DE308202C - - Google Patents
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C1/00—Amplitude modulation
- H03C1/08—Amplitude modulation by means of variable impedance element
- H03C1/10—Amplitude modulation by means of variable impedance element the element being a current-dependent inductor
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT:
drahtlose Telephonie. · -
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der bisher bekannten Einrichtungen zur Beeinflussu_ng_
elektrischer Schwingungen, insbesOTid_er^
für die drahtlose Telephonie, und zwar ermöglicht die Verbesserung die Energieabgabe
eines ' Wechselstromerzeugers von verhältnismäßig großer Leistung durch ver^·
hältnismäßig schwache Kontrollströme ·. in weiten Grenzen zu verändern. Die Zeichnung
zeigt mehrere Ausführungsbeispiele.
In Fig. ι bezeichnet 1 einen Hochfrequerizerzeuger,
der durch einen Transformator 2 mit der Antenne 3 induktiv gekuppelt ist. Der
Energiefluß nach der Antenne wird in be-
kannter Weise,dadurch geregelt, daß im Antennenkreis
eine Induktanz (Drosselspule) angeordnet ist, deren Größe durch eine zweite
Erregerwicklung' der Induktanz beeinflußt
wird. Die Induktanz besteht, beispielsweise aus zwei1 Spulen 4 und 5>
die auf denselben Eisenkern 6 gewickelt sind. Ferner sind auf
diesen Eisenkern. noch zwei Spulen 7 und 8 gewickelt,, lind zwar so, daß sich die durch
die Spule 4 in der Spule 8 und die durch die Spule 5 in der Spule 7, induzierten Spannungen
entgegengesetzt gleich sind und: daher einander aufheben. Es ist nun bekannt; in
die Hilfserregerwicklung Telephonstrüme zu leiten, um eine Beeinflussung der der· Antenne
zufließenden.Energiemenge von den Telephonströmen und dadurch eine drahtlose Übertragung der Telephonströme zu erzielen.; DS'
jedoch die durch die Ströme,eines ■•"■gewöhnlichen
Telephonübertragers hervorgerufenen. Energiespannungen verhältnismäßig klein 35.:
sind, so ist es auf diese Weise nicht möglich, genügend große Schwankungen der Magnetisierung der Induktanz zu erzielen^, um die
Tonwellen auf große Entfernung zu übertragen.·
' .·.·. ι ' -;11·:
Gemäß der Erfindung werden die Energieschwankungen
verstärkt, . indem in die Spülen 7 und 8 nicht die Ströme des Telephonübertragers
selbst geleitet werden, sondern indem diese Ströme erst in. an sich gleichfalls bekannter Weise, z. B. durch ein
als Relais.'wirkendes Entladungsgefäß ver- ,
stärkt werden". Es gelingt so, Tonwellen auf sehr große Entfernungen zu übertragen. ■
".Die durch die Spulen 7 Und 8 gelieferte
magnetische Kraft kann durch, einen kleinen ■
Strom in vielen Windungen oder'.durch einen
größeren Strom in'wenigen Windungen er-" zeugt werden. Je größer die Windungszahl , ,
der Spulen ist, desto größer ist/auch die ihren Klemmen zuzuführende Spannung. :■ Es können
daher zur. Verstärkung; der Energieschwankungen
der Telephonströme entweder Vorrichtungen benutzt werden, die;;sich für
kleine Ströme: und hohe Spannungen eignen,
oder solche, die sich für große Ströme und' niedrige Spannungen eignen. Das in der
Fig. ι dargestellte Entladungsgefäß eignet sich für den ersteren Fall. Der verstärkte
Strom wird einer Stromquelle 9 entnommen, die vorzugsweise hohe Spannung besitzt und
mit den Elektroden 10 und 11 des Entladungsrelais 12 verbunden ist. Die Spannung des
Gitters 13 dieses Relais wird übereinstimmend mit den durch den Telephonübertrager 14
fließenden Sprechströmen geregelt, indem der Übertragerkreis und der Gitterkreis durch
einen Transformator 15 gekuppelt sind. Die Kathode 10 des Entladungsgefäßes wird durch
eine Batterie 16 zum. Glühen gebracht. Ein solches Relais verstärkt bekanntlich Telephonströme
ohne Verzerrung. Der verstärkte Strom wird den Spulen 7 und 8 des Magnetkernes. 6 zugeführt, und die dadurch im Magnetkern
hervorgerufene magnetische Krait kann viel größer sein als bei unmittelbarer
Zuführung der Telephonströme.
Der Strom, welcher in dem die Spule 7 und 8 enthaltenden Kontrollkreis fließt, kann
aufgefaßt werden als ein pulsierender Strom, welchem ein konstanter Gleichstrom übergelagert
ist. Der konstante Gleichstrom ruft eine konstante Magnetisierung hervor, während
der pulsierende Strom eine Magnetisierung hervorruft, die proportional der Amplitude
der Schwingungen ist. Da es häufig wünschenswert ist, die Stärke der durch die Gleichstromkomponente hervorgerufenen Ma- ,
gnetisierung einzustellen, so kann imKontrollkreis ein einstellbarer Widerstand 17 vorgesehen
sein. Damit aber . die pulsierende Stromkomponente den Stromkreis ohne unnötigen
Widerstand durchfließen kann, kann dem Widerstand ein Kondensator 18 parallel geschaltet sein.
Es ist bekannt, daß, wenn eine Wechselstromquelle konstanter Spannung mit einer
Antenne verbunden ist und ihre Frequenz allmählich erhöht wird, der Strom der Antenne
bis zu einem Höchstwert ansteigt und dann "wieder absinkt. Zeichnet man die
Stromstärke als Funktion der Frequenz auf, . so erhält man eine steil ansteigende und wieder
absinkende Kurve. Der Höchstwert entspricht derjenigen Frequenz, für welche der Antennenkreis abgestimmt ist, und der Abfall
auf beiden Seiten des Höchstwertes hängt von der elektrischen Charakteristik des Antennenkreises
ab. Wird die natürliche Periode des Antennenkreises durch Änderung seiner
Induktanz geändert, dann wird ersichtlich auch der Strom für eine gegebene Frequenz
geändert. Für den normalen Betrieb der beschriebenen Einrichtung erweist es sich als
zweckmäßig, den normalen Wert der Induktanz des Antennenkreises so zu wählen, daß der Antennenkreis nicht genau dieselbe
natürliche Periode wie der Hochfrequenzerzeuger besitzt. Ferner erweist sich zweckmäßig,
vollständig auf dem einen Ast der oben erwähnten Schaulinie zu-arbeiten. Wenn die
Vorrichtung so eingestellt ist, daß sie auf dem ansteigenden Ast arbeitet, dann wird bei
Zunahme der Induktanz des Antennenkreises seine natürliche Periode verringert und es
sucht daher der Strom zuzunehmen. Andererseits hat eine Abnahme der Induktanz
ein Ansteigen der natürlichen Periode und ein Sinken des Stromes zur Folge.. Beim Arbeiten
auf dem ansteigenden Ast verursacht jedoch ein Anwachsen der Induktanz und des Antennenstromes
eine Erhöhung des Energieverlustes im Eisenkern der Induktanz, wodurch-bewirkt
wird, daß der größte Werf, bis zu welchem der Antennenström ansteigt,
geringer als unter normalen Bedingungen ist; infolgedessen kann es vorkommen, daß der
Antennenstrom in Wirklichkeit nur wenig ansteigt. Wenn dagegen die Einrichtung so
eingestellt ist, daß sie auf dem. absteigenden Ast der, Schaulinie arbeitet, dann nimmt bei
Vermehrung der Induktanz des Antennenkreises seine natürliche Periode und sein
Strom ab, während eine Verringerung der Induktanz die natürliche Periode und den
Strom vergrößert. , Falls also nicht eine Energiequelle zur Verfügung . steht, deren
Frequenz unabhängig von der Größe der ihr entnommenen Energiemenge konstant gehalten
werden kann, dann führt das Arbeiten auf . diesem Ast der Charakteristik zu
außerordentlich großen und unregelmäßigen Schwankungen in der Frequenz des Energieerzeugers,
da bei sinkendem Strom die natürliche Periode des Antennenkreises sinkt, wodurch
der Strom noch weiter sinkt, so daß schließlich der Motor oder sonstige Trieb- ■■■■
mittel des Hochfrequenzerzeugers sich zu beschleunigen sucht.
Zur Beseitigung dieses Übelstandes kann die Induktanz statt in Reihe mit der Antenne
in Nebenschluß zu ihr geschaltet werden,-wie Fig. 2 und 3 zeigen. Wenn in diesem Fall
auf dem ansteigenden Ast der Resonanzkurve gearbeitet wird, dann ruft ein,Anwachsen des
Kontrollstromes eine Abnahme der Induktanz der Spulen 4 und 5 hervor. Dies ruft eine
Zunahme des durch diese Spulen fließenden Stromes und daher einen Abfall der der Antenne
gelieferten .Spannung hervor. Es" ergibt sich somit, daß die Stärke des Antennenstromes
unter den normalen Wert fällt, wenn die natürliche Periode der Antenne ansteigt.
Wenn andererseits der Kontrollstrom sinkt, wird die Induktanz der beiden Spulen und die
Antennenspannung und der Antennenstrom erhöht. · Da jedoch die induktiven Verluste '■'-.,
: viel geringer sind, als wenn der Kontrqllstrom·
wächst, so wird die größte Stromamplitude größer als unter normalen Bedingungen.
Daher fällt die durch eine gegebene Schwankung des Kontrollstromes her-•
- vorgerufene Schwankung des Antennenstroms viel größer aus; als wenn die Spulen
in Reihe mit der Antenne geschaltet sind. Man sieht somit, daß ,zwischen dem Kontroll-.10
strom und dem Antennenstrom verschiedene ■"'". Beziehungen hergestellt werden können, je
nachdem man durch die Schaltung der Induktanz oder durch Änderung der Einstellung
auf der einen oder anderen Seite der Re-. 15 sonanzkurve arbeitet. Jedenfalls aber ändert
" : sich der Antennenstrom in Abhängigkeit von
den Schwankungen des Kontrollstromes.
Die Anordnungen nach Fig. 2 und 3 unterscheiden sich aber von· der j enigen nach Fig. 1
außer durch die Schaltung der Induktanz - noch in anderer Hinsicht. Sie eignen sich
nämlich für solche Anlagen^ in welchen eine Gleichstromquelle, deren Spannung ausreicht,
um den Kontrollstrom in der aus Fig. 1 ersichtlichen
Weise zu erzeugen, nicht zur Ver-';"?
fügung steht. Wie Fig. 2 zeigt, liegt im Stromkreis der Magnetisierungsspulen 7 und 8
eine Induktanz 19, welche mit der zur Abstimmung des Antennenkreises dienenden veränderlichen
Induktanz 20 lose gekuppelt sein ■·:'■'■: kann. Der auf diese Weise aus dem Antennenkreis
entnommene Strom wird durch einen Quecksilbergleichrichter 21 gleichgerichtet
und fließt, dann durch den Telephonübertrager 14 und die Spulen 7 und 8. Der
·· Telephonübertrager 14 kann selbstverständlich,
statt unmittelbar in den Stromkreis eingeschaltet zu sein, in einem besonderen, mit
diesem Stromkreis induktiv gekuppelten Stromkreis liegen. Eine Gleichstromquelle 22,
welche mit den Spulen 7 und 8 über eine Induktanz 23 verbunden ist, erzeugt eine konstante
Magnetisierung des Magnetkernes 6, und zwar ist diese Batterie so geschaltet, daß
sie der der Spule 19 und dem Gleichrichter 21 entnommenen Spannung entgegenwirkt. Wenn
bei dieser Anordnung der durch das Telephon fließende Strom wächst, · dann nimmt die
Magnetisierung des. Magnetkernes 6 und daher auch der durch die Spulen 4 und S fließende
Strom ab. In weiterer Folge wächst der Antennenstrom und infolgedessen steigt auch der
.gleichgerichtete Ström in entsprechendem
Maße, was wieder in der beschriebenen Weise auf den Antennenkreis zurückwirkt. Wenn
die, einzelnen Teile passend bemessen sind, kann diese selbstverstärkende Wirkung so
groß werden, daß durch die Telephonströme beträchtliche Energiemengen beeinflußt werden
können. Da die an das Telephon angelegte Spannung umgekehrt wie.iü.de.r Widerr ;
stand des Telephons schwankt, so kann eine viel größere Stromschwankung erzielt werden,
als wenn das Telephon an konstanter Spannung liegt. Es wird hier durch die beschriebene
Selbstverstärkung:; eine; ähnliche Wirkung erzielt, wie durch die Verstärkung
mittels Gasrelais nach Fig.,1. Damit die Impedanz des die Spulen 4 und 5 enthaltenden
Teiles .des Antennenkreises den kleinsten Wert besitzt, wenn der. Kontrollstrom in den ■
Spulen 7 und 8 den größten Wert besitzt, kann es zweckmäßig sein, iff den Stromkreis
einen einstellbaren Kondensator 24 einzuführen.' Die beschriebene Selbstverstärkung
kann selbstverständlich auch angewendet w.er- ;.; den, wenn die Induktanz wie bei Fig. 1 in
Reihe mit der Antenne liegt'oder wenn sie nicht parallel zur Sekundärwicklung des
Transformators 2, sondern parallel ,zu seiner Primärwicklung oder zu einem dritten Stromkreis
oder zum Hochfrequenzerzeuger selbst liegt, wenn kein Transformator benutzt wird.
Ferner können die Spulen 4 und _ 5-selbst als Teil des Transformators dienen mit einem
primären Spulensatz für den Hochfrequenzerzeuger und einem sekundären Spulensatz
für die Antenne. ■;·. ·
Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die Verstärkungsmittel der Anordnungen nach
Fig. ι und 2 gemeinsam angewendet. Der -.-■
.Stromkreis, welcher die Magnetisierungs-"
spulen 7 und 8 und den Gleichrichter^ 1 enthält, ist beispielsweise mit der Antenne nicht
induktiv, sondern1 unmittelbar verbunden,
und zwar.an zwei Punkten 25 und 26, zwi- '<""■
sehen denen eine genügende . Spannungsdifferenz
zur Erzeugung der gewünschten Kontrollströme herrscht. Ferner ; ist die
Spannungsdifferenz zwischen.Erde und einem passerid gewählten Punkt 27 des . Antennenkreises
als Stromquelle für die verstärkten Ströme des Entladungsrelais, 12 benutzt,
dessen Gitter 13 wie bei Fig· 1 mit dem Stromkreis des Telephonübertragers induktiv
verbunden ist. Die auf diese Weise erzeugten Energieschwanküngen können den Spulen 7
und 8 unmittelbar zugeführt werden. In den meisten Fällen ist aber die 'Anordnung zusätzlicher
Spulen 28 und 29 auf dem Magnetkern 6 vorzuziehen, die mit den verstärkten
Energieschwankungen gespeist werden. In diesem Stromkreis kann ein veränderlicher
Kondensator 30 zur Abstimmung auf die gewünschte Frequenz vorgesehen sein. Wie bei
Fig. 2 liefert die Gleichstromquelle 22 eine konstante Magnetisierung. Wenn die Magnetisierung
des Magnetkernes 6 infolge der Änderung des Telephonstromes abnimmt, nimmt der Strom im Antennenkreis zu. Dies
ergibt eine Zunahme der Spannungsdifferenz zwjgchen.;,4en Punkten 25 und 26 und eine
Claims (5)
- entsprechende Abnahme in dem den Spulen 7 und 8 gelieferten' Strom. Es tritt daher dieselbe selbstverstärkende Wirkung wie bei■■'' Fig. 2 ein. Die Spulen 7 und 8 können hier so bemessen sein, daß sie verhältnismäßig große Ströme mit niedriger Spannung iühren, während die Spulen 28 und 29 so bemessen sein können, daß sie schwache Ströme von hoher Spannung führen. Die konstante Komponente des durch das. Relais 12 fließenden pulsierenden Stromes kann hier unter Umständen so groß sein, daß der Kern des Transformators 31 gesättigt wird. In diesem Falle * kann es angezeigt sein, auf diesem Trans-. formator eine zusätzliche .Wicklung 32 vorzusehen, welche aus einer Gleichstromquelle 33 in solcher Weise gespeist wird, daß die durch den Relaisstrom hervorgerufene Magnetisierung aufgehoben wird,Die, oben beschriebene selbstverstärkende Wirkung kann manchmal so groß werden, daß sie zu einer Unstabilität in der Wirkungsweise führt. In einem solchen Fall wird es notwendig, die Amplitude der Schwankungen der aus dem Antennenkreis entnommenen Energiemenge zu verringern. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Energie für diS verstärkten Ströme teilweise dem Antennenkreis und teilweise einer Stromquelle konstanter Spannung entnommen wird. -Es kann dies beispielsweise dadurch geschehen,, daß die Spule, welche die verstärkten Kontröllströme liefert, auf dem Transformator angeordnet wird, welcher die Antenne mit dem Hochfrequenzerzeuger kuppelt und daß die Kupplung zwischen der genannten Wicklung und der Primärwicklung dieses Transformators verhältnismäßig fest, ihre Kupplung mit der Sekundärwicklung verhältnismäßig lose gemacht wird, so daß die Energie für die'Kontrollströme zu einem gewünschten Teile' aus dem Hochfrequenzerzeuger unmittelbar und- zu einem kleineren Teile vom Antennenkreis geliefert wird. ■:.■·, ■ ' : Patent-Ansprüche:: ■'■*- r. Einrichtung zur Beeinflussung elektrischer Schwingungen, insbesondere für die drahtlose Telephonie, dadurch gekennzeichnet, daß im Antennenkreis in be- kannter Weise eine Drosselspule angeordnet ist, deren Induktanz durch eine Hilfserregung geregelt wird, und daß zur Speisung dieser Hilf serregung nicht die Telephonströme unmittelbar, sondern von ihnen beeinflußte verstärkte Ströme dienen.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung in bekannter Weise Elektronenentladungsrelais dienen.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Telephonströme durch Selbstverstärkung bewirkt wird, indem die Energie für die verstärkten Ströme ganz oder teilweise dem Antennenkreis selbst entnommen wird.
- 4. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anspruch 2 und 3 angegebenen Verstärkungsmittel gemeinsam angewendet werden. .
- 5. Einrichtung nach. Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Hilf serregung regelbare Drosselspule anstatt in Reihe mit der Antenne im Nebenschluß zu ihr liegt. ■ '. .Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
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