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einander in der einen Röhre ergänzen und in der andern Röhre aufheben, woraus sich ergibt, dass eine Röhre einen höheren gleichgeriehteten Strom haben wird als die andere. Die Anordnung kann so getroffen werden, dass die Differenz der Spannungen in einer Röhre Null ist. Wenn der Kraftstrom in der entgegengesetzten Richtung fliesst, dann wird der Zustand in den beiden Röhren umgekehrt.
Die gleichgerichteten Ströme werden von den beiden Detektoren einem differential gewickelten Relais zugeführt, dessen Anker demzufolge eine von der Übertragungsrichtung abhängige Stellung einnimmt. Die Kontakte des Relais sind so angeschlossen, dass sie den Verstärker umschalten, wenn der das Wattmeter durchfliessende Kraftstrom negativ ist.
Das Wattmeter muss ständig an der Ausgangsseite des Verstärkers angeschlossen sein, so dass es immer für die entgegengesetzte Übertragungsrichtung, d. h. Übertragung von der Endstation, die zuletzt als Empfangsstation gewirkt hat, empfindlich ist.
Um die Anlage gegen falsche Betätigung durch Echowirkungen in der Leitung zu schützen, werden die beiden Detektoren vorzugsweise mit einem gemeinsamen Gitterableitungskondensator versehen, was dazu dient, die Empfindlichkeit des Wattmeters einige Zeit lang nach der Übertragung eines lauten Signals abzuschwächen.
Statt Röhrengleiehriehtern können auch Kontaktdetektoren, z. B. Kupferoxydgleichrichter, verwendet werden. Dann ist eine Vollweggleiehriehtung vorzuziehen, z. B. mittels vier Gleichrichterelementen in Brüekensehaltung.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschieben.
Die Umkehrung wird entweder durch die normal über die Leitung ausgesandten Zeichen oder durch ein besonderes Zeichen ausgelöst.
Wie schon erwähnt, ist an jedem einzelnen Verstärkerpunkt ein Stromkreis zur Feststellung der Übertragungsriehtung erforderlich. Diese Kreise können als ein Phasenmesser angesehen werden, welcher die Phase der Spannung an der Übertragungsleitung mit der Phase einer Spannung vergleicht, die von einem kleinen, in Reihe in die Leitung eingeschalteten Widerstand abgeleitet wird. Sie können auch als Wattmeter aufgefasst werden, welches positive Leistung für eine Energieflussrichtung und negative für die andere angibt.
Fig. 1 zeigt einen Einwegverstärker 41, der zwischen der Westleitung TVL und dem Richtunganzeiger D angeschlossen ist, welcher seinerseits mit der Ostleitung EL verbunden ist. Der Richtungsanzeiger D besteht aus einem Transformator 42, der parallel an der Leitung liegt, und einem Trans- formator 44, der über einen Widerstand 4-3 in Reihe mit einer Seite des Stromkreises verbunden ist, welche unsymmetrisch angenommen wird.
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Weise speisen 42'" und 41'" das Gitter der Röhre 46. Diese beiden Röhren sind mit Hilfe der Batterie 72 vorgespannt und normalerweise fliesst kein Anodenstrom.
Die Sekundärwicklungen sind so proportioniert, dass beim Anschluss des Richtungsanzeigers zwischen üblichen Impedanzen, z. B. 600 Ohm, die Spannungen an den Wicklungen 42" und 44" gleiche Amplitude und Phase haben, wenn Leistung von TYL nach EL übertragen wird, während die Spannungen über 42'" und 41'" gleiche Amplitude und entgegengesetzte Phase haben. Dies ist besser zu verstehen, wenn man Fig. 2 a und 2 b betrachtet.
Fig. 2 a zeigt die Übertragung von Leistung vom Verstärker zum Richtungsanzeiger, der mit dem Widerstand R abgeschlossen ist. Betrachtet man einen bestimmten Augenblick, wenn der Ausgang des Verstärkers positiv ist, dann fliesst der Strom 11 über den Parallelwiderstand nach abwärts und der Strom L über den Reihenwiderstand nach rechts.
In Fig. 2 b wird Leistung vom Widerstand R auf der rechten Seite über den Richtungsanzeiger zum Ausgang des Verstärkers gesandt. Es ist zu ersehen, dass der Strom über den Reihenwiderstand jetzt in entgegengesetzter Richtung zu der in Fig. 2 fliesst, während der Strom im Parallelwiderstand in der gleichen Richtung fliesst.
Durch Anschluss eines Transformators über den Reihenwiderstand kann man eine Spannung gleicher Grösse wie die über die Leitung erhalten.
Der Stromkreis der Fig. 2 a und 2 b entspricht ganz dem Stromkreis eines Wattmeters. Wenn ein Phasenmesser zur Messung des Phasenunterschiedes zwischen den Strömen 11 und 12 angewandt wird. so zeigt auch dieses Instrument die Flussrichtung in dem Stromkreis.
Wenn in Fig. 1 Energie vom Verstärker 41 über den Richtungsanzeiger D nach EL fliesst, dann werden in den Wicklungen 42'" und 41'" Spannungen erzeugt, die einander unterstützen ; die Röhre 46 richtet diese Spannung gleich und es fliesst ein Anodenstrom über eine Wicklung des Relais 47.
Die Spannungen von 42"und 44"sind entgegengesetzt ; es fliesst daher kein Strom in der oberen Wicklung des Relais 47. Daraus ist zu ersehen, dass für die beiden Übertragungsrichtungen Ströme
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richtung leistet.
Der Kondensator 50 und die Gitterableitung 51 dienen dazu, den Gitterstrom der Röhren 45 oder 46 zu begrenzen. Wenn die Ableitung nicht benutzt wird, kann der Gitterstrom nichtlineare
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Verzerrung erzeugen, die zurück zur Leitung gelangt. Der Kondensator und die Ableitung dienen auch zur Verstärkungssteuerung. Wenn z. B. die vom Verstärker 41 einlangende Leistung sehr hoch ist, wird eine beträchtliche Vorspannung am Kondensator 50 entstehen infolge des Gitterstromes einer der Röhren (z. B. 46). Diese Vorspannung trägt dazu bei, den Ausgang der Röhre 46 unabhängig vom Eingang zu machen, wenn die Eingangsspannung einen bestimmten Wert übersteigt. Sie dient auch dazu, die Empfindlichkeit der Röhre 45 zu verringern.
Dies ist sehr wünschenswert, da eine Reflexion oder ein Echo des ursprünglich von 41 ausgesandten Signals von EL zurückkehren und eine Spannung am Gitter der Röhre 46 verursachen kann. Die am Kondensator 50 erzeugte Vorspannung verhindert, dass diese Echospannung eine Ausgangsspannung erzeugt. Wenn die Leitung EL genau die beim Entwurf des Richtungsanzeigers angenommene Impedanz hat und wenn keine Echoströme von EL zurückkommen, dann könnte die Empfindlichkeit der Detektorröhre 45 erhöht werden entweder durch Vergrösserung der Sekundärwicklungen 42" und 44" oder durch Hinzufügen eines Ver- stärkers vor der Röhre 45. Hieduf {'h wÜrde der Richtungsanzeiger empfindlicherfürvon ELankommende Zeichen als für Zeichen von dem benachbarten Verstärker.
In der Praxis ist es nur möglich, die Emp- findlichkeit in begrenztem Ausmass zu erhöhen, je nach dem Pfeifpegel der Leitung EL und der beim Entwurf des Richtungsanzeigers angenommenen Impedanz.
Den beiden Röhren 45 und 46 können Verstärker mit gleicher Verstärkung vorgeschaltet werden
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stärker zufolge eines Signals an einen Verstärker gleichmässig verringert wird. Die Verstärkungsverringerung soll genügend lang anhalten, damit verhindert wird, dass auf Echoströme ein falsches Ansprechen erfolgt.
Fig. 3 zeigt eine andere Schaltung für den Richtungsanzeiger, in welcher eine Ausgangsspannung an einer Seite des Verstärkers eine Verstärkungsverringerung an der andern Seite des Verstärkers verursacht. Statt der Gleichrichterröhren 45 und 46 von Fig. 1 sind Verstärkerröhren 52 und 53 angeschlossen. Diese Röhren sind normal vorgespannt durch die Widerstände 56 und 57, die durch Kondensatoren 58 und 59 überbrückt sind. 52 und 53 arbeiten an abgestimmten Stromkreisen 60, 62 und 61, 63, an welche die entsprechenden Gitter der Röhren 54 und 55 angeschlossen sind. Die Röhren 54 und 55 sind mit Hilfe der Batterie 72 so vorgespannt, dass sie keinen Anodenstrom haben.
Eine Eingangsspannung am Gitter z. B. der Röhre 52 wird verstärkt und in der Röhre 54 gleichgerichtet. Der Anodenstrom fliesst dann von Batterie 71 zum Mittelpunkt des Differentialrelais 47 und durch die obere Hälfte der Wicklung des Relais 47 zur Röhre 54. Die Kathode der Röhre 54 ist mit der Kathode der Röhre 53 verbunden und der Anodenstrom von 54 wird eine negative Vorspannung am Gitterkreis der Röhre 53 verursachen. Dieser Kreis sichert daher, dass diejenige der Röhren 52 oder 53, welche zuerst eine Eingangsspannung erhält, das Relais 47 steuert, wenn nicht die Spannung der Röhre, die später empfängt, grösser ist als die erste Eingangsspannung, u. zw. um
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Vorspannung abhängt.
Gitterableitung 51 und Kondensator 50 arbeiten in der gleichen Weise wie in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine etwas andere Schaltungsart, in welcher die Verstärkungsregelung von der letzten Gleichrichterröhre jedes Verstärkers zur ersten Röhre des gleichen Verstärkers derart zurückgeführt wird, dass die Empfindlichkeit des Verstärkers mit der Eingangsspannung steigt, während die Empfindlichkeit des andern Verstärkers, von dem angenommen wird, dass er nur ein schwaches Zeichen erhält, wesentlich verringert wird, u. zw. infolge der negativen Vorspannung durch den Widerstand 68 bzw. 69 desjenigen Verstärkers, der eine Eingangsspannung erhält. Die Verwendung dieser Schaltung verschärft sehr den Unterschied zwischen einem normalen Eingangssignal am Richtungsanzeiger und einem durch ein Echo verursachten, da der Eehostrom verzögert wird und bei seiner Ankunft der Verstärker schon gesperrt ist.
Die Schaltung von Fig. 4 ist ähnlich der von Fig. 3 mit der Ausnahme, dass die Widerstände 68 und 69 in den Kathodenkreisen der Röhren 54 und 55 liegen. Auch sind die Gittervorspannungsenden der Wicklungen 42"und 42"'an die Kathoden der Röhren 54 und 55 angeschlossen statt an den negativen Pol der Batterie 71. Fliesst Strom z. B. in der Röhre 54, dann verursacht er ein Ansteigen des Potentials der Kathode dieser Röhre in bezug auf Erde und es wird daher die Gittervorspannung der Röhre 52 herabgesetzt, während die Gittervorspannung der Röhre 53 erhöht wird, da der Widerstand 68 im Kathodenkreis der Röhre 53 liegt. Als Röhren 52 und 53 können Regelröhren genommen werden.
Die Schaltung von Fig. 4 spricht rasch auf ein empfangenes Zeichen an und sperrt schnell den nicht gewünschten Weg. Die Kondensatoren 58 und 59 helfen die Weehselstrompotentiale der Widerstände 56,69 bzw. 57, 68 zu unterdrücken und werden auch, wenn sie gross genug sind, das Sperrpotential einige Zeit nach Beendigung des Signals aufrechterhalten und hiedureh verhindern, dass reflektierte Wellen den Richtungsanzeiger beeinflussen.
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Es können auch andere Arten von Gleichrichtern an Stelle der dargestellten benutzt werden.
Die anodengleichrichterröhren 54 und 55 in Fig. 3 und 4 könnten z. B. durch Metalloxydgleichrichter ersetzt werden, ebenso die Gleichrichterröhren 45 und 46 in Fig. 7 und 9.
Fig. 5 zeigt einen Richtungsanzeiger ohne Röhren mit zwei Gleichrichterbrücken 76,77, Cg, C und M, 79, Os, C6 der Spannungsverdopplungstype, deren jede an einer Wicklung des Relais 47 arbeitet.
Fig. 6 zeigt ein günstiges Verfahren, die Transformatoren 43 und 44 an einer symmetrischen Leitung anzuschliessen. Der Widerstand 4.'3 ist in gleiche Widerstände 4j'und 43"geteilt und die Widerstände 75'und 75" zusammen mit 43'und 43'' bilden ein symmetrisches Netzwerk und es werden daher keine Impedanzunregelmässigkeiten durch den Richtungsanzeiger in der Leitung verursacht.
Die oben an Hand der Fig. 1-6 beschriebenen Schaltungen sind alle geeignet zur Anzeige der Übertragungsriehtung in einem Leitungssystem, in das sie eingeschaltet sind. Diese Anzeige kann auf verschiedene Arten zur Auslösung von Wattvorgängen dienen, beispielsweise um Schaltungsoder Yerstärkungsänderungen in an die Übertragungsleitung oder an andere Leitungen angeschlossenen Apparaten zu verursachen.
Fig. 7 zeigt eine Schaltung, die zur Umschaltung des Verstärkers in einer Übertragungsleitung je nach der t'bertragungsrichtung geeignet ist. Der Richtungsanzeiger D kann irgendeine der Anordnungen sein, die in Fig. 1, 3,4 und 5 dargestellt wurden und es wurde hier nur Relais 47 dargestellt.
Das Relais 47 steuert die Kontakte 47', 47", 41"', die wieder Relais E mit den Kontakten Ej, , E E4, Es steuern. Wenn Relais E abgefallen ist, kann eine Übertragung von WL nach EL erfolgen über
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Das Relais B wird normal betätigt und fällt langsam ab nach Schalten des Kontaktes Ci. Wenn Relais 47 zwischen 47'und 47"Kontakt gibt, wird Relais C erregt, Relais E kann jedoch nicht ansprechen, solange C im Stromkreis ist. Das Schalten von Relais C wird bewirken, dass Relais B verzögert abfällt. Bei Auslösung schliesst Kontakt Bi Relais C kurz und Relais E spricht an und schliesst
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die Verstärkungsrichtung umkehrt ; der Verstärker bleibt nun in der neuen Richtung, bis ein aus der entgegengesetzten Richtung kommendes Signal die Verstärkungsrichtung neuerlich umkehrt. Der Sehaltvorgang wird (durch Relais B) verzögert, damit kurze Stromstösse infolge von Störgeräuschen oder Starkstromstörungen kein Umschalten bewirken.
Diese Schaltungstype wird verwendet, wenn eine grosse Anzahl von Verstärkern umgeschaltet werden muss, z. B. in einer Leitung für Musik- übertragung.
Es ist zu bemerken, dass der Richtungsanzeiger D ständig an den Ausgang des Verstärkers 1 angeschlossen ist, dass jedoch der Richtungsanzeiger D in bezug auf die Leitung nicht umgeschaltet wird. Wenn es vorgezogen wird, kann der Richtungsanzeiger D zusammen mit dem Verstärker umgeschaltet werden, dann ist es jedoch auch notwendig, entweder die Wicklung des Relais 47 oder die Parallelspule von D umzuschalten.
Fig. 8 zeigt eine andere Schaltung, die für Sprachübertragung geeignet ist, wo nur wenige Stationen rasch umzuschalten sind. Es ist kein Schutz gegen falsche Betätigung vorgesehen, sondern die Schaltung beruht auf schneller Arbeitsweise, um rasch jeden durch Geräusch verursachten Schalt-
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ist nicht eingeschaltet. Wenn ein Signal von der Leitung WL ankommt, wird der Kontakt des Relais 47 Relais TV und Relais S betätigen. Das Schalten von Relais W bewirkt die Einschaltung des Verstärkers in die Leitung WL vor dem Richtungsanzeiger D. Wenn ein Signal von der Leitung EL ankommt, wird Relais 17 ausgelöst und Relais E wird ansprechen und der Verstärker wird an die Ostleitung an der Ostseite von D angeschlossen.
In dieser Schaltung ist das Relais 47 so konstruiert, dass es nicht auf einem seiner Kontakte bleibt, wenn kein Strom in seiner Wicklung fliesst. Das in der Figur dargestellte Relais S kann die Anschaltung des Verstärkers 41 über ein langsam abfallendes Relais steuern.
Fig. 8 a zeigt eine Abart des Stromkreises in Fig. 8. Wie vorher können die Kontakte des Relais 47 die Relais W und E betätigen : nach dem Öffnen des Kontaktes 47 werden die Relais M' oder E langsam abfallen, infolge der Einschaltung des Kondensators C parallel zum Kontakt des Relais 47. Wenn jedoch z. B. Relais TV durch Kondensator C noch gehalten wird, Relais 47 aber das Relais E betätigt, so wird Relais l !' sofort abfallen wegen der Einschaltung des Kontaktes Es (il' in den Kondensatorkreis des Relais W (E).
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mit einer der Leitungen WL und EL verbunden ist. Die Ausgänge von Di und D2 sind an das Relais 47 angeschlossen, das mit Wicklungen 47'und 47"versehen ist.
Relais 47 hat Kontakte X und Y, welche die Einschaltungsrichtung des Verstärkers 41 steuern ; Relais 47 ist so konstruiert, dass beim Aussetzen des Stromes in den Wicklungen die Kontakte X und Y
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in der Stellung bleiben, in der sie sich eben befinden. Diese Schaltung ist zu schneller Arbeitsweise gut geeignet, z. B. für Betätigung durch Sprechsignale, und es können zwei oder drei solcher Verstärker in eine Doppelleitung eingeschaltet werden zum Gegensprechen mit automatischem Umschalten der Verstärker.
Bei allen oben angeführten Schaltungen nach Fig. 1 und den folgenden Figuren kann der in das Relais 47 fliessende Strom statt auf Relais 47 auch auf irgendeine andere geeignete Schaltvorrichtung angewandt werden, z. B. auf Metalloxydgleichrichter oder gasgefüllte Entladungsröhren, oder es können die vom Ausgang abgeleiteten Potentiale dazu benutzt werden, die Gitter der Verstärkerröhren selbst zu blockieren.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Anordnung zur Bestimmung der Verkehrsriehtung auf einer Fernmeldeübertragungsleitung, gekennzeichnet durch Kreise zur Abnahme und zum Vergleich zweier Spannungen, von denen eine von der Spannung zwischen den Adern der Leitung und die andere von dem Strom in der Leitung abhängig ist.