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Schaltungsanordnung zur Signaiübcrmittlung in Fernspreehanlagen.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Signalgabe, in welchen zur Signalisierung Wechselströme verwendet werden. Über die Signalstromkreise werden auch Ströme für andere als Signalzwecke geleitet, wobei diese Ströme Komponenten der Signalfrequenz enthalten können.
Die Erfindung ist entsprechend anwendbar für Fernsprechanlagen, in welchen über die zum Sprechen benutzten Leitungen auch Signalströme ausgesandt werden, u. zw. besonders Wechselströme, deren Frequenz im Bereich der Sprachfrequenzen liegt. In solchen Anlagen müssen Vorkehrungen getroffen werden, welche die Beeinflussung der Signalempfangsapparate durch die Sprechströme verhindern. Für diesen Zweck sind schon verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, die im allgemeinen dahin gehen, Sperrkreise und andere Sperreinrichtungen vorzusehen, welche beim Eintreffen von Sprechströmen den Signalempfangsapparat sperren und so die Auslösung ungewollter Signale verhindern.
Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, die Verhinderung der Beeinflussung des Signalempfängers durch andere als reine Signalströme auf andere Weise zu bewirken, und erreicht dies dadurch, dass im Eingangskreis des Signalempfängers selbsttätig wirkende Strombegrenzungseinrichtungen vorgesehen sind, welche nachgeordnete Resonanzkreise derart steuern, dass diese die die Auslösung der Signale bewirkenden Teile des Signalempfängers nur bei ankommenden Strömen von reiner Signalfrequenz beeinflussen.
Die Erfindung ist nachstehend kurz allgemein beschrieben.
Bei der Erfindung ist von der Erwägung ausgegangen, dass bei geeigneter Wahl der zur Signalisierung verwendeten Frequenzen die z. B. in der Sprache vorkommenden Komponenten der Signalfrequenz nicht stark und häufig genug auftreten, um den Signalempfänger zum Ansprechen zu bringen. Hauptsächlich wird es sich also darum handeln, Einrichtungen dafür zu treffen, dass die Stärke aller am Signalempfänger ankommenden Ströme einen bestimmten Wert nicht übersteigt. Dadurch wird verhindert, dass Ströme übernormaler Stärke, insbesondere von den der Signalfrequenz benachbarten Frequenzen, zur vollen Auswirkung kommen, welchen Zweck die das Hauptmerkmal der Erfindung darstellenden Strombegrenzungseinrichtungen im Eingangskreis des Signalempfängers dienen.
Diese Begrenzungseinrichtungen sind nun in verschiedener Ausführung möglich und sind nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele hiefür beschrieben und dargestellt.
Eine Ausführungsform zeigt eine Brückenanordnung von Gleichrichtern mit einer Polarisationszelle in der Brücke und parallel dazu geschaltet einen Spannungsresonanzkreis, der auf die Signalfrequenz abgestimmt ist. Als Polarisationszelle kann man eine gewöhnliche Akkumulatorenzelle verwenden. Die Gleichrichter sind so geschaltet, d. h. angeordnet, dass normalerweise über die Brüekenanordnung kein Strom fliessen kann, d. h. solange die an dem Eingangstransformator auftretende Spannung die Zellenspannung nicht übersteigt, was der Fall sein wird bei Strömen normaler Stärke von Signalfrequenz. Infolgedessen wird ein reiner Signalstrom sieh nur an dem Resonanzkreis auswirken und den Signalempfänger zum Ansprechen bringen.
Wenn dagegen Ströme anderer als Signalfrequenz am Signalempfänger eintreffen, steigt der Scheinwiderstand des Spannungsresonanzkreises in bezug auf die andern Teile des Stromkreises, und die Brücke bildet einen Nebenschluss geringen Widerstandes, weil die Spannung an ihr zufolge der Veränderung, d. h. der Erhöhung des Seheinwiderstandes des Resonanzkreises grösser ist, als dann, wenn, wie oben gesagt, Strom reiner Signalfrequenz auftritt. Die am Verbindungspunkt des Resonanzkreises mit dem nachfolgenden Gleichrichter resultierende Spannung reicht alsdann nicht hin,
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die Gleichrichterröhre zur Erregung und damit das die Signalauslösung bewirkende, im Anodenstromkreis liegende Relais zu betätigen.
Eine andere Ausführungsform zeigt zwei Glühkathodenröhren und einen Stromresonanzkreis, der in Reihe mit den beiden Röhren liegt. Das andere Ende des Resonanzkreises einerseits sowie die beiden Röhren anderseits liegen an den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators. Die Röhren sind Zweielektrodenröhren, arbeiten nahe am Sättigungspunkt und begrenzen dadurch den Stromfluss in dem Stromkreis auf einen bestimmten normalen Wert. Wenn der ankommende Strom keine reine Signalfrequenz ist, angenommen z. B. Sprachfrequenzen, so besitzt der Resonanzkreis diesen gegenüber bekanntlich nicht den maximalen Scheinwiderstand. Er bildet für diese einen Kurzschluss, und der dem Resonanzkreis nachgeordnete Gleichrichter kommt nicht zum Ansprechen.
Ferner können auch zwei oder mehrere Frequenzen zur Signalisierung gebraucht werden, und es ist sodann eine gemeinschaftliche Begrenzungseinriehtung in Verbindung mit je einem Resonanzkreis für jede Frequenz oder ein aus mehreren Frequenzen, d. h. aus einer Frequenzkombination, bestehendes Signal angeordnet, was nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt einen Transformator T, dessen Primärwicklung mit der Leitung, über welche die Signale ankommen, direkt verbunden ist. Jedoch kann auch ein Stromkreis, der eine Verstärkerröhre enthält, zwischen Leitung und Transformator geschaltet werden. Ein Ende der Sekundärwicklung dieses Transformators T ist über die Widerstände R 1 und R 2 mit dem auf die Signalfrequenz abgestimmten Spannungsresonanzkreis verbunden, der die Induktivität L und den Kondensator a enthält, beide sind in Reihe geschaltet. Der Kondensator a ist mit dem andern Ende der Sekundärwicklung des Transformators T verbunden.
Der Verbindungspunkt S zwischen Induktivität L und Kondensator a ist mit dem Gitter der Gleichrichterröhre V verbunden, in deren Anodenkreis ein Relais R liegt, zu dem ein kleiner Kondensator a1 parallel geschaltet ist. GB stellt die Gitterbatterie und HT die Anodenbatterie dar. Die Gleichrichterröhre kann gegebenenfalls noch auf eine Verstärkerröhre arbeiten, in welchem Falle dann das Relais R im Anodenkreis der Verstärkerröhre angeordnet ist.
Parallel zur Sekundärwicklung des Transformators T, u. zw. an den Punkten P und Q im Eingangskreis des Signalempfängers, ist eine Brüekenanordnung von Gleichrichtern, u. zw. von Kupferoxydgleiehrichtern, angeschlossen. In jedem der vier Brückenzweig liegt ein solcher Gleichrichter. In der Brücke selbst liegt eine Akkumulatorenzelle. Die Gleichrichter in den Brückenzweigen sind so geschaltet, dass kein Stromfluss vom Akkumulator aus über die Brüekenzweige und die Sekundärwicklung des Transformators stattfindet und dass deshalb auch kein Nebenschluss für den Resonanzkreis gebildet wird, sobald vom Transformator T her eine Wechselspannung an den Punkten P und Q auftritt, die geringer ist als die des Akkumulators B.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im wesentlichen folgende : Relais R spricht an, wenn an dem Verbindungspunkt S des Resonanzkreises eine genügend starke Spannung einer Signalfrequenz auftritt, und dies ist der Fall, wenn reiner Signalstrom am Transformator T auftritt, alsdann herrscht an dem Resonanzkreis L, a Resonanz. Der Stromfluss wird in erster Linie bestimmt durch die Widerstandswerte von R 1, R 2 und L und den Spannungsuntersehied an den Enden der Sekundärwicklung des Transformators T.
Im Resonanzfalle wird die Spannung am Kondensator a eine verhältnismässig hohe und der Stromfluss ausreichend sein, das Relais R zum Ansprechen zu bringen. Übersteigt die vom Transformator T herkommende, an den Punkten P und Q auftretende Spannung nicht die Spannung des Akkumulators B, so bildet dieser auch keinen Nebenschluss für den Resonanzkreis, was dann der Fall sein wird, wenn, wie oben gesagt, reiner Signalstrom in normaler Stärke auftritt. Übersteigt der Stromfluss die normale Stärke, so bildet die Brücke einen ausgleichende Nebenschluss für die den normalen Wert übersteigende Spannung am Resonanzkreis. Die Grenze wird durch die Gegenspannung der Zelle bestimmt.
Besitzt der eintreffende Strom eine andere als Signalfrequenz oder ist er ein Frequenzgemisch, z. B. Sprachfrequenzen, so tritt an dem Resonanzkreis keine Resonanz auf, und der Scheinwiderstand des Kreises steigt an. In diesem Falle wirkt die Brücke als Nebenschluss. Die Spannung am Resonanzkreis ist gering, und nur ein Bruchteil der von der Sekundärwicklung des Transformators gelieferten Spannung fliesst über den Kondensator G, so dass die am Verbindungspunkt S auftretende Spannung nicht ausreicht, das Relais R zu betätigen.
Die Brückenanordnung dient also, allgemein gesprochen, zur Begrenzung der im Eingangskreis des Signalempfängers auftretenden Spannung und in Abhängigkeit von dieser des Stromes der ankommenden Schwingungen.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem im Eingangskreis des Empfängers eine Begrenzungseinrichtung gebraucht wird, in der ein Stromresonanzkreis C, L Anwendung findet, sowie zwei Glühkathodenröhren, u. zw. zwei Zweielektrodenröhren D j ! und D 2, für jede Halbwelle eine, die nahe am
Sättigungspunkt arbeiten. Die Kondensatoren a 3 und C 4 dienen zur Blockierung des Anodengleichstromes. Die Adern 1 und 2 sind mit einem Transformator verbunden, ähnlich, wie in Fig. 1 gezeigt.
Der Resonanzkreis ist, wie gesagt, ein Stromresonanzkreis, Kondensator C und Selbstinduktion L liegen parallel u. nd beide zusammen sind in Reihe mit den beiden Gleichrichterröhren D und D
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geschattet. Die Röhren sind so angeordnet, dass die eine die eine Halbwelle und die andere die zweite Halbwelle einer Wechselschwingung hindurchlässt. Parallel zum Resonanzkreis liegt die Röhre V, deren Gitter eine entsprechende Vorspannung aus der Batterie GB erhält, so dass sie als Gleichrichter arbeitet.
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sehr hohen Scheinwiderstand. Die am Gitter der Gleichrichterröhre V wirkende Spannung ist wegen des hohen Scheinwiderstandes des Resonanzkreises auch verhältnismässig hoch und bewirkt das Ansprechen des Relais R.
Wenn Strom anderer Frequenz oder Frequenzgemisehe auftreten, so besitzt der Resonanzkreis geringen Widerstand, infolgedessen ist die dem Gitter der Gleiehriehterröhre V zugeführte Energie nicht ausreichend, letztere zum Ansprechen zu bringen.
Übersteigt die Stärke des ankommenden Stromes den normalen Wert, so verhindern die Röhren D 1 und D 2 ein Ansteigen des Stromes, da ihr Arbeitspunkt bereits an der Sättigungsgrenze liegt. Die vom Resonanzkreis dem Gitter der Röhre zugeführte Energie bleibt daher niedrig und letztere und damit auch Relais R spricht nicht an.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das angewendet wird, wenn mehrere verschiedene Frequenzen zur Signalisierung gebraucht werden, wobei für die einzelnen Frequenzen je ein Spannungsresonanzkreis nach Fig. 1 Verwendung findet.
Mit VLD ist die Brückenanordnung mit den Widerständen R 1 und R 2 nach Fig. 1 angedeutet.
Es sind vier Resonanzkreise für je eine Frequenz parallel geschaltet, angenommen mit den Induktivitäten L L2, L 2, L 3, L 4 und den zugehörigen Kondensatoren. Von den Verbindungspunkten S der letzteren mit den Induktivitäten führen einzeln die Anzapfungen 4, 5, 6,7 zu den Gittern von vier Gleich- richterröhren, in ähnlicher Weise, wie in Fig. 1 gezeigt. GB ist die für alle vier Röhren gemeinschaftliche Gitterbatterie, bei 3 werden die Heizkreise angeschlossen.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist grundsätzlich die gleiche wie die der Anordnung nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, nach welchem auch mehrere verschiedene Frequenzen zur Signalisierung verwendet werden, wobei jedoch die Begrenzungseinrichtung nach Fig. 2 gebraucht wird, die durch GLD angedeutet ist. Die Anordnung ist eingerichtet gleich der Anordnung nach Fig. 3, auf jede der vier Frequenzen anzusprechen, für welche je ein Stromresonanzkreis nach Fig. 2 vorgesehen ist, mit den Induktivitäten L 1, L 2, L 3 und L 4 und den zugehörigen Kondensatoren. Die Resonanzkreise sind über die Adern 4, 5, 6,7 mit den Gittern der nachfolgenden Röhren gekoppelt, wie in Fig. 2 zu ersehen ist. Die Kopplung erfolgt hier im Gegensatz zu Fig. 2 induktiv. Auch hier bezeichnet GE die gemeinsame Gitterbatterie, und die Heizkreise werden wieder bei 3 angesehlossen.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht sinngemäss der nach Fig. 2.
Jeder der in Reihe geschalteten Resonanzkreise bietet einen hohen Scheinwiderstand für seine Resonanzfrequenz und einen geringen Widerstand für Ströme anderer Frequenzen. Demzufolge werden die einzelnen der vier Relais, entsprechend Relais R nach Fig. 2, bei Eintreffen der jeweiligen Resonanzfrequenz über die Adern 1 und 2 zum Ansprechen gebracht.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, nach welchem eine Frequenzkombination, zusammengesetzt aus drei verschiedenen Frequenzen, den Signalempfänger zum Ansprechen bringen kann, im Gegensatz zu den nach Fig. 3 und 4, wo die vorgesehenen Frequenzen einzeln zur Wirkung gelangen.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht im Prinzip der Anordnung nach Fig. 2. Die Adern 10 und 11 führen zum Gitter-und Heizstromkreis einer Gleichrichterröhre, wie der Röhre V in Fig. 2, r ; B ist die gemeinschaftliche Gitterbatterie.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Signalgabe in Fernsprechanlagen, in welchen über die zum Sprechen benutzten Leitungen mit Wechselströmen im Bereiche der Sprachfrequenzen Signale ausgesandt werden, dadurch gekennzeichnet. dass im Eingangskreis des Signalempfängers selbsttätig wirkende Strombegrenzungseinrichtungen vorgesehen sind, welche nachgeordnete Resonanzkreise derart steuern, dass diese die die Auslösung der Signale bewirkenden Teile des Signalempfängers nur bei ankommenden Strömen von reiner Signalfrequenz beeinflussen.