ElektAsche Übertragungseinrichtung mit Sprechfreqaenzrerstärlcer und diesem beigeordnetem Steuermittel. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Übertragungseinrichtung mit Sprech- frequenzverstärker und diesem beigeordne tem Steuermittel und bezweckt die störende Wirkung des sogenannten Leitungsgeräu sches auf das Arbeiten derartiger Einrich tungen zu vermindern.
Bekanntlich erweist sich das Leitungs geräusch als eine der hauptsächlichsten Störungsquellen für das Arbeiten von Sprech- frequenzverstärkern. Derartige Verstärker mit Steuerung durch Sprechströme, die bei "ruhigen" Leitungen durchaus zufrieden stellend arbeiten, sind bekannt. Sie sind je doch wirtschaftlich unzulänglich oder er geben bei mit Geräusch behafteten Leitungen eine schlechte Übertragung.
Diese Schwie rigkeiten konnten bis zu einem gewissen Grade durch Stromkreisanordnungen beseitige werden,, in denen Vorkehrungen zum Unter scheiden zwischen gleichförmigen Strömen und plötzlichen Impulsen vorgesehen * wur- den. Diese Anordnungen gehen von der Theorie aus, dass die ;Sprechenergie in Form von Impulsen übertragen wird, welche den gesprochenen Worten entsprechen.
Die erfindungsgemässe Übertragungsein richtung beseitigt die erwähnten Nachteile und zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuermittel durch zu übertragenden Sprech strom und durch Leitungsgeräusch ver ursachenden Strom beeinflusst wird und zwei von einer ankommenden Leitung ab zweigende, parallele Stromwege umfasst, in denen die Wirkungen auf die genannten Ströme verschieden sind,
wodurch in Abhän gigkeit vom Vorherrschen der einen oder andern Stromart in einer an die Ausgänge der genannten parallelen Stromwege ange- sehlossenen Relaisvorrichtung verschiedene Resultate bewirkt werden und diese Relais vorrichtung den vom Sprechfrequenzverstär- ker abgehenden Stromweg gemäss diesen ver schiedenen Resultaten.
steuert. Dabei kann jeder dieser von der ankom menden Leitung abzweigenden, parallelen Stromwege eine einstelbare Elektronen röhre umfassen, wobei in die Austrittskreise dieser Röhren die Wicklung oder Wick lungen der genannten Relaisvorrichtung ein geschaltet sind. Ferner kann der eine die ser parallelen Stromwege ein Verzögerungs filter aufweisen, welches zwischen die Austrittsklemmen der Röhre dieses Strom weges und die genannte Relaisvorrichtung eingeschaltet ist, zum Zwecke, die Sprech ströme gegenüber den entsprechenden Strö men im andern Stromweg zu verzögern.
Nachstehend sind zwei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes be schrieben.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines durch Sprech ströme betätigten Verstärkers; die Fig. 2 und 3 sind Kurven, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung der Fig. .i und der der Erfindung zu, -runde liegenden Theorie dienen; die Fig. 4 zeigt eine ab geänderte Form der Einrichtung der Fig. 1.
In der Fig. 1 bezeichnen LW und LE zwei über einen Verstärker R verbundene Leitungsabschnitte eines Übertragungsweges, beispielsweise eines in einer Richtung wirk samen Weges eines ZweidTäht-Zweiröhren- v erstärkerstromkreises oder eines Vierdraht verstärkerstromkreises, wobei der nach der andern Richtung wirksame Weg und die dazu gehörende Ausrüstung auf der Zeich nung weggelassen ist.
Bei solchen Strom laeisen wird normalerweise mindestens einer der zur Übertragung benützten Wege kurz geschlossen, um dadurch das Pfeifen des Verstärkers und die Echobildung in der Leitung zu verhindern. Die Steuerung des Kurzschlussstromkreises erfolgt durch ein durch -Sprechstrom betätigtes Relais, derart, dass die Sprechströme die Öffnung des $urzschlussstromkreises bewirken und da durch die Übertragung über =diesen Weg ge statten.
Während nun Sprechströme über einen der zu ihrer Übertragung dienenden Wege übertragen werdet, beispielsweise iu Fig. 1 über jenen, der die Leitungsabschnitte LW und LE enthält, hält ein auf der.
mit dem Abschnitt LE verbundenen Kurzschluss- sbromkreis einwirkendes polarisiertes Relais diesen offen, und .da gewöhnlich im andern, nicht dargestellten Weg zu dieser Zeit keine Sprechströme vorhanden sein werden, wird der zugehörige Kurzschlussstromkreis ge schlossen sein.
In der Fig. 1 sind zur Verminderung der. Wirkung des Leitungsgeräusches fol gende Vorkehrungen getroffen: Vom Lei- tungsabschnitt LIF des Sprechstromverstär- kers führen zwei Leiter L1 über einen Ver stärker 2 nach einem zwei parallele Strom wege 3 und 4 aufweisenden Stromkreis, wovon jeder einen Aufwärtstransformator, einen Vakuumröhrendetektor und eine Wick lung eines differential gewickelten polari sierten Relais 5 enthält.
Der Eintrittsstrom- kreis der Relaissteuerröhre 6 ist über einen Transformator 7 mit dem Verstärker 2 ver bunden und derjenige der Hilfsröhre 8 über einen Transformator 9. Als Röhren werden Dreielektrodenröhren verwendet. Der Aus trittsstromkreis der Röhre 6 ist mit der Wicklung 10 des Relais 5 und derjenige der Röhre 8 mit der Wicklung 11 dieses Relais verbunden.
Es wird gewünscht, dass die ge geneinander wirkenden Ströme in den Dif ferentialwicklungen des polarisierten R; - lais, dessen Anker an einen seiner Kon takte anlegen sollen, um dadurch die Aus gangsleiter L3 geschlossen zu halten, so dass der Leitungsabschnitt LE unter normalen Verhältnissen kurzgeschlossen bleibt.
Diese magnetische Wirkung wird dadurch erhalten, dass man den Strom durch die IElfsröhre 8 bis zu einem gewissen, durch das maximal zulässige Leitungsgeräusch bestimmten Wert grösser sein lässt als derjenige im Strom weg der Relaissteuerröhre 6. Um ungleich Ströme hervorzubringen, sind die Röhren auf irgend eine Weise auf verschiedene Sät tigungswerte adjustiert, beispielsweise durch -Transformatoren mit verschiedenen @ber- setzungsverhältnissen, oder aber man versieht das polarisierte Relais mit ungleichen Wich- langen.
Durch die beiden parallelen Strom wege 3 und 4 wird die über den Leitungs- abschnitt LT@I% empfangene Geräuschenergie geteilt, wobei ein Teil über einen und ein Teil über den andern Stromweg übermittelt wird, um in einer der Relaiswicklungen z ur -Wirk ung zu kommen. Da diese Wir- kungen des Leitungsgeräusches entgegen gesetzt sind,
wird das Relais durch das Leitungsgeräusch nicht betätigt. Sobald hin gegen Sprechenergie über die Leiter I@@, den Verstärker 2 und die parallelen Wege und 4 übertragen wird, so wird der über den Transformator 7 der Röhre 6 zugeführte Strom durch diese gleichgerichtet, und der gleichgerichtete Sprechstrom hat eine genü gende Stärke, um das Relais 10 vermittelst der Wicklung 10 zu betätigen.. Der über den Weg 4 und den Transformator 9 der Röhre .8 zugeführte Strom wird als gleichgerichteter Strom dem Stromkreis 12 zugeführt, wo er so lange verzögert wird, bis das Relais inzwischen ganz aufziehen konnte.
Wenn schliesslich der verzögerte Strom die Relaiswicklung 11 erreicht, be sitzt er infolge der Verschiedenheit der Sät tigungsRrerte der beiden Röhren nicht die zur Neutralisierung der magnetischen Wir kung des Stromes der Wicklung 10 erfor derliche Stärke.
Die Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Form des oben beschriebenen Stromkreises, in wel cher die vom Weg L, lF 1 des durch Sprech strom betätigten Verstärkers (in der Figur nicht dargestellt) abzweigenden Leiter L2 mit einem Eingangstransformator verbunden sind, welcher seinerseits mit der Hilfe- oder Seliutzröhre 14 und mit der Röhre 15 oder Arbeitsröhre verbunden ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind diese Röhren in Gegentaktschaltung angeordnet. Bei dieser Anordnung besitzen die Leitungsgeräusch ströme in den Austrittsstromkreisen ent gegengesetzte Richtungen und heben sich in den Widerständen 16 und 17 auf.
Im Aus trittsstromkreise der Schutzröhre 14 ist ein Verzögerungsfilter vorhanden. welcher aus der Induktanz 18 und Kapazitätselementen 19 und 20 besteht. Es ist ohne weiteres er sichtlich, dass, wenn Sprechströme im Trans formator 13 ankommen und den Arbeite-. bezw. Schutzweg durchfliessen, der durch die Arbeitsröhre fliessende Strom ungehin dert nach dem Verstärker 21 fliessen kann, während der die Schutzröhre durchfliessende Strom im Filter in ähnlicher Weise ver zögert wird, wie bei Fig. 1.
Die Anordnung der Fig. 4 wird gegenüber derjenigen der Fig. 1 vorteilhaft in Einrichtungen benützt, bei denen eine hohe Verstärkung und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit für die Relais gewünscht wird.
Hingegen besitzt ander seits die Anordnung der Fig. 4 den Nach teil, dass sie kostspielige Heiz- und Anoden batterien für den Verstärker 21 erfordert, welche vorgesehen sind, um ein Xurzschlie- ssbn über die lfeizdralitverbindung 22 der Röhren zu verhindern.
Die in beiden Figuren dargestellten Fil ter können der an sich bekannten, Nieder frequenz durchlassenden Type angehören.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung an hand der Kurven der Fig. 2 und 3 näher beschrieben werden.
Zum besseren Verständnis soll angenom men werden, dass, wenn keine Sprechströme empfangen werden, im Weg<I>LW</I> ein Lei tungsgeräusch vorhanden sei. Die Energie dieses Leitungsgeräusches kann für jedes Zeitintervall als konstant betrachtet werden. Die über den Weg<I>LW</I> empfangene Geräusch energie teilt sich, wobei der über den Trans formator 7 übertragene Teil über den Wider stand 20 dem Eintrittsstromkreis der Röhre 6 und der über den STransforma- tor 9 übertragene Teil über den Wider stand 24 dem Eintrittsstromkreis der Röhre 8 aufgedrückt wird.
Der durch die Röhre 6 fliessende Strom wird gleichgerichtet und au die Wicklung 10 des polarisierten Relais 5 abgegeben und derjenige über die Röhre 3 wird ebenfalls gleichgerichtet und über den Verzögerungsstromkreis 12 nach der Wick lung 11 des Relais 5 übertragen. Da aber das Relais 5 differential gewickelt ist, wirken die .Ströme entgegengesetzt, und das Relais 5 wird nicht betätigt. Der Filter ist so be rechnet, dass er die Geräuschströme, sowie die durch die Sprechenergie übertragenen Impulse verzögert.
Da aber die Geräusch ströme für verhältnismässig lange Intervalle gleichförmig sind, wirkt die Verzögerung solcher Ströme derart, dass' das Relais 5 am Anfang jedes Intervalles momentan an spricht. Die Intervalle gleichförmigen Stro mes besitzen beträchtliche Dauer, und die momentane Betätigung des Relais 5 infolge der Änderungen der Geräuschströme kann deshalb als ein vernachlässigbarer Faktor betrachtet werden.
Die Schutzröhre ist so adjustiert, dass sie für eine bestimmte Ener giehöhe, die durch das maximal zulässige Geräusch bestimmt wird, gesättigt ist, und daher das Potential des Stromes, welcher den Filter ungehindert passiert und keine Wirkung auf das Relais 5 ausübt, unter diesem Niveau liegt. Der Punkt, welcher diesem Niveau entspricht, ist in den Kurven der Fig. 2 mit X bezeichnet, wobei die obere und die untere Charakteristik der Röhre 6 bezw. 8 entsprechen.
Wird nun vom Verstärkerstromkreis über die Leiter L,. ein Sprechenergieimpuls empfangen, so wird der zusammen mit dem Teil des Leitungsgeräusches über den Trans formator 7 übertragene Teil dem Eintritts stromkreis der Arbeitsröhre 6 aufgedrückt und durch diese gleichgerichtet, und da diese Röhre so adjustiert ist, dass sie einen bedeutend höheren Sätfigungswert als die Schutzröhre besitzt, so ist der .Strom im Austrittsstromkreis stark genug, um das Re lais 5 zu betätigen. Die Grade der Sättigung der beiden Röhren sind in der Fig. 2 dar gestellt.
Derjenige Teil der Sprechenergie, welcher zusammen mit dem Leitungsgeräusch über -den Transformator 9 nach der Schutz röhre 8 übertragen wird, wird über das Fil ter 12 an die Wicklung 11 des Relais 5 ab gegeben. Dieser Strom würde eine genügende Stärke besitzen, um das Arbeiten des Re lais 5 zu verhindern, vorausgesetzt, dass er die Wicklung 11 zur gleichen Zeit erreicht wie der Strom der Röhre 6 die Wicklung 10, doch gewährleistet die Verzögerung durch den Filter 12, dass das Relais durch den Strom in der Wicklung 10 betätigt wird, so dass zur Zeit, wo der Strom die Wicklung 11 erreicht, der Strom in der Wicklung 10 eine solche Stärke erreicht hat,
dass der Schutzstrom unwirksam wird und somit das Relais nicht in die Ruhestellung zurück führen kann.
Die Zeit, die das Relais 5 zum Arbeiten benötigt, ändert von Wort zu Wort, und wird in der Wicklung 11 kein Strom durch Sprechenergie bewirkt, so kann sie irgendwo zwischen 0,002 bis 0,02 Sekunden liegen. Da die Verzögerung im Filterstromkreis grösser als 0,02 Sekunden gemacht werden kann, ist die Arbeitsgeschwindigkeit des Stromkreises ungefähr gleich, als wenn der Stromkreis für eine ruhige Leitung adjustiert worden wäre.
Wenit das Relais 5 arbeitet, schliesst es am Kontakt 26 einen Arbeitsstromkreis für das Relais 25 und öffnet am Kontakt 27 den durch die Leiter L4 hergestellten Kurz schluss, so dass die Sprechimpulse über den Verstärker .B übertragen werden können. Das Relais 25 zieht auf und öffnet den Kontakt 28, so dass der Leiter L3 an zwei Stellen unterbrochen ist.
Wenn der durch das Filter 12 verzögerte Strom im Schutz stromkreis schliesslich die Wicklung 11 er reicht, ist er infolge der Verschiedenheit der Sättigung der beiden Röhren nicht stark genug, um das Relais 5 zu beeinflussen, und der Anker dieses Relais verbleibt in seiner Arbeitsstellung (Kontakt 27 offen, Kontakt 26 geschlossen), bis ungefähr an das Ende des Wortes, welches das Arbeiten des Relais bewirkte. Gegen das Ende des Wortes, nimmt der gleichgerichtete .Strom in der Wicklung 10 in genügender Weise ab, so dass der Anker auf seinen andern Kon takt zu liegen kommt, und die Unterbrechung des Kontaktes 26 öffnet den Stromkreis des Relais 25.
Da eine der Wicklungen dieses Relais 25 mit einem regelbaren Widerstand. 29 verbunden ist, kann dieses Relais so ein- reguliert werden, dass es noch eine gewisse Zeit nach dem Ende des Wortes aufgezogen bleibt.
Die Arbeitsweise des Stromkreises der Fi. 1 für ein Wort, bezw. eine Silbe, geht aus Fig. 3 hervor, in welcher die Kurve a die zeitliche Änderung der das Wort oder den Impuls darstellenden Energie und die Kurve b die .entsprechende Änderung des gleichgerichteten Stromes in der Wicklung 10 des Relais 5 darstellt. In diesen Kurven stellen die Ordinaten die elektrische Energie: bezw. Spannung oder Strom und die Ab szissen die Zeit dar.
Aus der Kurve b ist ersichtlich, dass, wenn der Sprechimpuls empfangen wird. der Strom in der Relaiswicklung 10 plötz lich zunimmt und stark genug wird, um einige Zeit vor dem Zurwirkungkommen des Stromes im Schutzstromkreis das Relais 5 an der Stelle A zu betätigen. Das Arbeiten des Relais 5 bewirkt kurze Zeit nachher die Erregung des Relais 25, und zwar an der .Stelle B. An der Stelle C, welche etwas vor dem Ende des Sprechimpulses liegt. nimmt der Strom in der Wicklung 10 ge nügend ab, um den Anker des Relais 5 in seine Normalstellung zurückzuführen, wo bei seinerseits das Relais 25 abfällt.
Das langsam wirkende Relais 25 fällt nicht un mittelbar ab, sondern erst an der nach dem Ende des Sprechimpulses liegenden Stelle D, und verhindert auf diese Weise, dass ein Teil des Wortes verloren geht.
In Fig. 1 werden die Geräuschströme in den Wicklungen des Relais 5 ausgeglichen, also an jener Stelle, wo die Geräuschströme und die Sprechströme am meisten verstärkt sind. Wenn eine hohe Verstärkung zur Auf rechterhaltung einer hohen Arbeitsgeschwin digkeit der Schaltrelais, wie zum Beispiel 5 und 25, verlangt wird, kann .eine abgeän derte Anordnung vorgesehen werden, in wel cher die Geräuschströme vor der Verstärkung neutralisiert werden. Diese Anordnung zeigt die Fig. 4.
Die Anordnung der Fig. 4 ist ähnlich derjenigen der Fig. 1, mit der Ausnahme, dass die Schutzröhre 14 und die Arbeits röhre 15 in Gegentaktschaltung angeordnet sind. Wenn im Weg L, TV,. nur Geräusch ströme vorhanden sind, so werden diese über die Leiter L:!-und den Transformator 13 den entsprechenden Eintrittsstromkreisen der Röhren 14 und 15 aufgedrückt. Im Aus trittsstromkreis der Röhre 14 befindet sich ein Verzögerungsstromkreis, welcher aus einer Induktanz 18 und den Kondensatoren 19 und 20 besteht.
Da aber Geräuschströme während Intervallen von verhältnismässig langer Dauer praktisch konstant sind, wirkt dieser Stromkreis einzig am Anfange eines Intervalles als ein Mittel zum Bewirken einer Verzögerung von solchen Strömen, wie an früherer Stelle anlässlich der Fig. 1 er läutert worden ist. Die Geräuschströme im Austrittsstromkreis der Röhren sind deshalb gleich, besitzen jedoch in den Widerständen 1.6 und 17 entgegengesetztes Potential. Auf diese Weise werden die Ströme ausgeglichen, bevor sie den Verstärker 21 erreichen.
Wenn ein Sprechenergieimpuls aus dem Weg L, W1 über die Leiter L2 empfangen wird, so wird der zusammen mit dem (Teil des Lei tungsgeräusches dem Eintrittsstromkreis der Arbeitsröhre aufgedrückte Teil gleichgerich tet, und der gleichgerichtete Strom kann un gehindert nach dem Eintrittsstromkreis des Gleichstromverstärkers 21 fliessen.
Der ver stärkte Strom betätigt hierauf das Relais 30, welches den gurzschlussstromkreis des We ges L, E, durch den Kontakt 31 im Leiter L4 öffnet, so dass der Sprechstrom von L, W1 über den nicht dargestellten Verstärker nach L, E,. fliessen kann.
Der Teil der Sprechenergie, welcher zusammen mit einem Teil des Leitungsgeräusches dem Eintritts stromkreis der Schutzröhre 14 aufgedrückt wird, wird verstärkt, doch wird der Strom in diesem Falle im Verzögerungsstromkreis verzögert, bis das Relais durch den Strom des Arbeitsstromkreises erregt worden ist, und da das Gitter des Verstärkers 21 gleiche Polarität besitzt wie der gleichgerichtete Strom im Arbeitsstromkreis, so hat der Strom im :Schutzstromkreis keine Wirkung äuf das Relais 3Ö und wird bis ans ende des Impulses so bleiben.