DE344469C

DE344469C - Method for the transmission of messages by acoustic means, in particular for underwater sound signals

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Publication number: DE344469C
Application number: DE1915344469D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Priority date: 1915-03-27
Filing date: 1915-03-27
Publication date: 1921-11-22

Description

Verfahren zur Nachrichtenübermittlung auf akustischem Wege, insbesondere für Unterwasserschallsignale. Es sind Verfahren zur Sprachübermittlung auf akustischem Wege im Wasser vorgeschlagen worden, bei denen sogenannte Ultratöne zum Träger von tieferen, die menschliche Stimme umfassenden Frequenzen gemacht werden, indem z. B. eine teilweise Jn :den Weg eines einen hochfrequenten Schallsender betreibenden Druckmittels geschaltete Membran besprochen wird, wobei das Druckmittel selbst einen Schallsender speist, der seinerseits eine oberhalb der Hörgrenze des menschlichen Ohres liegende Frequenz aussendet. Die Schwingungen der besprochenen Membran sollen dabei die Zufuhr ,des Betriebsmittels und damit die Amplitude der Ultrafrequenz entsprechend den Frequenzen und Amplituden - der Sprechschwingungen beeinflussen.Method for the transmission of messages by acoustic means, in particular for underwater sound signals. There are procedures for voice transmission on acoustic Paths in the water have been suggested in which so-called ultra tones become the carrier of deeper frequencies encompassing the human voice can be made by e.g. B. a partial Jn: the path of a high-frequency sound transmitter operating Pressure medium switched membrane is discussed, the pressure medium itself a Sound transmitter feeds, which in turn is one above the hearing limit of the human Emits the frequency lying in the ear. The vibrations of the discussed membrane should the supply of the equipment and thus the amplitude of the ultra-frequency according to the frequencies and amplitudes - affect the speech vibrations.

Es ist nun aber nach dem heutigen Stande der Technik nicht möglich, für einigermaßen erhebliche Distanzen ausreichende Energiemengen in Form von Ultratönen umzusetzen.However, given the current state of technology, it is not possible to Sufficient amounts of energy in the form of ultra tones for fairly considerable distances to implement.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, auf Grund obiger Erkenntnisse ein auf ähnlichem Prinzip beruhendes, technisch durchführbares System zur Nachrichtenübermittlung auf größere Reichweite zu schaffen. Sie löst diese Aufgabe Jaidurch, daß sie zum Träger der Signale statt der im vorgenannten Falle verwendeten Ultratöne kontinuierliche, hörbare akustische Wellen verhältnismäßig hoher Frequenz verwendet, die aber noch weit unterhalb der oberen Hörbarkeitsgrenzen liegen, aber sich noch gut auf Entfernungen im Wasser übertragen lassen: und diese im Tempo einer um .eine oder mehrere Größenordnungen tieferen Frequenz steuert. Dem vom Sender ausgesandten ungedämpften Wellenzug hohler Frequenz wird also eine bestimmte tiefere Frequenz übergelagert. Man ist auf diese Weise in der Lage, die Beeinflussung des die hohe Frequenz erzeugenden Energiestromes auf rein maschinellem Wege, also mit einer ganz erheblich höheren Intensität vorzunehmen als bei den vorbekannten Verfahren und kann gleichzeitig wegen der den Ultratönen gegenüber geringen Schwingungszahl der als Träger der Signalfrequenz dienenden hohen Frequenz -dieser letzteren beträchtliche Amplituden erteilen, ohne wesentlichen technischen Schwierigkeiten beim Bau der Sender zu begegnen.The object of the invention is based on the above findings a technically feasible system for message transmission based on a similar principle to create greater reach. She solves this task Jaid by being able to Carriers of the signals instead of the ultra tones used in the aforementioned case, continuous, audible acoustic waves used relatively high frequency, but that still well below the upper audibility limits, but still works well at distances can be transferred in the water: and this at the rate of one or more orders of magnitude lower frequency controls. Hollower than the undamped wave train sent by the transmitter Frequency is therefore superimposed on a certain lower frequency. One is on this Way able to influence the energy flow generating the high frequency in a purely mechanical way, i.e. with a considerably higher intensity than with the previously known methods and can at the same time because of the ultra tones compared to the low number of vibrations serving as the carrier of the signal frequency Frequency - the latter give considerable amplitudes, without significant to meet technical difficulties in the construction of the transmitter.

Der prinzipielle Vorteil des. Doppeltonverfahrens liegt in der volkomrnenen Ungestörtheit des Empfangs. Während nämlich bei den bisher bekannten Verfahren mit einem einfachen hochfrequenten Sen'derton bei der Verwendung abgestimmter Empfänger, wegen der geringen Dämpfung des Empfängers jede Störung ebenfalls als Eigenton des Empfängers eingeht und damit die ankommenden Signale vollkommen verwischt, prägen sich die Signale selbst bei dauernden Störungen bei dem neuen Verfahren infolge der übergelagerten tiefen Frequenz deutlich als Tonzüge dieser tiefen Frequenz aus. Dazu kommt, daß man über die sämtlichen hohen Schwingungen einer Periode des tiefen Tones integrieren und, auf -die tiefperiodischen Schwankungen -dieser Integralwerte nochmals, beispielsweise elektrisch, abstimmen kann. Dadurch wird man von den als hohe Frequenz eingehenden Störungen ganz frei, da es praktisch ganz unmöglich ist, daß Störungen gleichzeitig den Sendertoncharakter besitzen.The main advantage of the double-tone method is that it is perfect Undisturbed reception. While namely with the previously known method a simple high-frequency transmitter tone when using tuned receivers, Because of the low attenuation of the receiver, every disturbance is also an inherent tone of the Receiver and thus completely blurred the incoming signals the signals are a consequence of the new method, even in the event of permanent interference the superimposed low frequency clearly as tone traces of this low frequency. In addition comes that one over all the high vibrations of a period of the low tone integrate and, on - the low-period fluctuations - of these integral values again, for example electrically, can vote. This will make one of the as high frequency incoming disturbances completely free, since it is practically completely impossible that disturbances at the same time have the character of the transmitter sound.

Die Arten der Erregung der hohen Frequenz sind für das Wesen der Erfindung nicht von Bedeutung, ebenso die besonderen Mittel, mit denen die Steuerung der Amplituden der hohen Frequenz bewerkstelligt wird. Wesentlich ist nur, daß ein an sich ungedämpffer Wellenzug hoher Frequenz verwendet und im Tempo einer tieferen Frequenz oder mehrerer solcher in seiner Intensität beeinflußt wird. Ebenso ist die besondere Art der Erzeugung der Signale unwesentlich. Man kann z. B. die hohe Frequenz zwischen den einzelnen Zeichen unterbreehen,.kann aber auch, besonders bei Abstimmung der Empfangsanordnung auf den tiefen Senderton einfach die Steuerung des hochfrequenten Wellenzuges, die den tiefen Toncharakter erzeugt, außer Betrieb setzen und auf diese Weise dem Wellenzug den Sendertoncharakter nehmen.The types of high frequency excitation are essential to the essence of the invention not of importance, as well as the special means by which the amplitudes are controlled the high frequency is accomplished. It is only essential that an in itself undamped High frequency wave train used and at the tempo of a lower frequency or more such is influenced in its intensity. The same is true of the special type of production of the signals insignificant. You can z. B. the high frequency between each Interrupt characters, but can also, especially when coordinating the reception arrangement on the low transmitter tone simply control the high-frequency wave train that creates the deep tone character, put it out of operation and in this way the wave train take the transmitter tone character.

Als Ausführungsbeispiel ist in ,der Abbildung eine Einrichtung zur Ausübung dies Verfahrens zur Erzeugung einfacher Signale gemäß der Erfindung dargestellt, ibei der eine an Wasser grenzende Membran elektromagnetisch erregt wird, während durch einen in den Zuführungsstromkreis geschalteten, im Tempo einer tieferen Frequenz veränderbaren Widerstand die Stromamplitude periodisch variiert wird. Es bezeichnet z eine vielpolige Wech:selstrommaschine mit den Schleifringen 2 und 3. Auf der Achse q. derselben ist, durch eine Isolierbuchse 5 von ihr isoliert, ein weiterer Schleifring 6 befestigt, der mit dem aus der Abbildung ersichtlichen leitenden Belag 7 einer Schaltwalze verbunden ist. Eine Anzahl Schleifbürsten u, bis n" führt zu einer Anzahl von Widerständen w, bis wx, die mit ihren anderen Enden an eine Schiene 8 argeschlossen sind. Durch die mit Hilfe der Schaltwalze bewirkte Zu- und Abschaltung paralleler Widerstände wird der Betriebsstrom variiert. Durch geeignete Bemessung der Widerstände kann man eine nahezu .sinusförmige Variation des .hochfrequenten Stromes erzielen. Der hochfrequente Strom wird weiter einem Elektromagneten ,9 zugeführt, dessen Anker ro an einer auf die hohe Frequenz abgestimmten Membran befestigt ist.As an exemplary embodiment, the figure shows a device for Exercise of this method for generating simple signals according to the invention shown, ibhe a membrane bordering on water is electromagnetically excited, while by a connected in the supply circuit, at a speed of a lower frequency variable resistance the current amplitude is varied periodically. It denotes z a multi-pole alternating current machine with slip rings 2 and 3. On the axis q. the same is, isolated from it by an insulating sleeve 5, another slip ring 6 attached, the one with the conductive coating 7 shown in the figure Shift drum is connected. A number of grinding brushes u to n ″ results in a number of resistors w to wx, the other ends of which are connected to a rail 8 are. Due to the switching on and off of the parallel Resistances, the operating current is varied. By appropriately dimensioning the resistances you can achieve an almost .sinusoidal variation of the .high-frequency current. The high-frequency current is fed to an electromagnet 9, its armature ro is attached to a membrane tuned to the high frequency.

Bei Verwendung induktiver Widerstände ist für eine Kompensation der Phasenverschiebung, beispielsweise durch gleichzeitige Variation eingeschalteter Kapazitäten zu sorgen.When using inductive resistors, the Phase shift, for example by simultaneous variation of switched on To provide capacities.

Statt der Schaltwalze kann man auch einen rotierenden Unterbrecher benutzen, wenn auf eine bestimmte Kurvenform der tiefen Frequenz kein besonderes Gewicht gelegt wird. Ferner kann man statt der elektrischen eine kontinuierliche, mechanische Erregung- beliebiger Art anwenden. Auch kann man statt der Veränderung bzw. Unterbrechung der Energiezufuhr des Betriebsmittels die Dämpfung des akustischen Schwingungsgebildes selbst periodisch im Tempo einer tiefen Frequenz ändern. Endlich kann man auch, im Prinzip von den genannten Verfahren abweichend, die niedere Frequenz der hohen dadurch überlagern, daß man den Schallstrahl außerhalb des Entstehungsortes, gegebenentalls in seiner unmittelbaren Nähe, im Tempo der niederen Frequenz abblendet. Dieses Verfahren gestaltet sich besonders vorteilhaft bei gerichteten Sendern. Man kann auch so vorgehen, daß man einen schnell rotierenden Schallstrahl verwendet, wodurch am Empfängerort der Eindruck eines mit niederer Periode unterbrochenen höheren Tones hervorgerufen wird. Endlich erhält man das gewünschte Phänomen bei scharf abgestimmtem Empfang auch dadurch im Empfänger, daß man die Tonhöhe der hohen Frequenz im Tempo der tieferen Frequenz ändert.Instead of the shift drum, you can also use a rotating interrupter use when on a certain waveform of the low frequency no special Weight is placed. Furthermore, instead of the electrical one, one can use a continuous, use mechanical excitation of any kind. Also, you can instead of the change or interruption of the energy supply of the equipment the attenuation of the acoustic The oscillation structure itself periodically change at a low frequency. Finally one can also use the lower frequency, differing in principle from the procedures mentioned superimpose the high one by placing the sound beam outside the place of origin, possibly in its immediate vicinity, at the speed of the lower frequency. This method is particularly advantageous for directional transmitters. Man can also proceed in such a way that one uses a rapidly rotating sound beam, which gives the impression of a higher one interrupted by a lower period at the recipient site Tones is produced. At last you get the desired phenomenon at sharp Matched reception also by the fact that one sets the pitch of the high frequency in the receiver changes at the tempo of the lower frequency.

Als Empfangsanordnungen können die in der Schalltechnik bisher bekannt gewordenen Empfänger ohne weiteres und ohne besondere Auswahl benutzt werden, nur müssen sie für Frequenzen gewählt werden, die zwar innerhalb des für größere Reichweite in Betracht kommenden Bereiches liegen, aber doch wesentlich höher sind als die den Toncharakter bestimmenden übergelagerten Frequenzen.As receiving arrangements, those previously known in sound engineering can be used become recipients can be used without further ado and without special selection, only they must be chosen for frequencies that are within the range for longer are within the range in question, but are much higher than that Superimposed frequencies that determine the tone character.

Wegen der Verwendung der hohen übertragungsfrequenz lassen sich jedoch auch andere Kontaktdetektoren, wie sie beispielsweise in der drahtlosen Telegraphie angewandt werden, benutzen. Ebenso kann man beliebigeArten rein elektromagnetischer Empfänger verwenden, die frei von den Unzuträglichkeitem unvollkommener Kontakte sind. i Zur völligen Ausnutzung des Sendertoncharakters kann man das Hilfsmittel ,der Abstimmung auf den tiefen Ton im elektrischen Mikrophon- oder Telephonstromkreis mit Torteil benutzen.Because of the use of the high transmission frequency, however, also other contact detectors, such as those used in wireless telegraphy are applied. Likewise, any kind of purely electromagnetic one can be used Use recipients who are free from the inconveniences of imperfect contacts are. i The aid can be used to fully utilize the character of the transmitter sound , tuning to the low tone in the electric microphone or telephone circuit Use with the gate part.

Claims

PATENT REQUEST: r. Procedure for the transmission of messages on acoustic Paths, in particular for underwater sound signals, characterized in that the Amplitude height of an undamped excited transmitter - higher, but still audible frequency controlled in the tempo of one or many lower audible tones will. z. Method according to claim i, characterized in that the change in the radiated amounts of energy in a known manner by periodic change, the supplied excitation energy is caused. 3. The method of claim i, @due to this characterized in that the change in the amount of energy emitted by periodic Change in attenuation. Of the transmitter structure is caused. Procedure according to Claim i, characterized in that the periodic change of the incoming Amounts of energy at the receiving location by changing direction or dimming the sound beam is caused at the sender location. Method according to claim: i, characterized in that @ that the periodic change, of the indicated energy at the tuned receiver caused by periodically changing the pitch on the transmitter. 6. Procedure for Signal transmission by means of underwater sound, characterized in that one of the high carrier frequency superimposed low frequency used as a signal tone and that The receiving element responding to the acoustic waves is tuned to the higher frequency will. ;. Device for carrying out the method according to claim 6, characterized in that that the electrical part of the receiver, e.g. B. the microphone circuit or the telephone circuit, is tuned to the low frequency (the signal tone).