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Verfahren zur Verhinderung der übersteuerung in Anordnungen zur selbsttätigen
Regelung des übertragungsmaßes Bei den bekannten Regelschaltungen, wie sie beispielsweise
zur Konstanthaltung des Ausgangspegels von Verstärkern benutzt werden, ist eine
gewisse Zeitspanne zur Durchführung des Regelvorganges erforderlich. je nach dem
besonderen Verwendungszweck und nach den Eigenschaften .des Übertragungssystems,
in das die Regelglieder eingeschaltet sind, wird diese Zeitspanne kurz oder lang
bemessen. Dient die Schaltung dazu, die auf Temperaturänderungen beruhenden und
infolgedessen verhältnismäßig langsam verlaufenden Dämpfungsänderungen eines Übertragungssystems
auszugleichen, so wird die Regelgeschwindigkeit verhältnismäßig gering bemessen.
Es ist ferner bekannt, in Übertragungssystemen, in denen mehrere Regelschaltungen
hintereinander liegen, .die Regelgeschwindigkeit je nach dem Abstand vom Sendeamt
verschieden zu wählen, um Fehlregelungen zu vermeiden. In allen diesen Fällen, in
denen die Regelung mit einer gewissen Verzögerung erfolgt, ergibt sich der Nachteil,
daß die Regler beim Ausbleiben der den Regelvorgang steuernden Größe, beispielsweise
der Pilotfrequenz, auf die obere Grenze des Regelbereiches eingeregelt werden und
die zu regelnden Verstärker auf Maximalverstärkung einstellen. Wird die Regelgröße
plötzlich wieder eingeschaltet, z. B. dadurch, daß vorhergehende Verstärker gezündet
oder andere Leitungsabschnitte angeschaltet werden, so werden die Übertragungselemente
und insbesondere die Verstärkerröhren übersteuert und unter Umständen unzulässig
belastet. Die langsam arbeitenden Regeleinrichtungen würden diesen Zustand .der
Übersteuerung nur langsam ausgleichen, so daß unter Umständen infolge der gewisse
Zeit andauernden Überlastung die Lebensdauer der Röhren herabgesetzt werden kann.
Zur
Vermeidung dieses Nachteiles wird gemäß der Erfindung bei Erreichen der oberen Grenze
des Regelbereiches die Geschwindigkeit des Regelvorganges für die nachfolgende Rückregelung
gegenüber der normalen Geschwindigkeit der Rückregelung bis zum Zeitpunkt des Erreichens
des Normalpegels erhöht. Nach Erreichen des Normalpegels wird :die Geschwindigkeit
wieder auf den normalen Betrag herabgesetzt. Dies kann beispielsweise mit Hilfe
eines Endkontaktes des Regelschalters erreicht werden, der ein Relais zum Ansprechen
bringt, das seinerseits die Umschaltung der die Regelung bewirkenden Schaltelemente
auf die gewünschte höhere Regelgeschwindigkeit bewirkt. Dienen zur Regelung keine
bewegten Regelelemente, so daß eine unmittelbare Steuerung eines die Umschaltung
der Regelgeschwindigkeit einleitenden Kontaktes nicht möglich ist, wie dies beispielsweise
bei der Regelung durch Gitterpotentialverlagerung ,der Fall ist, so kann die erforderliche
Umsteuerung der Geschwindigkeit beispielsweise in Abhängigkeit von der Größe einer
Spannung oder eines Stromes abhängig gemacht werden, der ein Maß für das jeweils
eingestellte Übertragungsmaß darstellt. Bei Erreichen eines bestimmten Spannungs-
oder Stromwertes kann mit Hilfe eines Relais oder einer Glimmlampe ein Schaltvorgang
zur Änderung der Regelgeschwindigkeit, beispielsweise zur Umschaltung der Zeitkonstante
eines Kondensatorstromkreises, ausgelöst werden.
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Wird die Regelung mit Hilfe von Regelgliedern durchgeführt, die durch
Schrittschaltwerke gesteuert werden, so läßt sich die Regelgeschwindigkeit in einfacher
Weise dadurch beeinflussen, daß die Stromstoßfrequenz der Schrittschaltwerke geändert
wird. Hierfür stehen verschiedene Wege zur Verfügung. Bei Erzeugung der Stromstöße
mit Hilfe nockengesteuerter Kontakte erreicht man eine Änderung der Stromstoßfrequenz
durch Umschaltung zwischen Nockenscheiben verschiedener Nockenzahl. Dienen zur Stromstoßerzeugung
Glimmlampenkippschaltungen, so läßt sich die Kippfrequenz durch Änderung der Kapazität
der Glimmlampenschaltung beeinflussen.
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Sind in Übertragungssystemen finit mehreren Regelstellen, die mit
verschiedener Regelgeschwindigkeit arbeiten, besondere Verzögerungsscllaltmittel
vorgesehen, so können diese zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit unwirksam ;gemacht
werden.
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Bei Rundfunkempfängern ist es üblich, das Empfangsgerät unwirksam
zu machen, sobald die Amplitude des empfangenen Trägers einen gewissen Grenzwert
unterschreitet. Dies geschieht, um eine zu weitgehende Erhöhung des Verstärkungsgrades
zu verhindern. Ein solches Verfahren ist jedoch für den vorliegenden Zweck nicht
brauchbar, da es bei diesem .darauf ankommt, das Empfangsgerät bzw. den Verstärker
auch dann in Betrieb zu erhalten, wenn die regelnde Größe kurzzeitig ausbleibt oder
in ihrer Amplitude stark heruntergeht.
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Es sind ferner Schaltungsanordnungen bekanntgeworden, bei denen die
Empfindlichkeit der Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit gesteuert
wird, mit der sich die Pegelschwankungen vollziehen. Eine solche Anordnung ist nicht
in der Lage, die Nachteile zu beseitigen, die infolge plötzlichen Ausbleibens .der
regelnden Größe entstehen können.
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Für Telegraphieübertragungssysteme ist eine Regelanordnung bekanntbe«
orden, bei der das Unempfindlichmachen gegenüber dem Empfindlichmachen beschleunigt
worden ist. Dies geschah, uni zu erreichen, daß die auf die Regeleinrichtung ausgeübte
Wirkung der Signale einerseits und der dazwischenliegenden Lücken andererseits sich
gegenseitig aufheben. Bei dieser Anordnung muß selbstverständlich ,die Beschleunigung
.des Unempfindlich-machens ständig vorhanden sein. Die Regeleinrichtung wird also
Dämpfungssteigerungen, die ein Empfindlicherwerden des Verstärkers verlangen, langsamer
ausgleichen als Dämpfungsverminderungen. Beim Gegenstand der Erfindung wird die
Geschwindigkeit der Rückregelung nur dann erhöht, wenn vorher die obere Grenze des
Regelbereiches erreicht worden ist.
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Im folgenden sind an Hand der Figuren zur Erläuterung des Erfindungsgedankens
einige Ausführungsbeispiele beschrieben. Fig. i zeigt eine Übertragungsleitung L,
in die vor dem Verstärker h ein gemäß der Erfindunggesteuertes Regelglied b eingeschaltet
ist. Es wird angenommen, daß die Regelung in Abhängigkeit von einer besonderen Steuerfrequenz
erfolgt. Diese wird über das Filter F, den Verstärker hl, den Gleichrichter Gl dem
Galvanometerrelais G zugeführt. Durch den Kontakt g dieses Relais wird bei positiven
Pegelfehlern das Relais P und bei negativen Fehlern das Relais N eingeschaltet.
Bei normalem Pegel ist keines der beiden Relais erregt.
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In Fig. 2" sind Dl und D2 die Drehmagnete, .die das Schrittschaltwerk,
durch das die Dämpfung b (Fig. i) verstellt wird, vorwärts bzw. rückwärts antreiben.
Sie werden inm Takte des Stromstoßkontaktes il erregt, wenn pi oder ni geschlossen
ist, und zwar so oft, bis der Normalpegel erreicht ist und die Relais
P oder N durch das Relais G abgeschaltet sind.
Bleibt
.die Steuerfrequenz aus irgendeinem' Grunde aus, so wird der Drehmagnet D2 über
ni, eII, si und il durch Stromstöße erregt. Der Regler wird so lange bewegt, bis
seine Endstellung erreicht ist, die der Maximalverstärkung der aus dem Verstärker
V und dem Dämpfuxgsglied b gebildeten Schaltungsanordnung entspricht. In dieser
Stellung wird der Endkontakt ei (Fig. 3), der vom Regler, z. B. durch einen Nocken
mechanisch gesteuert wird, geschlossen, wodurch außer dem Wecker W das Relais S
eingeschaltet wird. Der Kontakten verhindert ein Weiterdrehen des Reglers in der
gleichen Richtung. Das Relais S schaltet durch seinen Kontakt sI statt des langsam
arbeitenden Stromstoßkontaktes il den schnell ai-beitenden Kontakt i2 .ein. Beide
Kontakte werden über Nockenscheiben von demselben Motor 11l angetrieben. Die Nockenscheibe
Ni hat eine wesentlich geringere Nockenzahl als die Nockenscheibe N2, die den schnell
arbeitenden Stromstoßkontakt i2 steuert.
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Wird nun die Steuerfrequenz wieder eingeschaltet, so wird über den
Kontakt g das Relais P erregt, so daß nun der rückwärts regelnde Drehmagnet Dl über
pI, sI und i2 in rascher Stromstoßfolge gesteuert und somit die Übersteuerung des
Verstärkers rasch beseitigt wird. Das sofortige Abfallen des Re- ' lais S durch
Öffnen des Kontaktes eI nach dem Verlassen der Endstellung wird durch die Kontakte
sII und piI verhindert. Das Schrittschalriverk Dl arbeitet also im Schnell-gang,
bis der Normalpegel erreicht ist, das Relais P durch den Kontakt g abgeschaltet
und der Drehmagnet Dl durch den Kontakt pI stillgesetzt wird. Die Absch@a.ltung
des Relais S erfolgt über den Kontakt pII, während der Kontakt si wieder auf den
langsam arbeitenden Stromstoßkontakt il umschaltet, so daß nachfolgende Regelvorgänge
mit der normalen geringen Geschwindigkeit durchgeführt werden.
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Andere Ausführuagsbeispiele erhält man, wenn man die Schaltung nach
Fig. 2d durch die Schaltung nach Fig. 26 oder 2, ersetzt. In Fig.2b wird die Stromstoßgabe
durch eine Glimmlampenkippschaltung gebildet, die aus einer Batterie (z. B. Anodenbatterie
des Verstärkers), einem Widerstand R, einem Kondensator C, einer Glimmlampe Gli
und dein Stromstoßrelais I besteht. Die Strom.stoßfrequenz wird im wesentlichen
durch die Zeitkonstante R # C bestimmt. Wird die Batterie eingeschaltet, so lädt
sich der Kondensator C über den Widerstand R auf bis zur Zündspannung der Glimmlampe
Gli. Ist diese erreicht, so spricht das Relais I an und entlädt den Kondensator
C über den Kontakt aII.
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Die Steuerung der Drehmagnete Dl und D.= erfolgt- entsprechend den
Vorgängen in der Schaltung nach Fig. 2a durch .den Kontakt iI sowie durch die Kontakte
pI bzw. nI. In der dargestellten Lage des Kontaktes sI arbeitet die Schaltung mit
geringer normaler Geschwindigkeit. Der Schnellgang wird in diesem Falle jedoch dadurch
herbeigeführt, daß durch das Relais S (Fig. 3) .mit Hilfe des Kontaktes sI der Kreis
eines Hilfsrelais Hl geschlossen wird, das über die Kontakte hl und dl mit dem Drehmagneten
Dl in rasch arbeitender Selbstunterbrecherschaltung geschaltet ist, so lange der
Kontakt pI geschlossen und si umgeschaltet, d. h. das Relais S erregt ist. Der Schnellgang
wird also genau wie in Fig. 2" durch das Relais S bzw. den Endstellungskontakt eI
vorbereitet und durch das Relais P ausgelöst b.zw. beendet.
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In der Schaltung nach Fig. 2 c wird der Schnellgang dadurch erreicht,
daß durch den Kontakt sI der Kondensator Cl abgeschaltet und somit die Zeitkonstante
von dem Normalwert R # (Cl + C2) auf den Wert R # C, verringert wird. Der Kontakt
iI schaltet also rascher, wenn das Relais S angesprochen hat. Die Steuerung der
Drehmagnete Dl und D2 erfolgt entsprechend Fig. 2Q.
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Für die Durchführung des Erfindungsgedankens seien als weitere Möglichkeiten
noch die folgenden erwähnt: Der Antrieb des Reglers erfolgt statt durch Schrittschaltwerke
durch einen an sich stetig laufenden Motor, z. B. den Motor .des Motorwählers mit
Umsteuerung durch die Relais P und N. Der Motor wird jedoch durch einen Stromstoßgeber
entsprechend Fig. 2, oder 2b nur stoßartig eingeschaltet, so daß die Regelgeschwindigkeit
gering ist. Durch das Relais S wird bei Schnellgang .statt .der Stromstöße dauernd
Strom zugeführt, der ,dann, wenn der Normalpegel erreicht ist, durch einen Kontakt
des Relais P wieder unterbrochen wird.
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Eine andere Möglichkeit der Geschwindigkeitsänderun;g besteht darin,
daß ,durch Umschaltung der Übersetzung zwischen Motor und Reglerachs.e die Drehgeschwindigkeit
der Reglerachse verändert wird.
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In Fig. 2d ist die Schaltung eines Antriebsmotors für einen selbsttätigen
Regler nach Fig. Z dargestellt, wobei der Ankerstrom des Motors M und mithin auch
der Drehsinn verschieden gerichtet ist, je nachdem, ob er von dem Relais P oder
N eingeschaltet wird. Es sei angenommen, daß die einzelnen im Leitungszuge hintereinanderliegenden
geregelten Verstärker mit annähernd gleicher Regelgeschwindigkeit arbeiten, jedoch
mit verschiedenen Ansprechverzögerungen der Regelung. Die Ansprechverzögerung der
Regelung wird beispielsweise durch die Verzögerungsschaltung
VS
herbeigeführt. Tritt ein Pegelfehler auf, so spricht das Relais P oder N an, und
der Kontakt pIII oder 1yIII legt die Verzögerungsschaltung an eine Batterie. Nach
einer für den betreffenden Verstärker festgelegten Zeit wird das Relais V erregt
und schaltet durch den Kontakt v den Motor ein, dessen Drehsinn -durch die Kontakte
pI, piv bzw. nI, nIv bestimmt ist. Steht der Regler in der Endstellung (größte Verstärkurng),
so spricht das Relais S über den Endkontakt eI (Fig. 3) an und schaltet durch den
Kontakt sI (Fig. 2,1) die Verzögerungsschaltung aus, so daß der Regelvorgang sofort
beginnt, wenn eine positive Pegelabweichung vorliegt und das Relais P zum Ansprechen
bringt. Der Regelvorgang kann gegebenenfalls beschleunigt durch Einschalten eines
Widerstandes in den Erregerkreis des Motors in Abhängigkeit von einem weiteren Kontakt
des S-Relais erfolgen.