DE706452C

DE706452C - Verfahren zur Erzeugung von Telegraphieimpulsen

Info

Publication number: DE706452C
Application number: DEH153942D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Hudec
Original assignee: ERICH HUDEC DR ING
Current assignee: ERICH HUDEC DR ING
Priority date: 1937-08-27
Filing date: 1937-12-11
Publication date: 1941-05-27
Also published as: GB621723A; DE714850C; DE755829C; GB621724A; DE713692C; DE757444C; US2293507A; FR51883E; FR842608A

Description

Verfahren zur Erzeugung von Telegraphieimpulsen Zur Beseitigung von Einschaltstörungen bei Übertragungen auf Leitungen, und zur Verringerung von Schwund und Echostörungen bei Ü-bertragüngen auf elektrischen Wellen ist es bekannt, Telegraphiezeichen in. der Weise von einem Ort zum anderen zu- übermitteln,. idaß nur ihr Anfang und- nur ihr Ende :durch kurze Impulse übertragen und am Empfänger zu vollständigen -Zeichen zusammengesetzt werden. Ferner ist vorgeschlagen worden, die Telegraphiezeichen immer nach bestimmten Zeitabschnitten-anfangen oder endigen zu lassen, nur ihr Ende oder nur ihren Anfang durch kurze Impulse zu .übertragen und den fehlenden Impuls an der Empfangsstelle zu erzeugen. Die Telegraphiezeichen werden in diesem Falleaus,den empfangenen Senderimpudsen und den - am Empfänger .erzeugtenEmpfängerimpulsen zusammengesetät: Die Senderimpulse begrenzen beispielsweise den Anfang und die Empfängerimpulse das Ende der Telegraphiezeichen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung von Telegraphieimpulsen am Sender. Es ist -bekannt, . Telegraphieimpulse durch elektrische Differentiabion aus Telegraphiezeichen zu erzeugen. Man läßt dieTelegraphiezeichen am Sender beispielsweise auf das Gitter 'einer Elektronenröhre reit hcyhern innerem Widerstand -wirken, in deren Anodenkreis ein großer Widerstand üiit einer verhältnismäßig kleinen Induktivität liegt. Da unter diesen Bedingungen der Anoden-3trorn zur Spannung am Steuergitter angienähert @proportiona1. verläuft, ist idie Spannung an der Induktivität angenähert dem Differentialquotienten' der- Steuerspannung -nach der Zeit proportional. Bei diesem Verfahren entsteht ein Impuls in »positiver und ein Impuls in negativer Richtung. Durch entsprechende Begrenzungsanordnungen kann man beide Impulse voneinander trennen und getrennt verwenden.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß man die Länge .und die Amplitude der Telegraphiezeichen wenig beeinflussen kann, da beide lediglich vom Anfang der Telegraphiezeichen abhängen. Diese Nachteile des bekannten Verfahrens werden erfindungsgemäß durch Anwendung eines Integrationsverfahrens behoben, das darin besteht, daß die Telegraphiezeichen über die Zeit bis zu einem festen Wert integriert werden und daß während der Integrationszeit ein konstanter Spannungsabfall erzeugt wird. Die Integrationszeit d t genügt z. B. der Beziehung wobei i den Te.legraphiestrom und Q eine bestimmte Elektrizitätsmenge bezeichnen. Wenn alle Telegraphiezeichen unabhängig von ihrer Länge anfänglich in der gleichen Weise verlaufen, hat die Integrationszeit d t stets den gleichen Wert. Als Telegraphieimpuls wird bei :diesem Verfahren eine über die Integrationszeit d t bestehende Spannung verwendet. -Nach vorstehendem Verfahren erhält man nur die Anfangsimpulse für die Übertragung von Telegraphiezeichen. In gleicher Weise kann man aber auch die Endimpulse erzeugen, und zwar indem man die Telegraphiezeichen vor der Durchführung des oben geschilderten Verfahrens umkehrt, indem man also vorher neue Telegraphiezeichen erzeugt, die sich über die Pausendauer .der gegebenen Zeichen erstrecken -und die während der Dauer der gegebenen Zeichen unterbrochen sind. Diese Umkehr läßt sich in einfacher Weise mit Hilfe einer Elektronenröhre oder auch mit Hilfe eines Relais mit einem Ruhekontakt durchführen.
Zur Begrenzung der Integration eines Stromes oder einer Spannung sind die bekannten Strom- und Sp.annungskippvorrichtungen .geeignet.
In Aibb. i ist eine Anordnung -zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Anodenkreis einer Elektronenröhre liegt ein Kondensator C und parallel zu ihm eine Kippvorrichtung K.- Das Gitter, der Elektronenröhre, das durch eine negative Vorspannung gerade gut verriegelt ist, wird durch die Telegraphiezeichen gesteuert.
Der Kondensator C wird durch jedes Telegraphiezeichen so lange gehalten, bis seine Spannung die obere Kippspannung U von I< erreicht. Alsdann nimmt die Kippvorrichtung den Anodenstrom auf und verhindert, daß der Kondensator weiter aufgeladen wird. Da der Anodenstrom am Ende des Telegraphiezeichens unterbrochen wird, wird C in der folgenden Zeichenpause auf die untere Kippspannnmg_U von K entladen.
Am Anfang des nächsten Telegraphiezeichens wiederholt sich der gleiche Verlauf. Der Kondensator Wird zunächst wieder von der unteren Kippspannung U bis auf die obere Kippspannung _U geladen. Bezeichnet i" den auf den Kondensator fließenden Anodenstrom, so ist :die Dauer der Kondensatorent-# ladung d t bestimmt durch die Beziehung Die Integrationszeit d t kann durch passende Wahl von i", C, U und _U auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden. Sie ist von ider Dauer' der Telegraphiezeichen unabhängig, sofern. i" am Anfang aller Telegraphiezeichen in gleicher Weise verläuft.
Als Telegraphieimpuls wird der Ladestrom des Kondensators bzw. der Spannungsabfall an dem Widerstand R in Abb. i verwendet. Er setzt am Anfang des Telegraphiezeichens ein und bleibt über die Zeit d t bestehen. Seine Amplitude bleibt während der Ladung ungefähr konstant, wenn der Unterschied zwischen der oberen und unteren Kippspannung U - _U erheblich kleiner ist als der Unterschied zwischen der Anodenspannung und der oberen Kippspannung .
(Ü'-U<UQ-U) und wenn der Durchgriff der Elektronenröhre klein ist.
Der Anodenstrom i" ist in der Anordnung nach Abb. i so .groß gewählt, daß der Kondensator C nicht schon während des weiteren Verlaufes des Telegraphiezeichens auf die untere Kippspannung entladen wenden kann. Diese Bedingung wird- erfüllt, wenn der Anodenstrom größer ist als der untere Kippstrom, der bei der unteren Kippspannung durch die Kippvorrichtung K fließt. Wenn i" nur wenig größer ist als der untere Kippstrom, wird der Kondensator C beim Überschreiten der oberen Kippspannung von K sofort ziemlich stark entladen, seine Spannung sinkt im Verlauf des Telegraphiezeichens fast bis auf die untere Kippspannung und nimmt dann nach Beendigung des Telegraphiezeichens nur noch um den kleinen Betrag bis auf :die untere Kippspannung ab. In diesem Falle fließt kurz nach Beendigung des Telegraphieimpulses ein diesem Impuls entgegengerichteter Entladestrom von dem Kondensator C über die Kippvorrichtung. Später, am Ende ;des Telegraphiezeichens, fließt dann nur noch ein kleiner Entladestrom.
Dieses Verhältnis. ändert sich um so mehr, je größer der Anodenstrom i" gegenüber dem unteren-Kippstrom ist. Wenn i" noch größer als :der obere Kippstrom ist, wird der Kondensator am Ende des Telegraphiei.mpulses noch ein wenig aufgeladen, bis der Anodenstrom i. gleich .dem über K fließenden Kippstrom ist. In diesem- Falle wird C' erst am Ende des Telegraphiezeichens entladen.
' Zweckmäßig wählt man iä zwischen dem unteren und oberen Kippstrom, ,damit nach Beendigung des Telegraphieimpulses nur noch Entladeströme fließen, die dem Telegraphieimpuls entgegengerichtet sind und leicht unwirksam gemacht werden können.-Eine andere Anordnung zur Durchführung des erfirvdungsgemäßen Verfahrens ist in Abb.2 dargestellt. Die Telegraphiezeichen sind auf eine Reihenschaltung aus einer I.nduktivität L und einer Spannungskippvorrichtung K geschaltet. -Die Kennlinie der Spannungskippvorrichtung ist in Ablb. 3 dargestellt. Sie entspricht der Kennlinie einer Stromkippvorrichtung, nur sind Strom und- Spannung vertauscht. Bei steigerndem Strom i ist die Spannung an der Spannungskippvorrichtung zunächst sehr klein. Wenn jedoch i .den oberen Kippstrom 1 überschreitet, springt die -Spannung plötzlich auf den sehr viel größeren Wert U. Wenn man i nunmehr wieder verringert, -nimmt die Spannung nur wenig bis auf den Wert U alt und springt erst dann auf den ursprünglichen kleinen Wert zurück, nachdem i unter den unteren Kippstrom _I gesunken ist: in der Anordnung nach Abib. 2 wählt -man die Amplitude U der - Telegraphiezeichen zweckmäßig zwischen oder oberen und unteren Kippspannung U E U < U.
Zu Beginn eines Telegräphiezeichens wirkt fast die ganze Telegraphiespännung u auf die Induktivität, de. -der Spannungsabfall an der Spannungsvorrichtung nur klein ist. Es ist somit angenähert Der über die InduktivitätL fließende Stronri steigt so lange an, bis er den-oberen Kippstrom I erreicht. Da in diesem Augenblick die Spannung an ,der Kippvorrichtung auf den Wert- U > U springt, wird die Spannung an der Induktivität -uL - U = U < 0 und bewirkt, daß_ der Strom i langsam abnimmt. Er sinkt bis auf den Wert I, in Abb. 3', für den die Spannung uk an der Kippvorrichtung gleich der Telegraphiespannung TI ist. Dieser Zustand bleibt biss zurr Ende des Telegraphiezeichens bestehen. Da die Telegraphiespä.nnung in .diesem Zeitpunkt auf Null zurückgeht, wirkt die gesamte Kippspannung in negativer Richtung auf die Induktivität L und bewirkt, daß -der Strom bis auf den Wert I abnimmt. In diesem Augenblick springt uk von U_ fast auf Null.
Zu Beginn des neuen Telegraphiezeichens steigt i wieder von Null bis auf den Wert I,. Die hierfür erforderliche Zeit ist bestimmt durch die Gleichung. _ Sie scann durch Wahl von L und der Kennlinie der Kippvorrichtung auf jeden gewünschter Wert eingestellt wenden.
Die Spannung an der Induktivität L ist während dieser Zeit angenähert- gleich der Telegraphiespannüng, während des weiteren Verlaufs des Telegraphiezeichens ist sie angenähert gleich Null und nach Beendigung des Telegraphiezeichens. eine Zeitlang angenähert gleich dem negativen Wert der Telegraphiespannung und anschließend bis- zum Beginn des neuen Telegraphiezeichens angenähert gleich Null. -- Da die kleinen Abweichungen von Null keine Rolle spielen und da die negative Spannung leicht unterdrückt werden kann, ist die an der Induktivität L auftretende Spannung als Telegraphieimpuls geeignet. - , Eine kleine Schwankung in der- Impulsdauer -d t kommt dadurch zustande, daß die Kennlinie der Spannungskippvorrichtung im ersten steigenden Teil nicht- wie bei den meisten Stromkippvorrichtungen längs der Ordinatenachse verläuft und daß die Verluste-einer stromdurchflossenen Induktivität wesentlichgrößer sind als die Verluste eines geladenen Kondensators. Beim Zurückkippen bleibi .daher der Strorn.1 nicht bis zum Beginn des nächsten Telegraphiezeichens bestehen; er nimmt vielmehr auch weiterhin langsam ab, und zwar um so mehr, ,j e größer die Zeit bis zum Beginn des nächsten Telegiaphiezeichens. ist. Die Zeit d t genügt daher nur angenähert (der letzten Gleichung. Sie. wird genauer .durch die Gleichung bestimmt, wobei Ix zwischen I und 0 liegt.. Die Zeit d t ist.-daher in geringerem Maße von der Länge der Telegraphiezeichen abhängig. Da jedoch eine kleine Schwankung der Dauer der Telegraphieimpulse nicht stört, ist auch dieseAusführungsform desIntegrationsverfahrens zur Erzeugung der Telegraphieimpulse geeignet.
In Abb.4 ist .die vollständige Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für das Beispiel der Bildtelegraphie nach dem Zeitmodulationsverfahren veranschaulicht. Die Schaltung besteht aus drei Teilen, die durch gestrichelte Linien gegeneinander abgegrenzt sind. Der erste Teil dient zur Er= zeugung der zeitgemodelten Zeichen aus dem Bildstrom Oder vöm Bildabtastgerät geliefert wird), im zweiten Teil werden die Telegraphieimpulse erzeugt, im dritten Teil werden sie in trägerfrequente Impulse umgewandelt, so daß sie verzerrungsfrei über eine Leitung zum Empfänger oder zum Funksender übertragen werden können.
Der erste.Teil der Schaltung besteht im wesentlichen aus einem Kondensator C1, der über einen Widerstand W1 geladen wird, und aus zwei parallel zum Kondensator liegenden Kippvorrichtungen, der Glimmlampe G, und einer Röhrenkippvorrichtung, die aus der Pentode 1, den Widerständen Ws und W4 und -dem Kopplungskondensator K gebildet wird. Die bildtelegraphischen Zeichen werden an dem Widerstand RS erzeugt. Ihr Ende wird durch periodisch einsetzende Rasterimpulse P ausgelöst und ihr Anfang durch die Bildspannung zbb, die mit einem üblichen Bildaibtastgerät erzeugt wird. Die Auslösung der Zeichen erfolgt um so früher, je größer die Bildspannung ist. Wenn,das zu übertragende Bild an einer dunklen Stelle abgetastet wird, entsteht an dem Widerstand R,. ein kurzes, nahezu rechteckiges,Zeichen. Je heller das Bild ist, um so länger wird das bildtelegraphische Zeichen an R,.
Der zweite Teil der Schaltung nach Abb. 4 besteht aus der Anordnung -nach Abb. i und einer nachgeschalteten Verstärkerröhre. Das Gitter der Röhre a wird von den bildtelegrapischen Zeichen, die an dem Widerstand R1 auftreten, gesteuert. Als Stromkippvorrichtung ist eine Glimmlampe G2 verwendet.
An dem Widerstand R= entstehen die gewünschten Bildimpulse, die gleichzeitig mit dem bildtelegraphischen Zeichen einsetzen. Sie sind negativ gerichtet. Am Ende des Bildimpulses und am Eirde des bildtelegraphischen Zeichens treten an R2 kurze positive Impulse auf, die von der Entladung,des Kondensators herrühren. Das Gitter. der 'Röhre 3 ist so vorgespannt, daß die positiven Impulse durch den Gitterstrom unterdrückt werden.
Die Spannung an dem Widerstand R,1 steuert .die Gitter der beiden Elektronenröhren 4.a und 4b, die den dritten Teil der Anordnung bilden. Außer den Telegraphiei.mpulsen wird ihnen -die Leitungsträgerfrequenz über den Übertrager il,. im Gegentakt zugeführt. Die Gittervorspannung ist so gewählt, daß beimAusbleiben derBildimpulse keine Anodenströme fließen. Durch die Bildimpulse werden .die Anodenströme eingeschaltet; die diesen Zeichen entsprechenden Ströme sind gleichgerichtet, die trägerfrequenten Ströme haben ,dagegen entgegengesetzte Phase. Da die beiden Röhren 4" und 4b im Gegentakt auf den Ausgangsübertrager U, arbeiten, summieren sich die trägerfrequenten Ströme, so daß man also am Ausgang des Cbertragers eine mit dem Bildimpulse modulierte Trägerfrequenz erhält, die über eine Leitung zum Empfänger oder über eine Leitung zum Funksender übertragen werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Verfahren zur Erzeugung von Telegraph.ieimpulsen gleichbleibender Dauer, ,die am Anfang und bzw. oder am Ende von gegebenen Telegraphiezeichen beginnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tele.graphiezeichen über die Zeit bis zu einem festen Wert integriert werden, während die entstehenden Telegraphieimpulse einerseits durch den Einsatz oder das Ende der Telegraphiezeichen und andererseits durch die Integrationszeit begrenzt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Telegraphiezeichen vor der Integration umgekehrt werden, so daß sie sich über die Pause der ursprünglichen Zeichen erstrecken. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und z, dadurch . gekennzeichnet, daß durch die 'Telegraphiezeichen ein Kondensator aufgeladen wird, dem eine Stromkippvorrichtung parallel geschaltet ist. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch . gekennzeichnet, daß .die Telegraphiezeichen das Gitter einer Elektronenröhre steuern, von deren Anodeiistroni der Kondensator während .der gewünschten Impulsdauer von der unteren his auf die obere Kippspannung der parallel geschalteten Kippvorrichtung aufgeladen wird. 5. Anordnung nach .den Ansprüchen 3 und 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Ladestrom des Kondensators größer ist als der bei der unteren Kippspannung über die Kippvorrichtung fließende Strom; so daß .die Kippvorrichtung nach dem Kippen während der weiteren Dauer der Telegraphiezeichen stromdurchl'ässigbleibt und erst .dann stromundurchlässig wird, wenn der Ladestrom des Kondensators am Ende ,der Telegraphiezeichen auf Null zurückgeht. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kondensatorzweig ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator geschaltet ist, der eine Elektronenröhre steuert.' 7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß .die Telegraphieimpulse auf eine Reihenschaltung aus einer Indüktivität und einer Spannungskippvorrichtung wirken. & Anordnung nach Anspruch 7, . dadurch gekennzeichnet, idaß,die Telegräphiespannung den Strom durch die Induktivität währenid der gewünschten Impulsdauer bis auf den oberen Kippstrom steigert. 9. Anordnung nach den Ansprüchen 7 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die Telegräphiespannung zwischen der oberen und unteren Kippspannung der Spannungskippvorrichtung liegt, so daß die Spannung an der Spannungskippvorrichtung nach dem Kippen während oder weiteren Dauer der Telegraphiezeichen auf einem hohen Wert bleibt und erst am Ende der Telegraphiezeichen auf den ursprünglichen kleinen Wert zurückgeht: io. Anordnung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Induktivität eine Elektronenröhre steuert. i i. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß. die Telegraphieimpulse zwei im Geigentakt geschaltete Elektronenröhren gleichsinnig steuern, ideren Gittern eine Trägerfrequenz mit entgegengesetzter Phase zugeführt wird. z2. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis - 6, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Dauer ider Telegraphieimpulsedurch Veränderung ödes Kondensators entsprechend ,dem Laufzeitunterschied ider,zum Eanpfänger auf verschiedenen Wegen kommenden Wellen eingestellt wird. 13. Anordnung nach den Ansprüchen 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer oder Telegraphieimpulse durch Veränderung der Induktivität entsprechend dem Laufzeitunterschied. ider zum Empfänger auf verschiedenen Wegen gelangenden Wellen eingestellt wird. 1q.. Verfahren nach den- Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet ,durch die Verw=enduhg der Telegraphieimpulse für die Übertragung von Telegraphiezeichen auf kürzen Wellen zur Beseitigung von Schwund= und Echostörungen. 15. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet ,durch die Ver-,vendung der Telegraphieimpulse für die Übertragung auf Leitungen. zur Beseitigung von Einschaltstörungen. 16. Anordnung nach .den Ansprüchen 3 -bis 13, dadurch :gekennzeichnet, :daß zeitgemodelte Bildzeichen, deren Dauer der Helligkeit der jeweils übertragenen Bildstelle proportional sind, in telegraphische Impulse umgewandelt werden. 17.. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Strdmkippvorrichtung vorzugsweise eine Glimmlampe verwendet wird.