DE762852C - Schaltungsanordnung fuer Wechselstromtelegraphie, bei der eine Wechselspannung im Modulator mit Doppelstrom gesteuert wird und bei der auf der Empfangsseite die ankommende Frequenz verdoppelt und mit der verdoppelten Frequenz ein Generator von der Ursprungsfrequenz gesteuert wird - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JULI 1954

L 107394 VIII a/ 21a¹

sind als Erfinder genannt worden

Schaltungsanordnung

Zur Übertragung von Telegraphiezeichen im trägerfrequenten Verkehr über Leitungen ist vorgeschlagen worden, eine Wechselspannung, ζ. B. in einem Modulator, mit Doppelstrom zu steuern. Dabei wird die Phase des Wechselstroms um i8o^a verschoben, und es liegt dementsprechend dauernd Wechselspannung auf der Leitung, die nur im Takt der gegebenen Zeichen ihre Phase ändert. Demoduliert man auf der Empfangsseite mit einer konstanten Wechselspannung gleicher Frequenz, so erhält man wieder den ursprünglichen Doppelstrom.

In einer bekannten Anordnung dieser Art zieht das ankommende, dem Verstärkerausgang entnommene, in Gleichrichtern verdoppelte Wechselstromzeichen nach Aussiebung des Gleichstroms und der Oberwellen über

einen Übertrager einen Generator mit. Erfindungsgemäß wird nun die Zeitdauer der Halbwelle, in der Gitterstrom fließt, von der Schwingkreisinduktivität und von der Größe der rückgekoppelten Spannung bestimmt, während die Zeitdauer der anderen Halbwelle von der Schwingkreisinduktivität und Schwingkreiskapazität bestimmt wird, so daß die dem Demodulator zugeführte Frequenz ίο mit der Frequenz des ankommenden Wechselstromzeichens in Phase oder gegenphasig ist. Die in der Abb. ι dargestellte Schaltungsanordnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform der Frequenzverdopplung und des mitgezogenen Generators für die Phasenumkehrtelegraphie dar. Die ankommenden Wechselstromzeichen werden über einen Verstärker einem Übertrager AC zugeführt. Von diesem Übertrager gelangen die ankommenden Wechselstromzeichen teils zum Demodulator EM, teils zu dem Verdopplerübertrager I'd C i. Von dem Verdopplerübertrager werden die ankommenden Wechselstromzeichen in Gleichrichtern Vd ι und Vd 2 verdoppelt. Die verdoppelt ankommenden Wechselstromzeichen werden einem Übertrager VdC2 und einem Resonanzkreis, bestehend aus einer Drosselspule SD und einem Kondensator Cn, zugeführt, wobei in dem Übertrager VdC 2 der Gleichstrom und in dem Resonanzkreis die Oberwellen unterdrückt werden. Die so gewonnene verdoppelte Frequenz wird über einen Mitziehübertrager MC, einen Generator, bestehend aus einer Röhre R 3 und einem Schwingkreis, der aus dem übertrager SCe und einem Kondensator C15 gebildet ist, zugeführt, der eine Frequenz erzeugt, die mit der ankommenden Frequenz in Phase ist. Diese erzeugte Frequenz wird über einen Übertrager GCe dem Demodulator EM zugeführt, in dem die sendeseitig gegebenen Wechselstromzeichen wieder gebildet werden.

Der von dem Demodulator EM gelieferte Gleichstrom enthält aber Oberwellen großer Energien. Um die großen Energien nicht unnötig weiterleiten zu müssen, ist eine Abflachschaltung im Ausgang des Demodulators vorgesehen, welche aus einem Kondensator C12 und den Spulen GLDe 1 und GLDe 2 besteht und gleichzeitig die zum Demodulator zugehörigen Kondensatoren Cg und Cio mit benutzt. Die so gewonnenen Gleichstromzeichen werden den einzelnen Empfängern zugeführt.

Ist infolge einer Unterbrechung bzw. Inbetriebsetzung der Anlage kein Wechselstrom angekommen, so ist das Relais E abgefallen und somit das Relais Z erregt. Dadurch ist auch der Kontakt s^IH umgelegt, und es werden die ersten ankommenden Wechselstromzeichen nicht verdoppelt, so daß der Generator nicht von der verdoppelten Frequenz mitgezogen wird, sondern von der Grundfrequenz. Da aber zwischen der Grundfrequenz und der dadurch dem Demodulator zugebrachten Frequenz eine Phasenverschiebung vorhanden ist, wird dieselbe durch eine Phasendrossel PhD in Phasenübereinstimmung gebracht. Hat das Relais E durch die ankommenden Gleich-Stromimpulse wieder angesprochen, so fällt das Relais Z ab, und die ankommende Frequenz wird verdoppelt und der Generator von der verdoppelten Frequenz mitgezogen.

Vor der Betrachtung des eigentlichen Alitziehvorganges soll erst die Wirkungsweise des Röhrengenerators erläutert werden. Dazu ist aus der in Abb. 2 dargestellten Generatorschaltung der Rückkopplungsweg herausgezogen und in Abb. 3 vereinfacht dargestellt worden. Der Schwingkreisübertrager SCe wurde durch eine Spule ersetzt, und der Mitziehübertrager MC wurde fortgelassen. Der Einfluß des Gitterstroms wird durch den Widerstand R_a berücksichtigt. Wird der Generator eingeschaltet, so setzt der Schwingungsvorgang mit kleiner Amplitude ein und schaukelt sich auf, d. h. die Amplitude wird immer größer und größer, bis nichtlineare Vorgänge in Erscheinung treten, welche ein weiteres Anwachsen verhindern. In dem vorliegenden Fall erfolgt die Begrenzung durch den Gitterstrom, welche die rückgekoppelte Spannung am Gitter hindert, einen gewissen Wert zu überschreiten. Bei der Betrachtung dieses stationären Zustandes wird vereinfachend angenommen, daß die Anodenwechselspannung einen rechteckigen Verlauf hat, was in'Wirklichkeit auch annähernd der Fall ist, da mit Rücksicht auf den Mitzieh- ioo Vorgang die Rückkopplung so groß gewählt ist, daß die Kennlinie des Rohrs nach beiden Seiten übersteuert wird. Demnach pendelt die Anodenwechselspannung und auch der Anodenstrom in rechteckiger Form zwischen dem Maximalwert und dem Wert XuIl, da die Schaltung eine reelle Belastung des Rohrs gestattet.

Durch den Widerstand R_v (Abb. 3) fließt ein Strom mit rechteckiger Kurvenform, da der Widerstand des Stromkreises von R_v und nicht vom Schwingkreis- oder Gitterwiderstand bestimmt wird. Wie später gezeigt wird. ist zum Zeitpunkt 1 (Abb. 4) der Kondensator aufgeladen, während der Strom ;\. mit dem Maximalwert plötzlich einsetzt. Der Strom i_L in der Spule steigt nach der Beziehung i_L —K (1 — e*^r) an. Dieser Stromanstieg ist für die in Betracht kommende kurze Zeit praktisch geradlinig. Der Strom i_v — ii fließt als Gitterstrom i_g (Abb. 4) in die Röhre. Da der Gitterwiderstand und der Widerstand der

Spule mit gewisser Annäherung in dem in Frage kommenden Bereich umgekehrt proportional der Stromstärke sind, läßt sich bei geeigneter Bemessung erreichen, daß die Spannung am Gitter praktisch konstant bleibt. Die Abweichung des Spannungsverlaufs von der Parallelen zur Nullinie ist so gering, daß sie für die weiteren Betrachtungen belanglos ist und daher vernachlässigt wird. Der Ladezustand des Kondensators kann sich demnach nicht ändern, so daß nur in das Gitter und in die Spule Strom fließt. Letzterer steigt immer mehr und mehr an, da die Gegen-EMK mit der Zeit immer kleiner und kleiner wird.

iS Schließlich erreicht der'Strorn in der Spule den Wert i_L = i_v, und der Gitterstrom wird Null. Ein weiteres Ansteigen des Stroms in der Spule ist nicht mehr möglich, da R_v keinen größeren Strom zuläßt. Die Folge davon ist, daß die Spannung an der Spule und damit auch die am Gitter abnehmen muß.

Dadurch bricht aber die Anodenspannung und damit auch i_v zusammen. Wenn auch gleichzeitig der Kondensator sich über die Spule entlädt, so wird dadurch das Zusammenbrechen der Anodenspannung nicht \⁷erhindert, da die Spannung am Gitter so groß ist, daß schon eine relativ kleine Spannungsänderung ausreicht, um die Gitterspannung so weit in das negative Gebiet zu verschieben, daß kein Anodenstrom mehr fließt. Der Kondensator entlädt sich über die Spule entsprechend dem Ausschwingvorgang eines wenig gedämpften Schwingungskreises. Im Zeitpunkt 3 ist der Kondensator mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen, und der Strom im Kondensator hat den Wert Null, Von diesem Zeitpunkt ab erfolgt wieder eine Aufladung des Kondensators mit der ursprüngliehen Polarität, die Spannung e_g nähert sich dem Wert Null, es setzt Anodenstrom ein, die Spannung e_g steigt noch weiter an, bis Gitterstrom fließt (Zeitpunkt^, und es wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang.

Zum Mitziehen des Generators wird aus den ankommenden Wechselstromzeichen die doppelte Frequenz erzeugt. In der Abb. 5 sind die einzelnen Phasen der Frequenzverdopplung und des Mitziehvorgangs dargestellt. Die ankommenden Wechselstromzeichen werden im Verstärkerausgang (Abb. 1) entnommen und in Gleichrichtern Vd 1 und Vd 2 verdoppelt. Durch den Übertrager VdÜz wird der Gleichstrom und in dem aus dem Kondensator Cn und der DrosselSD gebildeten Resonanzkreis werden die Oberwellen der doppelten Frequenz abgeriegelt. Die Spannung am Verstärkerausgang ist in Abb. 5 mit a bezeichnet; b ist die gleichgerichtete Spannung und c die verdoppelte Frequenz. Durch die aus dem Mitnahmeübertrager MÜ (Abb. 1 und 2) angelegte doppelte Frequenz ergibt sich ein stationärer Zustand, wie er in dem dritten Kurvenbild von oben in der Abb. 5 dargestellt ist, wobei die Voraussetzung gilt, daß sich die Frequenzen genau wie 2 :1 verhalten. In diesem Kurvenbild stellt c die Mitziehspannung dar, d die Spannung am Schwingkreis und e die Spannung am Gitter. In der Zeit, in der Gitterstrom, fließt, entsteht am Schwingkreis ein von der Mitziehspannung hervorgerufener Spannungsabfall. Die Spannung am Gitter verschiebt sich so, daß die Mitziehspannung die Phasenbilanz nicht stört. Dies würde zwar auch der Fall sein, wenn die Mitziehspannung um i8o° verschoben wäre. Dieser Zustand ist aber labil, da bei der geringsten Frequenzabweichung kein Mitziehvorgang auftreten würde, sondern im Gegenteil die Frequenzabweichung vergrößert werden würde, wie weiter unten erklärt wird. Die Bemessung der Schaltelemente ist so getroffen, daß die doppelte Frequenz keinen nennenswerten Beitrag zum Strom im Gitterkreis bringt. Dadurch wird die Zeit, in der Gitterstrom fließt, im wesentlichen von der Schwingkreisinduktivität bestimmt.

In Abb. 5 unten ist angenommen, daß der Kondensator beispielsweise zu groß sei. Das Ausschwingen nach dem Abreißen des Gitter-Stroms geht nach der Kurve d vor sich. Durch Hinzufügen der verdoppelten Frequenz erhält man die stark ausgezogene Kurven, welche viel schneller ansteigt und damit den Einsatz des Anodenstroms früher veranlaßt, wie es ohne Mitziehspannung der Fall wäre. Die Größe der erzielten Voreilung ist abhängig von der Phasenlage der doppelten Frequenz zur Spannung am Gitter. Diese Phase verschiebt sich so lange, bis im Gleichgewichtszustand die Nacheilung der Spannung am Schwingkreis durch die Spannung der doppelten Frequenz aufgehoben wird. Würde man die Mitziehfrequenz umpolen, so würde der Spannungsanstieg verlangsamt und damit die Frequenz noch weiter verringert werden, was ein Außertrittfallen zur Folge hat.

Nach einer Unterbrechung des Übertragungsweges wird zunächst die ankommende Frequenz ohne Verdopplung direkt dem Gitter zugeführt. Dabei¹ muß auch der Mitziehvorgang wirksam sein, um die gewünschte Richtung des Gleichstroms sicherzustellen, wenn die Frequenzen nicht übereinstimmen. In Abb. 6 sind die Mitziehspannung, die Spannung am Schwingkreis und die Spannung am Gitter dargestellt für den Fall, daß die Generatorfrequenz mit der Frequenz der Mitziehspannung übereinstimmt. Es stellen sich auch hier die Spannungen so zueinander, daß trotz der Zusetzung der Mitziehspaninung die Phasenbilanz aufrechterhalten wird. Auch

hier würde die Umpolung der Mitziehspannung keinen stabilen Zustand ergeben, da bei der geringsten Frequenzabweichung kein Mitziehen, sondern eine Vergrößerung der Frequenzabweichung auftreten würde. Der Mitziehvorgang kommt genau wie beim Mitziehen mit der doppelten Frequenz zustande. Bemerkenswert ist, daß zwischen Mitziehspannung (ankommende Frequenz) und der vom Generator erzeugten Spannung große Phasenunterschiede auftreten können. Diese Verschiebung ist abhängig von der Zeit, in der Gitterstrom fließt, d. h. von der Größe der Schwingkreisinduktivität und der rückgekoppelten Spannung: in dem dargestellten Fall beträgt diese Phasenverschiebung etwa o.o^c.

Um eine Phasenübereinstimmung zwischen Demodulator und Verstärkerausgang zu erreichen, wird gemäß der Abb. 1 eine Phasendrossel zwischen Verstärkerausgang und Verdopplerübertrager VdC ι gelegt. Die Phasenübereinstimmung kann aber gemäß der Abb. ι a beispielsweise durch einen Kondensator C 2 erzielt werden, der in einem Zweig zwischen dem Verdopplerübertrager VdU 1 und dem Mitziehübertrager MC liegt. Weiter kann die Phasenübereinstimmung gemäß der Abb. ι b durch eine Drosselkette D1 und D 2 herbeigeführt werden, die in dem einen über den die Grundfrequenz abschaltenden und die verdoppelte Frequenz einschaltenden Kontakt z^m verlaufenden Zweig zwischen dem Verdopplerübertrager VdC 1 und dem Mitziehübertrager MC liegt, wobei die beiden Zweige zwischen Verdopplerübertrager und Mitziehübertrager durch einen Kondensator C ι überbrückt werden und die Drosselkette D ι und D 2 durch einen Widerstand Wig abgeschlossen ist.

Dem Demodulator wird infolgedessen, gleichgültig ob der Generator von der Grundfrequenz oder von der verdoppelten Frequenz mitgezogen wird, eine Wechselspannung zugeführt, die mit der am Verstärkerausgang phasengleich ist. Der vom Demodulator gelieferte Gleichstrom enthält aber Oberwellen entsprechend großer Energien. Um diese Energien nicht unnötig umherzuleiten, ist in dem Demodulatorausgang eine Abflachschaltung vorgesehen, die aus einem Kondensator C12 und den Spulen GLDe 1 und GLDe 2 besteht und gleichzeitig die Kondensatoren C9 und Cio des Demodulators mit benutzt.

Claims (6)

1. Patentansprüche.-

   i. Schaltungsanordnung für Wechsel stromtelegraphie, bei der 6ine Wechsel-

   spannung im Modulator mit Doppelstrom gesteuert wird und bei der auf der Empfangsseite die ankommende Frequenz verdoppelt und mit der verdoppelten Frequenz ein Generator von der Ursprungsfrequenz gesteuert wird, so daß sich im Demodulator wieder Doppelstrom ergibt, bei dem das ankommende, dem Verstärkerausgang entnommene, in Gleichrichtern hinsichtlich der Frequenz verdoppelte Wechselstromzeichen nach Aussiebung des Gleichstroms und der Oberwellen über einen Übertrager einen Röhrengenerator mitzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer der einen Halbwelle, in der Gitterstrom fließt, von der Schwingkreisindukti vität (SCe) und von der Größe der rückgekoppelten Spannung bestimmt wird, während die Zeitdauer der anderen Halbwelle von der Schwingkreisinduktivität (SCe) und Schwingkreiskapazität (C 15) bestimmt wird, so daß die dem Demodulator (EM) zugeführte Frequenz mit der Frequenz des ankommenden Wechselstromzeichens in Phase oder gegenphasig ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebsetzung bzw. nach Aufhören einer Unterbrechung der Generator von dem ankommenden Wechselstromzeichen mitgezogen wird.
3. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Längen der beiden Halbwellen zwischen 1 : 1 und 3 : 1 ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenübereinstimmung zwischen Demodulator (EM) und Verstärkerausgang (AC) eine Phasendrossel (PhD) zwischen Verstärkerausgang (AC) und Verdopplerübertrager (VdC 1) eine Phasendrehung vornimmt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasen-Übereinstimmung zwischen Demodulator (EM) und Verstärkerausgang (AC) ein die Phasendrehung bestimmender Kondensator (C2 in Abb. 1 a) in dem einen Zweig zwischen dem Verdopplerübertrager (VdC 1) und dem Mitziehübertrager (MC) liegt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenübereinstimmung zwischen Demodulator (EM) und Verstärkerausgang (AC) eine die Phasendrehung bestimmende Drosselkette (D ι und D2 in Abb. 1 b) in dem einen über den die Grundfrequenz abschaltenden und die verdoppelte Frequenz einschaltenden Kontakt (z^m) verlaufenden Zweig zwischen dem Verdopplerüber-

   trager (VdÜi) und dem Mitziehübertrager (MÜ) liegt, wobei die beiden Zweige durch einen Kondensator (C i) überbrückt sind und die Drosselkette (D ι und D 2) durch einen Widerstand (W ig) abgeschlossen ist.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Französische Patentschrift Nr. 794276;

   USA.-Patentschrift Nr. 1 559 642.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 9535 1.54