DE463477C - Verfahren zur Konstanthaltung der Sendefrequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Sendeanlagen und hat den Zweck, deren Frequenz konstant zu halten. Ferner soll die Frequenz auch geregelt werden können.
Es sind viele Geschwindigkeitsregler (ζ. Β. Fliehkraftregler; und Frequenzregler (elektrische Regler) für die Konstanthaltung der Frequenz bekannt. Sie besitzen jedoch alle den Nachteil, daß sie an der Hochfrequenzmaschine selbst angreifen, die oft eine Leistung von einigen hundert Kilowatt hat. Wegen der großen elektrischen und mechanischen Trägheiten ist die Regelung langsam, und oft kommt die ganze Anlage infolge der elektromechanischen Rückwirkungen zwischen Motor und Erzeuger ins Pendeln.

Die Erfindung besteht nun darin, die Frequenzregelung auf ein Glied viel kleinerer Abmessung einwirken zu lassen. Zu diesem Zweck wird mit einer Frequenz gesendet, die durch Interferenz aus einer Hochfrequenz und einer Niederfrequenz zusammengesetzt ist. Bei Frequenzänderungen wird nun die Niederfrequenz so beeinflußt, daß die Sendees frequenz konstant bleibt.

Wenn also z. B. ein Haupterzeuger für 20 000 Perioden vorgesehen ist, wird seine Frequenz durch einen 5ooperiodigen Nebenerzeuger moduliert und die Antenne entweder auf die Frequenz ig 500 oder 20 500 abgestimmt. Die Energie zum Speisen des Frequenzreglers wird dem Haupterzeuger entnommen und der Frequenzregler wirkt auf den Nebenerzeuger ein.

Wenn z. B. die Frequenz des Haupterzeu-· gers (die, wie zunächst angenommen sei, nicht mit einem Geschwindigkeitsregler ausgestattet ist) auf 19990 Perioden sinkt, sinkt die Sendefrequenz in der Antenne auf 20 490 Perioden. Diese Frequenzänderung wirkt auf den Frequenzregler so ein, daß der normal 5ooperiodige Nebenerzeuger Strom von 510 Perioden abgibt. Dadurch steigt die Sendefrequenz wieder auf 20 500 Perioden. Die Frequenzschwankungen des Haupterzeugers werden also durch Frequenzänderungen umgekehrten Vorzeichens des Nebenerzeugers berichtigt.

Enthält der Nebenerzeuger eine von einem Motor angetriebene veränderliche Induktanz, so läßt man zweckmäßig den elektrischen Frequenzregler die Geschwindigkeit dieses Motors beeinflussen. Verwendet man magnetische Modulatoren, so ist es zweckmäßiger, als Nebenerzeuger einen kleinen Röhrensender zu verwenden, der einen Strom liefert, der die eisenhaltigen Spulen des Modulators vormagnetisiert. Der elektrische Frequenz-

regler wirkt dann zweckmäßig auf ein Variometer ein, durch das die Frequenz des Nebenerzeugers geändert wird. Die Leistung des Xebenerzeugers braucht kaum ein hundert-.-.tel der des Haupterzeugers zu sein. Daher läßt sich die Sendefrequenz sehr rasch regeln, weil der Nebenerzeuger sehr geringe Trägheit hat.

In solchen Fällen, wo man mit statischen ίο Frequenzvervielfachern arbeitet, ist im allgemeinen zur Erzielung der Harmonischen, welche gerade Vielfache der Grundfrequenz enthalten, ein Gleichstrom von großer Stärke bei geringer Spannung erforderlich. Dies läßt sich in Verbindung mit der Erfindung dadurch vermeiden, daß die Frequenzvervielfacher unmittelbar durch den Modulierungsstrom vormagnetisiert werden, den man hauptsächlich einem als Nebenerzeuger dienenden kleinen Röhrensender entnimmt. Selbst wenn man Vormagnetisierungsgleichstrom nicht benötigt (bei Erzeugung von Harmonischen, welche ein ungerades Vielfaches der Grundfrequenz besitzen), ist es zweckmäßig, durch einen Modulierungsstrom die Sendefrequenz zu beeinflussen.

Es wurde angenommen, daß der Haupterzeuger keinen Geschwindigkeitsregler besitze, es ist jedoch selbstverständlich zweckmäßig, die Geschwindigkeitsreglung des Haupterzeugers beizubehalten, so daß der Frequenzregler nach der Erfindung einfach eine Ergänzung dazu bildet.

In den Abbildungen sind einige Schaltungen als Ausfuhrungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung dargestellt.

Abb. ι erläutert den Grundgedanken, ,Abb. 2 ist eine Schaltung bei Verwendung eines Zweiphasenstromhaupterzeugers, Abb. 3 zeigt eine Maschine besonderer Art, die für das Verfahren besonders zweckmäßig ist, Abb. 4 zeigt in einer Schaltung die Möglichkeit, an vielen Stellen die Energie eines einzigen Haupterzeugers mit verschiedenen Frequenzen abzunehmen, Abb. 5 zeigt schließlich eine Schaltung, durch die es möglich ist, Sprechströme in zwei Komponenten von gleicher Amplitude und ungefähr 90⁰ Phasenverschiebung zu zerlegen, so daß solche Sprechströme wie ein Zweiphasenstrom betrachtet werden können.

In Abb. ι ist ein Haupterzeuger, der Strom von der Frequenz F liefert und über einen Hochfrequenztransformator 2 mit der mit Hilfe der Induktanz 4 auf die Frequenz F + f oder F — f abgestimmten Antenne 3 gekoppelt ist; 5 ist ein Röhrensender, der gewöhnlich die Frequenz f zur Modulierung abgibt

Dieser Röhrensender ist in beliebiger, bekannter Weise geschaltet, seine Frequenz ι kann durch das Variometer 6, das durch den Frequenzregler 7 ' betrieben wird, verändert werden (6 ist z. B. eine Selbstinduktion mit beweglichem Eisenkern, der von einem kleinen durch den Regler 7 gesteuerten Gleichstrommotor bewegt wird).

Der Röhrensender 5 besitzt die Frequenz f und ist durch die Kopplung 8 an den Vormagnetisierungsstromkreis des Modulators g, 9, 10, 10 angeschlossen, so daß er auf den Stromkreis des Haupterzeugers einwirkt und dessen Frequenz F mit seiner Frequenz f moduliert. Der Modulator besteht vorzugsweise aus zwei Induktanzen 9, 9 in Reihe mit Kapazitäten 10, 10 und ist an die Klemmen des Haupterzeugers angeschlossen. Die Reaktanz des Modulators 9, ϊ ο ist derart eingestellt, daß sie je Periode von / zweimal Null wird, wenn der durch 5 gelieferte Strom seine Höchstwerte erreicht. 11 ist eine Gleichstrommaschine und liegt in Reihe mit einem Widerstand 12 und einer Drosselspule 13. Das Senden ist durch einen Unterbrecher 14 möglich, der im Nebenschluß über einem Teil des Widerstandes 12 liegt. Die Kapazität 15 schützt den Kreis 15, 8 vor Gleichstrom, die Drosselspule 13 die Gleichstrommaschine vor Wechselstrom. Wenn der Modulator durch einen passenden Gleich- go strom gespeist wird, läßt sich seine Reaktanz auf Null bringen und folglich die Wechselstrommaschine beim Abklingen der auszusendenden Zeichen kurzschließen. Wenn die Taste angehoben ist, ist der durch die Maschine 11 gelieferte Strom genügend schwach, und der durch den Nebenerzeuger 5 abgegebene Wechselstrom von der Frequenz f moduliert die Frequenz F des Haupterzeugers.

Ein zweiter Modulator für sehr schwache Leistung übernimmt die Speisung des Frequenzreglers mit Strom von der Frequenz F -\- f. Es ist also ersichtlich, daß die in den Spulen 18 und 19 erzeugten Ströme von der Frequenz F bzw. f sich in den Induktanzen 16 überlagern. Es ergibt sich daraus im Stromkreis 21, der auf die Frequenz F -J-/ abgestimmt ist, ein Strom dieser Frequenz, und zwar nur dieser Frequenz, wenn man den Stromkreis genügend schwach gedämpft macht, damit er keine Energie von der Frequenz F — f aufnehmen kann. Der Stromkreis 21 wird in derselben Weise, wie die Antenne gespeist, aber die in diesem Stromkreis und in dem Modulator 16, 17 wirksame Leistung ist nur so groß, wie zum Betriebe des Reglers 7 nötig ist. Der Regler 7 ist von bekannter Bauart und daher nicht weiter beschrieben.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. ι ist folgende: Der Haupterzeuger 1 liefert einen Strom von der Frequenz F, der

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Nebenerzeuger 5 von der Frequenz /. Die Antenne 3 und der Schwingungskreis 21 sind z. B. auf die Frequenz F -f- f abgestimmt. Nimmt nun aus irgend einem Grunde die Frequenz F den Wert F' an, so ändert sich auch der Strom in dem Schwingungskreis 21 und der Regler 7 wird so beeinflußt, daß er die Induktanz 6 in der Richtung ändert, daß die Frequenz f des Neben-

to erzeugers 5 den Wert /' annimmt, der um genau so viel Perioden größer ist, wie die Frequenz des Haupterzeugers kleiner geworden ist und umgekehrt, 'd. h. die Summe der neuen Frequenzen F' -j- f = F + f, so daß sich also die Summe nicht geändert hat. Bei Anwendung von Frequenzvervielfachern würden die Stromkreise im allgemeinen dieselben sein, mit der Ausnahme, daß der durch den Sender 5 erzeugte Strom unmittelbar den Fr equenzver viel fächer selbst vormagnetisieren würde. Es versteht sich im übrigen von selbst, daß sich viele Abänderungsformen ausbilden lassen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen: so kann die kleine bei 16, 17, 20 in Gestalt eines magnetischen Modulators dargestellte Anordnung mit Hilfe von Dreielektrodenröhren hergestellt: werden, der Stromkreis 21 kann durch eine Bandsiebkette ersetzt werden, die nur ein außerordentlich schmales Frequenzband hindurchläßt. Man kann endlich die Frequenz des Hilfssenders durch alle anderen Mitte!

wie durch ein Variometer verändern, usw.

Wenn der auf die Frequenz F + f z. B.

abgestimmte Ausgangsstromkreis eine für die Frequenz F — / genügend starke Reaktanz bietet, gibt es praktisch in dem Stromkreis nur einen Strom von der Frequenz F -f- f von praktisch konstanter Amplitude.

Da in Wirklichkeit die selektiven Stromkreise oder die Siebketten niemals vollkommen sind, wird immer ein wenig Strom vcn der nicht gewünschten Frequenz übrigbleiben, d. h. ein Einfluß durch die Modulierung wirksam sein, der störend sein kann.

Dieser Mangel ist hauptsächlich die Folge davon, daß durch die Modulierung die Leistungsabgabe des Haupterzeugers nicht mehr in dem Maße konstant ist, wie ohne Modulierung, indem ja der Höchstwert der Amplitude selbst zweimal je Periode der Modulierungsfrequenz Null wird. Man muß daher die Schwingungskreise so selektiv machen, daß die Schwingungen nur langsam ausklingen, was bekanntlich um so weniger der Fall ist, je mehr der Schwingungskreis gedämpft ist.

Diesen Mangel durch Verwendung mehrphasiger Erzeuger zu beseitigen, ist ein weiterer Zweck der Erfindung.

Angenommen nämlich, daß eine Zweiphasenhochfrequenzmaschine durch einen anderen Zweiphasenerzeuger viel geringerer Frequenz moduliert werde, so ist zu beachten, daß, wenn- die Größe cos — t cos — t

2 π 2 π

durch Null geht, die Größe sin — i sin J— t

2 π 2 π

durch ein Maximum geht, d. h. daß die modulierte Energie niemals Null wird. Dies ergibt sich besonders klar aus der folgenden Gleichung:

F f . F . f

cos — t cos — t — sin -— t sm — t
•2. π 2 π 2 π 2π

= COS

2 Tt

Aus dieser Gleichung sieht man, daß gerade ein Senden mit der Frequenz F + f unmittelbar erzielt wird, ohne daß die Schwingungskreise sehr selektiv zu sein brauchen. Natürlich kann man an Stelle der Summe der Frequenzen auch die Differenz erhalten, indem man die Anschlüsse einer Phase umkehrt.

Eine weitere Möglichkeit der Konstanthaltung der Frequenz bei Verwendung eines Haupt- und eines Nebenerzeugers ist dadurch gegeben, daß die niederfrequenten Modulierungsströme durch Interferenz aus den Schwingungen des Haupterzeugers und go einer streng konstanten Frequenz eines Hilfsjrzeugers erzeugt werden. Die Ströme von der Frequenz der Schwebungen werden nach Bedarf verstärkt und wirken dann erst auf die Modulatoren ein. Da die Schwebungsfrequenz als Differenz der Haupterzeugerfrequenz und der absolut konstanten Nebenerzeugerfrequenz gewonnen worden ist, ist die Sendefrequenz dauernd gleich der Nebenerzeugerfrequenz, also ebenfalls durchaus konstaut.

Als Ausführungsbeispiel für eine solche Schaltung dient Abb. 2. 1 ist die Zweiphasenwechselstrommaschine als Haupterzeuger, die Hochfrequenzströme von der Frequenz F erzeugt. Die Kapazitäten und Induktanzen 10, 9 bilden die Modulatoren, 2, 2' sind Kopplungen zwischen dem Haupterzeuger 1 und der mit Hilfe der Antennenspule 4 auf die Frequenz der Sendewellen abgestimmten Antenne 3. Durch die übertrager 35 können zwischen den Klemmen 30, 30 einerseits und 31, 31 andererseits Zweiphasenspannungen mit konstanter und von der Modulierung unabhängiger Amplitude abgenommen werden, wie es vorhin für Zweiphasenwechselströme abgeleitet worden ist. Der Nebenerzeuger 5 hat die Frequenz /, Übertrager 33 ermöglichen es, die sich aus der Interferenz der Frequenzen des Haupterzeugers und des Nebenerzeugers ergebenden Schwebungen F — f an die Gleichrichterverstärkeranord-

nungen 34 anzulegen. 36 endlich sind Ausgangsübertrager der Verstärker 34. Die Sekundärseite dieser Übertrager speist die Modulatoren 9, 10. Diese Modulatoren werden auch von dem Gleichstrom der Quelle 37 gespeist. Die Selbstinduktionen 38 sind dazu bestimmt, den Hochfrequenzstrom von den Sekundärwicklungen der Übertrager 36 fernzuhalten.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung läßt sich folgendermaßen erläutern: Die durch den Haupterzeuger abgegebenen Wellen von der Frequenz F interferieren mit den durch den Nebenerzeuger gelieferten von der Frequenz / f und das erste Glied des Verstärkers 34 richtet die Schwebungen von der Frequenz F— f derart gleich, daß die Sekundärwicklungen der Übertrager 36 von Zweiphasenströmen mit der Frequenz dieser Schwebungen durchflossen werden. Diese Ströme überlagern sich dem aus der Quelle 37 kommenden Gleichstrom derart, daß die Reaktanz eines der Stromkreise 9, 10 abnimmt, wenn die des anderen steigt, so daß die Kopplungen 2 und im entgegengesetzten Sinne 2' der beiden Phasen der Antenne als Funktion der Reaktanz der Stromkreise 9, 10, über deren Klemmen sie geschaltet sind, Modulierungsstrom von der Frequenz der Schwebungen F — f liefern.

Dieser Modulierungsstrom 'moduliert dann

die Frequenz F zu F — (F — /) = f, d. h.

welchen Wert auch F durch Schwankungen annehmen mag, die Sendefrequenz bleibt konstant gleich /.

In diesem Fall muß also der Nebenerzeuger die Sendefrequenz haben, und der durch Interferenz gewonnene Modulierungsstrom muß von der Frequenz F des Haupterzeugers abgezogen oder ihr zugefügt werden, je nachdem ob F oder f größer ist.

Während einer Periode des Modulierungsstromes wird also zunächst die Kopplung 2 der einen Phase die Maximalenergie an die Antenne abgeben, dann am Ende einer Viertelperiode die Kopplung 2 der anderen Phase, dann wieder eine Viertelperiode später die Kopplung 2' der ersten Phase und schließlich die Kopplung 2' der zweiten Phase, um dann λόπ neuem zu beginnen. Wenn eine Periode des Modulierungsstromes erschöpft ist, ist dem Hauptstrom eine Periode zugefügt oder abgezogen worden.

Der mit 34 bezeichnete Verstärker kann ein Verstärker mit Dreielektrodenröhren sein oder auch durch Maschinen gebildet werden. Ebenso kann der Modulierungsstrom mit Hilfe eines Quecksilberdampfgleichrichters z. B. anstatt einer Gleichrichterröhre erhalten werden. Ferner können die gleichgerichteten Ströme zur Erregung einer Gleichstrommaschine dienen, deren Anker die zur Modulierung nötige Leistung liefern kann.

Wenn nun z. B. der Haupterzeuger einen Geschwindigkeitsabfall erfährt, und die Frequenz F z. B. um eine Periode je Sekunde sinkt, so steigert sich- die Schwebungsfrequenz um eine Periode derart, daß die Frequenz des Sendestromes in der Antenne streng aufrechterhalten bleibt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet alle Bedingungen wünschenswerter Vollkommenheit, denn der Nebenerzeuger kann als in seiner Frequenz unbedingt unveränderlich angesehen werden, weil wegen seiner geringen Leistung keinerlei Trägheit zu überwinden ist.

Der Sender kann übrigens ganz durch Akkumulatoren gespeist und in einen Faradaykäfig eingebaut werden, er kann auf eine sehr lose Weise mit den Verstärkern gekoppelt werden, und man kann in allgemeiner Weise alle zum Betrieb mit unveränderlicher Frequenz nötigen Vorsichtsmaßregeln beachten.

Um eine reine Frequenz, d. h. ausschließlich die Modulierungen, in der Antenne zu erhalten, müssen die Modulatoren die Welle völlig modulieren, d. h. die durch die Verstärker 34 gelieferten Ströme müssen derart eingestellt werden, daß sie, wenn sie durch ihre Maximalwerte gehen, die Reaktanz des Stromkreises 9, 10 auf Null bringen. Ebenso müssen die Kopplungen 2 derart sein, daß die durch die beiden Phasen induzierten elektromotorischen Kräfte sich das Gleichgewicht halten.

Es kann fernerhin auf eine weniger vollendete Weise mit einem einzigen Verstärker, wie 34, und einem einphasigen Haupter- 10c zeuger gearbeitet werden, wie zu Beginn der Beschreibung ausgeführt worden ist. Dann muß ein Modulierungseinfluß in Kauf genommen werden, den es dann gilt, durch Syntonisierung, Siebung usw. so wenig störend als möglich zu machen.

Um den Haupterzeugerstrom durch den Nebenerzeugerstrom - zu modulieren, kann man den Haupterzeuger durch den Strom des Nebenerzeugers erregen. Dabei kann entweder der Strom des Nebenerzeugers selbst die Modulierungsfrequenz besitzen (dann ist der Nebenerzeuger ein Niederfrequenzgenerator), oder der durch Interferenz des Haupterzeugerstromes mit dem des Nebenerzeugers (der in diesem Fall also ein Hochfrequenzgenerator ist wie z. B. Röhren) gewonnene Strom besitzt die Modulierungsfrequenz.

Für den letzten Fall soll nun eine Maschine beschrieben werden, die dann besonders zweckmäßig erscheint (Abb. 3).

Eine Wechselstrommaschine6i besitzt drei gezahnte und nicht mit Spulen versehene Läufer und dementsprechend drei mit Spulen versehene Ständer. Zwei von diesen Spulen 61 und 62 sind gleich groß und ihre Ständer 63 und 64 sind unter sich um ein Viertel Polschritt verstellt. Die dritte Spule 65 ist sehr klein und hat nur die Aufgabe, den Teil der Hapterzeugerenergie zu erzeugen, die mit dem Nebenerzeuger zur Schwebung gebracht wird. Die Wechselstrommaschine 61 stellt also gewissermaßen einen Zweiphasenwechselstromhaupterzeuger und einen Hilfserzeuger von Strom der gleichen Frequenz dar. Bringt man nun den Hilfserzeuger von der Frequenz des Haupterzeugers mit einem in der Abb. 3 nicht dargestellten Nebenerzeuger 5 von absolut konstanter Frequenz zur Schwebung und speist man mit Strömen von dieser Schwebung nach vorheriger Gleichrichtung die Spulen 61 und 62, so kann man aus den hintereinandergeschalteten, ebenfalls nicht dargestellten Sekundärspulen der Wechselstrommaschine 1 einen Strom einer Frequenz abnehmen, die genau derjenigen des Nebenerzeugers gleich und folglich auch wie diese konstant ist.

Nach einer anderen Ausführungsform kann der Haupterzeuger ein asynchroner Erzeuger sein, so daß die Frequenz der durch diese Wechselstrommaschine gelieferten Ströme einfach durch Wechsel der Charakteristiken der Selbsterregung verändert werden kann.

In diesem Falle würde der Frequenzregler auf Glieder einwirken, die dieses Ziel erreichen lassen (Kapazität z.B.).

Man kann auch, an Stelle eines durch die Frequenz der ausgesendeten Wellen betriebenen und seinerseits die Frequenz der Modulierunigsströme steuernden Frequenzreglers viel einfacher eine mechanische Verknüpfung herstellen, daß, wenn die Frequenz des Haupterzeugers ι sich ändert, die Frequenz des Xebenerzeugers 5 selbst sich auch ändert. Man kann z. B. auf dem Haupterzeuger eine Fliehkraftvorrichtung anordnen, die einen Hebel steuert, der für bestimmte Frequenzen der Maschine genau bestimmte Stellungen einnimmt. Dieser Hebel kann selbst unmittelbar die Frequenzveränderungen des Nebenerzeugers steuern. Dieses Verfahren kann, wie bemerkt sei, theoretisch weniger vollkommen als das oben vorgeschlagene erscheinen, denn es kommt darauf zurück, mechanische Verbindungen oder Abhängigkeit zwischen den beiden Frequenzerzeugern herzustellen, während das oben beschriebene Verfahren eine Regelung darstellt, die zur Wirkung kommt, unabhängig von dem Anlaß zur Veränderung.

Man hat heute das Bestreben, eine gewisse Anzahl von Verkehrsverbindungen in einer einzigen Sendestation zusammenzufassen und zwar in der Absicht, die allgemeinen Kosten herabzusetzen und offensichtliche Vorteile der Zentralisation auszunutzen. Es werden dann inmitten einer Sendestelle eine gewisse Anzahl von Antennen und Hochfrequenzmaschinen angeordnet. Diese Maschinen haben ihren Leistungen entsprechende Abmessungen und liefern Strom von λ-erschiedenen Frequenzen.

Diese Lösung bietet zahlreiche Nachteile: Große Zersplitterung der Gesamtleistung in eine große Zahl von Einheiten, erhöhte Leer-Verluste, Schwierigkeit, im Bedarfsfalle eine einzige Welle mit hoher Leistung zu senden usw. Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, denn sie ermöglicht, mit einer einzigen Maschine im Betrieb gleichzeitig verschiedene Wellen mit beliebiger Leistung zu senden, ohne daß ein Einschränken des Verkehrs nötig wäre, sogar, wenn Bedarf dafür vorhanden ist, mit der gesamten verfügbaren Leistung eine einzige Welle zu senden. So können z. B. gemäß der Erfindung mit einem einzigen Haupterzeuger von 1 000 Kilowatt 5 Wellen, deren Frequenzen j ede um 300 Perioden auseinanderliegen, (bisher die zulässigen Zahlen, um im Empfang zwei entfernte Sender voneinander trennen zu können), gesendet werden, indem für jeden der Sendevorgänge in einem Augenblick 200 Kilowatt oder auch für einen von ihnen nach Bedarf 800 oder 900 Kilowatt verfügbar sind, während die Energie für die übrigen natürlich infolgedessen verringert wird.

Man kann ferner für alle diese verschiedenen Sendevorgänge eine absolute Konstanz der Frequenz erhalten.

Ein solches Sendeverfahren wird durchgeführt, indem z. B. ein ein- oder zweiphasiger Haupterzeuger vorgesehen wird, der sorgfältig kompoundiert wird und infolgedessen die Rolle eines Netzes mit konstanter Spannung spielt. Es werden dann ebensoviele Anzapfungen ausgeführt, als Sendevorgänge zu versorgen sind, während die jeder einzelnen Anzapfung zugeleitete Energie für sich geregelt und mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz moduliert werden kann, um leicht für jeden Sendevorgang eine besondere Frequenz zu erlangen.

Ein solcher Haupterzeuger 1 (Abb. 4) ist durch eine Kapazität 39, die durch eine Selbstinduktion 40 mit Eisen nebengeschlossen ist, kompoundiert. Die Spule 40 ist bemessen, die Ströme der Modulierungsfrequenz hindurchzulassen.

Der Haupterzeuger speist die Schienen 41, 41' und bildet als Ganzes das Netz, über das man verfügt.

Bei 42,42' befindet sich eine erste Anzapfung, 2 stellt die Kopplung mit der Antenne 3 dar, die durch die Induktanz 4 auf die Frequenz der Schienen 41,41' grob abgestimmt wird. Die Aufgabe der beiden Selbstinduktionen 43 und 44 ist folgende: Wenn die Selbstinduktion von 43 verringert wird, so wird die Energie, die die Anzapfung 42, 42' aufnehmen will, größer. Gleichzeitig wird aber die Resonanz verstimmt, die man jedoch mit Hilfe der Selbstinduktion 44 wiederherstellen kann. Inidem man die Induktanzen 43 und 44 durch ein Handrad 45 zwangläufig bewegt, wird die der Antenne 3 mitgeteilte Energie auf eine volkommene Weise gesteuert. 14 stellt schematisch die Sendetaste dar.

Bei 46, 46' ist eine zweite Anzapfung mit Kopplungen 2, 2' für die Antenne 3 vorgesehen, die mit Hilfe der Induktanz 4 auf die Summe oder die Differenz der Frequenzen grob abgestimmt ist, die zwischen den Schienen 41, 41' und den Klemmen des Nebenerzeugers 5 bestehen. 43, 44 bzw. 45 spielen für diese Anzapfung dieselbe Rolle wie die Glieder 43, 44, 45 für die erste Anzapfung, sie ermöglichen, daß die Anzapfung mehr oder weniger Energie entnimmt. Die Vormagnetisierungsspulen 47,47' werden, wie aus der Zeichnung hervorgeht, parallel durch den Hochfrequenzstroni und in Reihe durch den aus der Hilfsdynamo 48 gelieferten Gleichstrom durchflossen. Endlich sind die Übertrager 49, deren Sekundärwicklungen durch die Kapazitäten 50 kurzgeschlossen sind, derart geschaltet, daß die durch den Nebenerzeuger 5 gelieferten Ströme sich dem in dem mittleren Zweig 43, 46, 40, 1, 46' hinzufügen. Mit anderen Worten die beiden Selbstinduktionen 47 und 47' befinden sich parallel gegenüber der Hoch- und Niederfrequenz und in Reihe allein dem Gleichstrom gegenüber. Die Taste 14 endlich schließt einen Teil des Widerstandes 12 kurz.

Für einen gewissen Stromwechsel, den die Wechselstrommaschines liefert, wird die eine der beiden Selbstinduktionen 47 gesättigt sein und die andere nicht. Folglich tritt nur eine der Kopplungen 2 und 2' allein in Wirkung, eine halbe Periode der Modulierung später die andere und so fort. Damit sich aus diesem hin und hergehenden Spiel eine Veränderung der Frequenz ergibt, muß bei jedem Übergang d-?r Kopplung von 2 nach 2' und umgekehrt sich die augenblickliche Phase der in der Antenne induzierten elektromotorischen Kraft umkehren, was für die in der Abb. 6 angegebenen Richtungssinne zutrifft.

Wenn die Taste 14 niedergedrückt wird, nimmt der Gleichstrom einen solchen Wert an, daß die beiden Selbstinduktionen 47,47' zu gleicher Zeit gesättigt werden. Dann stehen sich die beiden Kopplungen 2 und 2' entgegen, und es fließt kein nennenswerter Strom in der Antenne.

Bei 51 und 51' ist eine dritte Anzapfung vorgesehen. Es können so viele angeschaltet werden wie gewünscht werden.

Dieses Schaltschema ist natürlich nur als Ausführungsbeispiel gegeben. Es sind verschiedene andere Ausführungen möglich, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann die Stromlieferung einer Anzapfung in ihrer Ausführung zu sehr verschiedenen Schaltungsanordnungen führen. Ebenso können die Vormagnetisierungsspulen mehrere Wicklungen anstatt einer einzigen haben usw. Es wird jedenfalls am Erfindungsgedanken nichts geändert, wenn eine Schaltung durch die andere ersetzt wird.

Man erhält, wie schon zu Beginn gesagt wurde, vollkommenere Ergebnisse, wenn man mit einem Haupterzeuger arbeitet, der zweiphasige Ströme ergibt, und man diese mit Zweiphasenströmen moduliert. Nur aus Einfachheitsgründen ist die diesem Fall entsprechende Abbildung nicht gezeichnet worden, die man sich leicht ausdenken kann, wenn man alle Glieder verdoppelt.

Will man die Erfindung auf die Telephonie ausdehnen, so wird der Nebenerzeuger 5 durch einen doppelten Röhrenverstärker ersetzt, der zweiphasige Sprechströme ergibt: auf diese Weise wird die unter dem Namen Telephonie mit einem einzelnen Bande ohne Trägerwelle bekannte Telephonie durchgeführt, die, um gehört zu werden, mit 'einem örtlichen scharf auf die Frequenz F abgestimmten Heterodynempfänger empfangen werden muß.

Der Ausdruck »zweiphasige Sprechströme« ioo bedeutet, daß die veränderlichen, durch das Mikrophon erzeugten Ströme in zwei Stromkreise von solchen Charakteristiken abgeleitet werden, daß die relative Amplitude der verschiedenen Komponenten in den beiden Stromkreisen gleich erhalten wird, und daß die Phase jeder dieser Komponenten um eine Viertelperiode im Verhältnis zu derjenigen derselben Komponente im anderen Stromkreis verschoben ist.

Die Abb. 5 gibt als Ausführungsbeispiel ein Mittel zur Erzeugung solcher Ströme an. Das gewünschte Ergebnis wird mit Hilfe gewöhnlicher Widerstände, Selbstinduktionen mit Eisenkern und Widerständen mit Hautwirkung (Skin-Effekt) erreicht, die auf der Zeichnung durch das gewöhnliche Widerstandszeichen in doppelten Strichen dargestellt sind. Diese Widerstände können z. B. aus ferromagnetischem Draht ausreichender Stärke hergestellt werden, damit die Frequenzen im Sprechstromkreis nicht völlig in

den Draht eindringen können derart, daß der wirksame Widerstand eine Funktion der Frequenz des Stromes ist, der ihn durchfließt. Bei einem geeigneten Drahtquerschnitt ist dann bekanntlich der Widerstand genau der Ouadrahtwurzel der Frequenz des betrachteten Stromes proportional.

In der Abb. 5 ist mit 23, 24 ein Übertrager bezeichnet, der den Sprechstrom führt. 25 ist ein Widerstand mit Hautwirkung (Skin-Effekt), 26 eine Selbstinduktion mit Eisenkern, 27 ein gewöhnlicher Widerstand, 28 ein anderer Widerstand mit Hautwirkung. Diese verschiedenen Bestandteile werden derartig ' bemessen, daß bei der Frequenz 800 z. B. die Widerstände 25 und 27 sehr hoch gegenüber der Impedanz 26 und dem Widerstand von 28 sind, deren Scheinwiderstand für diese Frequenz gleich sei. Dann sind die Ströme der Zweige 25, 26 einerseits und 27, 28 an- ' dererseits in Phase. Daraus folgt, daß die ; Spannungen an den Klemmen von 26 und 28 j zweiphasig, d. h. um ungefähr 90⁰ verschoben sind; weiter zeigt sich, daß der Größe nach, wenn die Frequenz z. B. viermal größer wird, der Widerstand 28 sich verdoppelt, während der Widerstand 27 unverändert bleibt, d. h., [ die Spannung an den Klemmen von 28 verdopppelt sich infolge der von der Frequenz (Hautwirkung) herrührenden Steigerung des Widerstandes von 28, andererseits geht der Strom im Zweige 25, 26 gegen vorher auf die Hälfte herunter, während der Scheinwiderstand der Impedanz auf das Vierfache steigt, so daß sich die Spannung über den Klemmen von 26 verdoppelt, das Verhältnis der Amplituden wird also gewahrt.

Die Bestandteile Selbstinduktion mit Eisen, gewöhnlicher Widerstand, Widerstand mit Hautwirkung lassen sich auch auf eine andere Weise anordnen, um zum gewünschten Ziele zu gelangen: so kann man anstatt einer Selbstinduktion mit Eisen einen Kondensator benutzen, es scheint aber in jedem Falle unerläßlich zu sein, in der Schaltung Widerstände mit Hautwirkung zu belassen, um gleichzeitig die Phasenverschiebung der Spannungen und die Gleichheit der Amplituden bei verschiedenen Frequenzen zu erhalten.

Es lassen sich also zwei um —in der Phase

verschobene Spannungen von gleichen Amplituden über den Klemmen von 26 und 28 (Abb. 3) abnehmen. Diese Spannungen die-η en zur Erregung zweier gleich gebauter Telephonstromverstärker, die im Ausgangskreis Telephonströme gleicher Amplituden,

aber in der Phase um — verschoben, liefern.

Diese Ströme können jeder einen der Magnetmodulatoren 9, 10 der AbIi. 2 modulieren.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Konstanthaltung der Sendefrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendefrequenz durch Modulierung der Frequenz eines Haupterzeugers großer Leistung mit der Modulierungsfrequenz eines Xebenerzeugers geringer Leistung erzeugt wird und Frequenzänderungen des Haupterzeugers mittels Frequenzregler gleich große, aber entgegengesetzte Frequenzänderungen der Modulierungsfrequenz hervorrufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des niederfrequenten Modulierungsstromes ein Niederfrequenznebenerzeuger dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulierungsfrequenz durch Interferenz der Frequenz des Haupterzeugers mit der absolut konstanten Frequenz eines Hochfrequenznebenerzeugers erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenerzeuger eine umlaufende Maschine verwendet und deren Geschwindigkeit mechanisch durch einen von der Frequenz des Haupterzeugers gesteuerten Frequenzregler geregelt go wird.

5. Verfahren nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Nebenerzeugers elektrisch durch einen von der Frequenz des Haupterzeugers gesteuerten Frequenzregler geregelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für den Haupterzeuger als auch für den Nebenerzeuger Zweiphasenweehselstromerzeuger verwendet werden.

7. Hochfrequenzmaschine für ein Verfahren nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen .Welle zwei gleich große und ein kleiner Läufer und in einem gemeinsamen Gehäuse zwei gleich große, um ein Viertel Polschritt gegeneinander verstellte und ein kleiner Ständer angeordnet sind, von denen die beiden gleich großen Läufer und Ständer einen Zweiphasenweehselstromerzeuger bilden und der kleine Läufer und Ständer als Hilfserzeuger kleiner Leistung bei derselben Frequenz dient.

8. Verfahren nach Anspruch 3 und-6 unter Verwendung einer Hochfrequenzmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des Hilfserzeugers mit dem eines Nebenerzeugers von absolut konstanter Frequenz zur Schwebung gebracht wird und die Schwebungswellen den Strom des als Haupt-

erzeuger dienenden Zweiphasenwechselstromerzeugers modulieren.

9. Verfahren nach Anspruch 1 für Vielfachsendeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz eines einzigen Haupterzeugers durch beliebig viele Nebenerzeuger zu ebenso vielen Sendefrequenzen, moduliert wird und die Energieverteilung für die verschiedenen Frequenzen durch einstellbare Kopplungen ausgewählt wird, die so mit einem die Frequenz des Ausgangskreises beeinflussenden Glied zwangläufig verbunden sind, daß in der Gesamtwirkung die Energieverteilung auf die einzelnen Frequenzen diese Frequenzen selbst nicht beeinflußt.

10. Schaltung zur Zerlegung von Sprechströmen in zwei Komponenten von gleicher Amplitude und ungefähr 90⁰ Phasenverschiebung für Modulierung der Zweiphasensendeströme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand mit Hautwirkung: in Reihe mit einer ihm gegenüber vernachlässigbar kleinen Induktanz und ein von der Frequenz des durchgehenden Stromes unabhängiger Widerstand in Reihe mit einem ihm gegenüber vernachlässigbar kleinen Widerstand mit Hautwirkung liegen, diese beiden Reihenschaltungen parallel zueinander von den zu zerlegenden Sprecbströmengespeist werden, raid daß die Widerstände mit Hautwirkung so berechnet sind, daß ihr Widerstand der Quadratwurzel aus der Frequenz proportional ist, für eine bestimmte Frequenz der Scheinwiderstand der beiden Reihenschaltungen sowie der der Induktanz der einen Reihenschaltung und der des Widerstandes mit Hautwirkung der anderen gleich groß sind, so daß bei allen Frequenzen der Spannungsabfall an diesen beiden letzten Impedanzen gleich groß, aber um ungefähr 90⁰ phasenverschoben sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen