DE350437C - Kapazitives Telephon - Google Patents

Description

Bekanntlich ist eine Membran nur schwingungsfähig unter der Einwirkung wenigstens zweier entgegengesetzt wirkender Kräfte. Bei Telephonmembranen mit einseitiger Beanspruchung (Abb. i) wirkt der Wechselstrom in der einen Richtung a, während infolge der Durchbiegung der Membran eine entgegengesetzte Kraft b entsteht. Letztere wächst mit dem Grad der Durchbiegung. Die Kraft α kann

ίο selbstverständlich auch kapazitiv erzeugt werden. Abb. 2 zeigt eine Anordnung mit entlasteter Membran. Die Entlastung kann bekanntlich elektrostatisch oder elektromagnetisch erfolgen. Da hier die Wirkung der Kräfte abhängig ist vom Abstand zwischen Membran und Magnetpolen, so ist an sich die Membran nicht stabil. Sie muß vielmehr selbst Elastizität besitzen derart, daß sich ihre elastischen Kräfte beim Ausschwingen schneller ändern als die

ao magnetischen bzw. elektrostatischen.

Die-Erfindung hat ein kapazitives Telephon zum Gegenstand, dessen Membran ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. 2 entlastet ist, wobei die Entlastung durch ein Differentialsystem erfolgt, im welchem an Stelle der Zug- kräfte gemäß Abb. 2 stoßende Kräfte auftreten, die durch gleichnamige Ladungen auf allen Kondensatorplatten erzeugt werden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt, die erkennen läßt, daß die resultierende, die Membran bewegende Kraft mit Vergrößerung des Ausschlages abnimmt.

Ist beispielsweise die Kraft α infolge des größeren Stoßmomentes zwischen m und φα größer als b, so bewegt sie die Membran auf fb zu. Dabei wird α ständig Heiner, b ebenso größer, so daß durch die Bewegung der Membran die elektrischen Kräfte selbst wieder in einen Gleichgewichtszustand gebracht werden, während gemäß Abb. 2 das Kräftegleichgewicht nur durch die zusätzlichen elastischen Kräfte der Membran erreicht wird. Nennenswerte Elastizität der Membran ist also nicht mehr erforderlich. Erfindungsgemäß können deshalb außerordentlich leichte Membranen verwendet werden, z. B. dünnste Folien aus Aluminium oder anderen Metallen, leitend gemachte dünnste Glimmerscheiben, Papiere, Häute u. a. m. Es genügen

Membranstärken von einem hunderstel Millimeter und weniger, wenn die Membran durch leichte Spannung genügend eben gemacht wird, so daß ihr paralleler Abstand zu den ihr gegenüberstehenden Kondensatorplatten gewahrt bleibt. Die Aufladung der Kondensatorplatten und der Membran auf gleichnamiges Potential erfolgt wegen der erforderlichen hohen Spannungen zweckmäßig durch eine Wechselstromquelle über Ventilröhren (Glühkathodenröhren o. dgl.) und entsprechend hohe Widerstände. Die Frequenz dieses Stromes kann zur Vermeidung von akustischen Störungen außerhalb der hörbaren Frequenzen gewählt werden. · Abb. 4 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung, m, pa und pb sind drei auf gleichnamiges, und zwar in diesem Falle negatives Potential aufzuladende Kondehsatorbelege. Die Auflädung erfolgt durch die Wechselstromquelle w über den Gleichrichter gw_x, der nach m, φα und -pb nur negative Stromimpulse durchläßt, und die Wechselstromwiderstände ca, da, cm, dm und cb, cd. Diese Widerstände müssen so

- klein sein, daß die Ladungsverminderungen auf φα, m und pl· infolge der Isolationsverluste genügend schnell ausgeglichen werden, dürfen aber, wie später dargelegt wird, eine gewisse Größe nicht unterschreiten. Der andere Pol der Wechselstromquelle kann entweder geerdet oder über einen zweiten Gleichrichter gw₂ und geeignete Widerstände, z. B. Kondensatoren cc und cd, an zwei weitere Kondensatorplatten pe und pd gelegt werden. Letztere sind dabei zweckmäßig so angeordnet, daß sie die zwi-.

sehen m und pa sowie m und pb wirksamen negativen Ladungen der Wechselstromquelle w erhöhen.

Die in Schall umzusetzenden akustischen Wechselströme können zwischen m und φα.

oder w, und φ b oder, wie dargestellt, zwischen pa und pb angelegt werden. Bei niederfrequenten Wechselströmen kann ein Transformator nt (Abb. 4) benutzt werden, dessen Sekundärspule in der Mitte gegebenenfalls mit m verbunden ist.

Durch nt erhalten φα und φb dann Ladungen verschiedenen Vorzeichens, durch die die resultierenden Ladungen dieser Platten entsprechend geändert werden. Bei dem in der Abb. 4 beispielsweise angegebenen Vorzeichen der sekundären Spannung des Transformators nt erhält φα positive, pb negative Ladung, so daß die vorhandene negative Ladung auf pa vermindert, auf pb erhöht wird. Infolgedessen werden die Stoßkräfte zwischen m und φα Heiner und zwischen m und pb größer, so daß auf m eine resultierende Kraft in der Richtung auf φ α hinwirkt. Die Größe dieser Kräfte ist gleich der Resultierenden aus den Einzelkräften hw der vorhandenen negativen Ladung und kn der zusätzlichen Ladung. Unter der Einwirkung dieser Resultierenden bewegt sich m auf pa zn, wobei die Stoßkräfte zwischen m und pa zu- und zwischen m und pb abnehmen. Zur Erzieluug eines guten Wirkungsgrades des Telephons und konstanterer mittlerer Ladungen der Belege dürfen die Vorschaltwiderstände da, ca usw. eine gewisse Größe nicht unterschreiten, damit einerseits der Nebenschluß für den Sprachwechselstrom nicht zu groß wird, anderseits während der Ladungsänderungen durch diesen Strom pa und pb keinen erheblichen Nachschub negativer Ladungen durch w erhalten.

An Stelle niederfrequenter Sprachwechselströme können auch Hochfrequenzströme, denen akustische Frequenzen überlagert sind, zur Betätigung des Telephons benutzt werden. In Abb. 6a ist die Charakteristik eines solchenHochfrequenzstromes dargestellt. Für die Wiedergabe solcher Ströme ist ein Gleichrichter erforderlich, der die Ströme im Telephon nur unipolar zur Wirkung kommen läßt. Zur besseren. Ausnutzung der Hochfrequenzenergie ist eine Schaltungsweise vorteilhaft, deren Prinzip in Abb. 5 dargestellt ist. Durch Verwendung eines doppelseitigen Gleichrichters gh und zweier Transformatoren M₁ und M₂ kommen die Halbperioden beider Seiten gleichsinnig zur Wirkung. Der im Telephon wirksame Strom hat dann eine Charakteristik gemäß Abb. 6b.

In Abb. 7 sind zwei Telephone dargestellt, die von einer Wechselstromquelle über zwei Ventilröhren gw_x und gw₂ so aufgeladen werden, daß in dem einen Telephon die positiven, im anderen die negativen Spannungen zur Wirkung kommen. Die Übertragung der akustischen Ströme erfolgt bei Verwendun niederfrequenter Ströme durch Niederfrequenztransformatoren nt_x und nt₂, bei Verwendung von Hochfrequenz durch entsprechende Hochfrequenztransformatoren und Gleichrichter.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   r. Kapazitives Telephon, bei dem die Membran zwischen zwei 'Kapazitätsflächen angeordnet ist, gekennzeichnet durch statische Erregerladungen gleichen Vorzeichens auf allen drei Belegen durch eine besondere Spannungsquelle, denen in bekannterweise die wiederzugebenden Sprachwechselströme überlagert werden. .
2. 2. Schaltung für das Telephon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die konstante Aufladung eine Wechselstromquelle und Ventilröhren benutzt werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.