DE387381C - Arrangement to increase the telegraphing speed on long lines - Google Patents

Arrangement to increase the telegraphing speed on long lines

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DE387381C DEW57688D DEW0057688D DE387381C DE 387381 C DE387381 C DE 387381C DE W57688 D DEW57688 D DE W57688D DE W0057688 D DEW0057688 D DE W0057688D DE 387381 C DE387381 C DE 387381C
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Description

Es ist bekannt, daß beim Telegraphieren über lange Leitungen, z. B. über Seekabel, die praktisch zulässige Geschwindigkeit der Zeichengebung mit wachsender Leitungslänge stark abnimmt. Die Stromimpulse werden nämlich durch die vereinte Wirkung des Ohmschen Widerstandes R und der Kapazität C der Leitung sehr stark abgeflächt, und zwar ist die Verflachung proportional dem Produkt CR. Damit die einzelnen Impulse nicht völlig ineinanderlaufen und unlesbar werden, muß man die Geschwindigkeit der Zeichengebung in demselben Maße herabsetzen, wie das Produkt CR zunimmt, d. h. etwa proportional dem Quadrat der Leitungslänge. Die Telegraphiergeschwindigkeit wird also gerade für die langen und teueren Kabel besonders gering.It is known that when telegraphing over long lines, e.g. B. over submarine cables, the practically permissible speed of signaling decreases sharply with increasing cable length. The current impulses are flattened to a very great extent by the combined effect of the ohmic resistance R and the capacitance C of the line, namely the flattening is proportional to the product CR. So that the individual pulses do not run into each other completely and become illegible, the speed of the signaling must be reduced to the same extent as the product CR increases, ie approximately proportionally to the square of the line length. The telegraph speed is especially low for the long and expensive cables.

Am fernen Ende einer langen Leitung, auf deren Anfang eine Stromquelle konstanter elektromotorischer Kraft geschaltet wird, steigt der Strom nach der bekannten Thomsonkurve an, die in Abb. 1 dargestellt ist. Die Ordinaten dieser Kurve sind die Stromwerte im Verhältnis zum Endstrom; als Abszissen sind die durch Ci? dividierten Zeitwerte t, das sind die Eigenzeiten τ der Leitung, aufgetragen. Eine wesentliche Verbesserung der Stromkurve am fernen Ende der Leitung erhält man, wenn man entweder die Leitung beiderseits durch Kondensatoren K abschließt (Abb. 2) oder der Empfangsspule 5 eine Drosselspule L parallel schaltet (Abb. 3).At the far end of a long line, at the beginning of which a current source of constant electromotive force is connected, the current increases according to the well-known Thomson curve, which is shown in Fig. 1. The ordinates of this curve are the current values in relation to the final current; as the abscissas are those through Ci? divided time values t, i.e. the proper times τ of the line, are plotted. A significant improvement in the current curve at the far end of the line is obtained if either the line is terminated on both sides with capacitors K (Fig. 2) or a choke coil L is connected in parallel with the receiving coil 5 (Fig. 3).

- Beide Verfahren sind seit langem bekannt.- Both methods have been known for a long time.

Eine genauere Untersuchung lehrt, daß die Abschlußkondensatoren in Abb. 2 bzw. die Nebenschlußdrosselspule in Abb. 3 bei richtiger Bemessung der elektrischen Konstanten so. wirken, daß der Strom im Empfangsapparat die Form des ersten Differentialquotienten der ThomsonkurveA closer examination shows that the terminating capacitors in Fig. 2 and the Shunt inductor in Fig. 3 with correct dimensioning of the electrical constants so. act that the current in the receiving apparatus takes the form of the first differential quotient the Thomson curve

besitzt. Diese in Abb. 4 dargestellte Kurve verläuft steiler als die ursprüngliche Thomsonkurve und gestattet daher eine größere Telegraphiergeschwindigkeit.owns. This curve shown in Fig. 4 is steeper than the original Thomson curve and therefore allows a greater speed of telegraphing.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Telegraphiergeschwindigkeit noch weiter zu steigern. Sie geht aus von der Tatsache, daß man beim fortgesetzten Differenzieren der Thomsonkurve immer steilere Kurven gewinnt. Abb. 5 zeigt beispielsweise den Verlauf des zweiten, dritten und vierten Differentialquotienten The present invention aims to further increase the speed of telegraphing increase. It starts from the fact that if one continues to differentiate the Thomson curve wins ever steeper curves. For example, Fig. 5 shows the course of the second, third and fourth differential quotient

<p0 <p 0

dr*dr *

der Thomsonkurve.the Thomson curve.

Im folgenden werden Mittel angegeben, um derartige Stromkurven im EmpfangsapparatIn the following, means are given for generating such current curves in the receiving apparatus

wirksam werden zu lassen. Diese Mittel bestehen aus differentiierenden Stromkreisen in Verbindung mit elektrischen Verstärkern. Die Verstärker dienen dazu, den Amplitudenverlust bei der Differentiation wieder auszugleichen. to take effect. These funds consist of differentiating circuits in Connection with electrical amplifiers. The amplifiers serve to reduce the loss of amplitude to balance again in the differentiation.

Die Ausführung des Verfahrens kann auf verschiedene Weise geschehen. Man kann entweder zunächst die Differentiation bewerkstelligen und dann verstärken, oder man kann die Verstärkeranordnung so bauen, daß zugleich mit der Verstärkung die Differentiation erfolgt.The method can be carried out in various ways. One can either accomplish the differentiation first and then reinforce it, or one The amplifier arrangement can be constructed in such a way that the differentiation takes place at the same time as the amplification he follows.

Die differentiierenden Stromkreise beruhen darauf, daß der Strom / in einem Kondensator der Kapazität A" gleich istThe differentiating circuits are based on the fact that the current / in a capacitor the capacitance A "is equal

wo JVjd t den Differentialquotienten der Spannung V am Kondensator bedeutet, und daß ferner die Spannung V an einer Drosselspule von der Induktivität L und vernachlässigbarem Widerstand gleich ist.where JVjd t means the differential quotient of the voltage V across the capacitor, and that furthermore the voltage V across a choke coil is equal to the inductance L and negligible resistance.

1 ~ L dl' 1 ~ L dl '

wo dl\d t den Differentialquotienten des Stromes I in der Spule darstellt.where dl \ dt represents the differential quotient of the current I in the coil.

Abb. 6 zeigt eine Anordnung mit Abschlußkondensatoren, bei der im Empfangsapparat ein Strom von der Form des zweiten Differentialquotienten der Thomsonkurve fließt. Der Scheinwiderstand La der Induktivität A soll, wie sich bei rechnerischer λ*erfolgung der Vorgänge herausstellt, für die schnellsten Stromwechsel bei der benutzten Telegraphiergeschwindigkeit zweckmäßig kleiner sein als der Scheinwiderstand --,-.- derFig. 6 shows an arrangement with terminating capacitors in which a current in the form of the second differential quotient of the Thomson curve flows in the receiving apparatus. The impedance La of the inductance A should, as it turns out in the case of arithmetic λ *, for the fastest current changes at the telegraphing speed used, it is useful to be smaller than the impedance -, -.- of

i-A.i-A.

Abschiußkapazität A, und zwar soll er höchstens die Hälfte davon betragen. Dabei hängt »lie hier eingeführte Kreisfrequenz ω von der Dauer T des kürzesten Stromimpulses durch die BeziehungFiring capacity A, and it should be no more than half of it. The angular frequency ω introduced here depends on the duration T of the shortest current pulse through the relationship

ab. 1 "nter der genannten Voraussetzung wird der aus dem Kabel tretende Strom / angenähert dieselbe Form haben, als ob nur die Abschlußkondensatoren vorhanden wären,away. 1 "nter of the mentioned requirement the current coming out of the cable / have approximately the same shape as if only the Terminating capacitors would be present,

.1. h. proportional Cp1 = -τ-" sein. Die Span- ; nung an der Drosselspule ist i.1. H. proportional to Cp 1 = -τ- ". The voltage at the choke coil is i

V — L ~ = konst. L dy^ = konst. L<?v dt dt- V - L ~ = const. L d y ^ = const. L <? v dt dt-

Läßt man nun diese Spannung auf einen Verstärker wirken, so liefert dieser Verstärker in ι den Empfangsapparat einen Strom, der pro- ; portioual dem zweiten Differentialquotienten φ, der Thomsonkurve ist.If this voltage is now allowed to act on an amplifier, this amplifier supplies a current in the receiving apparatus which pro-; portioual to the second differential quotient φ, the Thomson curve.

Von dieser Anordnung leitet sich die in Abb. 7 dargestellte Schaltung ab, bei der der dritte Differentialquotient im Empfänger wirksam wird. Hier muß der Scheinwiderstand des Kondensators Kn mindestens das Doppelte des Scheinwiderstandes der Spule L betragen, während der Eingangswiderstand r des Verstärkers höchstens gleich dem Scheinwiderstand von A'o sein darf.The circuit shown in Fig. 7 is derived from this arrangement, in which the third differential quotient is effective in the receiver. Here, the impedance of the capacitor K n must be at least twice the impedance of the coil L , while the input resistance r of the amplifier may be at most equal to the impedance of A ' o .

Abb. 8 und 9 zeigen Schaltungen ohne Abschlußkondensatoren am Kabel. Bei der Anordnung nach Abb. 8 hat der Strom im Empfänger die Form des zweiten Differentialquotienten φ2 der Thomsonkurve, bei der Anordnung nach Abb. 9 die Form des dritten Differentialquotienten (ps. V bedeutet in diesen Schaltungen den Verstärker mit angeschlossenem Empfänger. Die Induktivität der .Spule A11 am Kabel wird etwa so bemessen, wie es für die bekannte Schaltung nach Abb. 3 gebräuchlich ist. Der Scheinwiderstand des Kondensators K0 soll den Scheinwiderstand von L0 überwiegen und mindestens doppelt so groß sein. In der Schaltung nach Abb.· 8 soll der Eingangswiderstand von V höchstens gleich dem Seheinwiderstand von Ka sein. In der Schaltung nach Abb. 9 darf der Scheinwiderstand von L1 höchstens die Hälfte des Scheinwiderstandes von AT0 betragen.Figs. 8 and 9 show circuits without terminating capacitors on the cable. In the arrangement according to Fig. 8 the current in the receiver has the form of the second differential quotient φ 2 of the Thomson curve, in the arrangement according to Fig. 9 it has the form of the third differential quotient (p s . V in these circuits means the amplifier with the receiver connected The inductance of the .Spule A 11 on the cable is measured approximately as it is customary for the known circuit according to Fig. 3. The impedance of the capacitor K 0 should outweigh the impedance of L 0 and be at least twice as large Fig. 8 the input resistance of V should be at most equal to the visual resistance of K a . In the circuit according to Fig. 9, the impedance of L 1 must not exceed half the impedance of AT 0 .

Nach den angegebenen Gesichtspunkten kann man die Differentiation der Stromkurve beliebig fortsetzen.The differentiation of the current curve can be carried out according to the points given continue at will.

Bei den soeben angegebenen Schaltungen muß der Verstärker V so eingerichtet sein, daß die Ströme möglichst unverzerrt durch ihn hindurchgehen. Das kann beispielsweise bei der Stufenschaltung von Elektronenröhren durch die Anordnung nach Abb. 10 erreicht werden. I und II bedeuten zwei Röhren eines \'erstärkersatzes mit Anodenplatten P und Gitter G; rt, r2 sind Ohmsche Widerstände, A.' ist ein Kondensator. Nähere Überlegungen und Versuche ergaben, daß bei Telegraphierströmen dann keine nennenswerte Verzerrung der Zeichen erfolgt, wenn die Zeitkonstante K (V1 + r2) des Kreises zwischen den beiden Verstärkerröhren mindestens die Hälfte der Zeitkonstante CT? des Kabels beträgt. In the circuits just mentioned, the amplifier V must be set up in such a way that the currents pass through it as undistorted as possible. This can be achieved, for example, with the step switching of electron tubes using the arrangement shown in Fig. 10. I and II mean two tubes of an amplifier set with anode plates P and grid G ; r t , r 2 are ohmic resistances, A. ' is a capacitor. More detailed considerations and experiments have shown that in the case of telegraphing currents there is no significant distortion of the characters if the time constant K (V 1 + r 2 ) of the circle between the two amplifier tubes is at least half the time constant CT? of the cable.

Wenn man also K genügend groß wählt, erfüllt der Verstärker die an ihn gestellte Forderung der Verzerrungsfreiheit. An Stelle von A" kann man auch eine Ausgleichsbatterie setzen, die bekanntlich wie ein unendlich großer Kondensator wirkt und durch welche die Gitterspannung der zweiten Röhre un- iao abhängig von der Anodenspannung der ersten Röhre eingestellt werden kann.If K is chosen to be sufficiently large, the amplifier fulfills the requirement of freedom from distortion. Instead of A "you can also use an equalizing battery, which, as is well known, acts like an infinitely large capacitor and through which the grid voltage of the second tube can be adjusted independently of the anode voltage of the first tube.

387881387881

Wie vorher bemerkt wurde, kann man die \~erstärker jedoch auch so anordnen, daß sie gleichzeitig different!ieren und verstärken, indem man differentiierende Stromkreise zur Kopplung der Röhren miteinander verwendet, so daß die Gitterspannung der zweiten Röhre proportional einem Differentialquotienten des Anodenstromes der ersten Röhre ist. Abb. ii zeigt einige Arten von Kopplungen, durch dieAs noted earlier, however, the amplifiers can also be arranged so that they differentiate and amplify at the same time by using differentiating circuits for the Coupling the tubes together is used so that the grid voltage of the second tube is proportional to a differential quotient of the anode current of the first tube. Fig. Ii shows some types of couplings through which

ίο diese Differentiation ermöglicht wird. Für die Bemessung der Widerstände, Spulen und Kondensatoren gelten die nämlichen Überlegungen wie bei den oben behandelten Schaltungen. Durch Serienschaltung mehrerer solcher Röhrenkombinationen kann man die Differentialquotienten bis zu beliebiger Ordnung herstellen.ίο this differentiation is made possible. For The same considerations apply to the dimensioning of the resistors, coils and capacitors as with the circuits discussed above. By connecting several such tube combinations in series, you can use the Establish differential quotients up to any order.

Als Beispiel ist in Abb. 12 gezeigt, wie sich die Anordnung gestaltet, wenn es sich umAs an example, Fig. 12 shows what the arrangement looks like when it comes to

ao ein Kabel mit Abschlußkondensatoren handelt. B1 und B2 sind die Gleichstromquellen für die Anodenströme; B2 und B4 sind Stromquellen ι (Elemente, Batterien usw.), die die Gitter- j vorspannung regeln und zweckmäßig so ge-ao is a cable with terminating capacitors. B 1 and B 2 are the direct current sources for the anode currents; B 2 and B 4 are power sources (elements, batteries, etc.) that regulate the grid bias and expediently so

»5 wählt werden, daß die Röhren in der Mitte der Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie arbeiten. Der Strom I1 verläuft proportional dem ersten Differentialquotienten φτ der Thomsonkurve, wenn der Widerstand r0 klein»5 should be selected so that the tubes work in the middle of the anode current-grid voltage characteristic. The current I 1 is proportional to the first differential quotient φ τ of the Thomson curve when the resistance r 0 is small

ist gegen den Scheinwiderstand des Abschlußkondensators K, wenn also· etwa rü < —^- ist. Werden bei der Bemessung der übrigen Widerstände und Kondensatoren die oben angegebenen Regeln befolgt, so läuft I2 (und damit /3) proportional dem zweiten Differentialquotienten φ2 ab, und die entsprechende Hinzuschaltung jeder weiteren Röhre liefert den nächsthöheren Differentialquotienten.is against the impedance of the terminating capacitor K, if thus · about r ü <- ^ - is. If the rules given above are followed when dimensioning the remaining resistors and capacitors, then I 2 (and thus / 3 ) is proportional to the second differential quotient φ 2 , and the corresponding connection of each additional tube provides the next higher differential quotient.

An Stelle der in den Abb. 6 bis 11 dargestellten Spulen können auch Übertrager verwendet werden, durch die man gleichzeitig die Spannungen herauf transformiert. Für die Wirksamkeit der beschriebenen An-Ordnungen ist es notwendig, die angegebenen Dimensionierungsregeln zu beachten, wenngleich im Rahmen dieser Regeln die elektrische Bemessung der einzelnen Größen in weiten Grenzen gewählt werden kann. Die hierin noch liegende Freiheit ermöglicht es, die differentiierende Anordnung den Eigenschaften des jeweils verwendeten Verstärkers anzupassen und dadurch mit dem geringsten Aufwand an Verstärkung eine möglichst große Stromstärke im Empfangsapparat zu erreichen. Instead of the coils shown in FIGS. 6 to 11, transformers can also be used through which one simultaneously transforms the tensions upwards. For the effectiveness of the arrangements described it is necessary to observe the specified dimensioning rules, albeit Within the framework of these rules, the electrical dimensioning of the individual quantities is broad Limits can be chosen. The freedom that still lies in this makes it possible for the differentiating arrangement to adapt the properties of the amplifier used in each case and thus to achieve the highest possible current strength in the receiving apparatus with the least amount of amplification.

Claims (7)

P ATENT-Ansprüche:P ATENT claims: 1. Anordnung zur Erhöhung der TeIegraphiergeschwindigkeit auf langen Leitungen, gekennzeichnet durch die Verbindung der Leitung mit differentiierenden Stromkreisen und Verstärkern, die so geschaltet und bemessen sind, daß die Wirkung auf den Empfangsapparat dem zweiten oder einem höheren Differentialquotienten der Stromkurve am Ende der ohne Zusatzapparate vorgesehenen Leitung entspricht.1. Arrangement for increasing the telegraphing speed on long lines, characterized by the connection of the line with differentiating Circuits and amplifiers which are switched and dimensioned in such a way that the effect on the receiving apparatus the second or a higher differential quotient of the current curve at the end of the corresponds to the line provided without additional equipment. 2. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des zweiten Differentialquotienten am Ende der Leitung mit Abschlußkondensatoren eine Spule liegt, an 7S deren Enden die Spannung für den Verstärker abgenommen wird. 2. Embodiment of the arrangement according to claim 1, characterized in that to form the second differential quotient at the end of the line with terminating capacitors there is a coil at 7 S whose ends the voltage for the amplifier is taken off. 3. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des dritten Differentialquotienten parallel zur Spule ein Kondensator in Serie mit einem Verstärker liegt.3. Embodiment of the arrangement according to claim 2, characterized in that that to form the third differential quotient, a capacitor parallel to the coil is in series with an amplifier. 4. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des zweiten Differentialquotienten bei Leitungen ohne Abschlußkondensatoren am Ende der Leitung eine Spule, parallel zu dieser ein Kondensator und in Serie mit dem Kondensator ein A'erstärker liegt.4. embodiment of the arrangement according to claim 1, characterized in that that for the formation of the second differential quotient for lines without terminating capacitors at the end of the line a coil, parallel to this a capacitor and in series with the capacitor A 'stronger lies. 5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit dem Kondensator eine Spule liegt, an deren Enden die Spannung für den Verstärker abgenommen wird zum Zwecke der Bildung des dritten Differentialquotienten. 5. Embodiment of the method according to claim 4, characterized in that that in series with the capacitor is a coil, at the ends of which the voltage for the amplifier is taken for the purpose of forming the third differential quotient. 6. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1 mit einem mehrstufigen Röhrenverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen je zwei Röhren eines Verstärkers so beschaffen ist, daß die Gitterspannung der zweiten Röhre proportional einem zeitlichen Differentialquotienten des Anodenstromes der ersten Röhre verläuft.6. Embodiment of the arrangement according to claim 1 with a multi-stage Tube amplifier, characterized in that the coupling between two tubes of an amplifier is such is that the grid voltage of the second tube is proportional to a time differential quotient of the anode current of the first tube. 7. Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den differentiierenden Stromkreisen an Stelle der Spulen Übertrager verwendet werden, zu dem Zwecke, bei der Differentiation höhere Spannungen zu erzielen.7. embodiment of the arrangement according to claim 1, characterized in that that in the differentiating circuits used in place of the coils transformers for the purpose of achieving higher voltages in the differentiation. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
DEW57688D 1921-03-05 1921-03-05 Arrangement to increase the telegraphing speed on long lines Expired DE387381C (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE740131C (en) * 1935-10-25 1943-10-13 Opta Radio Ag Arrangement for generating deflection voltages for deflecting the cathode ray in Braun tubes using a tilt generator
DE748159C (en) * 1931-06-17 1944-10-27 Rca Corp Circuit arrangement for generating a sawtooth-shaped current in the deflection coil of a cathode ray tube

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE748159C (en) * 1931-06-17 1944-10-27 Rca Corp Circuit arrangement for generating a sawtooth-shaped current in the deflection coil of a cathode ray tube
DE740131C (en) * 1935-10-25 1943-10-13 Opta Radio Ag Arrangement for generating deflection voltages for deflecting the cathode ray in Braun tubes using a tilt generator

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