DE386727C

DE386727C - Anlage zur UEbertragung von Sprechwellen unter Wasser mit einem elektrisch betriebenen Vibrator

Info

Publication number: DE386727C
Application number: DES54646D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Priority date: 1920-10-31
Filing date: 1920-10-31
Publication date: 1923-12-15

Description

Anlage zur Übertragung von Sprechwellen unter Wasser mit einem elektrisch betriebenen Vibrator. In dem Patent 3568o6 ist ein elektrisch betriebener Schallsender zur Übermittlung der Sprache unter Wasser unter Patentschutz gestellt worden, dessen Eigenschwingungszahl oder dessen tiefste Eigenschwingungszahl zwischen 6oo und 8oo Schwingungen in der Sekunde liegt.
Es hat sich gezeigt, daß damit noch nicht alle wichtigen Frequenzgebiete der Sprache zufriedenstellend übertragen werden. Nicht nur eine Frequenz, sondern ein ziemlich ausgedehntes Gebiet von Frequenzen ist in der Sprache vorhanden, von denen das hauptsächlichste etwa bei 5oo bis i ooo Schwingungen in der Sekunde liegt, während die Frequenzen zwischen iooo bis 2ooo, also im Mittel etwa bis zu i 5oo Schwingungen in der Sekunde noch in Betracht kommen. Unwesentlichere liegen höher oder tiefer. Verwendet man nun zur Sprachübertragung ein solches schwingungsfähiges System als Vibrator, welches nur eine Welle aufweist, so muß man, um eine Verzerrung der Sprache in den Toncharakter dieser Welle hinein zu vermeiden, mit ganz außerordentlich hohen Dämpfungen arbeiten. Das. bedingt natürlich einen schlechten Wirkungsgrad. Entscheidet man sich für einen besseren Wirkungsgrad, so muß man eine mehr oder minder große, immerhin aber in jedem Falle bedenkliche Verzerrung der Sprache in den -Toncharakter der Eigenabstimmung des Systems hinein in Kauf nehmen. Die Erfindung gibt in weiterer Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes einen Weg an, beides zu vermeiden. Sie besteht darin, daß die Vibratoren zur Aussendung und Aufnahme von Sprechwellen unter Wasser als mehrwellige Systeme ausgebildet «-erden und ihre Resonanzlagen so gelegt werden, daß sie die in der menschlichen Sprache vorhandenen Frequenzgebiete im wesentlichen überdecken. Darunter ist zu verstehen, daß ein solcher Vibrator aus zwei oder mehreren Schw ingungsgebilden zusammengesetzt ist, deren Eigenabstimmungen in das Gebiet der Sprechfrequenzen gelegt sind und so miteinander gekoppelt sind, daß sich die entstehenden Kopplungsschwingungen über dieses Gebiet hin verteilen.
Als wesentlichstes Gebiet für Sprechfrequenzen gilt das Gebiet von 5oo bis i ooo Schwingungen in der Sekunde. In dieses Gebiet wären also gemäß der Erfindung die verschiedenen Kopplungswellen des Systems zu verlegen. Durch den Kunstgriff, zur Überdeckung der Sprachgebiete des akustischen Spektrums mehrere Kopplungswellen zu verwenden, ist man in der Lage, mit wesentlich geringeren Dämpfungen der gekoppelten Systeme arbeiten zu können,- d. h. man kann einen erheblich besseren Wirkungsgrad erzielen, der um so besser wird, je mehr Kopplungsschwingungen man anwendet.
Die Verteilung der Kopplungswellen kann gemäß der Erfindung natürlich auch so vorgenommen werden, daß eine derselben oder eine Gruppe von ihnen den tiefsten oder Hauptbereich der Sprechfrequenzen überdeckt, während eine andere oder eine andere Gruppe von ihnen eine oder mehrere der höher liegenden Frequenzgruppen der Sprache überträgt. Man kann aber auch so vorgehen, daß man die aus den Grundschwingungen der Systeme sich ergebenden Kopplungsfrequenzen sämtlich in den tiefsten Bereich des Sprachspektrums legt (5oo bis i ooo) und zur Wiedergabe der Oberschwingungen in der Sprache Oberschwingungen der gekoppelten Systeme benutzt. Wenn man auch hinsichtlich der Dämpfung bei einem Vorgehen gemäß der Erfindung wesentlich besser gestellt ist als bei den bisherigen Übertragungsverfahren, so wird man doch, um eine möglichst deutliche Sprachübertragung zu erzielen, auch in dieser Beziehung nicht ganz frei vorgehen können. Die Untersuchungen auf diesem Gebiete haben ergeben, daß man folgendes Gesetz beachten muß.
Die Summe der Dämpfungen (Dämpfungsfaktoren) der einzelnen miteinander gekoppelten Systeme, soweit sie den Grundbereich der menschlichen Sprache wiedergeben soll, muß mindestens den @N-ert i erreichen. Dadurch erzielt man, daß die Lautstärkenamplitude innerhalb dieses Bereiches an keiner Stelle zu erheblich unter denjenigen Wert herabgeht, den sie an der höchsten Stelle der Resonanzkurven . der Kopplungsschwingungen besitzt.
Ein besonders geeignetes System, welches gleichzeitig als Ausführungsbeispiel der Erfindung geschildert sein möge, ist ein solches, bei dem zwei schwingungsfähige Systeme von etwa gleicher Eigenabstimmung auf einen etwa bei 750 Schwingungen in der Sekunde liegenden Ton derart eng miteinander gekoppelt sind, daß die sich ergebenden Kopplungsfrequenzen etwa bei 65o bis 850 liegen. Die Summe der Dämpfungsfaktoren des Systems soll mindestens i betragen, und daraus folgt, daß alsdann die Amplitude der Resonanzkurve der Lautstärke bei den Frequenzen 550, 750, 95o beinahe noch halb so hoch ist wie in der Spitze der beiden Resonanzkurven der Kopplungswelle.
Verbessert wird eine solche Vibrationseinrichtung noch dadurch, daß man die Oberschwingungen der gekoppelten Systeme oder eine Oberschwingung eines derselben so legt, daß sie zwischen iooo und 2ooo, also beispielsweise bei i, 5oo Schwingungen pro Sekunde zu liegen kommt.
Die relativ hohen Dämpfungen, die gemäß der Erfindung zur Verwendung gelangen müssen, bringen es mit sich, daß der Wirkungsgrad einer solchen Sprechanlage naturgeniälj nicht an den einer mit viel kleinerer Dämpfung arbeitenden Signalanlage heranreicht. Diesem Übelstand kann dadurch abgeholfen werden, daß zur Verstärkung der l-"rregung der schwingenden Systeme ein oder i>>ehrere Gasentladungsrelais verwendet werden.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse gelten in gleicher Weise für die Aussendung wie für den Empfang der Sprache unter Wasser, was sich zum Teil schon daraus ergibt, daß die gleiche Vibrationseinrichtung für beide Zwecke verwendet werden kann. In welcher Form die Übertragung der Sprechenergie auf den Vibrator beim Senden oder die Weiterleitung von ihm zum Ohr beim Empfang vor sich geht, ist für die Erfindung belanglos.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anlage zur Übertragung (Aussendung und Aufnahme) von Sprechwellen unter Wasser mit einem elektrisch betriebenen Vibrator nach Patent 3568o6, gekennzeichnet durch einen mehrwelligen Vibrator, dessen Frequenzen die in der Sprache) vorhandenen Gebiete des akustischen Spektrums (das ist etwa das Gebiet von 5oo bis i ooo bzw. 2ooo Schwingungen in der Sekunde) im wesentlichen überdecken.
2. Anlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Abstimmung des Vibrators, daß Oberschwingungen seiner Schwingungsgebilde in den Bereich der höheren Sprechfrequenzen hineinfallen.
Anlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Vibrator, bei dem die Mehrwelligkeit durch Kopplung mehrerer selbständiger Schwingungsgebilde im V ibrator hervorgerufen ist.
Anlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Vibrator mit zwei Schwingungsgebilden annähernd gleicher Eigenabstimmung, die so miteinander gekoppelt sind, daß die beiden Resonanzgebiete der Kopplungswellen des Vibrators etwa zwischen 6oo und 75o bzw. 8oo und i ooo Schwingungen pro Sekunde liegen.
5. Anlage nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Vibrator, bei welchem durch Verwendung von mehr als zwei Schwingungssystemen mehr als zwei Resonanzgebiete benutzt sind, z. B. zwischen 6oo bis 750, 8oo bis i ooo und i Zoo bis i 5oo.
6. Anlage nach Anspruch ¢, gekennzeichnet durch einen Vibrator, bei welchem eine oder mehrere Oberschwingungen eines oder beider gekoppelten Gebilde (vorzugsweise des Strahlungsorgans) bei den Frequenzen um i5oo pro Sekunde liegen.
7. Anlage nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch eine derartige Dämpfung des Vibrators, daB die Summe der Dämpfungsfaktoren der Resonanzkurven der das Sprechgebiet (5oo bis i ooo bzw. 5oo bis 1500 Schwingungen pro Sekunde) überdeckenden Frequenzen mindestens gleich i ist.