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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 270766 KLASSE 21 a. GRUPPE- M 270766 CLASS 21 a. GROUP

Dr. GUIDO MOELLER in BERLIN.Dr. GUIDO MOELLER in BERLIN.

Da bisher kein Mikrophon bekannt ist, das eine so große Stromstärke zulassen würde, wie es für den Zweck der direkten Einschaltung in einen Schwingungskreis notwendig ist, so sind alle Versuche, bei der drahtlosen Telephonie mittels schneller elektrischer Schwingungen ein Mikrophon der gewöhnlichen Konstruktion als direkten Sender oder als Funkenstrecke zu benutzen, ergebnislos gewesen. Wenn es aber gelingtj ein Mikrophon zu konstruieren, durch das ein erheblicher Strom geht, der den Ton wellen entsprechend verändert wird, so könnte man beträchtliche Energiemengen in ungedämpfte elektrische Schwingungen umsetzen.Since no microphone is known so far that would allow such a high current strength as it is necessary for the purpose of direct engagement in an oscillatory circuit, so are all attempts at wireless telephony by means of rapid electrical oscillations To use a microphone of the usual construction as a direct transmitter or as a spark gap, have been inconclusive. But if it is possible to construct a microphone through which There is a considerable current that changes the sound waves accordingly, so you could Convert considerable amounts of energy into undamped electrical oscillations.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sendermikrophon für drahtlose Telephonie, das aus einer auf einer Membran befestigten Vakuumröhre mit Oxydkathode, deren Oberfläche veränderlich ist, besteht. Die Verände-The present invention relates to a transmitter microphone for wireless telephony, that consists of a vacuum tube with an oxide cathode attached to a membrane, the surface of which is changeable, exists. The changes

rung des Widerstandes und der Oberfläche der Oxydkathode ist dadurch ermöglicht, daß die Kathodendrähte in Kohlenklötzchen enden, zwischen denen ein Kohlenstäbchen pendeln kann. Durch diese Anordnung kann ein HaIbkontaktlichtbogen erzeugt werden. An der Stelle, wo sich der Halbkontaktlichtbogen bildet, ist in geeigneter Weise eine Oxydmasse der Erdalkalien angebracht.tion of the resistance and the surface of the oxide cathode is made possible in that the Cathode wires end in carbon blocks, between which a carbon rod oscillates can. A half-contact arc can be generated by this arrangement. At the The place where the semi-contact arc is formed is suitably an oxide mass the alkaline earths attached.

Durch die von Wehnelt angegebenen Vakuumröhren mit Oxydkathode können beträchtliche Ströme geschickt werden, die nur abhängig von der Temperatur der Oxydkathode und der Größe ihrer wirksamen Oberfläche sind. Wie die meistenWith the vacuum tubes with oxide cathode specified by Wehnelt, considerable Currents are sent that only depend on the temperature of the oxide cathode and the size their effective surface. Like most of them

. Vakuumfunkenstrecken läßt dieser Apparat die Elektrizität nicht kontinuierlich, sondern nur oszillatorisch durch, worauf ihre Unterbrecherwirkung genau im Sinne der gewöhnlichen Luftfunkenstrecken beruht. Wird nun. die von einem Heizstrom durchflossene Halbkontaktoxydkathode, die so angeordnet sein muß, daß ihre Oberfläche oder ihr Widerstand durch SchwingunH&D— beeinflußt _ wird. durch Schallwellen in Schwingungen versetzt, während ein Entladungsstrom die Röhre passiert, so ist es klar, daß erstens der Oberflächenzustand an der Kathode sich ändern muß, indem die Kohlenstäbchen sich bewegen oder wackeln, zweitens die Temperatur der Kathode Und damit die wirksame Oxydschicht eine Änderung erfahren wird, und daß drittens auch die in Schwingung gesetzten Elektronen einen Antrieb oder eine Verzögerung ihrer Geschwindigkeit erfahren.. Durch alle diese Ursachen müssen sich aber der Elektronenstrom und damit die Schwingungen in einem parallel gelegten Schwingungskreise ändern. Da diese Änderungen durch die Tonschwingungen erzeugt sind, so müssen sie auch ihnen genau entsprechen.. Vacuum spark gaps this apparatus does not let the electricity through continuously, but only in an oscillatory manner, on which its interrupter effect is based exactly in the sense of the usual air spark gaps. Will now. the half-contact oxide cathode through which a heating current flows, which must be arranged in such a way that its surface or its resistance is influenced by vibration. vibrated by sound waves while a discharge current passes through the tube, it is clear that, firstly, the surface condition of the cathode must change, as the carbon rods move or wobble, secondly, the temperature of the cathode and so that the effective oxide layer undergoes a change and that, thirdly, the electrons set in oscillation also experience a drive or a delay in their speed. Due to all these causes, however, the electron flow and with it the oscillations in a parallel oscillation circuit must change. Since these changes are produced by the tone vibrations, they must also correspond exactly to them.

Stellt man also einen Schwingungskreis her, bestehend aus der in einem Stromkreis eingeschalteten Vakuumröhre mit veränderlicher Oxydkathode, einer parallel dazu geschalteten Spule und einem veränderlichen Kondensator, so werden bei Stromdurchgang durch die Vakuumröhre in dem Schwingungskreise ungedämpfte elektrische Schwingungen von beträchtlicher Energie erzeugt, die den sie erzeugenden Tonwellen vollkommen entsprechend sind. Eine Antenne, die sich in Resonanz mit dem Erregerkreise befinden muß und zu deren Abstimmung eine in dieselbe eingeschaltete variable Spule und ein veränderlicher Konden-So if you create an oscillation circuit, consisting of the one switched on in a circuit Vacuum tube with a variable oxide cathode, a coil connected in parallel and a variable capacitor, so are undamped in the oscillation circuit when current passes through the vacuum tube electrical vibrations of considerable energy generated, the generating them Sound waves are perfectly corresponding. An antenna that must be in resonance with the excitation circuit and its Coordination of a variable coil switched on in the same and a variable condenser

sator im Kreise selbst dienen, wird durch Transformation zum Mitschwingen erregt. Unbedingt erforderlich ist der Sekundärkreis übrigens nicht, da man die Antenne auch direkt an den Schwingungskreis legen kann.sator in the circle itself is excited to resonate through transformation. Necessarily Incidentally, the secondary circuit is not required, since the antenna is also direct can attach to the oscillation circuit.

Die vom Sender ausgesandten Schwingungen von schwankender Amplitude und Wellenlänge rufen im Empfänger Schwingungen hervor, welche in genau gleicher Weise beeinflußt sindThe vibrations of fluctuating amplitude and wavelength emitted by the transmitter cause vibrations in the receiver, which are influenced in exactly the same way

ίο und bei Verwendung der üblichen. Vorrichtungen hörbar werden.ίο and when using the usual. Devices become audible.

Der Empfänger besteht aus einem gewöhnlichen Luftdraht mit einer veränderlichen Spule nebst Kondensator, einem geeigneten Wellendetektor, z. B. der elektrolytischen Zelle von Schloemilch, und dem Telephon.The receiver consists of an ordinary air wire with a variable coil together with a capacitor, a suitable wave detector, e.g. B. the electrolytic cell of Schloemilch, and the telephone.

Ein solches Sendermikrophon, bestehend aus einer Vakuumröhre mit veränderlicher Oxydkathode auf einer Membran, verträgt also starke Ströme und erlaubt die Reichweite bei der Telephonie bedeutend zu steigern, denn es kommt bei der Telephonie auf relative Änderungen der elektrischen Schwingungen durch die akustischen an.Such a transmitter microphone, consisting of a vacuum tube with a variable oxide cathode on a membrane, so it tolerates strong currents and allows the range at the To increase telephony significantly, because there are relative changes in telephony the electrical vibrations caused by the acoustic ones.

Man stellt eine solche Vakuumröhre mit Halbkontaktoxydkathode in der Weise her, daß man zwei Kathodenzuleitungen an ihren Enden mit Kohlenklötzchen versieht, die ausgehöhlt sind und in denen in geeigneter Weise eine Oxydmasse der Erdalkalien oder der seltenen Erden angebracht ist. Zwischen den Kohlenklötzchen liegt ein leicht bewegliches Kohlenmittelstück in ähnlicher Weise wie es bei den bekannten Kohlenmikrophonen der Fall ist.Such a vacuum tube with a half-contact oxide cathode is manufactured in the manner that one provides two cathode leads at their ends with carbon blocks that are hollowed out and in which, in a suitable manner, an oxide mass of the alkaline earths or the rare ones Earth is appropriate. Between the coal blocks there is an easily movable coal center piece in a similar way to it is the case with the known carbon microphones.

Die Röhre wird, wie Fig. 2 zeigt, unter Vorschaltung eines geeigneten Widerstandes β an eine Batterie gelegt, in der Weise, daß der die Kathode durchfließende Heizstrom parallel zum Hauptstrom liegt. Man kann aber auch den Heizstrom für die Kathode einer besonderen Batterie entnehmen. Der Heizstrom ist in beiden Fällen ebenfalls mit Hilfe eines Vorschaltwiderstandes d einzuregulieren. In dem Moment, wo der Hauptstrom selbständig unterhalten bleibt, kann der Heizstrom der Kathode ausgeschaltet werden, damit der Heizkörper nicht zerstört wird. In diesem Falle bewirkt die durch Schallwellen hervorgerufene Kontakt änderung zwischen dem glühend gewordenen Teil der Kathode und dem sich dagegen anlehnenden Kontaktkörper eine genügende Variation der Temperatur und damit des die Röhre durchfließenden Stromes.As FIG. 2 shows, the tube is connected to a battery with a suitable resistor β connected in front of it, in such a way that the heating current flowing through the cathode is parallel to the main current. But you can also take the heating current for the cathode from a special battery. In both cases, the heating current must also be regulated with the aid of a series resistor d. At the moment when the main current is maintained independently, the heating current of the cathode can be switched off so that the heating element is not destroyed. In this case, the change in contact caused by sound waves between the glowing part of the cathode and the contact body leaning against it causes a sufficient variation in the temperature and thus in the current flowing through the tube.

Die so in den Batteriestrom eingeschaltete Röhre wird, wie Fig. 1 zeigt, auf einem Resonanzboden, z. B. einer gut schwingenden Holzmembran g von entsprechender Größe, befestigt, indem man unter die Rohrenden kleine Holzstege h anbringt.The tube thus switched into the battery power is, as FIG. 1 shows, on a soundboard, e.g. B. a well vibrating wooden membrane g of appropriate size, attached by attaching small wooden webs h under the pipe ends.

Die ganze Anordnung zeigt folgende, in beiliegender Zeichnung Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform.The entire arrangement is shown in the following, shown in the accompanying drawings, FIGS. 1 and 2 Embodiment.

Von den Klemmen der Lichtleitung α in Fig. 2 geht der Gleichstrom über die Sicherungen b b und die Drosselspulen c c, welche den Übertritt von Hochfrequenzschwingungen nach der Batterie zu verhindern haben, über einen Vorschaltwiderstand e in die Vakuumröhre mit Halbkontaktoxydkathode f, welche dadurch erregt wird, daß der Heizstrom die Kathode erhitzt. Hierdurch werden in dem parallel geschalteten Schwingungskreise o-p-q, der aus dem veränderlichen Kondensator p, der Selbstinduktion q, dem Hitzdrahtamperemeter 0 besteht, elektrische Schwingungen erzeugt, die ungedämpft und kontinuierlich sind.From the terminals of the light line α in Fig. 2, the direct current goes via the fuses bb and the choke coils cc, which have to prevent the passage of high-frequency oscillations to the battery, via a series resistor e into the vacuum tube with half-contact oxide cathode f, which is thereby excited that the heating current heats the cathode. As a result, electrical oscillations that are undamped and continuous are generated in the parallel-connected oscillation circuit opq, which consists of the variable capacitor p, the self-induction q, the hot-wire ammeter 0.

Die Antenne, die' sich in Resonanz mit dem Erregerkreise befinden muß, besteht aus dem Luftleiter, einer variablen Spule r und einem Amperemeter s. The antenna, which must be in resonance with the excitation circuit, consists of the air conductor, a variable coil r and an ammeter s.

Die Wirkungsweise bei Übertragung von Tönen ist folgende:The mode of operation when transmitting tones is as follows:

Durch den Schalter α wird die Röhre in das Netz geschaltet und dadurch zum Brennen gebracht. Es werden dann im Schwingungskreise o-p-q kontinuierliche Schwingungen erzeugt, die induktiv auf die Antenne übertragen werden. Wenn gegen die Schallplatte g des Vakuumröhrenmikrophons f gesprochen wird, werden hierdurch entsprechend den Sprechschwingungen modifizierte elektrische Schwingungen im.Schwingungskreise erzeugt, die von der Antenne in den Raum ausgesandt werden.With the switch α the tube is switched to the mains and thus made to burn. Continuous vibrations are then generated in the resonance circuit opq , which are inductively transmitted to the antenna. If someone speaks against the record g of the vacuum tube microphone f , this generates modified electrical oscillations in the oscillating circuits that are transmitted by the antenna into the room.

Die bereits angegebene Form einer der verwendeten Vakuumröhren mit veränderlicher Halbkontaktoxydkathode ist in der Zeichnung (Fig. 1) wiedergegeben.The already specified shape of one of the vacuum tubes used with changeable Half contact oxide cathode is shown in the drawing (Fig. 1).

Das Vakuumrohr besteht aus einem kugelförmigen, hochevakuierten Glasgefäß f von etwa 12 cm Durchmesser. In Ansatzröhren sind die Anoden i eingeschmolzen, welche aus etwa 10 cm langem und 0,5 cm starkem Stahldraht bestehen. Diese Stahldrähte werden zweckmäßig mit einem Glasrohr überzogen, so daß die Entladungen nur von den blanken Enden der Anoden ausgehen können. Die Anoden können auch röhrenförmig gestaltet sein und erhalten dann an dem außen offenen Ende einen Rippenkühler. In der Zeichnung (Fig. 1) ist eine Röhre mit nur einer Anode dargestellt. Der Abstand der Anoden von der Kathode soll nicht unter 1 cm betragen.The vacuum tube consists of a spherical, highly evacuated glass vessel f about 12 cm in diameter. The anodes i , which are made of about 10 cm long and 0.5 cm thick steel wire, are melted into attachment tubes. These steel wires are expediently covered with a glass tube so that the discharges can only originate from the bare ends of the anodes. The anodes can also be tubular and then have a fin cooler at the end that is open on the outside. In the drawing (Fig. 1) a tube with only one anode is shown. The distance between the anodes and the cathode should not be less than 1 cm.

Die Kathode k besteht, wie schon angegeben, aus zwei eisernen Zuleitungen, an deren Ende sich Kohlenklötzchen I befinden, zwischen denen ein drittes Kohlenstück m pendelnd aufgehängt ist. Eine andere Form der Kathode ist so ausgebildet, daß an dem einen Ende ein Kohlenklötzchen I befestigt ist, gegen das ein anderes (m) an einer Messinglamelle federnd aufgehängtes Kohlenzylinderchen sich lose an-The cathode k consists, as already stated, of two iron supply lines, at the end of which there are carbon blocks I , between which a third piece of carbon m is suspended in a pendulous manner. Another form of the cathode is formed such that at one end of a carbon blocks is fixed I, against the other (m) resiliently suspended from a brass plate Kohlenzylinderchen loosely located Toggle

legt, ähnlich wie es bei den bekannten Mikrophonen der Fall ist (Fig. ia und ib). Auch kann man das eine Elektrodenende mit einer blanken Stahlscheibe versehen, gegen die das pendelnde Kohlenstäbchen sich lose anlegt. Auch hat es sich bei stärkeren Strömen als zweckmäßig erwiesen, um ein Festbacken der Kohlenstäbchen zu verhindern, den einen Teil der Halbkontaktkathode, und zwar den Teil,sets, similar to the case with the known microphones (Fig. ia and ib). Even one end of the electrode can be provided with a bare steel disk against which the pendulous carbon sticks are loosely applied. Even stronger currents than Proven to prevent sticking of the carbon sticks, one part the half-contact cathode, namely the part

ίο der beim Heizkörper Anode ist, durch ein Stäbchen aus Kupfer zu ersetzen. In der Nähe des Halbkontaktes, wo der Strom ihn zur Weißglut erhitzt, muß sich die Oxydmasse η befinden, die entweder in die Kohlenkörper hineingepreßt wird oder die in Form einer Scheibe auf die Kohlenzylinder aufgesetzt ist (Fig. ib). Da der Halbkontaktlichtbogen im Vakuum brennt, so werden die Kontakte nur wenig öder gar nicht abgenutzt.ίο the anode of the radiator should be replaced by a rod made of copper. In the vicinity of the half-contact, where the current heats it to incandescence, there must be the oxide mass η , which is either pressed into the carbon body or which is placed on the carbon cylinder in the form of a disk (Fig. Ib). Since the semi-contact arc burns in a vacuum, the contacts are only slightly worn or not at all.

ao Mittels einer besonderen Batterie von einigen Volt wird der Halbkontaktheizkörper auf eine Temperatur von etwa 1000 bis 1400 ° erhitzt, oder er wird parallel zum Hauptstromkreis gelegt und kann beim Angehen der Röhre ausgeschaltet werden, um seine Abnutzung zu vermeiden.ao By means of a special battery of a few volts, the semi-contact heater is switched on heated to a temperature of about 1000 to 1400 °, or it is placed in parallel with the main circuit and can be used when the tube is turned on be turned off to avoid its wear and tear.

Nachdem die leuchtende Entladung eingesetzt hat, was man an dem weißglühenden Fleck an der Oxydkathode erkennt, von dem die Entladungen ausgehen, wird der Heizstromkreis der Sicherheit wegen ausgeschaltet, da jetzt auch der Strom von selbst durch die weißglühend gewordene Oxydkathode unterhalten wird.After the glowing discharge has set in, what can be said about the incandescent Detects the spot on the oxide cathode from which the discharges originate, the heating circuit is activated switched off for safety, as the current now also runs through the incandescent oxide cathode is maintained.

Nach vorliegendem Patent soll allerdings die Temperatur der Oxydschicht bzw. der Oxydscheibe durch die Änderung des Halbkontaktes beeinflußt werden, während die Kathode von einem Heizstrom durchflossen wird. Es hat sich aber gezeigt, daß auch beim Ausschalten des Heizstromes, wenn einmal der Wehnelteffekt eingetreten ist, auch eine Änderung des Oberflächenzustandes der Oxydkathode den die Röhre passierenden Hauptstrom variiert, was sich dadurch erklärt, daß durch das Wackeln des Kohlenkörpers an der empfindlichen Stelle der Oxydschicht der Oberflächenzustand und damit die Temperatur des kleinen wirksamen Fleckes ebenfalls schon geändert wird.According to the present patent, however, the temperature of the oxide layer or the oxide disc should be can be influenced by the change in the half-contact, while the cathode is traversed by a heating current. It has but it has been shown that even when the heating current is switched off, once the Wehnelteffekt has occurred, also a change in the surface condition of the oxide cathode which the The main flow passing through the tube varies, which is explained by the fact that the wobble of the carbon body at the sensitive point of the oxide layer, the surface condition and so that the temperature of the small effective spot is also already changed.

Das oben beschriebene Mikrophon, bestehend aus einer Vakuumröhre mit. veränderlicher Halbkontaktoxydkathode auf einer Membran eignet sich aber naturgemäß auch zur Übertragung von Tönen unter Verwendung von Drahtleitungen zwischen Sender und Empfänger. In diesem Falle kann die Anordnung wesentlich vereinfacht werden.The microphone described above, consisting of a vacuum tube with. more changeable Half-contact oxide cathode on a membrane is naturally also suitable for transmission of tones using wire lines between the transmitter and receiver. In this case, the arrangement can be greatly simplified.

Claims

Patent Claims:

1. Heavy current microphone for the purposes of telephony with and without continuous Wire, characterized in that a vacuum tube with variable half-contact oxide cathode is mounted on a membrane in such a way that the tube and thus the easily movable one designed as a microphone Oxide cathode changes its surface and temperature when current passes through the vibrations of the membrane, whereby corresponding to the sound vibrations in the discharge current that passes through the tube Variations in the electrical discharge are caused.

2. Method for telephony without a continuous wire, characterized in that that a vacuum tube with a half-contact oxide cathode according to claim 1 and a closed oscillation circuit is put together to form a transmitter for the purpose of generation undamped electrical oscillations.

3. A strong current microphone according to claim 1, characterized in that the variable half-contact oxide cathode is used as a carbon microphone is designed such that the carbon blocks carrying the middle piece or the middle piece itself in a suitable manner Way are provided with an effective oxide, which when the carbon stick wiggles and the change in the temperature of the half-contact points caused by the passage of current its temperature changes.

4. Heavy current microphone according to Claimi, characterized in that the Halbkontaktoxydkäthode made of carbon or graphite disks or blocks and a loose copper block leaning against it or copper cylinders.

5. A method for telephony with wire line, characterized in that a Heavy current microphone according to claim 1 and 3 is used as a transmitter, only being Microphone effect is used without an oscillating circuit.

1 sheet of drawings.