DE398213C - Parallelschaltung von Roehrensendern fuer die Zwecke der Telegraphie und Telephonie - Google Patents

Description

Bei den meisten Sendestationen besteht das Bedürfnis, zu gewissen Zeiten mit größerer Energie zu senden, als der vorhandene Sender zu leisten vermag. Solche Fälle treten ein, wenn ein Verkehr durch einen Störer erschwert oder, besonders im Hochsommer, durch atmosphärische Störungen wesentlich beeinträchtigt wird. Bisher war es nur möglich, durch Überlastung des Senders die Energie um wenige

ίο Prozent zu steigern. Oder es mußte ein stärkerer Sender aufgestellt werden, der gewöhnlich mit geringerer Energie arbeitet und dessen volle Leistung nur bei unsicherem Verkehr ausgenutzt wird. Dies ist aber wirtschaftlich sehr unvorteilhaft. Noch ungünstiger liegt der Fall bei Stationen, deren Sender auf gleiche Entfernung für Telegraphie und TeIephonie verwendet werden sollen. Bekanntlich überbrückt ein Sender in Telephonieschaltung etwa ein Drittel der Entfernung, die bei TeIegraphieschaltung erreicht wird. Es mußte also zur Überbrückung der gleichen Entfernung für Telephoniezwecke ein besonders starker Sender aufgestellt werden, dessen Beschaffung stets mit sehr großen Kosten verbunden ist. Bisher hatte man sich immer nur darauf beschränkt, durch Parallelschaltung von Röhren die Sendeenergie zu steigern. Bei einer betriebsfertigen Sendeanlage ist dies aber nur in geringem Maße möglich, da die Maschinenenergie fast immer so bemessen ist, daß sie für den Sender in der vorgesehenen Röhrenzahl ausreicht. Eine Zuschaltung von Röhren würde dann eine Überlastung des Maschinenaggregates bedeuten. Außerdem sind sämtliche Senderteile (Transformatoren, Drosseln, Koppelungs- und Abstimmittel usw.) nur für die vorgesehene Röhrenleistung dimensioniert. Bei einer größeren Röhrenzahl würden sie übermäßig warm, und der Sender würde Schaden leiden. Auf den meisten Stationen hat man nun aber einen Reservesender oder überhaupt mehrere Sender für einen gleichzeitigen Betrieb mit mehreren Gegenfunkstellen. Das Naheliegendste zur Erhöhung der Sendeenergie wäre, mehrere Sender, die sonst einzeln betrieben werden, parallel zu schalten. Aber bisher war noch keine Schaltanordnungbekannt, die sich auf diesen Fall anwenden ließ.

Die obige Erfindung gestattet nun, Röhrensender parallel zu schalten, und zwar ist sie anwendbar auf alle Röhrensenderschaltungen für Telegraphie und für Telephonic

Unter »Röhrensender« ist hier eine vollständige Anlage verstanden, die mit Hilfe von Kathodenröhren ungedämpfte Schwingungen erzeugt. Zq dieser Anlage gehören die Maschinen für die Anoden- und Heizenergie, die Röhren, sämtliche Kopplungs- und Abstimmittel, Verkürzungskondensatoren, Verlängerungsmittel und sonstige Hilfsteile. Unter einem »fremdgesteuerten Röhrensender« ist ein Sender im obigen Sinne verstanden, dessen Gitterspannung von einem besonderen »Steuersender« erzeugt wird. Letzterer ist also nur ein Teil des »fremdgesteuerten Röhrensenders«.

Bei einem Röhrensender bleibt eine Schwingung im Schwingungskreis nur dann bestehen, wenn der Schwingungskreis dieselbe Frequenz wie die Gitterspannung hat und letztere gegen die Anodenspannung um 180 ° phasenverschoben ist. Die Gitterspannung wird entweder durch den Sender selbst erzeugt (Rückkoppelung, abgestimmter Gitterkreis) und die Phasenverschiebung durch die Art der Schaltung erreicht, oder die Gitterspannung wird durch einen Hilfssender (den sogenannten Steuersender) erzeugt (Fremderregung).

Sollen nun Röhrensender parallel geschaltet werden, so muß also zunächst dafür gesorgt werden, daß bei allen in Frage kommenden Sendern die Gitterspannungen gleiche Frequenz und gleiche Phase haben. Es kommt dabei nicht darauf an, daß die parallel zu schaltenden Sender gleich stark sind. Bedingung ist nur, daß die zu steuernden Röhren dieselbe Gitterspannung besitzen. Hat aber diese Gitterspannung an jedem einzelnen Sender dieselbe Frequenz und gleiche Phase und sind auch die einzelnen Schwingungskreise bzw. der gemeinsame auf die gleiche Frequenz abgestimmt, so wird diese den Schwingungskrei-

sen zwangsweise aufgedrückt. Arbeiten die einzelnen Sender auf einen gemeinsamen Antennenkreis (s. Abb. 2, 4, 6), so findet in diesem einfach eine Addition der Amplituden S statt. Wenn jedoch jeder einzelne Sender die erzeugte Hochfrequenzenergie auf eine besondere Antenne abgibt (s. Abb. i, 3, 5), so strahlt jede Antenne für sich aus, und zwar die gleiche Frequenz mit gleicher Phase. Die Amplituden werden im allgemeinen verschieden sein. "Liegen die Antennen nahe beieinander und sind sie nicht gerichtet, so findet beim Empfang die Summation der ausgestrahlten Energie statt. Sind die Antennen jedoch gerichtet, so ist in Richtung der Antennen die Lautstärke am größten, senkrecht dazu am geringsten.

Es muß besonders hervorgehoben werden, daß es bei der vorliegenden Erfindung schalttechnisch nur darauf ankommt, daß die parallel zu schaltenden Sender dieselbe Art der Anoden- und Gitterkopplung haben. Dagegen ist es ganz gleichgültig, auf welche Weise die für die Anodenspannung nötige Gleichspannung erzeugt wird, ob direkt mit einer Hochspannungsmaschine oder aus Wechselstrom mittels Gleichrichter. Im letzteren Fall können die Wechselstrommaschinen verschiedene Periodenzahl haben. Ebenso kann die Heizung der Röhren der Einzelsender auf verschiedene Weise erfolgen. Die einzelnen Sender können auch verschieden stark sein, z. B. kann der eine Sender 2 Röhren, der andere nur 1 Röhre besitzen. Ein Beispiel für all diese Möglichkeiten ist Abb. i.

Die Erfindung besteht darin, daß die Anordnung, die die Gitterspannung erzeugt, so getroffen wird, daß sie für alle parallel zu schaltenden Sender gemeinsam ist, beispielsweise in Abb. 1 die Gitterkondensatoren $^a und 5* und daß an sich bekannte Tastverfahren so benutzt werden, daß durch Öffnen und Schließen nur einer Verbindung alle Sender getastet werden, wobei die zu unterbrechende Energie möglichst gering, also auch für Schnelltelegraphie zu verwenden ist. Im allgemeinen wird die gemeinsame Gitterkopplung dadurch erzielt, daß die Gitter kupplungsmittel der einzelnen Sender parallel geschaltet werden (s. Abb. r, 4, 5), in einigen Fällen jedoch wird die die Gitterspannung erzeugende Schaltanordnung eines Senders gemeinsam für alle Sender benutzt (s. Abb. 2, 3, 6). Je nach der Senderschaltart sind nur wenige Zusatzteile erforderlich. Bei manchen Senderschaltungen sind nur einige Verbindungsleitungen herzustellen. Werden alle parallel geschalteten Sender an eine Antenne gelegt, können entweder die vorhandenen Verlängerungsmittel der einzelnen Sender parallel geschaltet werden, um dem sich ergebenden Antennenstrom keine zu größe Dämpfung zu geben, oder es können gemeinsame entsprechend bemessene Verlängerungsmittel benutzt werden. Im ersteren Falle ist allerdings die,resultierende Selbstinduktion und damit die längste Welle geringer, als wenn jeder Sender für sich, betrieben wird.

Die Benutzung je einer Antenne für jeden Sender ist dann vor allem von Vorteil, wenn Wert darauf gelegt wird, schnell von Schaltung »jeder Sender für sich« auf Schaltung »alle Sender parallel« überzugehen, weil dann die geringste Änderung nötig ist. Außerdem bietet diese Schaltung den Vorteil der größeren Strahlung, der sich jedoch auch dadurch erreichen läßt, daß man die Antennen parallel geschaltet an die gemeinsamen Verlängerungsmittel anschließt. Zweckmäßig wird bei allen Schaltungen ein Amperemeter in die gemeinsame Erdleitung gelegt, das den Gesamtantennenstrom anzeigt. In den beiliegenden Zeichnungen ist das Wesen der Erfindung in einigen Ausführungsformen schematisch dargestellt. Es bedeutet in den Abb. 1 die Anodendrossel, 2 die Röhre (bzw. die Röhren), 3 den Anodenblockkondensator, 4 die Anodenspule, 5 die Gitterkondensatoren, 6 die Gitterdrossel, 7 die Taste, 8 das Antennenvariometer, 9 die Antennenverlängerung. Der Buchstabe a bezieht sich auf den einen,· b auf den anderen Sender. In den Beispielen sind immer nur 2 Sender angeführt. Es können natürlich auch mehr parallel geschaltet werden.

Abb. ι zeigt, wie einem Sender mit 2 Röhren, dessen Anodenspannung aus Wechselstrom mittels Gleichrichter erzeugt wird und dessen Röhren mit Wechselstrom geheizt werden, ein Sender mit einer Röhre parallel geschaltet wird. Bei letzterem wird die Anodenspannung einer Gleichstromhochspannungsmaschine entnomrtien und auch die Röhre mit Gleichstrom geheizt. Es bedeutet 42 den Gleichrichterheiztransformator, 43 den Gleichrichter, 41 die Ausgleichkapazität, 44 den Hochtransformator, 35 die Wechselstrommaschine, 36 die Röhrenheiztransformatoren, 37 die Heizmaschine, 38 das gemeinsame Antennenamperemeter, 39 die Heizbatterie, 40 die Hochspannungsmaschine. In den weiteren Abbildungen ist die Art der Erzeugung der Anodenspan- no nung und der Heizenergie nicht mehr angegeben.

Bei der an sich bekannten kapazitiven Rückkopplungsschaltung geschieht die Parallelschaltung der Sender durch Parallelschaltung der Gitterkondensatoren 5" und 5^δ (s. Abb. 1 und 5). Dadurch haben die beiden Sender gemeinsame Rückkopplung, die Gleichheit der Frequenz bzw. der Phase ist also gewährleistet. Entsprechend ist es bei der induktiven Rückkopplung der Abb. 4. Die Tastung geschieht zweckmäßig durch öffnen und Schlie-

ßen des Gittergleichstromes (s. Abb. i). Dies Beispiel zeigt die Parallelschaltung bei Benutzung zweier Antennen, Abb. 2 ist ein Beispiel für Parallelschaltung von Zwischenkreis-Sendern bei Benutzung einer Antenne. Es ! bedeutet 11 die Zwischenkreisspule, 12 die Zwischenkreiskapazität, 8 das Antennenvariometer, 9 die Antennenverlängerung, 13 die | Gitterkreisspule, 14 die Gitterkreiskapazität, i 15 die Anodendrossel des Steuersenders, 16 den Anodenblockkondensator, 17 die Röhre, 18 die Zwischenkreisspule, 19 die Zwischenkreiskapazität, 20 die Gittertaste. Im Falle der Abb. 2 wird die für die parallel geschalteten Sender erforderliche Gitterspannung von einem Steuersender erzeugt. Die Tastung kann durch eine der verschiedenen an sich ί bekannten Tastarten beim Steuersender erfolgen. Die Abstimmung geschieht in gleicher ao Weise wie bei einem fremdgesteuerten Sender, j nur daß in diesem Falle zwei Zwischenkreise j auf die Frequenz des Steuersenders einzustellen sind.

Bei der an sich bekannten Gitterkreisschaltung erzeugt ein abgestimmter Gitterkreis die Gitterspannung für die parallel geschalteten Sender (s. Abb. 3). Es bedeutet 22 das Gitterkreisvariometer, 23 die Gitterkreiskapazität, 24 die einem Teil des Variometers parallel geschaltete Taste.

Die Erfindung läßt sich ohne weiteres auch für die Zwecke der Telephonie verwenden. Es finden dann sinngemäß die Schaltarten Anwendung, bei denen sich durch eine gemeinsame Anordnung alle parallel geschalteten Sender steuern lassen; durch eine der bereits für Telegraphie angegebenen Schaltarten muß dafür gesorgt werden, daß die Gitterspannung der parallel geschalteten Sender in Frequenz und Phase übereinstimmt. Eine beispielsweise Ausführungsform ist Abb. 4. Mit Hilfe der an sich bekannten Gittergleichstromsteuerung werden zwei parallel geschaltete Zwischenkreissender beeinflußt, die auf eine gemeinsame Antenne arbeiten. Es bedeutet 11 die Zwischenkreisspule, 25 einen Kondensator, der den Gitterwechselstrom hindurchläßt, 26 Hochfrequenzdrosseln, die dem Gitterwechselstrom den Weg versperren, 27 die Beeinflussungsröhre, 28 der Sprechtransformator, 29 das Mikrophon, 30 die Batterie. Durch das Besprechen des Mikrophons 29 erhält das Gitter der Beeinflussungsröhre 27 über den Transformator j 28 wechselndes Potential. Infolgedessen läßt die Röhre mehr oder weniger Gittergleichstrom durch und beeinflußt so beide Sender. Bei den Sendern ist durch gemeinsame Rückkopp-

lung dafür gesorgt, daß die Gitterspannung jedes einzelnen Senders gleiche Frequenz und gleiche Phase hat. Die Zwischenkreise müssen 60 natürlich so eingestellt sein, daß in ihnen das Maximum des Stromes erreicht ist, dann haben sie genau gleiche Frequenz und durch die gemeinsame Rückkopplung auch gleiche Phase. Im' Falle der Abb. 5 geschieht die Steuerung 65 der parallel geschalteten Sender durch eine an sich bekannte, in der gemeinsamen Erdleitung liegende Telephoniedrossel 33, deren Eisenkern durch den Anodenstrom der Röhre 31 mittels der Batterie 32 verschieden stark 70 magnetisiert wird. Der Mikrophonstrom (Mikrophon 29, Batterie 30) beeinflußt das Gitter der Röhre 31 über den Sprechtransformator 28 in bekannter Weise. In Abb. 6 geschieht die Beeinflussung mittels der an sich bekann- 75 ten «Vorröhre« 34 eines Steuersenders, der in bereits beschriebener Weise die Gitterspannung für die Röhren der parallel geschalteten Sender liefert.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Parallelschaltung von Röhrensendern für die Zwecke der Telegraphie und Telephonie, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gitterspannungen erzeugende Schaltanordnung für alle parallel geschalteten Sender gemeinsam ist.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Tastverfahren so benutzt werden, daß die Tastung aller parallel geschalteten Sender durch öffnen und Schließen einer einzigen Leitung erfolgt.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Telephonie solche an sich bekannte Steuerschaltungen benutzt werden, bei denen sich durch eine gemeinsame Anordnung alle parallel geschalteten Sender steuern lassen.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle parallel geschalteten Sender auf eine gemeinsame Antenne oder auf mehrere parallel geschaltete Antennen arbeiten und gemeinsame Verlängerungsmittel besitzen.

5. Ausführungsform nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sender auf eine besondere Antenne arbeitet. 1x0

6. Ausführungsform usw. nach Anspruch i, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen so angeordnet sind, daß Richtwirkung eintritt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.