DE479264C

DE479264C - Verstaerkereinrichtung unter Verwendung von Entladungsroehren, insbesondere fuer Sprechstromuebertragung

Info

Publication number: DE479264C
Application number: DEF50062D
Authority: DE
Original assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Current assignee: Dr Erich F Huth GmbH
Priority date: 1915-04-09
Filing date: 1921-08-28
Publication date: 1929-07-12
Also published as: US1377405A; US1397575A

Description

Bekanntlich, beobachtet man bei der Leitungstelegraphie und vor allem bei langen Telephonlinien, wo viele Meilen Kabeöeiter verwandt werden, eine Verzerrung der telegraphischen oder telephonischen Zeichenströme entsprechend der verteilten Kapazität des Leitungsdrahtes oder Kabels. Die Ströme höherer Frequenz werden mehr als die Ströme niederer Frequenz geschwächt, so daß die Wiedergabe der Sprache auf der entfernten Empfangsstation fehlerhaft oder unverständlich wird. Um diese Abnahme der Amplituden der höheren Frequenzen infolge der verteilten Linienkapazität zu beseitigen, pflegt man eine künstliche Induktanz gewöhnlich in der Form von Pupinspulen in regelmäßigen Abständen entlang der Linie einzuschalten. Dieses Verfahren ist zwar wirksam, aber außerordentlich teuer und bietet gewisse zusätzliche Schwierigkeiten.

Die Erfindung bezweckt nun, mit einfacheren Mitteln die schädliche Schwächung von Telephonströmen höherer Frequenz zu verhindern und diese Ströme praktisch mit ihren ursprünglichen Sendeamplituden nach der Empfangsstation zu übermitteln. Nach der Erfindung wird zu diesem Behuf eine Verstärkung der höher frequenten Sprechströme mit Entladungsröhren mit drei Elektroden in der Weise vorgesehen, daß Ströme bestimmter Frequenzen durch Einschaltung von entsprechend abgestimmten Schwingungskreisen zwischen die beiden kalten Elektroden oder eine kalte und die heiße Elektrode der Röhre selektiv gegenüber den Strömen anderer Frequenzen verstärkt werden. In Ergänzung zu dieser Maßnahme kann die selektive Verstärkung so ausgeführt werden, daß die normalen Sprechströme, z. B. bevor sie auf eine Telephon linie übergehen, erst verzerrt werden, indem die höheren Schwingungen auf größere Amplituden gebracht werden, so daß, wenn diese Ströme später in ihrer Amplitude durch die verteilte Kapazität der Telephonlinie geschwächt werden, das Sprachband an der Empfangsstation in seiner normalen Form ankommen wird.

Die Einrichtung zur selektiven Verstärkung von höher frequenten Sprechströmen kann erfindungsgemäß auf der Linie an verschiedenen Zwischenpunkten eingeschaltet werden, um die verbrauchten höheren Frequenz-

komponenten der Stromwelle wiederherzustellen, bevor sie vollständig durch die verteilte Kapazität einer langen Linie geschwächt sind. So können z. B. auf einer Telephonleitung z. B. von 3000 Meilen Länge selektive Verstärkungseinrichtungen an zehn Punkten der Linie in Abständen von annähernd 300 Meilen angeordnet werden, und in jeder dieser zehn Stationen werden die Telephonströme in der Amplitude zu einer der ursprünglichen Form ähnlichen Wellenform wieder verstärkt. Durch Einführung eines dämpfenden Elementes, z. B. eines Widerstandes, in bzw. vor die entsprechend abgestimmten Schwingungskreise der selektiven Verstärkereinrichtung kann ferner das Einsetzen von dauernden selbsttätigen Schwingungen vermieden werden bzw. bis nahe an den Schwingungszustand herangegangen werao den.

Die Zeichnung zeigt die Einrichtung nach der Erfindung in den Abb. 1 bis 3 sichematisch in drei Ausführungsbeispielen.

In Abb. ι ist eine Entladungsröhre 1 üblicher Bauart mit zwei Anoden W, zwei Gittern G und dem Glühfaden,/⁷ vorgesehen. Der Glühfaden F wird durch die Batterie A erhitzt, deren Strom durch den veränderlichen Widerstand/? geregelt wird. Die Gitter G sind zu beiden Seiten des Glühfadens F angeordnet und gemäß Abb. 1 parallel' geschaltet. Die beiden Anoden W befinden sich außerhalb der Strecke Glühfaden - Gitter und -sind in einem relativ weiteren Abstand zum Glühfaden angeordnet als die Gitter. Der ankommende Strom, der verstärkt werden soll, wird von der Linie zu der Primärspule S eines Transformators; T, vorzüglich eines auf Spannungssteigerung gewickelten Transformators, geführt. Die Sekundärspule des Transformators Γ kann, wie Abb. 1 bei O zeigt, in zwei voneinander getrennten Teilen gewickelt sein, die im Verhältnis zueinander eine große Kapazität besitzen, so daß sie gewissermaßen kapazitiv miteinander verbunden sind. Ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators T ist direkt mit dem Glühfaden F der Röhre 1 verbunden, während das andere Ende der Sekundärspule an die Gitter G der Röhre 1 angeschlossen ist. In diesen Kreis kann ein Kondensator P eingeschaltet werden. Die Anoden W sind durch die Primärspule eines TransformatorsV zum positiven Ende einer Stromquelle, z.B. einer BatterieB, geführt, während das andere negative Ende dieser Batterie mit dem Glühfaden/⁷ der Röhre verbunden ist. Der Ausgangskreis L ist mit der Sekundärspule des Transformators V verbunden.

Ein Schwingungskreis, der aus der Induktanz E und der Kapazität H besteht, ist an dem einen Ende mit den Anoden W und an dem anderen Ende mit den Gittern O verbunden. Es kann auch eine Kapazität, z. B. .ein variabler Kondensator C, in diesen Kreis eingeschaltet werden. Vorteilhaft ist es ferner, ein_ variables dämpfendes Element, z. B. einen hochohmigen Widerstand/, in die Anschlußleitung dieses Kreises zu den Gittern einzufügen, der die Amplitude der Potentialzunahmen, die von den Schwingungskreisen H, E zu den Gittern geliefert werden, herabmindert, so daß das Einsetzen von dauernden selbsttätigen Schwingungen vermieden bzw. bis nahe an den Schwingungszustand herangegangen wird. Die natürliche Periode dieses Schwingungskreises H, E, der eine selektive Verstärkung der höher frequenten Sprechströme mit einer seiner Schwingungszahl entsprechenden Frequenz bewirkt,· hängt von den Werten der Selbstinduktion der Spule E und der Größe der Kapazität des Kondensators// ab. Sie hängt aber ebenfalls von den Konstanten der Röhre selbst ab, der Erhitzung des Glühfadens F, dem von der Batterie B zugeführten Potential, der Größe des Widerstandes/ und der Größe des Widerstandes D, der zwischen die Gitter und den Glühfaden geschaltet ist. Der Widerstand/ kann auch in den Schwingungskreis H, E selbst eingeschaltet werden und übt auch dann seine dämpfende Wirkung aus.

Neben dem ersten Schwingungskreis H, E kann ein zweiter, ähnlicher Kreis mit den Elementen m, E^C¹,1¹, E¹, W, die den EIementen H, E₃ C, / des ersten Kreises entsprechen, zwischen den Gittern und Anoden eingeschaltet sein. Dieser zweite Schwingungskreis E^x, H¹ ist auf eine von dem natürlichen Wert der Schwingungen des ersten Schwingungskreises abweichende Frequenz abgestimmt, die der durch ihn selektiv zu verstärkenden Frequenz entspricht. Es kann so eine Deliebige Zahl von auf verschiedene Frequenzen abgestimmten Schwingungskreisen zur selektiven Verstärkung der entsprechenden Frequenzen an die Röhre angeschlossen werden.

Es ist jedoch nicht notwendig, je einen Schwingungskreis der Röhre für jede ab- no weichende Frequenz, die man verstärken will, anzuschalten. Es hat sich gezeigt, daß ein einziger solcher Kreis, dessen Eigenfrequenz annähernd 1500 Perioden in der Sekunde ist, ankommende Ströme von beträchtlich höheren Frequenzen als 1500 beinahe im gleichen Maße verstärkt, während gleichzeitig Ströme von beträchtlich niedrigerer Frequenz auch verstärkt werden. Es hat sich ergeben, daß zwei solche selektiv verstärkende Kreise, von denen der eine eine Eigenschwingung von etwa 1500 in der Sekunde und der andere

eine Eigenschwingung von etwa 2500 in der Sekunde hat, Ströme aller Frequenzen zwischen 500 und 3000 in der Sekunde verstärken.

Es ist daher möglich, eine einzelne Röhre mit wiederverstärkenden Kreisen dazu zu bringen, derart selektive Sprechströme zu verstärken, daß alle höheren harmonischen gegenüber den niederen oder Grundfrequenzen. verstärkt werden.

In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung dargestellt, bei der zwei Schwingungskreise mit den Induktanzen X¹ bzw. X², den Kapazitäten C¹ bzw. C^a und den dämpfenden Widerständen J¹ bzw. J- parallel zu den Gittern G, G und dem Glühfaden der Röhre 1 geschaltet sind. Jeder der Induktanzen ΛΓ¹, X² ist mit einer Induktanz Z in dem Anodenkreis gekoppelt, so daß eine Rückkopplung zwischen diesen und den Schwingungskreisen besteht. Mit dieser Anordnung von Kreisen würde die Röhre die Quelle dauernd schwingender Ströme werden, die in dem Anodenkreis erzeugt und auf den Gitterkreis übertragen werden, um wieder verstärkt zu werden, wenn in den Schwingungskreisen nicht die dämpfenden Widerstände J¹ und /² vorhanden wären. Die zwischen Gitter und Glühfaden liegenden Schwingungskreise werden auch hier auswählend die der Röhre zugeführten Ströme verstärken, deren Frequenzen den Eigenperioden dieser Schwingungskreise naheliegen.

In Abb. 3 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in der die ankommenden Ströme zu der Gitterelektrode G¹ des einen der beiden Elektrodensysteme der Röhre 1 geführt werden. Die Anode W¹ des anderen Elektrodensystems ist mit der Ausgangslinie in der üblichen Weise verbunden. Die selektiv verstärkenden Schwuigungsikreise sind an die anderen Elektroden W², G² der Röhre 1 angeschaltet. Die Schwingungskreise haben eine gemeinsame Induktanz X, die mit der Spule Z in dem Ausgangskreis in der gemäß Abb. 2 beschriebenen Weise zusammengeschaltet ist. Die einzelnen Induktanzen E¹, E², E⁵ usw. und die entsprechenden Kapazitäten Η^Χ,Η²,Η^Ά usw. bestimmen die Periode der selektiv verstärkenden Schwingungskreise, von denen drei in Abb. 3 gezeigt sind. Die Wirkung dieser Kreise, die mit dem Ausgangskreis verbunden sind, besteht auch hier darin, der Röhre eine Neigung zur nicht proportionalen Verstärkung von Strömen zu geben, deren Frequenzen im allgemeinen nahe denen dieser Schwingungskreise liegen. Gemäß Abb. 3 ist der DämpfungswideTstand / in den gemeinsamen Weg der drei Schwingungskreise eingeschaltet, um die Röhre am Selbsttönen zu hindern.

Claims

Patentansprüche:

1. Verstärkereinrichtung unter Verwendung von Entladungsröhren, insbesondere für Sprechstromübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung von Strömen bestimmter Frequenzen entsprechend auf diese Frequenzen abgestimmte selektiv wirkende Schwingungskreise zwisehen die beiden kalten Elektroden oder eine kalte und die heiße Elektrode der Röhre eingeschaltet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einführung eines dämpfenden Elementes in den Kreis des, Schwingungsstromes das Einsetzen von dauernden selbsttätigen Schwingungen vermieden und bis nahe an den Schwingungszustand herangegangen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die normalen Sprechströme vor ihrem Übergang auf die Leitung in bestimmten Frequenzen, vorzugsweise ' in ihren höheren, selektiv auf größere Amplituden gebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Teilpunkten der Telephonieitung eine selektive Verstärkung bestimmter, Vorzugsweise der höheren Frequenzkomponienten vorgenommen wird.

5. Schaltung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung von Strömen bestimmter Frequenzen entsprechend auf diese Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise zwischen die beiden kalten Elektroden oder eine kalte und die heiße Elektrode der Röhre eingeschaltet sind, und daß die Selektivität gegenüber den Strömen anderer Frequenz einstellbar ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die schwingungsfähigen Systeme mit dem Ausgangskreis der Verstärkerröhre gekoppelt sind.

7. Schaltung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mit zwei Elektrodensystemen vorzugsweise mit gemeinsamer heißer Elektrode versehenen Verstärkerröhre das oder die schwingungsfähigen Systeme zwischen zwei Elektroden eingeschaltet sind, deren eine zu dem einen und deren andere zu dem anderen Elektrodensystem gehört.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder in das bzw. die schwingungsfähigen Systeme ein vorzugsweise veränderlicher Dämpfungswiderstand eingeschaltet ist.

9· Schaltung nach einem der Ansprüche S bis δ, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gitter und Glühfaden der Verstärkerröhre ein vorzugsweise regelbarer Widerstand geschaltet ist.

"io. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem oder den schwingungsfähigen Systemen ein vorzugsweise regelbarer Kondensator vorgeschaltet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen