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Anordnung zur Mehrfachtelephonie mit Strömen hoher Wechselzahl.
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zeitig auf derselben Leitung geführten Gespräche durch Abstimmung erfolgt. Mit einem oder mehreren Hochfrequenzgesprächen kann dabei gleichzeitig auch noch ein Niederfrequenzgespräch durch die Leitung. übertragen werden.
Durch vorliegende Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, die eine weitgehende praktische Ausnutzung dieser Verfahren für den öffentlichen Verkehr ermöglicht. Zu diesem
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dass nach Wahl niederfrequente Sprechströme bestimmten Hochfrequenzströmen überlagert und mit diesen weitergeleitet oder von Hochfrequenzströmen getrennt und für sich weitergeleitet werden können. Hierdurch wird die Kontrolle über die Gesprächsverteilung wie im Betrieb gewöhnlicher Fernsprechnetze einem Amt überwiesen, ja es ist sogar möglich, die bestehenden Netze, soweit die Teilnehmeranschlüsse in Frage kommen, unverändert zu benutzen.
In diesem Falle wird die Übertragung der Gespräche von Amt zu Amt dadurch bewirkt, dass an einem Amt der Sprechstrom einer Niederfrequenzleitung einem Hochfrequenzstrom überlagert, mit diesem
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niederfrequente Teilnehmerleitung geschickt wird. Hierbei kommt der Vorteil der Ersparung von Leitungen bzw. der stärkeren Belastungsmöglichkeit vorhandener Leitungen bei der Abwicklung der Ferngespräche voll zur Geltung, da es sich hierbei um lange Leitungen, z. B. zwischen weit entfernten Orten handelt.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann aber auch innerhalb des Netzes einer Vermittlungsstelle Anwendung finden, indem beispielsweise einzelne neue Teilnehmer an vorhandene Leitungen mit angeschlossen werden, wobei diese neuen Teilnehmer je eine besondere Einrichtung zur Erzeugung der elektrischen Schwingungen und eine Einrichtung zum Empfang derselben erhalten können. Die Verbindungen zwischen den bisherigen Niederfrequenzteilnehmern und zwischen zwei Hochfrequenzteilnehmern wird durch die gewöhnliche Schaltungsverbindung der Leitungen hergestellt.
Durch die Neueinrichtung der Hochfrequenzsysteme an der Vermittlungsstelle kann aber weiter sowohl eine mit elektrischen Schwingungen arbeitende Sprechstelle in Verkehr treten als auch umgekehrt das Gespräch einer gewöhnlichen Sprechstelle einem mit einer Empfangseinrichtung für elektrische Wellen versehenen Teilnehmer übermittelt werden. Zu diesem Zwecke wird in ersterem Falle an der Zentrale ein durch die elektrischen Wellen übertragens Gespräch durch ein Hochfrequenzsystem aufgenommen, das mit Mitteln versehen ist. durch die die niederfrequenten Sprechströme von den als Träger dienenden Hochfrequenzströmen getrennt werden können. Die so aus der betreffenden Teilnehmerleitung herausfiltrierten Sprechströme werden dann durch geeignete Verbindung an der Zentrale in die gewünschte Teilnehmerleitung übertragen.
Um umgekehrt ein Gespräch, das von einer gewöhnlichen Sprechstelle kommt, einem Teilnehmer, dessen Apparat für elektrische Schwingungen eingerichtet ist, übermitteln zu können, ist an der Zentrale ein Schwingungssystem vorgesehen, das auf diesen Teilnehmer abgestimmt wird und dem die ankommenden Sprechströme überlagert werden.
In Fig. i der Zeichnung ist eine schematische Darstellung gegeben zur Erläuterung einer Anlage, bei der über die zwischen zwei Vermittlungsstellen verlegten Fernleitungen Nieder- frequenz-und Hochfrequenzgespräche geschickt werden sollen, während an die Amter Teilnehmer angeschlossen sind, die nur mit Niederfrequenz arbeiten. In dieser Zeichnung bedeuten 1 und 2 zwei Vermittlungsstellen, die durch eine Fernleitung 3, 4 miteinander verbunden sind.
Die Fernleitungen enden in jedem Amt in einer Reihe von Anschlüssen 5 bis 9, mit denen Stecker-M bis-M zusammengeschaltet, werden können. Gemäss dem Ausführungsbeispiel dient
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der Teilnehmer 31 bis 36 der Station 2. An die Stecker 11 bis 14 ist je eine Hochfrequenzapparatur 16 bis 19 angeschlossen. Diese Hochfrequenzapparatur besteht aus fest abgestimmten, bzw. abstimmbaren, zweckmässig für Gegensprechen eingerichteten Schwingungskreisen derart, dass die Hochfrequenzapparaturen über Stecker 21 bis 24 mit den Teilnehmern 25 bis 30
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gedämpften Wechselstrom überlagert, der die Sprechschwingungen zum anderen Fernamt über die Fernleitungen 3,4 überträgt.
Hier werden den ungedämpften Schwingungen die Sprechschwingungen'wieder entzogen und auf die Teilnehmerleitung als niederfrequente Sprechschwingungen übertragen. Die Hochfrequenzapparaturen 16 bis 19 sind auf verschiedene Wellen abgestimmt, so dass beispielsweise gemäss dem gezeichneten Ausführungsbeispiel über die Fernleitung gleichzeitig eine gewöhnliche Niederfrequenzverständigung, als auch vier andere Gespräche entsprechend den vier vorhandenen Hochfrequenzapparaturen übertragen werden können.
Die Hochfrequenzsysteme an den Vermittlungsstellen bestehen zweckmässig für jede benutzte Frequenz aus einem besonderen Sender und Empfänger. Um hiermit das Gegensprechen zu ermöglichen, werden beide gemeinschaftlich sowohl an die für die Hocbfrequenzübertragung bestimmte Leitung gelegt als auch mit der Niederfrequenzleitung verbunden, aus der das Gespräch eines Teilnehmers entnommen oder in die es weitergeleitet werden soll. Eine Schaltung, die diese Möglichkeit gibt, ohne dass Umschaltungen notwendig werden, ist in Fig. 2 beispielsweise schematisch dargestellt.
Das Ziel wird dadurch erreicht, dass die in dem Amt endenden, nur von niederfrequenten Sprechströmen durchflossenen Teilnehmerleitungen mit einem Transformator verbunden werden, dessen Sekundärwicklung in dauernder leitender Verbindung mit zwei Transformatoren steht, von denen der eine dem Hochfrequenzgenerator und der andere der Empfangseinrichtung für Hochfrequenzschwingungen zugeordnet ist. Die Schaltung dieser drei Transformatoren kann als Parallel-oder Serienschaltung ausgeführt sein.
In der Fig. 2 bedeuten 3 und 4 wieder die Fernleitungen, 15 eine Leitung zur Herstellung der unmittelbaren Verbindung mit den Teilnehmern zwecks Übertragung eines Niederfrequenz- gespräches, 16 eine Hochfrequenzapparatur. Diese besteht aus einem Hochfrequenzsender 37 und einem Hochfrequenzempfii. nger 38. Beide sind an die Fernleitung 3, 4 direkt angeschlossen.
Zur Verbindung mit einem Teilnehmer ist die Leitung oder der Stecker 21 an einem Transformator 41 angeschlossen, dessen andere Wicklung in Serie oder parallel zu den entsprechenden Wicklungen je eines Transformators 39 und 40 liegt. Durch den Transformator 39 wird der Hochfrequenzsender 37 im Rhythmus der Sprache beeinflusst, während der Transformator 40 mit dem Empfänger 38'verbunden ist.
Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken werden die Sender-und Empfängertransformatoren so bemessen, dass die Energie der ankommenden Empfangsschwingungen zum grössten Teil auf die Teilnehmerleitung übertragen wird. Liegen die einzelnen Transformatoren in Serie, so erreicht man das dadurch, dass man ohne Rücksicht auf die günstigsten Wicklungszahlen im Sendetransformator, diesem nur wenige Windungen gibt, so dass nur ein äusserst geringer Verbrauch der Energie der Empfangsschwingungen in diesem Sendetransformator stattfindet. Sind die drei Transformatoren parallel geschaltet, so werden zur Erzielung des gleichen Effektes dem Sendetransformator mehr Windungen gegeben, als dies bei Einhaltung der günstigsten Wicklungszahlen der Fall sein würde, derart, dass der Widerstand des Sendetransformators grösser als der des Telephontransformators wird.
Als Sender und Empfänger kann an sich jedes aus der drahtlosen Telegraphie bekannte Hochfrequenzsystem benutzt werden. Am bequemsten und bedienungseinfachsten gestaltet sich jedoch die Hochfrequenzübertragung bei Benutzung von Kathodenröhren-Anordnungen sowohl für den Sender wie für den Empfänger, am Sender als Kathodenröhrengenerator, am Empfänger als Audion ; ferner können auch die Röhren Verstärker Verwendung finden. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Schaltung mittels Kathodenröhren. Zwischen den Fernleitungen 3 und 4 liegt ein Zweig 42 zur unmittelbaren Kopplung mit der Leitung eines Teilnehmers 45, ein zweiter Zweig 43 zur Kopplung mit dem Hochfrequenzsender und ein dritter Zweig 44 zur Kopplung mit dem Hochfrequenzempfänger.
Der Teilnehmer 46 ist über die Transformatoren 39, 40, 41 in der bereits beschriebenen Weise mit Sender und Empfänger verbunden. Der Sender besteht aus der Kathodenröhre 47, deren Gitter-und Anodenkreis in bekannter Weise mit einem Schwingungskreis 48 zusammengeschaltet sind, der Transformator 39 beeinflusst über einen
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verbunden ist.
Durch das Zusammenschalten der Hochfrequenzsender und Empfänger an den gleichen Leitungen, Fern-oder Teilnehmerleitungen, können Störungen der durch die Hochfrequenz übermittelten Gespräche veranlasst werden, deren Beseitigung durch Anwendung von besonders ausgebildeten Schaltungen oder Leitungen oder durch Ausgleichsschaltungen, Hilfskopplungen, Zusatzschaltgliedern innerhalb der Vermittlungsstellen oder der Hochfrequenzapparaturen
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Durch die Kopplung des Hochfrequenzsenders und des Empfängers mit der Fernleitung kann der Empfänger durch den Sender desselben Amtes so stark erregt werden, dass die empfindlichen Teile der Empfangsapparatur geschädigt oder zerstört werden.
Diese Nachteile werden dadurch beseitigt, dass neben der Kopplung des Empfangsapparates und des Senders mit der Fernleitung noch eine galvanische ; induktive oder kapazitive Hilfskopplung vorgesehen ist, derzufolge sich Sender und Empfänger gegenseitig derart beeinflussen, dass die erwähnte schädliche Erregung des Empfängers durch die Hilfskopplung aufgehoben wird. Die Hilfskopplung erfolgt z. B. durch zwei Spulen 51, 52 (Fig. 3), deren eine dem Sender und deren andere dem Empfänger angehört, wobei Kopplungsgrad und Wicklungssinn derart gewählt werden, dass die Wirkung der Hilfskopplung die Wirkung des schädlichen Sendeeinflusses ganz oder nahezu aufhebt.
Wird auf der Fernleitung gleichzeitig mit einem Hochfrequenzgespräch ein Niederfrequenzgespräch übertragen, so kann das Niederfrequenzmikrophon namentlich bei langen Wellen eine störende Stosserregung auf die Hochfrequenzempfänger ausüben. Eine genaue Untersuchung der Widerstandsänderungen eines besprochenen Mikrophons hat nämlich ergeben, dass innerhalb der mehr oder weniger sinusförmigen Sprechschwingungen kurze und zum Teil recht kräftige stossartige Änderungen auftreten.
Diese sind im niederfrequenten Sprechstromkreis wegen ihrer Frequenz unhörbar, wirken aber in ähnlicher Weise wie Hochfrequenzschwingungen und können
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in dem Sekundärkreis des von Niederfrequenz durchflossenen Kreises Selbstinduktionen oder Kapazitäten derart eingeschaltet, dass die durch das Niederfrequenzmikrophon hervorgerufenen
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ist eine grössere Selbstinduktion 54 geschaltet ; die die erwähnte Stosserregung drosselt. Die Unterdrückung der schädlichen Wirkung der Stosserregung kann auch durch einen Kondensator 55 erfolgen, der parallel zum Transformator 53 gelegt wird.
Auch-die gleichzeitige Verwendung der Selbstinduktion 54 und des Kondensators 55 ist möglich.
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dass die verschiedenen Empfangssysteme auch durch die Sendewelle beeinflusst werden, auf die sie nicht abgestimmt sind. Dies führt zu gegenseitigen Störungen der verschiedenen Hochfrequenzgespräch. Die Störung kann vermieden werden, wenn zwischen den Sendern und Empfängern jeder Station Drosselgebilde eingeschaltet werden, die auf die verschiedenen Sendewellen derselben Station abgestimmt sind.
Wichtig ist dabei, dass die einzelnen Drosselkreise so dimensioniert werden, dass ihr resultierender Hochfrequenzwiderstand mit Bezug auf den Hochfrequenzwiderstand der durch die Drosseln zu schützenden Empfänger gering ist, damit möglichst wenig der von den Empfängern aufzunehmenden Energie durch die Drosselkreise vernichtet wird.
Fig. 4 zeigt ein Schema für die Anwendung dieser Drosse11 : reise. Zwei Stationen 56 und 57 seien durch die Leitungen 3 und 4 miteinander verbunden. Die Stationen sind je mit drei Sendern und drei Empfängern ausgerüstet. Die Kopplung der Sender mit den Fernleitungen geschieht z. B. durch die Zweige 61, 62, 63 auf dem Amt 56 und 64, 65, 66 auf dem Amt 57, die Kopplung der Empfänger durch die Systeme 58, 59, 60 auf Amt 56 und 67, 68, 69 auf Amt 57. Die Sender und Empfänger selbst sind im Schaltbild weggelassen. Für den Betrieb soll z. B. der Sender 61 mit der Wellenlänge i senden und vom Empfänger 67 aufgenommen werden. In gleicher Weise sind die übrigen Sender und Empfänger einander zugeordnet, je durch eine besondere
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Empfänger 58, 59, 60 störend beeinflusst werden.
Um dies zu verhindern, sind zwischen den Sendern und Empfängern der Stationen Drosselkreise 70, 71, 72 und 73, 74, 75 eingeschaltet.
Die einzelnen Drosselkreise sind auf die einzelnen Wellen abgestimmt, z. B. 70 auf die Welle t.
Da der Drosselkreis für die Welle seiner Abstimmung einen sehr grossen Widerstand darstellt, werden durch die getroffene Einrichtung diese Wellen von den zu schützenden Empfängern abgehalten. Bei der Dimensionierung der Kreise ist darauf zu achten, dass der Hochfrequenzwiderstand der Drosselkreise für die zu empfangenden Wellen möglichst klein ist, um schädliche Energieverluste zu vermeiden.
Die gegenseitigen Störungen können durch die beschriebenen Kompensations- schaltungen u. dgl. erheblich verringert, in vielen Fällen sogar gänzlich beseitigt werden ; besonders stark machen sich diese Störungen aber bemerkbar, wenn die Empfänger mit Ve : stärker ausgerüstet sind. In diesen Fällen gelingt die Verringerung nicht immer genügend weit.
Zur Beseitigung der Störungen können in Abweichung von dem normalen TelegraphieundTelephonieverfahren für das Telegraphieren und Gegentelegraphieren bzw. für das Sprechen
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jedes einzelnen Stranges nur je die Sender oder Empfänger verbunden sind. Fig. 5 zeigt diese Anordnung. Mit dem einen Leitungsstrang 3, 4 sind auf der Station 1 nur die Sender 37 der Hochfrequenzapparaturen 16, 17 verbunden, die Empfänger 38 dagegen mit einem zweiten Leitungsstrang 3a, 4a. Auf der Station 2 ist es dagegen umgekehrt. 21, 22 sind wieder die Leitungen zu den Teilnehmern. Niederfrequenz, eilnehmer 15, 15a können dabei gleichzeitig je mit beiden Leitungssträngen verbunden werden. Dadurch sind zwei Vorteile gewonnen.
Erstens entfallen die umständlichen Kompensationsschaltungen, die zur teilweisen Verminderung der störenden Beeinflussungen notwendig sind, zweitens ist auch der oben erwähnte, noch verbleibende Rest von Störungen durch diese Anordnung vermieden, so dass an der Empfangsseite nun beliebig starke Verstärkungsmittel angewandt werden können.
Eine Verminderung der Hin-und Rückgespräche, die zu gleicher Zeit geführt werden können, braucht dadurch nicht einzutreten, da man durch die gewonnene Störungsfreiheit für die einzelnen Gespräche Welenlängen wählen kann, die einander näher liegen, so dass man auf je einem Leitungsstrang Inun weit mehr gleichzeitige Gespräche zu bewältigen vermag.
Bei der Zusammenschaltung von Hochfrequenzsender und Empfänger auf dieselbe Weiterleitung, z. B. Teilnehmerleitung, tritt, wenn am Sender sowohl wie am Empfänger Kathoden-
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stärker, unter Umständen Rückkopplung der Röhren ein. Durch das Schema (Fig. 6) ist dies z. B. verdeutlicht. Die von der Senderöhre 76 der Station 1 ausgehende Energie gelangt zur Empfangsröhre 78 der Station 2, von dort über die Kopplung zwischen Sende-und Empfangskreis und der Teilnehmerleitung 81 in die Senderöhre 79 der gleichen Station, weiter nach der Empfangsröhre 77 der ersten Szation und wiederum über die Kopplung zwischen Sende-und Empfangskreis mit Teilnehmerleitung 80 nach der Senderöhre 76 der ersten Station. Die Röhren werden hierbei leicht in Eigenschwingungen geraten, so dass eine Sprechverständigung unmöglich wird.
Auch wenn die Rückkopplung nicht zu Eigenschwingungen der Röhren führen sollte, so treten doch Störungen auf. Denn wird in der Verbindung gesprochen, so kreist jede einzelne Sprechwelle so lange auf dem oben beschriebenen Wege, bis sie abgeklungen ist. Diese Umläufe vollendet sie in einer Zeit, die von der Entfernung der beiden Stationen und der Geschwindigkeit der elektrischen Wellen abhängt. Die zum ersten, zum zweiten usw. Male zum Ausgangsort
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überlagern ; d. h. das Gespräch wird mehr oder minder undeutlich werden.
Um die Rückkopplungen zu vermeiden, kann eine Brückenanordnung oder eine Differentialschaltung benutzt werden, z. B. nach Fig. 7 oder 8. Die eine Brückendiagonale 82 (Fig. 7) wird von dem Empfängerkreis, die andere, 83, von dem Senderkreis gebildet. Zwei Brückenarme
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arme bzw. die Windungszahlen der beiden Seiten des Differentialtransformators einander gleich gewählt sind, 84 = 85 bzw. 86 = 87, in bekannter Weise so aus linearen Widerständen, Kondensatoren oder Drosselspulen zusammengesetzt ist, dass sein Scheinwiderstand dem der Weiteführung nebst angeschalteter Fern-oder Teilnehmerleitung entspricht. Ist die Brücke in dieser Weise "abgeglichen", so gelangt aus dem Empfangskreis keine Energie mehr in den Sendekreis, es kann also keine Rückkopplung mehr eintreten.
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Sprachschwingungen zur Teilnehmerleitung.
Der Transformator 41 zum Anschluss der Teilnehmerleitung 21 liegt nunmehr in der Ausgleichsschaltung. Diese besteht aus der Primärspule des Sendetransformators 39, der Sekundärspule des Empfangstransformators 40, dem Transformator 41 mit Teilnehmerleitung 21 und aus dem Leitungszweig 89, welcher mittels Selbstinduktion 90 und Kapazität 91 so bemessen ist, dass er der Teilnehmerleitung elektrisch äquivalent ist, also gleichsam eine künstliche Teilnehmerleitung darstellt. Die Sekundärspule des Empfangstransformators 40 ist einerseits an Punkt 92 und andrerseits regelbar bei 93 nahe der Mitte der Primärspule des Sendetransformators 39 angeschaltet und bildet demnach eine Brücke.
Wesentlich ist bei diesen Anordnungen, dass der Scheinwiderstand des Kreises 89 zu dem Scheinwiderstand der Leitungen 88 bzw. 41, 21 in dem Verhältnis von 84 : 85 (Fig. 7) bzw. 86 : 87 (Fig. 8) der festen Brückenarme steht. Nun ändert sich jedoch der Scheinwiderstand des dritten Brückenarmes, also der der Weiterführung, insbesondere wenn diese nur kurz ist, erheblich,
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leitung, ein ober-oder ein unterirdisch geführter Teilnehmeranschluss angeschaltet ist. Es müsste also, wenn die Abgleichung der Brücke aufrecht erhalten bleiben soll, bei jeder neuen Verbindung der vierte Brückenarm neu eingestellt werden, was den Betrieb erheblich erschweren würde.
Um diesen Übelstand zu vermeiden, wird vor die'Weiterführung eine Zusatzschaltung gelegt, welche
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auch bei veränderlicher Leitungslänge einen hinreichend konstanten Scheinwiderstand des Brückenarmes ergibt. Man erreicht das z. B., indem man eine zusätzliche Dämpfung von einem solchen Betrage in den Zweig 88 hineinlegt, dass der Scheinwiderstand der Weiterführung, gleichgültig mit was für einer Leitung diese in der Vermittlungsstelle verbunden ist, im wesentlichen nur noch durch den Wellenwiderstand der Zusatzdämpfung bestimmt wird, so dass es in den meisten Fällen genügt, den vierten Brückenarm gleich diesem Wellenwiderstand zu machen.
Diese Zusatzdämpfung wird durch Einschalten einer Kunstleitung 94 gemäss Fig. 10 erzielt. Will man genauer vorgehen, so wird der vierte Brückenarm auf die Kunstleitung nebst Weiterführung abgeglichen, wenn an letztere in der Vermittlungsstelle eine Anschluss-oder Fernleitung mittlerer Länge angeschaltet ist. Bei richtiger Bemessung der Kunstleitung werden die Schwankungen in die Abgleichung der Wheatstoneschen Brücke so gering sein, dass nur sehr
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In den beschriebenen Ausgleichsschaltungen nach Fig. 8 und 9 kann zur weiteren Vereinfachung der Amtseinrichtung an Stelle des der Teilnehmerleitung äquivalenten Teiles der
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Fig. II zeigt die Schaltung hierfür. An die Stelle des Zweiges 89 der Fig. 8 ist ein Transformator 95 getreten, an den die Abfrageapparatur 96 der Vermittlungsstelle angeschlossen ist.
Der Transformator 95 ist so bemessen, dass er in Verbindung mit der Abfrageapparatur ein elektrisches Äquivalent zum Transformator 41 mit der Teilnehmerleitung 21 bildet, also als künstliche Teilnehmerleitung wirkt. Die elektrische Äquivalenz zu der zwischen dem Trans-
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erhalten.
Durch diese Anschaltung der Abfrageapparatur kann von seiten der Verbindungsstelle jede beliebige Schaltarbeit vorgenommen werden. Das Vermittlungsamt kann einesteils über den Hochfrequenzgenerator eine andere Station anrufen und ferner durch das Empfangsaggregat andere Stationen empfangen und schliesslich auch Anrufe von dem Niederfrequenzteilnehmer entgegennehmen.
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I. Anordnung zur Mehrfachtelephonie mit Strömen hoher Wechselzahl, dadurch gekennzeichnet, dass an Vermittlungsstellen auf bestimmte Wechselzahlen abgestimmte oder abstimmbare Schwingungssysteme vorgesehen und mit einmündenden Leitungen so schaltbar sind, dass nach Wahl niederfrequente Sprechströme bestimmten Hochfrequenzströmen überlagert und mit diesen weitergeleitet oder von Hochfrequenzströmen getrennt und für sich weitergeleitet werden können.