DE432385C - Anordnung zur drahtlosen Telephonie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für drahtlose Telephonie. Die drahtlose Telephonie bietet in gewisser Beziehung noch viel größere praktische Schwierigkeiten als die drahtlose Telegraphie. Bei der letzteren genügt es, Morsezeichen auszusenden, die mit einem geeigneten Empfänger wahrnehmbar gemacht werden; wenn auch die aufgenommenen Signale einen bestimmten Ton haben,

ίο mit dem sie im Telephon wahrgenommen werden, so liegt doch sonst kein Bedürfnis vor, sie genau mit dem Ton der Sendestation in Einklang zu bringen. Bei der drahtlosen Telephonie dagegen müssen die von der Sendestation herrührenden Laute so wiedergegeben werden, daß sie wenigstens erkennbar und dem Ohr als solche verständlich sind. Hierdurch ergeben sich gewisse Beschränkungen an den Apparaten und Verfahren für drahtlose Telephonie.

Für drahtlose Telephonie verwendet man ungedämpfte Schwingungen, die man praktisch mit Glühkathodenröhren erzeugt: jedoch setzt die verhältnismäßig geringe Leistung solcher Röhren der zu überbrückenden Entfernung praktisch bald eine Grenze.

Nun wird ein beträchtlicher Teil der Sendeenergie dazu verbraucht, um Schwingungen zu verstärken und auszustrahlen, die den ganzen Frequenzbereich einschließen, der den Originallaut charakterisiert. Es hat sich aber ergeben, daß dieses nicht für die Wahrnehmbarkeit der aufgenommenen Signale erforderlich ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkeiten beseitigt und die Reichweite vergrößert dadurch, ₄ daß Schwingungen ausgestrahlt und aufgenommen werden, die nur einem Teil der Wellenfrequenzen entsprechen, die die Stimme oder den sonstigen Laut charakterisieren, anstatt daß man den ganzen Komplex der Wellenfrequenzen, aus dem sich der Laut zusammensetzt, überträgt.

Mit anderen Worten wird nur ein bestimmter Bereich, der mit dem geringsten Energieverbrauch übertragen " werden kann, jedoch genügende charakteristische Merkmale des Originallautes enthält, um den Empfang vernehmbar oder identifizierbar zu machen, selektiv gesandt und an der Empfangsstelle mit oder ohne Wiederherstellung einiger oder aller nicht gesandter Frequenzen aufgenommen, die in dem Tongemisch des ursprünglichen Lautes vorhanden waren. Beim Sprechen z. B. verzehrt die Komponente mit verhältnismäßig niedrigen Frequenzen einen unverhältnismäßig großen Teil der Energie, obgleich diese Frequenz für die Verständlich-

keit am unwichtigsten ist. Man wird deshalb zweckmäßigerweise die verhältnismäßig niedrigen Frequenzen zum größten Teil aussieben und im wesentlichen die ganze verfügbare Sendeenergie zum Aussenden der verhältnismäßig hohen Frequenzen benutzen. Mit anderen Worten, die empfangenen Schwingungen werden einer Stimme entsprechen, bei der die Amplituden der höheren Hörfrequenzkomponenten übertrieben sind. So kann man durch verhältnismäßig kleine Änderungen der bestehenden Einrichtungen die Reichweite vergrößern und Ergebnisse von größter prak-"tischer Bedeutung erzielen.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung in drei Abbildungen dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Sendeschaltung schematisch.

Abb. 2 zeigt eine solche Sendeschaltung etwas ausführlicher.

Abb. 3 zeigt eine kombinierte Sende- und Empfangsschaltung.

Abb. i. Hier ist eine Anordnung gezeigt, die bei einer gegebenen Einstellung nur eine Wellenlänge aussendet. X ist im allgemeinen ein Kreis mit Telephon, Mikrophon usw., Y der Antennen- und Verstärkerkreis, Z ein Siebkreis, der mit X und Y gekoppelt ist. Dieser durch seine Koppelung mit X betätigte Kreis spricht hauptsächlich und besonders leicht auf Frequenzen über etwa 700 bis 800 an. Die Schwingungen in Z, die die aus X abgeleiteten Hörfrequenzen einschließen, aber so verändert, daß die niedrigen Frequenzen mehr oder weniger unterdrückt sind, werden den in Y erzeugten hochfrequenten Schwingungen überlagert, worauf die resultierenden modulierten Hochfrequenzschwingungen auf bekannte Weise ausgestrahlt werden. j

Z überträgt also von X auf Y Schwingun- 1 gen von Frequenzen, die zumeist in dem ' oberen Teil der hörbaren Schwingungen j liegen, die in Ä' durch die Stimme erzeugt werden, während die meisten niederfrequenten Schwingungen durch den Kreis Z im wesentlichen unterdrückt oder ausgesiebt werden.

Allgemein betrachtet liegt die Sache also so: Bisher hat man X und Y direkt so gekoppelt, daß alle Schwingungen des Sprachstromes, die in X entstanden, ohne Unterschied den Hochfrequenzschwingungen im Verstärkerstrahlkreis F aufgedrückt wurden. Gemäß der vorliegenden Erfindung hingegen wird zwischen X-Y ein Siebkreis geschaltet, der die meisten Niederfrequenzen mehr oder weniger unterdrückt oder aussiebt und im wesentlichen nur die hohen Frequenzen nach Y durchläßt, die im wesentlichen bestimmend für die Verständlichkeit sind. · |

Die besonderen Ausführungen der KreiseX .' und Y sind für die Erfindung nicht wesent-

■ lieh, solange A' Hörschwingungen erzeugt, die den zu übertragenden Laut wiedergeben, und Y die auf ihn übertragenen Schwingungen verstärkt und ausstrahlt. Die Abb. 1,

2 und 3 zeigen verschiedene Anordnungen , der Kreise X und Y.

! Wesentlich für den Kreis Z ist ein abstimmbarer Kreis, der von X auf F nur oder

■ fast nur Schwingungen eines bestimmten Frequenzbereiches überträgt. Der Einfachheit halber ist Z in allen drei Abbildungen gleich ausgebildet, und zwar enthält er Selbstinduktionen 10 und 11 und die Kapazität 12. Eines dieser Elemente, beispielsweise der Kondensator 12, ist verstellbar. Die Spule 10 bildet den Sekundärteil einer Spule, deren Primärteil 13 im Kreis X liegt, der ferner die Batterie 14 und das Mikrophon 15 enthält. Die \^rerstärkereinrichtung des Kreises Y besteht in einer Röhre 16 mit Heizbatterie A und der Anodenbatterie B. Zweckmäßigerweise wird das Gitter mit einem Punkt der Batterie B verbunden, der negativer als der Glühdraht ist; 17 ist der Sekundärteil eines Aufwärtstransformators, der den Kreis Z mit dem Verstärker koppelt, 11 der Primärteil. Der Gitterkreis ist mit dem Anodenkreis bei 18 lose gekoppelt. Der Verstärker ist mit dem Antennenkreis 19 durch den Transformator 20, 21 gekoppelt. Die Koppelungen 11 bis 17, 18 und 20 bis 21 können variabel sein.

Die Anordnung gemäß Abb. 2 ist gleichfalls für eine einzige Wellenlänge ohne Nachstimmung der Kreise befestigt, zeigt aber einige weitere Einzelheiten.

Der Kreis Z ist derselbe wie vorher. Der Antennenkreis enthält die Antenne 22, die Antennenspule 23 und variable Kondensatoren 24, ferner ein Amperemeter 31. Die Abstimmung erfolgt durch den Gleitschieber 25 bzw. durch Einschalten einer entsprechenden Kondensatorenzahl durch die Schalter 26. Die Anodenseite der Röhre 27 ist mit der Gitterseite durch eine Leitung 28 verbunden, deren Ende 29 längs der Spule 23 gleiten kann, und durch eine Leitung 30. Durch diese Koppelung werden ungedämpfte Hochfrequenzschwingungen, die im Röhrenkreis erzeugt werden, dem Antennenkreis aufgedrückt und aus diesem ausgestrahlt. Die gewünschte Wellenlänge erhält man durch Verschieben des Gleitschiebers 25. Das Ein- und Ausschalten der Kondensatoren 24 beeinflußt gleichfalls die Wellenlänge, liefert ferner eine Spannung für das Gitter der Röhre 27. Da diese Spannung einen bestimmten Wert haben muß, um die Röhre auf der gewünschten Wellenlänge zum Schwingen zu bringen, ist die Veränderlichkeit der Antennen-

kapazität von Wichtigkeit. Die Röhre 27 wird durch einen 3 50-Volt-Generator erregt, dessen positive Leitung über einen Schalter 33 und über ein Milliamperemeter34 mit denAnöden der Röhre verbunden ist. In diese Leitung ist eine Verzögerungsspule 35 eingelegt, während in der Gitterkuppelungsleitung ein Kondensator 36 eingefügt ist und ein Widerstand 37 gleichfalls in bekannter Weise ein-

»o geschaltet ist. In Reihe mit diesem Widerstand und mit einem Kondensator 39 ist eine Verzögerungsspule 38 (ähnlich der Spule 35) geschaltet, die in bekannter Weise zur Verminderung der inneren Hochfrequenzverluste dient.

Die Modulierung des Hochfrequenzstromes, der durch die Röhre 27 erzeugt wird, entsprechend dem Sprachstrom, erfolgt durch die der Röhre zugeführte Energie. Dieses ge-

ao schieht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine andere Röhre 41, die Ströme von der Sprachfrequenz erzeugt und mit der Oszillatorröhre in nachfolgender Weise kombiniert ist.

Die Verzögerungsspule 40 ist in Reihe mit dem Generator 32 geschaltet, während der Anodenkreis der Modulatorröhre 41 mit dem Anodenkreis der Oszillatorröhre 27 über die Generatorleitungen an der Oszillatorseite der Verzögerungsspule 40 verbunden ist. Der auf diesem Wege verbundene Modulator wirkt als ein durch die Sprache betätigter Widerstand. Die höheren Frequenzen des Sprachstromes, die in dem Sendekreis X' durch Besprechen des Mikrophons 42 erzeugt werden, werden dem Kreis Y' durch den Siebkreis Z überlagert, der zwischen 13' und 17' Hegt und die niederen Frequenzen unterdrückt oder aussiebt; die Spannung des Sprachstromes wird durch den Transformator 11, 17' hochtransformiert und dem Gitter der Modulatorröhre 41 aufgedrückt, derart, daß der Widerstand dieser Röhre entsprechend den Änderungen des Sprachstromes verändert wird. Da die Verzögerungsspule 40 den Strom vom Generator 2>² konstant zu halten sucht, verändert die Veränderung des Widerstandes der Modulatorröhre den durch diese fließenden Strom und hat dadurch eine umgekehrte Veränderung des durch den Oszillator 2J fließenden Stromes zur Folge. Diese Veränderung der durch die Oszillatorröhre fließenden Energie hat zur Folge, daß der Antenne hochfrequente Ströme zugeführt werden, die durch die überlagerten Schwingungen von höheren Sprachfrequenzen moduliert sind. Die Verzögerungsspule 35, die mit den Anoden der Oszillatorröhre verbunden ist, verhindert, daß hochfrequente Ströme in den Anodenkreis der Modulatorröhre fließen. Widerstände 43 und 44, zweckmäßig vermittels Schalter 43' und 44' im Nebenschluß zu den Glühdrähten, ermöglichen die Verwendung von Röhren von verschiedenen Charakteristiken. In dem Kreis, der die Glühdrähte und die Batterie A enthält, befindet sich ein Amperemeter 45 und ein Messerschalter 46. Dieser Batteriekreis enthält bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel noch die Glühdrähte F von drei Röhren eines Empfängers, mit dem die Antennen durch einen Relaisschalter 47 abwechselnd verbunden werden können: dieses Empfangssystem wird weiter unten an Hand der Abb. 3 beschrieben werden.

Bei der Sendeanordnung gemäß Abb. 2 kann man nur auf einer einzigen Wellenlänge senden ohne nachzustimmen. Abb. 3 zeigt eine Sendeanordnung, die der gemäß Abb. 2 in allen wesentlichen Punkten ähnelt, ausgenommen, daß ein Senden auf fünf verschiedene Wellenlängen ohne Xachabstimmung möglich ist; die Abbildung zeigt ferner eine damit verbundene Empfangsanordnung.

Die Wellenänderung geschieht durch die Schalter 48, 49 und 50. Der Schalter 48 hat zehn Kontakte, die in zwei verschiedenen A'orrichtungen 51 und 52 mit je fünf Kontakten untergebracht sind.

Die Doppelkontaktschneiden des Schalters 48 machen gleichzeitig Kontakt und verbinden zwei diagonal gegenüberliegende Punkte der Vorrichtungen 51 und 52 nacheinander paarweise. Die anderen beiden Schalter 49 und 50 haben nur einfache Klingen, die j über Kontakte 53 und 54 schleifen, jede Vorj richtung mit fünf Kontakten. Die drei Schalj ter sind mechanisch miteinander gekuppelt, j wie es durch die punktierten Linien 55 angedeutet ist. Es sind also fünf verschiedene Stellungen möglich, wobei für jede Stellung gleichzeitig vier Verbindungen gemacht wer- ! den. Indem man vorher in dem Antennen-' kreis die richtige Induktanz und Kapazität verbindet und für jede Wellenlänge die riehtige Koppelung wählt, kann der Apparat so \ ausgebildet werden, daß jede der fünf Wellenlängen durch Betätigen der drei Schalter eingestellt werden kann. Das Erreichen der richtigen Wellenlänge und Koppelung für nc jede der fünf Stellungen \'erlangt getrennte Einstellung der Antennenspule 56 bzw. der Kontaktpunkte 53 und 54 sowie der Kondensatoren 26' und der Feinabstimmungsspule 57.

Der Empfänger, mit dem die Antenne 22 durch den Schalter 47 verbunden werden kann, besteht aus einem Antennenkreis, einem Detektorkreis, einer Verstärkereinrichtung ^: mit dem Telephon 58.

Der Antennenkreis enthält die Antenne 22, : die Antennenspulen 59 und 60 und den variablen Kondensator 61.

Die Umschaltung auf verschiedene Koppelungsarten erfolgt durch ein über die drei Kontaktpaare 63-63', 64-64' und 66-66' gleitendes doppelarmiges Kontaktmesser 65; die Kontakte 63', 64' und 66' sind mit einem Ende der Sekundärspule 60 und außerdem über einen Abstimmschalter 62 mit einem Ende der Primär spule 59 verbunden; der Kontakt 66 führt zum anderen Ende der Primärspule und die Kontakte 63, 64 zu zwei Abzapfungen der Sekundärspule.

Wenn der Schalter die Punkte 66, 66' verbindet, ist die Sekundärwickelung ausgeschaltet, so daß der Antennenkreis nur durch Betätigung des Schalters 62 (Veränderung der Primärinduktanz) und durch Einstellen des Kondensators 61 abgestimmt werden kann, worauf die Antenne auf Wellenlängen von 220 bis 600 m abgestimmt werden kann. Eine schärfere Abstimmung kann durch den Sekundärkreis erfolgen.

Wenn der Schalter 65 die Punkte 63 und 63' verbindet, ist eine Abstimmung von 200 bis 250 m möglich, durch Verbinden der as Punkte 64 und 64' unter Vermittlung des Kondensators 67 eine Abstimmung von 200 bis 600 m.

Eine Primärschaltung für den Detektorkreis ergibt sich bei der Lage 66-66', eine Sekundärschaltung bei den Lagen 63-63' oder 64-64' des Schalters.

Der Detektorkreis besteht aus der Röhre 68, dem Blockierungskondensator 69 und dem Gitterwiderstand 70. Die Potentialänderungen der Audionröhre werden dem Gitter der ersten Verstärkerröhre 71 aufgedrückt. Der Anodenstrom wird durch die Spule 72 geführt, deren Induktanz den Verlust von Hörfrequenz im Kreise verhindert. In bekannter Weise ist ein Kondensator 73 und ein Widerstand 74 angeordnet, wobei Widerstände 74' im Nebenschluß zu den Klemmen 75 des Glühdrahtes angeordnet sein können.

76 ist die zweite Verstärkerröhre, yj ein kleiner Kondensator, 78 ein Widerstand mit Schalter 79, 80 und 81 die Anodenbatterien. Die Glühdrähte aller Röhren sind in Reihe geschaltet und durch die Batterie 82 beheizt. j Die Einrichtung in Abb. 3 ist normal in ■ Empfangsstellung. Das Umschalten auf Sen- ' den erfolgt durch Drücken des Knopfes 83, der die Relais 84, 84' und 84" betätigt. j

Die in der angegebenen Weise aufgenom- j menen Sendungen kennzeichnen sich durch i ihre klare Verständlichkeit, da die sowohl für ; die Vokale wie insbesondere für die Konso- I

nanten charakteristischen Frequenzen scharf ausgeprägt sind. Will man der Stimme etwas vollere Klangfarbe mitteilen, so kann man, falls einige von den unterdrückten niederen 60 Frequenzen noch in Spuren vorhanden sind, diese durch bekannte Mittel, z. B. entsprechende Abstimmung des Hörerkreises, etwas verstärken, wenigstens so weit, daß nicht die Energie der höheren Frequenzen 65 übermäßig vermindert wird. In den meisten Fällen wird es aber schon genügen, dem instinktiven Bedürfnis des Ohres nach den tieferen Harmonischen dadurch entgegenzukommen, daß man eine oder mehrere tiefere 70 Frequenzen an der Empfangsstelle erzeugt und der Empfangssendung beimischt. Wenn diese beigemischten Frequenzen auch nicht immer dem Tonfall und dem Rhythmus der empfangenen Laute folgen, so wird durch 75 ihre Anwesenheit doch durch eine gewisse akustische Täuschung die empfangene Stimme etwas angenehmer erscheinen. Beispielsweise kann ein Wechselstromgenerator 85 bei 86 mit dem Hörerkreis gekoppelt werden, der die 80 Anode der Röhre 76 und das Empfangsmikrophon 58 enthält. Dieser Generator kann durch einen Motor 87 von leicht regelbarer Drehzahl angetrieben werden. Da die Grundtonhöhe einer sprechenden Stimme sich gewöhn- 85 lieh nur in ziemlich engen Grenzen ändert, so hat man meistens bei längerer Dauer der Ansprache die Zeit und Möglichkeit, die Drehzahl des Motors und somit auch die Frequenzen des Generators so einzustellen, daß 90 sie sich den besonders oft vorkommenden Grundfrequenzen der betreffenden Stimme gut anpassen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zur drahtlosen TeIephonie, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sendeseite zwischen dem Mikrophonkreis und dem Verstärker bzw. Sendekreis und mit diesen gekoppelt ein Siebkreis angeordnet ist, dessen Konstanten so gewählt sind, daß die niedrigen Sprechfrequenzen so weit unterdrückt oder ausgesiebt werden, daß die Verständlichkeit des Empfanges nicht zerstört wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Empfangsseite den aufgenommenen Schwingungen Schwingungen von niedrigerer Frequenz - beigemischt bzw. aufgedrückt werden, die den auf der Sendeseite unterdrückten Komponenten entsprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.