DE477847C

DE477847C - Verfahren zum Empfang elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number: DE477847C
Application number: DER64213D
Authority: DE
Original assignee: OSKAR CHRISTIAN ROOS
Current assignee: OSKAR CHRISTIAN ROOS
Priority date: 1925-05-06
Filing date: 1925-05-06
Publication date: 1929-06-19

Description

Verfahren zum Empfang elektromagnetischer Wellen Gegenstand der Erfindung ist die Entfernung oder Schwächung der Einwirkung, welche durch solche elektrische Schwingungen, die von statischen Störungen oder störenden Signalwellen herrühren, auf einem Radioempfänger hervorgerufen werden.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die unregelmäßigen, nichtmusikalischen oder nichtharmonischen Schwingungen, welche durch einen Empfangsapparat, wie z. B. einen Telephonempfänger, hervorgerufen «-erden, wenn das Empfangssystem unter der Einwirkung von stoßartigen elektrischen Kräften steht, in getrennte periodische Schwingungen umgewandelt werden können.
Bei der Ausführung der Erfindung wird eine Anordnung benutzt, um diejenigen elektrischen Schwingungen, welche in dem Empfangssystem- durch stoßartige elektrische Kräfte hervorgerufen werden, und diejenigen elektrischen Schwingungen, welche durch solche elektrischen Wellen hervorgerufen werden, deren Energie empfangen werden soll, in phasenverschobene, getrennte, nichtelektrische Schwingungen, wie z. B. Klangschwingungen, die in einer Luftsäule erzeugt werden, umzuwandeln; ferner wird ein Apparat verwendet, der mit dieser Anordnung so verbunden ist, daß die Amplitude der darin erzeugten nichtelektrischen Schwingungen, welche von den Wellen herrühren, deren Energie empfangen werden soll, groß ist, verglichen mit der Amplitude der nichtelektrischen Schwingungen, welche von den stoßartigen elektrischen Kräften herrühren. Mit diesem Apparat ist schließlich ein Empfangsapparat verbunden.
Abb. i ist eine Abbildung eines Empfangssystems für elektrische Wellen, welche teilweise im senkrechten Längsschnitt gehalten ist.
Abb. z ist eine Abbildung, in der eine Schaltungsform dargestellt wird, welche in Verbindung mit der Erfindung zum Umwandeln der elektrischen Impulse in Schallwellen verwendet werden kann.
In Abb. 3 wird eine Schaltungsweise dargestellt, welche in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden kann, um die Schallwellen in elektrische Schwingungen und diese wiederum in lesbare Zeichen zu verwandeln.
Abb. q., 5, 6 und 7 geben Darstellungen von phasenverschobenen, getrennten Klangschwingungen, welche zur Erläuterung der Erfindung dienen sollen.
In Abb. 8 bis a3 werden besondere Ausführungsforinen dargestellt.
In denjenigen Zeichnungen, welche zur besonderen Beschreibung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips dienen, ist A eine Antenne, welche bei E durch die Induktionsspule L mit der Erde verbunden ist. Mit der Spule L ist der Kondensator C parallel geschaltet, um das System auf die Frequenz derjenigen Wellen abzustimmen, deren Energie empfangen werden soll. Mit der Empfangsantenne ist ein Hochfrequenzverstärker T verbunden, dessen Eingangsklemmen a, b mit den Enden der Induktionsspule L verbunden sind oder in sonstiger Weise mit der Antenne in Verbindung stehen. Die Ausgangsklemmen c, d des Hochfrequenzverstärkers sind anderseits mit den Eingangsklemmen e, f eines Niederfrequenzverstärkers K verbunden, in dem sich ein Detektor befindet. Die Ausgangsklemmen g, h des Niederfrequenzverstärkers sind mit einer Empfangsvorrichtung i verbunden, welche dazu dient, um die elektrischen Schwingungen, welche in dem Empfangssystem durch stoßartige elektrische Kräfte hervorgerufen werden, und die elektrischen Schwingungen, welche darin durch diejenigen Wellen erzeugt werden, deren Energie empfangen werden soll, sowie diejenigen Schwingungen, die in dem System durch störende Signalwellen hervorgerufen werden, in nichtelektrische Schwingungen zu verwandeln.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Empfangsvorrichtung i als ein Empfänger mit lautsprechendem Telephon dargestellt, durch das die elektrischen Schwingungen in akustische Schwingungen verwandelt werden. Statte dessen kann jedoch irgendein passender Hochfrequenzverstärker und Niederfrequenzverstärker verwendet werden.
Zweckmäßig ist mit dem Empfangssystem ein Schwingungsüberlagerer,wie er in Abb. -2 dargestellt ist, verbunden. In Abb. i ist ein solcher Überlagerer induktiv mit der Induktionsspule L durch die Primärspule l, verbunden. Der Schwingungskreis für die Überlagerungsfrequenz (Abb. 2) hat den üblichen Kondensator C', welcher durch den Griff H' und den regelbaren Kondensator C2 eingestellt ist. Die Empfangsvorrichtung i ist mit der Perkussionskammer 2 in einer Öffnung der Endwandung 3 des Rohres 4 verbunden. Ein Rohr 5 mit der Endwandung 6 ist gleitend mit dem Rohr 4 verbunden, wodurch die Länge der Luftsäule zwischen der Wandung 6 und der Kammer 7, welche justierbar in dein Rohr 4 abgeteilt ist und in der Mitte eine Öffnung 8 trägt, geändert werden kann. Die Teleskopröhren können aus Metall und die Abschlußwände 3 und 6 ebenso wie die Kammer 7 zweckmäßig aus hölzernen Scheiben hergestellt werden, die durch eine leichte Tuchumhüllung, wie Filz, abgedichtet sind.
Die Kammer 9 zwischen den Scheiben 6 und 7 bildet einen Resonanzkasten, und zwar fällt in der beschriebenen Ausführungsform die Rohrwandung der Perkussionskammer 2 mit dem Rohr 4 zusammen. Die Perkussionskammer kann jedoch auch vollständig von der Kammer 9 getrennt sein. Zur Verbindung der Resonanzkammer mit der zum Trennen der stehenden Wellen dienenden Kammer io dient ein Element, welches in der beschriebenen Ausführungsform aus zwei Teleskopröhren i i und 1a besteht, die zweckmäßig aus Metall von wenigstens i mm Dicke bestehen und einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Kammern 9 und io besitzen. Jedes Rohr ist am Ende durch Stopfen 13, 14 geschlossen, welche aus Holz sein können, und ist in der Nähe seines Endes mit mehreren Löchern 15, 16 versehen, deren Durchmesser etwa halb so groß ist wie derjenige des Rohres.
Jedes Rohr trägt zwei Aufnahmescheiben 17, 18 und ig, 2o, zwischen denen sich, wie aus der Abbildung ersichtlich, die Löcher 15, 16 befinden. Die Scheiben werden zweckmäßig aus Holz angefertigt und sind so eingerichtet, daß sie sich an dem Rohr so entlang bewegen, daß die Öffnung der am Umfang angebrachten Löcher und der Abstand zwischen jedem Scheibenpaar geändert werden kann.
Die Kammer io zum Trennen der stehenden Wellen besteht aus zwei Teleskopröhren :21,:22, die zweckmäßig aus Metall hergestellt sind und Endwandungen 23,24 besitzen, die zweckmäßig aus hölzernen Scheiben bestehen. In der Mitte zwischen den Endwandungen der Kammer io kann eine Trennwand 25 angebracht werden, die zweckmäßig aus Holz besteht und mit einer Anzahl von Öffnungen 26 versehen ist, die mit Haarbüscheln, Filz oder anderen schalldämpfenden Materialien angefüllt werden. Zur Verbindung der Kammer zo mit der zur Reflexion und Absorption dienenden Kammer 28 dient ein Paar von Teleskoprohren 2g, 2o, welches in jeder Beziehung den Rohren i i, 12 entspricht. Die Rohre sind also mit einer Anzahl von Löchern 31, 32 und mit Auffangscheiben 33, 34 und 35, 36 versehen.
Die Reflexionsabsorptionskammer 28 besteht aus zwei zweckmäßig hölzernen Teilen, deren innere Oberflächen Rotationsellipsoide oder -paraboloide darstellen. Die beiden Teile können voneinander getrennt sein. In diesem Falle wird zwischen ihnen eine Scheibe 37 aus Filz o. dgl. oder auch eine Trennwand angebracht, welche ähnlich wie die Wand 25 eingerichtet ist. Jeder Teil der Kammer 28 ist mit Stopfen 38, 39 versehen, die längs der großen Achse der Kammer verschiebbar sind und deren gegenüberliegende Flächen die gleiche Gestalt wie diejenigen Flächen haben, welche durch Einfügung der Stopfen in die Kammer verdrängt werden.
In der oberen Wandung der Kammer 28 ist in passender Weise eine Empfangsvorrichtung zur Umwandlung der Schallwellen in elektrische Schwingungen angebracht. Das in das Innere der Kammer eingelassene Glied dieser Vorrichtung befindet sich in einem Brennpunkt der Kammer. In der dargestellten Ausführungsform dient als Übertragungsvorrichtung ein elektromagnetischerTelephonüberträger d.o, der an Drähten hängt, die durch den in einer Öffnung der oberen Wand der Kammer befestigten Stopfen .4i hindurchgehen. Der Überträger ,4o ist mit den Eingangsklemmen na, az des Niederfrequenzverstärkers 21 und die Ausgangsklemmen o, p dieses Verstärkers sind mit der Signalanzeigevorrichtung T verbunden, mit deren Klemmen ein Hörbarkeitsmesser verbunden werden kann.
Die Anordnung des Apparates und der Zuleitungen in Abb. i stellt ein vollkommenes akustisches Filter dar, welches aus sieben Elementen besteht, beginnend mit dem Erzeuger von akustischen Schwingungen und endend mit der Signalanzeigevorrichtung zur Verwendung der akustischen Schwingungen, welche das zu empfangende Signal bilden, wenn es von unerwünschten akustischen Schwingungen, die durch elektrische Störungen oder durch störende Signale entstanden sind, durch Filtrierung befreit ist. Es sind also die folgenden Teile zu unterscheiden: I. das Empfangssystem für elektrische Wellen, welches ein lautsprechendes Telephon i oder einen anderen Erzeuger akustischer Schwingungen enthält, II. die Filterverbindungsvorrichtung oder Perkussionskammer 2, III. die Resonanzvorrichtung oder Echokammer 9, IV. die Filterverbindungsvorrichtung i i, 12, V. die Vorrichtung zum Trennen der stehenden Wellen io, VI. die Filterverbindungsvorrichtung, welche aus den Rohren :29, 3o besteht, und die Reflexionsabsorptionskammer 28, V II. die Anzeige- und Registriervorrichtung, welche den Empfangsapparat 40, den Verstärker M und die Signalanzeigevorrichtung T enthält.
Wie erwähnt, kann das Element I aus irgendeinem passenden Empfangssystem, welches mit lautsprechendem Telephon verbünden ist, bestehen.
Das Element II oder Perkussionskammer besteht aus einer Kammer in Form eines Zylinders, dessen Länge gering ist, verglichen mit der Wellenlänge der akustischen Schwingungen, die durch den Apparat hindurchgehen. Da die Schallgeschwindigkeit in der Luft 330 m in der Sekunde beträgt, so ergibt sich, daß eine Schallwelle, welche die Schwingungszahl von i ooo besitzt, 33 cm lang ist. Wenn daher der Apparat so eingerichtet ist, daß stoßartige elektrische Kräfte akustische Schwingungen dieser Frequenz in der Resonanzkammer erzeugen, so wird der Abstand zwischen den Wänden 3 und 7 der Perkussionskammer erheblich kleiner sein müssen als 33 cm. Allgemein sollte er nur größer sein als ein Viertel der Wellenlänge derjenigen Schwingungen, welche die geringste Schwingungszahl besitzen, die in dem System vorkommt.
Das Element III oder Resonanzkammer, die, wie beschrieben, aus Teleskoprohren 4, 5 besteht, besitzt einen inneren Durchmesser von etwa 712 cm und hat in der Mitte seiner Endwandung 6 ein Loch, welches nicht kleiner als i cm ist, also ungefähr dieselben Abinessungen besitzt wie das entsprechende Loch 8 in der Endwandung 7. Die Teleskoprohre d., 5 sind zwischen 18 cm und 25 cm lang. Das Rohr d., welches einen Teil der Perkussionskammer bildet, ist in diesem Fall länger als das Rohr 5. Die Entfernung zwischen den Endwandungen 6 und 7 der Resonanzkammer wird so bemessen, daß das eingeschlosseneLuftvolumen auf wenigstens zwei im voraus bestimmte Schwingungszahlen abgestimmt ist, welche zweckmäßig im Verhältnis i ::2 oder 2 : 3 stehen.
Beim Arbeiten mit der Vorrichtung wurde nach den folgenden Regeln verfahren: Es wurde eine Hörfrequenz gewählt, welche mit einem störenden Funkton, der durch das lautsprechende Telephon hervorgerufen wurde, übereinstimmte. Dies war die Frequenz derjenigen Schwingungen, die entfernt werden sollen. Nun wurde die Resonanzkammer 9 auf die genannte Hörfrequenz abgestimmt, indem das Rohr 5 in Gleitbewegung zu dem Rohr q. versetzt wurde. Weiterhin wurde für den Durchgang durch den gesamten Apparat eine Frequenz ausgewählt, deren halbe Wellenlänge gleich einem ganzen Vielfachen einer halben Wellenlänge der zu entfernenden Frequenz war. Wenn z. B. die zu entfernende Frequenz 500 beträgt, so ist die durch den Apparat hindurchzusendende Frequenz - i 00o, 2 000, 3 000 usw. Wenn die Resonanzkammer 9 ein Zylinder ist, so werden alle diese Frequenzen durch sie hindurchgehen, wenn die Kammer so abgestimmt ist, daß ihr Grundton die Schwingungszahl 5oo besitzt.
Wenn stoßartige elektrische Kräfte in dem lautsprechenden Telephon eine nichtstoßartige akustische Störung hervorrufen, so wird ein großer Teil der Energie der dabei entstehenden komplexen Schwingungen in der Perkussionskammer 2 zerstreut werden; die übrigbleibende Energie wird die Stoßerregung der Luft in der Resonanzkammer 9 hervorrufen, und diese wird in der Höhe ihres Grundtons und aller Obertöne schwingen. Insofern der weitaus größte Teil der Energie der so in der Resonanzkammer hervorgerufenen Schwingungen in den Grundschwingungen derselben enthalten ist, können die Obertöne der Grundschwingung vernachlässigt werden. Denn welche Energiemenge auch in diesen durch akustische Stöße erregten Grundtönen enthalten sein mag, so wird sie doch jedenfalls durch die Filterkupplungen IV und VI filtriert werden, während die ganze anverwandelte Energie dieser Stöße, welche an dem hinteren Ende gehört werden kann, durch das Signal überdeckt wird, da sie eine geringe Amplitude besitzen.
Es ist natürlich wesentlich, daß die Frequenz der stoßerregten Schwingungen von den nützlichen oder Signalschwingungen verschieden ist. Die letzteren können dabei so gewählt werden, daß sie einem Oberton der Resonanzkammer g entsprechen, wenn nach Abb. i gearbeitet wird, oder dem Grundton dieser Resonanzkammer, wenn die Anordnung nach Abb. i i Verwendung findet. In jedem Falle soll die Frequenz der Störschwingungen für den in Abb. i dargestellten Apparat entweder von den Grund- oder aber von den Oberschwingungen der Resonanzkammer hinreichend verschieden sein, um eine merkliche Erregung der Signalfrequenz zu verhindern, wenn durch diese akustischen Stöße die Grund- oder Oberschwingungen erregt werden könnten.
Die in Abb. ¢ dargestellte Resonanzkammer ist etwa 17 cm lang, und ihr Grundton hat die Schwingungszahl i ooo. Die Kurve Kn' entspricht der akustischen Schwingung, 'in welcher die kinetische Energie einer stehenden Welle enthalten ist, die in der Resonanzkammer 9 durch eine Störung entsteht, welche 'in der Perkussionskammer 2 durch den Telephonempfänger i hervorgerufen wird, so z. B. durch Unterbrechung eines Kreises, der diesen Empfänger einschließt, während die Kurve Pn' die Raumdruckänderung der potentiellen Energie der genannten Welle darstellt. Augenscheinlich werden die unregelmäßigen Störungen, welche durch den Empfänger i hervorgerufen werden, wenn stoßartige Kräfte auf die Empfangsantenne wirken, in getrennte periodische Schwingungen verwandelt. Diese besitzen in dem Beispiel die Schwingungszahl i ooo, und ihren Bewegungs- und Druckkurven werden ungefähr die durch die Kurven Kn', Pn' wiedergegebenen Formen zukommen.
Beim Arbeiten mit der Vorrichtung kann die Höhe der akustischen Signalschwingungen, welche durch den Empfänger i erzeugt werden, wenn die Antenne A der Einwirkung elektromagnetischer ` Sigtlalwellen unterliegt, kontrolliert werden, und zwar soll die Höhe in dem Ausführungsbeispiel durch Regulierung des Überlagerers H der Schwingungszahl 2 ooo entsprechend gemacht werden. In Abb. q. stellen die Kurven Kn und Pn die getrennten Bewegungs- und Druckkurven dieser akustischen Signalschwingungen dar, und zwar sind diese, da die beiden Scharen akustischer Wellen verschiedene Frequenz besitzen, in ihren Schwingungen längs der Achse der Resonanzkammer phasenverschoben.
Irgendeine geeignete Vorrichtung kann in Verbindung mit der Resonanzkammer verwendet werden, um diejenigen Schallwellen aufzufangen, welche durch die Signalschwingungen in einem Punkt hervorgerufen werden, wo ihre Amplitude groß ist, verglichen mit der der Schallwelle, welche durch die elektrische Störung hervorgerufen wird. Beispielsweise kann das Auffangerohr 12 in bezug auf die Resonanzkammer so eingestellt werden, daß seine Öffnungen 15 sich an einem Schwingungsbauch oder an einer Stelle befinden, wo die Ordinate der Kurve Pn ihren maximalen Wert besitzt und die Ordinate der Kurve Pn' gleich Null ist. Infolgedessen wird der am äußeren Ende des genannten Rohres zu hörende Klang in der Hauptsache aus dem durch die Signalschwingungen hervorgerufenen Ton bestehen, während' die Energie der stehenden Welle Pn , welche von den Störungen herrührt, zum größten Teil durch den Signalton ausgeschaltet wird. Es ist daher möglich, am äußeren Ende des Rohres 12 eine Übertragungsvorrichtung von irgendeiner passenden Form anzubringen.
In Abb. 5, bei der die Länge der Kammer 9 33 cm beträgt, ist der Grundton der Resonanzkammer 500, entsprechend einer halben Wellenlänge von 33 cm. In diesem Fall soll der Signalton eine Frequenz von t 5oo besitzen,, wie durch die Kurven Pn und Kn angegeben ist.
Das Rohr 12 ist so eingestellt, daß seine Öffnungen 15 bei einem Maximum der Kurve Pn liegen, während an demselben Punkt die Ordinate der Kurve Fn' zwar nicht gleich Null ist, aber doch wesentlich niedriger als diejenige der Kurve Pn. In diesem Falle kann das Verhältnis der Signalinterferenzen durch aufeinanderfolgende Übertragungen mit Hilfe von Anordnungen, welche die stehenden Wellen trennen, beliebig hoch gemacht werden.
In Abb. 6 besitzt der Grundton der Resonanzkammer, wie vorher, die Schwingungszahl 500; und die Frequenz der Signalschwingungen entspricht der Oktave dieses Grundtons. Die Öffnungen 15 der Röhre 12 sollen in diesem Fäll an einem Schwingungsbauch der Signalschwingungen (Abb. 4.) und an einem Knoten der durch die Störungen hervorgerufenen Schwingungen liegen.
Das Element IV oder die Verbindung des Resonanzfilters, welches aus den beiden Teleskopröhren i i und 12 besteht, die einen inneren Durchmesser von o,6 cm bis 1,3 cm besitzen, wird so abgestimmt, daß die Röhren dem Durchgang der Schallwollen, welche die Höhe der Signalschwingungen besitzen, keinen Widerstand entgegensetzen, dagegen den Durchgang der Schallwellen anderer Frequenz, wie z. B. der Schallwellen, welche in der Resonanzkammer durch elektrische Störungen hervorgerufen werden, verhindern. Die Öffnungen 15, 16 in der Nähe der Enden der Röhre besitzen in dem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser, der nicht kleiner ist als 0,3 cm und nicht größer als o,6 cm, und zwar befinden sich zweckmäßig vier solcher Öffnungen in einem Abstande von dem Ende jeder Röhre, welcher kleiner ist als ihr Durchmesser. Der Durchmesser der Auffangescheiben 17, 18 und i9, 2o beträgt ebenso wie der Durchmesser derjenigen Auffangescheiben, welche in der Nähe der Enden der Röhren 29, 3o angebracht sind, annähernd 55 ojo des Durchmessers der Resonanzkammer oder der Trennungskammer io der stehenden Welle. Der Abstand eines jeden Scheibenpaares kann von einem viertel bis zu einem ganzen Durchmesser der Löcher 15, 16, 31, 32 schwanken. Je geringer der Abstand ist, desto schärfer ist die Wirkung der Filterkupplung auf die Trennung zwischen den zum Empfang bestimmten und den störenden stehenden Wellen. Die untere Grenze des zweckmäßig zu wählenden Abstandes ist o,i5 cm. Die Öffnungen 15, 16 wirken als akustische Verbindungen zwischen den Schwingungen, welche in der Luftsäule der Kammer 9 und denjenigen, welche in der Luftsäule der Kammer io erzeugt werden. Wenn die Öffnung 15 sich in einem Querschnitt der Kammer 9 befindet, wo die Bewegung der Luftteilchen gering und die Druckänderung groß ist, so überträgt sie diesen Druck durch die Röhren i 1, 12. Dies wird, wie in Abb. 4 gezeigt, an den Enden oder in der Nähe der Enden der-- Kammer 9 eintreten, wenn die Entfernung von beiden Enden gleich einem ganzen Vielfachen einer halben Wellenlänge jeder stehenden Welle ist, welche durch die zu empfangenden periodischen Schwingungen gebildet wird.
Im vorliegenden Fall wird die Filterkupphing i 1. 12 auf die Schwingungszahl 2 ooo abgestimmt. Ihre Länge ist daher zwischen den Ebenen, welche durch die Mittelpunkte der beiden Lochreihen 15; 16 hindurchgehen, annähernd gleich 33 cm. Das Element V oder die Kammer zum Trennen der stehenden Wellen ist im wesentlichen ebenso konstruiert wie die Echokammer 9 und muß mindestens so lang sein wie die Hälfte der Wellenlänge, die die Schwingungen der niedrigsten verwendeten Frequenz in der Luft besitzen. Ihre Länge wird, wie im folgenden näher beschrieben, so lange reguliert, bis eine maximale Klangstärke für die gewünschten und die unerwünschten Frequenzen mit Hilfe eines Stethoskops oder einer anderen Abhörvorrichtung an der Öffnung, durch welche das Rohr 3o hindurchgeht, festgestellt wird.
Zweckmäßig wird an einer Stelle, welche sich in der Mitte zwischen den Enden der Kammer io befindet, eine Scheidewand angebracht, um die Amplitude der Grundschwingungen, welche durch die zu entfernenden elektrischen Störungen hervorgerufen werden, zu verringern. Eine der verschiedenen Formen, welche für die Scheidewand benutzt werden können, ist in Abb. i dargestellt. Sie besteht aus einer Holzscheibe, welche etwa o,6 cm dick ist und mit einer Anzahl von Löchern 26 versehen wird, deren Durchmesser etwa 5 °/o des Durchmessers der Wand ausmacht. Die Gesamtoberfläche der Löcher beträgt dann etwa 5o °/o der Oberfläche der Wand. In die Löcher wird irgendein poröses, schalldämpfendes Material hineingetan. Naturgemäß können für die Scheidewand auch andere Ausführungsformen zur Anwendung gelangen, so z. B. diejenige, welche in der Kammer 28 verwendet wird.
Das Element VI besteht aus den Röhren 29, 30 und der Reflexionsabsorptionskammer 28 und dient dazu, die getrennten akustischen Schwingungen, welche durch die elektrischen Störungen hervorgerufen werden, noch weiter zu filtrieren. Die Röhren 29, 30 sind im wesentlichen ebenso konstruiert wie die Vorrichtung IV, nur daß bei ihnen der Endstopfen 42 und die Auffangescheiben 33, 34 fortbleiben können. Die Abmessungen der Reflexionsabsorptionskammer sind so gewählt, daß ihre große Achse ungefähr gleich einer ganzen Wellenlänge der Signalfrequenz ist. Die Öffnung 31 der Röhre 29 befindet sich an einem Brennpunkt der Kammer 28, während der Überträger 40 oder eine andere Umwandlungsvorrichtung so eingestellt ist, daß sich sein Diaphragma in . dem anderen Brennpunkt befindet. Die beiden Hälften der Kammer brauchen nicht-miteinander in Berührung zu sein, sondern können einen Abstand von etwa 43 cm voneinander besitzen. In diesem Falle empfiehlt es sich, ein Diaphragma aus schalldämpfendem Material, z. B. eine Filzscheibe- 37 oder eine durchlöcherte Holzscheibe 25, zwischen .die beiden Hälften zu setzen. Die Kammer 28 erfüllt eine doppelte Bestimmung: Einmal sammelt sie die akustische Energie an einer Stelle, um sie auf das Umw andlungsorgan qo zu übertragen. Dieses Organ besteht aus einem gewöhnlichen Kopftelephonempfänger, also einem elektromagnetischen Telephoniiberträger. Es empfiehlt sich jedoch, kein Mikrophon zu verwenden, an welches eine Batterie angeschaltet ist. Der Empfänger soll für Schwingungen von der Frequenz i ooo eine Impedanz von 2o ooo bis 30 000 Ohm besitzen. Er kann aber auch in irgendeiner anderen geeigneten Form Verwendung finden.
Anderseits wird in der Kammer 28 eine stehende akustische Welle erzeugt, deren Schwingungsbäuche eine größere Schärfe in ihrer Einwirkung auf das Umwandlungsorgan q.o besitzen, wenn die akustische Frequenz sich ändert, als es bei dem Empfang der aus den Kammern io und 9 hervorgehenden Wellen der Fall wäre. Der Stopfen 39 dient dazu, um das Filterverbindungsorgan VI durch eine geringe Längsbewegung an der großen Achse der Kammer 28 abzustimmen. In der Regel wird der Stopfen ein Signal von großer Tonhöhe unterdrücken, ,wenn er nicht mehr als 0,3 cm auf der Achse bewegt wird, und eine Änderung der Frequenz von 2,5 °j" wird ausreichen, um die harmonischen Schwingungen in der Umwandlungsvorrichtung 40 zum Verschwinden zu bringen.
Die Stellung des Lochs, in welchem der Stopfen 41 angebracht wird, wird am besten zuerst durch Rechnung ermittelt und dann empirisch kontrolliert. E' soll so angebracht sein, daß das Diaphragma des Umwandlungsorgans q.o sich ungefähr m einem Brennpunkt der Kammer befindet.
Das Element VII besteht aus dem Umwandlungsorgan q.o und dem damit verbundenen Apparat und kann aus irgendwelchen für diesen Zweck geeigneten Vorrichtungen zusammengesetzt sein. Die Signalanzeigevorrichtung kann ein Kopftelephon sein oder, wenn die Hörbarkeit des empfangenden Signals oder der empfangenen Klänge groß genug ist und ihre Registrierung gewünscht wird, aus einem Diktaphon oder einem ähnlichen Apparat bestehen. Der in der Abb. 3 dargestellte Verstärker ist entbehrlich. Es empfiehlt sich aber, eine mindestens 2 ooofache Hörbarkeitsverstärkung herbeizuführen. um ein befriedigendes Ergebnis zu erhalten, wenn der durch das lautsprechende Telephon i hervorgerufene Signalton eine Hörbarkeit von wenigstens 500 hat. Natürlich ist der Hörbarkeitsmesser N für die Ausführung der Erfindung nicht wesentlich. Zur Betätigung der in Abb. i dargestellten Anordnung wird folgendermaßen verfahren: Die Perkussions- und Resonanzkammern werden durch Längsbewegung der Röhren q. und 5 und der Trennwand 7 so reguliert, daß eine Unterbrechung des Stromes in dem Überträger i innerhalb der Resonanzkammer eine. Schwingung hervorruft, welche dieselbe Frequenz hat wie .die am deutlichsten hervortretende Hörfrequenz einer Station für drahtlose Telegraphie. Die Regulierung der Kammern kann unter anderem zweckmäßig dadurch geprüft werden, daß ein biegsames Hörrohr durch die Öffnung, durch welche das Rohr 12 hindurchgeht, in die Resonanzkammer eingeführt wird. Es ist zu beachten, daß die Länge der Luftsäule innerhalb der Resonanzkammer, welche theoretisch der halben Wellenlänge einer Schwingung von gegebener Frequenz entspricht, durch die Perkussionskammer in geringem Grade geändert wird. So würde die Luftsäule beispielsweise nicht genau 17 cm lang sein, `nenn die Kammer auf eine Frequenz von 2 ooo abgestimmt ist, oder wenn in ihr bei Stoßerregung Schwingungen einer Frequenz von i ooo erzeugt werden. Nach Hinzufügung der Filterkupplungen ii und i2 und der Kammer io muß die Resonanzkammer neu einreguliert werden, weil die dazugekommenen Apparate ihren Grundton beeinflussen.
Die Filterkupplungsvorrichtungen i i und 12, werden auf den Grundton der Resonanzkammer, also auf die Frequenz der Schwingungen, welche in dieser durch akustische Stöße erregt werden, abgestimmt. Für diese Frequenz kann, wie oben erwähnt, die Hörfrequenz des deutlichsten störenden Signals angenommen werden. Die Filterkupplungen ii und 1a lassen sich mit Hilfe eines Hörrohres an der Öffnung 16 abhören und werden auf diese Weise auf den Grundton der kesonanzkammer abgestimmt.
Die Kammer io wird nun hinzugefügt und reguliert, bis ein Hörrohr oder eine ähnliche Vorrichtung, die man an die Öffnung bringt, durch welche das Rohr 30 in die Kammer eintritt, anzeigt, daß: das ganze System von dem Überträger i bis einschließlich zur Kammer io sich mit dem Stoßton in Resonanz befindet, welcher ursprünglich in der Resonanzkammer erzeugt worden ist. Dieser Ton stimmt natürlich mit dem Grundton der Kammer überein, daß heißt mit der Frequenz, bei welcher die Kammer periodisch schwingt, wenn stoßartige elektrische Kräfte auf die Antenne einwirken.
Durch Adjustierung des Mikrometerkondensators C2 wird der Ton der zu empfangenden Signale so lange geändert, bis durch das Hörrohr -die Resonanz in der Kammer angezeigt wird.
Die Filterkupplungen i i und 12 werden darauf wiederum so eingestellt, daß sie die besten Resonanzwerte in der Kammer io sowohl für die Stoß- wie für die Signalwellen ,geben.
Nunmehr wird die Filterkupplung VI hinzugefügt und in Resonanz mit dem Signalton gebracht. Die endgültige Einregulierung der Kammer 28 erfolgt durch eine geringe Längsbewegung des Stopfens 38 in der Weise, daß das gesuchte Signal in der Signalanzeigevorrichtung T am stärksten gehört wird. Darauf wird auch der Stopfen 39 etwas in der Längsrichtung bewegt, so daß ein zweites Maximum in dem Telephon T hörbar wird.
Schließlich wird die statische Hörbarkeit beobachtet, das heißt die Hörbarkeit der Schwingungen, welche erzeugt werden, wenn die Schaltung des Empfängers i plötzlich unterbrochen und die Resonanzkammer stoßerregt wird. Dies geschieht durch Benutzung. des Hörbarkeitsmessers N und nochmalige Abstimmung der Perkussionskammer und der Kammer io, bis die ge ringste Hörbarkeit des in dem Telephon Z' hörbaren statischen oder stoßerregten Tones eintritt.
Aus der Betrachtung der Abb. q. bis 7 geht hervor, daß die periodische Schwingung von der Frequenz n', die in der Echokammer c9 entsteht, durch die Kupplungsvorrichtung 11, r2 auf die Kammer io übertragen werden wird, wobei die Raumbewegungskurve der Schwingung durch K'n und ihre entsprechende Druckbewegungskurve P'4Z' dargestellt wird. In entsprechender Weise wird die stehende Welle von der Frequenz n, welche in der Echokammer durch das aufzunehmende Signal erzeugt wird, in der Kammer io eine stehende Klangwelle hervorrufen, deren Bewegungskurve I<'n und deren i-)rtickl_airve P-n ist.
In Abb. 4. wird die Öffnung 32 des Rohres 3o an einem Nullpunkt der Kurve P'n', der gleichzeitig ein Maximalpunkt der Kurve P'n ist, angebracht, so daß die Amplitude. der Schwingungen, welche von den Signalwellen herrühren, groß ist im Vergleich zu der Amplitude der Schwingungen, welche durch die stoßartigen elektrischen Kräfte erzeugt werden.
In Abl, 5 wird das Rohr 30 so gestellt, daß die Öffnung 32 sich in einem Querschnitt der Kammer io befindet, in dem die Ordinate der Kurve P'ya größer ist als diejenige der Kurve P'n', so daß, obwohl die letztere nicht gleich Null ist, dennoch durch die zur Aufnahme bestimmten Wellen in der Kupplungsvorrichtung VI eine größere Wirkung hervorgerufen wird als durch diejenigen, welche von den elektrischen Störungen herrühren.
In Abb. 6 wird die Öffnung 32 des Rohres 3o an einer Stelle angebracht, wo die stehende Welle, welche von den statischen Störungen herrührt, einen Druckknoten und diejenige, welche von den Signalschwingungen herrührt, einen Druckhauch hat. Dieselbe Einstellung ist in Abb. 7 vorgenommen.
In Abb. 8 wird die Umwandlungsvorrichtung q.o am Ende eines Rohres 43 angebracht, welches durch ein Loch in der Achse des Stopfens 39 hindurchgeht. Die Drahtverbindungen dieser Vorrichtung werden durch ein Loch in dem Rohr hindurchgeführt und wie in Abb. i mit den Eingangsklemmen des Niederfrequenzverstärkers M verbunden. Es empfiehlt sich, die beiden Hälften der Re-9exionsabsorptionskaminer voneinander zu trennen, und-- zwar auch dann, wenn in der Kammer Obertöne ihrer Grundschwingung vorherrschend sind. Wie auf der Zeichnung dargestellt, kann das Rohr 29', welches durch den Stopfen 38 hindurchgeht, am Ende offen sein, und die Aufnahmescheiben können fortbleiben. .
In Abb. 9 ist eine andere Ausführungsart dargestellt, bei der die Reflexionsabsorptionskammer zwischen der Echokammer 9 und der zum Trennen der stehenden Wellen dienenden Kammer io angeordnet ist, um die Schwingungen, welche durch die elektrischen Störungen hervorgerufen werden, weiter abzuschwächen. In diesem Falle verbinden die Teleskoprohre 111, 121 die Kammer 9 mit der Kammer 28 und die beiden Teleskoprohre 111I, 1211 die letztere mit der Kammer io. In diesem Falle wird die Röhre 44, welche einen Teil der Perkussionskaminer bildet, von der Röhre 4. der Resonanzkammer getrennt. Dabei ragt die Röhre 44 ein Stück über die Trennwand 7 hinaus.
Die Tatsache, daß die Perkussionskamaner 2 im wesentlichen eine Filterkuppluni ist, geht aus Abb. io klar hervor. Dort wird die Perkussionskammer 2 durch die Reflexionsabsorptionskammer 28', welche aus zwei Teilen besteht, deren innere Oberflächen die Gestalt eines Rotationsparaboloids besitzen, und durch den regulierbaren Resonator 11'1l, 12111 ersetzt. An dem letzteren sind Verbindungen zur Klangprüfung zwischen dem Überträger i und der Kammer 28' angebracht. In diesem Falle sind die Flächen der Stopfen 38' und 39' ebenfalls als Paraboloide ausgebildet. Mit Hilfe dieser Anordnung kann eine bessere longitudinale Trennung zwischen den beiden Hälften der Kammer erreicht werden, als bei Verwendung eines Ellipsoids möglich ist, wie in den- Abb. 1, 8 und 9 dargestellt ist. Der regulierbare Resonator I in', i2IV trägt zwischen der Kammer ä8' und der Resongtorkammer 9 Verbindungen zur Klangprüfung.
In Abb. i i ist die Resonanzkammer und die Reflexionsabsorptionskammer fortgelassen und das System auf die folgenden fünf Elemente beschränkt.
Das Element I ist ein Ernpfangssysterft 'für elektrische Wellen mit dem Telephonempfänger i, wie bereits in Verbindung mit Abb. °I beschrieben.
Das Element IIa (Abb. i) ist eine Perkussionskammer, welche in diesem Falle aus einem hölzernen Rohr 45 besteht, das eine Länge von etwa einem Viertel bis der Hälfte der Wellenlänge derjenigen akustischen Wellen hat, aus denen das Signal besteht. Das Rohr ist mit dem Telephonüberträger durch die Kupplung 46 verbunden, mit deren Hilfe eine luftdichte Verbindung hergestellt wird. Es ist allerdings auch möglich, diesen Teil, wie in Abb. 12 gezeigt, von der Perkussionskammer abzutrennen. Es besteht im allgemeinen eine größere Freiheit in der Wahl der Perkussionskammer Ha als im Falle der Perkussionskammer II nach Abb. i. In manchen Fällen wurde die Länge der Perkussionskammer Ha ungefähr gleich drei Achteln der gesamten Länge der akustischen Signalwellen gemacht, aber diese Länge hängt bis zu einem gewissen Grade von der Form der Verbindung zwischen dem Überträger i und dem Rohr 45, und wenn die Verbindung nicht luftdicht ist, von der Art der Trennung dieser I beiden Elemente ab.
Nach Beendigung der Regulierungen empfiehlt es sich, die Länge der Perkussionskammer so lange zu ändern, bis der beste Signalempfang in der Signalanzeigevorrichtung T angezeigt wird. Der innere Durchmesser des Rohres 45 ist etwa gleich einem Drittel seines äußeren Durchmessers. Das Rohr wird mit einer hölzernen Scheibe 23' verbunden, welche in das Rohr 47 eingepaßt ist und das eine Ende der Kammer io' abschließt, während das andere Ende der Kammer durch die Scheibe 24' abgeschlossen wird, die in die mit der Röhre 47 teleskopisch verbundene Röhre 48 eingepaßt ist: Bei dieser Ausführung wird die Perkussionskammer 45 in die Röhre 47 eingepaßt, während die Scheiben 23' und 24' durch Längsverschiebung in der Röhre adjustiert werden können.
Die Abschlußscheibe 23' ist mit einer mittleren öffnung 49 versehen, deren Durchmesser kleiner ist als der innere Durchmesser des Rohres 45. Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung betrug die Länge des Rohres 45 i i,5 cm, sein innerer Durchmesser 2,6em und sein äußerer Durchmesser 7,5 cm. Der Abstand von dem Überträger i betrug o,6 cm, die Weite der Scheibe 23' 43 cm;" ihr Durchmesser 7,5 cm und die mittlere Öffnung 49 I Cm.
Das Element Va ist eine Vorrichtung zum Trennen der stehenden Wellen, welche aus den Teleskopröhren 47, 48 und ihren zum Gleiten eingerichteten Verbindungen besteht. Durch Einstellung der Abschlußscheibe 24' oder durch Abänderung der gegenseitigen Lage der Röhren zueinander kann die Kammer io' auf die akustischen Signalwellen, die zum Empfang bestimmt sind, und auf die periodischen Schwingungen eingestellt werden, welche von dem- Empfänger i in der Perlmssionskammer ausgehen, wenn das Empfangssystem unter dem Einfluß statischer Störungen steht.
Die Kurve Kn ist die Raumbewegungskurve der akustischen Wellen, welche durch die Signalstöße in der Kammer id erregt werden, während die entsprechende Raumdruckkurve durch Pn dargestellt ist. Die Kurve Kn' stellt die Raumbewegungskurve der akustischen Wellen dar, welche in der 1 Kammer io' durch stoßartige elektrische Kräfte oder statische Störungen hervorgerufen werden, und die Kurve Fn ist die entsprechende Raumdruckkurve. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Länge c der Kammer io' ungefähr 33 cm. Ihr Grundton besitzt die Schwingungszahl 500. entsprechend der für die akustischen Signalwellen ausgewählten Tonhöhe, während die stehende Welle, die durch statische Störungen hervorgerufen wird, die Schwingungszahl i ooo oder diejenige der Oktave dieser Frequenz besitzt. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Anordnung der in Abb. i dargestellten entgegengesetzt ist, bei welcher die Höhe der akustischen Signalwellen als ein Vielfaches derjenigen periodischen Schwingungen festgesetzt wurde, die in der Resonanzkammer durch statische Störungen hervorgerufen werden. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß es im allgemeinen leichter ist, statische oder stoßerregte Wellen von der Frequenz des Grundtons der Kammer io als von der Oktave oder anderer Obertöne dieses Grundtons entstehen zu lassen. Immerhin ist es, wie in Abb. i ia dargestellt, zweckmäßig, den Grundton der Kammer io' nach der Frequenz der in ihr durch statische Störungen erregten Wellen auszuwählen und die entsprechenden Oktaven für die Frequenz der akustischen Signalwellen zu benuteen. Wenn die Länge der Kammer 10' 33 am beträgt, so ist die Frequenz W der stoßerregten Wellen 500 und diejenige der akustischen Signalwellen i ooo. Bei der gleichen Anordnung stellt die Kurve Kn' die Rauinbewegungskurve der stehenden akustischen Wellen dar, welche in der Kammer io' durch elektrische Störungen hervorgerufen werden, die Kurve Pn die entsprechende Raumdruckkurve und die Kurven Kn und Pu die Raumbewegungs-und Raumdruckkurven der stehenden akustischen Signalwellen, welche in dieser Kammer entstehen.
Wie in Verbindung mit Abb. 12 genau auseinandergesetzt, beträgt das Verhältnis der erwünschten zu den unerwünschten Schwingungen 3 : 2. In :diesem Falle besitzen die stoßerregten oder unerwünschten Wellen, welche durch die Kurven Kn und Pn dargestellt werden, die Schwingungszahl i ooo und die erwünschten oder Signalwellen, welche durch die Kurven Kn und Pn dargestellt werden, . die Schwingungszahl i 5oo. Das Element IVd, welches im folgenden mit Gegenphasenrohr ' bezeichnet werden soll, ist eine Kupplungsvorrichtung zur Überführung der akustischen Signalwellen in einen Apparat, in dem sie in Signale verwandelt werden, und zur Entfernung oder Verringerung der Wirkung der stoßerregten Wellen auf diesen Apparat.
Das Gegenphasenrohr, welches in Abb. i i dargestellt ist, besteht aus zwei röhrenförmigen Schalldurchführungen, welche in die Kammer io' eintreten und sich innerhalb einer anderen Kammer, die akustisch mit einem auf die Schallwellen ansprechenden Apparat verbunden ist, vereinigen. Im besonderen treten die Rohre 50, 51 durch die Löcher 52, 53 in die Rohre 47, 48 ein. Die Rohre 50,51 sind gleitend mit den Rohren 54, 55 verbunden, welche eine gebogene Gestalt besitzen und durch Löcher in eine zylindrische Kammer 56 hineingeführt werden. Die Löcher 52, 53 haben einen Durchmesser von etwa einem halben Zoll, die Rohre 50, 51 einen inneren Durchmesser von etwa i cm, und die Kammer 56 ist etwa 3" lang und 2" weit, während die Kammer io' eine Länge von 33 cm besitzt. Jedes von den Röhrensystemen 50, 54 und 51, 55 stellt einen einstellbaren Regulator dar. Wenn die Vorrichtung richtig eingestellt ist, so werden die periodischen, stoßerregten Impulse, welche entgegengesetzte Phasen besitzen, also beispielsweise die Impulse, deren Druckänderung durch die Kurve Pn dargestellt ist, von den Rohren 50, 51 an den öffnungen 52, 53 aufgenommen und auf die Kammer 56 übertragen, wenn die beiden Röhrensysteme auf die Resonanz der akustischen Signalwellen eingestellt sind.
Die stoßerregten Impulse, welche durch die Resonatoren 50, 54 und 51, 55 hindurchtreten können, werden in dem Niederfrequenzv erstärker M, welcher wie im System nach Abb. i auf die akustischen Signalwellen abgestimmt ist, vermindert. Die akustischen Signalschwingungen gelangen leicht durch Resonatoren, die Kammer 56, und den regulierbaren Resonator hindurch. Dieser letztere besteht aus den Teleskopröhren 57, 58 von einem inneren Durchmesser von etwa 1,3 cm und verbindet die Kammer 56 mit der Vorrichtung 40. Offenbar werden die unerwünschten Schwingungen entgegengesetzter Phasen in einem Querschnitt der Kammer io', wo die Rohre 5o, 51 in die Kammer eintreten, in Interferenz miteinander stehen und praktisch keinen Schall in der Kammer- 56 hervorrufen.
In der Abänderung, welche durch die Abb. i ia dargestellt ist, hat die Raumdruckkurve Pn'` der stoßerregten Schwingungen Maxima bei entgegengesetzten Phasen an den Enden der Kammer io. Man läßt deshalb die Resonatorröhren 50, 51 an diesen Stellen in die Kammer eintreten, so daß die Schwingungen, welche durch die Resonatoren in die Kammer 56 hineingelangen, dort keine Einwirkung ausüben.
Immerhin besitzt an diesen Punkten die Kurve Pn, welche die Raumdruckänderung der Signalwellen darstellt, Maxima derselben Phase, so daß diese Schwingungen sich in der Kammer 56 anhäufen. In der Abänderung nach Abb. 12, wo das lautsprechende Telephon einen Abstand von etwa o,6 cm von der Perkussionskarnmer 45 besitzt, gelangen die Rohre 50, 51 an den Punkten 52, 53 in die Kammer io'. An diesen Punkten besitzen die stoßerregten akustischen Wellen Maxima in entgegengesetzten Phasen, während die Signalwellen ebenso wie in Abb. ii ein Maximum in Punkt 52 und den Wert Null in Punkt 53 besitzen, so daß die Signalwellen in der Kammer 56 und in den damit verbundenen Resonatoren 57, 58 Schwingungen hervorrufen.
Wie früher bereits ausgeführt, kann die Kammer zum Trennen der stehenden Wellen in Abb. i i aus einem einzigen Rohr bestehen. In diesem Falle wird die Tonhöhe der stoßerregten Wellen geändert, indem die Stellung der Scheibe 24' verschoben wird. Um eine Interferenz dieser Wellen innerhalb der Kammer 56 hervorzurufen, wird die Lage des Lochs 53 verschoben. Dieses Loch befindet sich immer in der Mitte der Kammer io', welche an ihren Enden durch die Scheiben 23' und 24' abgeschlossen ist, wenn die Frequenz der Schwingungen gleich dem ersten Oberton oder der Oktave des Grundtons der Kammer ist. Da die Stellung der Scheibe 2q.' verschoben wird, so muß natürlich die Länge des Perkussionsrohres 45 in geeigneter Weise verändert werden. Man ermittelt diese Länge durch einen Versuch. Immerhin empfiehlt es sich, die Kammer zum Trennen der stehenden Wellen aus zwei Teleskopröhren zusammenzusetzen. In diesem Fälle wird die Lage der Öffnung 53 in bezug auf das Rohr 48 nicht geändert. Mit Hilfe der verschiebbaren Verbindung zwischen den Röhren 54, 55 und der Kammer 56 ist eine gegenseitige Bewegung der Röhren 47 und 48 und die Bewegung der Resonatorrohre 54 55 in bezug auf die Kammer möglich.
Die verschiebbaren Verbindungen zwischen , den Röhrenpaaren 51, 55 und 50, 54 (Abb. 12) ermöglichen die Kompensierung der Schwingungen dieser Resonatorröhren, welche vorgenommen werden muß, wenn die Stellungen der Röhren 54, 55 in bezug auf die Kammer 56 verändert werden.
Um die Abstimmung der Resonatorröhren zu erleichtern und die Änderungen in ihren Längen, welche durch die gegenseitige Be-,vegung der Röhren 47, 48 verursacht werden, zu kontrollieren, wird die in Abb. 13 dargestellte Einrichtung verwendet. Bei dieser besteht das Perkussionskammerrohr aus zwei ausgebohrten Stopfen 59, 6o, welche an einem Ende der Röhre 47 angebracht und für eine gegenseitige Längsbewegung längs der Achse eingerichtet sind, um die Frequenz der stoßerregten stehenden Wellen, die in der Kammer io' entwickelt werden, zu ändern. Die gebogenen Röhren .54 55 de Gegenphasenröhre treten nicht unmittelbar in die Kammer 56 ein, sondern sind mit Röhren 61, 62 versehen, deren hintere Enden mit den Seitenwänden der Kammer 56 verschiebbar verbunden sind. Der richtige Abstand zwischen den gegenüberstehenden Enden der Röhren 61, 62 kann nur durch Versuche festgestellt werden und beträgt ungefähr 1,6 mm.
Beim Arbeiten mit dem in den Abb. i i bis 13 dargestellten System wird folgendermaßen verfahren: i. Die Höhe der Schwingungen, welche durch denTelephonempfänger i hervorgerufen werden, wird eingestellt, indem die Kapazität des zu dem Schwingungsüberlagerer gehörenden Kondensators C2 geändert wird, bis der Schall, welcher in der Öffnung 53 festgestellt wird, wenn ein Hörrohr oder eine ähnliche akustische Vorrichtung an diese Stelle gebracht wird, eine minimale Stärke besitzt. In diesem Falle ist die örtliche Amplitude der stehenden Welle von der Frequenz n annähernd gleich Null.
2. Die Höhe dieser Schwingungen wird nochmals so eingestellt, daß eine maximale Klangstärke entsteht, wenn .ein Hörrohr oder eine sonstige akustische Vorrichtung entweder in der Öffnung 53 oder in der Öffnung 52 angebracht wird. In diesem Falle wird eine stehende Welle von der Oktave n' der Welle von der Frequenz n in* der Kammer fo' erzeugt, und ihre Druckkurve Pn' wird phasenverschobene Maxima an diesen Öffnungen oder in ihrer Nähe besitzen. Die Länge des Perkussionskammerrohres 45 wird darauf geändert, bis ein Stoß, der in diesem Rohr durch den Empfänger i erzeugt wird, eine Schwingung von der Frequenz n', also der Oktave der Kammer i o ; erzeugt.
3. Die Länge der gleitenden Röhren 50, 54 und 57, 58 wird eingestellt, bis eine maximale Klangstärke mit der Frequenz n des Grundtons der Kammer fo' erhalten wird, welcher durch den Empfänger i hervorgerufen wird, wenn ein abgestimmtes Hörrohr an das äußere Ende der Röhre 58 gebracht wird, wo sich die Übertragungsvorrichtung 4o befindet. Nachdem die beiden .Paare von Resonatorröhren 50, 54 und, 57, 58 auf den Grundton der Kammer io' abgestimmt worden sind, werden die Resonatorröhren 51, 55 an die Stelle des Resonators 50, 54 gesetzt und mit dein Resonator 57, 5$, der noch in seiner Stellung geblieben ist, auf den Grundton abgestimmt, wobei sich die Röhre 51 natürlich an Stelle der Röhre 5o in der Öffnung 52 befindet.
4. Der Resonator 5i, 55 wird nunmehr in seine ursprüngliche Lage gebracht, wobei dann die Röhre 51 sich in der Öffnung 53 ! befindet. Die Höhe der Schwingungen, welche von dem Telephonerzeuger i erregt werden, wird wiederum, durch Einstellung des Kondensators C2 geändert, bis ihre halbe Wellenlänge gleich der Entfernung zwischen den Öffnungen 52, 53 ist, d. h. bis die stehende Welle, welche in der Kammer fo' gebildet wird, der Oktave W derselben entspricht.
Wenn das System in der beschriebenen Weise eingestellt worden ist, so werden die akustischen Schwingungen, welche in der Kammer fo' durch stoßartige elektrische Kräfte oder statische Störungen erregt sind, in der Kammer 56 zur Interferenz gelangen und im wesentlichen keine Einwirkung auf die Übertragungsvorrichtung 4o ausüben, während die Signalfrequenzen dieser. Kammer akustische Schwingungen hervorrufen, welche eine maximale Einwirkung auf die Vorrichtung ausüben werden.
Augenscheinlich kann die Frequenz W der -stoßerregten Schwingungen als diejenige Frequenz angenommen werden, welche von dem Empfänger i erzeugt wird, wenn das Erzeugungssystem der Einwirkung derjenigen übertragenen Station unterworfen ist, welche am deutlichsten hörbar ist.
In Abb.14 wird eine Verbindung des Gegenphasenrohres mit dem nach Abb. i verwendeten System dargestellt. Hierbei ist die Resonanzkammer 9 mit der Kammer fo vermittels der Resonanzfilterkupplung 11, 12 verbunden, deren Rohr i i in diesem Falle ein offenes Ende besitzt. Es können .jedoch auch die in Abb. 14 dargestellten Aufnahmescheiben i9, -2o und die radialen Löcher 16 verwendet werden. Wenn die Kammer io eine Länge von 33 cm besitzt, so werden die Kurven, welche die Raumbewegung und den Raumdruck der stehenden Wellen von der Frequenz n des Signaltons und der Frequenz ii der stoßerregten Wellen darstellen, der hier gezeichneten Form entsprechen. Die Uffnungen 52, 53 werden sich in einem Querschnitt des Rohres befinden, wo, die Raum.-druckkurve Fn.' der stoßerregten Schwingungen Maxima entgegengesetzten Zeichens uncl «-o die Raum.druckkurve Pn der Signalschwingungen Maxima desselben Zeichens besitzt. Es ergibt sich daraus, daß die Einwirkung auf die Übertragungsvorrichtung 4o bei der ersteren Kurve aufgehoben und bei der letzteren summiert werden wird.
Eine andere Verbindung des Gegenphasenrohres mit dem in Abb. i dargestellten System ist in Abb. 15 erkennbar, in der das Aufnahmerohr 63, welches mit den üblichen Scheiben und radialen Löchern zwischen diesen versehen -ist, durch die Endwandung 24 der Kammer io eingeführt und an seinem äußeren Ende mit einem biegsamen Rohr 65 verbunden ist. Dieses Rohr ist mit einem kurzen Rohr 66 gekuppelt, welches durch eine Wand in die Mischkammer 56 eintritt. Durch die Scheiben 24 tritt in der Nähe ihrer Peripherie ein verhältnismäßig kurzes Rohr 67 hindurch, welches mit einem biegsamen Rohr 68 verbunden ist. Das letztere steht mit einem Rohr 69 in Verbindung, das in die äußere Wand der Kammer 56 eintritt und dessen innerhalb dieser Kammer befindliche Ende sich nahe gegenüber dem inneren Ende des Rohres 66 befindet. Das Rohr 67, welches zweckmäßig parallel zu der Achse der Kammer io gestellt ist, befindet sich in fester Lage zu der Scheibe 24, während das Aufiiahmerohr 63 so eingerichtet ist, daß es zu dieser Scheibe eine Längsbewegung ausführen kann.
Mit dem in der Abb. i5 dargestellten System wird in derselben Weise -gearbeitet, wie es in bezug auf die Abb. i i bis 14 einschließlich erläutert worden ist. Die Entfernung zwischen den Öffnungen 69' und 70 wird eingestellt, bis die Einwirkung der elektrischen Störungen ein Minimum und diejenige des Signaltons ein Maximum erreichen. Die röhrenförmigen Glieder 65, 68 werden so ausgewählt, daß sich die gesamten Luftsäulen in den Rohren 63, 65, 66 und den Rohren 68, 69, 7 o mit den erwünschten Zeichen in Resonanz befinden. Jedes der röhrenförmigen Glieder kann nach .Bedarf in zwei oder mehrere gleitende Glieder zerlegt werden, wie bei 71 und 7a dargestellt.
In Abb. 16 ist eine weitere Abänderung des in Abb. i i dargestellten Systems abgebildet. Hierbei ist die Perkussionskammer 73 am Ende offen und in der Nähe des Mundstücks 46 des Telephonempfängers i angeordnet. Bei dieser Einrichtung kann eine beträchtliche Energiemenge der unregelmäßigen akustischen Störungen, welche durch den Empfänger hervorgerufen werden, wenn das Empfangssystem der Einwirkung elektrischer Störungen unterliegt, in die Luft entweichen, und hierdurch wird die Amplitude der stoßerregten periodischen Schwingungen, welche in der Kammer io' entstehen, verringert. Im vorliegenden Fall besitzen die Signalschwingungen die Schwingungszahl 1365, die stoßerregten Schwingungen die Schwingungszahl gio, so daß die beiden Schwingungsarten im Verhältnis von 3 :2 stehen. Die Länge der Kammer io' wird daher annähernd 37 cm betragen, und der Abstand der Öffnungen 6c9', 70 wird gleich einer halben Wellenlänge der stoßerregten Schwingungen oder gleich 18,4 cm sein. Die Länge der Perkussionskammer beträgt zweckmäßig eine viertel Wellenlänge der stoßerregten Schwingungen oder 9,3 cm. Das Aufnahmerohr 63 und das Rohr 67, deren Form derjenigen der AbL15 entspricht, werden in zweckmäßiger Weise, z. B. durch die biegsamen Rohre 74, 75 oder durch die Rohre 66, 69, mit der Mischkammer -56 verbunden. Die in Abb. 16 gezeichneten Kurven stellen die Änderungen des Drucks und der Bewegung der beiden Arten von akustischen Schwingungen dar, und zwar in derselben Weise wie in den vorhergehenden Abbildungen, jedoch wird die Viertelwellenlänge der Raumbewegungskurve Kn' der stoßerregten Schwingungen in der Perkussionskammer dargestellt.
In Abb. 17 ist eine weitere Abänderung des in Abb. i i erläuterten Systems dargestellt. Hierbei ist ein am Ende offenes Rohr 76 gleitbar mit dem Rohr 47 verbunden und bildet mit dem äußeren Ende des letzteren eine kombinierte Perkussions- und Resonanzkammer. Das Ende des Empfängers i ist in geringer Entfernung von dem offenen Ende des Rohres 76 angebracht, beispielsweise in einem Abstand von o,6 cm, so daß ein beträchtlicher Teil des akustischen Stoßes zerstreut wird, bevor er die Kammer io' erreicht. Die Öffnungen 52, 53 befinden sich an den Enden der Kammer i.o', so daß sie mit derselben Phase Schwingungen übertragen, deren Frequenz gleich der Oktave der Kammer ist, und in entgegengesetzten Phasen stoßerregte -Schwingungen übertragen, deren Frequenz gleich dem Grundton der Kammer ist, wobei die letzteren in der Kammer 56 zur Interferenz gelangen und sich gegenseitig aufheben. In dem in Abb. 17 dargestellten Fall, in dem die Kammer iö eine Länge von 33 cm besitzt, also eine halbe Wellenlänge der stoßerregten Schwingungen von der Frequerizn, besitzt die kombinierte Perkussions- und Resonanzkammer eine Länge von 16,5 cm. Die Länge der köm= binierten Perkussionsresonanzkammer wird durch Verschiebung des Rohres 76 über das Rohr q.7 und durch Änderung des Abstandes zwischen dem Empfänger i und dem Ende des Rohres 76 eingestellt, bis die schärfste und deutlichste Änderung der Amplitude der stoßerregten Schwingungen erreicht wird, welche erzeugt werden, wenn der Stromkreis des Empfängers plötzlich geöffnet oder geschlossen wird.
Die Wirkung des Gegenphasenrohres wird verbessert, wenn man denjenigen Arm, welcher dem Eingang zu der Kammer für die Trennung der stehenden Wellen näher liegt, verengt, so daß die im Verhältnis zu dem anderen Arm größere Schallamplitude, welche darin entsteht, vollkommener in der Kammer 56 neutralisiert werden kann. Entsprechend dieser Abänderung besitzt das Rohr 50' in der Abb. 17 einen kleineren Durchmesser als das Rohr 51. Man kann aber naturgemäß dieselbe Wirkung erreichen, indem man das Rohr 5o der Abb. r i aus elastischem Material herstellt und eine verstellbare Kammer verwendet, um das Rohr zu verengen. Ebenso kann das Rohr 54. der Abb. i i oder das Rohr 6 1 der Abb. 13 teilweise verstopft werden, um die Amplitude des Klanges bis auf denjenigen Wert zu verringern, welchen der Klang in dem entsprechenden Rohr des anderen Armes besitzt.
Der in Abb. 17 dargestellte Apparat wird folgendermaßen eingestellt: Durch Änderung der Einstellung des Präzisionskondensators C2 wird die Kammer i o' auf einen gegebenen Grundton, z. B. von der Schwingungszahl Soo, abgestimmt, welcher der Höhe der darin durch elektrische Störungen entwickelten Schwingungen entspricht, und ebenso auf die dazugehörige Oktave, nämlich auf die Frequenz des Signaltons. Ferner werden die verschiedenen Resönatorrohre auf diesen letzteren Ton abgestimmt, wie in Verbindung mit Abb. i r - erläutert wurde. Die Trennung des Empfängers i und des Rohres 76 verbessert die Hörbarkeit des Signaltons wegen der Zerstreuung eines Teils der Energie der unregelmäßigen Geräusche, welche durch den Empfänger hervorgebracht werden, wenn das Empfangssystem durch elektrische Störungen erregt wird. Man kann verschiedene Mittel anwenden, um die Einwirkung zu vergrößern, welche die stehenden Wellen in OOuerschnitten der verschiedenen Kammern ausüben, in denen sie potentielle Energie besitzen. Ein Verfahren, um dieses Ziel zu erreichen, ist in Abb. i8 dargestellt, in der der Querschnitt der Kammern an solchen Punkten auf weniger als i°1" der Normalfläche verringert ist. Die Zusammenziehung des Querschnitts beginnt dabei an solchen Punkten, welche um etwa eine viertel Wellenlänge von den Ma_ximutnpunkten der Raumdruckkurven entfernt liegen. Die Kammer iou, welche in Abb. 18 dargestellt ist, besteht aus drei verschiebbaren Rohren y7, 78, 79 und einem Rohr 8o, welches über das Rohr 79 verschiebbar ist und zur Ausbildung einer Resonanzkammer mit Abschlußscheiben 8i, 82 versehen wird. In den Rohren, welche die Kammer zur Trennung der stehenden Wellen bilden, befinden sich drei Holzpflöcke 83, 8¢, 85 von trichterähnlicher Gestalt. Die Pflöcke sind längsverschiebbar in bezug auf die Rohre, in -denen sie angebracht sind. Die Resonatorrohre 5o, 51 stehen, wie aus der Abbildung erkennbar, mit den Pflöcken 83, 84. in Verbindung. Durch diese Anordnung wird die potentielle oder Druckenergie in solchen Querschnitten der Kammer roll, in denen diese mit einer Kupplungsvorrichtung, z. B. einem Gegenphasenrohr, in Verbindung sieht, erhöht.
Bei der vorhergehenden Beschreibung ist angenommen worden, daß die Kammer io des in Abh. i dargestellten Systems immer auf wenigstens zwei Frequenzen eine Resonanzwirkung ausübt, und zwar diejenige Frequenz, welche in ihr indirekt durch einen akustischen Stoß erregt wird, und die Frequenz des Signaltons, welchen der Empfänger i in der Kammer hervorruft. In dem gegebenen Beispiel besitzt die Kammer io eine Länge von 51 cm, entsprechend gf4 Wel- i lenlänge derjenigen Schwingungen, welche eine Frequenz von 5oo besitzen, und 3/2 Wellenlängen der Schwingungen von der Frequenz i ooo. Da somit die Kammer io eine Länge von 1,5 Wellenlängen der Signalschwingungen besitzt, so werden sich in ihr stehende akustische Wellen entwickeln. Die Kurve Kn stellt dann die Raurhbewegungsänderung und die Kurve Pn die Raumdruckänderung dieser Schwingungen dar; jedoch können augenscheinlich die stoßerregten Wellen, welche die Frequenz 5oo besitzen, entsprechend dem Grttndton der Kammer g,. welche, wie in Abb. i gezeigt, mit der Kammer io durch die Resonanzfilterkupplung i i, 12 verbunden ist, keine stehenden Wellen bilden, da eine stehende Welle in einem geschlossenen Rohr mit einem Schwingungsknoten enden muß. Die Anordnung hat aber den Vorteil der Verringerung der Amplitude der stoßerregter. Schwingungen, welche mit Hilfe eines Gegenphasenrohres zu der Übertragungsvorrichtung 4o gelangen.
In Abb. 2o verbindet ein Rohr 86, welches zwei Arme 87, 88 besitzt, von denen jeder ein Rohr 89, 9o trägt, oder mit irgendeinem anderen Mittel zur Einstellung der Frequenz versehen ist, die Perkussionskammer 45 mit den Enden einer am Ende offenen Kammer iolII zur Trennung der stehenden Wellen. Die Kammer ist mit zwei Scheiben 9i und 92 versehen, die in ihr in der Längsrichtung verschoben werden können. Die Kurven Pn und Pri stellen die Raumdruckänderung der Signaltöne und der stoßerregten Schwingungen dar, und zwar ist in diesem Falle die Frequenz der letzteren halb so groß wie diejenige der ersteren. Mit der Kammer iollI, welche zweckmäßig aus zwei verschiebbaren Röhren 93, 94 besteht, ist ein Gegenphasenrohr von der früher beschriebenen Gestalt verbunden, und zwar treten in diesem Falle die Resonatorröhren So, 51 in die Kammer iolll an Punkten ein, die innerhalb dieser Kammer unmittelbar neben den Abschlußscheiben 9i und 92 liegen.
Die gestrichelte Linie Pn in Abb. 2o stellt eine stehende Druckwelle dar, welche durch ein Signal von der Schwingungszahl i ooo hervorgerufen wird. Die gestrichelte Kurve Pn' entspricht einer stoßerregten akustischen Schwingung von der Schwingungszah15oo. Es ist dabei zu beachten, daß, wenn ein einzelner offener Zylinder, wie- in der Abbildung bei 93 und 94 dargestellt, in der -Nähe seiner offenen Enden akustisch erregt wird, alle stehenden Wellen jeder Frequenz an den geschlossenen Enden einen Druckbauch besitzen. Die Tatsache, daß der erzwungenen Frequenz nach der Darstellung der Abb. 2o eine stehende halbe Wellenlänge bei 93 und 94 und eine stehende viertel Wellenlänge für die stoßerregte Frequenz gegeben wird, führt zu einer normalen Verteilung des Drucks in der Kurve Pn und zu einer unregelmäßigen Verteilung in der Kurve Pn' mit einem Druckknoten an dem offenen Ende. An der Wand 92 befindet sich ein Druckbauch, und in einem Abstand von einer viertel Wellenlänge von dieser Wand nach außen hin befindet sich ein Knoten, wobei der Rest der Verbindung unregelmäßig ist.
Augenscheinlich besitzen die stehenden Wellen an den Punkten 52 und 53, welche innerhalb der Kammer ioIII neben den Wänden gi, 92 liegen, Druckmaxima derselben Phase für die Signalwellen und Druckmaxima entgegengesetzter Phase für die stößerregten Wellen.
In Abb.2i verbindet der abgestimmte Arm 87, 88 die Perkussionskammer mit den Enden einer abgeschlossenen Kammer ion', welche aus verschiebbaren Röhren 95, 96 besteht. Die Kurven Pn und Pn' stellen die Raumdruckänderung der Signaltöne und der stoßerregten Schwingungen dar, wobei die Frequenz der ersteren doppelt so groß ist wie diejenige der letzteren. Mit der Kammer iolv ist ein Gegenphasenrohr an denjenigen Punkten verbunden, wo die Ordinate der Druckkurve Pn maximale Werte besitzt und die Kurve Pn' durch die Nullachse hindurchgeft. Die Einwirkung der stoßerregten Schwingungen auf den Überträger 4o wird also den geringsten Wert besitzen, während diejenige der Signaltöne ihren Höchstwert hat.
In Abb. 22 besteht die Kammer iolv aus einem toroidalen Rohr, das im vorliegenden Beispiel aus sechs Teilen gebildet wird, von denen die Teile 97, 97', 97" feststehen, während die Teile 98, 98', 98" in bezug auf die danebenliegenden festen Teile verschiebbar angeordnet sind. Das eine Ende der biegsamen Röhre 99 ist mit der Perkussionskaminer 45 durch eine verschiebbare Röhre ioo so verbunden, daß die Periode der Röhre 99 mit der daran befestigten Röhre ioo auf eine im voraus bestimmte Frequenz abgestimmt werden kann, während Jas andere Ende der Röhre 99 mit einer Schallkammer ioi verbunden ist, welche drei Ausgänge besitzt, die mit den Abschnitten 98, 98', 98" mit Hilfe der biegsamen Röhren io2, io2', io2" verbunden sind.
Zwei der festen Teile sind mit Schlitzen io3, io3' versehen, welche so konstruiert sind, daß sie die Enden der Arme 104, 104' einer Gegenphasenröhre aufnehmen können, und zwar geht das Ende einer jeden Röhre durch ein Loch io5, 105' in einem metallischen Überzug io6, io6' hindurch, wobei die Seiten dieser Schlitze sich unterhalb des wagerechten Durchmessers der Abschnitte befinden. Die verschiebbaren Abschnitte 98, 98', 98" sind so eingestellt, daß die Enden der biegsamen Röhren 102, i02', 102" in die Kammer zur Trennung der stehenden Wellen in einem Abstand von i2o° eintreten. Die stoßerregten Wellen, welche in dem System entstehen, werden sich bei dieser Anordnung gegenseitig aufheben, da die Summe der Vektoren von drei sinusoiden Wellen, welche um i2o° verschoben werden, überall gleich Null ist.
Durch passende Einstellung der Punkte, an denen die Enden der Gegenphasenröhre in die Kammer zur Trennung der stehenden Wellen mit Hilfe der verschiebbaren, Überzüge io6, io6' eintreten, wird die Einwirkung der Signalfrequenz auf die Übertragungsvorrichtung q.o einen maximalen Wert erhalten. Die Anordnung von drei Einführungsröhren und eines röhrenförmigen, in Abschnitte eingeteilten Toroids, wie in Abb. :za dargestellt, kann durch n befestigte und ya bewegliche Abschnitte ersetzt werden, wobei dann n Einleitungsröhren in einem Abstand von verwendet werden, da die Summe von n festen Wellen, welche die Grundfrequenz dieses röhrenförmigen Toroides besitzen, innerhalb des Toroides den Wert Null hat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Empfang elektromagnetischer Wellen, welches mit akustischen Filtern und -mit Vorrichtungen zum Umwandeln der elektrischen Schwingungen, die in dem System durch Stoßkräfte oder durch Signalwellen erregt sind, in nichtelektrische Schwingungen, insbesondere Schallschwingungen, versehen st, dadurch gekennzeichnet, daß die. - akustischen Signalschwingungen. und Störschwingungen voneinander getrennt und phasenverschoben werden und an einer Stelle entnommen werden, an der die Amplitude der akustischen Schwingungen, welche von den Signalwellen. herrühren, groß ist, verglichen .mit der Amplitude der akustischen Schwingungen, welche von den elektrischen Störungen herrühren. z. Empfangssystem zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor mit einem Telephonempfänger verbunden ist, der in einer Perkussionskammer Schallschwingungen hervorruft, die ihrerseits mit einer Resonanzkammer verbunden ist, in der die durch Signalwellen und die durch störende elektrische Kräfte hervorgerufenen Schallschwingungen getrennt und einer Phasenverschiebung unterworfen werden, und daß die Resonanzkammer mit einer Kammer zur Trennung der stehenden Wellen akustisch verbunden ist, die ihrerseits mit einer Reflexionskammer - in Verbindung steht, innerhalb deren sich eine Vorrichtung zur Umwandlung .der Schallschwingungen in elektrische Schwingungen befindet. 3. Empfangssystem zur Ausübung .des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangevorrichtung, .die mit der Vorrichtung zur Trennung und Phasenverschiebung in Verbindung steht, aus einem als Gegenphasenröhre bezeichneten Instrument besteht, das zwei Arme besitzt, die mit der Trennungskammer akustisch an solchen Stellen in Verbindung stehen, wo die resultierende Amplitude der von .den Signalen herrührenden Klangschwingungen groß und die resultierende Amplitude der von den Störungen herrührenden Schwingungen klein ist, oder an solchen Stellen, wo die Amplituden der ersteren sich summieren und die der letzteren sich aufheben.