Schaltungsanordnung für Anlagen mit mehreren fixen Sendestationen und mindestens einer einen Empfänger enthaltenden mobilen Station In Funkanlagen, in denen sich eine mobile Station innerhalb eines grösseren Gebietes, insbesondere längs einer längeren Bahn, bewegt, und mit einer fixen Sprech stelle dauernd Verbindung haben soll, ist es wegen der beschränkten Reichweite der zu diesem Zwecke verwen deten Meter- oder Dezimeterwellen notwendig, der fixen Sprechstelle mehr als eine fixe Sendestation zuzuordnen. Unter diesen Voraussetzungen sind unter den von der mobilen Station durchlaufenen Gebieten solche vorhan den, in welchen gleichzeitig mehr als eine Sendestation empfangen werden kann.
Um in diesem Falle Interferen zen zu vermeiden, stehen grundsätzlich zwei Möglich keiten offen. Entweder verwendet man nur eine einzige Frequenz für den Verkehr Fix-Mobil und sorgt dafür, dass die Sendestationen während der Gespräche nicht gleichzeitig senden, oder man lässt die Sendestationen auf verschiedenen Frequenzen arbeiten und wählt auf der Empfangsseite jeweils diejenige Frequenz, auf wel cher ein Empfang ohne Interferenzen möglich ist. Da im letztgenannten Falle die einzige Bedingung betreffend Frequenzwahl darin besteht, dass benachbarte Sende stationen mit verschiedenen Frequenzen arbeiten müssen, ist es nicht notwendig, eine der Zahl der Sendestationen entsprechende Zahl von Frequenzen vorzusehen.
Der abwechslungsweise Empfang verschiedener Frequenzen durch die mobile Empfangsstation kann dabei durch die Verwendung mehrerer, auf diese Frequenzen abge stimmter Empfänger erreicht werden, wobei jeweils die Qualität der empfangenen Signale verglichen und die op timalen Signale verwendet werden, oder es kann eine billigere Lösung mit einem einzigen Empfänger, dessen Empfangsfrequenz umschaltbar ist, gewählt werden. Sol che Anordnungen, in welchen der Empfänger jeweils automatisch auf eine andere Frequenz umgeschaltet wird, sobald er auf der Frequenz, auf welche er in je nem Zeitpunkt abgestimmt ist, kein Signal empfängt, sind bekannt.
Es ist dabei erwünscht, dass dieses Um schalten möglichst rasch nach dem Ausbleiben des Si- gnals stattfindet, damit ein bestehendes Gespräch wenig gestört wird. Es liegt in der Natur einer solchen Schal tung, dass während der Zeit, in welcher die Sende station nicht sendet, der Empfänger der mobilen Station dauernd auf eine andere Frequenz umgeschaltet wird, wobei diese Umschaltungen aufhören, sobald ein Signal empfangen wird. Der Zustand des dauernden Umschal tens tritt auch ein, sofern sich die mobile Station durch ein Gebiet bewegt, in welchem infolge einer Schatten- oder Interferenzwirkung kein Empfang möglich ist.
Da bei Meter- und Dezimeterwellen solche Gebiete meist sehr klein sind und daher rasch durchlaufen werden, sind solche Empfangslücken meist nur sehr kurz. Treten diese Empfangslücken in Gebieten auf, in welchen nur eine der Sendestationen empfangen werden kann, wäre es erwünscht, keine Umschaltung vorzunehmen, um beim erneuten Empfang des Signals das unterbrochene Gespräch sofort wieder fortführen zu können. Dies kann mit einer verzögerten Umschaltung erreicht werden, wel che auch den Vorteil bietet, die Zahl der Umschaltungen im Ruhestand und, sofern eine mechanische Umschalt einrichtung verwendet wird, den Verschleiss zu vermin dern.
Eine solche verzögerte Umschaltung hat aber daneben den Nachteil, in Fällen, in denen ein empfan genes Signal verschwindet, während auf einer andern Frequenz ein guter Empfang möglich wäre, in der Sprechverbindung eine unnötige Pause eintreten zu las sen.
Grundsätzlich wäre es zwar möglich, eine in beiden Fällen befriedigende Lösung zu finden, indem alle Um schaltungen mit der kleinstmöglichen Verzögerung vor genommen würden. Gemäss den vorherigen Ausführun gen ist aber leicht einzusehen, dass eine derartige Um schalteinrichtung, sofern dafür mindestens zum Teil me chanische Mittel verwendet werden sollen, aus Gründen der Abnützung nicht in Frage kommt.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass auf die Vorteile der schnellen Umschaltung nicht verzichtet werden muss, wenn dafür gesorgt wird, dass während des Fehlens irgend eines Eingangssignals die Dauer der schnellen Umschaltvorgänge zeitlich begrenzt wird. Sie betrifft eine Schaltungsanordnung für Anlagen mit mehreren, auf verschiedene Sendefrequenzen abge stimmten fixen Sendestationen und mindestens einer abwechslungsweise in den Bereichen der verschiedenen Sendestationen verkehrenden, einen auf die verschiede nen Sendefrequenzen umschaltbaren Empfänger enthal tenden mobilen Station.
Diese Schaltungsanordnung ent hält erste Schaltmittel, welche beim Verschwinden eines empfangenen Signals, auf dessen Frequenz der Empfän ger in jenem Zeitpunkt abgestimmt ist, den Empfänger auf eine andere Empfangsfrequenz umschalten.
Ausser- dem belassen diese ersten Schaltmittel, sofern auf der neuen Empfangsfrequenz ein Signal empfangen wird, die Abstimmung des Empfängers auf dieser neuen Fre quenz und schalten ihn beim Fehlen eines solchen Si gnals nach Ablauf einer bestimmten ersten Verzöge rungszeit wiederum auf eine andere Frequenz um.
Diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltmittel derart ausgebildet sind, dass sie beim Verschwinden eines empfangenen Signals die Um schaltung auf eine andere Empfangsfrequenz ohne Ver zögerung vornehmen, dass zweite Schaltmittel vorge sehen sind, welche die genannte erste Verzögerungszeit beeinflussen und auf einen von zwei Werten einstellen, wobei nach einer zweiten, vom Zeitpunkt an, an wel chem zuletzt ein Signal empfangen wurde,
gemessenen und durch die zweiten Schaltmittel bestimmten Verzö gerungszeit für die erste Verzögerungszeit ein grösserer Wert als vorher gewählt wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungs- beispiels beschrieben. Die Figur stellt das Schaltungs schema einer Umschalteinrichtung dar, welche in einem nicht dargestellten mobilen Empfänger zwei nicht dar gestellte Schwingkristalle abwechslungsweise einschaltet und damit diesen Empfänger abwechslungsweise auf zwei Frequenzen abstimmt. Das Anschalten der Kri stalle erfolgt durch zwei Magnetschalter, deren Betäti gungsspulen mit Ka und Kb bezeichnet und deren Kon takte ebenfalls nicht dargestellt sind.
Der in der Mitte der Figur befindliche Kontakt t ist ein Kontakt eines nicht dargestellten Relais des Empfängers. Dieser-Kon- takt bleibt geschlossen, solange ein Signal empfangen wird. Die Schaltung ist fast ausschliesslich symmetrisch aufgebaut. Sämtliche einander entsprechenden Schaltele mente unterscheiden sich durch den Index a oder b, sind aber im übrigen gleich bezeichnet. Die in der nachfol genden Beschreibung gelegentlich verwendeten Bezeich nungen ohne Index sind als Sammelbezeichnungen auf zufassen und gelten jeweils gemeinsam für zwei symme trische Elemente.
Die Pfeile führen an negatives Speise potential; eine nicht dargestellte Spannungsquelle liegt zwischen Masse und diesen Pfeilen.
Die Transistoren TRl a und TR2a einerseits und TRlb und TR2b anderseits bilden zusammen mit den Widerständen R3 und R5 und den Zenerdioden ZDl einen bistabilen Multivibrator. Dabei werden die beiden Transistoren TR3 vorderhand als nichtleitend angenom men und nicht näher betrachtet.
Diese Annahme trifft zu, solange ein Signal empfangen wird, was voraus- setzungsgemäss durch den geschlossenen Zustand des Kontaktes t angezeigt wird.
Während dieses Zustandes werden über die Dioden Dl und Wicklungen der Trans formatoren T je die beiden Verbindungspunkte zwischen dem Widerstand R6 und dem Kondensator C1 an Masse gelegt. Infolgedessen liegt an den je aus der Ze- nerdiode ZD2 und dem Widerstand R4 bestehenden Spannungsteilern beidseitig Massepotential, so dass die Basen der Transistoren TR3 ebenfalls an Massepotential gelegt sind, wodurch die eingangs vorausgesetzte Sper rung dieser Transistoren zustande kommt.
Man nimmt nun vorerst an, innerhalb des erwähnten Multivibrators sei der Transistor TR2a leitend. Bei die ser Annahme liegt Massepotential an der Basis des Transistors TR1 a, wodurch dieser gesperrt ist, da sein Emitter über die Spule Ka ebenfalls mit Masse verbun den ist. Die Spule Ka ist somit stromlos.
Der aus den Widerständen R5a und R3b und der Zenerdiode ZD1b bestehende Spannungsteiler liegt somit beidseitig am Massepotential, so dass die Basis des Transistors TR2b ebenfalls an Masse liegt, wodurch dieser Transistor eben falls gesperrt ist.
Sein Kollektor und damit auch die Basis des Transistors TR1b ist somit über den Wider stand R2b mit dem negativen Speisepotential verbun den, wodurch der Transistor TRlb leitend ist und die Spule Kb vom Strom durchflossen wird. Ueber den aus R5b, ZDla und R3a bestehenden Spannungsteiler er hält die Basis des Transistors TR2a gegenüber dem Emitter ein negatives Potential, wodurch der betreffende Transistor leitend ist, was eingangs vorausgesetzt wurde.
Solange der Empfänger ein Signal empfängt und des halb der Kontakt t geschlossen ist, bleiben die beiden Transistoren TR3 gesperrt, und der Multivibrator ver bleibt im Zustand, in dem er gerade sich befindet, d. h. im vorliegenden Falle in demjenigen Zustand, in wel chem die Spule Kb vom Strom durchflossen ist, Ka da gegen nicht. Während dieses Zustandes fliesst ein nun näher zu betrachtender Strom, dessen Weg vom Schalt zustand des Multivibrators abhängig ist.
Im vorliegenden Falle fliesst dieser Strom vom Kontakt t über die Diode Dlb, den Transformator Tb, den Widerstand R6b, Emitter und Kollektor des Transistors TR1b und den Widerstand Rlb zum negativen Speisepotential. Wäre der Multivibrator im andern Zustand, würde ein ent sprechender Strom durch den Transformator Ta flies- sen. Auf die Wirkungen dieser Ströme wird später ein gegangen.
Im geöffneten Zustand des Kontaktes t, d. h. wenn kein Signal empfangen wird, arbeitet der Multivibrator astabil, wie in der Folge beschrieben wird. Man geht da bei von der schon früher vorausgesetzten Ausgangslage aus, in welcher der Transistor TRlb leitend ist und die Spule Kb vom Strom durchflossen wird. Da nun der Kontakt t geöffnet ist, lädt sich der Kondensator Clb über den Widerstand R6b auf.
Sobald an diesem Kon densator eine die Zenerspannung der Zenerdiode ZD2b übersteigende Spannung erreicht ist, wird die Basis des Transistors TR3b gegenüber dem auf Massepotential lie genden Emitter negativ, so dass dieser Transistor leitend wird. Die Verbindung zwischen dem Widerstand R5b und der Zenerdiode ZD1a wird infolgedessen an Masse gelegt, so dass der Transistor TR2a gesperrt wird.
Dies bewirkt gemäss den früheren Ausführungen, dass der Transistor TRl a leitend wird, wodurch über den Wider stand R5a und die Zenerdiode ZDlb die Entsperrung des Transistors TR2b veranlasst wird. In der Folge wird der Transistor TRlb gesperrt. Damit hat der Multi vibrator seinen Zustand geändert, und anstelle der Spule Kb ist nun die Spule Ka vom Strom durchflossen.
Der Kondensator Clb wird über den gegenüber dem Wider stand R6b niederohmigen Widerstand R7b und die Diode D2b entladen, so dass die Basis des Transistors TR3b wiederum auf Massepotential liegt und dieser Transistor wiederum gesperrt wird.
Da nun der Emitter des Transistors TRl a auf dem negativen Speisepotential liegt, lädt sich der Kondensator Cl a über den Wider stand R6a auf, was entsprechend den für den Konden sator Clb beschriebenen Verhältnissen nach Ablauf einer bestimmten Zeit wiederum die Zustandsänderung des Multivibrators bewirkt.
Der Multivibrator wird somit in Zeitintervallen, die von der durch die Kondensatoren Cl und den Wider ständen R6 bestimmten Zeitkonstanten abhängen, um geschaltet, wobei die beiden Spulen Ka und Kb abwechs lungsweise vom Strom durchflossen und somit die Schwingkristalle des Empfängers abwechslungsweise umgeschaltet werden.
Sofern während dieser Umschalttätigkeit des Multi vibrators der Kontakt t infolge des Empfangs eines Si gnals wiederum schliesst, können sich die Kondensa toren C1 nicht mehr aufladen, die Transistoren TR3 bleiben gesperrt und der Multivibrator behält seinen im Zeitpunkt der Schliessung des Kontaktes t innegehabten Zustand bei.
Wenn nun der Kontakt t wegen Ausfalls des emp fangenen Signals wiederum öffnet, müsste ohne die Vor kehrung besonderer Massnahmen bis zur nächsten Um schaltung des Multivibrators die Zeit zur Ladung des Kondensators Cl abgewartet werden. In dem schon frü her vorausgesetzten Falle, in welchem die Spule Kb vom Strom durchflossen ist, fliesst, wie früher bereits kurz er wähnt, während des geschlossenen Zustandes des Kon taktes t ein Strom über die mit der Diode Dlb in Serie liegende Wicklung des Transformators Tb.
Beim Oeff- nen des Kontaktes t und des demzufolge eintretenden plötzlichen Unterbruchs des die Primärwicklung des Transformators durchfliessenden Stromes entsteht in seiner Sekundärwicklung eine Spannung.
Diese Span nung ruft nun ihrerseits einen Strom hervor, der vom Massepotential über Widerstand R3b, Emitter und Ba sis des Transistors TR3b, Sekundärwicklung des Trans formators Tb, Zenerdiode ZD2b und Kondensator Clb fliesst. Der Transistor TR3b wird dadurch unverzüglich leitend und die Umschaltung des Multivibrators erfolgt sofort.
Wäre bei der Öffnung des Kontaktes t die Spule Ka anstelle der Spule Kb leitend gewesen, so hätte der Transformator Ta dem Transistor TR3a einen Impuls zugeführt.
Die in der Schaltung verwendeten Zenerdioden sind zwar für das richtige Arbeiten der Schaltung nicht ent scheidend, aber sie ermöglichen einen einwandfreien Betrieb in einem sehr weiten Temperaturbereich.
Zusammenfassend geht aus den dargelegten Aus führungen hervor, dass bei geschlossenem Kontakt t der Schaltzustand des bistabilen Multivibrators unver ändert bleibt, dass dieser Schaltzustand im Falle der Oeffnung des Kontaktes sofort geändert wird und dass er bei weiter dauerndem offenem Zustand des Kon taktes t periodisch wechselt, bis der Kontakt wiederum geschlossen wird, wodurch die Festhaltung des im Augenblick des Schliessens des Kontaktes bestehenden Schaltzustandes bewirkt wird.
Durch den Kontakt t wird ausser den beschriebenen Stromkreisen noch das Relais S geschaltet, dessen Kon takte sa und sb die Kondensatoren C2a und C2b um schalten. Die Dioden Dla, Dlb und D3 in den vom Kontakt t wegführenden Leitungen dienen dazu, im ge öffneten Zustand des Kontaktes t unerwünschte Ströme zwischen den verschiedenen Stromkreisen zu verhin dern. Mit Hilfe des Transistors TR4 und des Kondensa- tors C3 wird das Relais S im Abfall verzögert.
Wenn der Kontakt t geschlossen wird, wird an den Widerstand R9 und den Kondensator C3 und zwischen Basis und Emitter des Transistors TR4 je eine Spannung angelegt, wodurch der Transistor leitend wird. Von Masse kann dann über seinen Kollektor und Emitter über die Spule S ein Strom fliessen, wodurch das Relais S sofort zum Anzug gebracht wird. Der Widerstand R8 dient dem Schutze des Kontaktes t und der Diode D3 vor einem zu grossen Ladestromstoss.
Beim Oeffnen des Kontaktes t behält der Kondensator C3 vorerst seine Ladung bei, wodurch zwischen Basis und Emitter des Transistors TR4 der Strom weiterfliesst und den Transistor im lei tenden Zustand hält, so dass das Relais S weiterhin erregt bleibt. Ueber den Basisstromkreis und den Wi derstand R9 entlädt sich nun der Kondensator, wodurch nach Ablauf einer bestimmten Zeit der Transistor wie derum gesperrt wird und damit das Relais S abfällt.
Das Relais S hat nun die Aufgabe, die Zeitkonstante der Stromkreise C1a, R6a bzw. C1b, R6b zu verändern, in dem es in seinem Ruhezustand mit dem Kontakt sa bzw. sb den Kondensator C2 zum Kondensator C1 parallel legt. Die Widerstände Rlo dienen lediglich dem Schutze der Kontakte sa bzw. sb durch die Begrenzung der beim Anschalten der Kondensatoren C2 entstehenden Spit zenströme.
Im geschlossenen Zustand des Kontaktes t ist somit Relais S angezogen, die Kondensatoren C2 sind entla den, und die Kondensatoren<B>Cl</B> haben keine Aufgabe zu erfüllen. Oeffnet nun der Kontakt t, bleibt das Re lais S vorderhand gezogen und damit die Kondensatoren C2 unwirksam. Das nach der durch die Oeffnung des Kontaktes bewirkten Zustandsänderung einsetzende pe riodische Umschalten spielt sich nun mit der durch die Widerstände R6 und die Kondensatoren Cl bestimmten Zeitkonstanten ab. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit fällt das Relais S ab und schaltet die Kondensatoren C2 den Kondensatoren Cl parallel, so dass die Zeitkonstan te vergrössert wird. Von diesem Zeitpunkt an wird des halb der Umschaltrhythmus verlangsamt.
Während des Empfangs eines Signals, d. h. während des geschlossenen Zustandes des Kontaktes t, wird dem nach die durch den in den Schaltspulen Ka und Kb fliessenden Strom gesteuerte Empfangsfrequenz des Empfängers unverändert gehalten; beim Wegbleiben der Trägerwelle wird dagegen unverzüglich auf die andere Empfangsfrequenz umgeschaltet. Sollte auf jener Fre quenz ein Empfang wiederum möglich sein, schliesst der Kontakt t und hält damit die Empfangsfrequenz fest. Sollte jedoch auf der andern Frequenz kein Empfang möglich sein, wird nach kurzer Zeit wieder auf die erste Frequenz zurückgeschaltet.
Sofern der Unterbruch des Empfangs der ersten Frequenz nur kurz war - was in vielen Fällen zutrifft - ist beim Zurückschalten auf die ursprüngliche Frequenz ein Empfang wiederum mög lich, und die Einstellung auf diese Frequenz wird wie derum beibehalten. In einem solchen Falle ist der durch die kurzzeitige Umschaltung bewirkte Unterbruch in Empfang kaum grösser als der ohnehin durch die Emp fangslücke entstandene.
Sollte jedoch auf keiner der beiden Empfangsfre quenzen ein Empfang möglich sein, wird die Empfangs frequenz des Empfängers in rascher Folge geändert, wo durch ein wiederum erscheinendes Signal vom Emp fänger praktisch unverzüglich empfangen werden kann und zwar unabhängig davon, welcher der beiden Fre quenzen es angehört. Dauert jedoch dieser Zustand des vollständigen Fehlens eines Empfangssignals an, wird der Umschaltrhythmus nach Ablauf einer bestimmten Zeit verlangsamt. Auf diese Weise können bei länger dauernden Empfangslücken die Umschaltkontakte ge schont werden.
Der Umstand, dass es während des Be- triebes mit der langsamen Umschaltung beim Auftreten eines Empfangssignales bis zum Empfang dieses Signals im allgemeinen länger dauert als bei schneller Umschal tung, kann ohne weiteres hingenommen werden, da dies nur nach längeren Unterbrüchen auftritt, wenn ohnehin der gegenseitige Kontakt der Gesprächspartner gelitten hat.
Die langsame Umschaltung ist auch immer dann im Betrieb, wenn die fixen Sendestationen überhaupt nicht senden, so dass der Empfänger immer bereit ist, auf ein Signal mit irgendeiner der beiden Frequenzen anzuspre chen. Die einzige in dieser Beziehung wichtige Bedin gung für den Betrieb der Sendestationen liegt dabei darin, dass jeweils beim Beginn der Sendetätigkeit mit derAus- sendung der Modulation so lange zuzuwarten ist, dass vorerst die unmodulierte Trägerwelle für eine Zeit, die länger ist als die Zeit zwischen zwei Umschaltungen der mobilen Station, ausgesendet wird.
Als für die Praxis geeignete Schaltzeiten haben sich erwiesen: Zeit zwischen zwei Umschaltungen beim schnellen Umschaltrhythmus 40 ms, beim langsamen Um schaltrhythmus 2 s, und Zeit zwischen dem Ausbleiben der Träger beider Frequenzen und der Umschaltung vom schnellen auf den langsamen Umschaltrhythmus 1 s.