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"Schaltungsanordnung für einen Rundfunkempfänger"
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen
Rundfunkempfänger zum Auslösen eines Schaltvorganges beim Empfang Bne s mit einer
Durchsage-Kennfrequenz modulierten Hilfsträgers mit einem ersten Kanal, in dem ein
von der Amplitude des demodulierten Durchsage-Kennsignals abhängiges erstes Signal
gebildet wird, das die den Schaltvorgang bewirkende Auslöseschaltung zum Ansprechen
bringt, wenn das Durchsage-Kennsignal einen vorgebbaren Wert überschreitet, und
mit einem zweiten Kanal, in dem ein von der Amplitude des Bereichs-Kennsignals abhängiges
zweites Signal gebildet wird. Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt. Sie
wird in Auto-Rundfunkempfängern benutzt und der ausgelöste Schaltvorgang wird dabei
dazu benutzt, um beispielsweise die Lautstärke zu erhöhen oder um von Rekorderbetrieb
auf Rundfunkbetrieb umzuschalten.
Das im zweiten Kanal gebildete,
von der Amplitude der Bereichs-Kennfrequenz abhängige Signal kann beispielsweise
zur Stummschaltung all derjenigen Sender benutzt werden, die nicht Verkehrsfunksender
sind.
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Weiterhin ist aus der DT-OS 25 44 508 eine Schaltungsanordnung zum
Empfang von Verkehrsfunksendern mit zwei Kanälen bekannt, wobei in dem einen ein
von der Amplitude des Hilfsträgers abhängiges Signal und im anderen ein von der
Amplitude des Bereichs-Kennsignals abhängiges Signal gebildet wird und wobei die
beiden Signale so miteinander verknüpft werden, daß die Auslöseschaltung, die beim
Auftreten eines Verkehrsfunksenders ansprechen und z.B. die Stummschaltung aufheben
soll, nicht anspricht, wenn die Amplitude des Hilfsträgers oder des Bereichs-Kennsignals
jeweils einen vorgegebenen Wert unterschreiten.
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Bei der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ergeben sich
unter einwandfreien Empfangsverhältnissen keine Fehlfunktionen. In Gebieten mit
gestörtem Empfang können jedoch Reflexionsverzerrungen und Pseudomodulationsprodukte
auftreten, die auch in der Nähe der Durchsage-Kennfrequenz (125 Hz) liegen können.
Diese Störfrequenzen können den Schaltvorgang auslösen, obwohl gar kein Verkehrsfunksender
empfangen wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Sicherheit der Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art gegen Fehlansprechen zu vergrößern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der erste Kanal
oder die Auslöseschaltung durch das zweite Signal derart gesteuert ist, daß die
Auslöseschaltung nicht anspricht, wenn die Amplitude des Bereichs-Kennsignals unterhalb
eines vorgebbaren Wertes liegt. Die Steuerung des ersten Kanals kann beispielsweise
dadurch erfolgen, daß - wenn die Amplitude des Bereichs-Kennsignals zu klein ist
- die Verstärkung des Durchsage-Kennsignals im ersten Kanal so weit herabgesetzt
wird, daß die nachgeschaltete AusläEschaltung nicht mehr ansprechen kann. Jedoch
kann auch die Auslöseschaltung in Abhängigkeit von der Amplitude des Bereichs-Kennsignals
so gesteuert werden, daß sie beim Auftreten eines hinreichend großen Durchsage-Kennsignals
nur anspricht, wenn zugleich auch ein genügend großes Bereichs-Kennsignal vorliegt.
Die Wahrscheinlichkeit, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Auslöseschaltung
aufgrund von Störungen, die dann sowohl im Bereich der Durchsage-Kennfrequenz (125
Hz) als auch im Bereich der Bereichs-Kennfrequenz (zwischen 23,75 und 53,98 Hz)
liegen müssen, eingeschaltet wird, ist also wesentlich geringer als bei der eingangs
erwähnten Schaltung, bei der das Ansprechen der Auslöseschaltung lediglich von der
Amplitude der Durchsage-Kennfrequenz abhängt.
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Eine weitere Verbesserung der Schaltungsanordnung gegen Fehlansprechen
ist nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichbar, daß ein dritter Kanal
vorgesehen ist, in dem ein von der Hilfsträgeramplitude abhängiges drittes Signal
gebildet
wird, daß das zweite und dritte Signal über eine Verknüpfungsanordnung,
die den ersten Kanal bzw. die Auslöseschaltung steuert, miteinander verknüpft sind,
derart, daß die Auslöseschaltung nicht anspricht, wenn die Amplitude des Hilfsträgers
oder des Bereichs-Kennsignals jeweils unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.
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Bei einer derartigen Schaltungsanordnung, bei der der Schaltzustand
der Auslöseschaltung von der Amplitude des Hilfsträgers mit abhängt, kann es vorkommen,
daß bei einer Verkehrsdurchsage Verzerrungen auftreten, wie zu einer Auslöschung
des Hilfsträgers führen, was die Auslöseschaltung während der Durchsage umschalten
läßt und somit zu einer Fehlabschaltung fUhrt. Nach einer Weiterbildung der Erfindung
läßt sich dieses Fehlabschalten dadurch vermeiden, daß der erste Kanal durch die
Auslöseschaltung derart steuerbar ist, daß beim Ansprechen der Auslöseschaltung
das Ausgangssignal de Verknüpfungsanordnung unabhängig vom dritten Signal wird und
lediglich vom zweiten Signal abhängt. Nachdem die Auslöseschaltung beim Auftreten
eines Durchsage-Kennsignals also einmal angesprochen hat, wird der Schaltzustand
der Auslöseschaltung unabhängig von der Amplitude des Hilfsträgers. Die Auslöseschaltung
bleibt dann also wirksam, bis das Durchsage-Kennsignal oder gegebenenfalls das Bereichs-Kennsignal
verschwindet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt das Blockschaltbild eines UKW-Empfängers mit einer
Antenne 1, einer Hochfrequenz-Eingangs- und Mischstufe 2, einem Zwischenfrequenz-Verstärker
3, einem Demodulator 4, einem Niederfrequenz-Verstärker 5 und einem Lautsprecher
6. Die Schaltungsanordnung zum Auslösen des Schaltvorganges beim Empfang eines Verkehrsfunksenders
ist an den Ausgang des Demodulators 4 angeschlossen. Sie enthält eine Verstärkerstufe
7, an deren Ausgang ein auf die Hilfsträgerfrequenz (57 kHz) abgestimmter Resonanzkreis
8 angeschlossen ist. Die Spannung am Resonanzkreis 8 wird über einen Kondensator
9 von 10 nF einer Gleichrichterdiode 10 zugeführt, deren Kathode mit Masse verbunden
ist und deren Anode u.a. mit dem ersten Kanal verbunden ist.
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Der erste Kanal enthält einen Bandpaß 11, der die Bereichs-Kennfrequenzen
und die Hilfsträgerfrequenz schwächt, so daß nur solche Signale durchgelassen werden,
deren Frequenzen im Bereich der Durchsage-Kennfrequenz (125 Hz) liegen. Der Ausgang
des Bandpasses 11 ist über ein regelbares Dämpfungsglied 12 mit dem Eingang einer
aktiven, auf die Durchsage-Kennfrequenz abgestimmten Filterschaltung 13 verbunden,
die einen npn-Transistor 14 enthält, dessen Emitter mit Masse verbunden ist und
dessen Kollektor an Plus-Potential und eine Gleichrichteranordnung 16 angeschlossen
ist. Die Gleichrichteranordnung 16 liefert mit einer Zeitkonstante von einigen Zehntel
Sekunden eine positive Gleichspannung, die um so größer ist, Je größer die Amplitude
des Durchsage-Kennsignals ist. Sie steuert das regelbare Dämpfungsglied 12 in der
Weise, daß dessen Dämpfung um so kleiner ist, Je größer die (positive) Spannung
am Ausgang der
Gleichrichteranordnung 16 ist. An den Ausgang der
Gleichrichteranordnung 16 ist außerdem die Auslöseschaltung 20 angeschlossen, die
einen Transistor 21 enthält, dessen Basis mit dem Ausgang der Gleichrichteranordnung,
dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor über einen Widerstand 22 von 1 k0hm
mit der Basis eines pnp-Transistors 23 verbunden sind, dessen Kollektor über einen
Widerstand 24 mit Masse verbunden ist und über einen Widerstand 25 auf die Basis
des Transistors 20 mitgekoppelt ist. Wenn die positive Eingangsspannung der Ausldeschaltung
20 einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Transistor 21 leitend, dadurch
auch der Transistor 23, wodurch dessen Kollektorspannung positiver wird, was wiederum
Uber den Widerstand 25 den Transistor 21 noch stärker leitend macht. Am Emitter-Widerstand
26 des Transistors 23 ist also eine Spannung abnehmbar, die davon abhängt, ob die
Auslöseschaltung angesprochen hat oder nicht und die in bekannter, nicht näher dargestellter
Weise zur Heraufsetzung der Lautstärke oder zur Umschaltung von Rekorderbetrieb
auf Rundfunkbetrieb benutzt werden kann.
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In einem zweiten Kanal wird eine von der Amplitude des Bereichs-Kennsignals
abhängige Gleichspannung gebildet. Dieser zweite Kanal enthält zu diesem Zweck eine
mit dem Parallel-Resonanzkreis 8 transformatorisch gekoppelte Wicklung 27 und eine
Schaltung 28, die die in der Wicklung 27 induzierte Spannung demoduliert, von Gleichspannungs-Komponenten
sowie von Frequenz-Komponenten oberhalb der Bereichs-Kennfrequenz befreit und eine
Gleichspannung
liefert, die der Amplitude des Bereichs-Kennsignals
proportional ist. Diese Schaltung kann den in der DT-OS 25 44 508 näher beschriebenen
Aufbau haben. Die positive Gleichspannung am Ausgang der Schaltung 28 wird über
einen Widerstand 29 der Serienschaltung einer Diode 30 und eines Widerstandes 31
von 68 k0hm, dem ein Kondensator 32 von 0,68 /uF parallelgeschaltet ist, zugeführt.
Die Schaltung 29...32 bewirkt, daß kurzzeitige Störungen im Bereich der Bereichs-Kennfrequenz
am Verbindungspunkt des Widerstandes 29 und der Diode 30 keine Spannungsänderung
bewirken.
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Mit dem erwähnten Verbindungspunkt ist ein Schmitt-Trigger 33 verbunden
mit einem ersten Transistor 34, dessen Basis an diesen Verbindungspunkt angeschlossen
ist und dessen Emitter mit Masse verbunden ist. Der Kollektor dieses npn-Transistors
ist über einen großen Kondensator 35 von 0,47 /uF mit Masse und über einen aus den
Widerständen 36 (10 kohm) und 41 (47 kohm) bestehenden Spannungsteiler mit der positiven
Speisespannung verbunden, wobei der Widerstand 36 zwischen den Kollektor des Transistors
34 und die Basis eines pnp-Transistors 37 geschaltet ist, dessen Emitter positive
Speisespannung führt. Der Kollektor des Transistors 37 ist über die Serienschaltung
von Widerständen 38 und 39 sowie eine lichtemittierende Diode 40 mit Masse verbunden.
Der Verbindungspunkt der Widerstände 38 und 39 ist über einen Widerstand 47 von
1 MOhm auf die Basis des Transistors 34 rückgekoppelt.
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Die Spannung an diesem Verbindungspunkt kann gleichzeitig auch zur
Steuerung einer nicht näher dargestellten Stufe zur Stummschaltung des Niederfrequenz-Verstärkers
5 benutzt werden, die es ermöglicht, alle Sender, die nicht Verkehrsfunksender sind,
stumm zu schalten.
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In einem dritten Kanal wird eine von der Amplitude des Hilfsträgers
abhängige Gleichspannung erzeugt. Zu diesem Zweck ist die Anode der Diode 10, die
einerseits über einen Widerstand 42 von 47 k0hm mit Pluspotential verbunden ist,
über einen Widerstand 43 von 680 kOhm mit der Basis eines Transistors 44 verbunden,
die über einen Widerstand 45 an positive Speisespannung und über einen Kondensator
46 mit Masse verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 44 ist mit der Basis des
Transistors 34 verbunden. Wenn ein Signal mit Hilfsträgerfrequenz nicht vorhanden
ist, ist der npn-Transistor 44 aufgrund der positiven Vorspannung über den Widerstand
45 von 2,7 MOhm normalerweise leitend. Er schließt damit die Basis des Transistors
34 kurz, so daß der Transistor 34 und damit auch der Transistor 37 nicht leitend
werden können und der diese Transistoren umfassende Schmitt-Trigger 33 nicht umkippen
kann. Wenn ein Signal mit Hilfsträgerfrequenz vorhanden ist, entsteht an der Anode
der Diode 10 eine negative Richtspannung, die den Transistor 44 sperrt, so daß der
Transistor 34 leitend werden kann, wenn ein Bereichs-Kennsignal mit genügend großer
Amplitude vorhanden ist, das über die Schaltungsteile 28...32 an der Basis des Transistors
34 eine positive Gleichspannung erzeugt, die diesen und damit auch den Transistor
37 leitend macht. Die Schaltung des zweiten
und dritten Kanals
und ihre Funktion ist mit der in der DT-OS 25 44 508 beschriebenen Schaltung identisch
mit folgenden Ausnahmen: 1.) Der Emitter des Transistors 44 ist nicht mit Masse
verbunden, sondern mit dem Kollektor-Widerstand 24 des Transistors 23 der Auslöseschaltung
20. Wenn der Transistor 23 leitend ist, d.h. wenn die Auslöseschaltung 20 angesprochen
hat, wird der Emitter des Transistors 44 daher so positiv, daß dieser Transistor
gesperrt bleibt, und zwar auch,wenn kein Hilfsträgersignal vorhanden ist.
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2.) Der Kollektor des Transistors 34 ist über ein Tiefpaß-T-Glied
mit der Basis des Transistors 14 verbunden. Dieses T-Glied enthält in den beiden
Längszweigen je einen Widerstand 48, 49 von Je 2,2 MOhm und im Querzweig einen Kondensator
50 von 1 /uF. Durch diese Verbindung wird erreicht, daß der Transistor 14 im Sättigungszustand
betrieben wird, mithin also eine kleine Verstärkung hat, wenn nicht der Transistor
34 ganz durchgeschaltet ist.
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Die Schaltung arbeitet folgendermaßen: Beim ungestörten Empfang eines
Senders, der keinen Verkehrfunk ausstrahlt, ist die Spannung am Parallel-Resonanz-Kreis
praktisch Null, mithin ergibt sich auch an der Diode 10 keine Richtspannung. Auch
am Ausgang des Schaltungsteils 28 ergibt sich keine Gleichspannung, weil ein Bereichs-Kennsignal
nicht vorhanden ist. Deshalb und weil der Transistor 44 leitend ist, kann der Transistor
34keine positive Vorspannung an seiner Basis erhalten, er ist in diesem Zustand
also gesperrt, ebenso
wie der Transistor 37. Sein Kollektorpotential
erreicht daher fast das Potential an der postiven Speisespannungsklemme, so daß
der Transistor 14 über das T-Glied 48...50 ganz in die Sättigung getrieben ist.
Seine Verstärkung ist daher praktisch vernachlässigbar klein, so daß,selbst wenn
durch irgendwelche kurzzeitigen Störungen Signale mit der Durchsage-Kennfrequenz
auftreten würden, die Spannung am Ausgang des Gleichrichters 16 so klein wäre, daß
der Transistor 21 nicht leitend werden könnte. Die Auslöseschaltung könnte also
gar nicht ansprechen, weil der erste Kanal durch das aus den Signalen des zweiten
und des dritten Kanals abgeleitete, über das T-Glied 48...50 zugeführte Signal blockiert
wird.
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Auch bei gestörtem Empfang eines Senders, der keinen Verkehrsfunk
ausstrahlt, wird der Transistor 34 normalerweise nicht leitend, weil Voraussetzung
dafür ist, daß über einen längeren Zeitraum hinweg sowohl im Frequenzbereich des
Hilfsträgers als auch des Bereichs-Kennsignals Störsignale auftreten.
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Beim Empfang eines Verkehrsfunksenders ergibt sich am Ausgang des
Amplituden-Demodulators eine positive Gleichspannung und gleichzeitig entsteht an
der Diode 10 eine negative Richtspannung, die den Transistor 44 sperrt, so daß der
Transistor 34 aufgrund der positiven Gleichspannung am Ausgang der Schaltung 28
leitend werden kann. Damit wird auch der Transistor 37 leitend und der Schmitt-Trigger
kippt um. Das Kollektorpotential des Transistors 34 erreicht also fast Massepotential,
wodurch über das T-Glied 48...50 der Arbeitspunkt des Transistors 14 aus dem Sättigungsbereich
in den aktiven Verstärkungsbereich
verschoben wird. - An dieser
Stelle sei bemerkt, daß der Richtspannung an der Diode 10 beim Empfang eines Verkehrsfunksenders
zusätzlich noch eine Wechselspannungskomponente mit der Bereichs-Kennfrequenz überlagert
ist, weil der Hilfsträger mit der Bereichs-Kennfrequenz moduliert ist. Dadurch wird
der Transistor 44 durch die positiven Spannungsspitzen des Bereichs-Kennsignals
kurzzeitig leitend, so daß die Basis des Transistors 34 periodisch im Takt der Bereichs-Kennfrequenz
kurzzeitig gegen Masse geschaltet wird. Der Kondensator 35 und der relativ groß
bemessene Widerstand 36 verhindern aber, daß auch der Transistor 37 gesperrt wird
und der Schmitt-Trigger 33 umkippt.
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Im Falle einer Verkehrsdurchsage ergibt sich nun an der Diode 10 neben
der negativen Richtspannung zusätzlich eine Spannung mit der Durchsage-Kennfrequenz
von 125 Hz. Diese wird über den Bandpaß 11,der Frequenzkomponenten aus dem Bereich
der Hilfsträgerfrequenz oder der Bereichs-Kennfrequenz dämpft, dem regelbaren Dämpfungsglied
zugeführt und gelangt von dessen Ausgang auf den Eingang des aktiven Filters 13.
Am Ausgang der Gleichrichteranordnung 16 baut sich dann eine positive Gleichspannung
mit einer von der Zeitkonstante dieser Anordnung abhängigen Verzögerung auf. Diese
Gleichspannung steuert das regelbare Dämpfungsglied derart, daß dessen Dämpfung
abnimmt und die Verstärkung im ersten Kanal damit insgesamt größer wird.
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Danach steht am Ausgang der Gleichrichteranordnung 16 eine positive
Gleichspannung zur Verfügung, die ausreicht, um den Transistor 21 und damit auch
den Transistor 23 leitend zu machen,
so daß die Auslöseschaltung
20 anspricht. Dabei springt das Potential am Kollektor-Widerstand 24 und damit das
Emitter-Potential des Transistors 44 auf einen positiven Wert, der den Transistor
44 sperrt, und zwar unabhängig von dessen Eingangssignal, d.h. von der Amplitude
des Hilfsträgers. Der Schaltzustand des Schmitt-Triggers 33 hängt dann also nur
noch von der Amplitude des Bereichs-Kennsignals ab.
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Der Transistor 44 wirkt also wie ein Oder-Glied: Er ist gesperrt,
wenn entweder - im Falle einer Verkehrsdurchsage - die Ausldeschaltung 0 angesprochen
hat oder wenn ein mit einem Hilfsträger modulierter Sender empfangen wird. Dadurch
wird erreicht, daß beim Empfang eines Verkehrsfunksenders auftretende Störungen,
die zu einer Herabsetzung oder gar zu einem Auslöschen der Hilfsträgeramplitude
führen können, den Transistor 34 nicht mehr sperren können. Dieser bleibt also leitend
und damit bleibt auch der Transistor 14 im aktiven Verstärkungsbereich, so daß ein
Fehlabschalten aufgrund der erwähnten Störungen während einer Verkehrsdurchsage
nicht möglich ist.
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In Gebieten, in denen frequenzmäßig benachbarte Sender mit starken
Reflexionsverzerrungen empfangen werden, kann es vorkommen, daß der Schmitt-Trigger
33 eingeschaltet wird, obwohl ein Verkehrsfunksender nicht vorliegt. Erfahrungsgemäß
sind solche Störungen jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Signals
mit der Hilfträgerfrequenz kleiner ist
und die Modulation dieses
Signals größer ist als beim Empfang eines ungestörten Verkehrsfunksenders. Die Richtspannung
an der Diode 10 wird dadurch weniger negativ, d.h. die Basisvorspannung des Transistors
44 ist positiver als beim Empfang eines Verkehrsfunksenders und die positiven Halbwellen
der überlagerten Störmodulation steuern die Basis des Transistors 44 Jetzt zeitlich
länger durch. Diese verlängerten Schaltzeiten sind zwar ebenfalls noch nicht lang
genug, um den Schmitt-Trigger 33 umzuwerfen, bewirken aber, daß sich der Kondensator
35 nach ca. 2 sec auf einen positiveren Gleichspannungswert auflädt, der über das
T-Glied 48...50 den Arbeitspunkt des Transistors 14 so weit in den Sättigungsbereich
verschiebt, daß dieser und damit der erste Kanal gesperrt wird. Störsignale im Bereich
der Durchsage-Kennfrequenz können dann also die Auslöseschaltung 20 nicht zum Ansprechen
bringen.
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Der Transistor 44 in Verbindung mit dem Schmitt-Trigger 33 wirkt Sür
den zweiten Kanal und den dritten Kanal also wie ein Und-Glied. Nur wenn die Amplitude
des Hilfsträgers und des Bereichs-Kennsignals vorbestimmte Werte erreicht und in
einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, kippt der Schmitt-Trigger um und
hebt die Sperrung des ersten Kanals (gegebenenfalls auch der Auslöseschaltung 20)
auf und nur dann ist es möglich, daß die Auslöseschaltung 20 durch das Durchsage-Kennsignal
zum Ansprechen gebracht wird.
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L e e r s e i t e