Verfahren und Schaltanordnung zum Fernübertragen mit Wechselstrom. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und auf eine Schaltanordnung zum Fernübertragen mit Wechselstrom.
Bei Wechselstromtelegraphie, bei welcher der Wechselstrom entweder im Rhythmus der Telegraphierzeichen an die Leitung ange schaltet bezw. unterbrochen wird, benutzt -man zur Steuerung des Trägerstromes mecha nisch wirkende Relais (Fig. 1), die jedoch den Nachteil haben, dass die Relaisanker stets Trägheit besitzen, die Magnetsysteme leicht Änderungen unterworfen sind, und dass mit der Zeit eine Abnutzung der Kontakte ein tritt.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfin dung werden beim Fernübertragen mit Wechselstrom diese Nachteile dadurch ver mieden, dass zur Steuerung der Trägerströme Zweielektrodenentladungsgefässe benutzt wer den, die bekanntlich unterhalb einer gewis sen Spannung, der sogenannten "Zündspan- nung", einen unendlich grossen Widerstand besitzen und bei Überschreiten dieser Zünd- spannung trägheitslos einen endlichen Wider stand annehmen.
Die Zeichnung veranschaulicht verschie dene Ausführungsbeispiele von Schaltungs anordnungen zur Ausführung dieses Verfah rens. Es bedeuten dabei (Fig. \?): G den Wechselstrom-Generator, E das Entladungs gefäss, SK den Sendekontakt des Telegra phensenders, B die Gleichstrombatterie, FK den Filterkreis und UeE die Verbindung mit dem Übertragungssystem. Ist der Sendekon takt geöffnet, dann liegt an dem Entladungs gefäss nur die Spannung des Trägerstromes.
Die Zündspannung des Entladungsgefässes ist so gewählt, dass sie oberhalb der Scheitel spannung des Trägerstromes liegt, so dass also im Ruhezustand das Entladungsgefäss undurchlässig ist. Wird nun der Sendekon takt SK geschlossen, dann liegt an den Klemmen des Entladungsgefässes noch eine zusätzliche Spannung aus der Gleichstrom batterie B, deren Höhe so gewählt ist, dass während der ganzen Wechselstromperiode das Zündpotential für das Entladungsgefäss nicht unterschritten wird.
Mit dem Moment der Kontaktgabe bei SK wird demnach der Widerstand des Entladungsgefässes auf einen endlichen Betrag herabgesetzt, so dass ein Trägerstrom zum Filterkreis und von da nach dem Übertragungssystem fliesst. Um diesen Strom nicht über eine bestimmte Grösse wachsen zu lassen, kann gegebenen falls ein Begrenzungswiderstand mit dem Entladungsgefäss in Serie geschaltet werden, sofern der Eigenwiderstand des Kreises hier zu nicht ausreichend ist.
Während die Schaltung nach Fig. 2 dazu dient, den Trägerstrom im Rhythmus der Telegraphierzeichen an die Leitung zu legen, wird dieser bei der Schaltung nach Fig. 3 im Rhythmus der Telegraphierzeichen unter brochen. Gemäss Fig. 3 wird durch die Kon taktgabe an das Entladungsgefäss eine zu sätzliche Spannung gelegt, die das Ent ladungsgefäss zum Ansprechen bringt. Der Widerstand des Entladungsgefässes sinkt in folgedessen auf einen kleinen Wert herab und bildet zum Trägerstromgenerator einen NTe- benschluss, der die gesamte Energie verzehrt.
Für den Fall, dass der Widerstand des Ent ladungsgefässes gegenüber dem der Übertra gungsleitung nicht. klein genug ist, werden in e 'hrere Entladungsgefässe Entladungsgefässe parallel geseha.1- iet. Um den Tastkreis gegen den Trägerwech selstrom abzuriegeln, wird zweckmässig in diesen eine Drossel (Fig. 4) oder ein auf den Wechselstrom abgestimmter Stromresonanz- kreis L.
C (Fig. 5 und 6) eingeschaltet. Ebenso kann auch der Trägerstromkreis _(regen den Gleichstrom abgeriegelt werden, beispielsweise durch den Kondensator C in Fig. 4.
Da aus Sicherheitsgründen die Spannun gen im Tastlueis möglichst klein gehalten werden sollen, verteilt man vorteilhafterweise die erforderliche Steuerspannung auf zwei oder mehr Batterien. Fig. 5 zeigt eine der artige Schaltung, in der sich bei Schliessung des Kontaktes SK die Spannungen der bei- den Batterien B1 und B_,, addieren. Die Span nung der Batterie B. darf hierbei mit der Wechselspannung zusammen in keinem Au genblick die Zündung des Entladungs gefässes erreichen.
Gemäss der Schaltung nach Fig. 6 addiert oder subtrahiert sieh die Spannung der Batterie B1 zu der der Batterie B. je nach Stellung des Schaltkontaktes. Auf Grund der Schaltungen nach Fig. 5 und 6 kann die Spannung der Batterie B1 im Tast- kreise verhältnismässig niedrig gehalten wer den. Der Trägerstrom kann anstatt durch eine Gleichspannung auch durch eine Wech selspannung gesteuert werden.
Voraussetzung ist jedoch dabei, dass die Frequenz der Steuerspannung gegenüber der Trägerfre quenz gross ist, damit die Zeitdauer, während der die Summe beider Spannungen kleiner ist als die Abreissspannung des Entladungs gefässes, klein gegenüber einer Periode des Trägerstromes ist. Die Steuerfrequenz wird in diesem Fall vom Übertragungssystem durch das Filter FK abgehalten.
Die Erfindung kann auch bei einer Trä- gerstromgegensprechverbindung Anwendung finden, wenn deren Hin- und Rückleitung in bekannter Weise unter Verwendung nur einer Doppelleitung zwischen Trägerstromamt und Telegraphenapparat für Wechselverkehr zu sa.mmengefa.sst werden. Die hierzu erforder liche, an sich bekannte Spezialschaltung ist in Fig. 7 wiedergegeben: Im Ruhezustand liegen die Anker des Sende- und Empfangs relais SR bezw. ER an den Kontakten T.
Dadurch ist der Sendekreis S mit dem Trä gerstromgenerator G geöffnet, so dass also kein Trägerstrom fliessen kann während der Tast- und Empfangskreis geschlossen ist und infolgedessen von einem Ruhestrom durch flossen wird. Die Schaltung des Senderelais SR ist nun so getroffen, dass es bei einer Unterbrechung des Stromes im Tast- und Empfangskreis durch den Anker des Emp fangsrelais ER nicht anspricht, dagegen bei einer Unterbrechung durch den Sendekontakt SK, und zwar wird dies durch folgende An ordnung erreicht.
An den Klemmen der Bat terie<I>OB</I> liegt der Tast- und Empfangskreis, bestehend aus der Empfangsmagnetwicklung <I>F</I> 11T, der Leitung Ltg und der obern Wick lung des Senderelais SR. Galvanisch ge koppelt mit diesem Kreis ist ein Hilfskreis, der zwischen dem Pluspol und dem Null punkt der Batterie liegt und aus der untern Wicklung der Senderelais SR und dem Nach bildwiderstand Rn besteht, der den Wider stand der Empfangsmagnetwicklung und der Leitung nachbildet.
Dieser Hilfskreis ist in jedem Augenblick geschlossen, jedoch wird das im Ruhezustand am Pluspol liegende Ende, das mit dem entsprechenden des Tast- und Empfangskreises zusammenfällt, durch den Anker A des Empfangsrelais ER beim Eintreffen von Signalströmen auf den. :Minuspol umgelegt. Während dadurch der Tastkreis spannungslos wird, wird die am Hilfskreis liegende Spannung lediglich Um gepolt. Es ergeben sich damit im Sende relais SR folgende Stromverhältnisse.
Im Rubezustand teilt sich der vom Pluspol der Batterie über den Kontakt T des Empfangs relais ER fliessende Strom am Mittelpunkt P der Senderelaiswicklung in zwei Teile, und zwar ist der über die obere Wicklung flie ssende Strom doppelt so gross wie der über die untere UTicklung fliessende Strom, da die Potentialdifferenz zwischen P und Minus pol doppelt so gross ist wie diejenige zwischen P und 0-Punkt und die Widerstände in beiden Zweigen gleich sind.
Der über die untere Wioklung fliessende Strom kompen siert somit in seiner Wirkung die Hälfte des über die obere Wicklung fliessenden Stromes, und der resultierende Magnetfluss entspricht daher nach Grösse und Richtung dem halben über die obere Wicklung fliessenden Strom. Wird nun empfangen, so wird die im Tast- kreis liegende obere Wicklung des Sende relais stromlos.
Gleichzeitig wird aber die Stromrichtung im Hilfskreis und damit in der untern Wicklung des Senderelais umge kehrt, so dass der magnetische Fluss im Senderelais nach Grösse und Richtung der selbe ist wie im Ruhezustand und das Sende relais in seiner Ruhelage verbleibt. Geht man nun zum Sendebetrieb über, so wird die obere Wicklung des Senderelais durch Öff nen des .Sendekontaktes SK abermals strom los, dagegen bleibt die Stromrichtung im Hilfskreis und damit in der untern Wicklung erhalten. Der Magnetfluss im Senderelais bleibt seiner Grösse nach erhalten, kehrt je doch seine Richtung um.
Das Senderelais tritt in Tätigkeit und legt den Anker A' vom Kontakt T zum Kontakt Z um, wodurch der Trägerstromkreis geschlossen wird. Auf die Nachteile, die die Verwendung eines solchen mechanisch wirkenden Relais zur Steuerung von Trägerströmen mit sich bringt, ist bereits hingewiesen worden. Versuche mit Relais mit relativ kleinen Umschlagzeiten haben nicht den gewünschten Erfolg ergeben, da eben durch die praktischen Ausführungs formen Grenzen gezogen sind. Fig. 8 zeigt nun eine Anordnung, in der an Stelle des mechanisch wirkenden Senderelais SR der Fig. 7 eine Tastanordnung <I>TA</I> getreten ist.
Diese besteht aus zwei gleichen, in Reihe ge schalteten Widerständen B1 und R2 und Pa rallel dazu ein Entladungsgefäss E in Reihe mit einer Batterie e und einem Stromresonanz kreis L, C. An den Klemmen des Entladungs gefässes liegen ausserdem die offenen Enden des Trägerstromkreises.
Die Wirkungsweise dieser Tastanord- nung ergibt sich am einfachsten durch einen Vergleich mit dem Senderelais. An Stelle der beiden Relaiswicklungen treten die Wider stände R1 und R2 und an Stelle des Relais ankers einschliesslich der beiden Kontakte das Entladungsgefäss. Während es nun beim Senderelais auf die Ströme in den beiden Magnetwicklungen ankam, sind für das Ar beiten der Tastanordnung die Spannungen zwischen den Punkten<I>a</I> und<I>b</I> massgebend.
Im Ruhezustand hat der PunktP zwischen deri Widerständen R1 und R. das Potential des positiven Batteriepols. Von hier fällt das Potential in Richtung über R, bis zum Mi nuspol der Batterie und über R2 bis zum Null punkt. Da die Widerstände wiederum in beiden Richtungen gleich gross sind, so ist der Potentialunterschied über R, bis zum Punkt a doppelt so gross wie der über R2 bis<I>b.</I> Punkt<I>a</I> hat daher gegenüber Punkt b ein negatives Potential von der Grösse des Potentialabfalles von P bis b.
Da aber der Minuspol der Batterie e ebenfalls am Punkt a liegt, so ist die an den Klemmen des Ent ladungsgefässes liegende Spannung gleich der Differenz der Spannung zwischen a und b und der Batteriespannung e. Wird nun emp fangen, so wird durch das Empfangsrelais wieder der Minuspol der Batterie an den Punkt P gelegt und ausserdem der Tastkreis stromlos gemacht, das heisst der Punkt a nimmt dasselbe Potential an wie der Punkt P. Die Potentialdifferenz ist nach Grösse und Riehtung dieselbe wie im Ruhezustand und demgemäss die am Entladungsgefäss liegende Spannung dieselbe wie vorher.
Wird dagegen gesandt, das heisst der Sendekontakt SK ge öffnet, so wird der Tastkreis ebenfalls wieder stromlos, der Punkt a nimmt also wieder das selbe Potential an wie P. Da aber der Punkt P am Pluspol liegen bleibt, so ist die Poten tialdifferenz zwischen <I>a</I> und<I>b</I> von gleicher Grösse, aber entgegengesetzter Richtung wie bei den beiden ersten Fällen. Am Entla dungsgefäss liegt jetzt die Summe der bei den Spannungen.
Wird nun die Spannung der Batterie e und die Spannung zwischen den beiden Punkten a und b, die durch Wahl der Widerstände bei im übrigen gegebenen Grössen variiert werden kann, derart gewählt, dass die Differenz beider Spannungen zu sammen mit der Spannung des Trägerstrom- generators stets unterhalb der Abreissspan- nung bleibt, dagegen die Summen beider Spannungen zusammen mit der Spannung des Trägerstromgenerators stets oberhalb der Zündspannung bleibt, so spricht das Ent ladungsgefäss nur bei Üffnung des Sende kontaktes SK an, dagegen nicht bei Betä tigung des Empfangsrelais ER.
Der in Reihe mit dem Entladungsgefäss liegende Stromresonanzkreis, der aus einer Induktivität L und einer Kapazität C be steht, ist auf die Trägerfrequenz abgestimmt und hat die Aufgabe, den Eintritt des Trä gerstromes in die Tastanordnung zu verhin dern. Um ausserdem den Eintritt des Gleich- stromes in den Trägerstromkreis zu vermei den, wird in Reihe mit dem Trägerstrom generator ein Kondensator C,. geschaltet.
Die Steuerung der Trägerströme mit Hilfe der Spannungsumkehr an den Wider ständen B1 und R.. ist natürlich nicht nur mit Hilfe der in Fig. 8 dargestellten Schal tungsanordnung möglich. Es lassen sich ebenso Schaltungen mit Erfolg anwenden. bei denen beispielsweise das Entladungsgefäss parallel zum Trägerstromgenerator geschaltet ist. Ferner kann durch geeignete Ausbildung der Elektroden der Glimmlampe erreicht werden, dass die Zündspannung in positiver Richtung eine andere ist, als in negativer Richtung, so dass man auf die in der .Schal tung nach Fig. 8 verwendete Batterie e ver zichten kann.
Das Verfahren nach der Erfindung ist auf die Zeichentelegraphie nicht beschränkt, sondern lässt sich auch bei allen Arten von Fernübertragung mit Wechselstrom, zum Beispiel bei Bildtelegraphie, Fernwirkan- lagen, Fernsehen und dergleichen anwenden.
Method and circuit arrangement for remote transmission with alternating current. The invention relates to a Ver drive and to a switching arrangement for remote transmission with alternating current.
With alternating current telegraphy, in which the alternating current is either switched to the line in the rhythm of the telegraph characters or. is interrupted, used -man to control the carrier current mechanically acting relays (Fig. 1), but they have the disadvantage that the relay armature always have inertia, the magnet systems are easily subject to changes, and that over time the contacts wear out occurs.
According to the method according to the invention, these disadvantages are avoided in remote transmission with alternating current by using two-electrode discharge vessels to control the carrier currents, which are known to have an infinitely high resistance below a certain voltage, the so-called "ignition voltage" if this ignition voltage is exceeded, assume a finite resistance without inertia.
The drawing illustrates various exemplary embodiments of circuit arrangements for executing this method. It means (Fig. \?): G the alternating current generator, E the discharge vessel, SK the transmission contact of the Telegraph transmitter, B the direct current battery, FK the filter circuit and UeE the connection to the transmission system. If the send contact is open, then only the voltage of the carrier current is applied to the discharge vessel.
The ignition voltage of the discharge vessel is selected so that it lies above the peak voltage of the carrier current, so that the discharge vessel is impermeable in the idle state. If the Sendekon contact SK is now closed, there is an additional voltage from the DC battery B at the terminals of the discharge vessel, the level of which is selected so that the ignition potential for the discharge vessel is not undershot during the entire AC period.
When the contact is made at SK, the resistance of the discharge vessel is reduced to a finite amount, so that a carrier current flows to the filter circuit and from there to the transmission system. In order not to let this current grow beyond a certain size, a limiting resistor can be connected in series with the discharge vessel if the internal resistance of the circuit is not sufficient here.
While the circuit of FIG. 2 is used to put the carrier current in the rhythm of the telegraph characters on the line, this is interrupted in the circuit of FIG. 3 in the rhythm of the telegraph characters. According to Fig. 3, an additional voltage is applied to the discharge vessel by the contact, which brings the Ent charge vessel to respond. The resistance of the discharge vessel consequently drops to a small value and forms a shunt with the carrier current generator that consumes all of the energy.
In the event that the resistance of the discharge vessel to that of the transmission line is not. is small enough, discharge vessels are seen in parallel in each of the discharge vessels. In order to lock the sensing circuit against the alternating carrier current, a choke (Fig. 4) or a current resonance circuit L tuned to the alternating current is expediently inserted into it.
C (Figs. 5 and 6) turned on. Likewise, the carrier circuit can also be blocked off, for example by the capacitor C in FIG. 4.
Since the voltages in the Tastlueis should be kept as small as possible for safety reasons, it is advantageous to distribute the required control voltage to two or more batteries. 5 shows a circuit of the type in which the voltages of the two batteries B1 and B_ ,, add up when the contact SK is closed. The voltage of the battery B. together with the alternating voltage must never reach the ignition of the discharge vessel.
According to the circuit according to FIG. 6, the voltage of the battery B1 is added or subtracted from that of the battery B. depending on the position of the switching contact. On the basis of the circuits according to FIGS. 5 and 6, the voltage of the battery B1 in the key circuit can be kept relatively low. The carrier current can also be controlled by an alternating voltage instead of a direct voltage.
The prerequisite, however, is that the frequency of the control voltage is high compared to the carrier frequency, so that the period of time during which the sum of the two voltages is less than the voltage of the discharge vessel is small compared to a period of the carrier current. In this case, the control frequency is kept from the transmission system by the filter FK.
The invention can also be used with a carrier current intercom connection if its outward and return lines are combined in a known manner using only one double line between the carrier current office and the telegraph apparatus for alternating traffic. The required for this purpose, known special circuit is shown in Fig. 7: In the idle state, the armature of the transmitting and receiving relay SR are respectively. ER at contacts T.
As a result, the transmission circuit S with the carrier current generator G is open, so that no carrier current can flow while the sensing and receiving circuit is closed and, as a result, a quiescent current is flowing through it. The circuit of the transmitter relay SR is now made so that it does not respond to an interruption of the current in the sensing and receiving circuit by the armature of the Emp receiving relay ER, but when there is an interruption by the transmitter contact SK, this is achieved by the following arrangement .
The sensing and receiving circuit, consisting of the receiving magnetic winding <I> F </I> 11T, the line Ltg and the upper winding of the transmitter relay SR, is connected to the terminals of the <I> OB </I> battery. Galvanically coupled with this circuit is an auxiliary circuit that lies between the positive pole and the zero point of the battery and consists of the lower winding of the transmitter relay SR and the image resistor Rn, which simulates the resistance of the receiving magnet winding and the line.
This auxiliary circuit is closed at any moment, but the end lying at the positive pole in the idle state, which coincides with the corresponding one of the sensing and receiving circuit, is triggered by the armature A of the receiving relay ER when signal currents arrive. : Negative pole switched. While the sensing circuit is de-energized, the voltage on the auxiliary circuit is only polarized. The following current conditions result in the transmission relay SR.
In the rube state, the current flowing from the positive pole of the battery via the contact T of the receiving relay ER divides into two parts at the center point P of the transmitter relay winding, namely the current flowing through the upper winding is twice as large as the current flowing through the lower U-winding , because the potential difference between P and minus pol is twice as large as that between P and 0 point and the resistances in both branches are the same.
The effect of the current flowing through the lower winding compensates for half of the current flowing through the upper winding, and the resulting magnetic flux therefore corresponds in terms of magnitude and direction to half the current flowing through the upper winding. If there is now a reception, the upper winding of the transmitter relay in the touch circle is de-energized.
At the same time, however, the direction of current in the auxiliary circuit and thus in the lower winding of the transmitter relay is reversed, so that the size and direction of the magnetic flux in the transmitter relay is the same as in the idle state and the transmitter relay remains in its idle position. If you now switch to transmission mode, the upper winding of the transmission relay is again de-energized by opening the .Sendkontakt SK, but the current direction in the auxiliary circuit and thus in the lower winding is retained. The size of the magnetic flux in the transmitter relay is retained, but reverses its direction.
The transmitter relay comes into operation and moves armature A 'from contact T to contact Z, thereby closing the carrier circuit. Reference has already been made to the disadvantages which the use of such a mechanically operating relay for controlling carrier currents entails. Attempts with relays with relatively short turnaround times have not resulted in the desired success, since the practical execution forms limits are drawn. FIG. 8 now shows an arrangement in which a pushbutton arrangement <I> TA </I> has been used in place of the mechanically acting transmitter relay SR of FIG. 7.
This consists of two identical resistors B1 and R2 connected in series and, in parallel, a discharge vessel E in series with a battery e and a current resonance circuit L, C. The open ends of the carrier circuit are also connected to the terminals of the discharge vessel.
The easiest way of operating this button arrangement is to compare it with the transmitter relay. Instead of the two relay windings, the resistors R1 and R2 take the place of the relay armature, including the two contacts, the discharge vessel. While it was the currents in the two magnet windings that mattered in the transmitter relay, the voltages between points <I> a </I> and <I> b </I> are decisive for the operation of the button arrangement.
In the rest state, the point P between the resistors R1 and R. has the potential of the positive battery pole. From here the potential falls in the direction via R, to the Mi nuspole of the battery and via R2 to zero. Since the resistances are again the same in both directions, the potential difference across R, up to point a, is twice as large as that across R2 to <I> b. </I> Point <I> a </I> therefore has compared to point b, a negative potential of the size of the potential drop from P to b.
But since the negative pole of battery e is also at point a, the voltage at the terminals of the discharge vessel is equal to the difference in voltage between a and b and the battery voltage e. If the reception is now received, the negative pole of the battery is again placed at point P by the receiving relay and the probe circuit is also de-energized, i.e. point a assumes the same potential as point P. The potential difference is the same in terms of size and direction as in the idle state and accordingly the voltage on the discharge vessel is the same as before.
If, on the other hand, it is sent, i.e. the send contact SK opens, the sensing circuit is also de-energized again, so point a again assumes the same potential as P. But since point P remains at the positive pole, the potential difference is between < I> a </I> and <I> b </I> of the same size, but in the opposite direction as in the first two cases. The sum of the voltages is now on the discharge vessel.
If the voltage of the battery e and the voltage between the two points a and b, which can be varied by choosing the resistors for the other given parameters, is chosen so that the difference between the two voltages together with the voltage of the carrier current generator is always remains below the breakaway voltage, whereas the sum of both voltages together with the voltage of the carrier current generator always remains above the ignition voltage, the discharge vessel only responds when the sending contact SK is opened, but not when the receiving relay ER is activated.
The current resonance circuit in series with the discharge vessel, which consists of an inductance L and a capacitance C, is tuned to the carrier frequency and has the task of preventing the entry of the carrier current into the probe arrangement. In order to avoid the entry of the direct current into the carrier circuit, a capacitor C, is connected in series with the carrier current generator. switched.
The control of the carrier currents with the help of the voltage reversal at the opposing stands B1 and R .. is of course not only possible with the help of the circuit arrangement shown in Fig. 8. Circuits can also be used successfully. in which, for example, the discharge vessel is connected in parallel to the carrier current generator. Furthermore, by suitably designing the electrodes of the glow lamp, the ignition voltage in the positive direction is different from that in the negative direction, so that the battery used in the circuit according to FIG. 8 can be dispensed with.
The method according to the invention is not restricted to character telegraphy, but can also be used in all types of remote transmission with alternating current, for example in image telegraphy, telecontrol systems, television and the like.