Fernmeldeeinrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ferumeldeeeinrielltungen, in welchen ein Gleiehstromrelais durch ein Wechselstrom- 1.elais betätigt wird.
In Fernmeldeanlagen wird zur Übertra- ,ung von Signalen gewöhnlichWechselstrom benützt. Dabei wird am Senderende der An lage ein Hochfrequenzstrom von beispiels weise<B>1000</B> Perioden mit einem Niederfre- quenzstrom von beispielsweise<B>20</B> Pe rioden muduliert, um nach einer fernen Sta tion übertragen zu werden.
In der feinen Station wird ein Demodulator zur Demodu- lierung des Niederfrequenzstromes von 20 Perioden aus dem Hochfrequenzstrom voD <B>1000</B> Perioden und ferner ein polarisiertes Relais vorgesehen, welches so eingerichtet <B>C</B> ist, dass sein Anker mit der Frequenz des durch Detektion erhaltenen Zeichenstrowes schwingt.
Ferner müssen in einer derartigen Anlage Stromkreisanordnungen getroffen werden, durch die ein zweites Relais dureh die Kontakte des polarisierten Relais konti nuierlich betätigt wird, so oft als das pola risierte Relais durch den niederfrequenten Zeichenstrom erregt wird. Dieses zweite Re- lais kann zur Aufzeichnung des Signals be. nützt werden.
In bisher bekannt gewordenen Anord nungen war das polarisierte Relais mit einem Kondensator, einem Wechselstromrelais und einer Batterie verbunden, so dass der Konden sator durch das polarisierte Relais über die Wichlung des Weellselstromrelais abwechs lungsweise geladen und entladen wurde, wo bei der Lade- und Entladestromkreis des Kondensators Idas Wechselstromrelais konti nuierlich betätigte.
Bei dieser Einrichtung musste indessen der Anker des polarisierten Relais jeden Kontakt ziemlich lang ge schlossen halten, so dass der Lade- und Entladestrom des Kondensators genügend gross werden konnte, um das Wechselstrom- relais kontinuierlich betätigt zu halten.
Nach der Erfindung sind Mittel vorge sehen, durch welche ein Wechselstromrelais ein Gleichstromrela-is derart steuert, dass das Gleichstromrelais während dem Ansprechen des ersten Relais auf Wechselstrom und un abhängig von der Zeit, während welcher das Wechselstromrelais seinen Kontakt schliesst, kontinuierlich betätigt werden kann. Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes.
Die Fig. <B>1</B> zeigt ein Wechselstromrelais W:" dessen Anker<B>A,</B> auf einem der ihm zu geordneten Kontakte<B>1</B> und 2 ruht. Wird den Leitern L ein Wechselstrom mit einer Zeichenfrequenz angelegt, so beginnt der Anker<B>A,</B> in Übereinstimmung mit der Fre quenz des angelegten Stromes zwischen den Kontakten<B>1</B> und '.) zu schwingen. Das Gleichstromrelais W2 besitzt einen Anker<B>A.-"</B> ,der sich zwischen den Kontakten<B>3</B> und 4 bewegen kann. Sobald der Anker A2 den Kontakt<B>3</B> berührt, wird ein Stromkreis L' geschlossen, welcher am Kontakt<B>0'</B> und am Anker Ai, angeschlossen ist.
Ferner sind zwei Kondensatoren<B>C,</B> und<B>C,</B> und eine zu ihrer Ladung dienende Batterie B vorgesehen. In der Einrichtung sind weiter zwei Wider stände R, und B2 vorhanden, von denen R, zur Regelung der Enladung des Kondensa- tors <B>C"</B> B2 zur Regelung der Ladung dieser Kondensatoren bestimmt ist, was im folgen den näher erläutert wird.
Wenn der Anker<B>_A,</B> des Relais W, mit genügender Amplitude schwingt, macht er abwechslungsweise mit<B>1</B> und 2 Kontakt. Wenn der Anker<B>A,</B> den Kontakt<B>1</B> schliesst, werden die Kondensatoren<B>C,</B> und<B>C2</B> durch die Batterie B im folgenden Stromlaeis ge laden: Batterie B, Widerstand R." Konden sator C, und Wicklung, W2, Kondensator<B>C"</B> Anker A, und Erde. Der Widerstand B--, welcher in diesem Stromkreis in Reihe ge schaltet ist, verhindert die Funkenbildung am Kontakt<B>1,</B> welche etwa durch zu hohes Laden des Kondensators bewirkt werden könnte.
Durch den Strom, der durch die Wicklung W2 fliesst, wird die Armatur<B>A2</B> angezogen, wodurch der Stromkreis L' ge schlossen wird.
Wenn der Anker 4, des Wechselstrom- relais W, den Kontakt 2 schliesst, so kann sich der Kondensator C, über den Wider stand R,. entladen. Dieser Widerstand ist so bemessen, dass er jede Funkenbildung beim Schliessen des Kontaktes 2 verhindert. Der Kondensator C_#, welcher parallel zur Wick lung des Relais W2 geschaltet ist, entlädt sich über das Relais W, und hat zur Folge, dass es arbeitet. Hierauf schliesst der Anker <B>AI</B> den Kontakt<B>1</B> neuerdings und lädt die Kondensatoren C,. und C, auf, und so weiter.
Der Kondensator<B>C2</B> besitzt eine genügend grosse Kapazität, um -das Relais W2 wenig stens während der Zeit, die -der Anker<B>A,</B> benötigt, um vom Kontakt<B>1</B> nach 2 zu gehen, erregt zu halten. Das Relais TY, bleibt solange betätigt, als sieh der Anker<B>A,</B> beim Durchfluss des Wechselstromes durch die Wicklung des Relais W, zwischen den Kontakten<B>1</B> und 2 bewegt.
Wenn die Kon densatoren C, und<B>C2</B> die richtige Kapazität und die Wicklung des Relais W2 dia richtige Impedanz besitzen, lässt sich die niedrigste Frequenz, bei welcher das Schwingen, des Ankers<B>A,</B> ein kontinuierliches Arbeiten des Relais TV2 bewirkt, genau abgrenzen.
Die obere Grenze der Frequenz, bei wel- eher die Einrichtung noch arbeitet, ist zur <I>?n</I> Hauptsache durch die maximale Frequenz, bei welcher das Relais W, noch anspricht, bestimmt. Natürlich spricht der Anker<B>A.,</B> .des Relais TV, nicht mehr an, sobald die 'Wicklung des Relais TV" einen Strom erhält, dessen Frequenz Über der genannten obern Grenze liegt.
Wird die Höhe der Energie, die der Wicklung des Relais W, zu-,führt wird, durch irgend eine an sich bekannte Strombegrenzungsvorriehtung begrenzt, so lassen sieh die Frequenzgrenzen, innerhalb welchen die Einrichtung noch arbeitet. sehr nahe aneinander bringen, so dass die Einrich tung in bezug auf Frequenz ziemlich selektiv wird. Der Strom in der Wicklung cl(#s Re lais W2 ist praktisch unabhängig von der Stromstärke in der Wiehlung W, und zudem auch unabhängig von der Dauer der Zeit, während welcher der Anker<B>A,</B> des Relais W, auf diesem oder jenem Kontakt verweilt.
Auf diese Weise wird das Relais W, solange kontinuierlich betätigt, dass der Anker<B>A,</B> des Relais TV, mit genügender Auiplitude schwingt, um beide Kontakte<B>1</B> und 2 zu berühren. An Stelle des Widerstandes<B>B,</B> kann eine Verzögerungsspule gesetzt werden. Dadurch wird aber die Zeit, während welcher der An ker am Kontakt<B>1</B> zu liegen hat, um das Relais W, kontinuierlich zu betätigen, ver längert. Ferner kann an Stelle der beiden Widerstände B, und R2 ein einfacher Wider stand benützt werden.
In der Fig. 2 der Zeichnung ist W# die Wicklung eines Wechselstromrelais, welche durch die Leiter L-.> an eine Zeichenfre- quenz-Stromquelle angeschlossen ist. Dieses Relais besitzt einen Anker<B>_A,</B> welcher zwi- ,sehen den Kontakten<B>5</B> und<B>6</B> schwingen kann. Der Anker A3 kann anfänglich auf irgend einem dieser Kontakte ruhen.
Sobald ein Wechselstrom aus der genannten Quelle über die Leiter L. in der Wicklung W, des Wechselstromrelais ankommt, schwingt der Anker Az, in Übereinstimmung mit der Fre quenz des angelegten Stromes zwischen den Kontakten<B>5</B> und<B>6.</B>
W, ist die Wicklung eines Gleichstrom relais, dessen Anker<B>A,</B> zwischen den Xon- takten <B>7</B> und<B>8</B> schwingen kann. Wenn der Anker<B>A,</B> den Kontakt<B>7</B> schliesst, wird der aus den Leitern L.- bestehende Austritts stromkreis geschlossen und sobald der Anker .4, den Kontakt<B>7</B> verlässt, geöffnet.
In dieser Einrichtung sind zwei Konden satoren C:, und<B>C,</B> vorgesehen, wobei der Kon densator C#, direkt mit einem Widerstand<B>B</B> und einer Induktanz L, in Reihe geschaltet ist. Ferner ist eine, Batterie B, zum Laden dieser Kondensatoren vorgesehen. Der Kon densator<B>C,</B> ist direkt mit der Wicklung W4 des Gleichstromrelais parallel gesehaltet, und seine Kapazität ist gross genug, um bei seiner Entladung über die Wicklung des Relais 'W4 dieses während eines bestimmten zum voraus festgelegten Zeitintervalles betätigt zu hal fen.
Die Induktanz L., ist mit dem Konden sator C., in Reihe geschaltet und bildet einen Spannungs-Resonanzkreis, welcher für irgend eine Frequenz, die innerhalb zum voraus festgelegter Grenzen liegt, eine sehr niedrige Reaktanz aufweist, wobei die reinenWerte der induktiven und kapazitiven Reaktanzen des die Induktanz L4 und den Kondensator C2, enthaltenden Stromkreises durch die In- duktanz der Wicklung W,
bezw. die Kapa zität des Kondensators C4 <B>um</B> etwas ver ändert werden. Der Widerstand<B>B</B> ist mit der Induktanz L4 und dem Kondensator C" in Reihe geschaftet, womit der Grad der Selektivität der Einrichtung geregelt werden kann, das heisst man kann durch die Grösse des Widerstandes R die Breite des Frequenz bandes, innerhalb welchem das Gleichstrom relais anspricht und betätigt bleibt, fest legen.
Wenn der Anker<B>A,</B> des Wechselstrom- relais mit genügender Amplitude sellwingt, schliesst er abwechslungsweise die Kontakte <B>5</B> und<B>6.</B> Sobald der Kontakt<B>5</B> durch den Anker<B>A,</B> berührt wird, werden die Konden- saforen C, und C4 durch die Batterie B2 im fol genden Stromkreise aufgeladen:
Batterie B2, Wicklung des Gleichstromrelais W4 und<B>pa-</B> rallel geschalteter Kondensator C4, Induktanz L4,'Widerstand R, Kondensator CI" Anker<B>A",</B> des Wechselstromrelais, Kontakt<B>5</B> und Erde. Unter normalen Betriebsverhältnissen ist der Ladestrom an sich genügend gross, um das Gleichstromrelais zu betätigen und es w51- rend einer kurzen Zeitperiode betätigt zu halten. Da das Gleichstromrelais erregt wird, zieht es den Anker<B>A,</B> an, -welcher dabei den die Leiter L, enthaltenden Austrittsstrom kreis schliesst.
Wenn der Anher <B>A"</B> des Wechselstromrelais den Kontakt<B>6</B> schliess't, entlädt sich der Kondensator C" über den Widerstand R und die Induktanz L4, Wobei der Entladestromkreis den Kondensator C., Widerstand<B>B,</B> Induktanz L4, Kontakt<B>6</B> und Anker A#, des genannten Relais enthält.
Der mit der Wicklung W4 parallel geschal- Jete Kondensator C4 entlädt sich. -aber die, Wichlung W4, <I>so</I> dass das Relais erregt bleibt.
'Dabei ist die Kapazität des Konden- sators C4 gross genug, damit das Gleich stromrelais während der Zeit, die der Anker <B>3</B> des Wechselstromrelais benötigt, um vom Kontakt<B>5</B> nach dem Kontakt<B>6</B> und zurück nach dem Kontakt<B>5</B> zu gehen, betätigt bleibt, insbesondere, wenn der Wicklung W-, des Wechselstromrelais ein Strom mit der richtigen Frequenz aufgedrückt wird.
Es ist ersichtlich, dass die Entladung des Konden- sators C, über die Wicklung WI des Gleich stromrelais gewöhnlich stattfindet, sobald der Anker<B>A,</B> des Wechselstromrelais den Kontakt<B>5</B> verlässt. Hierauf schliesst der An ker<B>A,</B> neuerdings den Kontakt<B>5,</B> wodurch die Kondensatoren<B>C,</B> und<B>C,</B> erneut auf geladen werden usw. Es ist weiter ersieht- lieh, dass die Wichlung Wl,
des Gleichstrom relais teilweise durch den Strom der Bat terie<U>B.</U> beim Aufladen und teilweise durch den Stromfluss bei der Entladung des Kon- densators <B>C,</B> ei-regt wird, und dass ferner das Gleiehstromrelais solange erregt bleibt, als der Anker A, des Wechselstromrelais, wäli- rend dieses auf den Strom in seiner Wick lung W" anspricht, sich zwischen den Kon takten<B>5</B> und<B>6</B> bewegt, vorausgesetzt, dass dieser Strom die richtige Frequenz besitzt,
Die Zeitkonstante des Ladestromkreises ist praktisch gleich der Zeitkonstanten des Entladestromkreises, mit andern Worten, die Zeit, welche erforderlich ist, bis die Kon densatoren<B>C-,</B> und<B>C,</B> beim Anschliessen der Batterie<U>B.</U> richtig geladen sind, ist prak tisch gleich- derjenigen, welche der Konden sator<B>C..,</B> bei der Entladung über den Strom kreis mit dem Widerstand R der Induktanz L, und dem Anker A#, benötigt.
Die Zeit konstanten der Lade- und Entladestrom- kreise können praktisch gleich gemacht wer den, indem man die Kapazität des Konden- sators <B>C,</B> gegenüber derjenigen des Konden sators Cr. gross macht. Die Stromkreise. die das Wechselstrom- relais mit dem Gleichstromrelais verbinden, sind Selektivstromkreise. <B>In</B> der Tat ist der Ladestromkreis ein Spannungsresonanzkreis, in welchem der Widerstand zur Regelung der Resonanzschärfe des Stromkreises ein gefügt worden ist.
In einem einfachen Spannungsresonanzstromkreis, welcher nichts weiter als Induktanz und Kapazität enthält, ist für eine bestimmte Frequenz die totale Reaktanz des Stromkreises gleich Null, und für diese Frequenz ist die Impedanz des Stromkreises gleich dem Widerstand des Stromkreises. Diese Frequenz wird gewöhn lich Resonanzfrequenz genannt und man sagt dementsprechend, dass der Stromkreis für diese Frequenz in Resonanz sei. Die Impe danz dieses Stromkreises besitzt bei der Re sonanzfrequenz ihren kleinsten Wert, das heisst, sie ist gleich dem Widerstande des Stromkreises, während sein Strom bei Reso nanzfrequenz am grössten ist.
Der Konden sator<B>C.,</B> der Widerstand<B>B,</B> die Induktanz TII und die parallele Wieklung W, und der Kondensator<B>C,</B> bilden eine etwas modiii- zierte Form des Spannungs-Resonanzkreises. Dieser Stromkreis zeigt vernachlässigbar kleine Reaktanz für Frequenzen zwischen bestimmten und zum voraus festlegbaren Grenzen.
Diese Grenzfrequenzen können so ,(,rewä,hlt werden. dass das Gleichstromrelais betätigt wird und bleibt, sobald die der Wichlung W.-, des Wechselstromrelais auf- gedrüakte Frequenz innerhalb jener Gren zen liegt, und das Gleichstromrelais WI nicht betätigt wird, sobald die Frequenz des aufgedrückten Stromes ausserhalb dieser Grenzen liegt.
Auf diese Weise bringt das Einfügen eines Induktanz und Kapazität enthaltenden Stromkreises zwischen ein pola risiertes und ein Gleichstromrelais eine ",e- wisse Selektivität mit sich<B>und</B> aus diesem Grunde spricht die Einrichtung erst dann -in, wenn die richtigen Frequenzverhältnisse \,orliegen.
Wenn die Frequenz des der Wieklung W, nufgedrückten Stromes oberhalb der festge legten Grenzen liegt, besitzt der Kondensa tor<B>Q,</B> nieht Zeit genug, um sieh vollständig aufzuladen bezw. zu entladen, wobei das Mass der Ladung bezw. der Entladung haupt sächlich durch die Induktanz L, geregelt wird. Das Gleichstromrelais erhält in diesem Falle nicht genüglend Strom und kann nicht arbeiten bezw. betätigt bleiben.
Anderseits wird der Kondensator<B>C"</B> wenn die Frequenz des aufgedrückten Stromes unterhalb der festgelegten Grenzen liegt, keinen genügen- den Strom in der Wicklung W. des Gleich stromrelais aufrecht erhalten können, so dass letzteres nicht betätigt werden und bleiben kann.
Besitzt indessen die Frequenz des aufge drückten Stromes einen passenden Wert, das heisst liegt diese Frequenz zwischen den oben festgelegten Grenzen, so wird der Kon densator<B>C,</B> im richtigen Masse aufgeladen bezw. entladen und die zwi sehen den Platten dieses Kondensators auftretende Spannung kann infolge der bekannten Resonanzwir kungen höher als die normale Betriebs spannung der Batterie B# werden. Die Folge davon ist ein beträchtliches Frequenzunter- scheidungsvermögen.