DE603350C - Auswahlgeraet zur Beseitigung von Lautstaerkeschwankungen - Google Patents

Description

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Zur Vermeidung von Lautstärkeschwankungen, die z. B. durch die Wirkung des Fadings auftreten können, sind Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen Empfangsapparate unter verschiedenen Empfangsbedingungen arbeiten. Die Apparate werden z. B. an zwei verschiedenen Ortes aufgestellt oder empfangen verschiedene Wellen, und die Ausgangskreise werden dann so miteinander verbunden, daß beide auf einen gemeinsamen Empfangsindikator einwirken. Dieser Vorschlag ist auf Grund der Erscheinung gemacht worden, daß der Fadingeffekt an zwei genügend weit voneinander entfernten Orten bzw. bei Verwendung zweier verschiedener Wellenlängen nicht gleichzeitig auftritt. Man hat jedoch nicht beachtet, daß häufig an beiden Orten eine gleich starke Hochfrequenzenergie einfallen und die Phasenverschiebung so groß sein kann, daß die von den beiden Empfängern gelieferten Spannungen sich untereinander aufheben oder zum mindesten zu Verzerrungen Anlaß geben. Die Phasenverschiebung erklärt sich u. a. dadurch, daß ζ. B. an dem einen Empfangsort eine andere

as Raumwelle aufgefangen wird als an dem anderen Empfangsort und daß diese beiden Raumwellen gegeneinander phasenverschoben sind.

Um diese Nachteile zu beseitigen, ist weiterhin vorgeschlagen worden, auf die einzelnen Empfänger in Abhängigkeit von der Empfangslautstärke einzuwirken, in der Weise, daß der am lautstärksten arbeitende Empfänger die anderen in ihrer Lautstärke schwächt. Trifft jedoch die Lautstärke mit gleicher Energie auf mehrere Empfänger, so tritt bei dieser Anordnung eine Schwächung sämtlicher Empfänger ein, ohne daß dadurch die etwa durch Phasenverschiebung auftretenden Störungen beseitigt werden können. Es ist daher weiterhin auch schon vorgeschlagen worden, eine Umschaltung in der Weise vorzunehmen, daß durch im Niederfrequenzkreis angeordnete Relais, jeweils der lautstärkste Empfänger ausgewählt wird und die übrigen Empfänger abgeschaltet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch diese Anordnungen nicht zufriedenstellend arbeiten, da bei schnellen Schwankungen der Lautstärke die Relaisschaltung zu träge ist und.durch die fortdauernden Um-Schaltungen Störungen in der Anordnung auftreten.

Alle diese vorerwähnten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die von zwei Empfängern erhaltenen Spannungen je dem Gitterkreis von zwei Hauptröhren zugeführt werden, deren Anodenkreise auf einen gemeinsamen Empfangsindikator arbeiten. Die Anordnung ist dann weiterhin so getroffen, daß jede Röhre die Gittervorspannung der anderen Röhre beeinflußt und eine der beiden Röhren außer Betrieb gesetzt wird. Es ist dafür gesorgt, daß immer nur ein einziger Empfänger im Betrieb bleibt, und zwar nur der, der die größere Energie liefert. Auch im Falle gleicher Lautstärke arbeitet nur ein einziger Empfänger auf den Empfangsindikator (Telephon, Schreiber, Bildempfänger ο. dgl.).

Die Schaltungsanordnung hat äußerlich eine gewisse Ähnlichkeit mit der Kallirotronschaltung, wird jedoch hier für einen anderen Zweck benutzt und unterliegt daher auch anderen Arbeitsbedingungen. Die Umschaltung geht dabei so schnell vor sich, daß im Empfangsindikator keinerlei Störungen bemerkbar sind. Zur leichteren Verständlichkeit sei zunächst von dem Kallirotron ausgegangen und dessen

to Wirkungsweise kurz beschrieben. Im Ruhezustand möge durch die beiden Röhren I und II in Abb. ι ein gleich starker Strom fließen. Wird nun an die Röhre I eine Wechselspannung Eg gelegt, so wird während der positiven Halbperiode der Anodenstrom der Röhre I steigen, wodurch sich der Spannungsabfall an dem Widerstand PF₂ erhöht. Hiermit erhält die Röhre II eine größere negative Gittervorspannung, der Anodenstrom dieser Röhre sinkt und die durch den Ruheanodenstrom an dem Widerstand W₁ erzeugte negative Gittervorspannung für das Gitter der Röhre I sinkt. Mit anderen Worten, es wird die Gitterspannung der Röhre I zum positiven Bereich hin verschoben, wodurch der Anodenstrom der Röhre I weitersteigt. Dies hat wieder ein Steigen der negativen Gittervorspannung der Röhre II zur Folge. Bei entsprechender Dimensionierung setzt sich das Spiel so lange fort, bis die Röhre I den vollen Strom führt und die Röhre II außer Betrieb ist. Während der negativen Halbperiode der Gitterwechselspannung Eg geht das umgekehrte Spiel vor sich, so daß sich eine von der Dimensionierung der Schaltelemente abhängige Verstärkung ergibt, die zwar sehr hoch ist, aber eine sehr starke Amplitudenverzerrung zur Folge hat. Es läßt sich nämlich die Anordnung nur schwer so einstellen, daß bei verschieden großen Eingangsspannungen auch entsprechend verschieden große Anodenströme fließen. Die Anordnung wird vielmehr leicht labil, also unabhängig von der, Größe der Eingangsspannung fließt durch die eine Röhre der volle Strom, während die andere gar nicht arbeitet.

Diese Labilität wird nach der Erfindung für den angegebenen Zweck ausgenutzt und trotzdem die erwähnte Verzerrung vermieden, was am besten an Hand der Abbildungen zu erklären ist. In Abb. 2 sind die Hauptröhren des Auswahlgerätes mit Ra und Rg bezeichnet. Es sind noch zwei Zusatzröhren R_a und R& angeordnet, deren Zweck weiter unten erläutert wird. Vom Empfänger A wird die Energie der Röhre Ra über den Transformator Ah und der Röhre R_a über den Transformator A- zugeführt. Ebenso erhalten die Röhren Rß und Ri, von dem Empfänger B die Ausgangs-Wechselspannungen über die Transformatoren Bjj und B-. Der Unterschied gegenüber dem Kallirotron (Abb. 1) besteht zunächst darin, daß nicht nur der einen Röhre, sondern beiden Röhren Ra und R β Wechselstrom entnommen wird, und zwar wird im Beispiel der Abb. 2 über die Transformatoren La und Lb der Wechselstrom dem Empfängerindikator L zugeführt. Die Einrichtung ist nun so getroffen, daß der Empfänger A über die Röhre Ra und der Empfänger B über die Röhre Rb auf den Empfangsindikator L einwirkt, je nachdem, welche der beiden Röhren Ra und Rß mit Hilfe der Zusatzröhren Ra und Rb zum Arbeiten gebracht ist. Die Arbeitsweise sei an Hand der Abb. 3 und 4 näher erklärt. Es möge gerade die Röhre R a arbeiten und deshalb der Empfänger A gehört werden. Mit Hilfe der Batterie 1 (Abb. 2) wird der Röhre Ra eine solche Vorspannung erteilt, daß die Röhre im geraden Teil der Kennlinie arbeitet. Diese Vorspannung brauchtnicht gerade negativ zu sein, sondern muß unter Umständen positiv gewählt werden, falls ein durch den Widerstand 4 fließender Strom eine zu stark negative Vorspannung erzeugt. Eine vom Empfänger A herrührende Wechselspannung G_A (Abb. 3) wird also in der Röhre Ra einen Anodenwechselstrom A W erzeugen, der über La auf L (Abb. 2) einwirkt. Der Anodengleichstrom ^₁ (Abb. 3) erzeugt an dem Widerstand 2 (Abb. 2) eine negative Vorspannung für die Röhre Rb- Diese wird durch die Wahl der Größe des Widerstandes 2 so groß gemacht, daß sie mit der durch die Batterie 3 erzeugten Vorspannung zusammen eine Gittervorspannung erzeugt, die den Arbeitspunkt der Röhre R β außerhalb des unteren Knickes der Kennlinie verlegt (Abb. 4). Wenn auch die der Röhre Rb von dem Empfänger B zugeführte Wechselspannung Gb genau so groß ist wie Ga (Abb. 3), so wird trotzdem nicht die Röhre Rb ansprechen. Man sieht, daß durch die Wahl der Arbeitsbedingungen die Labilität und damit auch die Amplitudenverzerrung beseitigt ist. Wächst nun die von dem Empfänger B herrührende Wechselspannung von dem Wert G_B auf den Wert G_{B :} (Abb. 4), so entsteht ein kleiner Anodenstrom in der Röhre Rb- Dieser Anodenstrom würde, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen sind, dieselbe Rückkopplung auslösen, wie sie oben beim Kallirotron beschrieben ist. Der Strom in der Röhre Rb würde ansteigen und die Röhre Ra zum Verlöschen bringen. Es würde dann nur der Empfänger B gehört werden.

In dieser Form wäre die Anordnung aber noch nicht brauchbar. Man stelle sich nur den Fall vor, daß beim Anwachsen der Span nungGb auf den Wert GiJ₁ gleichzeitig auch· die Spannung Ga auf denselben Wert ansteigt. Sobald sich dann die Röhre Ra eingeschaltet hätte, würde bei dieser Röhre dieselbe Erscheinung auftreten, wie sie bei der Röhre R _B beschrieben wurde, d. h. es würde die Röhre R_A

wieder ausgeschaltet und die Röhre Rb eingeschaltet werden. Es würde dann eine gegenseitige Rückkopplung auftreten, die wegen der Labilität zu erheblichen Verzerrungen führen könnte.

Hier treten nun die Zusatzröhren !?„, und Rb in Tätigkeit, die diese Übelstände erfindungsgemäß beheben sollen. Diese Röhren arbeiten als Gleichrichter und sind im Beispiel der Abb. 2

ίο als Anodengleichrichter geschaltet. Sie arbeiten beide auf den gemeinsamen Widerstand W. Es ist leicht einzusehen, daß an den Enden dieses Widerstandes keine Spannung auftritt, wenn die von den Empfängern A und B einfallenden Energien gleich groß sind. Es würde in diesem Falle die eine oder die andere der beiden Hauptröhren arbeiten, je nachdem, welcher Empfänger zuerst eingeschaltet wurde. Damit an den Enden des Widerstandes W nur Gleichspannungen wirksam sein können, sind die Kondensatoren C₃ und C₄ vorgesehen, die für den Wechselstrom einen Kurzschluß bilden. Wird nun die von dem Empfänger B gelieferte Spannung größer, so wird der Anodenstrom in der Röhre Rb steigen und an dem oberen Ende des Widerstandes W ein negatives und am unteren Ende ein positives Potential erzeugen. Dieser Spannungsunterschied wird über die Leitungen I₁ und I₂ den Gittern der Röhren Ra und Rb aufgedrückt. Die Gitterspannung von Ra wird negativer und die von Rß positiver, wie in Abb. 3 und 4 durch die Pfeile b₁ und b₂ angedeutet ist. Die positive Amplitude der ebenfalls etwas gestiegenen Gitterwechselspannung Gg₂, die durch die Wirkung der Zusatzröhren, wie Abb. 4 zeigt, verschoben ist, läßt einen Anodenstrom in der Röhre Rb auftreten. Hierdurch wird, wie oben beschrieben, das Stromsystem in denHauptröhren zum Kippen gebracht, so daß die Röhre Ra unwirksam wird und die Röhre R β

- arbeitet, welche dann die Weiterleitung der Energie des Empfängers B vermittelt.
Voraussetzung für das einwandfreie Arbeiten ist, daß die Amplituden der von den beiden Empfängern A und B gelieferten Wechselspannungen niemals so groß werden, wie in Abb. 4 durch G_Bl angedeutet, daß in der nicht arbeitenden Röhre ein nennenswerter Anodenstrom erzeugt und dadurch die Anordnung labil wird. Man braucht hier nur an den oben beschriebenen Fall zu denken, daß die Energie der beiden Empfänger genau gleich groß sind. Die selbsttätige Auswahl des Empfängers darf also nicht durch eine ansteigende Wechselspannung an den Hauptröhren erfolgen, sondern im wesentlichen nur durch die von den Zusatzröhren erzeugte Gleichspannung, die die Arbeitspunkte der Röhren verschiebt. Die Gleichspannung wirkt auch noch deshalb günstig, da gleichzeitig mit dem Verschieben des Arbeitspunktes in der einen Röhre in dem einen Sinne eine Verschiebung des Arbeitspunktes in der anderen Röhre in dem anderen Sinne erfolgt. Der durch die Hauptröhren hervorgerufene Rückkopplungseffekt wird also unterstützt. Um einen störenden Einfluß der Wechselspannungen auf die Auswahl möglichst auszuschalten, kann die Anordnung noch so getroffen werden, daß die Zusatzröhren R_a und Rb im Verhältnis zu den Hauptröhren hoch verstärken. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß für die Transformatoren A _? und B- große Übersetzungsverhältnisse gewählt werden. Entsprechend können die Übersetzungsverhältnisse der Eingangstransformatoren Ab und Bu niedrig gewählt" werden. Es ist überhaupt vorteilhaft, die⁼ Hauptröhren nur schwach auszusteuern, da es sich praktisch kaum vermeiden läßt, daß diese Röhren zeitweise auf einem weniger geraden Teil der Kennlinie arbeiten. Weiterhin ist es günstig, Röhren zu wählen, deren Kennlinien am unteren Teil einen stark ausgeprägten Knick aufweisen, damit der Ver-Stärkungsgrad unmittelbar über dem Knick seinen vollen Wert erreicht.

Ein Nachteil der Anordnung nach Abb. 2 ist der, daß man vier Anodenspannungs- und drei Heizspannungsquellen benötigt. Bei der go Anordnung nach Abb. 5 sind deshalb je zwei Anodenspannungsquellen zusammengefaßt, so daß nur die beiden Batterien oder Netzanschlußgeräte S₁ und S₂ erforderlich sind, denen auch die Gittervorspannungen entnommen werden. Auch werden nur zwei Heizstromquellen benötigt. Um eine derartige Zusammenfassung zu ermöglichen, sind die beiden Zusatzröhren R_a und Rb anders zusammengeschaltet als in Abb. 2. Sie arbeiten nämlich auf die beiden Widerstände W₁ und W₂. Bei gleich großem Anodenstrom in den Zusatzröhren ruft dieser zwischen den Leitungen I₁ und I₂ keinen Spannungsabfall hervor. Wird aber beispielsweise die von dem Empfänger B gelieferte Energie größer, so wird der Anodengleichstrom in Rb stärker, so daß der an dem Widerstand W₁ hervorgerufene Spannungsabfall überwiegt und der Hauptröhre R_A eine negative Spannung erteilt, die das erwähnte Kippen zur Folge hat. no

Es gibt auch noch andere Wege, die Spannungsquellen zusammenzufassen. Man könnte sich z. B, darauf beschränken, den Hauptröhren je eine Batterie zuzuerteilen und für die Zusatzröhren eine gemeinsame Batterie in der Leitung I₃ (Abb. 5) vorzusehen.

Damit sich die Zusatzröhren und die Hauptröhren nicht wegen der gemeinsamen Anodenstromquellen beeinflussen, kann man die Drosseln Dr₁ und Dr₂ vorsehen. Die Kondensatoren C₁ und C₂ (Abb. 5), die auch in der Anordnung nach Abb. 2 vorgesehen sind,

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dienen erstens dazu, daß der Anodenwechselstrom AW (Abb. 3) keine schwankende Gitterspannung an der nicht arbeitenden Röhre durch Erzeugung eines Wechselspannungsabfalles an dem Widerstand 2 bzw. 4 hervorruft. Die Kondensatoren C₁ und C₂ lassen also an den Widerständen 2 und 4 keine Wechselspannungen, sondern nur eine Gleichspannung entstehen, die z. B. durch den Anodenstrom a_x (Abb. 3) an dem Widerstand 2 erzeugt wird. Zweitens wird erreicht, daß die Steilheit der Hauptröhren nicht zu stark herabgesetzt wird, da die Widerstände 2 und 4 in den Anodenkreisen liegen.

In der Abb. 5 fallen noch die Kondensatoren C₅ und C,. und die Widerstände W₅ und W₆ auf. Sie dienen dazu, die selbsttätige Umschaltung der Hauptröhren zu verzögern und damit eine plötzliche, hörbare Anoden-Stromänderung zu vermeiden. Durch die Bemessung dieses Verzögerungsgliedes hat man es in der Hand, die selbsttätige Umschaltung beliebig zu verlangsamen. Diese Verzögerungsglieder haben außerdem den Vorteil, daß bei einem plötzlichen, nur einen kurzen Augenblick andauernden Energiezuwachs des einen Empfängers die Hauptröhren noch nicht zum Kippen gebracht werden, da sich erst der Kondensator C₅ bzw. C₁₅ umladen muß. Bei den bisher erläuterten Ausführungsformen wurde immer vorausgesetzt, daß der von einem Empfänger, z. B. A, gelieferte Strom sowohl den Transformator Ah als auch den Transformator A _? durchfließt. Dies ist aber keinesfalls unbedingt nötig. Es kann der eine Transformator ohne weiteres aus einer anderen Stufe des Empfängers gespeist werden als der andere.

Die Erfindung ist nicht auf zwei Empfänger mit einem Auswahlgerät beschränkt, sondern es können auch mehrere Empfänger und mehrere Auswahlgeräte auf einen Empfangsindikator (Fernschreiber 0. dgl.) arbeiten. Man könnte beispielsweise zunächst von zwei Emp-4-5 fängern mit Hilfe eines Auswahlgerätes einen Empfänger auswählen lassen und diesen ausgewählten Empfänger gleichzeitig mit einem dritten Empfänger auf ein zweites Auswahlgerät einwirken lassen, welches wiederum den lautstärksten Empfänger auswählt. Die Erfindung läßt sich natürlich ebensogut für Telephonie als auch für Telegraphic verwenden. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf Transformatorenverstärkung beschränkt. Man könnte auch eine Drossel- oder Widerstandskopplung anwenden.

Die Erfindung läßt sich nicht nur zur Beseitigung der Wirkung des Fadings, sondern auch in anderen Fällen anwenden. Das Auswahlgerät kann beispielsweise dazu benutzt werden, beim Nachlassen der Verstärkung eines Empfängers oder Verstärkers einen Reserveempfänger bzw. -Verstärker selbsttätig einzuschalten und den ersten abzuschalten. Das Auswahlgerät ist weiterhin dazu geeignet, den Übergang von einer Schallplatte zu einer anderen zu bewerkstelligen, da die Umschaltung mittels des erfindungsgemäßen Auswahlgerätes geräuschlos erfolgt. Man braucht nur Sorge zu tragen, daß die Lautstärke bei Abtastung der letzten Rillen der ersten Platte geringer ist als bei Abtastung der ersten Rillen der zweiten Platte. Dies könnte bei der Herstellung der Schallplatten in der Weise berücksichtigt werden, daß während des Einschneidens der letzten Rillen eine Dämpfung eingeschaltet wird. Man würde zu demselben Ziel kommen, wenn man während des Abspielens der letzten Rillen einer normalen Schallplatte einen Dämpfungswiderstand ζ. Β. parallel zur Abtastdose legt. Das letztere Verfahren hätte vor dem vorhergenannten den Vorteil, daß es bei allen gebräuchlichen Platten anwendbar wäre.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Auswahlgerät zur Beseitigung von Lautstärkeschwankungen, das von mehreren Empfängern .selbsttätig jeweils den lautstärksten durch Vergleich der niederfre- go quenten Empfangsenergien auswählt, dadurch gekennzeichnet, daß die von zwei Empfängern erhaltenen Spannungen je dem Gitterkreis von zwei Hauptröhren zugeführt werden, deren Anodenkreise auf einen gemeinsamen Empfangsindikator arbeiten und deren Anodenströme einzeln in je einem im Gitterkreis der anderen Röhre liegenden Widerstand eine Gitterspannung erzeugen, die so bemessen ist, daß eine der beiden Röhren außer Betrieb gesetzt wird.
2. 2. Auswahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Gleichrichter wirkende Zusatzröhren, deren Gitterkreisen Niederfrequenzspannungen von den zwei Empfängern zugeführt werden, auf einen gemeinsamen Anodenwiderstand in entgegengesetztem Sinne arbeiten, dessen Enden mit den Gitterkreisen der beiden Hauptröhren so verbunden sind, daß die no an dem gemeinsamen Widerstand auftretenden Spannungen die Spannungen an den Gittern der beiden Hauptröhren beeinflussen.
3. 3. Auswahlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Gleichrichter wirkende Zusatzröhren, deren Gitterkreisen Niederfrequenzspannungen von den zwei Empfängern zugeführt werden, je auf einen Anodenwiderstand arbeiten, daß die beiden Anodenwiderstände mit ihrem einen Ende miteinander verbunden sind und die

   anderen Enden mit den Gitterkreisen der beiden Hauptröhren so verbunden sind, daß die an dem gemeinsamen Anodenwiderstand auftretenden Spannungen die Spannungen an den Gittern der Hauptröhren beeinflussen.
4. 4. Auswahlgerät nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gitterkreise der beiden Hauptröhren Verzögerungsglieder (parallel geschalteter Kondensator und Widerstand) eingeschaltet sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen