DE323197C - Verfahren zur Wahrnehmbarmachung radiotelegraphischer Zeichen - Google Patents

Description

Es sind Verfahren zur Wahrnehmbarmachung radiotelegraphischer Zeichen bekanntgeworden, bei denen an der Empfangsstelle kontinuierliche Schwingungen erzeugt werden, die durch die übertragenen Zeichen in ihrer Stärke oder Schwingungszahl beeinflußt werden. Man hat z. B. vorgeschlagen, die ankommenden Schwingungen auf einen Lichtbogen wirken zu lassen und die dadurch

ίο in einem damit verbundenen Duddelkreis bewirkten Wechselstromschwankungen zu registrieren. In anderen "Fällen sollte ein im Telephon wahrnehmbarer Dauerton erzeugt und dieser in seiner Stärke oder Höhe beeinflußt werden. Hierbei wird der Ton entweder - durch die Senderwellen selbst erzeugt, und zwar durch Intensitätsänderungen dieser Wellen oder als Schwebungston zweier Wellen, oder durch besonders an der Empfangsstelle vorgesehene Mittel. Im ersteren Falle geschieht die Beeinflussung des Dauertons durch Änderung der Intensitätsschwankungen der Senderwellen oder der Schwingungszahl einer Schwebungswelle. Im zweiten · Falle wird der Dauerton durch die Senderschwingungen dauernd¹ ausgelöscht und diese Auslöschung bei Vorhandensein eines Zeichens aufgehoben.

Im Gegensatz hierzu besteht das Wesen der Erfindung darin, daß die an der Empfangsstelle erzeugten Schwingungen, die dauernd auf einen Indikator einwirken, dadurch beinflußt werden, daß die übertragenen Zeichen eine der die Schwingungszahl bestimmenden Konstanten so beeinflussen, daß durch Änderung¹ derselben ein Umschlag auf eine bestimmte neue Schwingungszahl eintritt. Gegenüber dem zuerst genannten, bekanntgewordenen Vorschlag hat dies neue Verfahren den Vorteil, daß es sich zum Tonempfang eignet, während die Beeinflussung des Lichtbogens selbst nur ganz unregelmäßige Schwankungen hervorbringen kann. Im Gegensatz zu den bekannten Tonempfangsverfahren jedoch, die einen bestimmten vorbereiteten Sender erfordern und nur für kontinuierliche Schwingungen geeignet, sind, ist das neue Verfahren zur Wahrnehmbarmachung übertragener Zeichen unabhängig vom Sender und von der Art der Schwingungen. In dem Falle, daß die an der Empfangsstelle erzeugten Schwingungen einem hörbaren Ton entsprechen und auf ein Telephon wirken, handelt es sich bei dem neuen \^rerfahren ebenfalls um ein Dauertonempfangsverfahren, es hat aber gegenüber den bekannten außer dem genannten Vorteil der freien Verwendbarkeit für alle Übertragungsarten den weiteren Vorteil größerer Empfindlichkeit. Wenn der Dauerton durch die Senderwellen selbst erzeugt wird, ist die Lautstärke ge- ■ geben durch die Empfangsintensität; soll im anderen Falle der durch besondere Mittel am Empfänger erzeugte Ton durch die Senderwellen dauernd ausgelöscht werden, so muß die Lautstärke des Ton.es auch in einem bestimmten Verhältnis zur Empfangsintensität stehen. Bei dem neuen Verfahren dagegen kann die Lautstärke beliebig groß gewählt werden, da die Änderung der Schwingungszahl bereits durch ganz geringe Intensitäten der empfangenen Zeichen bewirkt wird.

Der Erfindungsgedanke läßt eine ganze Reihe von Lösungen zu. Die Schwingungen an der Empfangsstelle bzw. der Dauerton können auf mehrfache Art erzeugt werden. Auch die Art der Einwirkung der empfangenen Zeichen auf die Schwingungszahl der Schwingungen bzw. die Höhe des Dauertons kann sehr verschieden sein.

Rein schematisch kann zunächst das Wesen ίο der Erfindung an folgendem Beispiel erkannt werden:

Ein Schwingungskreis I (Fig. i) besteht aus der Kapazität C₁ und der Selbstinduktion L₁ und wird durch den Generator G — z. B. Lichtbogen oder Liebenröhre — in Dauerschwingungen versetzt. Der Einfachheit wegen ist in den Figuren eine direkte Einschaltung des Generators G gezeichnet; in Wirklichkeit kann die Schaltung eine andere sein und wird natürlich dem jeweiligen Generator angepaßt. C₁ und L₁ seien so gewählt, daß die Eigenschwingung· des Kreises I einen im Telephon T hörbaren Ton ergibt. Läßt man nun von außen her (z. B. durch die Spule S) Hochfrequenzenergie auf den Kreis I einwirken, so soll dessen Schwingungszahl eine andere werden. Hierzu ist es notwendig, daß mindestens eine der die Schwingungsdauer des Kreises I bestimmenden Größen (C₁, L₁) eine Änderung erfährt. Dies kann z. B. nach Fig. 1 dadurch erfolgen, daß man in die Spule L₁ einen Eisenkern E hineinbringt. Es rufen nämlich, wie vom Marconidetektor her bekannt ist, bereits äußerst geringe Hochfrequenzimpulse Änderungen in dem elektrischen Verhalten des Eisens hervor (Aufhebung der Hysteresis, Verringerung der Permeabilität), welche die Eigenschwingung des Kreises I und damit die Höhe des wahrgenommenen Dauertones ändern. Natürlich ist auf diese Weise ein Empfang von radiotelegraphischen Zeichen möglich. Weitere Ausbildungen der Erfindung erstrecken sich dann auf Mittel, den Dauerton unhörbar und nur den Empfangston hörbar zu machen (durch Resonanz- bzw. Interferenz- j verfahren), und auf möglichste Steigerung der Empfindlichkeit des neuen Empfangsverfahrens.

Eins der empfindlichsten Verfahren möge besonders beschrieben werden (Fig. 2).

Hier dienen zur Erzeugung des Dauertones zwei Kreise I und II, die durch die Generatoren G in Schwingungen versetzt werden. Bekanntlich erhält man' dann in einem Kreis III, der durch die Spulen K₁ und UT₂ mit I und II gekoppelt ist und einen Gleichrichter D (Detektor) sowie das Telephon T enthält, einen Schwebungston, der je nach dem Grade der Verstimmung zwischen I und II das gesamte Tongebiet durchläuft ' I und auch leicht oberhalb oder unterhalb der Hörbarkeitsgrenze eingestellt werden kann. ι Läßt man nun durch die Spule 6" Hochfre- ! quenzenergie auf den Kreis I einwirken, so ändert sich z. B. bei Vorhandsein von Eisen in der Spule L₁ oder bei Anwendung eines der später beschriebenen Verfahren des-, sen Eigenschwingungszahl und damit der im Telephon gehörte Schwebungston. Selbstverj ständlich kann man die Energie sowohl auf j den Kreis I wie auf den Kreis II als auch ; auf beide gleichzeitig wirken lassen, wenn dafür gesorgt ist, daß die Wirkungen sich unterstützen, so daß z. B. der Kreis I nach oben, der Kreis II nach unten von seiner normalen Schwingungszahl abweicht."

Wie außerordentlich empfindlich diese Schaltung ist, zeigt folgende Überlegung: j Die Schwingungszahlen der Kreise I und II seien #,, ■

Man hört dann im Kreise III

, einen Schwebungston von der Tonhöhe U₁ — U₂ = D. Es fragt sich nun, welchen Ton D' man hört, wenn die Schwingungszahl des Kreises I durch die Empfangsenergie um den Betrag /Sn₁ geändert wird. D' wird um einen halben Ton höher als D, Wenn das Verhältnis der Schwingungszahlen

	D' 12_ T) V 2	-wird	X.O59.
um ί	w halbe Töne; wenn D1 J) = 1.059	m
	Andererseits bestimmt
ist.	D Z=. % Ί	sich -jy aus
	D' = H1 + /\n,
		L- n2
zu
Also	W ■ · · ·

(I)

D' '\ »1

-jy = (i -j- 0,059)« = ι ■+■ ~n ■

Für den Zweck einer Überschlagsrechnung kann man

(1 -f 0,059) ^m =1 + m · 0,059

setzen und erhält 0,059™ — Δ%/^ oder

^ .(III).

Die Gleichung sagt folgendes aus:

Der Unterschied der Tonhöhe (d. h. die

Zahl m von halben Tönen, um die der Ton schwankt) wird

i. um so größer, je größer die dem Kreisel

durch den Empfang erteilte Abweichung

ist;

von seiner normalen Schwingungszahl

2. um so größer, j e tiefer der ursprüngliche Schwebungston D war. - Man erhält also ein Maximum der Tonhöhenänderung, wenn man D klein macht, d. h. mit nahezu oder vollständig aufeinander abgestimmten Kreisen I und II arbeitet. Selbstverständlich sind für die Wahl des Dauertones auch noch andere Gesichtspunkte maßgebend," z. B. die Empfindlichkeit des Ohres für die verschiedenen Tonhöhen, die Eigenschwingung des verwendeten Telephons usw.

Die enorme Empfindlichkeit der Schaltung mag an einem Zahlenbeispiel gezeigt werden: Der Dauerton sei gleich dem Kammerton A (435 Schwingungen) gewählt. Für den Empfang reicht dann ein Tonumschlag um zwei halbe Töne vollständig aus. Wir setzen also in Gleichung III D = 435, m = 2 und erhalten für Δ ^Mi rund 50. Dies bedeutet, wir müssen die sekundliche Schwingungszahl von W₁ um 50 Schwingungen durch die Empfangsenergie verändern. Wählt man nun M₁ und W₂ von vornherein sehr hoch, was bei Erregung der Kreise I und II durch Liebenröhre leicht möglich ist, z. B. in der Größenordnung von einer Million, so genügt es zum Empfang, daß die . Empfangsenergie die Schwingungszahl W₁ um 50 : io^e = S Tausendstel Prozent ändert. Eine Änderung um einen so minimalen Betrag kann aber schon durch außerordentlich kleine Empfangsenergien bewirkt werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Lautstärke des Empfanges in keiner Weise von der Empfangsenergie abhängt,- sondern ausschließlich von der Energie der lokalen Schwingungskreise I, II bestimmt wird.

Es sind nun die Mittel zu besprechen, welche zu einer Änderung der Schwingungszahl M₁ geeignet sind. In erster Linie kommt, wie bereits besprochen, die Verwendung von Eisen in Betracht, etwa in der Weise, wie Fig. 3 zeigt. E bedeutet einen Eisenkern, der im Kreise I liegt und in seinem magnetischen Verhalten durch die die Empfangsenergie 'führende Spule 5 beeinflußt wird. Im Telephon T hört man evtl. unter Vorschaltung eines Detektors ab. Der Kern .E kann noch einer besonderen konstanten oder veränderlichen Hilfsmagnetisierung unterworfen werden. Selbstverständlich kann auch eine An- j Ordnung mit Detektor und Verstärker an j Stelle eines einfachen Telephons T benutzt j \verden. Das in Fig. 3 gegebene Prinzip läßt ' sich leicht auf das Interferenzverfahren nach > Fig. 2 übertragen.

Ein weiteres Mittel zur Beeinflussung von M₁ durch die Empfangs energie beruht auf ' folgender Überlegung:

In das Feld von L₁ werde eine Sekundär- _; wicklung gebracht (Fig. 4). Schließt man dieselbe auf einen Widerstand W, so wird die Selbstinduktion von L₁ durch die Rückwirkung verkleinert. Ändert sich W₁, so an- ; dert sich auch L₁. Läßt man die Änderung j von W durch die Empfangsenergie erfolgen, so resultiert eine entsprechende Änderung : von L₁ und damit von W₁. W ist zweckmäßig ein Detektor oder ein dünner Draht mit gro-■ ßem Temperaturkoeffizienten (Bolometer). Auch unvollkommene Kontakte, gewisse wellenempfindliche Salze usw. sind brauchbar. Die Beeinflussung von W durch die Empfangsenergie kann direkt, induktiv, kapazitiv oder galvanisch erfolgen. In "Fig. 4 ist schej matisch die Antenne direkt an den veränderj liehen Widerstand angeschlossen. In derselben Weise kann man z. B. die Kapazität beeinflussen, wenn man einen veränderlichen Widerstand parallel zur gesamten oder zu einem Teil der Kapazität schaltet.

Übrigens kann der Widerstand W in Fig. 4 unter Umständen fortfallen. Die Wirkungsweise der Schaltung ist dann folgende: Wird in der Antenne keine Spannung durch den Empfang induziert, so erzeugt der Generatorkreis I in der Antenne einen gewissen Strom. Wenn dann bei Empfang in der Antenne Spannung induziert wird, so wird in der Antenne der Strom verändert. Gleiche Periodenzahl des Empfanges mit M₁ und gleiche Amplitude, aber entgegengesetzte Phase der beiden in der Antenne wirksamen Spannungen vorausgesetzt, wird die Antenne bei Em- \ pfang stromlos. Hierdurch wird die Rück- ; wirkung der Antenne auf I aufgehoben, da- ; mit L₁ und! M₁ verändert, so daß der Ton-

umschlag eintritt.
j Zum Schluß noch einige Worte über die

angewandten akustischen Resonanz- und Inj terferenzverfahren. Die Verwendungsart von Resonatoren ist' bekannt; es gelingt leicht, j durch Resonatoren nur den Empfangston oder (bei dem zuletzt beschriebenen negativen Verfahren) nur den Dauerton hörbar zu machen. Man kann auch das bekannte Quinkesche Interferenzprinzip anwenden und den Dauerton durch Interferenz zum Verschwinden bringen. Die Interferenz tritt nur für den Dauerton ein, während¹ der Empfangston hörbar bleibt und natürlich noch außerdem durch den Resonator verstärkt werden kann.

Claims (8)

1. PATENT-AnSPR^-UCHE:

   i. Verfahren zur Wahrnehmbarmachung radiotelegraphischer Zeichen durch Beeinflussung einer an "der Empfangstelle erzeugten und auf einen Indikator wirkenden Dauerschwingung, dadurch gekennzeichnet, daß die ankom-

   menden Zeichen auf eine der die Schwingungszahl bestimmenden Konstanten so zur Wirkung gebracht werden, daß ein Umschlag auf eine andere Schwingungszahl eintritt.
2. 2. \⁷erfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Schwingungszahl beim Eintreffen von Empfangsenergie durch Änderung der Selbstinduktion, z. B. durch Verwendung von Eisen, in dem Schwingungskreise erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen einer konstanten oder veränderlichen Hilfsmagnetisierung unterworfen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Schwingungszahl beim Eintreffen von Empfangsenergie erfolgt durch Einwirkung eines veränderlichen Widerstandes ■ auf Kapazität oder Selbstindtiktion des Schwingungskreises.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand aus einem Detektor, einem unvollkommenen Kontakt, einem Widerstandsdraht oder einem wellenempfindlichen Salz besteht.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Empfangswellen zu beeinflussenden Schwingungen durch Interferenz zweier

   z. B. durch eine Kathodenröhre kontinuierlich erregter Schwingungskreise (Fig. 2) erzeugt werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungszahl der Kreise (I und II, Fig. 2) möglichst hoch gewählt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Schwingungszahlen so gewählt wird, daß die resultierende Schwingung oberhalb oder unterhalb der Hörbarkeitsgrenze liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.