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SchaltungsanordnungzurÜbertragungvonausSinusschwingungenverschiedener
Frequenz zusammengesetzten Wechselstromerregungen.
Gewisse Schaltungsanordnungen zeigen die unangenehme Eigenschaft,'dass über sie hinweggeleitete Wechselströme, die aus Sinussehwingungen verschiedener Frequenz zusammengesetzt sind, ihren Charakter vollständig verlieren.
Bei der Sprachübertragung über Leitungen sind die Gründe, aus denen derartige Verzerrungen eintreten, bekannt und vollständig zu übersehen. Es finden sich in derartigen Schaltungen nämlich Elemente (Kabel, Übertrager, Kapazitäten), welche die verschiedenen Frequenzen der Sprachübertragungsströme in verschiedener Weise voreinander bevorzugen oder benachteiligen, und ein bekanntes Mittel, diese Verzerrungen zu kompensieren, besteht dann darin, dass man weitere gleichartige Elemente (Induktanzen, Kapazitäten) in die Leitungen einfügt, welche die entgegengesetzten elektrischen Eigenschaften besitzen, so dass die Gesamtordnung alle Frequenzen gleichmässig durchlässt.
Neuerdings sind nun bei Anordnungen zur elektrischen Sp@achübertragung ganz andersartige verzerrende Ursachen aufgetreten. So haben z. B. bei der Lichttelephonie mit elektrischen Glühlampen die durch Heizstromschwankungen verursachten Lichtschwankungen einen ganz andern Charakter als die sie hervorrufenden Ströme, ebenso ist beim Aufnahmeprozess der in der Selenzelle fliessende Strom durchaus nicht von gleicher Zmanunemetzung wie die Schwankungen de3 auffallenden Liehtes. Die Erfindung beruht nun in der Erkenntnis, dass diese Verzerrungen grundsätzlich von derselben Natur
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hervorgerufen werden.
Auf dieser Erkenntnis fussend, werden erfindungsgemäss die durch solche Elemente verursachten Verzerrungen in an sich bekannter Weise durch elektrische Schaltelemente, welche entgegengesetzte Verzerrungen aufweisen, behoben. Selbstverständlich ist die Erfindung auch anwendbar in allen andern Fällen, in welchen Verzerrungen von Wellenformen durch Reaktionsträgheit thermischer oder chemischer Vorgänge auftreten.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung in Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Telephonieren mit Licht veranschaulicht.
Die in der Sprechstelle A durch eine Mikrophon beim Sprechen erzeugten Stromschwankungen werden entweder direkt oder über eine Leitung zu einem Verstärker B geführt, und von hier gelangen die
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modifizierten und verstärkten Stromschwankungen dem Bsennstrom dieser Lampe überlagert werden.
Die von dieser Lampe ausgehenden Strahlen werden durch Scheinwerfer einer Selenzelle D zugeführt, die im Brennpunkt des Scheinwerfers H angeordnet ist. Dort werden die Helligkeitssehwankungen der Lampe wieder in elektrische Stromschwankungen übergeführt, welche durch einen Verstärker # am Telephon F hörbar gemacht werden.
Bei einer normalen Schaltung zur Sprachverstärkung würde man z. B. den Übertrager U1 so bemessen, dass er die mittleren Sprachfrequenzen gleichmässig überträgt. Es kann daher durch einen derartigen Übertrager eine Kompensation der durch die Trägheit der Glühlampe und der Selenzelle infolge
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Erfindungsgemäss wird nun der Übertrager Ui durch geeignete Bemessung der Selbstinduktion und Kapazität derart ausgebildet, dass er die höheren Frequenzen bevorzugt.
Anstatt die Kompensation durch einen einzigen Übertrager zu bewirken, kann sie auch auf mehrere verteilt werden. Es könnte aber auch der Empfänger so eingerichtet werden, dass er die höheren Frequenzen
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erreicht wird. Wie immer ist es vorteilhaft, die Kompensation durch Elemente vorzunehmen, die mit Energie liefernden Teilen zusammenwirken, z. B. im Vorübertrager eines Verstärkerrohres.
Beim Vorhandensein von Schaltungselementen mit begrenzter Wechselstromamplitude. z. B.
Röhrenverstärker, deren Amplitudengrenze im Anodenkreise durch den Sättigungsstrom gegeben i't. werden erfindungsgemäss die die höheren Frequenzen bevorzugenden Schaltungselemente vor demjenigen mit begrenzter Wechselstromamplitude angeordnet. Um zn zeigen, dass dadurch die günstigste Ausnutzung der bei A einwirkenden Erregung durch die Sendeverstärkung erreicht wird. sei angenommen, dass der von A ankommende Wechselstrom eine bestimmte Kurvenform a besitzt (Fig. 2). die sich nach der Fourierschen Gleichung in Sinuskurven verschiedener Frequenz, beispielsweise in zwei Frequenzen, e. zerlegen lässt.
Nun ist es bekannt, dass der Anodenstrom in Hochvakuumröhren nicht beliebig gross werden, sondern nur einen begrenzten Wert erreichen kann. Dies bedingt aber, soll nicht eine Verzerrung durch Abschneiden der Spitzenteile der Sekundär amplitude die Folge sein, einen begrenzten Bereich der Spannungsschwankungen L v am Gitter. In Fig. 2 sind die noch ohne Verzerrung zulässigen Spannung, s- schwankungen durch die Linien d d angedeutct.
Es werde nun angenommen, dass die ankommenden Wechselstromimpulse die Spannung am Gitter des Verstärkers über die Spannung/' ; erhöhen, dann wird offenbar der dem schraffierten Spitzenteil t entsprechende Teil der Sekundäramplitude im liter- stärker abgeschnitten und die Wechselstromkurve dementsprechend verzerrt. Wird der dem Verstärker vorgeschaltete Vorübertrager aber derart gewählt, dass er die höheren Frequenzen aus dem Komplex der Sinusschwingungen mit Vorzug überträgt, wobei also das Verhältnis der Amplituden zugunsten der höheren Frequenzen verschoben wird, so ergibt sich beispielsweise das Bild nach Fig. 3.
Die Sino- schwingungen c werden fast ungeschwächt in der Form d auf den Verstärker übertragen, während die
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resultierende Schwingung die Kurvenform al, die nicht mehr bis zu den Spannungsgrenzen cl reicht.
Die Wechselstromerregung geht somit in veränderter Form durch den Verstärker, ohne dass ein Teil der Sekundäramplitude abgeschnitten bzw. unterdrückt wird. Es ist also möglich, grössere Wechselstromamplituden zu verstärken, als wenn die Verschiebung des Verhältnisses der Amplituden verschiedener Frequenz erst hinter dem Verstärker vorgenommen wird. Hinter dem Verstärker muss die Verzerrung wieder aufgehoben werden, was z. B. durch entsprechende Bemessung des Nachübertragers geschehen kann oder durch besondere Ausbildung des Empfängers, wenn nicht schon ein Ausgleich durch die normale Benachteiligung der hohen Frequenzen durch die nachfolgenden Schaltelemente stattfindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Übertragung von aus Sinusschwingungen verschiedener Frequenz zusammengesetzten Wechselstromerregungen, in der einer mit Trägheit behafteten thermischen oder chemischen Veränderung unterworfene Elemente vorkommen, wie z. B. die Glühfäden und Selenzellen in Schaltungsanordnungen für Lichttelephonie, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bei Kompensation der Verzerrung von Stromkurven infolge der elektrischen Eigenschaften von Stromkreisen bereits bekannte.
Weise elektrische, die hohen Frequenzen bevorzugende Elemente in die Schaltungsanordnung eingefugt sind zum Ausgleich der Benachteiligung dieser Frequenzen durch die thermisch oder chemisch beeinflussten Elemente.