DE495106C - Elektrische Sperrvorrichtung, insbesondere zum Verhueten von Stoerungen in Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung· betrifft eine elektrische Sperrvorrichtung^ insbesondere zum Verhüten von Störungen in elektrischen Signalanlagen', z. B. in Fernsprechanlagen mit zwei Signal-Stromkreisen, von denen der eine selbsttätig gesperrt wird, wenn der andere von Signaloder Sprechströmen durchflossen ist. Vorrichtungen dieser Art werden z. B. bei langen Fernsprechleitungen benutzt mit getrennten Leitungen für beide Sprechrichtungen.

Es ist bekannt geworden, in solchen Anlagen Vorkehrungen zu treffen, durch, die Störströme, wie z. B. Echoströme o. dgl., in der Leitung der einen Sprechrichtung selbsttätig abgesperrt werden, -wenn die andere Leitung von Sprechströmen durchflossen ist. Zu diesem Zweck ist in dem zu sperrenden Linienstromkreis ein von einem Relais gesteuerter Kurzschlußkontakt vorgesehen. Das

ao Relais wird durch Ströme im anderen Linienstromkreis betätigt. Es ist auch bekannt, in Fernsprechleitungen mit Zwischenverstärkern eine oder mehrere Röhren eines Zwischenverstärkers zu diesem Zweck zu benutzen, so daß das elektromagnetische Relais durch diese Röhre oder Röhren ersetzt wird. Das Gitter der Röhre ist derart geschaltet, daß es beim Auftreten von Strömen in dem sperrenden Stromkreis eine negative Spannung von genügender Größe erhält, um den Anodenstromkreis stromlos zu machen. Bei dieser Einrichtung ist jedoch die Sperrvorrichtung verhältnismäßig träge und ruft außerdem im letzten Falle in der zu sperrenden Leitung gerade im Augenblick des Eintretens der Sperrung Stör ströme hervor.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, diese Nachteile zu vermeiden und eine Sperrvorrichtung mit praktisch genommen augenblicklicher Wirkung zu schaffen, bei der keine durch den Sperrvorgang selbst hervorgerufenen Störerscheinungen im sperrenden oder in dem zu sperrenden Stromkreis auftreten können. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß an den zu sperrenden Stromkreis eine oder mehrere Entladungsstrecken, wie Glimmlampen o. dgl., angeschlossen sind, die durch Einwirkung von Strömen im sperrenden Stromkreis eine oder mehrere zusätzliche Strombahnen bilden konnen, durch die der zu sperrende Stromkreis außer Tätigkeit gesetzt wird. Vorzugsweise bildet die Entladungsstrecke hierbei einen Kurzschluß im zu sperrenden Stromkreis, durch den die Störströme vom Empfangsapparat in diesem Stromkreis ferngehalten werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des ErfindungBgegenstandes dargestellt.

Abb. ι und 2 zeigen zwei Schaltungsanofdnungen;

Abb. 3 ist eine Schaltungsanordnung der in

Abb. ι und 2 mit Z> bezeichneten Detektorvorrichtung.

Die von den sperrenden Strömen durchflossene Leitung ist mit I, die zu sperrende Leitung mit II bezeichnet. Zwischen den beiden Leitungen ist die eine Detektor- oder Gleichrichtervorrichtung D enthaltende Sperrvorrichtung S eingeschaltet.

Wenn die Leitung I z. B. Sprechströme überträgt, werden den Klemmen a_v a₂ der Detektorvorrichtung D- Wechselspannungen zugeführt. Den Ausgangsklemmen V₁, V₂ des Gleichrichters wird in diesem Falle eine Gleichspannung entnommen. Wenn diese einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, beginnen zwei in der Sperrvorrichrung enthaltene, hintereinandergeschaltete Entladungsstrecken O₁, G₂, z. B. zwei Glimmlampen o. dgl., sich zu entladen. Diese Glimmlampen stellen nunmehr einen die Leitung II zwischen den Punkten d_u d₂ kurzschließenden Stromweg dar. Hierdurch wird die Leitung II außer Tätigkeit gesetzt. In Reihe mit den Glimmlampen G₁ und G₂ sind zwei Kondensatoren C₁₁C₂ geschaltet, die gleichzeitig parallel zu den Ausgangsklemmen V₁ und V₂ angeschlossen sind. Gleichströme können somit nur beim Entladen der Glimmlampen, und zwar durch diese hindurchfließen. Um einen möglichst vollkommenen Kurzschluß zu schaffen, muß der Widerstand zwischen den Punkten d_u d₂ klein sein im Verhältnis zum Scheinwiderstand der Leitung II. Dies wird dadurch erreicht, daß der Scheinwiderstand der Leitung II nach der Sperrvorrichtung S hin durch einen oder mehrere Transformatoren auftransformiert wird.

Bei der Ausführung" nach der Abb. 1 wird diese Transformierung mittels zweier Transformatoren T₁, T₂ hergestellt, die in eine Lücke der Leitung II eingefügt sind. Die Wicklungen der Transformatoren, die direkt an den zugehörigen Leitungsabschnitt angeschlossen sind, besitzen eine niedrige Impedanz, die anderen Wicklungen, die in dem Stromkreis der Glimmlampen enthalten sind, besitzen dagegen eine hohe Impedanz. Der Punkt d_x bildet hier den Mittelpunkt der direkten Überbrückung zwischen den Klemmen V₁₁V₂. Die Glimmlampen G₁, G₂ sind zueinander parallel und mit je einem der Kondensatoren C₁, C₂ in Reihe geschaltet und bilden zusammen einen Nebenschluß, der beim Betätigen der Glimmlampen einen wirksamen Kurzschluß zwischen den Punkten d_u d₂ bildet für Ströme, die über die Leitung II fließen. Es ist offenbar, daß die (Übertragungs-) Eigenschaften der Leitung II durch die Einfügung der beiden Transformatoren beeinflußt werden.

Bei der Ausfüh: ungsform nach Abb. 2 wird das Auftransformieren des Scheinwiderstandes der Leitung durch einen einzigen Transformator T bewirkt, dessen eine Wicklung als direkter Nebenschluß zwischen die beiden Zweige der Leitung II geschaltet ist. Die andere Wicklung des Transformators T mit einer höheren Impedanz ist zwischen die oberen Elektroden der beiden zueinander parallel geschalteten Glimmlampen einerseits und dem Mittelpunkt einer Induktanz L anderseits geschaltet. Die Induktanz bildet die direkte durch die Kondensatoren C₁, C₂ für Gleichstrom blockierte Überbrückung zwischen den Klemmen V₁, V₂. Der Widerstand der Induktanz L für Ströme im Glimmlampenkreis ist offenbar gleich dem vierten Teil des Ohmsehen Widerstandes der Spulenwicklung L im ganzen, unter der Voraussetzung, daß die Induktanz mit geringer magnetischer Streuung ausgeführt ist.

Solange durch die Leitung I keine Sprech- oder Signalströme fließen, sind die Entladungsstrecken G₁, G₂ und dadurch offenbar auch der Sekundärkreis unterbrochen. Signal- oder Sprechströme, die in der Leitung II fließen, werden unbehindert über die Sperr- go stelle übertragen, und der Transformator T übt auf die Übertragung keinen praktisch bedeutenden Einfluß aus. Bei der Ausführung der Abb. 2. ist die Leitung nur mit der Primärwicklung des einzigen Transformators T belastet. Die Einwirkung des Anschlusses der Sperrvorrichtung auf die üb ei* die Leitung II zu übertragenden Ströme ist hier somit wesentlich geringer als bei der Schaltungsanordnung nach Abb. 1. Anderseits ist aber der Kurzschluß beim Betätigen der Entladungsstrecken bei der Ausführung nach Abb. 2 um ein geringes weniger wirksam als bei der Ausführung nach Abb. 1, weil der Kurzschlußwiderstand über den Transfertnator T auf die Leitung II umgerechnet werden muß. Es hängt also von den Betriebsverhältnissen in jedem besonderen Falle ab, welche Ausführung angewendet "wird.

Da die beim Entladen der Glimmlampen in diesen entstehenden Spannungsabfälle der von der Leitung I herrührenden Ströme gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, werden keine Störströme in der Leitung II durch das Kurzschließen hervorgerufen.

Die Drosselspule L in Abb. 2, die auch bei der Ausführung nach Abb. 1 angewendet werden kann, hat den Zweck, die zur Erzeugung des Kurzschlusses erforderliche Zeit zu verkürzen, dadurch, daß sie die durch die Aufladung der Kondensatoren C₁ und C₃ entstehende Verzögerung ausgleicht.

Abb. 3 zeigt eine beispielsweise Schaltungsanordnung einer Gleichrichtervorrichtung ZX Den Verstärkerröhren F₃ und Tv₁ wird von den Batterien V₃ und V₄ eine so große negative Gittervorspannung aufgedrückt, daß der Anodenstrom praktisch genommen Null ist. Weiterhin sind Batterien E₃ und E_t vorgesehen, deren Spannungen jeweils kleiner gewählt sind, als die Zündspannung derGlimmlampen G₃ und G₁, welch letztere also gewöhnlich nicht aufleuchten und den Stromkreis vollständig unterbrechen. Wenn nun den Klemmen a_x, a₂ der Gleichrichtervorrichtung eine Wechselspannung aufgedrückt wird, so wird über den Transformator T₃ der Gleichspannung der Batterie E₃ eine Wechselspannung überlagert. Sobald die entstehende Spannung die Zündspannung der Glimmlampe G₃ erreicht, setzt deren Entladung ein.

ao Ähnliches gilt für den Stromkreis F_it T_if E_it G₄. Es werden nun die oberen Belegungen der Kondensatoren C₈ und C₁ positiv geladen. Infolgedessen werden die Potentiale der mit diesen Belegungen verbundenen Gitter der Verstärkerröhren nach der positiven Richtung hin verschoben. Nach der Aufladung entladen sich die Kondensatoren C₃ und C₄ verhältnismäßig langsam durch die Ableitungswiderstände/?3 und i?₄.

Die Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Von der Leitung I werden über die Klemmen a_x und a₂ der Vorrichtung D dem Transformator T₃ Wechselströme zugeführt. Der Transformator ist derart bemessen, daß sein günstigster Arbeitsbereich im Bereich der Sprechfrequenzen liegt. Ströme mit verhältnismäßig niedriger Frequenz, z. B. von Kraftleitungen herrührende Störströme oder störende Geräusche usw., werden hierbei praktisch genommen durch die Primärwicklung des Transformators kurzgeschlossen. Wenn nun die Schwingungen innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches eine genügend große Amplitude besitzen, wird die Glimmlampe G₃ zum Aufleuchten gebracht und hierdurch das Potential des an diese Lampe angeschlossenen Gitters in der positiven Richtung hin verschoben. Der Ableitungswiderstand Z?₃ ist so bemessen, daß die über ihn geleitete Entladung so langsam erfolgt, daß die Gitterspannung praktisch genommen nur mit den in den verhältnismäßig niedrigen Modulierungsfrequenzen der ankommenden Ströme von Sprechfrequenz, aber nicht mit den Sprechfrequenzen selbst schwankt. Im Anodenkreis der Röhre F₃ erhält man nunmehr einen Strom mit einer niedrigen Frequenz, die der Modulierung entspricht. Dementsprechend ist der Transformator T± derart bemessen, daß er mit einem guten Wirkungsgrad innerhalb des niedrigen Frequenzbereiches arbeitet und diese Frequenzen auf die nächste Röhre überträgt. Bei genügend großer Amplitude der übertragenen Schwingungen wird die Glimmlampe G₄ zum Aiifleuchten gebracht, und die Gitterspannung der Röhre F₄ wird nach der positiven Richtung hin verschoben. Der zugehörige Ableitungswiderstand /?₄ ist derart bemessen, daß die Entladung des Kondensators durch diesen Widerstand mit einer vorbestimmten Verzögerung erfolgt, durch welche die Ungleichmäßigkeiten der Schwingungen von Modulierungsfrequenz ausgeglichen werden, so daß dem Gitter eine angenähert gleichbleibende Spannung aufgedrückt wird. Hierdurch entsteht zwischen den Klemmen V_x und V₂ eine Gleichspannung, die mit einer vorbestimmten, durch die Abmessungen des Kondensators C₄ und des Ableitungswider-Standes i?₄ bestimmten Trägheit aufrechterhalten wird. Wenn die Gleichspannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, leuchten die Glimmlampen G₁, G₂ auf, wodurch, die Leitung II kurzgeschlossen ist.

Hieraus geht ohne weiteres hervor, daß die Sperrvorrichtung nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Sprechströme eine gewisse vorbestimmte Amplitude erreichen. Beim Unterschreiten dieses Wertes bleibt die Vorrichtung unwirksam. Die Sperrvorrichtung muß selbstverständlich derart ausgeführt und eingestellt sein, daß sie durch Sprechströme gewöhnlicher Amplitude sicher zum Ansprechen gebracht wird. Anderseits muß natürlich die Sperrvorrichtung für etwa auftretende Störströme in der Leitung I, die gewöhnlich eine wesentlich, geringere Amplitude besitzen als die Sprechströme, unempfindlich sein.

Wie schon hervorgehoben, können Ströme niedriger Frequenz keine Wirkung ausüben, selbst ein Signalstrom von Sprechfrequenz kann die Röhre F₃ nicht beeinflussen, da ein solcher Strom mit konstanter und verhältnismäßig hoher Frequenz über den Ableitungswiderstand/?» ausgeglichen wird. Nur Ströme modulierter Sprechfrequenz, wie die Sprechströme, können an die Klemmen V₁, V₂ gelangen und hier eine Gleichspannung hervorrufen.

Durch die Gleichrichtervorrichtung wird ferner eine fast augenblickliche Sperrwirkung gewährleistet. Würde man die Beeinflussung der Sperrvorrichtung durch Störströme o. dgl. in der Leitung I dadurch ausschalten, daß man Siebvorrichtungen o. dgl., die nur für Sprechströme durchlässig sind, zwischen der Leitung I und der Sperrvorrichtung einschaltet, so würde wegen des Einscnwingungsvorganges die zum Betätigen der Sperrvorrichtung erforderliche Zeit verlängert. Gleich- iao richtervorrichtungen, die durch modulierte Sprechfrequenzen in Tätigkeit gesetzt werden,

lassen sich in mannigfaltiger anderer Weise ausführen.

Auch die übrigen Vorrichtungen und Schaltungen können je nach Bedarf mit änderen beliebigen Anordnungen und Schaltungen vereinigt werden. ·

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Sperrvorrichtung, ins' ίο besondere zum Verhüten von Störungen in elektrischen Signalanlagen, z. B. Fernsprechanlagen mit zwei Signalstromkreisen, von denen der eine selbsttätig gesperrt wird, wenn der andere von Strömen durchflössen ist, gekennzeichnet durch eine oder mehrere an den zu sperrenden Stromkreis (II) angeschlossene Entladungsstrecken, die durch Einwirkung von Strömen des anderen, sperrenden Stromkreises (I) zur Entladung gebracht werden können und hierdurch einen den zu sperrenden Stromkreis (II) außer Tätigkeit setzenden Stromweg bilden.
2. 2. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromweg als Kurzschlußverbindung des zu sperrenden Signalstromkreises (II) ausgebildet ist.
3. 3. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekenn zeichnet, daß die Entladungsstrecke (ti) mit dem zu , sperrenden Signalstromkreis (II) über Kopplungsvorrichtungen, z. B. Transformatoren, verbunden ist, deren Impedanz an der den Entladungsstrecken zugekehrten Seite höher ist als an der dem Signalstromkreis (II) zugekehrten Seite.
4. 4. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zweige des zu sperrenden Signalstromkreises (II) an der Sperrstelle galvanisch unterbrochen und in die dadurch erzeugte Lücke zwei Transformatoren (T₁, T₂) eingeschaltet sind, von denen jeweils eine Wicklung niedriger Impedanz an je einen Abschnitt des Signalstromkreises direkt angeschlossen ist, während die anderen Wicklungen hoher Impedanz zueinander und zu den Entladungsstrecken (G₁JO₂) parallel geschaltet sind.
5. 5. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine eine verhältnismäßig niedrige Impedanz besitzende Wicklung eines Transformators (T) in Reihe" mit den Teilen einer anderen Wicklung (L)₁ die eine höhere Impedanz besitzt, sowie den Entladungsstrecken (G₁₁G₂) geschaltet ist.
6. 6. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gegekennzeichnet, daß zwei Entladungs- - strecken, z. B. Glimmlampen (G₁, G₂), in bezug auf die Kurzschlußverbindung (zwischen den Punkten ^Z₁, d₂) parallel und in bezug auf den den Kurzschluß herstellenden Stromkreis (zwischen den Punkten V₁, V₂) in Reihe geschaltet sind und die bei-.den Stromkreise im Verhältnis' zueinander S)Tmmetrisch ausgeführt sind, so daß die durch die betätigenden Ströme hervorgerufenen Spannungsabfälle sich ausgleichen und somit kerne störende Wirkung auf den zu sperrenden Signalstromkreis (II) ausüben können.
7. 7. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß Kondensatoren (C₁, C₂) dem beim Entladen der Entladungsstrecken entstehenden Gleichstrom den Weg über eine für Wechselstrom vorgesehene Überbrückung zwischen den Glimmlampen sperren.
8. 8. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückung zwischen den Glimm,-lampen eine Drosselspule (L) enthält, durch die eine verzögerte Erzeugung der Kurzschlußverbindung infolge der Kondensatoraufladung verhindert ist.
9. 9. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entladung der Entladungsstrecken erforderliche Zusatzspannung durch Ströme im sperrenden Stromkreis (I) unter Vermittlung einer Vorrichtung (Z>) erzeugt wird, die eine gleichrichtende Wirkung ausübt beim Verwenden von Wechselströmen, z. B. Sprechströmen oder anderen Signalströmen, zum Herstellen der Kurzschlußverbindung.
10. 10. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannungserhöhung erzeugende Vorrichtung (Z>) nur durch mit einer niedrigeren Frequenz modulierten Ströme (von Sprechfrequenz) zum Ansprechen gebracht wird.
11. 11. Elektrische Sperrvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannungserhöhung erzeugende Vorrichtung (D) eine (Drei-) Elektrodenröhre (F_s) enthält, deren Anodenströme infolge der Schaltung des Gitterstromkreises nur durch dem Gitter zugeführte, mit niedriger Frequenz modulierte Ströme {von Sprechfrequenz) beeinflußt werden.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen