Vorrichtung zur Erzeugung von Hochfrequenzschwingungen, insbesondere für die Nachrichtenübermittlung. Gegenstand der Erfindung ist eine Vor- riehtung zur Erzeugung von Hochfrequenz- schwirigungen, welche insbesondere für die Nachrichtenübermittlung mit Vorteil ange wendet werden kann.
Bei dieser Vorrichtung wird mit Hilfe eines kontinuierlichen Luftstromes Jin aku stisches System (Pfeife, Zungenpfeife, Sirene oder dergleichen) derart in Schwingungen versetzt, dass es Luftwellen einer Frequenz über 4000 (über Sprechfrequenz) erzeugt und dass darauf diese Luftwellen auf einen schwin gungsfähigen, periodischen oder' aperiodischen KZi*,t-I)er <B>( '</B> Plattenmikrophon, Flammenmikro- plioll.' Zunge oder dergleichen) zur Einwirkung gebracht werden, der so bemessen ist,
dass <B>er</B> den Frequenzen der Luftwellen zu folgen vermag und seinerseits elektrische, zum An- stol, eii eines Schwingungskreises geeignete ZwiLmdsänderungen. hervorruft. Besonders bewährt hat sieh dabei als akustisolies System die Galtonpfeife.
Die Erfindung geht also ans von den für medizinische Zwecke bekannten Vorrichtun- gen zur Erzeugung pulsierenden Gleichstromes bezw. von Wechselströmen. Die erstgenannte Art von Vorrichtungen arbeitet bekanntlich in der Weise, dass am Knotenpunkt einer Pfeife ein Mikrophon angebracht wird, das mit einer Gleichstromquelle in Reihe geschal tet ist, und die zweite Art wird insbesondere repräsentiert durch den Larsenschen akusti- sehen Wechselstromerzeuger, der allerdings lediglich einen Mikrophon-Telephon-Summer mit akustischeni Zwischenkreis verwendet.
Trotz dieser seit langer Zeit bekannten Vorrichtungen hat bis heute eine irgendwie geartete Verwendung akustischer Systeme für die Erzeugung von Hochfrequenzschwin- gungen nicht stattgefunden, was um so<B>be-</B> greiflicher ist, als es rein theoretisch keines wegs wahrscheinlich erscheint, dass mit Luft wellen über Sprechfrequenz überhaupt ein Erfolg zu erzielen war.
Es war keineswegs vorauszusehen, wie nunmehr feststeht, dass, obgleich das schon ausserordentlich empfind liche menschliche Ohr nur verhältnismässig sehr -wenig auf hohe und höchste Töne rea- giert, ein Mikrophon darauf reagieren sollte, und dass, wenn es auch reagiert, es dann auch mit der erforderlichen Sicherheit und Aniplitudengrösse die hohe Kontaktzahl be werkstelligt. Auch von dem akustischen System war nicht ohne weiteres anzunehmen, dass die von ihm gelieferten Wellen die er forderliche Stärke der Amplitude und Rein heit besitzen würden.
Ausgedehnte Versuche haben nun tatsäch lich die Möglichkeit einer ganz vorzüglichen und allen Anforderungen entsprechenden Hochfrequenzerzeugung auf diesem Gebiete bewiesen. Wird beispielsweise eine Galton- pfeife verwendet und werden die, ei-zeugten Luftwellen auf ein Mikrophon zur Einwirkung gebracht, so werden, falls die Einstellung der Pfeife und die Stärke des Anblasedruckes richtig gewählt werden, von der Pfeife Luft wellen von einer Frequenz über 4000 erzeugt, denen die Mikrophonmembran ohne weiteres zu folgen vermag.
Das akustische System kann dabei entweder derart angeblasen wer den, dass es bereits Grundwellen von der er forderlichen Frequenz ei-zeugt oder aber der art, dass neben Grundwellen von niederer Frequenz hochfrequente Oberwellen entstehen, die ihrerseits erst im Sinne der Erfindung zur Ausnutzung gelangen.<B>In</B> letzterem Falle wird zweckmässig der hohe Ton von dem tieferen dureh akustische Zwischenkreise, z. B. Resonatoren ', Reflektoren oder derglei chen, gesondert.
Die Bezeichnung "Mikrophon" ist im weitesten Sinne zu verstehen, nämlich als ein periodiseh oder aperiodisch schwingungsfähiger Kiii,per, der akustische Schwingungen in elek-- triselie Zustandsänderungen, z. B. Uriterbre- chungen, zu verwandeln vermag. An Stelle einer Membran im gewöhnlichen Sinne kann also auch eine Zunge, z. B. eine Pfeifenzunge, treten, die ihrerseits entweder unmittelbar innerhalb der zugehörigen Pfeife liegt, oder von einer getrennten Pfeife, eventuell auch Zungenpfeife, in Schwingungen versetzt wird.
Wenn dieses Mikrophon in einen Strom kreis eingeschaltet wird, so zerlegt es den Strom in Impulse von der Zahl der aufgedrückten akustischen Schwingung. Diese Impulse wer den erfindungsgemäss dazu benutzt, um einen mit dem genannten Stromkreis gekoppelten Schwingungskreis anzustossen, undzwarderart, dass der letztere<B>je</B> nach seiner Abstimmung entweder mit der Impulsfrequenz überein stimmend schwingt oder mit einem Vielfachen davon. Der erstgenannte Strom kann ent weder aus einer Gleichstromquelle entnommen werden, in welchem Falle der Schwingungs kreis dauernd ungedämpfte Schwingungen erzeugt, die für Telegraphiezwecke brauch bar sind.
Oder das Mikrophon wird in einen niederfrequenten Sprechstromkreis eingeschal tet und zerlegt darin die Sprechströme in Impulse, die wiederum den Schwingungs kreis zum Schwingen anregen. In diesem Falle entstehen gedämpfte Schwingungen, deren Anfangs-Amplitudenwerte denen der niederfrequenten Sprechströme entsprechen. Die Randkurve der abklingenden Amplituden wird nach bekannter Art im Hörer der Empfangsstation als Sprache wahrnehmbar.
An Stelle einer vollkommenen Unterbrechung an der Berührungsstelle zwischen Mikrophon- niembran Lind Mikrophoristift genügt unter- Umständen eine Widerstandsänderung an die ser Stelle, oder aber es wird ein kapazitives, <B>d.</B> h. Kapazitätsänderungen herVOrrUfendes, oder ein induktives,<B>d.</B> li. Indtiktivitätsände- rungen -hervorrufendes Mikrophon verwendet.
An Stelle des Plattenmikrophons. kann beispielsweise ein Flammenmikrophon ver wendet werden, das lediglich Widerstands änderungen erzeugt. Derarfige Flainmeiiinili:ro- phone sind insbesondere bei hohen Frequen zen nutzbringend zu verwenden. Bei ihnen wird durch glühende Ga-se, welche durch die Luftwellen in Schwingungen versetzt werden, der Widerstand zwischen zwei Kontaktztücken verändert.
An Stelle der Galtonpfeife oder Zungen pfeife sind auch beispielsweise Sirenen mi verwenden. Diese haben bei Mehrfachver kehr den Vorteil, dass sie unter Benutzung konzentrischer Lochreilien in einer Sirenen scheibe gleichzeitig verschiedene Frequenzen zu erzeugen vermögen. Es genÜgt dann, jeder Lochreihe<B>je</B> eine Serie radial angeord neter Mikrophone zuzuordnen, von denen jede Serie naturgemäss entsprechend den zugehö rigen Loc]:treihen der Sirenen-scheibe auf einem andern Radius angeordnet ist.
Die Zeichnung veranschaulicht ein beson ders zuverlässig arbeitendes Ausführungsbei spiel der Erfindung. Fig. <B>1</B> ist eine Vorder ansicht des aktistischen Generators, Fig. 2 eine Draufsicht darauf, Fig. <B>3</B> ein Schnitt durch das Mikrophon und Fig. 4 ein Schal tungsschema für Hochfrequenztelephonie.
Das als Schwingungskörper benutzte Mi krophon (Fig. <B>3)</B> zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Mikrophonen dadurch aus, dass es nur auf Hochfrequenz reagiert, dage gen auf Niederfrequenz (kleiner als<B>5000</B> oder 4000) gar nicht oder nur unwesentlich an spricht. Die Membran<B>1</B> dieses Mikrophons besitzt eine Dicke von 5/ioo bis 1/ioo mm und einen Durchmesser von 4 bis 20 mm. Der init Spitze oder Kappe ausgestattete Kon taktstift 2 des Mikrophons ist fest einge spannt, wodurch erreicht wird, dass die Wir kung auf konstante Amplituden der das Alikrophon treffenden Luftwellen beschränkt wird.
Experimentell hat sich gezeigt, dass, solange keine Luftwellen auftreffen, die Mein- bran <B>1</B> fest an dem Kontaktstift anliegt, da eine Messung alsdann<B>0</B> Ohm ergibt. Treffen dagegen Wellen auf, so wird die Membran von dem Stift abgehoben, wahrscheinlich bis zur völligen Unterbrechung. Da somit in diesem Falle derMikrophonwiderstand inner halb einer Sekunde mehrmals zwischen<B>0</B> und hin- und herschwankt, zeigt dann experl- ineiitell das Ohmmeter einen Mittelwert von <B>80-300</B> Ohm.
Ein so ausgebildetes Mikro- plion liefert, wenn es entsprechend erregt und geschaltet wird, völlig einwandfreie Hoch frequenz und in der Verwendung für Tele- phonie vollkommen klare Sprache.
Im letzteren Falle, wo das Mikrophon dazu dient, die Sprechströme in Impulse zu zerlegen, kann seine Wirkung, insbesondere was Sprachklarheit betrifft, noch wesentlich dadurch erhöht werden, dass den Sprechströ- men ein Zusatzgleichstrom überlagert wird.
Dieser Zusatzgleichstroin wird seinerseits durch das Mikrophon in Impulse zerlegt und stösst daher den Schwingungskreis dauernd an; er ist deshalb so zu bemessen, dass die durch ihn im Schwingungskreis erzeugten un- gedämpften Hochfrequenzschwingungen Ampli- tudenwerte haben, die bedeutend kleiner sind, als die von der Sprache ihrerseits im Schwin gungskreis erzeugten Hochfrequenzamplituden.
Vorteilhaft kann, um ein Versagen des Kontaktes zwischen Membran und Stift durch Oxydbildung, Staub und dergleichen zu ver hüten, ein Tropfen<B>Öl</B> von dicker Beschaffen heit auf die Spitze oder Kuppe des Kontakt stiftes gebt-acht werden. Oder es wird an Stelle des Stiftes ein durch einen elektrischen Hilfsstrom glühend gemachter Bügel, der mit seiner Wölbung die Membran berührt ange ordnet werden, zu dein gleichen allgemeiDen Zweck kann auch eine Ionisierung des Kon taktraumes, z. B. mittelst Radiumpräparaten, zu Hilfe genommen werden.
Für die Einregulierung ist es nun wün schenswert, Membran<B>1</B> und Kontaktstift 2 relativ zueinander beweglich zu gestalten. Im vorliegenden Falle geschieht das, da der Kontaktstift fest eingespannt ist, durch Be- wegu ng der Membran.
Zu diesem Zweck ist der an der Vorderseite aus leitenden Teilen<B>3,</B> in der Mitte aus einem Isolierkörper 4 und hinten wieder aus einem Metallteil<B>5</B> beste hende Membranträger auf den mit Gewinde versehenen Kontaktstift 2 aufgeschraubt und kann mit Hilfe einer Schnecke<B>6</B> und eines an dem isolierenden Teil 4 sitzenden Schnek- kenrades <B>7</B> relativ zu dem Kontaktstift 2 gedreht werden, so dass sich die Membran<B>1</B> der Kontaktstiftspitze nähert oder entfernt. Die Zuführung des Stromes zur Membran geschieht mittelst eines Schleifkontaktes<B>8.</B> Der Kontaktstift 2 ist fest an dem Trä ger<B>9</B> eingespannt, der den Strom von dein Kontaktstift ableitet.
Der Schleifkontakt<B>8</B> führt zu einem Steckkontakt<B>11</B> und der Träger<B>9</B> zu einem ähnlichen Steckkontakt, der in der Figur von dem ersteren verdeckt wird. Das Ganze ist in ein Gehäuse 12 ein- geschlossen, welches vorne einen Trichter 13 trägt.
Die Fig. <B>1</B> und 2 veranschaulichen nun die Verbindung des Mikrophons nach Fig. <B>3</B> mit einer Galtonpfeife. Dieser wird der Luft strom durch den Anschluss 14 zugeführt. Der drehbare Teil<B>15</B> dient zur Veränderung der Weite des zwischen dem Mundstück<B>16</B> und dein Tubus<B>17</B> liegenden ringförmigen Mauls. Das Mundstück<B>16</B> und der Tubu4 <B>17</B> sind in einen Bügel<B>18</B> eingeschraubt. Die Trom mel<B>19</B> dient zur Einstellung<B>der</B> Tubuslänge.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist nun das Mikrophongehänse 12 derart parallel zur Pfeife an-eordnet, dass sein Trichter<B>13</B> gerade gegenüber dem Maul der Pfeife liegt, und zwar derart, dass der Abstand der 31embran von der Mittelachse der Pfeife senkrecht zu dieser verländerlich, ist.
Zu diesem Zweck sind die Lijoher für die Steckkontaktstifte des Mikrophons in zwei durch einen Isolier- kurper 20 getrennte Metalleisten 21 und 22 angeordnet, und letztere sind in der Grund platte<B>23</B> des ganzen Generators mit Hilfe des Fingerrades 24 verschiebbar. Die Strom anschlüsse werden durch Klemmschrauben 2,5 und<B>26</B> gebildet.
Ge--enüber dem Mikrophontriehter <B>13</B> an der andern Seite des Pfeifenmauls liegt ein plattenförmiger oder ein gekrümmter, der kugeligen Wellenform angepasster, z. B. para bolischer Reflektor<B>27,</B> welcher uni den Zapfen<B>28</B> derart schwingbar gelagert ist, dass er in einer Ebene parallel zur Pfeifen achse schwenkbar ist. In der wigrechten Lage wird er durch einen Anseblag <B>29,</B> der sich gegen den Arm <B>30</B> des Reflektors 277 legt, gehalten.
Der Reflektor <B>27</B> ist seiner seits senkrecht zur Pfeitenachse verschiebbar, indem er mit dem Arm<B>30</B> durch eine<B>Ge-</B> windespindel<B>31</B> verbunden ist.
Die Einstellung geschieht nun folgender massen: Zunächst wird die geeichte Tubus- länge eingestellt, darauf das Mikrophon bei ZD weggeklapptem Reflektor der Pfeife genähert, bis das Optimum der Lautstärke v orhanden ist entsprechend der optimalen akustischen Ankopplung. Darauf wird der Reffektor <B>27</B> in die in Fig. 2 gezeichnete Lage geklappt und so weit der Pfeife genähert, bis die grösste Klarheit,<B>d.</B> h.
irn. Falle der Telephonie die grösste Spreehklarbeit, vorhanden ist. Jetvt wird eventuell am Druck des bei 14 zuge führten Luftstromes oder auch an der Maul weite etwas nachreguliert. Der Reflektor wirkt als akustischer Zwischenkreis.
Die Pfeife kann nun von vornherein der art angeblasen werden, dass die von ihr er zeugten Luftwellen eine Frequenz über 4000 besitzen, oder aber sie kann mit tieferen Tönen angeblasen werden, deren über der Frequenz von 4000 liegende Oberwellen zur Einwirkung auf die 3,likropbonmembran <B>1</B> gebracht werden.
Fig. 4 veranschaulicht nun die Verwen dung dieses akustiselien Generators für Tele- phoniezwecke, und zwar unter Benutzung eines für die Sprachklarheit, wie oben er wähnt, vorteilhaften Zusatzgleichstromes. Die Ziffern<B>10</B> und<B>11</B> bezeichnen die Steckkon takte des Mikrophons. Sie liegen in einem Kreise, dem die Sprecliströme von dem nie derfrequenten Teilnehmerapparat durch den Transformator T beiderseits des Kondensa tors K zugeführt werden.
Die Batterie Z liefert den erwähnten Zusatzgleichstroni. Die Sprechströme werden durch das Mikrophon in Impulse zerlegt und dem Schwingungskrei.se <B>S</B> zugeführt, der seinerseits beispielsweise mit einer Fernleitung Py gekoppelt ist. Wichtig ist, dass der Schwingungskreis<B><I>S</I></B> in richtiger Weise angekoppelt wird, wofür ein Optimum existiert. Die Kopplung ist zu diesem Zweck: bei P variabel eingerichtet.
Unter Umständen ist es vorteilhaft, dass die durch das Mikroplion in Impulse zu zer legenden niederfrequenten Sprechströme, bevor sie in das Mikrophon gelangen, verstärkt werden, wobei die dazu verwendete Verstärker- röhre so beinessen ist, dass sie als Begrenzer- röhre wirkt. Dies ist notwendig, um eine Überlastung des Mikrophonkontaktes zu ver hindern. An die Stelle der Begrenzerröhre könnte -auch ein Eisenvorschaltwiderstand treten.
Gemäss dem früher Gesagten kann man in Fig. 4 die Batterie Z fortlassen. Ander seits erhält man unmittelbar eineAnordnung für Telegraphierzwecke, wenn man den Über- trao,er T nebst Kondensator K fortlässt und die Batterie Z unmittelbar mit der Spule<B>9</B> verbindet.
Die vom Schwingungskreis gelieferte Fre quenz kann ihrerseits wiederum durch mao,- netische Frequenzwandler auf beliebig hohe Beträge gebracht werden, bevor sie in die Fernleitung bezw. Antenne eintritt.
Mit Gleichstrom liefert der akustische (4enerator, wie schon erwähnt, ungedämpfte Schwingungen, die für Telegraphierzwecke geeignet sind, mit Sprechstrom dagegen ge dämpfte, für Telephonie üeeignete Schwin gungen. Das Mikrophon kann aber auch als Hilfsgenerator in der bekannten Schwebungs- empfangsschaltung dienen, um ungedämpfte Schwingungen, die an sich im Detektorkreis unhörbar sind, hörbar zu machen.
Eine geeignete Anordnung hierfür wird aus der Fig. 4 erhalten, wenn der Schwin gungskreis<B>8</B> in bekannter Art gleichzeitig mit der Antenne oder der Fernleitung und mit einem Detektorkreis gekoppelt wird. Wird dabei die Batterie Z beibehalten,.so erzeugt der Generator dauernd selbständig Schwin gungen. Man kann aber die Batterie Z auch fortlassen<B>-</B> alsdann liefern die von der ent fernten Sendestation ankommenden (z. B. von der Antenne aufgefangenen) Schwingungen die Energie zum Betriebe des Generators.