DE837125C - Anordnung zur Signaluebertragung fuer Zweidraht-Fernsprechleitungen - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. APRIL 1952

C 3131 Villa/21a²

Henri Gardere, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung hat eine als Niederfrequenzrufumsetzer bezeichnete Einrichtung zum Gegenstand, welche auf einer zweidrähtigen Telefonleitung die Übertragung der für die Signalgabe benutzten niederfrequenten Ströme ermöglicht.

Die niederfrequenten Ruf umsetzer der bekannten Bauart umfassen im allgemeinen zwei symmetrische Gruppen von elektromagnetischen Relais, welche die Rufumsetzung in den beiden Übertragungsrichtungen durchführen. Ein in einer Richtung auf der Leitung ankommendes niederfrequentes Signal löst das erste Relais der entsprechenden Gruppe aus, und das letzte Relais dieser selben Gruppe schaltet an die Leitung nach dem Verstärker (in der Laufrichtung des Signals) einen niederfrequenten Generator, dessen Frequenz annähernd die gleiche ist wie diejenige des ankommenden Signals.

Außerdem sperrt das eine Relais einer Gruppe die Relais der anderen Gruppe, um eine zurückkehrende Signalübertragung oder das Anfachen von Schwingungen zu vermeiden.

Es wurden Rufumsetzer vorgeschlagen, bei welchen die erwähnten Relaisgruppen durch gashaltige Röhren nach Art des Thyratrons ersetzt werden. Bei anderen Anordnungen werden schließlich die ersten Relais dieser Gruppen durch Vakuumtrioden ersetzt.

Bei keiner dieser Einrichtungen werden jedoch die aktiven Organe ausschließlich durch Vakuumröhren gebildet, so daß ihre Arbeitsweise nicht linear ist, im Gegensatz zu dem Vorgang bei

Vakuumröhren, was offenbar für die Wiedergabetreue der Signale nachteilig ist.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Signalübertrager benutzt als aktive Organe Vakuumverstärkerröhren mit einem oder mehreren Gittern unter Ausschluß irgendeines mechanischen oder eines eine Auslösung bewirkenden Organs. Er führt die Übertragung der Signale in den beiden Richtungen auf einer zweidrähtigen Leitung ohne Anfachung von Schwingungen oder Rufrückkehr durch.

In dem Falle, wo die für die Weiterübertragung der Signale erforderliche Verstärkung nicht allzu groß ist, kann der Signalübertrager gemäß der Erfindung als aktive Organe nur zwei Röhren, eine für jede Übertragungsrichtung, besitzen, von denen jede die Aufgabe einer Relaisgruppe der üblichen Rufumsetzer erfüllt. Es ist sogar möglich, als aktive Organe des Rufumsetzers die eigenen Röhren des Verstärkerübertragers zu verwenden, an welchen er angefügt ist, so daß der Rufumsetzer hergestellt werden kann, indem an dem Verstärkerübertrager rein passive Organe angefügt werden.

Der Signalübertrager gemäß der Erfindung kenn-

»5 zeichnet sich dadurch, daß er für jede Übertragungsrichtung die folgenden Organe aufweist: ι. einen Verstärker mit einer oder mehreren Vakuumröhren (je nach der erforderlichen Verstärkung), der von dem ankommenden Signal gespeist wird;

2. eine von dem ankommenden Signal gespeiste Sperreinrichtung, welche die Verstärkung des Verstärkers der anderen Richtung aufhebt, sobald die Amplitude des ankommenden Signals einen vorl >estim.mten Wert erreicht; 3. eine Einrichtung mit Schwellwirkung, welche nach der Sperreinrichtung angeordnet ist und die Wirkung des Signals am Eingang des Verstärkers der anderen Richtung abschwächt oder unterdrückt, solange dessen Sperrung nicht auereicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung.

Fig. ι bis 4 zeigen schematisch die Anordnung der verschiedenen Organe;

Fig. 5 ist eine ausführliche Darstellung des Schemas der Fig. 1, und

Fig. 6 zeigt eine Ausführung des Signalübertragers unter Verwendung der gleichen Röhren wie der zugehörige Verstärker.

In Fig. ι bezeichnen 9 und 10 die Enden der zweidrähtigen Leitung, zwischen welche der Signalübertrager geschaltet ist. Der dem Signalübertrager angefügte, nicht dargestellte Verstärkerübertrager ist ebenfalls zwischen diese Punkte geschaltet. Der \^rerstärker 1 mit Vakuumröhren verstärkt die Signale in der Richtung von 10 nach 9. An den Ausgangsklemmen 7 dieses Verstärkers ist die Einrichtung 3 angeschlossen, welche den der anderen Richtung zugeordneten Verstärker 2 sperrt. Nach der Abzweigung 7 ist die Einrichtung mit Schwellwirkung 5 angeordnet. Die Schaltung ist für die andere Übertragungsrichtung symmetrisch und umfaßt den Verstärker 2, die bei 8 angeschlossene Sperre 4 und die Einrichtung 6 mit Schwellwirkung.

Die Sperren 3 und 4 haben die Aufgabe, die Verstärker 2 bzw. 1 zu sperren und können in beliebiger Weise ausgebildet sein. Sie bestehen zweckmäßig aus einer Brücke von Trockengleichrichtern, welche an ein Steuergitter einer Röhre der Verstärker eine negative Polarisationsspannung liefert.

Die Schwelleneinrichtungen können ebenfalls in beliebiger Weise ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Ausführung erhält man mittels eines polarisierten Netzwerkes von Trockengleichrichtern.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist die folgende: Wenn ein Signal !sei 10 auftritt, wird es durch ι verstärkt, und das Sperrsystem 3 sucht die Rückkehr des Stromes durch den Verstärker 2 zu verhindern. Es ist jedoch klar, daß, wenn man aus der Abzweigung 7 die verstärkten Signale direkt zu den Klemmen 9 der Leitung weiter übertragen würde, eine Schwingungsanfachung entstehen würde. Der Strom hätte nämlich immer, in einem gegebenen Augenblick, eine so kleine Amplitude, daß die Sperrwirkung der Einrichtung 3 vernachlässigbar ist, so daß dieser Strom in 2 verstärkt würde, dann wieder in 1 und so fort. Es würde demnach eine Anfachung von Schwingungen eintreten, deren Amplitude im übrigen durch die Sperrwirkung von 3 und 4 begrenzt würde. Die Einrichtung mit Schwellwirkung 5 vermeidet diesen Mangel, indem sie verhindert, daß das Signal den Eingang des Verstärkers 2 erreicht, solange die Sperrwirkung von 3 nicht eintritt. Sobald die Schwelle der Einrichtung 5 überschritten wurde, werden die Signale bei 9 weiter übertragen, jedoch ist die Sperrwirkung von 3 dann ausreichend, um jede Verstärkung des Signals durch 2 zu verhindern. Es wurde festgestellt, daß man die Sperrwirkung und die Schwellwirkung so regeln kann, daß die Schwellenamplitude beliebig klein ist und somit die Verstärkung der Signale praktisch linear sein kann.

Die Reihenfolge, in welcher der Verstärker Ί, die Abzweigung 7 und die Schwelleneinrichtung 5 geschaltet werden, kann man ändern, sofern die Abzweigung 7 vor der Schwelleneinrichtung 5 verbleibt. Dasselbe gilt natürlich für die Organe der anderen Übertragungsrichtung. Fig. 2 und 3 zeigen derartige Varianten der Schaltung der Fig. 1. Im übrigen können die Abzweigung, die Sperre und die Schwelleneinrichtung, welche einer Übertragungsrichtung entsprechen, in den Kreisen des dieser Richtung zugeordneten Verstärkers angeordnet werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante, bei welcher die Schwelleneinrichtung 5 zwischen den Klemmen 9 und dem Verstärker 2 angeordnet ist, wobei dann natürlich die Schwelleneinrichtung 6 zwischen den Klemmen 10 und dem Verstärker 1 angeordnet wird. Bei einer solchen Schaltung können der Verstärker und die Schwelleneinrichtung in einem einzigen Organ zusammengefaßt werden, wobei die Schwellwirkung durch eine negative Polarisation der Verstärkerröhren erreicht wird, die genügt, um

ihren Anodt'Mstrom zum Verschwinden zu bringen. Die Übertragung wird so unterdrückt, bis die Amplitude der Signale ausreicht, um den Anodenstrom erscheinen zu lassen. Diese Anordnung ist besonders wirtschaftlich, sie unterdrückt jedoch die Linearität der Verstärkung, sofern man nicht Gegentaktröhren verwendet.

Fig. 5 zeigt ein ausführlicheres Schema als Ausführungsbeispiel des nach Fig. ι geschalteten

ίο Signalübertragers. In dieser Figur sind ii und 12 die Röhren der Verstärker 1 und 2 (an Stelle der dargestellten Trioden könnte man auch andere Röhren, wie Tetroden, Pentoden usw., verwenden). Der Heizkreis dieser Röhren wurde nicht dargestellt. Die Anoden werden von einer Spannung Vp gespeist, und der dem normalen Betrieb entsprechende Anodenstrom wird erhalten, wenn die Gitter gegenüber den Kathoden auf einer Spannung Vg gehalten werden. Die Sperren 3 und 4 sind in Reihe in die Anodenkreise der Röhren 11 und 12 eingeschaltet. Die Sperrung des Verstärkers 2 durch die in 1 verstärkten Signale geht in der folgenden Weise vor sich:

Der Signalstrom geht nach Verstärkung durch die Röhre 11 durch den Transformator 17 und wird durch die Gleichrichterbrücke 13 gleichgerichtet. Dalx'i ergibt sich an den Klemmen des Widerstandes 37 in dem Gitterkreis der Röhre 12 eine negative Gleichspannung, deren Wechselanteil durch den Kondensator 19 beseitigt wird. Diese Spannung vermindert oder beseitigt den Anodenstrom der Röhre 12 und verhindert so die Übertragung durch den Verstärker 2. In gleicher Weise wird der Verstärker 1 durch den von 2 ausgehenden Strom gesperrt, welcher durch den Transformator 18 und die Gleichrichterbrücke 14 geht und an den Klemmen des Widerstandes 38 eine negative Spannung erzeugt.

Die Schwelleneinrichtungen 5 und 6, welche durch Trockengleichrichternetzwerke 15-25 und 16-26 gebildet werden, arbeiten in der folgenden, für die Richtung 10-9 l>eschriel>enen Weise, wobei die ArlxMtsweise in der Richtung 9-10 entsprechend ist.

Zwei in umgekehrter Richtung in Reihe geschaltete Gleichrichter 15 sind parallel zu dem Ausgangskreis des Verstärkers angeordnet. Sie werden durch die Anodenspannung Vp über den Widerstand 23, die leiden Hälften der Sekundärwicklung des Transformators 21 und Erde symmetrisch polarisiert. Solange der in der Sekundärwicklung von 21 von dem Anodenstrom der Röhre 11 induzierte Strom nicht den Polarisationsstrom der Gleichrichter 15 überschreitet, verhalten sich diese wie ein Kurzschluß. Wenn hingegen der von der Röhre ausgehende Strom den Polarisationsstrom übersteigt, verhalten sie sich wie ein hoher Widerstand. Der Kreis wird so kurzgeschlossen, solange der Signalstrom kleiner als der Polarisationsstrom ist.

Diese Schwellwirkung wird durch die Wirkung der Gleichrichter 25 verstärkt. Diese sind in zwei Gruppen angeordnet, die aus je zwei Gleichrichtern bestehen, welche in umgekehrter Richtung parallel angeordnet sind, wobei jede Gruppe in Reihe in eine Leitung des Verstärkerausgangskreises geschaltet ist. Es ist nun bekannt, daß zwei in umgekehrter Richtung parallel geschaltete Gleichrichter sich bei Spannungen, die unter einer gewissen charakteristischen Grenze der Gleichrichter liegen, wie ein hoher Widerstand verhalten und wie ein geringer oder vernachlässigbarer Widerstand bei den diese Grenze übersteigenden Spannungen. Die Gleichrichter können demnach so gewählt werden, daß, wenn die Signalamplituden unter der gewünschten Schwelle liegen, die Gleichrichter 15 sich wie ein Kurzschluß und die Gleichrichter 25 wie eine Unterbrechung verhalten. Wenn die Schwelle überschritten wird, verschwindet der Kurzschluß 15, und die Unterbrechung 25 und die verstärkten Signale gehen frei nach 9.

Außerdem hat die Trennwirkung der Gleichrichter 25 bei den geringen Spannungen die Folge, daß die Kurzschlußwirkung der Gleichrichter 15 für die bei der Übertragungsrichtung 9-10 von 9 ausgehenden Ströme verhindert wird.

Das Schwellensystem 6 für diese letztere Übertragungsrichtung ist identisch mit 5 und umfaßt die Gleichrichter 16 und 26, den Transformator 22 mit Mittelanzapfung und den Widerstand 24.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines Rufumsetzers gemaß der Erfindung in Verbindung mit einem Übertrager wnd bei Verwendung der gleichen Röhren. Die oben beschriebenen Organe tragen dieselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren. Im folgenden werden nur die besonderen Merkmale des Anschlusses des Übertragers und des Rufumsetzers beschrieben. An den Klemmen 10 sind in Parallelschaltung der Eingang des Übertragers und der Eingang des Rufumsetzers für die Richtung 10-9 angeschlossen. Die Sperrkondensatoren des Differentialsystems 28 des Übertragers haben für die niederfrequenten Ströme der Signalgebung eine hohe Impedanz, so daß die letzteren ohne Wirkung auf die Kreise des Übertragers sind. Am Eingang des Rufumsetzers ist in Reihe eine Induktivität 30 angeordnet, deren Impedanz für die Fernsprechströme groß und für die niederfrequenten Signalströme vernachlässigbar ist, so daß die Abzweigung des Rufumsetzers auf die Fernsprechströme ohne Wirkung ist. Die Fernsprechspannung und die Spannung der Signalgebunig werden in Reihe an den Gitterkreis der Röhre 11 durch die Kreise 35 und 33 angelegt. Diese Spannungen können wegen der unendlichen Impedanz des Gitterkreises nicht interferieren. Im Anodenkreis der Röhre 11 liegen die Kreise des Übertragers und des Rufumsetzers ebenfalls in Reihe. Eine zusammengefaßte Siebung verhindert, daß sie sich gegenseitig beeinflussen. Diese Siebung beruht auf der geringen Impedanz, welche der Transformator des Differentialsystems 27 für die niederfrequenten Ströme der Signale bietet, und auf der geringen Impedanz, welche der Kondensa'tor 31, welcher den Kreis des Rufumsetzers überbrückt, für die Fernsprechströme darstellt. Die Verbindungen der Kreise des Übertragers und des Rufumsetzers für

die Richtung 9-10 sind symmetrisch zu den der Richtung 10-9 entsprechenden Verbindungen, und sie werden nicht beschrieben.

Es ist klar, daß die obige Schaltung in befriedigender Weise hinsichtlich der Siebung, d. h. der Unterdrückung des gegenseitigen Einflusses des Übertragers und des Rufumsetzers nur auf Grund des großen Frequenzabstandes arbeiten kann, der gewöhnlich zwischen den Fernsprechströmen und den Signalgebungsströmen vorgesehen ist. In dem Falle, wo man ein System mit einem kleineren Abstand zwischen den Fernsprechströmien und den Signalgebungsströmen herstellen will, müßte man zwischen den verschiedenen Kreisen wirkliche Siebweichen anordnen.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Rufumsetzer hat den Vorteil, daß er als aktive Organe nur Vakuumverstärkerröhren (Triode, Pentode usw.) verwendet, deren vollkommene Wiedergabetreue bekannt ist, unter Ausschluß irgendeines elektromechanischen Organs oder einer Entladungsröhre. Die Weiterübertragung der Signale kann demnach praktisch linear erfolgen. Dieser Vorteil ist besonders wertvoll in dem Falle, wo man schnelle und verhältnismäßig komplexe Signale übertragen will, z. B. die Signale mit 50 Hz durch Züge von 66 ms und Intervalle von 32 ms, wie sie in der automatischen Telefonie benutzt werden.

Schließlich ermöglicht die Verwendung der eigenen Röhren des Fernsprechübertragers für den zugehörigen Rufumsetzer besonders vorteilhafte Ausführungen mit kleinem Raumbedarf.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anordnung zur Signalübertragung für zweidrähtige Fernsprechleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie für jede Übertragungsrichtung einen Verstärker mit Hochvakuumröhre, eine von dem ankommenden Signal gespeiste Sperre, welche die Verstärkung des Verstärkers der anderen Richtung aufhebt, sobald die Amplitude des ankommenden Signals einen vorbestimmten Wert erreicht, und eine Einrichtung mit Schwellwert umfaßt, welche nach der Sperre angeordnet und so geregelt ist, daß sie die Zuführung des ankommendem Signals zu dem Verstärker der anderen Übertragungsrichtung verhindert, solange die Amplitude dieses Signals nicht den Wert erreicht, welcher der Tätigkeit der Sperre entspricht.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit Schwellwirkung, welche von den einer Übertragungsrichtung entsprechenden Signalen gespeist wird, unmittelbar vor dem Verstärker angeordnet ist, welcher der anderen Übertragungsrichtung entspricht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit Schwellwirkung aus einer Gruppe von zwei in umgekehrter Richtung in Reihe geschalteten Trockengleichrichtern besteht, die in Parallelschaltung zu den Klemmen der Sekundärwicklung ©ines Transformators angeordnet sind, dessen Primärwicklung in Reihe in den Anodenkreis der Röhre des Verstärkers geschaltet ist, wobei die Anodenspannung dieser Röhre andererseits über einen Widerstand zwischen den gemeinsamen Punkt der beiden Gleichrichter und den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators angelegt wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit Schwellwirkung außerdem zwei Gruppen von zwei in umgekehrter Richtung parallel geschalteten Gleichrichtern umfaßt, wobei jede dieser Gruppen in Reihe in einer Leitung des Ausgangskreises des Verstärkers angeordnet ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalübertrager und der Fernsprechübertrager, mit welchem er verbunden ist, zu einem einzigen Gerät vereinigt sind und die gleiche Röhre verwenden, wobei die Kreise der Sprechströme und der Signalgebungsströme in Reihe angeordnet sind, und zwar sowohl in dem Gitterkreis wie in dem Anodenkreis der Verstärkerröhre.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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