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Schalttmgsanordmmg für elektrostatische Telephone.
Für kapazitive Telephone ist es zur Erzielung grosser Schallstärken wesentlich, mit der in Schall umzusetzenden Wechselstromintensität an den Telephonbelegen möglichst grosse Spannungsänderungen zu erzielen. Es ist bekannt, das Telephon zu diesem Zwecke über einen Transformator zu koppeln, der die Wechselströme auf höhere Spannungen transformiert. Für die Höhe der Transformation sind aber ziemlich enge Grenzen ge setzt. Z.
B. ist schon bei verhältnismässig kleiner Übersetzung die Selbstinduktion der Sekundärspule sehr gross und verursacht in Verbindung mit den unvermeidlichen Kapazitäten in der Wicklung, deren Anschlussleitungen und dem Telephon sehr leicht Resonanzlagen im Gebiete der akustischen Frequenzen, die bei der Wiedergabe von sprachlichen oder musikalischen Wechselströmen stören. Ferner ist die Transformation mit Rücksicht auf den Stromverbrauch des Telephons nur nach Massnahme der primären Wechselstromenergie möglich, wobei die in der Apparatur vorhandenen Ver-
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Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung für elektrostatische Telephone bei Verwendung einer oder mehrerer Verstärkerröhren (Elektronenröhren) derart, dass der Anodenstromkreis konduktiv und induktiv mittels Transformatoren zur Verstärkung von Wechselspannungen oder bloss konduktiv mittels Widerständen, die in Reihe zur Entladungsstrecke der Verstärkerröhre liegen zur Verstärkung von Gleichspannungen mit dem Te] ephonstromkreis gekuppelt ist, um ein und dieselbe Stromquelle sowohl als Anodenbatterie der Verstärkerröhre, als auch zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen den elektrostatisch aufgeladenen Teilen des Telephons benützen zu können.
Die Entladungsröhren können Röhren sein mit geheizter Kathode (sogenannte Kathodenröhren) oder mit ungeheizter Kathode (Glimmlichtröhren, Kathodenstrahlröhren, Röhren mit Alkalimetällkathode). Sie sind in an sich bekannter Weise mit einer Steuerelektrode ausgerüstet, an welcher die zu transformierenden Wechselspannungen wirksam gemacht werden und Änderungen des Entladungsstromes bewirken. In den Stromkreis der Entladungröfre ist dabei erfindungsgemäss ein Widerstand eingeschaltet, so dass durch die Stromänderungen an dem Widerstande bzw. der Entladungsstrecke Wechselspannungen auftreten, die grösser sind als die primären und im Telephon wirksam gemacht werden.
Unter günstig gewählten Verhältnissen ist es möglich, auf diese Weise mit einer Röhre beispielsweise hundertfache Spannungstransformatoren zu erreichen. Zur weiteren Erhöhung der Transformation kann der Vo : gang in mehreren aufeinanderfolgenden Entladungsröhren wiederholt werden.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele gegeben. R ist eine Entladungsröhre mit beispielsweise geheizter Kathode k, einer Anode a und einer Steuerelektrode g. Den Strom für die Entladungröhre liefert die Spannungsquelle. E. Te ist ein kapazitives Telephon, gemäss den Fig. 1 und 2 mit einseitig durch die Platte p auf die Membran m einwirkenden statischen Kräften, gemäss den Fig. 3 bis 6 mit doppelseitiger Kräftewirkung zwischen pi-m und p-m.
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Die Widerstände--ut Erzeugung der im Telephon wirksamen sekundären Wechselspannungen im Entladungskreise (als Folge der an der Steuerelektrode wirksamen primären Wechselspannungen) sind in den Beispielen der Fig. 1, 3 und 5 die Primärwicklungen der Transformatoren tr bzw. tri und tr2 in den Beispielen der Fig. 2, 4 und 6 die Ohmschen Widerstände w7c. Diese Schaltungsglieder dienen gleichzeitig zur Übertragung der an ihnen auftretenden Wechselspannungen auf den Telephonkreis. Durch die Transformatoren erfolgt dabei eine weitere Erhöhung der Wechselspannungen, wobei jedoch ihre Nachteile : Neigung zu schädlichen Resonanzlagen, Verzerrung der Stromcharakteristik u. a., nicht zu vermeiden sind.
Bei Anwendung der Ohmschen Widerstände wk fallen diese Nachteile fort. Die erzielten
Wechselspannungen können dabei etwas geringer sein wie bei Anwendung von Transformatoren. Jedoch ist dieser Unterschied nicht erheblich, da die erzeugten Wechselspannungen am grössten sind, wenn der Reihen widerstand gleich dem mittleren Widerstand der Entladungsstreeke ist und dieses Verhältnis sieh mittels Ohmscher Widerstände leicht, mittel, Tlamformatoren jedoch kaum herstellen lässt, wenn der Widerstand der Entladungsstrecke - wie in der Regel - sehr gross ist.
Die Schaltungen nach den Fig. 1 und 2 betreffen Telephone, bei welchen die statischen Kräfte nur auf einer Seite der Membran m zur Wirkung gebracht werden, u. zw. durch die Platte p. Unter der Einwirkung dieser Kräfte wird m nach p durchgebogen und in ihr dabei eine elastische, den statischen Kräften entgegenwirkende Kraft erzeugt, die den schwingungsfähigen Zustand der Membran herstellt.
Durch Überlagerung der Wechselspannungen an tr bzw. wk über die konstante Vorspannung E werden die statischen Kräfte zwischen p und m im Rhythmus der Wechselspannungen geändert und dementsprechend die Membran in Schwingungen versetzt.
Bei den Schaltungen nach den Fig. 3 und 4 ist ein Telephon mit doppelseitiger Kondensatorwirkung zwischen ? n-pi und m-P2 angewendet. Die Wechselspannungen werden nur an einer Seite zur Wirkung gebracht, beispielsweise zwischen m-p1. An der andern Seite liegt nur die konstante Vorspannung E.
Gemäss Fig. 3 ist die Vorspannung an beiden Seiten gleich E. Die Transformatorspannungen tr werden einer der Seiten überlagert.
Gemäss Fig. 4 liegt eine besondere Vorspannung B nur an einer Seite, beispielsweise m-pian der andern Seite -p : J ist die mittlere Spannung an wk als Vorspannung wirksam, welcher die Wechselspannungen überlagert sind.. Um die an sieh verschiedenen Vorspannungen einander anpassen zu können, ist beispielsweise ein Potentiometer wp vorgesehen.
Nach den Fig. 5 und 6 ist ebenfalls ein doppelseitiges Telephon vorgesehen. Die Wechsel-
Spannungen sind hier jedoch an beiden Seiten, u. zw. in solchem Sinne wirksam, dass ihre Wirkungen sich addieren. Die Wechselspannungsübertrager müssen infolgedessen in solchem Sinne geschaltet sein, dass gleichzeitig auf beiden Seiten entgegengesetzte Ladungsänderungen bewirkt werden.
Bei der Schaltung nach Fig. 5 werden dazu zwei getrennte Transformatoren oder ein Doppel- trandormator tr1 und tr2 benutzt, deren Spulen entsprechend geschaltet sind.
Gemäss Fig. 6 wird die Vorspannung B beispielsweise zwischen pi und P2 gelegt und zwischen m und einer Aussenplatte, beispielsweise P2, der Kopplungswiderstand eingeschaltet. Zwischen map
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Da die Wechselspannungen an wk und an der Strecke a- & gegeneinander eine Phasenverschiebung von 1800 besitzen, erfolgen die Ladungsänderungen an den beiden Kondensatoren umgekehrt.
Die Spannungstransformation kann auch für andere Zwecke Anwendung finden. Insbesondere eignen sich die Schaltungen nach den Fig. 2,4 und 6 mit Widerstandskopplung wesentlich besser als
Transformatoren zur Transformierung von Spannungen, wenn dabei hohe Kopplungswiderstände erforderlich sind oder Änderungen der Spannungscharakteristiken vermieden werden sollen. Bei Transformatoren würde dann die primäre Windungszahl bereits so hoch ausfallen müssen, dass sich ein genügend hohes Übersetzungsverhältnis zwischen Primär-und Sekundärspule kaum noch ausführen lässt. Auch Gleichspannungsänderungen lassen sich auf diese Weise transformieren.