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Verfahren und Anordnung zur Telephonie und Telegraphie mit elektrischen Wellen längs Drähten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Telegraphie und Telephonie mit elektrischen Wellen längs Drähten (Drahtwellen), wobei diese Drähte einer Schwachstrom-, Stark- strom-oder Hochspannungsleitung angehören können.
Bisher wurde ein solcher Wellenverkehr in der Weise durehgeführt, dass man den Sender durch eine Antenne, die parallel zu dem Drahtbündel angespannt wurde, mit diesem koppelte, und anderseits ein Gegengewicht durch Erdung oder sonstige Mittel schuf. Die Antenne wurde also über eine Kopplungspule, mit der der Sender verbunden war, an Erde gelegt bzw. mit dem Gegengewicht verbunden.
Erfindungsgemäss werden die Kopplungsorgane für die Sende-und Empfangsapparatur zwischen zwei oder mehreren Leitungen angeordnet und mit diesen so fest gekoppelt, dass Änderungen in der Abstimmung bzw. des inneren Widerstandes für eine Apparatur an einer Station auch Änderungen der Abstimmung bzw. des Arbeitswiderstandes für die andere Apparatur einer andern Station zur Folge haben.
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Aus diesen Erscheinungen ist zu schliessen, dass der Sender bei der beschriebenen-Anordnung mit fester Kopplung der Antenne mit den Leitungen und des Senders am fernen Ort mit denselben Leitungenin seiner Abstimmung nicht mehr von seinen eigenen Abstimmelementen abhängt.
Hat man beispielsweise eine Zweikreisschaltung, bei der also im Gitterkreis und im Anodenkreis eines Entladungsgefässes ein abstimmbarer Schwingungskreis angeordnet ist, so kann man durch Abstimmung des Gitterkreises auf die gewünschte Welle und Nachstimmung des Schwingungskreises im Anodenkreis gewöhnlich eine Sendewelle jeder Frequenz erzeugen, die durch den Gitterkreis festgelegt ist. Tut man dies nun und schaltet den gut abgestimmten Sender in der beschriebenen Weise an die Netzleitung, so merkt man plötzlich, dass nicht mehr die höchste Leistung erzeugt wird und eine Naehstimmung erforderlich wird.
Es gehen also gleichsam über die feste Kopplung auch die frequenzbestimmenden Werte der Leitung und der Kopplungsanordnung am fernen Ort in die Abstimmung dieses Senders ein. Dieser Schluss wird dadurch weiterhin bestätigt, dass selbst die Einschaltung des Senders am fernen Ort bewirkt, dass der Ausschlag des Amperemeters des ersten Senders,-nachdem dieser durch Nachstimmung auf den höchsten Ausschlag gebracht wurde, wiederum zurückgeht und demnach wiederum eine Art Verstimmung eingetreten ist.
Diese Erklärung der beobachteten Erscheinungen stimmt ohne weiteres mit der bisherigen Theorie überein. Man weiss von einem gewöhnlichen Sender, dass seine Abstimmung sich ändert, wenn die mit ihm fest gekoppelte Antenne geändert wird, man kennt die Erscheinung der Kopplungswelle schon lange bei zwei gekoppelten Kreisen, welche zur Folge hat, dass bei geringer Verstimmung zweier Kreise keine reinen Schwingungen mehr auftreten und man hat schon lange beobachtet, dass man beim Koppeln eines im Laboratorium scharf abgestimmten Senders mit der ebenfalls getrennt für sich scharf abgestimmten Antenne trotzdem eine Nachstimmung beider Teile erforderlich ist, um die gewünschte Welle nunmehr aussenden zu können, da nämlich durch die Kopplung die Abstimmverhältnisse geändert werden.
Diese an sich bekannten Erscheinungen werden bei der Durchführung der Erfindung benutzt.
Hat man zwei Sender an verschiedenen Orten in der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Weise mit den Leitungen gekoppelt und derart auch miteinander gekoppelt, hat man sie ferner aufeinander scharf abgestimmt, so dass jeder Sender dieselbe Welle aussendet, so kann man nun den Schwingungszustand des einen Senders, d. h. seine Amplitude dadurch ändern, dass man den Schwingungszustand des andern Senders seinerseits ändert.
Wegen dieser festen Kopplung sind aber auch die inneren Widerstände der gekoppelten Sender für die übertragene Leistung massgebend. Erzeugt der eine Sender Schwingungen und ist der andere Sender abgeschaltet in der Weise, dass sein Heizstrom unterbrochen wird, so ist mit der Leitung und somit mit dem ersten Sender ein grosser Widerstand gekoppelt und seine Leistung ist gering. Brennen aber die Senderöhren am Empfangsort und ist somit ein geringer Widerstand mit dem sendenden Sender gekoppelt, so ist seine Leistung gross und sowohl sein Amperemeter als auch dasjenige am Empfangsort wird einen grossen Ausschlag zeigen. Wird die Leistung des Senders geändert, beispielsweise durch Besprechen, so werden gleichfalls beide Amperemeter in diesem Rhythmus sich ändernde Ausschläge erkennen lassen.
Hieraus ergibt sich, dass auch der eine Sender die Sendeleistung des andern Senders steuern kann.
Ist der innere Widerstand des ersten Senders gering und erzeugt er infolgedessen eine grosse Leistung, so wird auch der Sender am Empfangsort, falls er schwingt, einen geringen äusseren Arbeitswiderstand finden und mit grosser Amplitude schwingen, gleichsam, als ob er selbst besprochen würde im gleichen Rhythmus und umgekehrt. Dies bedeutet aber nichts anderes, als dass der die Zeichen aussendende Sender den Sender am Empfangsort rhythmisch beeinflusst und es ist die Grundlage für eine Zeichenübermittlung gegeben.
Man braucht also bei der Erfindung entweder den Sender am Empfangsort derart einzuschalten, dass seine Kathode wohl glüht, aber er selbst nicht schwingt oder man kann ihn sogar zum Schwingen bringen. In beiden Fällen wird auch das Amperemeter am Empfangsort im Rhythmus des sendenden Senders gesteuert werden. Ebenso wird aber auch der Stromfluss über die Anodenstrecke des Senders am Empfangsort vermöge seiner festen Kopplung beeinflusst und im gleichen Rhythmus schwanken und infolgedessen auch sein Strom im Gitterkreis. Man kann nun mit dem Gitterkreis des Senders am Empfangsort eine gewöhnliche Empfangseinrichtung koppeln, die'Verstärker und Detektor oder nur letzteren allein enthalten kann und kann derart auch schnelle Schwingungen, denen das Amperemeter nicht mehr zu folgen vermöchte, kenntlich und insbesondere hörbar machen.
Es ist aber klar, dass jeder der beiden Sender in dieser beschriebenen Weise als eigentlicher Sender oder nur als Empfänger wirken kann und dass diese Funktionen schliesslich auch gleichzeitig ausgeübt werden können. Bei Telephonieübertragung würde man im letzteren Falle im Telephon also sowohl seine eigene Sprache als auch diejenige, die vom fernen Ort übermittelt wird, hören, also ein Gegensprechen ohne Umschaltung ohne weiteres durchführbar sein. Dass man das eigene Gespräch hört, schadet nicht weiter, hört man doch bei jedem gewöhnlichen Postapparat gleichfalls sowohl seine eigene Sprache als auch die ankommende Sprache im Telephon.
Für die Schaltungen sind Glühkathodensender von besonderem Vorteil, welche eine Zwei-oder l\1ehrkreisschaltung aufweisen. Diese haben nämlich die Eigenschaft grösster Periodizität, dass nämlich
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bei abgestimmtem Gitterkreis und. geringfügig verstimmtem Anodenkreis die Schwingungsamplitude sogleich erheblich absinkt, vielleicht infolge einer Art Störung der Resonanz, während die sogenannten periodischen Glühkathodensender, bei denen ein einziger Schwingungskreis sowohl mit Gitter-als auch mit Anodenkreis gekoppelt ist (schaltungstechnische Rückkopplung), die Eigenschaft haben, dass bei Änderung der Abstimmung dieses rückgekoppelten Schwingungskreises ohne weiteres eine andere Welle erzeugt wird mit höchster Amplitude und schon erhebliche Abstimmungsänderungen nötig sind, um ein Absinken der Amplitude herbeizuführen,
letzteres aus dem Grunde, weil der periodische Rückkopplungssender nur bei einem bestimmten Rückkopplungsgrad seine höchste Leistung hergibt und dieser Rückkopplung- grad sich mit der Schwingungszahl ändert, diese letzte Änderung jedoch sehr weite Grenzen aufweist, d. h. also, ein verhältnismässig grosser Schwingungsbereich mit ein-und demselben Rückkopplungsgrad mit praktisch gleichbleibender Amplitude durchschritten werden kann.
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Auf den ersten Blick unterscheidet sich derart die Erfindung von einer bekannten Einrichtung, bei der ein Leitungspaar zur Übertragung der Wellen von einem Ende der Leitung zum andern Ende der Leitung dient und an jedem Ende Niederfrequenzleitungen angeschlossen sind in der Weise, dass eine Gabelung der Leitung vorgenommen wird und in dem einen Zweig nur der Sender und im andern Zwe : g llur der Empfänger, u. zw. beide an jedem Ende der Leitung, angeordnet sind. und des weiteren die bekannten Einrichtungen getroffen werden müssen, um eine Beeinflussung des Senders durch den Empfänger zu vermeiden.
Dort ist die hier beschriebene und den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Kopplungsart des Senders mit beiden Leitungen weder erwähnt noch verwirklicht, und ebenso sind dort nicht die hier beschriebenen Erscheinungen die er neuen Schaltung beobachtet und praktisch genutzt.
Die Erfindung ermöglicht nicht nur, sondern zwingt gerade dazu, zwischen zwei Stationen Wellen zur Zeichenübermittlung zu verwenden, die untereinander gleiche Frequenz haben, so dass ein Einwellenverkehr durchgeführt wird. Ein paar Stationen werden also eine Welle zum Verkehr miteinander in beiden Richtungen benötigen und nicht, wie bisher, zwei voneinander versehiedene Wellen, so dass eine der bisher notwendigen zwei Wellen frei wird zur Herstellung des Verkehrs zwischen zwei andern Stationen, ohne dass der Wellenbereich des normalen Sendertyps deshalb vergrössert werden müsste. Die derart freigewordene Welle kann nun für ein anderes Stationspaar benutzt werden, welches an dieselbe Doppelleitung angeschlossen ist.
Werden diese beiden Wellen für zwei verschiedene Stationspaare nun so gewählt. dass die eine Welle ausserhalb des Resonanzbereichs der andern Welle bzw. der zur Erzeugung und Aufnahme derselben erforderlichen Schwingungskreise liegt und umgekehrt, so werden sich die : e Wellen auch nicht stören können.
Bezüglich der Schaltung der Fig. 1 sei noch bemerkt, dass man bei symmetrischer Ausbildung der Spulen 7, 8, 9, 10 auch den Verbindungspunkt der Spulen 7, 8 bzw. 9, 10 erden kann als Symmetriepunkt des Systems. Man kann ferner mit je einer der beiden Spulen, beispielsweise 8, 10 je einen Empfänger koppeln und nicht die Empfangsleistung rückwärts dem Sender entnehmen. Auch dann wird der Vorteil erreicht, dass jeder Empfänger verhältnismässig geringer Verstärkung bedarf, weil durch die blosse Tatsache des Einsehaltens der Senderlampe bereits eine grosse Leistung durch die betreffende Spule 8 bzw. 10 fliesst, die nunmehr nur kenntlich gemacht bzw. verstärkt zu werden braucht.
Auch hier muss dafür gesorgt
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Kopplung nicht zu lose sein, damit der Empfang nicht beeinträchtigt wird und beispielsweise zu viele Empfängerlampen benötigt werden.
In Fig. 2 ist eine Schaltung gezeigt, bei der eine Glühkathodenröhre 24 mit Schwingungskreis im Gitterkreis und Kopplungsspule 23 mit den Kopplungsorganen 20, 21 gekoppelt ist, während ein Detektor 25 gleichfalls symmetrisch mit den Kopplungsorganen 20, 21 verbunden ist. Er speist unmittelbar den Telephonkreis 26 (Detektorempfang). Aus dem eingangs Gesagten geht hervor, dass auch bei nicht brennender Sendelampe 24 der Empfang möglich ist, falls der Detektor 25 hinreichend empfindlich ist.
In der Schaltung der Fig. 3 ist schliesslich der Fall gezeigt, bei dem die Empfangsenergie rückwärts dem Sender entnommen wird. Zu diesem Zweck ist der Detektor 25 mit dem Gitterkreis 22 der Sende-
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