Übertragungseinrichtung für Duplextelegraphie. Die Erfindung bezieht sich auf eine Über tragungseinrichtung für Duplextelegraphie mit einem Verstärker.
Es sind bereits Zweidrahttelegraphier- systeme mit Verstärkern bekannt, bei denen die verwendeten Ver3tärkereinrichtungen für jede Verkehrsrichtung einen Verstärker ent halten. Die Verstärker weisen meistens Elektronenröhren auf und sind so geschaltet, dass der in der einen Richtung gerade be nutzte Verstärker -den für die Gegenrichtung bestimmten Verstärker blockiert.
Die Blok- kierung geschieht durch die an sich bekannte Gitterpotentialverlagerung. Die Röhrenver stärker haben den Nachteil, dass sie für tiefe Frequenzen, also für die Verstärkung der Unterlagerungstelegraphierzeichen unbrauoh- bar sind. Als weiterer Nachteil der erwähn ten Schaltung ist anzuführen, dass diese nicht gleichzeitig in beiden Verkehrsrichtungen benutzt werden kann, da, wie erwähnt, die Verstärker der einen, gerade benutzten, Über- tragungsrichtung die Verstärker der ent gegengesetzten Richtung sperren.
Gemäss der Erfindung wird als Verstär ker ein magnetischer Verstärker verwendet, dessen Wicklungen so ausgebildet und so mit einer zur Übertragung der Zeichen in beiden Richtungen dienenden Doppelleitung und zwei zur Übertragung in nur je einer Rich tung bestimmten Übertragungswegen verbun den sind, dass er zusammen mit einer Nach bildung der Zweiwegleitung als Ausgleichs übertrager zwischen den drei Übertragungs wegen wirkt. Auf diese Weise lässt sich ein Zweidraht- oder Gabelverstärker für Tele graphie aufbauen, der den Zweidrahtzwi- schenverstärkern und Gabelverstärkern bei Telephoniesystemen entspricht.
Durch die Anwendung des magnetischen Verstärkers fallen die erwähnten Nachteile der Röhren verstärker fort. Ausserdem kann bei Anwen dung des Verstärkers gemäss .der Erfindung g I' leichzeitig in beiden Verkehrsrichtungen telegraphiert werden. Sende- und Empfangs kreis lassen sich bei genügender Genauigkeit der Nachbildung der Übertragungsleitung vollständig entkoppeln. Ausgleichübertrager für .Dul)lextelegraphiesysteme sind an sich bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit magnetischen Verstärkern oder als Be standteile von magnetischen Verstärkern.
Als magnetische Verstärker lassen sich bekannte Schaltungen verwenden. Die mag netischen Verstärker bestehen in ihrem ein fachsten Aufbau aus einer eisenhaltigen Drossel, die in einem Wechselstromkreis liegt, dessen Frequenz höher als die höchste der zu verstärkenden Frequenzen ist. Die Eisen drossel wird durch Gleichstrom so vormag n4tisiert, dass .sich ihr Wechselstromwider- stand bei Anlegen der zu verstärkenden nie derfrequenten Spannungen mit der Ampli tude dieser Spannungen ändert. Dadurch tritt eine Modulation des Wechselstromes der höheren Frequenz (Trägerfrequenz) ein. Nach erfolgter Gleichrichtung der modulier ten Trägerfrequenz erhält man die verstärk ten Niederfrequenzen.
Durch die zur Demodulation der Träger frequenz erforderlichen Gleichrichter, die bei der Anwendung magnetischer Verstärker erforderlich sind, tritt eine neue Erscheinung gegenüber den normalen Ausgleichsschaltun gen, wie sie beispielsweise bei Telephonie- systemen Verwendung finden, auf. Die Gleichrichter, beispielsweise bei einem mag netischen Zwischenverstärker, werden erstens von dem verstärkten Strom (Ausgangsstrom) des zugehörigen Verstärkers und zweitens von einem Teil des von der Gegenseite an kommenden, noch unverstärkten Stromes (Ankunftsstrom) durchflossen.
Der Schein widerstand der Gleichrichter ist für den An kunftsstrom nicht konstant und ändert sieh mit der Belastung der Gleichrichter, das beisst im Takte des Ausgangsstromes. Diese Erscheinung hat zur Folge, dass der An kunftsstrom durch den Ausgangsstrom modu liert wird.
Dieser störende Modulationseffekt kann dadurch verringert werden, dass die Ampli- tude der den Gleichrichtern zugeführten Trägerwelle auch bei Abwesenheit von Tele- graphierzeichen grösser als Null, vorzugsweise auf etwa dem dritten Teil ihres Höchstwertes gehalten wird. Infolgedessen ist ständig auch ein Ausgangsgleichstrom gewisser Stärke vorhanden. Der Modulationseffekt wird auf diese Weise zwar nicht vollständig verhin dert, jedoch in Grenzen gehalten, die er fahrungsgemäss im allgemeinen keine Störun gen des Telegraphenbetriebes hervorrufen.
Bei einem an eine Zweiwegleitung und ausser dem an einen Sender und einen Empfänger angeschlossenen Gabelverstärker kann in ähn licher Weise der unverstärkte Ankunfts strom durch den vom ,Sender kommenden Strom moduliert werden. Die gewünschte Be einflussung dieses Modulationseffektes kann . zum Beispiel im Sender .durch Widerstands überbrückung der Sendetaste und im Verstär ker durch die Wahl- einer entsprechenden Vormagnetisierung erreicht werden.
Macht sich trotz dieser Massnahmen die Modulation noch störend bemerkbar, so kann ein zweck mässig regelbares Dämpfung glied in den von einem Teil des Ankunftsstromes durchflos- senen Sendestromkreises geschaltet werden, dessen Widerstand so bemessen ist, da.ss die Änderung des Scheinwiderstandes der Sende apparatur keine wesentliche Rolle mehr spielt. Das Dämpfungsglied kann gleichzei tig als Entzerrer zur Beeinflussung des Fre- quenzganges des Verstärkers ausgebildet wer den.
Der im Falle des Zwischenverstärkers durch die Gleichrichter bei Abwesenheit von Telegraphierzeichen abgegebene Ausgangs strom würde eine zusätzliche Belastung der Übertragungsleitung darstellen. Soll .diese Belastung aus irgendeinem Grunde verringert werden, so kann -die Kompensation dieses Gleichstromes durch eine zusätzliche Gleich stromquelle vorgenommen werden.
Zum Unterschiede von den Teiephoniever- stärkern kann die .Selbsterregungsgefahr bei den erfindungsgemässen Verstärkern für Tele graphie durch die Wahl einer in bestimmter Weise nicht linearen Kennlinie des Verstär- kers herabgesetzt werden. In idealer Weise ist eine solche Nichtlinearität der Kenn linie bei jedem Kontaktrelais vorhanden.
Bei diesem ist die Verstärkung bis zur Errei chung der Reizschwelle Null und steigt hier auf im Augenblick des Umlegens auf einen ,ehr grossen Wert an. Prei einem Zwischen verstärker mit einer derartig nichtlinearen Kennlinie kann ein Aufschaukeln von Schwingungen zur Selbsterregung leicht ver hindert werden, indem die durch mangelhafte Nachbildung in den Eingangskreis des Ver stärkers zurückgeführten Ströme unterhalb der Reizschwelle gehalten werden.
Beim magnetischen Verstärker kann eine ähnliche Charakteristik durch geeignete Vorspannung des im Ausgangskreis des Verstärkers liegen den Gleichrichters mit, einer Gleichspannung erhalten und dadurch die Rückkoppelungs neigung herabgesetzt werden.
Zu demselben Zweck kann dem Verstär ker auch ein nichtlinearer Widerstand paral lelgeschaltet werden, dessen Widerstandswert für kleine Amplituden sehr klein, für die Amplituden der zu übertragenden Zeichen jedoch gross ist. Hierfür ist heispielsweise ein Einweggleichrichter geeignet, der im untern Knick ;seiner Stromspannungskennlinie ar beitet. Eine ähnliche Wirkung lässt sich auch dadurch erzielen, dass die magnetischen Ver hältnisse des Verstärkers so gewählt werden, dass bei kleiner Aussteuerung die Verstär kung klein, bei mittlerer und grosser Aus steuerung gross wird. Dies ist zum Beispiel durch eine entsprechende Wahl der Eisen sättigungen des Verstärkers möglich.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes. In Fig. 1 ist ein auf einer Telegraphenstation angeordneter Gabelverstärker dargestellt, der für die Verstärkung -der ankommenden Ströme bestimmt ist, während Fig. 2 einen Zweidrahtzwis.chenverstärker für Unterlage rungstelegraphie zeigt.
In Fig. 1 bedeutet SG einen Wechsel stromgenerator, dessen Strom durch die Sendetaste A9'T gestattet wird. Der gestattete Wechselstrom wird durch -den Übertrager U, der Gleichrichteranordnung Gl,, zugeführt.
Zwischen die beschriebene Sendeeinrich tung und die mit ER bezeichnete D4mpfangs- einrichtung ist der magnetische Verstärker MV geschaltet, der gleichzeitig die Übertra gung der Sendezeichen auf die abgehende Leitung L und die Übertragung und Ver stärkung der über diese Leitung ankommen den Zeichen auf die Empfangseinrichtung übernimmt.
Zu dem magnetischen Verstärker gehören die eisenhaltigen Induktivitäten TV,-W,. Wie schon erwähnt, besteht ein magnetischer Verstärker im allgemeinen aus vormagnetisierten Eisendrosseln, die im Stromkreis einer Hochfrequenzquelle liegen. Die Eisendrosseln W, und WZ werden über die Wicklungen W', WE, die vom Gleich strom der Batterie B durchflossen sind, vor magnetisiert.
Die von dem Generator H ge lieferte Hochfrequenz wird den Drosselspulen W, und W2 über den Übertrager U3 zuge führt. Die über die Leitung L ankommen den, zu verstärkenden Zeichen durchfliessen ,die Drosselspulen W, und W2 in gleicher Richtung und ändern dadurch -den Wechsel stromwiderstand der Eisendrosseln für die hochfrequente Trägerschwingung.
Es erfolgt also eine Modulation der Trägerfrequenz durch die zu verstärkenden. .Ströme. Die modulierten Schwingungen werden über die Wicklungen W, und W4 und über den Über trager U; der Empfangsrichtung ER nach erfolgter Gleichrichtung mit Hilfe der Gleichriehteranordnung Gl, zugeführt. Zur Einregulierung der Verstärkung ist,das Über setzungsverhältnis des Übertragers Uz ver änderlich gestaltet.
Es können jedoch auch andere Mittel zur Beeinflussung des Verstär- kungsgrades, so zum Beispiel die Anderung der Amplitude der Trägerfrequenz, Anwen dung finden. Die Leitung L ist .durch den Kondensator C, für die Trägerfrequenz über brückt.
Damit der magnetische Verstärker MV seine Wirkung als Ausgleichübertrager aus führen kann, sind die Drosselspulen W,. und W@ mit je einer Mittelanzapfung S1 und S2 versehen.
An diese Anzapfungen sind die zur Sendeeinrichtung führenden Leitungen a no,ese ZD hlossen. Unter der Voraussetzung, tD dass die Nachbildung N den an den Endpunkten A, und 42 der Wicklungen W, und W= liegenden Widerstand, also insbesondere den Widerstand der Übertragungsleitung I, ge treu nachbildet,
durchfliessen die von der Sendeeinrichtung ausgehenden Ströme die beiden Hälften der Wicklungen W, und WI in entgegengesetzter Richtung und in gleicher Stärke. Dadurch wird eine Übertragung der Sendeströme auf die Wicklungen W3 und W4 und damit auf die Empfangseinrichtung ver hindert. Der magnetische Verstärker über nimmt also infolge dieses Aufbaues seiner Wicklungen die Wirkung eines Ausgleichs übertragers zwischen der Leitung L und der Sende- und der Empfangseinrichtung. Sende- und Empfangseinrichtung sind voneinander entkoppelt.
Wie schon erwähnt, muss verhindert wer den, dass der über die Leitung L ankommende, den Gleichrichter Gl, durchfliessende Gleich strom (Ankunftsstrom) durch den Ausgangs strom dieses Gleichrichters moduliert wird. Zu diesem Zwecke ist die Sendetaste ST durch den einstellbaren Überbrückungswider stand UW überbrückt. Als weiteres Mittel zur Vermeidung der erwähnten Modulation ist hinter dem Gleichrichter Gl,
ein veränder bares Dämpfungsglied D in Form einer über brückten T-Schaltung eingeschaltet. Das Dämpfungsglied kann gleichzeitig zur Fre- quenzentzerrung benutzt werden.
Der Gleichstromgenerator G kann in -der dargestellten Weise angeschlossen werden, um den -die Leitung L belastenden, durch<B>den</B> Gleichrichter Gl, hindurchfliessenden Gleich strom zu kompensieren.
Der Vollständigkeit halber ist in der Schaltung noch die Telephonieeinrichtung T dargestellt, die über den Telephonübertrager <I>TU</I> uns die Kondensatorleitung KL an die Übertragungsleitung angeschlossen ist. Die Spulenleitung SL dient in an sich bekannter Weise zur Fernhaltung der Fernsprech- ströme von dem magnetischen Verstärker und der Telegraphiereinrichtung.
Fig. <B>2</B> zeigt einen Zweidrahtzwischenver- stärker, der zwischen die beiden Zweidraht leitungen L, und L, eingeschaltet ist. Der Zwischenverstärker enthält die für die bei den verschiedenen Verkehrsrichtungen be stimmten, magnetischen Verstärker<B>NF,</B> und MV=. Der Verstärker<I>MV,</I> verstärkt in .der Richtung L,-L2 und der Verstärker MV., in der entgegengesetzten Richtung.
Die bei den magnetischen Verstärker zeigen densel ben Aufbau wie der in Fig. 1 beschriebene Verstärker, so dass von einer Beschreibung im einzelnen abgesehen werden kann. Sie wir ken gleichzeitig als Ausgleichübertrager, so dass beispielsweise die durch den Verstärker MV, verstärkten Zeichen, die dem Verstärker MV= an dessen Symmetriepunkten S_ zuge führt werden, nur in die Leitung L2 und nicht durch den Verstärker MV, verstärkt zu dem magnetischen Verstärker MV,
zurückge- langen.
Bei D, und D.. sind einstellbare Dämp- fungsglieder angedeutet, .die :die Wirkung des veränderlichen Ausgangsscheinwiderstandes der Gleichrichter Gl, und Gl= zum Teil auf heben sollen und gleichzeitig zur Beeinflus sung des Frequenzganges der Verstärker- schaltung dienen.
Die Gleichstromgeneratoren G,. und G= liefern Gleichstrom, der zur Kompensation des über :die Gleichrichter Gl, und Gl, auch bei nicht Vorhandensein von Telegraphierzeichen ausgeschalteten Gleich stromes dient.
Der Vollständigkeit halber ist auch bei diesem Schaltbild ein Zweidrahtzwhschenver- stärker ST,' für die Verstärkung der über lagerten Sprechströme vorgesehen, der über die Übertrager SU, und<B>SU,</B> mit den beiden Leitungen in Verbindung steht. Die Kon densator- und Spulenleitungen KL,, KL, und sL,, 8L= dienen in an sich bekannter Weise .zur Trennung der Telegraphen- und Fern sprechströme.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zwischenverstärkerschaltung sei die Über tragung von TQlegraphierzeichen in der Rieh- tung L,--L., kurz beschrieben.
Die über die Leitung L, ankommenden Telegra,phierzei- chen gelangen über die Spulenleitung SL, in den magnetischen Verstärker MV" indem eine Modulation der von der Hochfrequenz stromquelle H, gelieferten Trägerschwingun gen stattfindet. Die modulierten Schwingun gen werden über den Übertrager L%, der Gleichrichteranordnung GL, in deren Strom kreis die über L,
angekommenen Telegra- phierströme mit verstärkter Amplitude vor handen sind. und über die Dämpfungsein- richtung D, den Symmetriepunkten 8". :des Verstärkers .IIV@ zugeführt.
Unter der Vor aussetzung einer vollkommenen Nachbildung der Leitung L2 durch die Nachbildung N, gelangen die verstärkten Ströme von den Symmetriepunkten S., über die Spulenleitung SL., in die Leitung L._, ohne in dem Aus gang des magnetischen Verstärkers IIV" ver-- stä.rkte Ströme hervorzurufen.
Im Rahmen der Erfindung sind selbstver ständlich Änderungen der beschriebenen Schaltungen zulässig. So können zum Bei s p ie <B>' 1</B> bei dem in Fig. 1 dargestellten mag- netischen Verstärker die Wicklungen IV2, TV, und W" fortgelassen werden. Ebenso könnte die Dämpfungsschaltung D durch eine ein fachere Schaltung ersetzt werden.