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Differentialschaltung bei Fernsprechanlagen mit Verstärkern Die Erfindung
hat Differentialschaltungen bei Fernsprechanlagen mit Verstärkern zum Gegenstand',
bei denen die Wicklungen von Vor- -und Nachübertrager und die Abschlußwicklungen
der Fernleitung und ihrer künstlichen Nachbildung, sofern eine solche verwendet
wird, auf einem :geschlossenen oder Dreischenkeltransformator vereinigt sind. Die
Anordnung der Wicklungen ist derart, daß die von der einen Fernleitung ankommenden
unverstärkten Ströme, beispielsweise Sprechströme, auf einen oder mehrere Verstärker
übertragen werden, und daß die verstärkten Ströme mittels des der anderen Fernleitung
zugeordneten Transformators derart übernommen werden, daß eine Rückwirkung auf den
ersten Verstärker oder das Verstärkersystem nicht eintritt und umgekehrt. Dies wird
dadurch erreicht, daß jeder Fernleitung .ein Zwei- oder Dreischenkeltransformator
zugeordnet ist, auf dem je zwei Wicklungen für die Stromübertragung der unverstärkten
und verstärkten Ströme :differentiell geschaltet und besondere Wicklungen zum Anschluß
der Fernleitungen und 'der ihnen zugeordneten Ausgleichsmittel angebracht sind.
Beispielsweise werden bei einem Dreischenkeltransformator die Primärwicklung des
Vor- und die Sekundärwicklung des Nachübertragers differentiell auf die ,äußeren
Schenkel und symmetrisch zum mittleren Schenkel angeordnet. Der Transformator nimmt
ferner die Wicklungen auf, an welche die Fernleitung und ,ihre -etwaige Nachbildung
angeschlossen sind. Es können auch nach dem Prinzip der Differentialschaltung sonstige
Kombinationen mix den Wicklungen und der Fernleitung, Verstärkern usw. getroffen
werden. Mit der Wahl der Differentialanordnung, beispielsweise des Vorübertragers,
ist aber die Schaltung der Wicklung für den anderen Übertrager, -7.13. den
Nachübertrager, bestimmt, !da -der leitende, Gesichtspunkt stets der ist, daß Rückwirkung
auf einen. Verstärker nicht auftreten darf. Die Schaltungen können anstatt mit einem
Dreischenkeltransformator auch mit zwei Zweischenkeltransformatoren ausgeführt werden.
Die Erfindung ist anwendbar für Zwei-, Vierdraht- und Viererschaltungen und für
alle Zwecke der Telegraphie und Telephonie. Bei den Vierdrahtschaltungen ist es
noch ganz besonders möglich, auch das zweite Adernpaar für - die Stromfortleitung
nutzbar zu machen. - , In -den Abb. r und z sind Ausführungsformen !des Erfindungsgedankens
dargestellt. Abb. r stellt eine Differentialschaltung mittels eines Dreischenkeltransformators
dar; Abb. z zeigt .eine Vierdrahtschaltung, bei der beide Aderpaare über die Transformatoren
mittelbar oder unmittelbar verbunden sind.
In der Abb. r ist F1
die Fernleitung, Kl1 ihre künstliche Nachbildung, V1 beispielsweise eine Verstärkerröhre
und T1 ein Dreischenkeltransformator. In der gleichen Weise gehören zu der Fernleitung
F2 ihre künstliche Nachbildung K12, eine Verstärkerröhre V2 und der Transformator
T2. Die Wicklung iv, ist ,an die Fernleitung und w3 an ihre künstliche Nachbildung
angeschlossen. Die Wicklung w2 des Vorübertragers liegt -zwischen Kathode und Gitter
der Verstärkerröhre V1, und die Wicklung w4 ist differential in den Anodenkreis
der Verstärkerröhre V2 geschaltet. Die Wicklungen w11 bis w41 des Transformators
T2 sind entsprechend denen von T1 gleich an die Fernleitung F2, ihre künstliche
Nachbildung 'Kl2 und an den Gitter-und Anodenkreis der Verstärkerröhren V2 lind
V1 angeschlossen. Die erforderlichen Batterien sind der Einfachheit wegen in allen
Schaltungen nicht eingezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist nun folgende Die über die Fernleitung
FL ankommenden unverstärkten Ströme schließen sich über die Wicklung w1 :des Transformators.
T1. Mittels der Wicklung w2 werden die Sprechströme induktiv 'auf das Gitter des
Verstärkers V1 übertragen. Durch die Wicklung w3 werden die Sprechströme induktiv
auf die künstliche Nachbildung übertragen. Die induktive Übertragung durch die W'eklung
w4, die differentiell im Anodenkreis von V2 liegt, kommt nicht zur Wirksamkeit.
Die magnetomotorische Irraft :der in der Wicklung w1 fließenden unverstarkten Sprechströme
wird sich nun nach Maßgabe :der magnetischen Widerstände und der Belastung über
den mittleren Schenkel des Transformators verzweigen. Damit der Transformator sich
im Zustand des magnetischen Gleichgewichtes befindet, ist ies erforderlich, daß
die magnetischen Widerstände der Verzweigungskreise und die Belastung derb:eiden.
Schenkel durch -dieFernleitung und ihre künstliche Nachbildung gleich sind. Dies
wird um so mehr zutreffen, je besser die Nachbildungen sind. Um die Nachbildungen
zu vereinfachen, sind daher beispielsweise symmetrisch zu den Fernleitungen und
ihren Nachbildungen die Schwingungskreise S1, S2 vorgeschaltet oder Wicklungen auf
dem mittleren Schenkel bei Dreischenkeltransformatoren oder :auf dem freien Schenkel
bei Zweischenkeltransformatoren als Schwingungskreise S3 -Lind 531 ausgebildet.
D#:e symmetrisch zu den Fernleitungen und ihren Nachbildungen liegenden Schwingung
skreis;e S1 und S2 und entsprechend S11 und S21 bildeng je nach der Abstimmung für
bestimmte Frequenzen einen Nehenschluß zu den Trmnsformatorwieklungen iv1, w3 bzw,
w11 und w31, wodurch die Verstärkungen dieser Frequenzen unterdrückt und Singularitäten
der Frequenzkurvc beseitigt werde.. -Die Schwingungskreise S3 und S31 auf den Mittelschenkeln
der Transformatoren heein flussen infolge ihrer Resonanzwirkung die Siättigung des
Eisens und verleihen so dem Übertrager ebenfalls selektive Eigenschaften. Die durch
V1 verstärkten Ströme werden durch die .di-fferentiell geschaltete Wicklung w41
auf den Transformator T2 übertragen. der sieh ebenso wie T1 durch :entsprechende
Wahl der Widerstände und der Belastung im Zustande :des magnetischen Gleichgewichts
befindet. Die Verzweigung dies verstärkten magnetischen Stromflusses hat dann zur
Folge, daß eine Rückwirkung auf V2 über w21 nicht eintreten kann, da die Wicklung
w21 von gleichen magnetischen Kraftflüssen, aber im entgegengesetzten Sinne, durchflossen
wird. Der verstärkte Strom wird mittels der Wicklung w11 auf die Fernleitung F2
übertragen.
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In Abb. a ist der Erfindungsgedanke auf eine_Vierdrahtschaltung angewendet,
und zwar nur auf zwei Verstärkerpunkte. Bei dieser Schaltung werden zwei aufeinander
abgeglichene AderpäareF3' und F" zur Fortleitüng der Wechselströme verwendet. 'Neu
sind die _4nordnung der Fernleitungen auf einem Transformator nach :dem Differentialprinzip,
derart, daß :einte Selbsterregung der in die Leitung eingeschalteten Verstärker
nicht :eintritt, und die mittelbare oder unmittelbare Parallelschaltung der beiden
Aderpaare. Durch die letztere Schaltung werden Verluste auf die Hälfte verringert.
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Der FeruleitüngFl sind am Gabelpunkt die Verstärkerröhren V1, V4 und
ein TransformatorTl zugeordnet. Der FernleitungF2 in ,gleicher Weise die Verstärkerröhren
V3, V2 und der Transformator T4. Die beiden Aderpaare F3 und F4 vermitteln die Verbindung
von F1 nach F2. Die Wicklungen auf den Schenkeln der Transformatoren T1 bis T4 sind
mit den entsprechenden Indizes der ;einzelnem Transformatoren bezeichnet, also z.
B. für T1 mit w11, 111211 w31, w41. Von diesen ist w11, w31 an die Fernleitung F1
und ihre Nachbildung all, iv21 in den Gitterkreis der Verstäxkerröhre V1, iv¢1 differentiell
in den Anodenkreis der Verstäxl<erröhre V4 ,geschaltet. Die Wicklungen tv14 bis
w44 des Transformators T4 sind in übereinstimmender Weise an die Fernleitung F2
und ihre Nachbildung, den Gitterkreis der Verstärkerröhre V2 und den Anodenkreis
der Verstärkerröhre V3 angeschlossen. Der Anschluß -der beiden Transformatoren T2
und T3 an :die beiden Aderpaare F3 und F4 und die Verstärker V1, V4, V2, V3 ist
aus der Abbildung ersichtlich. In dieser zeigen die punktiert
gezeichneten
Linien .an den Stellen i, ¢, z, 3 die unmittelbare Parallelschaltung der Aderpaare
an.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist die folgende Die über die Fernleitung
F1 ankommenden unverstärkten Sprechströme schließen sich über die Wicklung ;v11
des Transformators T1. Der von ihnen erzeugte magnetische Kraftfluß verzweigt sich
über den mittleren Schenkel des Transformators T1 derart, daß sich der Transformator,
wie bereits ausgeführt, im magnetischen Gleichgewicht befindet. Mittels der Wicklung
w21 werden die Ströme induktiv auf das Gitter des Verstärkers V1 übertragen. Die
Wicklung w41 kommt über die Röhre V4 nicht zur Wirkung. Die verstärkten Ströme fließen
über die Wicklung w42 des Transformators T2. Der durch sie erzeugte magnetische
Kraftfluß verzweigt sich über die Schenkel des Transformators T2 gemäß ihren magnetischen
Widerständen. Die Rückwirkung auf die Fernleitung F1 und den Verstärker V1 über
den Verstärker V4 ist durch die differentielle Wicklung von w41 vermieden, sofern
T2 durch die Aderpaare F3 und F4 gleich gtark belastet ist. 72 isst aber
gleich stark belastet, sofern F3 und F4 gleichartig bei mittelbarer Schaltung bzw.
unmittelbar parallel geschaltet sind. Durch die Wicklungen w12 und w32 wird der
verstärkte Strom auf die Aderpaare F3 und F4 übertragen, die ihn ihrerseits nach
dem Transformator T3 fortleiten. Die in die Aderpaare F3 und F4 eingezeichneten
Pfeile zeigen an, in welcher Richtung der verstärkte Strom die Wicklungen w13 und
tv33 des Transformators T3 durchfließt. Hieraus folgt, daß der magnetische Kraftfluß
in T3 gleichgerichtet ist und demzufolge der verstärkte Strom durch die Wicklung
w23 auf das Gitter von V3 übertragen wird. Die Übertragung des verstärkten Stromes
von 17,3 auf die Fernleitung F2 ist entsprechend der bei Abb. i beschriebenen.