Empfangseinrichtung für Trägerstromtelegraphie, insbesondere bei Haltestrom mit Impulsfiberlagerung. Die Erfindung betrifft eine Empfangs einrichtung für Trägerstromtelegraphie, ins besondere bei Haltestrom mit Impulsüber lagerung, bei der die Zeichenlänge des Im pulsrelais von Eingangspegelschwankungen dadurch unabhängig gemacht wird, dass in einem über zwei Elektroden einer Verstärker röhre verlaufenden Stromkreis eine Kom bination eines Kondensators mit einem ohmschen Widerstand liegt.
In der Trägerstromtelegraphie kommen im wesentlichen drei Typen der Empfangs schaltungen zur Anwendung: die reine Haltestromschaltung, die reine Impulsschal tung und die kombinierte Haltestrom- und Impulsschaltung.
Bei der Haltestromschaltung werden die ankommenden Zeichen verstärkt, gleich gerichtet und dem einseitig - eingestellten Empfangsrelais zugeführt. Bei dieser Halte- stromschaltung erweisen sich die vom Emp fangsrelais dem Telegraphenrelais übermit telten Zeichen in hohem Masse abhängig vom Eingangspegel. Bei stärkerer Aussteuerung werden die Zeichen steiler und länger, so dass das Relais früher anspricht und später ab fällt.
Die Impulsschaltung wurde zum Teil zur Vermeidung dieser Abhängigkeit der Zeichenlänge vom Eingangspegel vorgeschla gen. Bei dieser werden die ankommenden, gegebenenfalls verstärkten und gleichgerich teten Zeichenströme einem Übertrager zuge- f ührt. In der Sekundärwicklung des Z ber- tragers treten beim Anwachsen und Abklin gen der Zeichen positive und negative Span nungsimpulse auf, die dem Empfangsrelais direkt oder über eine V erstärkerröhre zu geführt werden. Die Schaltung hat den Vor teil, dass die- Zeichenlänge wenig abhängig vom Eingangspegel ist.
Zur Vermeidung anderer Nachteile der reinen Impulsschaltung wurde die kombi nierte Haltestrom- und Impulsschaltung vor geschlagen. Bei dieser kombinierten Schal tung werden dem Empfangsrelais sowohl Impulse, als auch Halteströme zugeführt. Die Schaltung vereinigt im gewissen Sinne zwar die Vorteile, die beide genannten Systeme besitzen, doch macht sich wegen der Verwen dung der Halteströme eine Abhängigkeit der Zeichenlänge vom Eingangspegel, wenn auch in geringerem Masse als bei der reinen Haltestromschaltung bemerkbar.
Der Telegraphenbetrieb über lange Lei tungen erfordert nun, dass die Empfangs schaltungen auch bei Schwankungen des Ein gangspegels um etwa 0,5 Neper noch ein wandfrei arbeiten.
Diese Abhängigkeit vom Eingangspegel zu beseitigen, besonders bei Haltestrom mit Impulsüberlagerung, ist die Aufgabe der Er findung, und sie wird dadurch gelöst, dass die Pegelschwankungen automatisch unterdrückt werden. Nach der Erfindung geschieht dies in der Weise, dass in einem über zwei Elek troden einer Vorverstärkerröhre verlaufenden Stromkreis eine Kombination eines Konden- sators mit einem ohmschen Widerstand liegt. Die Kombination kann bestehen: 1. Aus einer Parallelschaltung eines Kondensators mit einem Widerstande.
2. Aus einem Kondensator in Reihe mit der röhrenseitigen Vor- oder Nachübertrager wicklung und einem ohmschen Widerstand, der Übertragerwicklung und Kondensator überbrückt.
Bei Verwendung der Parallelschaltung, und zwar im Gitterkreis der Vorverstärker röhre ist es zweckmässig, die negative Vor spannung dieser Röhre so einzustellen, dass bei dem geringsten betriebsmässig auftreten den Eingangspegel noch keine Gitterströme auftreten. Ist beispielsweise b. der normale Betriebswert des Pegels, so kann die Vor spannung so gewählt werden, dass bei b, - 0,5 gerade noch kein Gitterstrom ent steht. Dessen Vorspannung würde ungefähr gleich dem Maximalwert der zum Betrieb des Empfangsrelais mindest erforderlichen Steuerwechselspannung sein.
Es ist vorteil haft, die Anodenspannung der Vorverstärker röhre dabei so zu wählen, dass die dynamische Kennlinie der Röhre bei der mindesterforder lichen Steuerwechselspannung bis annähernd an ihr unteres Knie ausgesteuert ist. Sowohl die Wahl der Gittervorspannung wie der Anodenspannung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 näher er läutert werden.
Bei Verwendung einer Parallelschaltung von- Kapazität und ohmschem Widerstand im Anodenkreis der Verstärkerröbre zur Konstanthaltung des Pegels kann bei ent sprechend hoch gewählter Anodenspannung die negative Vorspannung des Gitters so be messen werden, dass der mittlere Anoden gleichstrom mit dem Eingangspegel schwankt. Durch den im ohmschen Widerstand der Parallelschaltung bewirkten Spannungsab fall würde die Kennlinie der Verstärkerröhre derart verlagert werden, da.ss die Amplitude des Zeichenstromes sich bei den Pegelschwan kungen nur wenig ändert.
Der dem Wider stand parallelliegende Kondensator würde dann dazu dienen, von dem Spannungsabfall am Widerstand einen bestimmten zeitlichen Mittelwert zu bilden.
Bei der unter 2 genannten Ausführungs form der Erfindung kann ein Kondensator in die Gitter- bezw. Anodenleitung der Vor verstärkerröhre in Reihe mit dem Vor- bezw. Nachübertrager eingeschaltet und Konden sator und Übertrager gemeinsam durch einen ohmschen Widerstand überbrückt werden, vergleiche Abb. ja. In diesem Falle würde an dem Widerstand ausser dem Gleichspan nungsabfall, der die Verlagerung des Arbeits punktes bezw. der Kennlinie der Röhre her beiführt, noch die Wechselspannung liegen, die am Übertrager auftritt..
Der dadurch be dingte Wechselstrom würde aber bei rich tiger Bemessung des Widerstandes sehr schwach und praktisch wirkungslos sein, so dass diese Schaltungen den unter 1 beschrie benen gleichwertig sind. Sowohl im Falle der Schaltung im Gitter kreis, als auch im Falle der Schaltung im Anodenkreis ist es zweckmässig; der Paral lelschaltung eine Zeitkonstante, die ein Viel faches der mittleren Zeichenlänge ist, zu geben. (Unter Zeitkonstante wird dabei das Produkt aus Kapazität und Widerstand ver standen.) Dadurch kann in beiden Fällen die am Widerstand auftretende Gleichspannung für einen bestimmten, mehrere Zeichenlängen umfassenden Bereich nahezu konstant gehal ten werden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung soll an einem Ausführungs beispiel näher erläutert werden. Abb. 1 stellt eine Empfangsanordnung für Trägerstrom telegraphie mit Impulsverstärkung und Haltestrom dar. Von der beispielsweise mehr fach betriebenen Leitung L gelangen die Telegraphierzeichen über ein Filter F und eine einstellbare Dämpfungsschaltung D über den Übertrager U, auf das Gitter des Vorverstärkers V,. Im Gitterkreis dieses Vorverstärkers liegt die Parallelschaltung P eines.
Widerstandes Rg und einer Kapazität Cg. Von dem Vorverstärker gelangen die Zeichenströme über den Übertrager U2 in die Gleichrichteranordnung G, die beispielsweise aus Trockengleichrichtern bestehen möge. Von dem Trockengleichrichtersatz wird die Spannung einerseits in Form von Impulsen, anderseits. in Form einer für die Dauer der Zeichen konstanten Spannung an das Gitter der Röhre V2 gelegt. Im Ausgang der Röhre befindet sich das Empfangsrelais ER, mit zwei Wicklungen.
Die zweite Wicklung dient mit dem Widerstand .R.2 zur Kompensa tion der Magnetisierung des Anodenruhe stromes im Relais. Bei Ankunft eines Zei chens entsteht im Relais ein Strom, der sich aus Impulsen entgegengesetzter Richtung zu Anfang und zu Ende jedes Zeichens und aus einem Haltestrom von der Dauer der Zeichen zusammensetzt.
Die Wirkungsweise der Parallelschaltung P ergibt sich aus folgendem: Wie bereits früher angegeben, soll beim Minimalpegel, bei dem das Empfangsrelais in Tätigkeit. ge setzt wird, die Gittervorspannung so gewählt sein, dass durch die Zeichenströme gerade noch kein Gitterstrom ausgelöst wird. In Abb. 2 ist die dynamische Kennlinie der Röhre V, in Abhängigkeit von der Gitter spannung gezeigt. Gittervorspannung und Anodenspannung und mit ihr die Kennlinie sind so gewählt, dass die dem Mindestpegel entsprechende Steuerspannung s des Rohres V,_ oberhalb des Knies und unterhalb des Ge bietes des beginnenden Gitterstromes liegt.
Bei plötzlicher Vergrösserung des Pegels tritt ein Gitterstrom ein. Dieser Gitterstrom be wirkt zunächst eine Aufladung des Konden- sators Cg. Mit wachsender Gleichspannung am Kondensator Cg fliesst ein Teil, im statio nären Zustand der gesamte Gleichstromanteil des Gitterstromes über den Widerstand Re Bei Aussteuerung der Röhre über den Mini malpegel wird also automatisch die Vorspan- nung der Röhre ins Negative verlagert.
Da der Gitterstromanstieg im positiven Gitter- vorspannungsgebiet sehr steil ist, so stellt sich automatisch stets die negative Vorspan- nung G. -f- Rg ix ein, die annähernd gleich dem jeweiligen Maximalwert der Steuerspan nung s ist.
Das gilt umso genauer, je steiler der Anstieg des Gitterstromes ist und je grösser man den Widerstand Rg wählt Die Grösse des Widerstandes R, ist praktisch durch den Isolationswiderstand Gitterkathode einschliesslich der Zuleitungen begrenzt.
Beim Telegraphieren treten bei Aus steuerung über den Minimalpegel nur wäh rend der Zeichen Gitterströme, und zwar ent sprechend der Zeichenlänge von verschiedener Dauer auf. Damit nun die Gittervorspannung praktisch konstant bleibt, nur von dem Grad der Aussteuerung abhängt und sich nicht schon während eines Zeichens ändert, wird die Zeitkonstante der Parallelschaltung gross gegen die mittlere Zeichendauer, das heisst gleich einem Vielfachen der Zeichendauer ge macht. Die Zeitkonstante zu gross zu wählen, ist aber ungünstig, weil dann die Regelung bei plötzlichen Pegelschwankungen zu lang sam erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel der in Abb. 1 gezeigten Schaltung hat sich bei einem bestimmten Röhrentyp bei einer Ano denspannung von 100 Volt, einer negativen Gittervorspannung von - 3,6 Volt und einer Telegraphiergeschwindigl@eit von 600 Zeichen pro Minute (50 Baud) eine Zeitkonstante von Ra C = 1 sec als günstig erwiesen. erhielt dabei den Wert von etwa 1 bis 2,0 Megohm.
Da beim Telegraphieren nur während etwa der halben Zeit Zeichen auftreten, ist es vorteilhaft, die Röhre etwas stärker in das positive Gebiet auszusteuern, so dass während der Zeichen etwa der doppelte Gitterstrom fliesst.
Bei grösserer Überhöhung des Anfangs pegels macht sich infolge der Verschiebung des Arbeitspunktes gegen das Knie der Kennlinie eine Versteilerung der Zeichen bemerkbar. Auch werden dann durch die Wirkung des Gitterstromes die Zeichen an den Spitzen abgeflacht. Beide Erscheinun gen sind aber vorteilhaft, besonders wenn in folge hoher Telegraphiergeschwindigkeit die Siebketten nicht mehr voll ausschwingen.
In diesem Falle wird nämlich durch die Ver- steilerung des Anstieges und Abflachung der Spitzen die bei hoher Telegraphiergeschwin- digkeit häufig auftretende Welligkeit der Zeichen geglättet.
Bei dieser Versteilerung und Glättung der Spitzen, die also einer bes seren Annäherung an die erwünschte Recht ecksform entspricht, tritt jedoch keine Än derung der Zeichenlänge ein, da zwar bei der Annahme gleichen Pegels für die empfange nen und verstärkten Zeichen die Rechteck form der verstärkten Zeichen eine Zeichen verbreiterung bedeutet, durch das Arbeiten am untern Knie aber infolge der gekrümmten Kennlinie gleichzeitig eine Verkürzung der Zeichen stattfindet, vorausgesetzt, dass die Arbeitsbedingungen der Röhre richtig ge wählt sind.
Man ist also durch etwa stärkere Aussteuerung in der Lage, die Kurvenform zu verbessern und gleichzeitig die Zeichen länge von den Pegelschwankungen unab hängig zu erhalten.
Receiving device for carrier current telegraphy, especially for holding current with pulse overlay. The invention relates to a receiving device for carrier current telegraphy, in particular for holding current with impulse overlay, in which the character length of the pulse relay is made independent of input level fluctuations in that a com bination of a capacitor with an ohmic one in a circuit running over two electrodes of an amplifier tube Resistance lies.
In carrier current telegraphy there are essentially three types of receiving circuits used: the pure holding current circuit, the pure pulse circuit and the combined holding current and pulse circuit.
In the case of the holding current circuit, the incoming characters are amplified, rectified and fed to the receiving relay that is set on one side. With this holding current circuit, the characters transmitted by the receiving relay to the telegraph relay are to a large extent dependent on the input level. With stronger modulation, the characters become steeper and longer, so that the relay responds earlier and drops out later.
The pulse circuit was proposed in part to avoid this dependency of the character length on the input level. With this, the incoming, possibly amplified and rectified character streams are fed to a transmitter. In the secondary winding of the transformer, positive and negative voltage impulses occur when the characters grow and decay, which are fed to the receiving relay directly or via an amplifier tube. The circuit has the advantage that the character length is little dependent on the input level.
To avoid other disadvantages of the pure pulse circuit, the combined holding current and pulse circuit was proposed. In this combined circuit, both pulses and holding currents are fed to the receiving relay. The circuit combines in a certain sense the advantages of the two systems mentioned, but because of the use of the holding currents, the character length depends on the input level, albeit to a lesser extent than the pure holding current circuit.
Telegraph operation over long lines now requires that the receiving circuits still work properly even if the input level fluctuates by around 0.5 neper.
To eliminate this dependence on the input level, especially with holding current with pulse superimposition, is the object of the invention, and it is achieved in that the level fluctuations are automatically suppressed. According to the invention, this is done in such a way that a combination of a capacitor and an ohmic resistor is located in a circuit running over two electrodes of a preamplifier tube. The combination can consist of: 1. A parallel connection of a capacitor with a resistor.
2. From a capacitor in series with the tube-side upstream or downstream transformer winding and an ohmic resistor that bridges the transformer winding and capacitor.
When using the parallel connection, namely in the grid circle of the preamplifier tube, it is advisable to adjust the negative voltage of this tube so that no grid currents occur at the slightest operationally occurring input level. For example, if b. the normal operating value of the level, the pre-voltage can be selected in such a way that at b, - 0.5 there is just no grid current. Its bias would be approximately equal to the maximum value of the minimum alternating control voltage required to operate the receiving relay.
It is advantageous to select the anode voltage of the preamplifier tube in such a way that the dynamic characteristic of the tube is controlled almost to its lower knee at the minimum required control AC voltage. Both the choice of the grid bias and the anode voltage will be explained in more detail below using an embodiment according to Fig. 1.
When using a parallel connection of capacitance and ohmic resistance in the anode circuit of the amplifier tube to keep the level constant, the negative bias voltage of the grid can be measured in such a way that the mean anode direct current fluctuates with the input level if the anode voltage is selected accordingly. Due to the voltage drop caused in the ohmic resistance of the parallel connection, the characteristic of the amplifier tube would be shifted in such a way that the amplitude of the symbol current changes only slightly with the level fluctuations.
The capacitor lying parallel to the opposing position would then serve to form a certain time average of the voltage drop across the resistor.
In the embodiment of the invention mentioned under 2, a capacitor in the grid BEZW. Anode line of the pre-amplifier tube in series with the pre- and. The secondary transformer is switched on and the capacitor and transformer are bridged together by an ohmic resistor, see Fig. Yes. In this case, the resistance would be in addition to the DC voltage drop, which BEZW the shifting of the work point. the characteristic curve of the tube, there is still the alternating voltage that occurs at the transformer.
If the resistance is correctly dimensioned, the resulting alternating current would be very weak and practically ineffective, so that these circuits are equivalent to those described under 1. Both in the case of the circuit in the grid circle, as well as in the case of the circuit in the anode circuit, it is useful; to give the parallel circuit a time constant that is a multiple of the mean character length. (The time constant is understood to be the product of capacitance and resistance.) This means that in both cases the DC voltage occurring at the resistor can be kept almost constant for a certain range comprising several character lengths.
The operation of the device according to the invention will be explained in more detail using an execution example. Fig. 1 shows a receiving arrangement for carrier current telegraphy with pulse amplification and holding current. From the line L, which is operated several times, for example, the telegraph characters pass through a filter F and an adjustable damping circuit D via the transformer U, to the grid of the preamplifier V,. In the grid circle of this preamplifier is the parallel circuit P one.
Resistance Rg and a capacitance Cg. From the preamplifier, the character streams pass via the transformer U2 into the rectifier arrangement G, which may for example consist of dry rectifiers. The voltage from the dry rectifier set is on the one hand in the form of pulses, on the other hand. applied in the form of a voltage constant for the duration of the characters to the grid of the tube V2. In the output of the tube there is the receiving relay ER, with two windings.
The second winding and the resistor .R.2 are used to compensate for the magnetization of the anode quiescent current in the relay. When a character arrives, a current is created in the relay, which is composed of pulses in opposite directions at the beginning and end of each character and a holding current for the duration of the characters.
The mode of operation of the parallel connection P results from the following: As stated earlier, at the minimum level at which the receiving relay is in operation. is set, the grid bias voltage must be selected so that the character currents just do not trigger a grid current. In Fig. 2 the dynamic characteristic curve of the tube V is shown as a function of the grid voltage. Grid bias and anode voltage, and with it the characteristic curve, are selected so that the control voltage s of the tube V, corresponding to the minimum level, lies above the knee and below the area of the beginning grid current.
When the level is suddenly increased, a grid current occurs. This grid current initially causes the capacitor Cg to be charged. With increasing DC voltage on the capacitor Cg a part flows, in the stationary state the entire DC component of the grid current flows through the resistor Re. When the tube is controlled above the minimum level, the tube bias is automatically shifted to the negative.
Since the increase in the grid current is very steep in the positive grid bias area, the negative bias G. -f- Rg ix is always automatically set, which is approximately equal to the respective maximum value of the control voltage s.
This applies all the more precisely, the steeper the rise in the grid current and the larger the resistance Rg is chosen. The size of the resistance R is practically limited by the insulation resistance of the grid cathode including the leads.
When telegraphing from control above the minimum level occur only during the characters grid currents, according to the character length of different durations. So that the grid bias now remains practically constant, depends only on the degree of modulation and does not change during a character, the time constant of the parallel connection is large compared to the mean character duration, i.e. equal to a multiple of the character duration. Choosing a time constant that is too large is unfavorable, however, because the control then takes place too slowly in the event of sudden level fluctuations.
In one embodiment of the circuit shown in Fig. 1, a certain type of tube with an anode voltage of 100 volts, a negative grid bias of -3.6 volts and a telegraphing speed of 600 characters per minute (50 baud) has a time constant of Ra C = 1 sec proved to be beneficial. received a value of about 1 to 2.0 megohms.
Since when telegraphing characters only appear for about half the time, it is advantageous to steer the tube a little more strongly into the positive area, so that about twice the grid current flows during the characters.
If the initial level is increased, the characters become steeper as a result of the shift of the operating point towards the knee of the characteristic curve. The characters at the tips are then also flattened by the effect of the grid current. Both phenomena are advantageous, especially if the sieve chains no longer swing out fully as a result of high telegraphing speeds.
In this case, by steepening the rise and flattening of the peaks, the waviness of the characters that frequently occurs at high telegraphing speeds is smoothed.
With this steepening and smoothing of the peaks, which corresponds to a better approximation of the desired rectangular shape, however, there is no change in the character length, since the rectangular shape of the amplified characters is assumed when the same level is assumed for the received and amplified characters A sign means broadening, but working on the lower knee means that the signs are shortened due to the curved characteristic curve, provided that the working conditions of the tube are correctly selected.
So you are able to improve the curve shape and at the same time to get the character length independent of the level fluctuations by about stronger modulation.