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Zwischenverstärkereinrichtung für Telephonlinien.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwischenverstärkeranordnung in Telephonstromkreisen unter Verwendung von Vakuumröhren-Verstärkern. Die Erfindung bezweckt eine vollkommener Ausgleichung der Stromkreise, mit welchen diese Verstärker benützt werden, wodurch ein hoher Verstärkungsgrad erzielt werden kann, ohne dass örtlich erzeugte Schwingungen entstehen können.
Bekanntlich hängt der beim Betrieb mit Verstärkern zulässige Verstärkungsgrad unter anderen auch von dem Mass ab, bis zu welchem verschiedene Teile des Verstärkers ausgeglichen sind. Es war beispielsweise mit grossen Schwierigkeiten verbunden, die Linienstromkreise auf jeder Seite einer Verstärkerstation bezüglich der Impedanz auszugleichen, und dort, wo Zwischenverstärker angeordnet sind, in der künstlichen Linie eine gen1J, ue Kopie der Impedanz des Linienabschnittes, mit dem dieses Netz verbunden ist, hervorzubringen. Wo eine genaue Ausgleichung sich als unmöglich oder zu kostspielig erwiesen hat, sind zusätzliche Schutzvorrichtungen benützt worden, damit diese Unvollständigkeit im Ausgleich nicht lokale Zirkulationen von Schwingungen hervorrufen, die als"Singen"bekannt sind.
Vorliegende Erfindung hat mit einer anderen Art der Nichtausgeglichenheit zu tun, die dort auftritt, wo Verstärker unter normalen Verkehrsverhältnissen aufgestellt sind und wo, speziell die Eintrittsstromkreise von Vakuumröhren-Verstärkern mit Telephonlinien ohne Benützung von Transformatoren verbunden sind.
Durch diese Erfindung wird eine besondere Verbindung geschaffen, die unmittelbar vor dem Ver-
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brückt und umfasst einen Widerstand und eine Kapazität in Parallelschaltung, wobei jede der beiden Brücken geteilt ist, so dass der Mittelpunkt mit dem Verstärker verbunden werden kann. Diese Anordnung hat sich als wirksam erwiesen, um den Übertrager gegen Unausgeglichenheiten im örtlichen Leitungsystem zu schützen, welche beispielsweise dadurch entstehen, dass die beiden Zuleitungen zum Verstärker verschiedene Kapazität gegen Erde haben, wodurch Hochfrequenzschwingungen und somit"Singen"im Verstärker hervorgerufen wird, selbst wenn die Linienimpedanzen in der angeschlossenen künstlichen Belastung mit genügender Genauigkeit wiedergegeben werden sind, um bei Telephonfrequenzen das Singen zu verhindern.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine beispielsweise Schaltungsanordnung eines Zwischenverstärkers dargestellt, bei dem Vakuumröhren-Verstärker der Audiontype verwendet werden, die der Erfindung gemäss mit den Linienstromkreisen verbunden sind. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine zweistufige Verstärkung benützt wird und Wellenfilter zwischen der Telephonlinie und den Verstärker-Eintrittsstromkreis eingeschaltet sind.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 sind 3 und 4 die beiden Leiter eines Abschnittes einer Telephonlinie, die in einerkimstlichenBeIastungJ endigt und eine Impedanz haben soll, welche jener des Li. nienabschnittes gleich ist. Zwischen den Leitungen und der künstlichen Belastung sind vier gleiche Wicklungen 6,7, 8 und 9 der Übertragungsspule 10 eingeschaltet.
Zwischen dem Verbindungspunkt der Wicklungen 6 rnd 7 einerseits und dem Verbindungspunkt der Wicklung 8 und 9 anderseits ist eine Brücke eingeschaltet, die Widerstände 11 und 12 sowie Kapazitäten 13 und 14 enthält. Die Mittelpunkte der Kondensatoren
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und Widerstände sind miteinander und mit der Kathode-H des Vak tumrölhrenvertärkers 16 verbunden dessen Gitterelektrode 77 über die Polarisationsstromqielle 18 mit dem einen Ende der Brücke verbunden ist. Die Anode 19 wird mit Bezug auf die Kathode 15 in üblicher Weise mittels der Batterie 201 positiv erhalten.
Der Abgabestromkceis des Verstärkers 76 ist über die Kondensatoren 20 mit den Primärwicklungen 21 des Transformators 22 verbunden. dessen Sekundärwicklungen 23, 24, 25 und. 26 in Reihe mit den Leitungen 27 und 28 eines anderen Telephonlinienab-'chnittes geschaltet, der in der künstlichen Belastung 29 desselben endigt. Der Verstärker 76 ist demnach so angeordnet, dass er in den Linienleitunge n 2'1 und 28 verstärkte Ströme wiedergibt, die jenen ähnlich sind, die über die Linienleitungen 3 und 4 anlangen.
In gleicher Weise ist der Verstärker 30 so angeordnet, dass er in den Linienleitungen 3 und 4 telephonische oder andere Ströme wiedergibt, die über die Linienleitungen 27 und 28 anlangen.
Wenn die Eintrittsseite des Verstärkers 16 direkt die Linie, d. h. die Widerstandsbrücke 11, 12 überbrücken würde, so würde eine Unausgeglichenheit der Linien dadurch entstehen, dass in irgend einem Vakuumröhrenverstärker, die Kathode 15 entweder unmittelbar geerdet ist oder eine sehr grosse Kapazität gegen Erde hat wegen der direkten Verbindung mit der Heiz-Batterie 40 und der Anoden-Batterie 201 des Abgabestromkreises. Durch Verbindung der Kathode 15 mit dem Mittelpunkt der Widerstandsbrücke wird die Gefahr des Nichtausgleiches der Linie zufolge der Erdverbindung der Kathode zum grössten Teil beseitigt.
Wenn die Drähte, die zu verschiedenen Teilen des Verstärkerstromkreises führen, in einem Kabel vereinigt sind, wie dies im Betrieb notwendig ist, so treten Kapazitätswirkungen zwischen den verschiedenen Drähten auf, welche Hochfrequenz-Potentialdifferenzen zwischen Draht und Erde verursachen. Es ist klar, dass irgend eine Hochfrequenz-Potentialdifferenz zwischen Erde und dem Brückenpunkt, an dem das Gitter 17 angeschlossen ist, eine Potentialdifferenz über Widerstand 11 hervorruft, die ausreichend sein kann, einen lokalen Hochfrequenzstrom herbeizuführen. Ein kleiner Kondensator 13, der parallel zu diesem Widerstand 11 geschaltet ist, hat sich als wirksam erwiesen, diese Hoehfrequenz- ströme in Nebenschluss zu legen bzw. von der Eintrittsseite des Verstärkers abzuhalten und jede Gefahr des Singens zu beseitigen.
Ein gleicher Kondensator ist der Symmetrie wegen in Nebenschluss über Widerstand 12 geschaltet.
Bei manchen Arten von Telephonlinien, beispielsweise bei belasteten Linien, ist es schwierig, ohne Anwendung einer umständlichen und kostspieligen Einrichtung eine genaue Kopie der Linienimpedanz in der künstlichen Belastung herzustellen. In diesen Fällen wurde vorgeschlagen, zwischen dem Verstärker und der Telephonlinie ein Wellenfilter oder eine Gruppe von Wellenfiltern einzuschalten, die dazu dienen, Ströme von unerwünschter Frequenz vom Verstärker abzuhalten, oder mit anderen Worten den Bereich der Frequenzen, die den Verstärker erreichen, auf jene einzuschränken, die bei normaler telephonischer Vermittlung zur Geltung kommen. Fig. 2 zeigt eine solche Anordnung.
Bei derselben sind 31 und 32 Durchlassfilter für Hochfrequenz und Durchlassfilter für Niederfrequenz, die in Wirklichkeit eine Verbindungslinie zwischen der Telephonlinie und der Eintrittsseite des Verstärkers bilden. Das Prinzip, auf dem diese Filter beruhen und ihreAnwendung ist aus'dem amelik. PatentNr. 1, 227. 113 zu entnehmen und bereits allgemein bekannt, so dass von einer Darstellung und Beschreibung dieser Filter hier abgesehen werdenkann.
Eswird jedoch bemerkt, dassdas Filter im allgemeinen eine Verbindungslinie bildet, bei der ein Impedanzelement oder Elemente im Zuge der Linie und ein Impedanzelement oder-Elemente in Nebenschluss zur Linie liegen, wobei die Werte der Impedanzelemente so bemessen sind, dass die Einrichtung von einer Quelle elektromagnetischer Energie auf eine elektrische Empfangssende-oder Wiedergabevorrichtung mit kleiner oder zu vernachlässigender Dämpfung sinusförmige Ströme aller Frequenzen überträgt, die innerhalb gegebener und vorher festgesetzter Grenzen liegen, während schwächende oder wirklich löschende Ströme ausserhalb dieser Grenzen liegen.
Das Hochfrequenzfilter 32 besteht in vorliegendem Fall aus Induktanzen. 33 im Zuge der Linie und aus Kapazitäten 34 im Nebenschluss zur Linie. Die Mittelpunkte der Kondensatorbrücken, die die Kapa-
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Widerstandsbrücke und mit der Kathode 15 verbunden. Die Kathodenverbindung kann, wie gezeigt, zum Mittelpunkt jeder der Kondensatorbrücken geführt werden ; sie kann auch bloss eine Brücke enthalten, oder auch zu irgend einer Anzahl dieser Kapazitätsbrücken führen, je nach dem Grad der geforderten Feinheit der Abgleichung. Im allgemeinen genügt es, bloss die letzte Kondensatorbrücke zu verbinden, in welchem Fall man im wesentlichen die Anordnung nach Fig. 1 erhält, mit dem Unterschied, dass die Wellenfilter 31 und 32 eingeschaltet sind.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist zweistufige Verstärkung angenommen, wobei der Verstärker 16 beispielsweise mit seinem Abgabestromkreis über einen Potentiometerwiderstand 35 geschaltet ist, von dem ein Teil durch den Eintrittsstromkreis des zweiten Verstärkers 36 überbrückt ist, dessen Abgabestromkreis mit den Wicklungen 21 der Wiedergabespule 22 verbunden ist.
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