DE418413C - Anordnung zum UEberlagerungsempfang elektrischer Schwingungen - Google Patents

Description

(G 47531 V

Gegenstand der Erfindung ist eine neue Anordnung zum Überlagerungsempfang elek trischer Schwingungen, deren Wirkungsweise im wesentlichen darauf beruht, daß die an der Empfangsstelle erzeugten Hilfsschwingungen und die empfangenen Schwingungen durch Elektronenrelais derart beeinflußt werden, daß die beiden Knickpunkte der Charakteristik der Empfangsröhren zur Wirkung

ίο kommen.

Der Überlagerungsempfang· konnte bisher nur benutzt werden zum Tonempfang ungedämpfter Schwingungen und hatte hierbei die Wirkung einer gleichzeitigen sehr großen Ver-Stärkung neben der Tonerzeugung. Wollte man nach der Überlagerungsmethode gedämpfte Schwingungen empfangen, ζ. B. die Schwingungen tönender Sender, so zeigte sich, daß der Toncharakter der Zeichen verschwindet. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Phase, mit der die Schwingungen eines Funkens an der Empfangsstelle einsetzen, nur zum Teil mit der Phase der Hilfsschwingung zusammentrifft, zum anderen Teil dagegen entgegengesetzt einsetzt. Durch diese Unregelmäßigkeit in der Phasenbeziehung zwischen beiden Schwingungen erhält dann das Telephon in ganz unregelmäßiger Folge Stromstöße, die zudem noch in ihrer Stärke sehr verschieden ausfallen.

Die neue Anordnung gestattet im Gegensatz hierzu, auch Schwingungen zu empfangen, denen durch eine Ton- oder Sprachüberlagerung Variationen mitgeteilt sind. Ihre Wirkung soll an Hand der Abbildungen in folgendem erläutert werden:

Die Charakteristik eines Elektronenrelais hat im wesentlichen die Form der in Abb. ι dargestellten Kurve. Es ist dies die Beziehung zwischen den Anodenströmen I" und der Gitterspannung Vg, Die Kurve zeigt zwei Knickpunkte A und B. Im allgemeinen liegt der Nullpunkt des Gitterpotentials am Anfang der Kurve in der Nähe β oder in der Mitte zwischen beiden Knickpunkten auf der ίο Linie O. Für die Zwecke des vorliegenden Empfangsverfahrens muß der Nullpunkt des Gitterpotentials so verschoben werden, daß er in den Bereich des Knickpunktes A der Kurve fällt, wie Abb. 2a zeigt. Dann entspricht die Linie C (Abb. 2b) dem im Anodenkreis fließenden Gleichstrom. Trägt man auf der Linie O-A (Abb. 2a) den ungedämpften Hilfsstrom D auf, so erhält man Stromänderungen im Anodenkreis von der Form der Kurve E (Abb. 2b). Der konstante Gleichstrom des Anodenkreises sinkt dann auf den Wert der Linie/⁷ (Abb. 2c), d.h. den Mittelwert der Kurve E. Kommt nun zu dem ungedämpften Hilfsstrom D der Empfangsstrom G¹ (Abb. 2a) hinzu, wobei angenommen ist, j daß dieser Strom gleiche Phase mit dem Überlagerungsstrom D besitzt, so verstärkt dieser Strom die Amplituden des Überlagerungsstromes D entsprechend der Form D' und ruft eine Änderung des Anodenstromes entsprechend E' hervor. Der eine Wechsel des Empfangsstromes kommt nämlich infolge der durch die Charakteristik bedingten unsymmetrischen Wirkung der Röhre nicht zur GeI-tung, der andere Wechsel bewirkt eine Abnahme des Anodenstromes. Ein Schwingungs- ' komplex G¹ veranlaßt daher im Telephon einen negativen Impuls entsprechend Kurve//. Trifft dagegen die empfangene Schwingung G² (Abb. 2a) in entgegengesetzter Phase mit dem ^! Überlagerungsstrom D zusammen, so erhält dieser die Form D", und der Anodenstrom verändert sich entsprechend der Kurve E" (Abb. 2b); der Impuls im Telephon hat die < Form//' (Abb. 2c). Es ist also ersichtlich, daß beim Empfang tönender Funken, die in ganz verschiedener Phase mit dem Überlagerungsstrom einsetzen, die gedämpften Schwingungszüge im Telephon in ganz unregelmäßi- i ger Folge positive und negative Stöße und ; dabei Ströme von verschiedener Stärke her- ₍ vorrufen. Das bedeutet also eine Tonzerstö- ! rung oder ein zischendes Geräusch. 1

Gemäß der Erfindung wird nun der zweite Knickpunkt in der charakteristischen Kurve des Elektronenrelais ausgenutzt, wie in Abb. 3a, 3b, 3c dargestellt ist. Hierzu wird die Überlagerungsenergie erheblich erhöht, so i daß der Bereich des zweiten Knickpunktes B der Kurve erreicht wird. Setzt nunmehr der Empfangsstrom G¹ (Funken) gleichphasig mit dem Überlagerungsstrom ein, so kommt wiederum der eine Wechsel nicht zur Geltung, der andere dagegen verkleinert den Anodenstrom nur um einen ganz geringen Betrag (E', Abb. 3b). Setzt der Empfang aber gegenphasig ein (G³), so ändert sich der Anodenstrom um einen erheblich größeren Betrag, nämlich auf E", d. h. in diesem Falle erhält man eine erheblich größere Telephonamplitude //' als bei Gleichphasigkeit. Im Telephon wird man demnach eine starke Stromamplitüde wahrnehmen.

Bisher ist angenommen, daß die Frequenz des Empfangsstromes mit dem Überlagerungs· strom übereinstimmt, man hört also bei einem Funken einen Impuls, bei einem anderen Funken dagegen keinen Impuls oder nur einen sehr geringen. Es wird also im allgemeinen auch jetzt kein Ton zustande kommen. Nach vorliegender Erfindung wird aber die Tonerhaltung dadurch zustande gebracht, daß der Überlagerungsstrom gegen den Empfangsstrom sehr stark verstimmt wird, so daß also zahlreiche Schwebungen entsprechend Abb. 4 hervorgerufen werden. Durch diese Interferenzerscheinung wird also immer schon nach wenigen Wechseln ein Phasenwechsel von i8o° auftreten, so daß selbst wenn ein Funke in gleicher Phase oder annähernd gleicher Phase entsprechend dem Impuls H (Abb. 3) einsetzen würde, doch während des Abklingens eines Funkens eine Stoßwirkung nach H' entsteht. Die Wirkung ist also offenbar die, daß der durch die Funkenfolge bedingte Toncharakter der empfangenen Schwingungen erhalten bleibt. Ähnliche Wirkungen ergeben sich beim Empfang von Schwingungen wechselnder Amplituden, im allgemeinen also auch z. B. bei der Übertragung der Sprache, so daß nach dem vorliegenden Verfahren auch ein Überlagerungsempfang für Telephonie ermöglicht wird.

Wenn man die HilfsSchwingungen an der Empfangsstelle durch ein Kathodenstrahlenrelais erzeugt, d. h. einen normalen Überlagerer, so reicht im allgemeinen die Intensität der erzeugten Schwingung nicht aus, um den zweiten KnickpunktS der Kurve zu erreichen. Man müßte in diesem Fall die Überlagerungsintensität besonders verstärken. Um aber mit kleinerer Überlagerungsintensität auszukommen, ist es zweckmäßiger, in der Empfangsanordnung eine Hochfrequenzverstärkung durch eine oder mehrere Röhren anzuwenden, durch die der Empfangsstrom verstärkt und zugleich die Überlagerungsenergie auf den gewünschten hohen Wert gebracht wird.

Es ist ferner im allgemeinen die Bedingung nicht ohne weiteres gegeben, daß durch einen ankommenden Schwingungszug ein

kräftiger Impuls im Telephon erzeugt wird, der ja die Gegenphasigkeit zwischen Hilfsschwingung und ankommender Schwingung zur Voraussetzung hat. Man wird daher gemaß der weiteren Erfindung zweckmäßig eine sehr starke Verstimmung zwischen beiden Schwingungen anwenden, um Sicherheit dafür zu haben, daß durch die Schwebungserscheinung schon möglichst nach ganz wenigen

ίο Wechseln ein Phasensprung auftritt.

Zur praktischen Ausführung des beschriebenen Verfahrens kann man sich der bekannten Kathodenstrahlenröhren, wie sie als Verstärker, Detektoren und Ventilröhren wirken, bedienen. Eine beispielsweise Schaltung zeigt Abb. 5. Mit der Antenne 1 ist der Empfangskreis 2 gekoppelt und an diesen eine Ventilgitterröhre 3 angeschlossen, die die Schwingungen an den Detektorkreis 4 mit Telephon 5 weitergibt. 6 ist ein Schwingungserzeuger, bestehend aus einer Kathodenstrahlröhre in bekannter Rückkopplungsschaltung, die beispielsweise mit der Antenne direkt gekoppelt ist und die für den Empfang erforderlichen Überlagerungsschwingungen erzeugt. Der Schwingungserzeuger könnte auch an einer anderen Stelle mit der Empfangseinrichtung verbunden sein. Die im Anodenkreis der Ventilgitterröhre auftretenden Schwingungen werden durch den Detektor im Kreise 4 ' gleichgerichtet und ergeben bei richtiger Einstellung und Bemessung der ganzen Anordnung die beschriebenen Tonimpulse im TeIe- ■ phon entsprechend den von dem fernen Sen- !

der ausgehenden Tonschwingungen.

An Stelle der Ventilgitterröhre 3 kann ein ; Audion benutzt werden, so daß der beson- : dere Detektor entbehrlich wird. Diese An- ! Ordnung ist in Abb. 6 dargestellt, in der das Audion 7 über einem vorgeschalteten Hoch- ] frequenzverstärker 8 mit dem Empfangskreis 2 verbunden ist, wobei das Telephon 5 ; direkt im Anodenkreis des Audions 7 liegt. Um zu erreichen, daß die für den Zweck J

der Erfindung benutzten Elektronenrelais in _: dem Knickpunkt A der Kurve (Abb. 1) ar- ; beiten, müssen in vielen Fällen besondere Mit- j tel angewendet werden, die die entsprechende : Verschiebung des Gitterpotentials herbeiführen. Man könnte zu diesem Zweck beispielsweise ein besonderes Hilfspotential im Gitterkreis anwenden. Zweckmäßiger ist es aber, eine an sich bei Audionempfängern bekannt gewordene Schaltung zu verwenden, bei der, wie Abb. 6 zeigt, in der Zuführung zum Gitter ein größerer Widerstand 9 liegt (beispielsweise ι bis 3 Millionen Ohm). Die Charakteristik α verschiebt sich dann, wie Abb. 7 zeigt, derartig, daß sie auf einen viel kleineren Sättigungsstrom sich erniedrigt (&). Durch riehtige Dimensionierung kann man es dann erreichen, daß der Nullpunkt des Gitterpotentials mit dem Knickpunkt A dieser Kurve zusammenfällt.

In den Schaltungen nach Abb. 5 und 6 ist die Anordnung gemäß der Erfindung ohne weiteres zum gleichzeitigen Senden und Empfangen (Zwischenhören) geeignet. Zu diesem Zweck kann der Kathodenröhrengenerator C, der die Überlagerungsschwingungen liefert, als Sender dienen, wenn er zugleich mit einer Einrichtung versehen wird zur Beeinflussung der von ihm erzeugten Schwingungen. Wie Abb. 8 zeigt, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß auf den Gitterkreis der Röhre zwecks Tonerzeugung ein niederfrequenter Wechselstrom induziert wird, der beispielsweise durch einen Summer 10 oder durch einen besonderen kleinen Röhrengenerator geliefert werden kann. Verbindet man mit dem 80 Generator ein Mikrophon in entsprechender Schaltung, so kann die Anordnung ohne weiteres auch zum Gegensprechen für die TeIephonie dienen.

Claims (2)

85 Paten t-An Sprüche:

1. Anordnung zum Überlagerungsempfang elektrischer Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung der Hilfsschwingungen dienende Röhrengenerator an der Empfangsstelle so eingestellt ist, daß er an einem Knickpunkt der Charakteristik arbeitet, und daß die von ihm erzeugten Hilfsschwingungen eine solche Stärke haben, daß die zweite Knickstelle der Röhrencharakteristik erreicht wird, also beide Knickstellen zur Wirkung kommen, und daß schließlich gleichzeitig die Frequenzen beider Schwingungen so sehr gegeneinander verstimmt sind, daß nach wenigen Senderschwingungen einmal eine Phasendifferenz von i8o° gegen die Überlagerungsschwingung vorkommt, so daß diese auf das Telephon wirkenden Impulse verstärkt werden und dadurch die den empfangenen Schwingungen aufgedrückten Eigentümlichkeiten (Ton oder Sprache) erhalten bleiben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem 'Detektor mit Telephon eine Ventilgitterröhre in der Empfangsanordnung liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.