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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verstärkung von Hochfrequenzströmen mittels Entladungsröhren und bezweckt, Ströme bestimmter Frequenzen auswählend gegenüber Strömen anderer Frequenz, z. B. Hochfrequenzströme in einem grösseren Masse als Niederfrequenzströme, zu verstärken.
Zu diesem Behufe werden zwischen die Anode und die Gitterelektrode oder zwischen die Glühkathode und die Gitterelektrode Schwingungskreise eingeschaltet, welche auf die für die Verstärkung zu bevorzugenden Frequenzen abgestimmt sind, so dass die Ströme dieser Frequenzen selektiv verstärkt werden.
Durch Einführung eines dämpfenden Elementes, z. B. eines Widerstandes in bzw. vor diese Schwingungkreise kann das Einsetzen von dauernden selbsttätigen Schwingungen vermieden bzw. bis nahe an den Schwingungszustand herangegangen werden.
Es ist wohl bekannt, dass bei der Telephonie oder Telegraphie auf grosse Entfernungen, insbesondere da, wo viele Meilen Kabelleiter verwendet werden, eine Verzerrung der telegraphischen oder telephonischen Signalströme, entsprechend der verteilten Kapazität des Leitungsdrahtes oder Kabels beobachtet wird.
Dies trifft besonders bei Telephonlinien zu. Die Ströme höherer Frequenz werden mehr als die Ströme niederer Frequenz geschwächt, so dass die Wiedergabe der Sprache auf der entfernten Empfangsstation fehlerhaft oder unverständlich wird. Um diese Abnahme der höheren Frequenzen infolge der verteilten Linienkapazität zu beseitigen, pflegt man eine künstliche Induktanz, gewöhnlich in der Form von Pupinspulen, in regelmässigen Abständen entlang der Linie einzuschalten. Dieses Verfahren ist zwar wirksam, aber ausserordentlich teuer und bietet gewisse Schwierigkeiten.
Es gehört zu den besonderen Zwecken der Erfindung, bei derartigen Telephonieanlagen die Schwächung der Telephonströme höherer Frequenz zu verhindern. Nach der Erfindung wird hiefür vorgeschlagen, den bekannten Audionverstärker, wie er z. B. in der amerikanischen Patentschrift Nr. 841387 beschrieben ist, in einer derartigen Schwingungskreisanordnung zu verwenden, dass er seine verstärkende Wirkung selektiv ausübt, d. h. ankommende oder empfangene Ströme gewisser Frequenzen in höherem Masse verstärkt, als Ströme anderer Frequenzen.
In Ergänzung zu dieser Massnahme kann das Prinzip selektiver Verstärkung in der Weise ausgeführt werden, dass die normalen Sprachströme, bevor sie auf eine Telephonlinie übergehen, erst verzerrt und ihre höheren Harmonischen zu grösseren Amplituden gebracht werden, wenn diese Ströme später in ihrer Amplitude durch die verteilte Kapazität der Telephonlinie geschwächt werden, der zusammengesetzte Strom an der entfernten Empfangsstation in seiner normalen Form ankommen wird.
In Anwendung der Erfindung kann der selektive Audionverstärker auf der Linie an verschiedenen zwischenliegenden Punkten eingeschaltet werden, um so die verschwendeten höheren Frequenzkomponenten der Stromwelle wieder herzustellen, bevor sie vollständig durch die verteilte Kapazität einer langen Linie geschwächt sind. So können z. B. auf einer Telephonleitung von 4800 km Länge selektive Audionverstärker an 10 Punkten auf der Linie, in Abständen von annähernd 480 km, angeordnet werden.
In jeder dieser 10 Stationen werden die Telephonströme in der Amplitude wieder verstärkt, u. zw. mit einer der ursprünglichen Form ähnlichen Wellenform.
Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
In Fig. 1 ist ein Audionrohr 1 der bekannten Type mit zwei Anoden W und zwei Gittern G und dem Glühfaden F vorgesehen. Der Glühfaden F wird durch die Stromquelle A erhitzt und mittels des
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G in einem im Verhältnis zu den Gitterelektroden G, G verschiedenen Abstand vom Glühfaden F angeordnet. Der ankommende Strom, der verstärkt werden soll, wird von der Linie zu der Primärspule S eines Transformators T, vorzüglich eines Auftransformators, geführt. Die Seknndärspule des Transformators T kann, wie Fig. 1 bei 0 zeigt, in zwei voneinander getrennten Teilen gewickelt sein, wobei die Teile im Verhältnis zueinander eine grosse Kapazität besitzen, so dass sie gewissermassen kapazitiv untereinander verbunden sind.
Ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators T ist direkt mit
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Anoden W, W sind durch die Primärspule eines Transformators V zum positiven Ende einer Stromquelle, wie etwa der Batterie B, geführt, während das negative Ende dieser Batterie mit dem Glühfaden F des Audions verbunden ist. Der Ausgangskreis L ist mit der Sekundärspule des Transformators V verbunden.
Ein Schwingungskreis, bestehend aus der Induktanz E und der Kapazität H ist an dem einen Ende mit den Anoden W, JV und an dem andern Ende mit den Gitterelektroden G, G verbunden. Wenn erwünscht, kann eine Kapazität, vorzugsweise in der Form eines variablen Kondensators C, in diesen Kreis eingeschaltet werden. Vorzugsweise wird auch ein variabler dämpfender Widerstand J in die Anschlussleitung dieses Kreises zu den Gitterelektroden eingefügt. Die natürliche Periode des Schwingungskreises E, H hängt in weitem Grade von den Werten der Selbstinduktion der Spule E und der Grösse der Kapazität des Kondensators H ab.
Sie hängt aber ebenfalls von den Konstanten des Audions selbst ab, der Erhitzung des Fadens F, dem von der Batterie B zugeführten Potential, der Grösse des Widerstandes J und der Grösse des Widerstandes D, der zwischen die Gitter-und Glühfadenelektroden der Audione geschaltet ist. Der Widerstand J kann auch in den Schwingungskreis H, E selbst eingeschaltet
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Neben dem ersten Schwingungskreis H, B kann ein zweiter, ähnlicher Kreis, mit den Elementen C', il, Ei, Hi, die mit den entsprechenden Elementen des ersten Kreises übereinstimmen, zwischen Gitterelektroden und Anoden eingeschaltet werden.
Dieser zweite Schwingungskreis Ef, Hf ist auf eine von dem natürlichen Wert der Schwingungen des Schwingungskreises abweichende Frequenz abzustimmen, die der selektiv zu verstärkenden Frequenz entspricht. Es kann so eine beliebige Zahl von auf verschiedene Frequenzen abgestimmter Schwingungskreise zur selektiven Verstärkung der entsprechenden Frequenzen an das Audion angeschlossen werden.
Es ist jedoch nicht notwendig, je einen Schwingungskreis dem Audion für jede verschiedene Frequenz, die man zu verstärken wünscht, anzuschalten. Es hat sich gezeigt, dass ein einziger solcher Kreis, dessen Eigenfrequenz annähernd 1500 Perioden in der Sekunde ist, ankommende Ströme von beträchtlich höheren Frequenzen als 1500, beinahe im gleichen Massstabe verstärkt, während gleichzeitig Ströme von beträchtlich niedrigen Frequenzen auch verstärkt werden. Es hat sich ergeben, dass zwei solche verstärkenden Kreise, von denen die Eigenperiode des einen etwa 1500 in der Sekunde und die Eigenschwingung des anderen etwa 2500 in der Sekunde beträgt, Ströme aller Frequenzen zwischen 1200 und 3000 pro Sekunde verstärken.
Es ist daher möglich, ein einzelnes Audion mit wiederverstärkenden Kreisen dazu zu bringen, so selektiv Sprachströme zu verstärken, dass alle höheren Harmonischen über die der niedrigeren oder Grundfrequenz verstärkt werden.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Schaltanordnung nach der Erfindung dargestellt,
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Induktanz Z in dem Anodenkreis gekoppelt, so dass eine Rückkoppelung zwischen dem Anodenkreis und den zwischen den Gittern und dem Glühfaden liegenden Schwingungskreis vorhanden ist. Mit dieser Anordnung von Kreisen würde das Audion die Quelle dauernd schwingender Ströme werden, die in dem Anodenkreis erzeugt und auf den Gitterkreis reflektiert werden, um wieder verstärkt zu werden, wenn in den besagten Kreisen nicht die dämpfenden Widerstände J und J2 vorhanden wären. Trotzdem besitzen diese Kreise die Tendenz, dem Audion zugeführte Ströme zu verstärken, vorausgesetzt, dass die Frequenzen dieser Ströme denen der Selektions-oder Verstärkungskreise nahe liegen.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausfiihrungsform der Schaltung nach der Erfindung dargestellt, in der die ankommenden Ströme zu einer der Gitterelektroden, z. B. Su geführt werden. Eine der Anoden, z. B. W1 ist mit der Ausgangsleitung in der üblichen Weise verbunden. Die Schwingungs-oder Verstärkungskreise sind an die anderen Elektroden W2, G des Audionrohres 1 angeschaltet. Jeder der Schwingungskreise enthält eine gemeinsame Induktanz X, die mit der Spule Z in dem Ausgangskreis in der bei Fig. 2 beschriebenen Weise zusammengeschaltet ist. Die einzelnen Induktanzen E', jE, E3 usw. und die entsprechenden Kapazitäten HI, H2, H usw. bestimmen die Periode der selektiv zu verstärkenden Kreise, von denen drei in Fig. 3 gezeigt sind.
Die Wirkung dieser Kreise, die mit dem Ausgangskreis verbunden sind, besteht auch hier darin, dass dem Audion eine Neigung zur nicht proportionalen Ver-
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Kreise liegen. Gemäss Fig. 3 ist der übliche Dämpfungswiderstand J in den gemeinsamen Weg der Schwingungskreise eingeschaltet, um das Audion am, ; Selbsttönen" zu hindern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verstärkung von Hoehfrequenzströmen mittels Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass Ströme bestimmter Frequenzen durch Einschaltung von auf diese Frequenzen abgestimmten Schwingungskreisen (H, E, Hf, E) zwischen die Anode (W) und Gitterelektrode (G) oder die Glühkathode (F) und die Gitterelektrode (G) der Röhre selektiv gegenüber den Strömen anderer Frequenz verstärkt werden (Fig. 1),