Elektrische Signalübertragungsanlage. <B>C</B> Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Übertragung von elektrischen, aus mindestens <B>je</B> einem Impfils bestehenden Signalen längs einer Leitung, mit einer zum Empfangen und Reproduzieren dieser durch Modulation eines '9,'echselstromes gebildeten Signalimpulse ein gerichteten Empfangsvorrichtung.
Es ist bisher bei Wechselstromimpuls- einpfangsvorriehtungen üblich gewesen, ent- zn weder den gleichgerichteten, mit Impuls zeichen modulierten Wechselstrom über ein geeignetes Filter und einen Transformator direkt einem Impulswiedergaberelais zuzu führen oder den Wecliselstrom über einen zweckmässigen Transfo=ator dem Gitter einer Vakuumröhre mit geheizter Kathode aufzudrücken, in deren Anodenstromkreis das Impulswiedergaberelais eingeschaltet ist.
In beiden Fällen zeigen sich jedoch ge wisse Nachteile, die durch die vorliegende <B>EI</B> rfindung beseitigt werden sollefi.
el
EMI0001.0015
Die <SEP> Anlage <SEP> nach <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> kenn- einen nichtlinearen Widerstand, zwei mit kalter Kathode arbeitende Röhren und ein Rela's in solcher Anordnun- aufweist, dass die ankommenden Si",nalimpulse das ab- %vechslungsweise Zünden der beiden Röhren bewirken,--und zwar derart,
dass am Anfang eines eintreffenden Signalimpulses die erste Röhre gezündet wird und w ährend de# Signal- impulsdauer brennt, während am Impulsende die erste Röhre gelöscht und die zweite, wäh rend der Impulsdauer gelöschte Röhre gezün det -wird, wodurch das Ärbeiten des genann ten Relais entsprechend den empfangenen Signalimpulsen, mit denen der ankommende Wechselstrom moduliert ist, f)-Psteuert wird.
Nachstehend sind einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen- stand#es, die in der beiliegenden Zeichnuno- ##cheinatisch dar(,estellt sind, näher be schrieben.
In der Zeichnung zeigt
EMI0001.0036
die <SEP> Für. <SEP> <B>1</B> <SEP> ein <SEP> Ausführungsbeispiel, <SEP> wel- die Fig. 2 und<B>3</B> zeigen verschiedene Aus führungsbeispiele der Signalempfangsvor- richtung, von denen jedes seine besonderen Vorteile besitzt;
die Fig. 4 zeigt Mittel zur Impulsentzer- runo- und die Fig. <B>5</B> den vollständigen Stromkreis einer Vorrichtung für eine Fernmeld-eanlage zum Empfangen von Nummernscheiben- impulsen zwecks Herstellung von Verbin dungen.
In Fig. <B>1</B> endigt die ankommende Lei tung in einem Transformator T, dessen Se kundärwicklung s mit einem Stromkreis ver bunden ist, der die Kondensatoren<B>C,</B> und C.-, die Widerstände r, r-., ra und r4 sowie ein Potentiometer P, ein Impulswiedergaberelais Ä'-#r und zwei Röhren L, und L# mit kalter Kathode aufweist.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist aus dem Folgenden ersichtlich: Die Röhren mit kalter Kathode sind an sich bekannter Art und benötigen eine beson dere Spannung T"-, zur Zündung der zwischen den beiden Elektroden e, und e.# liegenden Steuerstrecke, während zur Zündung der zwischen der Anode<B>A</B> und einer der beiden Elektroden e, und<U>e.</U> liegenden Hauptstrecke eine wesentlich höhere Zündspannung I, be- nöligt -wird.
Sobald einmal die Steuerstrecke gezündet ist, genügt jedoch eine Brennspan- nun,y die bedeutend niedriger ist als Vy. um einen Stromdurchgang in der Haupt strecke aufrechtzuerhalten. Im folgenden ist die Elektrode<U>e.</U> als Kathode und die Elek trode e, als Steuerelektrode verwendet.
Aus der Fig. <B>1</B> ist ersichtlich, dass die Elektroden e, und<U>e..</U> der Röhre L, mit zwei Stellen<B>A</B> und B des Potentiometers P ver bunden sind. Die Spannungsdifferenz zwi- sehen den Stellen<I>A</I> und B ist kleiner als die Zündspannung <B>1'.,</B> der Steuerstrecke, so dass die Röhre L, im Ruhezustand der Anord nung gelöscht ist.
Ferner ist ersichtlich, dass die Elektroden e, und<U>e..</U> der Röhre<U>L.,</U> mit den Stellen<B>A</B> und<B>C</B> des Potentiometers verbunden sind. Die Spannungsdifferenz zwischen den Stellen A und<B>C</B> ist grösser als die Zündspannung T'-.' <B>Z,</B> C der Steuerstreche, so dass die Röhre L.-. sich gewöhnlich im Brennzustand befindet, -wie dies durch die Schraffierung der Röhre in der Zeichnun dargestellt ist.
Zum Verständnis der Arbeits-,veise der beiden Röhren soll nachstehend die Wirkung eines ankommenden )Ärechselstromes unter der Annahme, da3 die Anodenstromkreise offen seien, untersucht werden.
<B>.</B> Es sei angenommen, dass die erste Halb welle, die im Transformator ankommt, eine solche Richtung besitze, dass die in der Se- kundärwichl-Ling des Transformators T indu zierte Spannung in positivem Sinne wirkt, -,vie dies durch den ausgezogen gezeichneten Pfeil angedeutet ist, das heisst dass die indu zierte Spannung die Vorspannung zwischen <B>A</B> und B unterstützt.
Die Anordnung ist derart, dass die Summe der beiden Spannun gen grösser ist als die Zündspannung _V#, der Steuerstrecke, so dass die Röhre L, zündet.
Während der umgekehrten (oder nega- liven) Halb-,velle kann die Röhre gelöscht werden oder im Brennzustand bleiben. Dies hängt vom Wert der Vorspannung ab sowie von der Grösse der induzierten Spannung, der Zeitkonstante des Stromkreises und der Fre quenz des Wechselstromes.
Bei niedriger Frequenz und kleiner Zeit konstante wird die, Röhre gelöscht und, wie oben erläutert, bei der nächsten positiven Halbwelle wiedei gezündet.
Bei höheren Frequenzen, einer grösseren Zeitkonstante und einer Vorspannung, die über der Brennspannung der Steuerstrecke liegt. kann die Röhre L, auch während der negativen Halbwelle brennen.
Für die 'Arbeitsweise der Anordnung spielt es, wie dies weiter unten erläutert ist, keine Rolle, ob die Steuerstreeke# der Röhre L, während des Signalimpulses sich dauernd im Brennzustand befindet oder nicht.
Während einer ne-,ativen Halbwelle be- el sitzt die in der Sekundärwieklung des Trans- forinators <B>l'</B> induzierte Spannung die durch den (,estrielielt unzeiebneten Pfeil angegebene Richtung.
Diese Spannung verursacht einen Stromfluss im folo,enden Stromkreis: Sekun- L' därwicklung s des Transformators T, Wider stand r, der zum Kondensator<B>C,</B> parallel Olesehaltet ist, und Gleichrichter<B>B.</B> Dadurch wird zwischen den Klemmen des )Viderstan- (tes )-, eine Spannungsdifferenz geschaffen, welche der normalen Vorspannung, die an den Stellen<B>A</B> und<B>C</B> abgenommen wird, ent gegenwirkt und von solcher Höhe ist,
dass die resultierende Spannung zwischen den Elek troden ei und e, der Röhre<U>L.</U> unter der Brennspannung der Steuerstrecke fällt. Die Röhre<U>L.</U> wird daher gelöscht.
Infolge der Wirkung des Kondensators C, fällt die Ge-,enspannung an den Klemmen- t' des Widerstandes r, während der positiven Halbwelle des Signalstromes nicht auf Null, so dass die Röhre L, gelöscht bleibt, solange der Signalimpuls vorhanden ist.
Es soll nun nachstehend die Arbeits-,veise der Röhren bei geschlossenen Anodenstrom kreisen beschrieben werden.
Im Ruhezustand befindet sich die Röhre <U>L.,</U> im Brennzustand, und es fliesst ein Strom über den Widerstand r, in Reihe mit der Anode<B>A</B> der Röhre L2. Der Kondensator<B>C,</B> wird geladen, die Stelle<B>D</B> geerdet -und die Stelle<B>E</B> auf eine Spannung --Ty, von sol- chein Wert gebracht-, dass der Spannungs abfall über der Röhre<U>L.</U> zwischen ihrer Anode -.I und Kathode e# mit- der Brennspan- nuin,
Y der Hauptsfrecke der Röhre über- einslimmt. ( YK gleich konstante Spannung).
Sobald die positive Halbwelhe des Signal stromes angelegt wird, zündet die Röhre L, und sie brennt während der positiven Halb welle, so dass über die Anode -J der Röhre L, und das Relais Sr ein Strom fliesst. Das Re lais Sr spricht an und schliesst seinen Arbeits kontakt.
Das Potential des Punktes<B>D</B> wird jetzt plötzlich auf einen solchen Wert -T'i#' erliiedrigt, dass die Brennspannung<B>V7'</B> der Hauptstrecke- der Röhre L, zwischen ihre Anode<B>A</B> und Kathode<U>e.,</U> angelegt wird; dieser Spannungsabfall ergibt die Entladung des Kondensators C2. Der Entladungsstrom en
EMI0003.0040
erhöht <SEP> den <SEP> Spannungsabfall <SEP> im <SEP> Widerstand Hauptstreeke fällt, so dass der Strom in der Hauptstrecke züi fliessen aufhört.
Während der nachfolgenden ersten ne-a- tiven Halbwelle wird die Steuerstrecke der Röhre L., wie früher erläutert, ebenfalls ge löscht, wobei die Röhre L# bis zum Schluss des Signalimpulses gelöscht bleibt.
Die Hauptstrecke der Röhre L, bleibt im Brennzustand, und das Relais<B>S)-</B> bleibt eben falls bis an das Ende des S12nalim-Pulses errect. Der Kondensator<B>C._</B> wird nun in um gekehrtem Sinne aufgeladen, "vobei die Stelle <B>E</B> an Erde liegt, während die Stelle<B>D</B> die Spannung -T-1.#' aufweist.
Am Ende des Signalimpulses versellwin- det die Gegenspannung an den Klemmen des Widerstandes r, und die Röhre L, zündet wiederum. Sobald der Anodenstrom der Röhre<U>L.</U> fliesst. wird die Spannuu,(1" an der Stelle<B>E</B> auf den Wert -T-K erniedrigt, wo durch der Kondensator<B>C,</B> sich in entgegen- vesetztem Sinne entlädt. Die Stromerhöhung in der Wicklung des Relais Sr bewirkt einen Spannungsabfall an der Anode<B>A</B> der Röhre L" wodurch diese Röhre gelöscht -wird.
Das Relais Sr -wird aberregt, und die Anordnung befindet sich nun wieder im ursprünglichen Ruhezustand.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass ein Impuls, der aus einer ge wissen Anzahl von Perioden eines Wechsel stromes besteht, das abwechslungsweise Zün den und Löschen der beiden Röhren und die Erregung des Relais Sr während der ganzen Dauer des Sio-nalimpulses bewirkt.
Jeder nachfolgende Impuls wird in genau Olleieher Weise empfangen, wie dies voran gehend beschrieben worden ist.
Wenn daher der ankommende Wechsel strom, welcher den Trägerstrom bildet, eine Anzahl Male unterbrochen (bezw. moduliert) ist, dann wird die Zahl der Unterbrechun- ,--en (bezw. die Modulierfrequenz), die das zu übermittelnde Si--nal kennzeichnet, durch el das Impulswiedergaberelais Sr reproduziert. el
EMI0003.0076
Die <SEP> Anordnung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Fig. <SEP> 2 <SEP> unter- äussern Elektrode 11 versehen ist.
Dadurch wird eine --ewisse Vereinfachung erzielt, indem nun nur noch eine Vorspannung be nötigt wird.
Es ist bekannt, dass die äussere Elektrode zur Regulierung der Zündspannung der Ytauptstreche der Röhre dient, während die entsprechende Brennspannung nicht, beein- t' flusst wird. Die Anordnung nach Fig. <B>29</B> ist derart, dass die Ankunft der ersten positiven Halbwelle in der Elektrode H die Haupt strecke der Röhre L, zum Zünden bringt.
.Mit Ausnahme dieser Änderung arbeitet die Anordnung nach Fig. <B>2</B> in genau gleicher 'Weise wie die Anordnung nach Fig. <B>1.</B>
en Die beiden oben erwähnten Anordnungen leiden jedoch unter einer Unvollkommenheit indem die Wiedergabe der empfangenen Im pulse einer schwachen Verzerrung unter worfen sein kann. Dies ist darauf zurückzu führen, dass das Zünden der Röhre- L,. (und die Erregung des Relais Sr) nur dann statt findet, wenn die in der Sekundärwicklung des Transformators T induzierte Spannung einen zum voraus bestimmten Wert und eine zum voraus bestimmte Riehtun- erreicht.
Im Prinzip ist daher zwischen der Ankunft des Signalimpulses Lind der Erregung des Relais '#r ein veränderlicher Zeita bs eh nitt vorlian- den. In der Praxis benachteiligt diese kleine Verzerrung die Arbeits-weise <B>-</B> der Anlage nicht. vorausgesetzt, dass die Frequenz des benützten Wechselstromes über einem be stimmten Wert, beispielsweise<B>100-150</B> Ilz, liegt.
Die beiden beschriebenen Anordnungen <B>Z,</B> ".eben ferner Anlass zu einer -e-wissen Ver zerrung, und zwar infolge der Verzögerung beim Wiederzünden der Röhre L.# nach dem Verschwinden des Signalimpulses.
Diese Verzögerung, die durch die gra duelle Entladung des Kondensators<B>C,</B> ver ursacht wird, ist konstant und kann ohne Schwierigkeiten durch Änderung der Ein stellung des Impulswiedergaberelais Sr, durch welche dieses Relais beim Ansprechen leicht verzö"-ert wird, kompensiert werden.
ZD Die Fig. <B>3</B> zeigt eine Anordnung, in wel- eher die Signalimpulse ohne Verzerrung wiedergegeben werden. Dies wird durch die folgende Massnahme erreicht: a) Mittels eines Vollweggleichrichters wird an der Steuerelektrode e, der Röhre L, <B>jede</B> Halbwelle des Wechselstronisignals ver wendet.
<B>b)</B> Die unvermeidliche Verzögerung beim Wiederzünden der Röhre L, am Ende des Impulses wird durch eine entsprechende Ver- beim Zünden der Röhre L, bei Be#, ginn des Impulses kompensiert.<B>-</B> <B>e)</B> Die anodische Verzerrung wird durch Einführung eines polarisierten Relais mit zwei _N,\Ticklungen verhindert, wobei<B>je</B> eine Wicklung in jedem der Anodenstromkreise ZD iegt. Aus Fig. <B>3</B> ist ersichtlich,
dass die Sekun därwicklung des Transformators T in zwei Wieklungen aufgeteilt ist, von<U>denen</U> jede mit einem Vollweg leichrichter <B>B,</B> bezw. B2 t#g verbunden ist. Die Aus-an-sklemmen <B>1</B> und dieser Gleichrichter sind mit den Vorspan- nungen der Steuerelektroden e, der beiden Röhren in Reihe geschaltet.
Die beiden Kathoden<U>e.></U> sind mit dem negativen Pol der Batterie verbunden.
Die Vorspannungen sind in gleicher Weise eingestellt, wie dies für die Fig. <B>1.</B> be- worden ist, das heisst -während der 1bwesenheit des Signals ist die Röhre L, gelöscht, während sieh die Röhre L# im Brennziistand befindet.
Der Kondensator C. verhindert, dass die gleichgerichtete indl-l- zierte Spannung zwischen den Klemmen<B>1</B> und 2 des Gleichrieliters R.# den W, ert Null erreichen kann. Auf diese Weise wird ire- wälirleistet, dass die Röhre L2 nicht zündet-. solan-e der Signalinipuls andauert.
Weiter bcwirkt der j.-,'-oildens.ilor ('21 dass das Wieder- zünden der Röhre<U>L.,</U> am Ende eines jeden Signilimpulses v(-rzöwert wird.
Diese Verzögerung wird durch künstliches Be-,virker. einer Verzögerung des Zündvor- franges in der Röhre L, zu Beginn eines jeden Impulzses kompensiert. Für diesen Zweek ist ein Kondensator C, vorgesehen.
So- t' bald ein Impuls ankommt wird der Konden sator<B>C,1</B> in Reihe zum )Viderstand ra gela den, wodurch erreicht -wird, dass die indu zierte -leich 'gerichtete Spannungskomponente <B>E</B> trode e, der Röhre L, ihren vollen an der lek 'Wert nur verzögert erreicht. Der Kondensa tor C:; ist ein veränderlicher Kondensator, wodurch die Einstellung der Einrichtung er leichtert wird.
Der Kondensator<B>C</B> dient zum gleichen Zweck. wie dies für den Kondensator<B>C,</B> der Anordnung nach Fig. <B>1</B> erläutert worden ist, das heisst seine abwechselnde Ladung und Ent ladung bewirkt das Löschen der Röhre L, am Ende des Impulses und das Löschen der Röhre L" am Anfang des nachfolgenden Impulses.
Je eine -Wieklang des polarisierten Relais Si- ist in dem Anodenstromkreis der Röhre L, -bezw. der Röhre<U>L.</U> einceschaltet.'Diese An- ordnune, dient dazu, eventuelle Verzerrungen i.rifol-,e der für die Erregung dieses Relais benötigten Zeit zu eliminieren.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausbildung der Anodenstromkreise für die Anordnung nach Fig. <B>3,</B> wobei zur Impulsentzerrung ein kÜnstliches Verzerrungsmittel in die Anoden stromkreise eingeführt ist. 'Wie aus der Fig. 4 Lrsio#tlich ist, sind zwei -Widerstände r, und )-#; in Reihe zu den Wicklungen des Relais Sr geschaltet, während in Brücke zu den zwei nach dem Relais, Sr führenden Anodenleitern ein hochohmige#s Potentiometer P, geschaltet ist.
Der Gleitkonfakt des Potentiometers ist über einen Widerstand r,- mit Erde verbunden.
Mit diesem Impulsentzerrer, bestehend aus dem Potentiometer P, und dem 'X,#Tider- stand <B>2-7,</B> kann der W\ert des durch jede Wick lung des Relais Si- fliessenden Anodenstromes verändert werden, wodurch auch die für die Erre-iino, und die Aberregung des Relais er- forderlielle Zeit verändert wird.
Durch diese einfache Anordnun'. kann das Impulsverhält nis der durch das Relais Sr wiedero-eoebenen Impulse innerhalb irgendweleher gewünsch ten Grenzen verändert werden. Fernmeldeanlage zur Herstellung von Ver bindungen, beispielsweise eine Telephon- anlage, wobei die Anordnung als Nummern- scheibenempfangsvorrichtung ausgebildet ist.
L, zn C Die ankommende Leitung endigt in der Pri märwicklung eines Transformators T, welche in Reihe mit einem Kondensator<B>C,</B> und einer Selbstinduktivität I, in Reihe geschaltet und mit diesen Elementen auf die Signalfrequenz abgestimmt ist.
Um die Belastung der Signal leitung durch die Induktanz der Primär- wichlung des Transformators herabzusetzen, ist die Sekundärwicklung des Transformators in Nebenschluss zu einem Kondensator ('.-, #"e- legt, der so bemessen ist, dass Resonanz er halten wird.
Die beiden Röhren L, Lind<U>L.,</U> sind ähnlich geschaltet, wie dies in der Anordnung nach Fig. <B>1</B> gezeigt ist, und weisen an den beiden Steuerelektroden e, verschiedene Vorspan- nungen auf. Um bessere Arbeitsgrenzen zu erhalten, werden die verschiedenen Vorspan- nungen mittels einer dritten Röhre L mit kalter Kathode stabilisiert. Die Arbeitsweise einer solchen Röhre als Stabilisator ist an sich bekannt und braucht daher nicht näher erläutert züi werden.
Es genügt zu erwähnen, dass die Spannungsdifferenz zwischen den Stellen<B>A</B> und<B>C</B> der Brennspannung der Hauptstrecke entspricht, die grösser als die Zündspannung der Steuerstrecke der Röhre L., ist, während die Spannungsdifferenz zwi schen den Stellen B und<B>C</B> der Brennspan- nung der Steuerstrecke entspricht und dem entsprechend kleiner ist als die Zündspan nung der Steuerstrecke.
Im Ruhezustand befindet sich daher, vor ausgesetzt, dass das Relais Hi- erregt ist, die Röhre<U>L.,</U> im Brennzustand, während die Röhre L, )-elöscht ist.
Aus der Fig. <B>5</B> ist ersichtlich, (lass der n Kathodenstromkreis der Röhre<U>L.</U> im Ruhe zustand der Einrichtung nicht geschlossen ist. C Dies um zu vermeiden, dass die Röhre<U>L.,</U> sieh dauernd im Brennzustand befindet. Beim
EMI0005.0083
Empfan- <SEP> eines <SEP> Signalimpulses <SEP> zündet <SEP> die werden erregt, wobei der Katliodenstromkreis der Röhre L# geschlossen wird.
Das Relais Hr ist ein langsam abfallendes Relais und bleibt während des Empfanges der zum glei chen Signal (bezw. zur gleichen Ziffer) ge hörenden Impulse erregt.
Die Vorspannung an der Elektrode e, der Röhre L, ist über einen sehr hohen Wider stand<U>r.</U> angelegt, so dass für mehrere Impuls empfangseinrichtungen eine gemeinsame Sta- C C<B>In</B> bilisatorröhre L verwendet werden kann. Die Anoden A der Röhren L, und L, sind in Reihe mit den Widerständen r, und ?-" mit dem Impulswiedergaberelais Sr verbunden, wobei die Widerstände den Anodenstrom auf ein Minimum reduzieren.
Parallel zum Relais Sr ist ein Impulsentzerrer geschaltet, welcher ein Potentiometer P, und einen Widerstand r-, aufweist und in gleicher -Weise arbeitet, wie dies an Hand der Fig. 4 erläutert wor den ist.
Die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. <B>5</B> ist kurz wie folgt: Sobald die erste positive Halbwelle des ersten Impulses ankommt, zündet die Röhre L, und die Relais Sr und Hr werden erregt. Die Röhre L#, bleibt gelöscht.
Nach dem VerschWinden des ersten Im pulses wird die ursprüngliche Vorspannung der Elektrode e, der Röhre<U>L.</U> angelegt, und diese Röhre zündet. -Wie oben erläutert wor den ist, wird dadurch die Röhre L, gelöscht und dadurch das Relais Sr aberregt.
Der nächste Impuls bringt die Röhre L, zum Zünden und löscht die Röhre<U>L,</U> so dass das Relais Sr wieder erreo-t wird.
Jeder nachfolgende Impuls wird in der ,gleichen Weise empfangen.
Nach dem letzten Impuls bleibt die Röhre<U>L.</U> weiter im Brennzustand, bis das Relais Hr aberregt wird, -%voran± der Strom kreis in den Ruhezustand zurückkehrt.