DE125372C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRI

Ja 125372 KLASSE 21 a.

ANDRE BLONDEL in PARIS.

Bisher hat man auf den Empfängerstellen die von verschiedenen Sendern abgegebenen Signale nur dadurch zu unterscheiden versucht, dafs man eine Gleichheit der Schwingungszahl der von jedem Unterbrecher ausgesandten elektrischen Wellen und der zur Aufnahme der Wellen bestimmten Empfangsapparate durch Abstimmung auf einander herbeiführte. In dieser Richtung bewegten sich die Versuche von Lodge, Marconi, Tietz u. .A.

Marconi ζ. B. sucht die Selbstinduction und die Capacität des Sendedrahtes mit derjenigen des Empfängerdrahtes oder des secundären Stromkreises, welcher auf die Frittröhre einwirkt, abzugleichen.

Mittelst dieses Verfahrens hat man bisher keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten, weil die Schwingungen des Sendedrahtes sehr schnell gedämpft werden und keine Zeit haben, eine wirkliche Resonanz beim Empfänger herzustellen. Auch ist es durch die Versuche von Bjerknefs und die theoretischen Erörterungen von Poincare bekannt, dafs infolge dieser so starken Dämpfung jeder Empfänger, gleichviel wie grofs seine eigentliche Schwingungszahl auch ist, ohne schärfere Auswahl Signale aufnimmt,, im Gegensatz zu den Vorgängen, die sich bei der Aufnahme von Tönen in den Resonatoren von Helmholtz abspielen. Aufserdem ist das rein empirische, syntonische Verfahren von Marconi schwer zu regeln und erfordert ebensoviele Empfängerdrähte, als verschiedene Perioden der aufzunehmenden Signale vorhanden sind, da jeder Empfängerdraht nur auf eine bestimmte Periode abgeglichen sein kann.

Das System von Lodge gestattet'zwar eine leichtere Regelung, bietet aber nichtsdestoweniger ähnliche Schwierigkeiten und hat sich bisher nicht zu Uebertragungen auf lange Entfernungen verwenden lassen.

Das hier zu beschreibende Verfahren benutzt eine andere Abstimmungsart, bei der nicht die elektrische Schwingungszahl des Senders und des Empfängers, sondern zwei willkürlich aufgestellte, weit niedrigere Zahlen, die von den Luftleitern unabhängig sind, mit einander in Uebereinstimmung gebracht werden, nämlich die Häufigkeit der Ladungen des Unterbrechers durch die Elektrizitätsquelle und eines mechanisch in Schwingung versetzten, durch die auftreffenden Wellen ausgelösten Empfängers.

Am deutlichsten geht dieser Unterschied aus einem Vergleich der Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnungen hervor. In diesen Figuren stellt die Abscisse die Zeit und die Ordinate die Intensität der elektrischen Wellen beim Sender dar. Diese, wie oben bemerkt, stark gedämpften Wellenzüge ABC entstehen bei jeder Ladung der Funkenstrecke und verursachen im Empfängerdraht oder im Stromkreis des Empfängers eine für gewöhnlich länger andauernde Schwingung abc u. s. w. Jede Gruppe von ausgesendeten Wellen ruft von Neuem Schwingungen in dem Empfänger hervor, die im Verhältnifs zu dem Zwischenraum zwischen diesen Gruppen ABC äufserst kurz sind. Thatsächlich dauern die eigentlichen Schwingungen nur etwa ein millionstel Secunde an, während die Häufigkeit der Wellenzüge ähnlich derjenigen der durch den Ham-

mer eines Inductionsapparates hervorgerufenen Schwingungen höchstens 20 bis 30 in der Secunde beträgt. Was man bisher zu erreichen suchte, war eine Uebereinstimmung zwischen den Schwingungen der beiden Luftleiter, d. h. die Gleichheit der Schwingungsperioden der Curven α und A. Ist diese erreicht, so hofft man, dafs erstere die letzteren erzeugen werden, indem sie sie gleichzeitig verstärken, d. h. dafs eine Resonanz erzielt werden wird.

Statt nun so zu verfahren, ist es vorzuziehen, die Dauer der Pausen zwischen den Schwingungsgruppen A B C u. s. w., d. h. die Zwischenräume zwischen den Ladungen des Unterbrechers zu regeln. Ohne Rücksicht auf die Schwingungszahl des Empfängerdrahtes wählt man ein die eintreffenden Wellenzüge wahrnehmbar machendes Empfangsorgan (Telephon o. dergl.), dessen mechanische Schwingungen mit der Zahl der Wellenzüge ABC in der Secunde übereinstimmen. So kann man z. B. die Spule, welche dem Unterbrecher Strom zuleitet, so regeln, dafs sie denselben 100 Mal in der Secunde ladet; man hat dann nur die Signale, wie weiterhin aus einander gesetzt wird, in einem schwingenden Empfänger (Monotelephon oder schwingendes Relais) aufzufangen, der die Fähigkeit besitzt, lediglich Schwingungen von ein hundertstel Secunde aufzunehmen und zu verstärken.

In Fig. 2 ist schematisch diese Art der Abstimmung zwischen den eigentlichen Schwingungen a' b' c' der Telephonmembran und der Häufigkeit der Wellenzüge ABC veranschaulicht.

Auf diesem Princip beruht die vorliegende Lösung des Problems der Telegraphic ohne Draht, welche den Gegenstand dieser Erfindung bildet. Die Vortheile, die man durch Anwendung desselben erzielen kann, liegen auf der Hand. Um z. B. mehrere Senderstellen unterscheiden zu können, genügt es, ihnen verschiedene Ladungsrythmen zu geben, d. h. bei dem einen 100 Ladungen des Unterbrechers in der Secunde, bei dem anderen 200, bei dem dritten eine andere Anzahl herbeizuführen, und ebenso viele entsprechend abgestimmte Empfänger zu benutzen. Alle hierbei in Anwendung kommenden Zahlen sind willkürlich und nur der Beschränkung unterworfen, dafs sie genügend grofs sind, um die Schwingungsreihe ununterbrochen erscheinen zu lassen und die Schwingungszahl im Verhältnifs zur Dauer eines Morsesignals sehr hoch zu erhalten.

Die Apparate zur Ausübung dieses Princips können gleicher Art sein, wie die bisher verwendeten, nämlich ein Kugelunterbrecher O, der mit dem Luftleiter A und der Erde T verbunden ist und von einer Inductionsspule B geladen wird. Das Charakteristische des vorliegenden Systems ist die Art und Weise, die periodischen Ladungen der Funkenstrecke bei j einer für jede Stelle gegebenen Zahl hervorzubringen und die selbsttätige Aussendung der von diesen Stellen ausgehenden Signale zu regeln.

Zur Regelung der Ladungszahl in der Secunde können verschiedene Anordnungen getroffen werden. So kann z. B. ein Inductionsapparat B (Fig. 3) zur Verwendung gelangen, der mit einem gewöhnlichen Hammer ausgestattet ist. In diesem Falle wird die Federung und das Trägheitsmoment dieses Hammers so geregelt, dafs er die gewünschte Unterbrechungszahl in der Secunde ergiebt; man hat dann auf den verschiedenen Stellen nur verschiedene Hammer mit verschieden hoher Schwingungszahl anzuwenden.

An Stelle dieser Schwingungsunterbrecher kann es von Vortheil sein, rotirende Quecksilberunterbrecher, speciell die Turbinenunterbrecher der Allgemeinen Elektricitätsgesellschaft oder von Levy anzuwenden, die eine beliebige und sehr hohe Ladungszahl in der Secunde zu erreichen gestatten. Zu demselben Zwecke kann man auch einen Wehnelt'sehen oder CaIdwell'schen Unterbrecher benutzen. Bisher hat man nach Marconi's Angaben wenig erfreuliche Resultate mit den letztgenannten Apparaten erzielt; in Wirklichkeit kommt dies daher, dafs die Funken, welche dieselben erzeugen, sich schon zu sehr einem Funkenbogen nähern und nicht mehr genügend scharf abgegrenzt sind. Im Gegensatz hierzu kann man damit vorzügliche Resultate erzielen, wenn man in Nebenschaltung an die Funkenstrecke der Spule einen Condensator C (Fig. 3) von genügend hoher Capacität schaltet; der Funke bleibt dann vollkommen scharf abgegrenzt und die Entladungen sind weit kräftiger und schneller als mit dem gewöhnlichen Hammer. Man kann ihre Häufigkeit beliebig regeln, indem man entweder eine regelbare Selbstinduction 5 in den primären Stromkreis der Spule B einschaltet oder die Anzahl der die Spule mit Strom versorgenden Elemente B verändert; eine Vermehrung der Spannung steigert auch die Ladungszahl.

Statt des durch eine Batterie oder eine Gleichstrommaschine gespeisten Inductionsapparates kann man ebensogut einen Transformator T (Fig. 4), dessen primärer Stromkreis von einer Wechselstrommaschine α^λ und dessen secundäre Wicklung von hoher Spannung, z.B. 25000 bis 100 000 Volt, mit der Funkenstrecke O und der Erde F verbunden ist, verwenden. Um eine scharfe Abgrenzung des Funkens herbeizuführen, verbindet man in Parallelschaltung mit der Funkenstrecke einen Condensator C, der zur Aufnahme von Wechselströmen hoher Spannung geeignet ist.

Auch ist es von Nutzen, eine Selbstinductions-■ spule S in den primären Stromkreis einzuschalten.

Unter diesen Bedingungen bewirkt jede elektrische Kraftwelle, die von der Wechselstrommaschine ausgesendet wird, wie die Versuche von Gugain und von Abraham gezeigt haben, mehrere auf einander folgende Ladungen und Entladungen, weil sofort nach der Ladung des Condensators das Potential des Luftleiters sich bis zu dem Augenblick steigert, wo es die genügende Gröfse erreicht, um das Ueberspringen eines Funkens an der Funkenstrecke zu ermöglichen. Dieser Funke entladet den Condensator, dieser wird wieder geladen u. s. w. Die Häufigkeit dieser Ladungen und Entladungen läfst sich leicht nach dem Funkengeräusch bestimmen und kann dadurch beliebig erhöht werden, dafs man die Stromintensität durch Erhöhung der elektromotorischen Kraft der Wechselstrommaschine oder durch Verringerung der Selbstinduction im Stromkreis steigert; ist die Intensität einmal regulirt, so bleibt sie constant.

Mit Hülfe der vorgenannten Anordnungen der einen oder der anderen Art kann man so mit Leichtigkeit eine bestimmte Ladungszahl erzielen, die an dem Geräusch der Funken des Unterbrechers gemessen wird; zweckmäfsig ist es hierfür sowohl, wie für die Aufnahme der Signale durch das Telephon, diese Zahl innerhalb der hörbaren Töne zu halten.

Die Unterscheidung der von verschiedenen .Senderstellen in der Empfängerstelle aufgenommenen Signale geschieht mit Hülfe einer Vorrichtung, die gewisse Eigenschaften einiger für Hertz'sehe Wellen empfindlichen Aufnahmeapparate mit den Vielfachtelegraphen von Mercadier in sich vereinigen.

Bekanntlich besitzen gewisse Vorrichtungen (z. B. Cohärer) die Eigenschaft, unter dem Einflufs Hertz'scher Wellen starke Widerstandsunterschiede zu zeigen und von selbst allmählich zu ihrem Anfangszustand zurückzukehren ; so verhalten sich speciell Vacuumröhren ähnlich den von Righi angegebenen, der Silberspiegelempfänger von Neugschwender, die Mikrophonkohlencohärer (Hughes und Tommasina, 1899) u. s. w.

Auf eine dieser Röhren t (Fig. 5), die einerseits mit einem Luftleiter A, andererseits mit der Erde E verbunden ist, läfst man elektrische Wellen einwirken. An die Klemmschrauben a b dieser Röhre schaltet man einen Nebenstromkreis, bestehend aus einer Batterie von Elementen B und mehreren Monotelephonen von Mercadier M, die entsprechend der Aussendungszahl der Wellengruppen jeder Senderstation nach oben beschriebener Methode abgestimmt sind.

Diese Monotelephone sind bekanntlich ■telephonische Apparate, deren Membranen so in ihrer Bewegung gehemmt sind, dafs sie nur auf einen bestimmten Ton ansprechen.

In Fig. 5 sind drei Monotelephone dieser Art in Reihenschaltung dargestellt; jedoch kann man auch eine beliebige Anzahl davon mit einer geeigneten Batterie von entsprechender Spannung in Reihenschaltung verbinden, oder jedes einzelne in Parallelschaltung zusammen mit seinem Element an die Klemmschrauben a b anschliefsen.

Dem Stromkreis B M kann man ferner Selbstinductionen vorlegen, um so die kurzen Wellen, die darin entstehen könnten, vollständiger zu unterdrücken.

Unter diesen Bedingungen wirken alle von den verschiedenen Senderstellen an den Empfängerleiter A abgegebenen Wellen auf die Frittröhre oder den Silberspiegelempfänger t ein; indem sie deren Widerstand verändern, werden auch entsprechende Stromveränderungen in allen Monotelephonen hervorgerufen; da aber ein jedes von ihnen nur auf in ganz bestimmten Zwischenräumen sich wiederholende Schwingungen anspricht, so sondern dieselben die Signale, auf die sie abgestimmt sind, aus allen anderen heraus. Mehrere Beobachter, von denen jeder an einem anderen Monotelephon steht, werden also gleichzeitig die von. den verschiedenen Senderstellen abgesandten Telegramme erhalten, während bei Anwendung eines einzigen gewöhnlichen Telephons an Stelle der Monotelephone M ein einzelner Beobachter sämmtliche Signale auf einmal empfängt.

Zur Verstärkung der Signalaufnahme kann man, wie Fig. 6 zeigt, ein Mercadier'sches Telephonrelais R T einschalten, dessen primärer Stromkreis in dem Stromkreis der Batterie B liegt und dessen Mikrophoncontact verstärkte Stromveränderungen in einem zweiten Stromkreis erzeugt, der aus der Batterie B¹ und den Monotelephonen M sich zusammensetzt. Auch kann man ferner die Töne dadurch verstärken, dafs man den Strom durch eine Inductionsspule transformirt, deren primäre Wickelung an die Batterie B', deren secundäre Wicklung in Serienschaltung an das Monotelephon geschaltet ist.

An Stelle der hier erwähnten Monotelephone kann man hier auch noch empfindliche schwingende Relais anwenden, wie sie von Evershed, Lodge, Cauro u. A. beschrieben sind, von denen jedes auf die Wellengruppenzahl der Senderstelle abgestimmt ist, und die, wenn sie, durch die vom Sender ausgesandten Signale veranlafst, in Schwingung gerathen, einen Contact zwischen einer Zunge R (Fig. 7) von entsprechender Form und einem gegenüberliegenden festen Contact herstellen; dieselben bewirken so, dafs der Strom einer Batterie B' in den einen oder den anderen von mehreren

Morse - Empfangsapparaten M geschickt wird. Auf diese Weise können die Signale nicht allein von einander unterschieden, sondern auch wie gewöhnliche Telegramme aufgezeichnet werden. Fig. 8 stellt dieselbe Vorrichtung in Verbindung mit einem Telephonrelais R T dar, das die Stromveränderungen verstärkt.

Diese Relais können ebenso wie die Monotelephone in Serie oder parallel geschaltet werden. Ihre Abreifsfunken müssen auf jeden Fall durch die Einfügung von geeigneten Nebenschlüssen unterdrückt werden, wie dies bei allen Apparaten der Funkentelegraphie der Fall ist.

Ein anderes Verfahren, um die Wirkung der Wellen zu verstärken und sie noch besser durch die schwingenden Aufnahmeorgane unterscheiden zu lassen, besteht darin, dafs man letztere in Stromkreise einschaltet, die auf Wechselströme von Schwingungszahlen abgestimmt sind, die mit den Unterbrechungszahlen des Senders übereinstimmen. Zu diesem Zwecke schaltet man Empfängerstromkreise parallel an die Klemmschrauben des Cohärers, wie es Fig. 9 für die Verwendung von nur zwei Empfangsapparaten zeigt. Jeder dieser Stromkreise enthält eine Batterie B und ein schwingendes Relais R, die auf der Empfängerstelle angeordnet und auf einander abgestimmt sind, und die den Morsedruckapparat N auslösen. Auch kann man das Relais durch ein Monotelephon ersetzen , wie in dem linken Stromkreis ersichtlich. In jeden Stromkreis fügt man eine Selbstinduction s s' in Reihenschaltung und einen Condensator C C in Nebenschlufsschaltung ein. Diesen Condensator und diese Capacität stimmt man auf die Wellenzüge der entsprechenden Senderstellen ab; ebenso verfährt man in den übrigen Empfängerstromkreisen.

Bei dieser Anordnung verstärkt jeder Stromkreis durch Resonanz die langsamen Schwingungen, welche auf die entsprechende Membran von gleicher Schwingungszahl einwirken.

Die im Vorhergehenden beschriebenen Vorrichtungen können in gleicher Weise in Verbindung mit einem bereits von Marconi angewendeten Transformator zur Anwendung gelangen, dessen Primärspule in die Luftleitung j und dessen Secundärspule in den Fritterstromkrei's geschaltet ist. So kann z. B. die Vorrichtung nach Fig. 9 durch die in Fig. 10 dargestellte, bei der T der Transformator und C ein auf denselben abgestimmter Condensator ist, ersetzt werden. Auch sei noch einmal hervorgehoben, dafs im Vorhergehenden lediglich von Empfängern oder Cohärern gesprochen ist, die von selbst, ohne Mitwirkung eines Hammers, ihren ursprünglichen Widerstand wieder annehmen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Abstimmung von Gebe- und Empfangsstelle für mehrfache Funkentelegraphie, dadurch gekennzeichnet, dafs die Periodenzahl des der Funkenstrecke des Gebers zugeführten Wechselstromes in Uebereinstimmung gebracht wird mit der Schwingungszahl eines als Empfänger dienenden abgestimmten Telephons oder Relais, das mit einer durch die elektrischen Wellen beeinflufsbaren Vorrichtung verbunden ist, deren Widerstand durch jede von der die Funkenstrecke erregenden Stromwelle hervorgerufene Folge elektrischer Wellen verändert und vor dem Eintreffen der nächsten Folge seinen ursprünglichen Werth von selbst wieder annimmt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Hochspannungstransformators an der Senderstelle, in dessen secundären Stromkreis ein Condensator in Nebenschlufs eingeschaltet ist und dessen primärer Stromkreis seinen Strom von einer Wechselstrommaschine empfängt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.