekommen, mit verschie-
denen Schaltunsvorschlaegen, von "habe ich aber nicht ausprobiert", "funk-
tioniert bei mir prima", "hat bei mir auch nicht funktioniert" bis zu
schlicht falschen Schaltungen (R & C vertauscht).
Dummerweise wollte ich's mir bequem machen und habe zuerst mit RC-Filtern
angefangen - das war ein Fehler - 3 Wochenenden mit berechnen,loeten,testen
von RC-Schaltungen verbraucht und die LC-Schaltung erst zum Schluss getestet.
Folglich habe ich unfreiwillig so etliche Faelle durchgespielt (Modems koennen
sich auf keine Connect-Rate einigen, als es dann ging, kam aber nur Zeichen-
Muell, dann ging immer der Taeger verloren usw usf ....frust, frust)
und als es dann endlich funktionierte, wollte ich erst mal ne statistisch
relevante Anzahl GImpulse beobachten, bis ich hier Aussagen mache:
1.)
Es gibt offensichtlich GI-Zaehler, die den Impuls rausfiltern, und solche,
die das nicht tun. Meiner (das Teil wird z.B. von C*NRAD,A*Z, W*stph*lia etc.
angeboten (mit BTZ-Geier !)) tut dies definitiv nicht !
Ausserdem soll es ja Leute geben, die ihr Modem irgendwie parallel anklemmen
(weil Non-BTZ). GI-Zaehler anschaffen ist also kein Tip fuer alle Faelle
und eine vergleichsweise teure Loesung.
2.)
Zwischen 2400-Connects und Highspeed-Verbindungen (z.B. 14400 bps) liegen
Welten ! Was bei 2400 oder 9600 bps noch gut funktioniert, muss bei 14400
noch lange nicht gehen. 14400-Connects sind gegenueber schlechten Leitungen
und Stoerungen erheblich anfaelliger als 9600er. Die eigentliche sichere
Uebertragungsbandbreite des analogen Telefonnetzes betraegt nur 3,4 kHz.
Deshalb muessen schon alle Tricks und spezielle Modulationsarten angewendet
werden, um auf solche Datenraten zu kommen. Deshalb werden frequenzselektive
Daemfungen und auch mE auch Veranderungen des Phasenganges durch ein Filter
vom Modem nicht mehr so toleriert, wie bei langsamen Connects.
Glaube also nicht blind jedem, der sagt es funktioniert, wenn er nicht die
bps-Rate dazuschreibt !
3.)
VERGLEICH DER SCHALTUNGEN
THEORETISCHE ERWARTUNGEN (habe ich mit einem SimulationsProgramm ermittelt;
in den Erklaerungen koennen kleine Schnitzer sein (ist nich genau meine Fach-
richtung) im Prinzip stimmts aber so)
Der GI wird mit 16kHz von der telecom-Vermittlungsstelle zum User-Anschluss
geschickt. Der muss VOR dem Modem rausgefiltert werden.
IDEALFALL: (maximale Daemfung nur bei 16 kHz, bei allen
dB 0+--------------+ +--- (anderen Frequenzen Daempfung =0 (insbesondere
| | | (von 100Hz..4kHz, da wollen wir ja uebertragen)
| |__|
-100+--+--+--+-...+--+--+- (Phasengang nicht dargestellt,waere hier zuviel)
1 2 3 4 15 16 17kHz
RC-Filter (Widerstaende & Kondensatoren) sind zwar schneller mal so aufge-
baut, haben aber gegenueber LC-Filtern (Spulen & Kondensatoren)
1. eine weniger steile Filterkennlinie und
2. beeinflussen im interessierenden Bereich viel staerker den Phasengang.
RC-TIEFPASS
dB 0+--_____ nur wenig steile Kennlinie = erfordert starken
| -----____ Kompromiss zwischen moeglichst geringer
| ---- Daempung der gebrauchten Frequenzen und hoher
-100+--+--+--+-...+--+--+- Daempfung der 16 kHz
1 2 3 4 15 16 17kHz
RC-SPERRFILTER
dB 0+-----_____ etwas besser (steiler), aber noch zu schlecht;
| ---__ __- und beide RC-Version beeinflussen ganz erheb-
| - - lich den Phasengang und die Gruppenlaufzeit im
-100+--+--+--+-...+--+--+- Uebertragungsbereich von 100Hz..4kHz !
1 2 3 4 15 16 17kHz
Eine Umdimensionierung, Verschiebung der Grenzfrequenz/Sperrfrequenz der RC-
Filter aendert an diesen Verhaeltnissen prinzipiell nichts, bringt keinen
Durchbruch.
LC-SPERRFILTER (obige Schaltung)
__-_
dB 0+--------- | fast keine Daempung im Uebertragungsbereich,
| | sehr hohe Daempfung bei 16 kHz,
| | keine Beeinflussung des Phasenganges im uns
-100+--+--+--+-...+--+--+- interessierenden Uebertragungsbereich !
1 2 3 4 15 16 17kHz bei 16kHz dann gewaltig, juckt uns aber
nicht mehr
Wie gesagt, das sind theoretisch berechnete Ergebnisse, wie sehr die realen
davon abweichen, weiss ich nicht (Ich habe nicht das Equipment zum Ausmessen).
ERGEBNISSE:
a) ohne Filter : Jeder GI ist deutlich zu merken, das Moden "verschluckt"
sich und packts in ca.40% der Faelle nach ca.1..2 sec
oder aber die Verbindung bricht ab (ca. 60% der Faelle)
b) mit RC-Filter: wie a) oder schlechter
c) mit LC-Filter: bisher keine Verbindungsabbrueche mehr durch GI, sehr
selten noch kurzes Schlucken des Modems ( <= 1 sec )
4.) Warum keine anderen Schaltungen ?
In vielen Faellen, in denen User um Hilfe schreien, schreiben sie nicht die
genauen Uebertragungsbedingungen dazu, und wenn, dann ueberlesen es die
hilfsbereiten Antworter und TipsTipper (wie auch mir passiert).
Die o.a. Schaltung funktioniert an einer nagelneuen Vermittlungszentrale der
teleko** sowohl mit Ton- als auch Pulswahl mit Highspeed-Connects (und das
wollen wir ja mittelfristig alle handeln koennen :-)
Nach Aussagen von anderen hat sie sich auch bei Uebersee-Verbindungen be-
waehrt (sicher langsanmer).
Andere Schaltungen koennen zwar unter bestimmten Umstaenden auch ausreichend
sein, aber diese Schaltung hier ist so einfach und billig, dass wir Leuten,
die einfach mal nach einem GI-Filter fragen, eventuelle Fehlversuche ersparen
sollten und die anderen Behelfs-Schaltungen nicht mehr weitergeben sollten.
Bleibt noch die Frage, inwieweit ein (nicht BTZ-konform) parallelgeschaltetes
Telefon mit seiner Impedanz die Filterkennlinie veraendert (darueber mache
ich mir jetzt weiter keine Gedanken, es scheint aber nicht viel zu sein,
denn es funktioniert ;-)). Fuer richtig angeschlossene BTZ-Modems ist dies
kein Thema, die klemmen das Telefon ab, wenn sie rangehen.
Einige Non-BTZ-Modems haben ausser der Line- eine Phone-Buchse, in die man
das Telefon stecken kann. Wenn die Buchse so geschaltet ist, dass sie eben-
falls das Telefon abklemmt, wenn das Modem an die Leitung geht, koennte auch
in diesem Fall jeglich Beeinflussung des Filters ausgeschlossen werden...
Nochmal vielen Dank an alle Joe
---------------------------------------------------------------------------
Gebuehrenimpulsfilter? Ein Griff ins Archiv:
*************** RITSCH ***************
Filter fuer das Gebuehrensignal des Telekom
(16 kHz-Filter fuer Modems)
-------------------------------------------
100 Ohm 100 Ohm
____ ____
O------O--|____|-------------O--|____|--O--------O
| | |
|____| |_____O________|____| |___|
| | | | | |
100 nF | | 100 nF
- ---
| | ---
50 Ohm | | | 200 nF
| | |
- |
| |
O-------------------O--------O-------------------O
Den 50 Ohm Widerstand bekommt man auch durch Parallelschalten von zwei
100 Ohm Widerstaenden. Den 200 nF Kondensator durch Parallelschalten
von zwei 100 nF Kondensatoren. Der Filter wird einfach vor dem Modem
in die Leitung eingeschleift. Die Richtung spielt dabei natuerlich
keine Rolle. Die Spannungsfestigkeit sollte bei 100 V liegen.
Auch Anfaenger koennen diese Schaltung nachbauen und an der lokalen
Haustelefonanlage installieren.
_________________________________________________________________________
Einfachfilter
R = 470 Ohm
+ O----------=====----------------o----------------O
| C = 47 nF
U = 30 V (DC) =====
|
- O-------------------------------o----------------O
Telefonleitung Modem
______________________________________________________________________________
Gebuehrenimpulsfilter mit Kondensator und Spule:
28 mH 28 mH
+----+ +----+
O---|XXXX|--O----|XXXX|--O-----O
+----+ | +----+ |
| |
In 56 --- 56 --- Out
nF --- nF ---
| |
O-----------O------------O-----O
Manipulationen am Postnetz und der Anschluss von Geraeten ohne
Postzulassung (ZZF-Nummer) ist in Deutschland noch immer bei Strafe
verboten.
________________________________________________________________________
Mega-Filter
Konzept
Eine selektive Messung (an der Telefonleitung) brachte folgendes Ergebnis:
Pegel der Nutzmodulation: -8 dBm
Obere Bandgrenze: 2,8 kHz (bei 2400 Baud)
Pegel des Gebuehrenimpuls: -10 dBm
Frequenz des Gebuehrenimpuls: 15 kHz
Die besonderen Anforderungen einer Fernsprechleitung lassen aktive Filter
ausscheiden.
Die Daempfungsanforderungen (praktisch 0 im Nutzbereich; mindestens 40dB an
der Stoerfrequenz) lassen billige RC-Filter ungeeignet erscheinen.
Es soll daher ein klassisches LC-Wellenparameterfilter konstruiert werden.
Filterdimensionierung:
- Eingliedriger Tiefpass in pi-Schaltung
- Versteilerungshalbglieder (Zobelglieder)
- Abschlu_widerstand beiderseits 600 Ohm (Fernsprechtechnik)
Es wurde gewaehlt:
Grenzfrequenz: fg = 6 kHz = wg = 3,76 * 10 4 1/s
Polstelle bei: f@ = 15 kHz = Ohm@ = 2,5
= m = 0,92
(Anmerkung: @ steht f|r das Zeichen 'unendlich')
Es ergibt sich:
z0 = 1,17 * Ra = 1,17 * 600 Ohm = 702 Ohm (optimale Anpassung)
Die Berechnung nach der Wellenparametertheorie liefert die Werte:
L = z0 / wg = 18,62 mH
C = 1/(z0*wg) = 37,78 nF
Eine entsprechende Konstruktion fuehrt auf folgende Filterschaltung:
( Zeichnung nicht drin)
Aufbau:
da die Teilnehmeranschlussleitung im Fernsprechnetz symmetrisch ist, muss auch
das Filter entsprechend aufgebaut werden:
C1 ____ C1
o-----o-----||-----o--o---| |---o--o-----||-----o-----o
| | | ---- | | |
| ____ | | --- | | ____ |
---| |---- | | | ---| |---
---- | | | ----
------------- --- | --- -------------
L1 --- |L2 --- L1
____ |C2 | |C2 ____
---| |---- | | | ---| |---
| ---- | | ---- | | ---- |
| | | ____ | | |
o-----o-----||-----o--o---| |---o--o-----||-----o-----o
C1 ---- C1
C1 = 12,84 nF C2 = 72,5 nF
Die Spulen werden auf gemeinsame Kerne gewickelt (die merkwuerdigen
gestrichelten Linien ohne irgendwelche Verbindung). Die genauen Wickel-
daten kommen spaeter.
Die Kondensatoren werden durch Parallelschalten handelsueblicher Werte
gewonnen:
12,84 nF ~= 10 nF + 2,7 nF
72,5 nF ~= 47 nF + 22 nF + 3,3 nF
Es sollten Folienkondensatoren mit mindestens 100V Nennspannung benutzt
werden.
Abgleich:
Ein nichtabgeglichenes Filter muesste schon ganz brauchbar funktionieren.
Wer das 'letzte' rausholen woll, kommt nicht ohne teuren Messgeraetepark
aus, daher nur eine Kurzanleitung:
- mit L2 kann die Grenzfrequenz des Tiefpasses verstellt werden.
Soll: 6 kHz
- Mit den beiden L1 wird die Lage des Daempfungspoles bestimmt.
Wenn man beide Spulen etwas gegeneinander verstimmt, kann man
auf Kosten der Daempfung etwas mehr Bandbreite erzielen
(so geschehen in meinem Geraet)
Messwerte:
Folgende Messwerte wurden ermittelt:
Betriebsdaempfung im Durchlassbereich (300 - 3400 Hz): a(B) max = 1 dB
Sperrdaempfung (f 15 kHz): a(S) min = 70 dB
Poldaempfung (f = 15 kHz): a pol = 101 dB
Die Messungen wurden durchgefuehrt mit einem NFA1 von Wandel & Goltermann.
Der Aufbau der Spulen:
Spule L1
Soll-Induktivitaet: 17,13 mH Fuer Abgleich: 15,4 mH (-10%)
Kernmaterial : N48, A(L) = 400 nH, Schalenkern 18x11 mm
Windungszahl: N = 196,2
Aufteilen in zwei gleiche Wicklungen zu je 98 Windungen.