DE327623C - Empfangsanordnung fuer Wechselstromzeichen mit auf Gleichstromimpulse ansprechendem Empfaenger - Google Patents

Description

Auf dem Gebiete des Signalwesens und des drahtlosen Verkehrs tritt häufig die Aufgabe auf, Intensitätsschwankungen eines Wechselstromes, oder einer elektrischen Schwingung durch auf Gleichstrom ansprechende Empfangsapparate kenntlich zu machen. Die allgemein zu diesem Zweck übliche Schaltungsanordnung besteht in einer Reihe von Verstärkern,, durch welche die ankommenden schwachen Wechselstromimpulse verstärkt werden, worauf sie durch einen Detektor oder Gleichrichter beliebiger Art gehen, in denen eine Hälfte der Wellenimpulse unterdrückt wird, während die durchgehenden, einseitig gerichteten Impulshälften

gegebenenfaÜs nach Anwendung einer weiteren Verstärkung als schwankender Gleichstrom auf den Empfänger einwirken.

Diese Schaltung hat den Nachteil, daß die Energieverstärkung in den Verstärkerrohren nur während der halben Signaldauer für den Endeffekt nutzbar gemacht werden kann, da immer die eine. Wellenhälfte im Gleichrichter unterdrückt wird.

Die Erfindung betrifft nun eine Empfangsanordnung für Wechselstromsignale mit auf Gleichstromimpulse ansprechendem Empfänger, die sich gegenüber den bisherigen Schaltungen durch Verdoppelung der der letzten Röhre der Schaltung maximal zu entnehmenden Gleichstromenergie auszeichnet.

Gemäß der Erfindung wird die ankommende Wechselstromerregung von wechselnder Intensität, die übrigens schon vorher durch Verstärker hindurchgegangen sein kann, vor Er- reichung des letzten Verstärkers zunächst gleichgerichtet, die so erzielten, aus Halbwellen zusammengesetzten Gleichstromimpulse werden dann derart ausgeglichen, daß ein vollkommener oder nur sehr schwach pulsierender Gleichstrom entsteht, und dieser wird hierauf in einem oder mehreren Glühkathodenrohren einer Gleich-^N Stromverstärkung unterworfen.

Zum Gleichrichten wird vorteilhaft ein Richtverstärker mit Glühkathode verwendet, worunter man eine Röhre versteht, deren Gitter an ein derartiges Potential gelegt ist, daß die beiden Hälften einer Wechselstromerregung ungleich verstärkt werden, so daß im Anodenkreis ein Gleichstromeffekt auftritt, dessen Energie größer sein kann als die Energie der ankommenden Welle. Werden die positiven Halbwellen mehr als die negativen verstärkt, so hat man eine Röhre mit positivem .Richteffekt, im entgegengesetzten Falle eine solche mit negativem Richteffekt. Der Ausdruck »Richtverstärker« ist deshalb gewählt, weil die bisher üblichen Ausdrücke »Gleichrichter«, »Detektor« nicht auf die verstärkende Eigenschaft derartiger Röhren hinweisen.

Zur Gleichstromverstärkung wird in bekannter Weise eine Schaltung benutzt, bei welcher der Gitterkreis eines Rohres an die Enden eines in den Anodenkreis des vorhergehenden Rohres angeschalteten Widerstandes gelegt ist. Zum Ausgleich der Gleichstromimpulse im Anodenkreise des Richtverstärkers wird dem Widerstand in diesem Kreis eine passende Kapazität parallel geschaltet.

An dem Gitter der Verstärkerröhre liegt bei dieser Schaltungsanordnung während der ganzen Dauer eines Zeichens ein mittleres Potential, so daß auch der durch dieses Potential hervorgerufene Anodenstrom im Verstärkerrohr während der Zeichendauer mit voller Stärke fließen kann, anstatt nur während der halben Zeit, wie es bei der Verstärkung von Gleichstromimpulsen bzw. von Wechselstrom der Fall ist.

to Wird der Sättigungsstrom und der Ruhestrom des letzten Verstärkerrohres so hoch gewählt, wie für die Gleichrichtung bei vorhergehender Verstärkung, so ist es möglich, die doppelte Energie im Anodenkreis zu erreichen.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

In allen Figuren ist R₁ die Richtverstärkerröhre, R₂ und i?3 sind gewöhnliche Verstärkerröhren, S₁, S₂ ist der Vorübertrager, N ein me- chanisches Relais, ein Druckapparat, Registrierapparat o. dgl., K, G, A mit den entsprechenden Indices bezeichnen die Glühkathode, das Gitter und die Anode der einzelnen Röhren, a, a_v a₂ usw. sind die Anodenbatterien, B₁, b₂ ... die Gitterbatterien und h, A₁... die Heizbatterien. Fig. ι stellt eine Schaltung dar mit zwei Röhren A₁ und R₂, welche die. Benutzung einer gemeinsamen Heizbatterie h gestattet, während die Anodenbatterien a_x und a₂ sowie die Gitterbatterien O₁ und δ₂ getrennt sind. Durch die Spulen S₁ und S₂ wird die ankommende Wechselstromerregung auf den Gitterkreis UT₁, O₁, S₂, G₁, K₁ der Richtverstärkerröhre R₁ übertragen, in deren Anodenkreis sie einen mit der Stärke der Erregung veränderlichen Gleichstromeffekt bewirkt. Der mit einseitigem Richteffekt verstärkte Anodenstrom der Röhre R₁ fließt über die Batterie a_x durch den Widerstand W nach .K₁ zurück, wobei gemäß der Erfindung eine dem

Widerstand W parallel geschaltete Kapazität' C dafür sorgt, daß. die Stromschwankungen im Tempo der erregenden Wechselstromfrequenz ganz oder teilweise ausgeglichen werden, so daß an Stelle ausgeprägter Impulse ein annähernd gleichbleibender Strom im Anodenkreis der Röhre A₁ während der Zeichendauer fließt.

Der Anodenstrom der Röhre R₁ bewirkt Veränderungen des Gitterpotentials der Röhre R₂, welche von der Stärke des primären Wechselstromes abhängig sind.

Es sei nun angenommen, daß die Röhre R₁ einen positiven Richteffekt zeigt, d. h. daß eine an S₁ ankommende Wechselstromerregung den mittleren Anodenstrom von R₁ verstärkt. Dann wird hierdurch an den Enden des Widerstandes W eine mittlere Spannungsänderung verursacht werden, welche das Gitterpotential an G₂ verkleinert. Dadurch wird der Anodenstrom von R₂ geschwächt; die Anordnung reagiert |

also auf eine Wechselstromerregung mit einer Schwächung des durch den Apparat N fließenden Gleichstromes, woraus sich ergibt, daß die Anordnung nur wirksam ist, wenn durch den Anodenkreis der Röhre R₂ ein Ruhestrom fließt. Um im Apparat N möglichst starke Energie-Wirkungen hervorbringen zu können, wird es also zweckmäßig sein, den Ruhestrom im Anodenkreis von R₂ so. groß wie möglich zu machen, was durch geeignete Wahl des Gitterpotentials an G₂ zu erreichen ist.

Aus dieser Wirkungsweise der Schaltung ergibt sich der eingangs angedeutete Vorteil der Erfindung bezüglich der maximalen erzielbaren Gleichstromenergie. Die Änderung des durch den Apparat N fließenden Gleichstromes kann während der ganzen Dauer des Zeichens gleich dem vollen Wert des maximalen, von der Röhre A₂ abgegebenen Anodenstromes sein, während in Anordnungen, bei denen die letzte Röhre selbst als Gleichrichter wirkt bzw. die Gleich-Stromimpulse nicht ausgeglichen werden, der höchste erzielbare Gleichstromeffekt aus bekannten Gründen notwendig kleiner als die Hälfte des maximalen Anodenstromes sein muß. Denselben Vorteil wie die Schaltung nach Fig. 1 bieten auch die -weiterhin zu beschreibenden Anordnungen.

Falls, wie oben angenommen, die Röhre R₁ einen positiven Richteffekt zeigt, ist die in Fig. 1 ■ wiedergegebene Schaltung nicht anwendbar in solchen Fällen, wo das Instrument N im unerregten Zustand stromlos sein soll. Denn eine Wechselstromerregung wird hierbei immer ein Sinken des Gitterpotentials von G₂ bewirken; ist das Gitterpotential schon im Normalzustand so tief, daß kein Strom durch die Röhre fließt, so wird eine Wechselstromerregung überhaupt keinen Effekt geben. Für den gedachten Zweck ist es vielmehr notwendig, für R₁ eine Röhre mit negativem Gleichrichteffekt zu benutzen.

Diese Schaltung hat allerdings einen Nachteil. Allgemein ist das Gitterpotential der zweiten Röhre R₂ von dem Ruhestrom der ersten Röhre R₁ abhängig; ist nun R₁ eine Röhre mit negativem Gleichrichteffekt, so wird ihr Ruhestrom größer sein als die maximalen, durch die Erregung bewirkten mittleren Schwankungen dieses Stromes. Es werden also gewisse prozentische Schwankungen des Anodenstromes von A₁, die durch zufällige Umstände verursacht sein können, das Gitterpqtential an G₂ und damit den Anodenstrom von R₂ viel stärker beeinflussen, als wenn der Anodenstrom von R₁, wie es bei Röhren mit positivem Richteffekt möglich ist, selbst kleiner als der bei Erregung in .K₁ erzeugte Gleichstromeffekt gemacht werden kann.

In Fig. 2 ist eine weitere Schaltung angegeben, die wieder eine Richtverstärkerröhre R₁ mit positivem Gleichrichteffekt zu benutzen gestattet und dabei trotzdem den gewünschten Effekt zeigt, daß einer Erhöhung der Intensität des

primären Wechselstromes ein Anwachsen des Anodenstromes von R₂ entspricht bzw. durch eine solche Erregung ein Strom überhaupt erst hervorgerufen wird. Es sind in diesem Falle für R₁ und A₂ getrennte Heizbatterien H₁ und A₂ zu verwenden, und Kathode K₂ und Gitter G₂ sind an den Enden des Widerstandes W so anzulegen, wie in der Figur gezeigt, d. h. es müssen K₂ und Ci₁ an der einen Seite des Widerstandes W

ίο liegen und G₂ und K₁ an der anderen. Man überzeugt sich leicht, daß in diesem Falle einer Erhöhung des Anodenstromes in R₁ eine Erhöhung des Gitterpotentials in R₂ und damit eine Erhöhung des Anodenstromes in R₂ bzw. die Erzeugung dieses Stromes entspricht.

In Fig. 3 ist eine aus drei Röhren R₁, R₂, R₃ bestehende Schaltung angegeben, bei der sich derselbe Richteffekt wieder unter Anwendung einer gemeinsamen Heizbatterie h und von einer Röhre R₁ mit positivem Richteffekt erreichen läßt. Der bei S₁ ankommende Wechselstrom erzeugt in R₁ einen positiven Gleichstromeffekt ; der erzeugte Gleichstrom durchfließt den Widerstand W₁ und bewirkt dadurch eine Erniedrigung des Gitterpotentiales an G₂. Dadurch wird der im normalen Zustand von A₂ abfließende Strom verkleinert, das Gitterpotential an G₃ erhöht und somit in R₃ eine Erhöhung bzw. Erzeugung des Anodenstromes bewirkt.

In allen beschriebenen Schaltungen braucht, wie für gewöhnliche Wechselstromverstärkung bekannt, der Gitterwiderstand der Röhre R₂ bzw. der Röhren R₂ und R₃ nicht mit dem Anodenwiderstand der vorhergehenden Röhre identisch zu sein, sondern kann in bekannter Weise durch eine Kapazität mit diesem gekoppelt- sein. Eine derartig abgeänderte, fm übrigen der Fig. 1 entsprechende Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher der Widerstand W der Fig. 1 in die .Widerstände Wa und Wg aufgelöst ist, welche ihrerseits über die Kapazität C" miteinander verbunden sind. Man erkennt aus der Schaltung, daß es in diesem Falle ohne Beeinträchtigung der Wirkung möglich ist, die in Fig. ι getrennten Anodenbatterien U₁ und a₂ durch eine einzige Batterie α zu ersetzen, ferner werden sich Verlagerungen des Anodenstromes von R₁ nicht in einer dauernden Verlagerung des Gitterpotentiales an G₂ bemerkbar machen. Die Bemessung der Kapazität C ist hierbei durch die Forderung bestimmt, daß während der Zeitdauer des Signales keine merkliche Veränderung der Ladung der am Gitter G₂ anliegenden Belegung des Kondensators C durch den in Wg hervorgerufenen oder zwischen G₂ und K₂ fließenden Strom stattfindet; dies läßt sich bei Hochvakuumröhren leicht durch verhältnismäßig geringe Kapazitäten erreichen, da der vom Gitter abfließende Strom hier praktisch gleich Null ist und der Widerstand Wg entsprechend sehr groß gemacht werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Empfangsanordnung für Wechselstromsignale mit auf Gleichstromimpulse anspre-•chendem Empfänger, bei der die ankommenden Wechselstromimpulse eventuell nach deren'Durchgang durch einen oder mehrere Verstärker zunächst mittels eines Richtverstärkers mit Glühkathode in Gleichstromimpulse verwandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Parallelschaltung einer Kapazität zu einem im Anodenkreis des Richtverstärkers und zugleich im Gitterkreis der folgenden Röhre hegenden, in an sich bekanhter Weise als Kopplungselement zwischen Richtverstärker und darauffolgendem ■ Verstärker dienenden Widerstände diese Gleichstromimpulse zu einem nur schwach pulsierenden Gleichstrom ausgeglichen und sodann in einer Gleichstromverstärkerschaltung verstärkt, werden.

   Hierzu i Blatt Zeichnungen.