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Verfahren zur formgetreuen Übertragung telephonischer und ähnlicher
Ströme Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Übertragung
telephonischer und ähnlicher Ströme, wobei Vorrichtungen bestehen, die im Anfang,
etwa in den Endämtern oder in einem Musikaufnahme- und einem Musikwiedergaberaüm
u. dgl., des Übertragungsweges eine Amplitudenverzerrung, am Ende des Über-. tragungsweges
eine entsprechende Amplitudenentzerrung der übertragenden Ströme bewirken, und zwar
in der Weise, daß im Anfang eine Abschwächung der größeren Amplituden, also eine
Verengerung des gesamten Energiebereiches erfolgt, während am Ende des Übertragungsweges
.diese Amplituden in dem gleichen Maße wieder verstärkt werden, der Energiebereich
also wieder erweitert wird. Diese Anordnung erfüllt folgenden Zweck: Jeder, insbesondere
jeder längere Übertragungsweg für telephonische und ähnliche Ströme besitzt zwei
Grenzamplituden, innerhalb deren eine einwandfreie Übertragung möglich ist. Die
obere Grenze ist gegeben durch den Scheinwiderstand der Leitung, die Eisensättigung
bei- Transformatoren und Spulen, die Charakteristik von Verstärkerröhren usw., während
die untere Grenze durch Leitungsverluste und Störgeräusche bedingt ist. Es zeigt
sich nun bei den gewöhnlichen Übertragungssystemen, vor allem bei Fernleitungen,
daß das Verhältnis zwischen der oberen und unteren Grenzamplitude der elektrischen
Leistung wesentlich kleiner ist als das Verhältnis, das bei Sprache oder Musik zwischen
den größten und kleinsten Schallamplituden besteht. Infolgedessen finden ,bei gewöhnlichen
üb-ertragungssystemen Benachteiligungen der Grenzamplituden statt, die insbesondere
die Übertragung von Musik sehr verschlechtern.
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Nach der Erfindung wird diese Benachteiligung der Grenzamplituden
dadurch vermieden, d.aß der Amplitudenbereich .der Sprechströme im Anfang des Übertragungssystemes
durch Abschwächung der größeren Amplituden so weit verengert wird, daß sein Umfang
innerhalb der durch die Leitung bedingten Grenzen liegt. Am Ende des Übertragungsweges
erfolgt durch ähnlich arbeitende Mittel wieder in dem gleichen Maße eine Erw,eiterung
des Amplitudenbereiches, so daß in der empfangenden Station wieder .die alten unveränderten
Amplitudenverhältnisse herrschen.
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Der angegebene Zweck wird durch folgende Mittel erreicht: Von dem
in der Hauptübertragungsleitung fließenden Strome wird ein Teil abgezweigt, welcher
nach erfolgter Gleichrichtung, zweckmäßig auch nach Filterung und Verstärkung, den
Widerstand eines Stromkreises verändert, der wiederum durch induktive Kopplung,
zweckmäßig unter
Verwendung eines Transformators, auf den Widerstand
der Hauptleitung einwirkt und somit die Übertragungsfähigkeit der Hauptleitung beeinflußt.
Diese Beeinflussung ,erfolgt bei der Anordnung an der Sendestelle der Leitung in
dem Sinne, daß die Übertragungsfähigkeit der Hauptleitung um so mehr verringert
wird, je größer die Amplituden sind, wähnend umgekehrt an der Empfangsstelle der
Leitung die größeren Amplituden eine Vergrößerung der Übertragungsfähigkeit hervorrufen.
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In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. In Abb. i bedeutet A die Sendestelle, B die Empfangsstelle.
Der Mikrophonkreis T mit dem Mikrophon i ist über -den Übertrager 2 mit dem Ausgleichsübertrager
3 verbunden, an dem die Hauptübertragungsleitung 4 induktiv angeschlossen ist, in
welcher sich die Verstärker 5 und 7 sowie ein Filter 6 befinden. An die Leitung
4. schließt sich die Zwischenübertragungsleitung (z. B. Fernleitung 1TL) an. Von
dem Ausgleichsübertrager 3 zwengt sich ferner an den Spulenmittelpunkten 8 und g
die Beeinflussungsleitung ii ab. In der Leitung ii sind zwei Filter 12 und i4, eines
für höhere und eines für niedere Frequenzen sowie ein Gleichrichter 13 angebracht.
Die Enden der Leitung i i sind an einen zwischen Gitter und Kathode einer Röhrenschaltung
15, 16 liegenden Widerstand 17 angeschlossen. Es kann hier eine einzelne Röhre benutzt
werden. Die Gegentaktschaltung empfiehlt sich besonders wegen ihrer Symmetrie. Im
Anodenkreis des Verstärkers befindet sich die eine Wicklung des Transformators 18,
dessen andere Wicklung 1g im Nebenschluß zur Hauptübertragungsleitung 4 liegt. Die
Empfangsschaltung B ist der Sendeschaltung völlig analog. An die mit der Fernleitung
ML verbundene Ausgleichsübertragerschaltung 3' ist einerseits die Übertragungsleitung
4' mit den Verstärkern 5' und 7', dem Filter 6' und der Hörvorrichtung R, andererseits
die Regulierleitung i i' mit dem Gleichrichter 13', den Filtern 12' und 1.l.' und
dem Gegentaktverstärker 15', 1.6', 17' angeschlossen. Der Transformator 18' vermittelt
die Beeinflussung der Leitung 4' durch den Verstärkerkreis: Der einzige Unterschied
zur Sendestelle A besteht bei B darin, daß hier d:iq Beeinflussung im anderen
Sinne stattfindet, d. h. die Übertragungsfähigkeit der Leitung wächst mit der Größe
der Amplitude, was sich in der Schaltung dadurch ausdrückt, :daß die an den Gegentaktverstärker
15', 16' angeschlossenen Pole der Leitung ii' nach erfolgter Gleichrichtung im Vergleich
zu der Lage in A vertauscht sind.
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Der Stromverlauf in der Anordnung vollzieht sich folgendermaßen: Der
Hauptanteil der Sprechströme verläuft von dem Ausgleichsübertrager 3 ab in der Hauptleitung
4, durchfließt den Verstärker 5, das Filter 6 und den Verstärker 7, aus dem er in
die Fernleitung 111IL eintritt. Vor dem Verstärker 7 befindet sich die als die eine
Spule des Transformators 18 ausgebildete Nebenschlußleitung ig. Das Filter 6 erfüllt
hierbei die Aufgabe einer Verzögerungsvorrichtung, :die die Ströme in. der Hauptleitung
so langeverzögert, bis die Regulierschaltung i i . . . 18 in wirksamem Zustande
ist. Der Regulierstrom tritt zunächst durch ein Filter 12, das die tiefsten und
unhörbarenFrequenzen zurückhält, durch die Störungen veranlaßt werden könnten. Im
Gleichrichter 13 werden die Ströme sodann gleichgerichtet, während durch das Filter
14 alle höheren, also insbesondere die hörbaren Frequenzen abgeschnitten werden,
so daß die dem Gegentaktverstärker 15, 16 aufgedrückte Gitterspannung .keine hörbare
Frequenz mehr besitzt, sondern eine nur langsam schwankende Gleichspannung darstellt.
Die Gleichrichtung erfolgt nun in dem Sinne, daß der Gitterkreis des Steuerverstärkers
eine positive Spannung durch die abgezweigte Leitung erhält; infolgedessen nimmt
der Widerstand des Anodenkreises um so mehr ab, je größer die zu übertragenden Stromamplituden
sind, und dadurch wird aüch-derScheinwiderstand der als Nebenschlußleitung zur Hauptübertragungsleitung
wirkenden Transformatorwicklung ig geringer, und ein größerer Teil des Hauptstromes
fließt durch die Wicklung ig, so daß die in den Verstärker 7 eintretenden Ströme,
wie gefordert, in ihren größeren Amplituden geschwächt sind.
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Der Stromverlauf in der Empfangsstelle B ist in allen Teilen genau
der gleiche wie in A, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt. Der einzige
Unterschied zu A besteht darin, daß. der Regulierstrom nach seiner Gleichrichtung
so umgepolt ist, daß er dem Gegentaktverstärker negative Spannungen aufdrückt, so
daß in der Hauptleitung 4' eine .Vergrößerung der Übertragungsfähigkeit, also eine
Erweiterung des Energiebereiches entsteht. Bei gleicher Bemessung der einzelnen
Schaltteile in A bzw. B wird die in A erfolgte Verengerung des Amplitudenbereiches
durch die Erweiterung in -B gerade kompensiert, so daß in der Hörvorrichtun R die
natürlichen Amplitudenverhältnisse bestehen wie im Mikrophonkreise T.
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Die Abb. 2 enthält gegenüber der Abb. i einige Abänderungen. Der Hauptstrom
fließt vom Mikrophonkreis i durch den Transformator 2 über das Filter 6, den Transformator
2o, den Verstärker 21, die Ausgleichsschaltung 22 und -den Verstärker 7 in -die
Zwischenübertragungsleitung
(Fernleitung) IIL, während der Beeinflussungsstrom
hinter dem Transformator 2 abgezweigt ist, und zwar unter Zwischenschaltung des
Transformators 25. Die Beeinflussungsleitung i i ist dann, ebenso wie in Abb. i,
über den Gleichrichter 13 tund die Filter =i2 und 14, die die störenden Tonfrequenzen
abschneiden, wiederum anGitter und Kathode des Gegentaktverstärkers 15, 16, 17 angeschlossen,
in dessen Anodenkreis die eine Wicklung -des Transformators 18 liegt, dessen andere
Wicklung icg an *die Ausgleichsschaltung 22, bei Gegenüberschaltung der Nachbildung
23 am anderen Ende der Ausgleichsspule angeschlossen ist. In der Empfangsstelle
B ist an die Zwischenleitung ML die Hauptleitung .a.' mit dem Filter 6' und
dem Verstärker 2i', dessen Ausgangskreis mit der Ausgleichsschaltung 22' in Verbindung
steht, angeschlossen. Der Gitterkreis des Gegentaktverstärkers 15, 16', 17' erhält
seine Steuerspannung über eine zweite Zwischenleitung 24 unmittelbar aus dem Gitterkreis
des Verstärkers 15, 16, 17 in A, an dessen Gitter-Kathodenwiderstand 17 die
LeitUng 24. angeschlossen ist, allerdings unter Umpolung, so daß die Gitterspannungen
von 15', 16' und 17' denen von 15, 16, 17 entgegengesetzt sind. Die
Arbeitsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Die Ausgleichsschaltung 22 verursacht
der Übertragung der Sprech- oder Musikströme vom Verstärker 21 nach Verstärker 7
gewisse Verluste, die um so größer sind, je mehr der Scheinwiderstand der Nachbildung
23 und der der gegenüberliegenden Wicklung des Transformators 18 einander gleich
sind. Beide Scheinwiderstände sind nun voneinander verschieden, so daß eine Übertragung
von 21 über 22 nach 7 stattfindet. Da indessen der Scheinwiderstand er mit dem Ausgleichsübertrager
verbundenen Sekundärwicklung i9 des Transformators 18, ebenso wie in Abb. i, von
dem Röhrenwiderstand, also der steuernden Gitterspannung des Gegenkontaktverstärkers
15, 16, 17 abhängig ist, so ändert sich die Übertragungsfähigkeit von 22, und zwar
in dem Sinne, daß sie um so schlechter wird, je größer die Amplituden des zu übertragenden
Stromes sind. Macht man also z. B. den Scheinwiderstand der Wicklung i9 des Transformators
18 geringer als den der Nachbildung 23, so muß die Gitterspannung von 15,
16,
17 um so negativer sein, je größer die Amplitu.den B sind, da dann mit einer
Verringerung des Röhrenwiderstandes der Scheinwiderstand der Wicklung von 18 steigt
und sich dem Werte des Scheinwiderstandes von 23 nähert, wodurch die Übertragung
von 2i über 22 nach 7 vor größeren Verlusten bewahrt wird. DieAnordnung in derEmpfangsstelle
B ist genau die gleiche wie in A, nur wieder mit dem Unterschiede, :daß die durch
die Ausgleichsschaltung 22' verursachten Verluste die Übertragung von 21' nach 7'
um so kleiner sind, je größer die Amplitude ist, so daß bei gleicher Bemessung aller
einzelnen einander entsprechenden Schaltungsteile die in A erfolgte Verengerung
des Amplitudenbereiches der zu übertragenden Ströme durch eine in B erfolgende Erweiterung
gerade kompensiert wird, so daß in R die gleichen Amplitudenverhälinisse herrschen
wie im Mikrophonkreise i.
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Die beschriebenen Abbildungen stellen lediglich Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar. Es ist einleuchtend, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens noch
andere Ausführungen möglich sind, z. B. können, zumal bei längeren Übertragungswegen,
auch mehrere Verengerungs- und Erweiterungsschaltungen angeordnet sein. Ferner ist
die Anordnung ebenso auch bei drahtloser übertragung anwendbar.