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Schaltungsanordnung zur Verstärkung von telegraphischen, telephonischen
oder anderen Signalen von wechselnder Intensität mit Hilfe von elektrischen Erzeugermaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf Apparate für elektrische Signalübermittlung und ist
besonders für Unterseekabeltelegraphie und ähnliche Arten der Telegraphie brauchbar.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verstärkung von
telegraphischen, telephonischen oder anderen Signalen von wechselnder Intensität
mit Hilfe von elektrischen Erzeugermaschinen, die als Verstärker zusammen mit anderen
Einrichtungen angewendet werden.
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Es ist bereits eine Anordnung zum Übertragen von elektrischen Energieschwingungen,
welche mehrere Frequenzen gleichzeitig enthalten, bekannt, bei der eine Erzeugermaschine
benutzt wird, deren Erregerkreis von den zu verstärkenden Schwingungen beeinflußt
wird. Ferner ist es bekannt, Verstärkeranordnungen mit Kaskadenschaltung von Dreielektrodenröhren
zu verwenden, bei denen als Verbindungsglieder zwischen je zwei aufeinderfolgenden
Verstärkerröhren Telephonrelais angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung werden eine oder mehrere Erzeugermaschinen derart
in Kaskade mit einer oder mehreren thermionischen Röhren verwendet und die zu verstärkenden
Signale unmittelbar oder mittelbar der Feldwicklung einer oder mehrerer der Erzeugermaschinen
zugeführt, wodurch eine getreue und genaue Signalwiedergabe und eine große Verstärkung
erreicht werden.
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Bei Verwendung von zwei Maschinen werden die Feldwicklungen der zweiten
Maschine vorzugsweise aus dem Anodenkreis der thermionischen Röhre gespeist, deren
Gitterkreis von der ersten Maschine erregt wird, so daß die Röhre die Maschinen
miteinander koppelt. In ähnlicher Weise können zwei oder mehrere Erzeugermaschinen
in Kaskade gekoppelt werden. .
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Bei dieser Anordnung arbeiten alle Erzeugermaschinen der Kaskadenreibe
(etwa mit Ausnahme der letzten Maschine) unter Bedingungen, die nahezu dem Leerlauf
entsprechen, da die Anker nur Spannung und nur sehr wenig Strom zu liefern haben.
Diese Anordnung begünstigt ein formgetreues und verzerrungsfreies Arbeiten.
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Es sind Einrichtungen vorgesehen, um zu verhindern, daß der Anodengleichstrom
die Feldwicklungen durchläuft, oder es werden statt dessen Einrichtungen getroffen,
um die Wirkung eines solchen Gleichstroms zu kompensieren.
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Außerdem können Einrichtungen vorgesehen
sein, um
die Feldwicklungen jeder Erzeugermaschine gegenüber ihrem Anker abzuschirmen und
umgekehrt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise schematisch dargestellt.
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Gemäß Fig. i werden die empfangenen Signalzeichen oder andere zu verstärkende
Impulse bei i zwischen dem Gitter 2 und der Kathode 3 einer thermionischen Röhre
4 zugeführt. Ihr Anodenkreis schließt sich über die Feldwicklungen 5 einer Erzeugermaschine
und eine Anodenbatterie 6 zu der Kathode. Die Maschine ist mit einer kompensierenden
Feldwicklung 7 versehen, die von einer Ortsbatterie mit Gleichstrom gespeist wird
(dies kann zweckmäßig die Anodenbatterie sein). Dabei ist die Anordnung derart,
daß das von der kompensierenden Wicklung erzeugte Feld denjenigen Teil des Hauptfeldes
neutralisiert, der von der Gleichstromkomponente des Anodenstroms herrührt. 8 ist
ein Widerstand, 9 eine Selbstinduktion (jeder dieser Teile oder beide können veränderlich
sein), sie liegen in Reihe mit der kompensierenden Feldwicklung. Dieser Widerstand
und die Selbstinduktion dienen zur Einstellung des Ausgleichstroms in der kompensierenden
Wicklung und zur Verminderung der Wirkung von Spannungen, die von der Hauptfeldwicklung
induziert werden. Bürsten io liegen auf dem Anker ii der Erzeugermascbine und sind
über eine Drossel 15 und einen Kondensator 16 zum Abflachen der von der Maschine
abgegebenen Energie zwischen das Gitter 12 und die Kathode 13 einer zweiten thermionischen
Röhre 14 geschaltet, deren Kathode mit der Kathode der ersten Röhre verbunden und
geerdet sein kann. Die Erzeugermaschine koppelt die beiden Röhren miteinander und
arbeitet als rotierender Transformator oder Relais. In ähnlicher Weise kann jede
beliebige Zahl von Röhren miteinander gekoppelt und in Kaskade angeordnet werden.
Die Abgabeleistung der letzten Röhre wird einem Schreibempfänger oder einem anderen
Empfangsgerät oder einem Gerät zur Weiterübertragung entweder direkt oder durch
eine oder mehrere in Kaskade geschaltete Erzeugermaschinen zugeführt.
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Es können auch in einer oder mehreren der Stufen eine oder mehrere
Einrichtungen zum Begrenzen der Amplitude verwendet werden. Eine solche Einrichtung
kann aus einer thermionischen Röhre bestehen, deren Heizstrom und- Gittervorspannung
so eingestellt sind, daß die Röhre entweder bei Sättigung arbeitet oder einen Gitterstrom
aufweist, der von der Spannungsspitze herrührt.
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Nach der in Fig. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform werden
die Signalzeichen zwischen den Gittern eines Paars von thermionischen Röhren 32
zugeführt, die in Pushpull-Schaltung angeordnet sind. Ihre Anoden 33 sind durch
die Feldwicklung 5 der Maschine 5 bis ii miteinander verbunden. Der elektrische
Mittelpunkt dieser Feldwicklung ist durch eine Anodenbatterie 34 mit der gemeinsamen
Kathodenleitung 35 verbunden.
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Es kann auch irgendeine thermionische Röhre durch mehrere parallel
geschaltete Röhren ersetzt "Werden.
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Ferner können ein die Kurvenform beeinflussender Kreis oder mehrere
solcher in den Anodenkreis einer oder mehrerer der Röhren 4 (Fig. i) oder 32 (Fig.
2) eingeschaltet sein. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser
besteht der die Kurvenform beeinflussende Kreis aus einem Kondensator 40 mit einem
Widerstand 41 im Nebenschluß, beide in Reihe mit der Hauptfeldwicklung 5, die im
Anodenkreis der Röhre 4 liegt. Der Kondensator 40 und die Feldwicklung haben zusammen
im Nebenschluß eine Selbstinduktion 42 und einen Widerstand 43, die hintereinanderliegen,
jeder einzelne von diesen beiden kann veränderlich sein. Ein zusätzlicher Kondensator
44 liegt im Nebenschluß zu der Hauptfeldwicklung. Bei einer anderen Anordnung eines
die Kurvengestalt beeinflussenden Kreises gemäß Fig. 4 ist eine Selbstinduktion
42' und ein Widerstand U' in Reihe geschaltet (diese können einzeln oder beide veränderlich
sein). Sie liegen im Nebenschluß zur Hauptfeldwicklung 5. Ein Kondensator4o mit
Widerstand 41 im Neben- . schluß ist mit der Feldwicklung in Reihe geschaltet.
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In der Fig. 5 ist die kompensierende Feldwicklung 7 der Fig. i durch
eine Einrichtung ersetzt, die verhindert, daß der Anodengleichstrom durch die Hauptfeldwicklung
hindurchgeht. Bei dieser Abänderung liegt ein Blockkondensator 45 in Reihe mit der
Hauptfeldwicklung 5 zwischen der Anode und der Kathode der thermionischen Röhre
4. Der Anodengleichstromkreis verläuft daher von der Anode über einen Anodenwiderstand
46 und die Anodenbatterie 6 nach der Kathode 3. Bei dieser Anordnung wirkt der Blockkondensator
unterstützend auf die Beeinflussung der Kurvengestalt der Signalzeichen. In der
Schaltung nach der Fig. 6 wird der Durchgang des Anodengleichstroms durch die Feldwicklung
anstatt durch einen Blockkondensator durch Verwendung einer Ausgleichsbatterie 47
in Reihe mit der Feldwicklung verhindert.
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Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform, die in Fig. 7 dargestellt
ist, ist ein Empfänger in Gegentaktschaltung angeordnet. Die Feldwicklung 5 ist
zwischen die Anoden der beiden Röhren 48 geschaltet. Die Anodenkreise dieser Röhren
verlaufen von einem ungefähr in der Mitte der Feldwicklung liegenden Abzweigpunkt
über eine gemeinsame Anodenbatterie 6' nach der gemeinsamen Kathode. Die
Bürsten
io der Erzeugermaschine sind mit den Gittern von zwei weiteren Röhren 49 verbunden,
die in Gegentaktschaltung liegen; ihre gemeinsame Kathodenzuführung ist mit einer
dritten Bürste 17' auf der Maschine verbunden, die am elektrischen Mittelpunkt zwischen
den anderen Bürsten liegt.
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Die Erzeugermaschinen können entweder Gleichstrommaschinen oder Wechselstrommaschinen
sein. Wenn Wechselstrommaschinen benutzt werden, so kann die aus der letzten Stufe
des Verstärkers entnommene Ausgangsleistung in bekannter Weise gleichgerichtet und
abgeflacht werden.
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Ferner kann der Anker ii der einen oder mehrerer Erzeugermaschinen
5 bis ii elektrostatisch gegen seine zugeordnete Feldwicklung 5 abgeschirmt werden
und die Feldwicklung gegen den Anker. Eine zweckmäßige Anordnung zum Abschirmen
ist in Fig. 8 dargestellt und besteht aus einem isolierten Draht 5o, der um den
Anker ii herumgewickelt und entweder durch Verbindung mit dem Kern oder mit einem
besonderen Schleifring (der nicht dargestellt ist) geerdet ist. Zusätzlich zu dem
isolierten und geerdeten Draht 5o oder an seiner Stelle kann Metallfolie um die
Feldwicklung gewickelt werden, wobei Sorge zu tragen ist, daß die Folie nicht als
eine kurzgeschlossene Sekundärwicklung wirkt.
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Bei den beschriebenenAnordnungen kann jede der Röhren durch eine Mehrzahl
von parallel geschalteten Röhren ersetzt werden. Es kann auch irgendeine der erwähnten
Hauptfeldwicklungen aus einer Anzahl von Abschnitten zusammengesetzt sein und jeder
Abschnitt mit einer thermionischen Röhre zusammengeschaltet sein.
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Telegraphenempfänger, die nach der Erfindung gebaut sind, weisen wichtige
Vorzüge gegenüber den bisher bekannten auf. Z. B. beruht ein Vorteil, der in der
letzten Stufe einer Kaskadenreihe erzielt werden kann, auf dem Umstand, daß der
Anker einer Erzeugermaschine eine sehr geringe Impedanz hat und daher geeignet ist,
um einem Instrument von der Art eines Schreibempfängers Energie zu liefern. Des
weiteren kann die Erzeugermaschine 5 bis ii entweder als Verstärker oder als Kopplungsvorrichtung
oder als beides verwendet werden, wobei, wie schon bemerkt, die Maschinen 5 bis
ii unter Bedingungen arbeiten, die einer sehr geringen Belastung entsprechen mit
Ausnahme etwa der letzten Maschine einer Reihe.