DE511392C

DE511392C - Vorrichtung zum Ausschluss der ausserhalb gewisser Grenzen liegenden Frequenzen und zur gleichzeitigen Daempfungsentzerrung

Info

Publication number: DE511392C
Application number: DES84763D
Authority: DE
Inventors: Myron Lebedinsky
Original assignee: TELEPHONES GRAMMONT SOC D
Current assignee: TELEPHONES GRAMMONT SOC D
Priority date: 1927-03-26
Filing date: 1928-03-22
Publication date: 1930-10-29
Also published as: US1866655A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ABf
29. OKTOBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 511392 KLASSE 21 a 2 GRUPPE

Societe des Telephones Grammont in Paris*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1928 ab

Häufig ist es bei Fernsprechanlagen, insbesondere bei den Empfangsstellen, notwendig, alle Ströme auszuschließen, deren Frequenz außerhalb bestimmter gegebener Grenzen liegt. Die Ströme von zu niedriger Frequenz würden nämlich störende Nebengeräusche verursachen, während die Ströme zu hoher Frequenz (beispielsweise über 2 300 Hz) wieder andere Störungen zur

ίο Folge haben würden. Um die störenden Frequenzen auszuschließen, verwendet man Filter, welche die Ströme verschiedener Frequenz verschieden stark dämpfen. Die Kurve α der Abb. 1 zeigt diese Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz. Andererseits ist aber auch die Dämpfung, welche die Ströme auf dem Wege über die Linie und über die verschiedenen Organe der Fernsprechgeräte erfahren, von der Frequenz abhängig, und zwar nimmt die Dämpfung bei steigender Frequenz zu. Hieraus folgt, daß die verschiedenen Töne eines Zusammenklanges (Musik oder gesprochenes Wort) je nach ihrer Schwingungszahl verschieden stark gedämpft werden. So ergibt sich eine Veränderung des Klanges, welche man Verzerrung (Distorsion) nennt. Um diese Verzerrung zu beseitigen, verwendet man bereits Dämpfungsausgleicher (Entzerrer), welche entweder die niedrigen Frequenzen stärker dämpfen als die hohen oder die Empfindlichkeit des Empfängers gegenüber hohen Frequenzen steigern. Auf diese Weise gleicht man die Wirkung der Dämpfung aus und stellt das ursprüngliche Stärkeverhältnis der verschiedenen Töne eines Zusammenklanges wieder her. Man erreicht also, wenn Entzerrer und Filter zusammengenommen die Dämpfungskurve b (Abb. 1) aufweisen, für die gesamte Fernsprechanlage die Dämpf ungskurve a.

Zweck der Erfindung ist es, ein Organ zu schaffen, welches gleichzeitig als Filter und als Dämpfungsausgleicher wirkt, und welches möglichst leicht eingeregelt werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß ein vierpoliges Filter von vier auf einem gemeinsamen magnetischen Kern angebrachten Induktionsspulen und einem einstellbaren Kondensator gebildet wird, wobei die beiden Eintrittspole

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Myron Lebedinskj in Paris.

in einen der Stromkreise der Empfangs stelle eingeschaltet sind, während die beiden Austrittspole über einen einstellbaren Kondensasator und einen einstellbaren Ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind.

Das neue Organ enthält verschiedene einstellbare Glieder, welche derart angeordnet sind, daß mittels eines jeden vorwiegend ein bestimmter Teil der Dämpfungskurve eingeregelt werden kann, ohne daß gleichzeitig der Rest der Dämpfungskurve sich merklich verändert.

Das neue Gerät wird mit den beiden freien Polen, in die Linie in Reihe eingeschaltet, beispielsweise in die Mitte der Primärwicklung des Transformators. Es kann entweder ein einziges Organ von der neuen Gestaltung verwendet werden; es können aber auch mehrere solche Organe hintereinandergeschaltet werden.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Zunächst zeigt Abb. ι die Dämpfungskurven α und b, aufgetragen über der Frequenz. Abb. 2 zeigt ein Schaltungsschema des neuen Örganes. Abb. 3 zeigt die Anordnung der Spulen auf einem gemeinsamen Kern. Die Abb. 4 und 6 stellen zwei verschiedene Möglichkeiten für die Verbindung der vier Spulen dar. Abb. 5 entspricht der Abb. 2 und zeigt eine Abänderung der Schaltung. Die Abb. 7 und 8 zeigen, auf welche Weise mehrere der erfindungsgemäßen Organe hintereinandergeschaltet werden können. Die Leitung (s. Abb. 2) schließt sich mittelbar oder unmittelbar an die Enden der aufgeteilten Primärwicklung 1-1 des auf das Gitter des Empfängers einwirkenden Transformators an. Zwischen die Wicklungsteile ist bei 2 und 3 die erfindungsgemäße Anordnung geschaltet. Sie besteht nach Abb. 2 aus zwei Spulenpaaren 4-5 und 6-7 auf gemeinsamem Kern. Zwischen die beiden Spulenpaare ist in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise der Kondensator 8 geschaltet. Die Enden der Spulen 5 und 6 aber sind miteinander über zwei parallel zueinanderliegende Glieder verbunden, nämlich den Kondensator 10 und den selbstinduktionsfreien Widerstand 9. Die Spulen 5 und 6 sind untereinander gleich gewickelt, und zwar gegensätzlich zu den untereinander wiederum g-leich gewickelten Spulen 4 und 7, so daß die durch die Wicklungen 4 und 5, 6 und 7 im Kern erzeugten Kraftflüsse einander entgegengesetzt sind. Die Wicklung kann beispielsweise nach Abb. 3 und 4 ausgeführt sein. Nach Abb. 3 enthält das Isolierrohr 11 die Endflanschen 12, 13 und den Mittelflansch 14. Die unter sich gleichlaufenden Wicklungen 4, 7 umschlingen die eine Längshälfte, die unter sich wiederum gleichen aber zu den erstgenannten entgegengesetzt laufenden Wicklungen 5, 6 die andere Längshälfte. Bezeichnet man das linke Ende jeder Längshälfte als Eintrittsseite E, das rechte Ende als Austrittsseite S₁. so sind, wie Abb. 4 zeigt, die Wicklungen 4 und 5 austrittsseitig, die Wicklungen 6 und 7 eintrittsseitig miteinander verbunden. Infolge dieser Gegeneinanderschaltung der Kraft- _7<J flüsse wird die Impedanz beträchtlich vermindert. Die Spulen 4 und 5 beispielsweise verhalten sich wie eine einzige Spule von sehr geringer Selbstinduktion. Diese wäre gleich Null, wenn nicht der Kondensator 8 einen Teil des Stromes ableitete, so daß die in den Spulen 4 und 5 fließenden Ströme ungleich werden. Erfahrungsgemäß erreicht man mit dieser Schaltung eine Dämpfungskurve, die bei der kritischen Frequenz ein sehr scharfes Knie aufweist (als kritisch bezeichnet man die Frequenz, unterhalb deren die Angleichungsorgane des Empfängers die Leitung nicht mehr genügend genau »nachbilden«, d. h. hinsichtlich der Impedanz ihr die Waage halten, gg so daß die darunterliegenden Frequenzen nur noch sehr wenig gedämpft werden).

Die Abb. 5 zeigt eine abweichende Schaltung, bei der der Kondensator 10 und der selbstinduktionsfreie Widerstand 9 in Reihe _go geschaltet sind.

Die Abb. 6 zeigt eine abweichende Schaltung der Spulen. Hier sind die Spulen 4, 5, der Widerstand 9 und der Kondensator 10 wie in Abb. 5 angeordnet, während Spule 6 einerseits mit dem Kondensator 10 und andererseits mit dem zweiten Pol 3 der Anordnung verbunden ist, während die Spule 7 zwischen Kondensator 8 und Pol 3 liegt. Obwohl diese Schaltung nicht mehr symmetrisch ist, hat sie sich vorzüglich bewährt. Sie führt nämlich dazu, daß die Dämpfungskurve α (Abb. 1) an ihren beiden Knien wesentlich schärfer umbiegt.

Es ist auch möglich, eine beliebig große Anzahl von Spulenanordnungen oder vollständigen erfindungsgemäßen Organen gleichzeitig zu verwenden. Die Abb. 7 zeigt, wie zwei vollständige Organe hintereinandergeschaltet werden, und Abb. 8 zeigt eine Schaltung, _llö bei der der selbstinduktionsfreie Widerstand 9 und der Kondensator 10 je nur einmal vorkommen, während die aus Spulenanordnung 4, 5, 6, 7 und Kondensator 8 bestehende Gruppe mehrmals hintereinandergeschaltet vorkommt.

Natürlich kann das erfindungsgemäße Organ auch anders als in Abb. 2 eingeschaltet sein, beispielsweise in Reihe mit der Primäroder der Sekundärwicklung eines der Transformatoren; oder es kann an einer beliebigen Stelle der Transformatorwicklungen zwischen-

geschaltet oder auch zwischen zwei Verstärkungsstufen eingeschaltet sein.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß der Erfmdungsgegenstand eine außerordentlich leichte Einstellungsmöglichkeit bietet. Dies rührt daher, daß die Kondensatoren 8 und io und der Widerstand g, wenn er mit dem Kondensator io in Reihe geschaltet ist, fast nur die Wiedergabe je eines bestimmten Bereiches

»o von Frequenzen beeinflussen. Verändert man beispielsweise die Kapazität des Kondensators ι o, so beeinflußt man fast nur die Wiedergabe der Frequenzen zwischen 240 und 500 Hz; verstellt man den Widerstand 9, so beeinflußt man überwiegend die Dämpfung zwischen 500 und 2 000 Hz; verändert man schließlich die Kapazität 8, so wird fast ausschließlich die Dämpfung der Frequenzen über 1 900 Hz beeinflußt.

ao Diese Verhältnisse sind aus den Kurven der Abb. 9 bis 11 ersichtlich, in denen die Wiedergabe des Empfängers über den Frequenzen aufgetragen ist. Die Kapazität des Kondensators 8 ist mit C₁, die des Kondensators 10 mit C₂ und die Größe des Widerstandes 9 mit R bezeichnet. Die Kurven der Abb. 9 zeigen für R= 160 ω und C₁= 165 μϊ den Einfluß der Verstellung des Kondensators 10 von C₂ = 0,32 bis 3,0 μ/. Oberhalb 500 Hz wird die Kurve durch Veränderung von C₂ praktisch nicht beeinflußt. Die Kurven der Abb. 10 zeigen für dasselbe Gerät den Einfluß der Verstellung des Widerstandes R₃ während C₁ = 0,165 μ-f ^und C₂ = 1,6 μϊ betragen. Die

Verstellung von R wirkt sich praktisch nur zwischen 500 und 2 100 Hz aus. Endlich ist in Abb. 11 für C₁ = 1,6 μι und R = 160 ω der Einfluß der Verstellung des Kondensators 8 dargestellt. Unterhalb 1 800 Hz macht sich die Veränderung von C₂ praktisch nicht bemerkbar.

Es zeigt sich also, daß die Verstellung jedes Organes 8, 9, 10 immer nur auf einen bestimmten Bereich von Frequenzen Einfluß hat, während die Kurve im Bereich der anderen Frequenzen praktisch unbeeinflußt bleibt. Diese Eigenschaft des erfindungsgemäßen Organes gestattet die gewünschte leichte Einstellung.

Es sei beispielsweise (Fig. 12) M die Kurve der Dämpfung einer Fernsprechanlage aufgetragen über der Frequenz, und N die Kurve der Wiedergabe des Empfängers für bestimmte bekannte Werte von C₁, c₂ und R. Um die Verzerrung aufzuheben, muß für alle Frequenzen die Differenz (also der Abstand) der Kurven M und N gleich sein. Es gilt also, die Werte C₁, C₂ und R zu finden, welche die zu M parallele Kurve N' ergeben. Um diese Kurve mindestens näherungsweise zu erreichen, verändert man c₂ so lange, bis die Kurve durch den Punkt % geht, verändert dann R so lange, bis sie durch n₂ geht, und schließlich verändert man C₁, bis sie durch M₃ geht. Die erzielte Kurve hat nunmehr mit der theoretisch zum Ausgleich der Dämpfung anzustrebenden Kurve N' vier Punkte gemeinsam (K₁, n₂, n~ und den Schnittpunkt sämtlicher Kurven«), was praktisch vollkommen ausreicht.

Die Unabhängigkeit der drei Verstellungen voneinander gestattet eine außerordentlich bequeme Einstellung des Empfangsgerätes. Die verschiedenen Teile können in der Werkstatt in Massen hergestellt werden, da dieselben Spulen für Linien und Empfangsgeräte mit ganz verschiedenen Empfangskurven verwendet werden können.

Die auf Abb. 2 dargestellte Schaltung ist etwas weniger vorteilhaft als die der Abb. 5, denn es hat sich gezeigt, daß, wenn der Widerstand 9 und der Kondensator 10 nebeneinandergeschaltet sind, der Einfluß der Verstellung des Widerstandes 9 in denjenigen der Verstellung des Kondensators 10 etwas starker übergreift.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausschluß der außerhalb gewisser Grenzen liegenden Frequenzen und zur gleichzeitigen Dämpf ungsentzerriung, welche in einem Fernsprechstromkreis in Reihe eingeschaltet wird und aus Induktanz-, Widerstands- und Kapazitätselementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß vier auf einem gemeinsamen magnetischen Kern angebrachte Induktanzspulen mit einem einstellbaren Kondensator ein vierpoliges Filter bilden, dessen beide Eintrittspole in einen der Stromkreise der Empfangsstelle eingeschaltet sind, während die beiden Austrittspole über einen einstellbaren Kondensator und einen in Reihe oder parallel zu diesem liegenden einstellbaren Ohmschen Widerstand miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Eintrittspol und dem zugehörigen Austrittspol des vierpoligen Filters zwei Induktanzspulen in Reihe geschaltet sind, während zwischen je zwei dieser Induktanzspulen ein Pol eines einstellbaren Kondensators angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dielnduktanzspulen derart gewickelt und geschaltet sind, daß jede der Spulen ein dem Magnetfeld der ihr zugeordneten, mit ihr in Reihe geschalteten Spule entgegengesetztes Ma- iao gnetfeld erzeugt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Eintrittspol (3) und dem gegenüberliegenden Austrittspol des vierpoligen Filters nur eine Induktanzspule (6) liegt, während die andere (7) zwischen den Kondensator (8) und den Eintrittspol (3) geschaltet ist (Abb. 6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der oben gekennzeichneten Vorrichtungen mit ihren Eintrittspolen hintereinandergeschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austrittspole des Filters ein zweites Filter mit seinen Eintrittspolen angeschlossen ist, und so fort, bis die Austrittspole des letzten Filters in der in Anspruch 1 gekennzeichneten Weise miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen