DE308202C - - Google Patents

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 Wider_{r ;} 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)

1. 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. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung in bekannter Weise Elektronenentladungsrelais dienen.
3. 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. 4. Einrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anspruch 2 und 3 angegebenen Verstärkungsmittel gemeinsam angewendet werden. .
5. 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.