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Fernmeldeeinrichtung mit gleichzeitigem Gegenverkehr und Doppelstromtastung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Gegenverkehr, beispielsweise
für Telegraphenduplexverkehr bzw. eine Einrichtung zur Fernsteuerung und Fernmeldung.
Es ist bekannt, in der Nachrichtenübermittlung einen Duplexverkehr dadurch herzustellen,
daß Differentialrelais in den Endstationen vorgesehen werden, deren eine Wicklung
jeweils im Fernleitungskreis und deren andere Wicklung in einem Nachbildungsstromkreis
liegt. Andererseits ist in der Telegraphie auch der sog. Doppelstrombetrieb bekannt,
das ist eine Übertragungsart, bei welcher auf jedes Arbeitsstromzeichen einer Einrichtung
ein Pausenzeichen anderer Stromrichtung folgt. Dieser Doppelstrombetrieb hat den
Vorteil, daß infolge der Ummagnetisierung _ der Relais und der Löschung der einen
Spannung in der Fernleitung die Übertragungsgeschwindigkeit erhöht werden kann.
Es ist auch bekannt, diesen Doppelstrombetrieb im Duplexverkehr zu verwenden.
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Durch die Erfindung wird eine Schaltung für eine Fernmeldeeinrichtung
mit gleichzeitigem . Gegenverkehr und Doppelstromtastung angegeben, bei der in einer
Richtung wahlweise Nachrichten verschiedener Art auf zwei verschiedene Empfangsgeräte
übertragen werden und bei welcher auf der Empfangsseite zwei Empfangsrelais mit
je zwei Wicklungen in Differentialschaltung angeordnet sind. Die wahlweise Übertragung
der verschiedenen Meldungen auf die verschiedenen Empfangsgeräte wird dadurch erreicht,
daß ein besonderes Kriterium, nämlich die kurzzeitige Abschaltung der Stromquelle
auf der Sendeseite, die Aberregung beider D ifferentialempfangsrelais (P, und P2)
auf der Empfangsseite und damit die Weiterleitung der darauffolgenden Nachricht
auf das andere der beiden Empfangsgeräte (G1) bewirkt. Zweckmäßig werden die beiden
Differentialrelais als polarisierte Empfangsrelais ausgebildet, die je eine Wicklung
im Fernleitungsstromkreis und im Nachbildungsstromkreis haben.
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Die Schaltung, mit der diese wahlweise Übertragung zweier Nachrichten
ermöglicht wird, und ihre Wirkungsweise ist in der Zeichnung dargestellt. Die benutzte
'Schaltung hat den Charakter einer Duplexschaltung und ist geeignet für die Übermittlung
von Impulsen oder Telegraphierzeichen in Richtung von A nach B sowie
von B nach A, wobei beide - Melderichtungen auch gleichzeitig
betrieben
werden können. Schließlich können die Impulse in Richtung A-B willkürlich auf zwei
verschiedene Empfangssysteme geleitet werden, je nachdem, ob ihrer Übermittlung
ein besonderes Kriterium bestimmten Charakters vorausgeschickt wird oder nicht.
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Die einzelnen Verkehrseinrichtungen mit und ohne besonderem Kriterium
können z. B. für folgende Nachrichtenübertragungen vorgesehen werden: Verkehrsrichtung
A-B Impulseohnebesonderes Kriterium-Tasten eines Senders.
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Impulse mit besonderem Kriterium = Fernsteuern eines Senders. ' Verkehrsrichtung
B-A Rückmelden des Betriebszustandes des Senders.
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Im folgenden seien die Vorgänge, die sich bei den einzelnen Verkehrs-
und Betriebsarten auf der Leitungsschleife abspielen, an Hand . der Abb. i bis 6
kurz erläutert. ' Abb. z zeigt die tatsächliche Schaltung der Fernleitungsschleife.
Sämtliche Kontakte, die bei der gegenseitigen Zeichenübermittlung eine Rolle spielen,
sind darin eingetragen. Der Kontakt an und die Kontakte zo sind normalerweise
abgefallen. Auf der Tastseite liegt ein polarisiertes Relais Pi, in der Sendestelle
B zwei polarisierte Relais P, und P2 im Leitungszug.
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Die Stromverteilung bei den verschiedenen Übertragungsvorgängen sei
an Hand der folgenden Abbildungen beschrieben.
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. ' i. Ruhelage der Schaltung Abb.2 stellt den Zustand der Leitungsschleife
im Ruhezustand der Anlage dar, wie er sich bei dem oben geschilderten Zustand der
Kontakte einstellt. Es bedeuten:
| W" = Scheinwiderstand im Nachbildungsstromkreis, |
| '4 W' = Scheinwiderstand der Wicklung i des Relais P." |
| '/2 W1 i der Relais P1, |
| 2 - - Pi, |
| Wf = - - Hinleitung, |
| Rückleitung, |
| E =Spannung der Batterie auf der Seite 9., |
| B. |
Da in Abb. 2 beide Batterien bezüglich der Fernleitung einander entgegengeschaltet
sind, fließt auf der Fernleitung kein Strom. In den örtlichen Nachbildungskreisen
dagegen fließt beiderseits ein Strom von der Größe
Gibt man dem Scheinwiderstand W" den Wert so wird
Der Strom
in erzeugt in dem Relais P, und P2 auf der Seite B ein magnetisches
Feld, welches bezüglich des Relais PI dessen magnetischer Vorspannung gleichgerichtet
und bezüglich des Relais P2 dessen magnetischer Vorspannung entgegengerichtet ist
(die Pfeilrichtungen an den Kontakten p1 und p2 deuten die Richtung der magnetischen
Vorspannung an). Die Relais P1 und P2 sind so eingestellt, daß sie bei Stromlosigkeit
ihrer beiden Wicklungen ihre Kontakte im Sinne der Pfeilrichtungen umlegen würden.
In dem Zustand gemäß Abb. 2 wird durch den Strom das Relais P, in Richtung seiner
magnetischen Vorspannung zwangsläufig in abgefallenem Zustand, das Relais P2 entgegen
seiner magnetischen Vorspannung in angezogenem Zustand gehalten. Auf der Seite A
wird durch den örtlichen Strom in das Relais P1 in Richtung seiner magnetischen
Vorspannung in abgefallenem Zustand gehalten.
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2. Vorgang bei Impulsgabe in - Richtung A-B (ohne besonderes Kriterium)
Wenn die Impulskontakte i z. B. beim Betätigen der Morsetaste bei unveränderter
Stellung der nicht gezeichneten Relais AN
und ZO sich in die Arbeitsstellung
umlegen, so- wird dadurch die Batterie auf der Seite A
mit umgekehrter
Polarität an die Fernleitung gelegt. Der örtliche Strom im Nachbildungskreis auf
der Seite A ändert dadurch seine Richtung unter Beibehaltung seiner ursprünglichen
Größe. Der Strom irs im Nachbildungskreis auf der Seite B behält dagegen nach wie
vor seine Richtung (und seine Größe) bei. Diese Nachbildungsströme sind beiderseits
durch die punktierten Pfeile in Abb. 3 angedeutet. Auf der Fernleitung fließt jetzt
infolge der Hintereinanderschaltung beider Batterien ein Strom
Dieser Strom wird in Abb. 3 durch die ausgezogen gezeichneten Pfeile der Größe und
Richtung nach dargestellt.
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Das resultierende Feld des Stromes in der Fernleitung und im Nachbildungsstromkreis
entspricht dem Feld eines Stromes von der Größe und Richtung der gestrichelt gezeichneten
Pfeile. Es ergibt sich also, daß die Größe und Richtung der Amperewindungen des
Relais P1 auf der Seite A und damit auch die Kontaktlage des Relais P1 auf dieser
Seite unverändert bleiben. Auf der Seite B dagegen sind die Amperewindungen für
die Relais P1 und P2 bei gleicher Größe in ihrer Richtung umgekehrt worden, so daß
das Relais P1 entgegen seiner magnetischen Vorspannung den Anker anzieht und das
Relais P2 in Richtung seiner magnetischen Vorspannung abfällt. Bei Beendigung des
auf der Seite A durch die Kontakte i erzeugten Impulses wird die Batterie auf der
Seite A wieder zurückgepolt, so daß sich der elektrische Zustand gemäß Abb. a wieder
einstellt, wobei die Relais P1 und P2 wieder ihre ursprüngliche Stellung einnehmen.
Aus den geschilderten Vorgängen ist ohne weiteres ersichtlich, daß Impulse, die
auf der Seite A gesendet werden, auf das Empfangsrelais P, der eigenen Seite wirkungslos
sind und nur auf der Seite B von den Relais P1 und P2 empfangen werden.
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3. Vorgang bei Impulsgabe in Richtung B-A Die Verhältnisse bei Übermittlung
eines Telegraphierzeichens in der Richturig von B nach A sind in Abb. 4 dargestellt.
Werden die Impulskontakte i auf der Seite B geschlossen, so wird die
auf der Seite B befindliche Batterie umgepolt, und es ergeben sich ähnliche Verhältnisse
wie in Abb. 3, nur daß die Stromrichtungen dabei umgekehrt verlaufen. Die Gesamtwirkung
geht wiederum aus der Größe und Richtung der gestrichelt eingetragenen Pfeile hervor
und ist derart, daß die Lage der Relais P1 und P2 auf der Seite B sich gegenüber
dem Ruhezustand nicht ändert, dagegen die Lage des Relais P1 auf der Seite A, welches
entgegen seiner magnetischen Vorspannung zum Anziehen gebracht wird. Impulse, die
von B aus gesendet werden, beeinflussen die eigenen Relais Pi und P2 nicht, wohl
aber das Relais P1 der Gegenseite. 4. Vorgang bei gleichzeitiger Impulsgabe in Richtung
A-B und B-A Den Zustand der Schleife bei gleichzeitiger Arbeitsstellung der beiderseitigen
Impulskontakte i zeigt Abb. 5. Es unterscheidet sich von Abb. z nur dadurch, daß
beide Batterien zwar wiederum gleichsinnig, aber mit entgegengesetzter Polarität
an der Fernleitung liegen. Die Fernleitung ist demnach auch hier stromlos, während
die beiderseitigen Ströme im Nachbildungskreis ihre Richtung gegenüber dem Ruhezustand
beiderseits umgekehrt haben. Die Wirkung auf der Seite A ist derart, daß das Relais
P1 entgegen seiner magnetischen Vorspannung seinen Kontakt anzieht. Auf der Seite
B spricht das Relais P1 entgegen seiner Vorspannung an, das Relais P2 wird in Richtung
seiner Vorspannung in abgefallenem Zustand gehalten. Die Stellung der Kontakte auf
der Seite B ist dieselbe wie in Abb. 3, die Stellung des Kontaktes auf der Seite
A dieselbe wie in Abb.4. Daraus ist ersichtlich, daß Abb. 5 eine Überlagerung der
Vorgänge von Abb.3 und 4 darstellt und daß also Telegraphierzeichen auch gleichzeitig
nach beiden Richtungen gegeben und empfangen werden können.
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5. Vorgang bei Impulsgabe in Richtung A-B (mit besonderem Kriterium)
Wie schon eingangs erwähnt, können die Impulse in Richtung A-B willkürlich auf zwei
Empfangssysteme geleitet werden, je nachdem, ob Übermittlung mit oder ohne besonderem
Kriterium bestimmten Charakters erfolgt. Die Übermittlung der Impulse ohne besonderes
Kriterium wurde bereits unter a. geschildert. Sollen die Impulse, die in Richtung
von A nach B gesandt werden, in B eine andere Wirkung hervorrufen
(z. B. statt Tasten eines Senders Fernsteuern eines Senders), so braucht nur dafür
gesorgt zu werden, daß vor Übermittlung des ersten Impulses die Fernsteuerungsschleife
kurzzeitig den Zustand gemäß Abb.6 annimmt. Dies geschieht dadurch, daß bei Übermittlung
einer Fernsteuerübertragung, z. B. beim Aufziehen der Nummernscheibe, der Kontakt
an in Abb. r umgelegt wird und dadurch ein verzögertes
Anziehen
des Relais Zo bewirkt. In diesem vorübergehenden Zustand liegt nur die Batterie
der Seite B in der Fernleitungsschleife; die Batterie auf der Seite A ist abgeschaltet.
In dem Nachbildungskreis auf der Seite B fließt der auch im Ruhezustand 50 vorhandene
Strom i", auf der Leitung dagegen fließt ein Strom
der wieder durch Größe und Richtung des angezogenen Pfeils in Abb. 6 angedeutet
ist. Die Wirkung auf der Seite A ist so, daß das Relais P1 in seiner abgefallenen
Stellung verbleibt, während auf der Seite B für beide Relais P1 und P2 die resultierende
Amperewindungszahl zu Null wird, so daß auch der Kontakt p2 durch die Wirkung der-
magnetischen Vorspannung zum Abfäll kommt, nachdem p1 bereits abgefallen ist. Hierdurch
fällt ein auf der Seite B befindliches Relais U mit Abfallverzögerung
ab. Das Relais U konnte bei allen bisher geschilderten Vorgängen deswegen niemals
zum Abfall kommen, weil bei allen Vorgängen entweder das Relais T oder das Relais
X, welche von den Kontakten P1 bzw. P2 betätigt werden, angezogen waren. Die Abfallverzögerung
von U ist so gewählt, daß es während der Umschaltung von T auf
X
oder umgekehrt nicht abfällt. Das Abfallen des Relais U, veranlaßt durch
den vorübergehenden Zustand der Fernleitung nach Abb. 6, bewirkt das Anziehen eines
Umschaltrelais W, welches die Umlenkung der kurz nachher eintreffenden, von der
Seite A ausgesandten Impulse auf das Empfangsgerät der Fernsteuerung G1 bewirkt.
Der Zustand gemäß Abb. 6 ist deswegen nur vorübergehend und praktisch nach Aufziehen
der Nummernscheibe schon beendet, weil durch Anziehen des Relais An (Abb.
i) das Relais Zo zwangsläufig zum Abfallen gebracht 'wird, wodurch die Batterie
auf der Seite A beim Loslassen der Nummernscheibe, also vor der nachfolgenden Impulssendung,
wieder an die Leitung angeschlossen ist. Die Impulse, die beim Ablauf der Nummernscheibe
auf die Fernleitung gegeben werden, wirken dann nach der oben geschilderten Weise
nicht als Tastimpulse, sondern als Fernsteuerimpulse. Aus den geschilderten Vorgängen
ist ersichtlich, daß die beiderseitigen Relais P1 und P2 bei der Impulsübermittlung
in einer Art Doppelstrombetrieb arbeiten, d. h. das Anziehen und Abfallen der Relais
wird durch Umkehrung ihrer Amperewindungen bewirkt. Betrachtet man die elektrischen
Vorgänge auf der Fernleitung, so erkennt man, daß es sich dabei gewissermaßen um
einen Pseudodoppelstrombetrieb handelt, da die Umkehr der Richtung der wirksamen
Amperewindungen der Relais nicht durch Umkehr der Gesamtspannungsquelle, sondern
nur durch Umkehr einer Hälfte der Spannungsquelle veranlaßt wird.