DE439769C - Verfahren und Anordnung zur Telephonie und Telegraphie mit elektrischen Wellen laengs Draehten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Telegraphie und Telephonie mit elektrischen Wellen längs Drähten (Drahtwellen), wobei diese Drähte einer Schwachstrom-, Starkstrom- oder Hochspannungsleitung angehören können.

Erfindungsgemäß werden die Kopplungsorgane für die Sende- und Empfangsappara- tür zwischen zwei oder mehreren Leitungen angeordnet und mit diesen so fest gekoppelt, daß Änderungen der Abstimmung bzw. des inneren Widerstandes für eine Apparatur an einer Station auch Änderungen der Abstimmung bzw. des Arbeitswiderstandes für die andere Apparatur einer anderen Station zur Folge haben.

Hat man eine Zweileiterübertragung, so wird man die beiden Kopplungsorgane so ausbilden und anordnen, daß je eines von diesen mit je einem der beiden Leiter bevorzugt, und zwar möglichst fest gekoppelt ist. Hat man ein Dreileitersystem, so wird man entweder nur zwei Leitungen zur festen Kopplung benutzen und die dritte Leitung ungenutzt lassen, oder man wird ein Leiterpaar mit einem Kopplungsorgan besonders fest koppeln und den dritten Leiter allein mit dem anderen Kopplungsorgan, oder man wird eine Dreiantennenanordnung wählen und diese über drei Kopplungsorgane mit dem Sender zu einem Sternpunkt führen.

Es möge nun der Einfachheit halber davon ausgegangen sein, daß man nur zwei Leitungen zur Verfügung hat bzw. benutzt in einer Schaltung, wie sie beispielsweise in Abb. ι dargestellt ist. Die beiden Leitungen i, 2 sind dort über kapazitive Kopplungsorgane 3, 4 fest mit den zwischengeschalteten Kopplungsspulen 7, 8 verbunden, zwischen die ein Anzeigeinstrument 11 geschältet ist. Ferner ist an einer anderen Stelle wiederum eine Kopplungsanordnung 5, 6 mit den gleichen Leitungen 1, 2 vorgesehen, und diese Kopplungsanordnungen sind durch Kopplungsspulen 9, 10 über ein Anzeigeinstrument 12 miteinander verbunden. Die Kopplungsorgane 3, 4, 5, 6 können hierbei Kopplungskondensatoren, Antennen o. dgl. sein.

Es werden nun mit den Kopplungsspulen 7, 8 und ebenso mit beiden Kopplungsspulen 9, 10 an der zweiten Station Sender,' die Glühkathodenröhren enthalten, gekoppelt, und beide Sender werden auf die gleichen Wellen genau abgestimmt und hierauf in Betrieb gesetzt. Bereits beim Abstimmen zeigt es sich, daß die beiden Sender nicht mehr unabhängig voneinander sind. Wird beispielsweise der eine Sender genau auf die gewünschte Welle abgestimmt, sodann mit den Spulen 7, 8 gekoppelt und hierauf nachgestimmt, derart, daß man die gewünschte Welle bei größtem Ausschlag des Amperemeters erhält, so verschwindet dieser größte Ausschlag vollkommen oder verklei-

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nert sich erheblich, wenn der Sender auf der anderen Station eingeschaltet wird, beispielsweise wenn er also mit seinen Kopplungsspulen gekoppelt oder in Betrieb gesetzt wird oder seine Welle geändert wird. Man muß dann wiederum eine Änderung der Einstellung der Abstimmelemente des ersten Senders vornehmen, auch oft eine Kopplungsänderung, um wiederum die gewünschte

ίο Welle bei größtem Ausschlag des Antennenamperemeters zu erreichen.

Aus diesen Erscheinungen ist zu schließen, daß der Sender bei der beschriebenen Anordnung mit fester Kopplung der Antenne' mit den Leitungen und des Senders am fernen Ort mit denselben Leitungen in seiner Abstimmung nicht mehr allein von seinen eigenen Abstimmelementen abhängt. Hat man beispielsweise eine Zweikreisschaltung, bei der also im Gitterkreis und im Anodenkreis eines Entladungsgefäßes ein abstimmbarer Schwingungskreis angeordnet ist, so kann man durch Abstimmung des Gitterkreises auf die gewünschte Welle und Nachstimmung des Schwingungskreises im Anodenkreis gewöhnlich eine Sendewelle jeder Frequenz erzeugen, die durch den Gitterkreis festgelegt ist. Tut man dies nun und schaltet den gut abgestimmten Sender in der beschriebenen Weise an die Netzleitung, so merkt man plötzlich, daß nicht mehr die höchste Leistung erzeugt wird und eine Nachstimmung erforderlich wird. Es gehen also gleichsam über die feste Kopplung auch die frequenzbestimmenden Werte der Leitung und der Kopplungsanordnung am fernen Ort in die Abstimmung dieses Senders ein. Dieser Schluß wird dadurch weiterhin bestätigt, daß selbst die Einschaltung des Senders am fernen Ort

bewirkt, daß der Ausschlag des Amperemeters des ersten Senders, nachdem dieser durch Nachstimmung auf den höchsten Ausschlag gebracht wurde, wiederum zurückgeht und demnach wiederum eine Art Verstimmung eingetreten ist.

Diese Erklärung der beobachteten Erscheinungen stimmt ohne weiteres mit der bisherigen Theorie überein. Man weiß von einem gewöhnlichen Sender, daß seine Abstimmung sich ändert, wenn die mit ihm fest gekoppelte Antenne geändert wird, man kennt die Erscheinung der Kopplungswelle schon lange bei zwei gekoppelten Kreisen, welche zur Folge hat, daß bei geringer Verstimmung zweier Kreise keine reinen Schwingungen mehr auftreten, und man hat schon lange beobachtet, daß beim Koppeln eines im Laboratorium scharf abgestimmten Senders mit der ebenfalls getrennt für sich scharf abgestimmten Antenne trotzdem eine Nachstimmung beider Teile erforderlich ist, um die gewünschte Welle nunmehr aussenden zu können, da nämlich durch die Kopplung die Abstimmverhältnisse geändert werden.

Diese Schaltungsanordnung für Drahtwellensenden wird nun durch die Erfindung weiter ausgenutzt. Hat man nämlich zwei Sender an verschiedenen Orten in der an Hand der Abb. 1 beschriebenen Weise mit den Leitungen gekoppelt und derart auch miteinander gekoppelt, hat man sie ferner aufeinander scharf abgestimmt, so daß jeder Sender dieselbe Welle aussendet, so kann man nun den Schwingungszustand des einen Senders, d. h. seine Amplitude, dadurch ändern, daß man den Schwingungszustand des anderen Senders seinerseits ändert.

Wegen dieser festen Kopplung sind aber auch die inneren Widerstände der gekoppelten Sender für die übertragene Leistung maßgebend. Erzeugt der eine Sender Schwingungen und ist der andere Schalter abgeschaltet in der Weise, daß sein Heizstrom unterbrochen wird, so ist mit der Leitung und somit mit dem ersten Sender ein großer Widerstand gekoppelt, und seine Leistung ist gering. Brennen aber die Senderöhren am Empfangsort und ist somit ein geringer Widerstand mit dem sendenden Sender gekoppelt, so ist seine Leistung groß, und sowohl sein Amperemeter als auch dasjenige am Empfangsort wird einen großen Ausschlag zeigen. Wird die Leistung des Senders geändert, beispielsweise durch Besprechen, so werden gleichfalls beide Amperemeter in diesem Rhythmus sich ändernde Ausschläge erkennen lassen.

Hieraus ergibt sich, daß auch der eine Sender die Sendeleistung des anderen Senders steuern kann. Ist der innere Widerstand des ersten Senders gering und erzeugt er infolgedessen eine große Leistung, so wird auch der Sender am Empfangsort, falls er schwingt, einen geringen äußeren Arbeitswiderstand finden und mit großer Amplitude schwingen, gleichsam als ob er selbst besprochen würde, im gleidhen Rhythmus, und umgekehrt. Dies bedeutet aber nichts anderes, als daß der die Zeichen aussendende Sender den Sender am Empfangsort rhythmisch beeinflußt, und es ist die Grundlage für eine Zeichenübermittlung gegeben.

Man braucht also entweder bei der Erfindung den Sender am Empfangsort derart einzuschalten, daß seine Kathode glüht, oder man kann ihn sogar zum Schwingen bringen. In beiden Fällen wird auch das Amperemeter am Empfangsort im Rhythmus des sendenden Senders gesteuert werden. Ebenso aber wird auch der Stromfluß über die Anodenstrecke des Senders am Empfangsort vermöge seiner festen Kopplung beeinflußt und

im gleichen Rhythmus schwanken und infolgedessen auch sein Strom im Gitterkreis. Man kann nun mit dem Gitterkreis des Senders am Empfangsort eine gewöhnliche Empfangseinrichtung koppeln, die Verstärker und Detektor oder nur letzteren allein enthalten kann, und kann derart auch schnelle Schwingungen, denen das Amperemeter nicht mehr zu folgen vermöchte, kenntlich und insbesondere hörbar machen.

Es ist aber klar, daß jeder der beiden Sender in dieser beschriebenen Weise als eigentlicher Sender oder nur als Empfänger wirken kann und daß diese Funktionen schließlieh auch gleichzeitig ausgeübt werden können. Bei Telephonieübertragung würde man im letzteren Falle im Telephon also sowohl seine eigene Sprache als auch diejenige, die vom fernen Ort übermittelt wird, hören, also ein Gegensprechen ohne Umschaltung ohne weiteres durchführbar sein. · Daß man das eigene Gespräch hört, schadet nicht weiter, hört man doch bei jedem gewöhnlichen Postapparat gleichfalls sowohl seine eigene Sprache als auch die ankommende Sprache im Telephon.

Bevor weitere Ausbildungen der Erfindung beschrieben werden, möge hier noch betont werden, daß für die gedachten und erprobten Schaltungen Glühkathodensender von besonderem Vorteil sind, welche eine Zweioder Mehrkreisschaltung aufweisen. Diese haben nämlich die Eigenschaft größter Periodizität, daß nämlich bei abgestimmtem Gitterkreis und geringfügig verstimmtem Anodenkreis die Schwingungsamplitude sogleich erheblich absinkt, vielleicht infolge einer Art Störung der Resonanz, während die sogenannten aperiodischen Glühkathodensender, bei denen ein einziger Schwingungskreis sowohl mit dem Gitter- als auch mit dem Anodenkreis gekoppelt ist (schaltungstechnische j Rückkopplung), die Eigenschaft haben, daß _; bei Änderung der Abstimmung dieses rückgekoppelten Schwingungskreises ohne weiteres , eine andere Welle erzeugt wird mit höchster j Amplitude und schon erhebliche Abstim- j mungsänderungen nötig sind, um ein Absin- j ken der Amplitude herbeizuführen, letzteres aus dem Grunde, weil der aperiodische Rückkopplungssender nur bei einem bestimmten Rückkopplungsgrad seine höchste Leistung hergibt und dieser Rückkopplungsgrad sich mit der Schwingungszahl rndert, diese letz-

tere Änderung jedoch sehr weite Grenzen aufweist, d. h. also ein verhältnismäßig großer Schwingungsbereich mit ein und demselben Rückkopplungsgrad mit praktisch gleichbleibender Amplitude durchschritten werden kann.

Die Kopplung des Senders mit den Kopplungsorganen der Leitungen spielt im übrigen auch bei der Erfindung und Zwei- oder Mehrkreisschaltungen eine gewisse Rolle. Es hat sich gezeigt, daß man bei möglichst fester Kopplung des Senders am Empfangsort den besten Empfang erzielt, daß aber dann das Senden von dieser Station aus mit schlechtem Wirkungsgrad erfolgt, der letztere aber ver-^, bessert werden kann durch losere Kopplung' wodurch wiederum der Empfang verschlechtert wird. Man wird daher in der Praxis einen gewissen Mittelwert der Kopplung einzustellen haben, daß einerseits entsprechend lose und andererseits entsprechend fest gekoppelt wird, so daß man einen praktisch einwandfreien Gegensprechverkehr bzw. Duplexbetrieb durchführen kann, ohne beim Übergang vom Sprechen auf Hören etwa die Kopplung ändern zu müssen.

Auf den ersten Blick unterscheidet sich die Erfindung von einer bekannten Einrichtung, bei der ein Leitungspaar zur Übertragung der Wellen von einem Ende der Leitung zum anderen Ende der Leitung dient und an jedem Ende Niederfrequenzleitungen angeschlossen sind, in der Weise, daß eine Gabelung der Leitung vorgenommen wird und in dem einen Zweig nur der Sender und im anderen Zweig nur der Empfänger, und zwar beide an jedem Ende der Leitung, angeordnet sind und des weiteren die bekannten Einrichtungen getroffen werden müssen, um eine Beeinflussung des Senders durch den Empfänger zu vermeiden. Dort ist die hier beschriebene und den Gegenstand der Erfindung bildende Kopplungsart des Senders mit beiden Leitungen weder erwähnt noch verwirklicht, und ebenso sind dort nicht die hier beschriebenen Erscheinungen dieser neuen Schaltung beobachtet und praktisch genutzt.

Die Erfindung ermöglicht es also, zwischen zwei Stationen Wellen zur Zeichenübermittlung zu verwenden, die untereinander gleiche Frequenz haben, so daß ein Einwellenverkehr durchgeführt wird. Ein Paar Stationen benötigt also nur eine Welle zum Verkehr miteinander in beiden Richtungen und nicht, wie bisher, zwei voneinander verschiedene Wellen, so daß eine der bisher notwendigen zwei Wellen frei wird zur Herstellung des Verkehrs zw-ischen zwei anderen Stationen, ohne daß der Wellenbereich des normalen Sendertyps deshalb vergrößert werden müßte. Die derart frei gewordene Welle kann nun für ein anderes Stationspaar benutzt werden, welches an dieselbe Doppelleitung angeschlossen ist. Werden diese beiden Wellen für zwei verschiedene Stationspaare nun so gewählt, daß die eine Welle außerhalb des Resonanzbereichs der anderen Welle bzw. der zur Erzeugung und Aufnahme derselben

erforderlichen Schwingungskreise liegt, und umgekehrt, so werden sich diese Wellen auch nicht stören können.

Bezüglich der Schaltung der Abb. ι sei noch bemerkt, daß man bei symmetrischer Ausbildung der Spulen 7, 8, 9, 10 auch den Verbindungspunkt der Spulen 7, 8 bzw. 9, 10 erden kann als Symmetriepunkt des Systems.

Man kann ferner mit je einer der beiden Spulen, beispielsweise 8, 10, je einen Empfänger koppeln und nicht die Empfangsleistung rückwärts dem Sender entnehmen. Auch dann wird der Vorteil erreicht, daß jeder Empfänger verhältnismäßig geringer Verstärkung bedarf, weil durch die bloße Tatsache des Einschaltens der Senderlampe bereits eine große Leistung durch die betreffende Spule 8 bzw. 10 fließt, die nunmehr nur kenntlich gemacht bzw. verstärkt zu werden braucht. Auch hier muß dafür gesorgt werden, daß der Empfänger nicht zu fest mit den zugehörigen Spulen gekoppelt wird, da sonst dem Sender durch den Empfänger am gleichen Ort zuviel Energie entzogen wird; andererseits darf aber auch diese Kopplung nicht zu lose sein, damit der Empfang nicht beeinträchtigt wird und beispielsweise zu viele Empfängerlampen benötigt werden. In Abb. 2 ist eine Schaltung gezeigt, bei der eine Glühkathodenröhre 24 mit Schwingungskreis im Gitterkreis und Kopplungsspule 23 mit den Kopplungsorganen 20, 21 gekoppelt ist, während ein Detektor 25 gleichfalls symmetrisch mit den Kopplungsorganen 2O, 21 verbunden ist. Er speist unmittelbar den Telephonkreis 26 (Detektorempfang). Aus dem eingangs Gesagten geht hervor, daß auch bei nicht brennender Sendelampe 24 der Empfang möglich ist, falls der Detektor 25 hinreichend empfindlich ist.

In der Schaltung der Abb. 3 ist schließlich der Fall gezeigt, bei dem die Empfangsenergie rückwärts dem Sender entnommen wird. Zu diesem Zweck ist der Detektor 25 mit dem Gitterkreis 22 der Sendelampe 24 galvanisch einstellbar gekoppelt, und das Anzeigeinstrument 26 macht die ankommende Schwingung kenntlich.

Claims (8)

1. Patentansprüche:-

   ι. Anordnung zur Telephonie und Telegraphic mit elektrischen Wellen längs Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsorgane für die Sende- "und Empfangsapparatur zwischen zwei oder mehreren Leitungen angeordnet und mit diesen so fest gekoppelt sind, daß Änderungen der Abstimmung bzw. des inneren Widerstandes für eine Apparatur an einer Station auch Änderungen der Abstimmung bzw. des Arbeitswiderstandes für die andere Apparatur einer anderen Station zur Folge haben.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einander beeinflussenden Apparaturen an zwei oder mehreren Stationen auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind.
3. ~ 3. Verfahren zur Benutzung der Anordnungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang auf einer Station bei schwingender Sendeapparatur der empfangenden Station erfolgt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang auf der einen Station bei brennender, jedoch nicht schwingender Senderöhre dieser Station erfolgt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsorgane bei jeder Station in so viel Gruppen unterteilt sind, als gekoppelte Leitungen vorhanden sind, und ' diese Gruppen in einem gemeinsamen Punkt vereinigt sind, der bei symmetrischer Ausbildung der Gruppen geerdet sein kann.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeapparatur jeder Station mit zwei Gruppen der Kopplungsorgane, die Empfangsapparatur gleichfalls mit zwei Gruppen oder nur mit einer derselben gekoppelt ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsapparatur, z. B. Verstärker und Detektor oder nur letzterer allein, mit dem Gitterkreis einer mit Glühkathodenröhfen arbeitenden Sendeapparatur gekoppelt ist.
8. 8. Verfahren zur Benutzung der An-Ordnungen nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsapparatur einer Station mit dem Sendekreis einerseits so fest gekoppeltwird, daß Empfang möglich ist, no andererseits so lose, daß dem Sender durch die Empfangsapparatur nicht die Wellenaussendung beeinträchtigende Energiemengen entzogen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.