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Signalempfänger Die Erfindung betrifft Signalempfänger, wie sie in
der Telephontechnik für den Empfang von Rufsignalen angewendet werden.
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Bei einem bekannten Verfahren zur Übertragung von Rufsignalen werden
die Rufsignale über eine Übertragungsleitung mittels einer Trägerfrequenz von z.
B. 5oo Hz ausgesandt, die periodisch z. B.. mit einer Frequenz von 2o Hz unterbrochen
wird, so daß also die Rufsignale aus aufeinanderfolgenden Impulsen von 1/4o Sek.
Dauer der Trägerfrequenz von 5oo Hz besteht, wie das in Fig. i der Zeichnung dargestellt
ist. Empfangsseitig, d. h. also am Ende der Übertragungsleitung, ist ein Empfänger
vorgesehen, der so eingerichtet sein muß, daß derselbe nur auf die Signalströme
anspricht, nicht dagegen auf die während des Gesprächs über die Übertragungsleitung
empfangenen Sprechströme, deren Frequenz gleich der Signalfrequenz ist oder in deren
Nähe liegt. Zu diesem Zweck ist es schon bekanntgeworden, im Signalempfänger eine
zweifache Frequenzauslese vorzunehmen, derart, daß die empfangenen Signale mittels
eines auf die Trägerfrequenz von 5oo Hz abgestimmten Schwingungskreises ausgesiebt
und danach gleichgerichtet werden, so daß nachGleichrichtung die-Unterbrechungsfrequenz
von 2o Hz erhalten wird, die dann mittels eines auf diese Frequenz abgestimmten
zweiten Schwingungskreises ausgesiebt und zur Steuerung eines den Signalstromkreis
betätigenden Relais benutzt wird.
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Bei dem Signalempfänger nach der Erfindung wird von einem Akkumulationsprinzip
in der-Weise Gebrauch gemacht, daß erst, wenn innerhalb einer bestimmten Zeitdauer
eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen der Trägerfrequenz empfangen
ist, der Signalstromkreis betätigt wird. Gemäß der Erfindung wird im Signalempfänger
die nach Gleichrichtung der empfangenen und mittels eines Filters ausgesiebten Signale
erhaltene Unterbrechungsfrequenz einem Netzwerk von in Spannungsvervielfachungsschaltung
geschalteten Kondensatoren und Gleichrichtern zugeführt, dessen vervielfachte Ausgangsspannung
den Signalstromkreis steuert. Beim erfindungsgemäßen Signalempfänger ist also nur
eine einzige Frequenzselektion vorgesehen, die nicht besonders selektiv zu sein
braucht. Die bisher in Signalempfängern mit
doppelter Frequenzselektion
benötigten bochselektiveii Selkrionstnittel, wie z. B. mechanische Resonatoren,
fallen also fort, was eine Verbilligung bedeutet. Auch der -Nachteil der bclcannten
Signalempfänger mit hochselektiven Selektionsmitteln, da1.l die Trägerfrequenz sowie
die Unterbrechungsfrequenz immer genau konstant gehalten «-erden muß, ist beim ErfindutIgsgegenstand
vermieden.
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In Fig. 12 der "Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Signalempfängers
nach der Erfindung dargestellt. Die über eine Telephonleitung L empfangenen Signalströme
werden über einett Transformator T, dessen Se-
kundärwicklung mittels eines
Kondensators C i auf die Trägerfrequenz der Signalströme abgestimmt ist, einer mit
einem Gitterkondensator C., und Ableitungswiderstand R;; versehenen Röhre f' zugeführt.
Diese Röhre arbeitet als Gittergleichrichter, so daß an einem itn Anodenkreis geschalteten
Widerstand R, der zur Kathode hin mittels eines Kondensators C;r überbrückt ist,
ein Spannungsabfall auftritt, der außer der Trä gerfrequen7 eine Komponente mit
der Unterbrechungsfrequenz enthält. Diese Komponente wird über einen Widerstand
R, einem Kondensator C., zugeführt. DieWiderstände R;r und R, und die Kondensatoren
C 3 und Ci sind so bemessen, daß am Kondensator C.i firn wesentlichen nur eine Spannung
E" der-Unterbrechungsfrequenz liegt, die einer Gleichspannung L'" gleich der zwischen
Anode und Kathode der Röhre I' liegenden Gleichspannung überlagert ist. Diese Spannung
E,4 am Kondensator C., ist in Fig. 2 als Funktion der Zeit dargestellt. Dieselbe
wird nun gemäß der Erfindung einem 'Netzwerk von in Spannungsvervielfachungsschaltung
geschalteten Kondensatoren C5, C, C7, C$ und Gleichrichtern Gr, G:., G3, G4 zugeführt.
Die Richtung, in der die Gleichrichter stromdurchlässig sind, ist durch Pfeile in
Fig. 12 angegeben. Die Ausgangsklcminen des Netzwerkes werden gebildet durch die
geerdete Klemme des Kondensators C.r und durch die Klemme e des Kondensators C,
an «-elchen Gitter und Kathode einer Verstiirlcerrölire I', angeschlossen sind,
in deren Anodenkreis ein Relais R, vorgesehen ist, das einen Signalstromkreis S
be-Ü äti.' --t Um der Röhre 1'1 eine geeignete Gittervorspannunb erteilen zu können,
ist eine Vorspannungsquelle I",, vorgesehen, Die Arbeitsweise des Netzwerkes der
in Spannungsvervielfachung geschalteten Kondensatoren und Gleichrichter ist die
folgende: Der Reihenschaltung des Kondensators C; und des Gleichrichters G, wird
eine Spannung aufgedrückt, die sich zusammensetzt aus der Spannring des Kondensators
C" deren Verlauf in Pig. 2 dargestellt ist, und der Spannung I', der Vorslännungsquelle.
Infolgedessen wird der Kondensator C5 zu dem Maximalwert dieser Spannung i'", -f-
E + Z', aufgeladen, ,vie in Fig. 3 angegeben. Die Spannung zwischen den Punkten
b und o ist dann bestinfinit durch die Differenz der Spannungen der Kondensatoren
C.r und C;;. Die Spannung Eb_" wird somit gefunden, indem von der Kurve der Fig.2
die Kurve der Fig. 3 abgezogen wird. Das Resultat ist in Fig..I dargestellt. Die
Spannung EI" am Gleichrichter G1 ist dann gleich der Spannung Ebb-" vermehrt um
den betrag I'..; sie ist in Fig. 3 angegeben.
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Der Kondensator Q wird nun über den Gleichrichter G= durch die Spannung
Et, aufgeladen, und zwar zu deren -Maximalwert E. wie es durch die Fig.( veranschaulicht
wird.
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Am Gleichrichter G. liegt dann die in Fig. ; dargestellte Spannung
EU-,, die die Differenz ist der Spannurigen am Kondensator C,; und am Gleichrichter
Gi. In ganz ähnlicher Weise wie soeben beschrieben können die Spannungen E,L_c gefunden
werden. Sie sind in dein ', 9 und in dargestellt. Die Spannung E,_", die
zwischen dem Gitter und der Kathode der Röhre l', wirksam ist, setzt sich zusanirnen
aus der Spannung am Kon<:lensator C,;, der Spannung am Kondensator C,; und der
Spannung I', der Vorspannungsquelle und ergibt sich somit aus der Samtnation der
Kurven der Fig.6 und io vermehrt um I'_
wie in 1# iä. i i dargestellt ist.
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Aus den Figuren ergibt sich, dal-l jeder der Kondensatoren Co und
C8 auf eine Spannung 1: aufgeladen wird, die gleich der Amplitude der Impulse der
Spannung E14 am Kondensator C, ist, und zwar in solcher Richtung, daß der Punkt
c um F_ Volt negativer ist als der Punkt a. und der Punkt e wiederum
E Volt negativer ist als der Punkt e. Zwischen den Punkten e und a liegt
also eine Spannung von 2 E Volt. Wenn also Signalimpulse über die Leitung L eintreffen,
wird die negative Vorspannung des Gitters der Röhre 1'i von dein Wert I', um den
Betrag 2 E erniedrigt, wodurch der Anodensironi der Röhre I', verrin--ert und das
Relais R4 betätigt und der Signalstromkreis S geschlossen wird.
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Die beschriebene Spannungsverdoppelung kann durch _Zuschaltung von
weiteren Gleichrichtern und Kondensatoren zu einer Spannungsvervielfachung ausgedehnt
«-erden. Wie in der hig. i i angegeben ist, ändert sich die Spannung am Gitter der
Röhre I', sprunrweisevon--Vg auf -Vg-E,-Vg-2L. Der erste Sprung findet statt am
Ende des ersten 500-Hz-Iinpulses, der zweite Sprung ani Eride des zweiten Impulses,
also ti_o Sek. s p Üter, usw. Wenn die Gitterspanniang [7" butrigt, ist der Anodenstrom
so groß, daß das Relais angezogen ist. Das Relais fällt erst ab,
wenn
die Gitterspannung - Vg - -,ia - E ist, also am Ende des za-ten
Impulses. Es ist klar, daß mindestens eine Spannungsv er-n-fachung stattfinden muß,
um das Relais auf eine Impulsreihe von 5oo/2o Hz zu betätigen.
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Die Größe der Kondensatoren C,, bis C$ und der Widerstand in der Sperrichtung
der Gleichrichter G1 bis G,4 sind so gewählt, daß die Kondensatoren ihre Ladungen
im wesentlichen festhalten, wenn- die Impulse mit der Unterbrechungsfrequenz von
ao Hz eintreffen. Treffen während der -Gesprächsübertragung zeitweise Impulse von
5oo Hz ein, dann wird zwar der Kondensator Q aufgeladen (Fig. 6), er wird dann aber
infolge der Entladung über den Sperrwiderstand der Gleichrichter G1 und G. seine
Ladung verlieren, bevor der nächste Impuls von 5oo Hz in der Sprache auftritt. Vereinzelte,
in der Sprache mit größeren Zeitintervallen vorkommende Impulse von 5oo Hz sind
also nicht in der Lage, die Gitterspannung der Röhre V, um mehr als E zu verschieben,
wodurch falsches Ansprechen des Signalstromkreises S auf Sprachimpulse vermieden
ist. Es ist klar, daß die Sicherheit gegen falsches Ansprechen auf Sprachimpulse
erhöht wird, wenn die Anzahl der Spannungsvervielfachungsglieder größer gewählt
wird.
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Treffen die Sprachimpulse von 5oo Hz in .einer schnelleren Folge als
2o j,e Sekunde: ein, dann werden Frequenzen empfangen, die außerhalb des Frequenzbandes
¢8o bis 52o Hz liegen; diese Frequenzen werden durch den Resonanzkreis T, Cl am
Eingang des Signalempfängers nicht durchgelassen und können also kein falsches Ansprechen
des Signalstromkreises S hervorrufen. Die Figuren sind gezeichnet für den Idealfall,
in welchem der Sperrwiderstand der Gleichrichter unendlich groß ist. In der wirklichen
Ausführung verlieren die Kondensatoren langsam ihre Ladung, wodurch das Relais nach
Beendigung des letzten Signalimpulses mit einer gewissen Verzögerung wieder anzieht.
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Es ist selbstverständlich, daß die Schaltung auch so getroffen werden
kann, daß der Signalstromkreis an Stelle einer Gitterspannungserniedrigung durch
eine Gitterspannungserhöliung betätigt wird. In diesem Fall wird die Schaltung so
eingerichtet, daß beim Fehlen von Rufsignalen der Strom durch das Relais R, einen
solchen Wert hat, daß der Schalter S' geöffnet ist, während beim. Empfang von Rufsignalen
die Gitterspannung der Röhre h, mehr positiv wird und daher der Anodenstrom der
Röhre ITl steigt, worauf das Relais Re anzieht-und der Signalstromkreis betätigt
wird.