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Einrichtung zur Übertragung von Wechselströmen mit Hilfe eines elektromagnetischen
Telephons. Die Erfindung beschäftigt sich mit Einrichtungen zur Verbesserung des
Wirkungsgrades von Telephonen. Der Widerstand der Telephone setzt sich bekanntlich
aus Ohmschem Widerstand und induktivem Widerstand zusammen. Aufgabe der Erfindung
ist es, diesen induktiven Widerstand zu verringern zwecks Erhöhung des Wirkungsgrades
der Telephonanlagen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Kompensierung des induktiven
Widerstandes. Die Kompensation kann eine teilweise oder völlige sein. Der Erfindungsgedanke
lädt sich in der mannigfachsten Weise durchbilden. Am einfachsten liegen die Verhältnisse,
wenn es sich um Signalempfang mit Telephonen für eine bestimmte Frequenz handelt.
In diesem Falle wird die Selbstinduktion des Telephons durch einfache Serien- oder
Parallelschaltung eines Kondensators kompensiert.
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Da die Selbstinduktion eines Telephons im Resonanzbereich eine starke
Abhängigkeit von der Frequenz zeigt, derart, daß kurz vor der Resonanz des mechanischen
Systems die Selbstinduktion rasch anwächst, um nach Erreichung eines Maximums kurz
vor der Resonanzfrequenz des mechanischen Systems etwa im reinen Resonanzpunkt rasch
abzufallen, ist es am vorteilhaftesten, die Größe des Kondensators so zu wählen,
daß der aus der Selbstinduktion des Telephons bei der Frequenz ihres Maximalwertes
und dem Kondensator gebildete elektrische Kreis eine Eigenfrequenz besitzt, die
etwas tiefer liegt als die Resonanzfrequenz des mechanischen Svstems.
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r Man erhält alsdann ein zweiwelliges System, welches durch Kopplung
eines mechanischen Schwingungsgebildes und eines elektrischen Kreises von nahezu
gleicher Eigenfrequenz zustande kommt und gestattet, einen ziemlich breiten Resonanzbereich
mit gutem Wirkungsgrad zu überdecken.
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Durch die Einschaltung des Kondensators wird eine Verbesserung der
Lautstärke in einem Frequenzbereich erzielt, dessen Größe durch die Dämpfung des
elektrischen Kreises und des mechanischen Systems gegeben ist. Für Sprechzwecke
genügt die Hebung der Lautstärke in einem einzelnen Bereich im allgemeinen nicht.
Man wird in dem Falle durch Anordnung von zwei oder mehreren Kondensatoren. die
mit der Selbstinduktion des Telephons auf verschiedene Frequenzen abgestimmt sind,
die Lautstärke innerhalb mehrerer Frequenzbereiche haben. Dies lädt sich durch an
sich bekannte kombinierte Serien- oder Parallelschaltung von Kondensatoren erzielen.
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Als besonders vorteilhaft bei Sprechtelephonen hat sich erwiesen,
die Verbesserung der Telephone durch Kondensatoren nur für hohe Frequenzen vorzunehmen,
weil bei den üblichen Telephonen die niederen Frequenzen bis etwa i ooo Perioden
pro Sekunde bereits stark gegenüber den höheren bevorzugt sind. Umgekehrt kann man
natürlich auch die mechanische Resonanz höher und die elektrische tiefer legen.
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Bei Telephonen, die mit Röhrenverstärkern arbeiten, ist es zweckmäßig,
die Kondensatoren nur parallel zu schalten, weil der Ohmsche Widerstand der Röhre
ein sehr großer ist.
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Bei der Telephonie über Leitungen, Kabel werden jedoch die elektrischen
Eigenschaften der Leitung selbst für die Größe der einzuschaltenden Kondensatoren
mitbestimmend, so daß für bestimmte Leitungen (Freileitung, Kabel usw.) und für
eine bestimmte Entfernung Kondensatoren von ganz bestimmter, jeweils sich ändernder
Größe benötigt sind. Um diese Schwierigkeit zu beheben, wird erfindungsgemäß die
Anordnung so getroffen, daß Kondensatorgruppen verwendet werden und durch einen
Schaltmechanismus die günstigste Kombination von Kondensatoren in den Telephonstromkreis
eingeschaltet werden kann.
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Für die bauliche Anordnung der Kondensatoren zum Telephon ergeben
sich verschiedene Möglichkeiten. Bei Monotelephonen wird der Kondensator am einfachsten
in das Telephon eingebaut. Er kann natürlich auch in dem Apparatekasten selbst untergebracht
werden. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Empfangsapparaten für drahtloses Fernsprechen,
Lautsprecher usw., bei denen die Telephone und Kondensatoren mit konstanten elektrischen
Verhältnissen des Empfangsapparates verknüpft sind. Auch hier können die Kondensatoren
entweder fest in das Telephon oder in den Empfangsapparat eingebaut werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb.
i die Abhängigkeit der Größe der
Selbstinduktion eines Telephons
und die Abhängigkeit der mechanischen Amplitude des Telephons von der Frequenz,
Abb.2 die Kopplungskurve eines zweiwelligen Telephons, Abb.3 ein Schaltungsschema
eines Telephons nach der Erfindung.
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In Abb. i ist die Selbstinduktion des Telephons mit L, die Resonanzkurve
der Membran mit Am bezeichnet. Die Resonanzspitze der Membran liegt bei ii,
die maximale Selbstinduktion bei nL.
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In Abb. 2 bezeichnet die gestrichelte Linie Ak die Kopplungskurve
eines zweiwellige-i Systems. Für eine enge Kopplung muß jedes der beiden miteinander
gekoppelten Systeme, und zwar in diesem Fall der akustische und der elektrische
Kreis, auf denselben oder nahezu denselben Ton abgestimmt sein. Es hat sich, wie
oben erwähnt, als zweckmäßig erwiesen, den elektrischen Kreis so abzustimmen, daß
seine Frequenz etwas tiefer, und zwar in die Gegend der größten Selbstinduktion
(in yaL, Abb. i) zu liegen kommt. Die Kopplung für diesen Fall ist, da die Abstimmung
der beiden miteinander gekoppelten Kreise sehr wenig voneinander abweicht, noch
genügend fest.
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In Abb.3 ist das mechanische System gebildet durch das Telephongehäuse
und die mit ihm verbundenen Massen (Magnetfeld) ml, den Anker in., und das den Anker
tragende elastische Glied e. Mit ihm gekoppelt ist der elektrische Schwingungskreis,
der durch die Telephonwicklung mit dem Ohmschen Widerstand W und der Selbstinduktion
L zusammen mit dem Kondensator C und den übrigen Teilen des Leiterkreises I gebildet
wird. Der Kondensator C ist entsprechend der in der Beschreibung bei Abb. i und
2 ' beschriebenen Weise abgestimmt. Außerdem kann parallel zu dem Elektromagneten
noch ein -gegebenenfalls variabler Kondensator C (gestrichelt gezeichnet) eingeschaltet
sein. Es können aber auch je nach Umständen ein oder mehrere Sätze von Kondensatoren,
von denen ein Teil variabel ist, entweder in Reihe oder parallel zueinander eingeschaltet
werden oder beides. Der elektrische Kreis ist durch den Transformator t mit der
Empfangsleitung l verbunden.
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Von besonderer Bedeutung wird die Verwendung des Kondensators in Verbindung
mit dem Telephon dann, wenn es sich um abgestimmte Telephone mit hohem Gesamtwirkungsgrad
handelt. Die Membran solcher Telephone übt, in der Nähe der Resonanz erregt, eine
viel stärkere Rückwirkung aus wie die Membran von Telephonen mit geringem Wirkungsgrad,
besonders wenn diese außerhalb der Resonanz gebraucht werden. Mit anderen Worten
besagt das, daß die Selbstinduktion bei solchen Telephonen von hohem Wirkungsgrad
durch die Schwingung in einem ganz anderen Verhältnis gesteigert wird als bei den
gewöhnlichen Telephonen. Dadurch wird ein Teil der erzielten Steigerung des Gesamtwirkungsgrades
illusorisch gemacht, indem ein Teilwirkungsgrad, nämlich der sogenannte Aufnahmewirkungsgrad
des Telephons gegenüber der Leitung nicht in vollem Maße ausgenutzt wird. Hier also
einen Kondensator zur Verringerung der Selbstinduktion zu verwenden, bedeutet, den
Gesamtwirkungsgrad in viel stärkerem Maße steigern als bei den bekannten normalen
Telephonen. Die Verwendung des Kondensators in Verbindung mit hochwertigen Telephonen,
d. h. mit solchen von einem Gesamtwirkungsgrad von ungefähr So Prozent oder mehr,
ist also ein besonders wertvolles Charakteristikum der Erfindung.