DE621263C - Verfahren und Einrichtung zum Registrieren von Strom- oder Spannungsschwankungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß bewegter Stahldraht 1)z\v. bewegtes Stahlband durch λlagnetfelder, welche ihrerseits durch Wechselströme beliebiger Kurvenfonn erzeugt werden, derart beeinflußt werden kann, daß in dem genannten Draht bzw. Band remaneriter Magnetismusaufgespeichert wird, der in seinem zeitlichen Verlauf ein Abbild des zeitlichen Verlaufs der Besprechungswechselströme darstellt. Hauptsächlich rindet das Verfahren Anwendung beim Bau von Diktiermaschinen zur Aufnahme von Sprache, beim Tonfilm und in der Rundfunktechnik zur Aufnahme von Musik. An sich ist man zu der Ansicht geneigt, daß ein Apparat, der zur Aufnahme von Musik geeignet ist,- also einer verhältnismäßig komplizierten Schwingungsform des Wechselstromes, in allen praktisch vorkommenden Fällen zur Aufnahme von Strömen geeignet sein müßte. Dies ist jedoch nicht der Fall, wie in folgendem gezeigt werden wird.

Fig. ι stellt schematisch die Anordnung dar, wie sie gewöhnlich zum Beschriften des .Stahlbandes und auch bei der Abnahme benutzt wird. Bei der Aufnahme wird das Stahlband mit einer bestimmten gleichbleibenden Geschwindigkeit an den Polschuhen aa vorbeibewegt und durch die Spulen bb z. B.

der von dem Übertrager eines Mikrophonkreises oder Verstärkers kommende Wechselstrom geschickt, der ein Abbild der auf das Mikrophon auftreibenden akustischen Schwingungen darstellt. In bekannter Weise kann auch zwecks Einstellung eines geeigneten Arbeitspunktes auf der Hystereseschleife des Stahlbandes der Wechselstrom einem Gleichstrom geeigneter Größe überlagert und mit diesem zusammen durch bb geschickt werden. Bei der Abnahme bewegt sich das Band ebenfalls an den Polschuhen aa mit bestimmter Geschwindigkeit vorbei, wobei der remanente Magnetismus auf dem Stahlband in den Spulen bb Spannungen induziert, die nach dem Induktionsgesetz den Flußänderungen in den Kernen cc entsprechen. Damit also in den Spulen Spannungen induziert werden, ist es notwendig, daß der remanente Magnetismus auf dem Stahlband sich dauernd ändert. Stellt man sich jedoch eine Kurvenform des aufzunehmenden Stromes nach Fig. 2 vor, bei der über längere Zeiten der Strom konstant bleibt, also auch der remanente Magnetismus auf dem Stahlband, so ist nach dem Induktionsgesetz ohne weiteres klar, daß beim Ablauf des Stahlbandes während der genannten Zeiten ϊη den Spulen bei der Aufnahme keine Spannungen erzeugt werden. Somit ist es auch nicht möglich, mit der genannten Anordnung beliebige Ströme und Spannungen zu

oszillographieren. Deshalb wird in vorliegender Erfindung eine andere Art der Beschriftung gewählt, die es gestattet, Wechselströme beliebiger Kurvenform und Hörfrequenz aufzuzeichnen und formgetreu wiederzugeben.

Das Wesen der Erfindung besteht kurz gesagt darin: Durch die Spulen bb wird bei der Aufnahme nicht der aufzunehmende Wechselstrom selbst geschickt, sondern ein Wechselstrom mit sehr viel höherer, konstant bleibender Frequenz, der, ähnlich wie bei den Sendern der Rundfunktechnik, durch den aufzunehmenden Wechselstrom moduliert wird. Diese modulierte Trägerfrequenz wird magnetisch aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe wird sodann in den Abnahmespulen wiederum die modulierte Trägerfrequenz induziert. In Fig. 3 stellt Z₁ den Verlauf des Trägerwechselstromes dar, f₂ den Verlauf des zu oszillographierenden Stromes und f_s den Verlauf des mit f₂ modulierten Wechselstromes f_v Entsprechend den Momentanwerten des modulierten Trägerwechselstromes /₃ werden auf dem Stahlband Induktionswerte des remanenten Magnetismus zurückbleiben, die beim Ablauf des Stahlbandes bei der Wiedergabe . in den Spulen bb eine Wechselspannung mit der Frequenz des Wechselstromes Z₁ erzeugen und entsprechend dem Modulationsstrom f₂ moduliert sein werden. Diese Wechselspannungen werden nach Bedarf verstärkt und zuletzt einer Gleichrichterschaltung (Äudionschaltung) zugeführt, so daß der Anodenstrom der Gleichrichterröhre ein Abbild des zu oszillographierenden Stromes /₂ darstellt. Der Verlauf des Anodenstromes kann durch irgendein geeignetes Schreibgerät sichtbar, gemacht werden, das auf die schnelle Frequenz des Trägerstromes nicht anspricht. Fig. 4 gibt ein Ausführungsbeispiel der Schaltung für Aufnahme und Wiedergabe. Die . Buchstaben in Fig. 4 bedeuten folgendes:

α Erzeuger des Stromes bzw. der Spannung, deren Kurvenform aufgenommen werden soll, b Erzeuger des Trägerwechselstromes, b kann nach irgendeiner bekannten Senderschaltung (ζ. Β. Gittergleichstrombesprechung) geschaltet sein, wobei dann die in a beim Oszillographieren von Strömen auftretenden Stromschwankungen noch durch einen Widerstand in entsprechende Spannungsschwankungen überzuführen wären, c ist das Schreiborgan (Sprechkopf), an dem der Stahldraht bzw. der Schriftträger g vorbeigeführt wird, ^ίί ist ein Verstärker, der die bei der Wiedergabe von dem Sprechkopf c über den Schalter/ kommenden Spannungen verstärkt und in der letzten Stufe gleichrichtet, so daß in dem Oszillographen e der von d kommende Strom, welcher ein genaues Abbild der in d von c ankommenden Spannungen darstellt, aufgenommen werden kann. Die Vorteile der Beschriftungsart nach der Erfindung sind folgende:

i. werden, wie · bereits erwähnt, Ströme bzw. Spannungen verzerrungsfrei wiedergegeben, deren zeitliche Änderungen auch so langsam verlaufen können, daß ihre Wiedergabe durch den in den Abnahmespulen induzierten Strom ohne Zuhilfenahme einer Trägerfrequenz nicht mehr möglich, wäre, da bei zu langsamen Änderungen die Induktionsspannung zu Hein wird;

2. gestattet die Verwendung von Stahlband zusammen mit der oben beschriebenen Art der Beschriftung durch modulierte Wechselströme ein bei größerer Bandgeschwindigkeit aufgenommenes Oszillogramm bei der Wiedergabe in gewissen Grenzen zeitlich auszudehnen, so daß die Wiedergabe durch tiefer abgestimmte Instrumente möglich ist.

An einem Beispiel mag dies erläutert werden: Angenommen, die Frequenz des Trägerwechselstromes betrage 20 000 Hz, die des aufzunehmenden Stromes 1000 Hz, die Bandgeschwindigkeit sei bei der Aufnahme. 10 m/Sek. Es ist nun ohne weiteres möglich, bei der Wiedergabe den Vorgang, der sich bei der Aufnahme in 1 Sek. abspielte, bei der Wiedergabe auf eine Zeit von 100 Sek. auszudehnen. Dabei müßte dann das Stahlband mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/Sek. ablaufen. Die in dem Sprechkopf erzeugte Wechselspannung, herrührend von den durch den Trägerwechselstrom hervorgerufenen Schwankungen des remanenten Magnetismus, hätte die Frequenz 200 Hz, während die Frequenz des aufgenommenen Vorgangs 10-Hz Betragen würde. Aus der Verstärkertechnik her ist nun bekannt, daß eine Wechselspannung mit einer derart niederen Frequenz wie der · letztgenannten nur äußerst schwer verzerrungsfrei verstärkt werden kann, daß jedoch bei einer Wechselspannung mit der Frequenz Hz oder mehr die normalen Verstärker noch einwandfrei arbeiten. Es ist nun aber gerade beim Oszillographieren erwünscht, Vorgänge von kurzer Dauer einerseits beliebig oft wiederholen, andrerseits zeitlich möglichst weit dehnen zu können. Eine Aufnähme und Wiedergabe von elektrischen Vorgängen unter Verwendung von Stahlband und der geschilderten Art der Beeinflussung des Bandes ist also bedeutend einfacher als eine solche mit Oszillographen bekannter Bauart.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren und Einrichtung zum Registrieren von Strom- oder Spannungsschwankungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zu untersuchenden Strom- · und Spannungsschwankungen ein Wech-

   6212GS

   selstrom höherer Frequenz moduliert wird, dessen Schwingungen dann auf einen Stahldraht, ein Stahlband oder einen ahn-' liehen ferromagnetischen Schriftträger übertragen werden, von dem die Schwingungen dann mit gegebenenfalls stark verminderter Geschwindigkeit abgenommen und nach Demodulation durch einen Gleichrichter einem schreibenden Instrument zugeführt werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen