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Schaltungsanordnung für Rückkopplungssperren in Lautfernsprechanlagen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Rückkopplungssperren in Lautfernsprechanlagen.
In Anlagen der erwähnten Art machen sich bekanntlich die als Echo- oder Rückkopplungsströme
bekannten Störungen sehr unangenehm be.-merkbar, zu deren Beseitigung bereits verschiedene
Anordnungen. bekannt sind bzw. Vorschläge gemacht wurden.
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Die bekannten Anordnungen, soweit sie zur Unterdrückung der Rückkopplungsströme,
d. h. also zur Sperrung des jeweils zur Übertragung nicht benutzten Sprechzweiges,
Dämpfun.gsmittel in den Sprechzweigen verwenden, besitzen noch verschiedene Nachteile.
Die Regelung der Dämpfungen, d. h. ihre Ausschaltung aus dem einen und ihre Einschaltung
in den anderen Sprechzweig und umgekehrt, erfolgt mechanisch, d. h. von Hand, mithin
stufenweise, grob. Soweit bereits ferner eine selbsttätige Sperrung vorgesehen ist,
erfolgt diese durch über Glühkathodenröhren beeinflußte Relais. Die unvermeidlichen
Schaltzeiten der letzteren bewirken nun das Verlorengehen von einzelnen Lauten oder
Silben, d. h. eine Verstümmelung der Sprache. Die Sperrung ist bei diesen Anordnungen
eine vollständige, d. h. der hörende Teilnehmer ist gänzlich abgeschaltet und hat
nur geringe Möglichkeit zum Gegensprechen, solange der andere Teilnehmer noch spricht.
Es
sind auch schon Anordnungen bekannt, in denen Trockengleichrichter als Dämpfungsmittel
verwendet werden. Bei diesen bekannten Anordnungen sind für jede Sprechrichtung
mehrere Dämpfungsnetzwerke in ,einer Brückenschaltunj vorgesehen, die je aus zwei
Trockengleichrichtern, Kondensatoren und Übertragern bestehen. Von den beiden Gleichrichtern
eines jeden Netzwerkes liegt der eine in Reihe, der andere in Brücke, und sie sind
so geschaltet, daß dadurch zwei Stenergleic'hstromwege entgegengesetzter Richtung
gebildet werden. Die Steuergleichströme werden nicht durch die Sprechströme, sondern
durch die Anodengleichströme erzeugt. Die Sprechströme, und zwar sowohl die ankommenden
als auch,die abgehenden, steuern die Verstärker- bzw. Steuerröhren der beiden Sprechrichtungen
mit Hilfe der Gitterpotentialverlagerung. Diese bewirkt die Veränderung der Anodengleichströme
der Steuerröhren und dadurch .erfolgt eine Veränderung der Potentiale (Ansteigen
bzw. Abfallen) an den zwei Brückenpunkten, an denen im Ruhezustand (also wenn nicht
gesprochen wind) Gleichgewicht herrscht. Hierdurch kommt dann das Fließen eines
zusätzlichen Anodengleichstromes zustande, der .die Steuerung der Dämpfungsnetzwerke,
d. h. die Freigabe der Netzwerke der einen und die Sperrung der Netzwerke der anderen
Sprechrichtung bzw. umgekehrt bewirkt, lediglich in Abhängigkeit von der Richtung
des jeweils fließenden Steuergleichstromes.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile, die den bekannten Anordnungen
anhaften, dadurch, daß in einer Ader des abgehenden Sprechzweiges nur ein Sperrgleichrichter,
und zwar in Reihe, und in dem von ersterem getrennten ankommenden Sprechzweig ebenfalls
nur ein Sperrgleichrichter, jedoch in Brücke, zwischen die Adern geschaltet ist
und daß beide Gleichrichter zusammen :durch einen gemeinsamen Steuerstromkreis unmittelbar
galvanisch verbunden sind, der von den Strömen eines Teilfrequenzbandesdes Nutzfrequenzbandes
nach :deren Gleichrichtung .gespeist wird und die gleichzeitige zwangsläufige Steuerung
der Sperrgleichrichter durch, die abgehenden Sprechströme bewirkt.
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Bei den bekannten Anordnungen, in denen bereits Dämpfungsmittel in
den beiden Sprechzweigen, (dem Zweig für die abgehende Sprechrichtung (Mikrofonkreis)
unddemZweig für die ankommende Sprechrichtung (Telefon- oder Lautsprecherkreis)
vorgesehen sind, sinddieseDämpfungsmittel mechanisch miteinander gekoppelt und werden
jeweils-von Hand betätigt.
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Die Vorteile, die der Erfindungsgegenstand den bekannten Anordnungen
gegenüber besitzt, bestehen darin, daß die Regelung der Dämpfungen selbsttätig und
stufenlos; ohne Anwendung mechanisch bewegter Teile erfolgt. Um den Betrag, um welchen
z. B. die Dämpfung in dem einen Kreis selbsttätig erhöht wird, wird sie in dem anderen
selbsttätig verkleinert. Die Summe der Dämpfungen in beiden Sprechkreisen bleibt
immer konstant, es erfolgt lediglich eine Verschiebung der Dämpfungswerte in den
beiden Sprechkreisen. Die Dämpfung hat ferner einen endlichen Wert; es findet also
nie eine völlige Sperrung eines Weges' statt, so daß der hörende Teilnehmer jederzeit
die Möglichkeit zum Gegensprechen hat.
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Die Erfindung zeigt einen ganz neuen Weg für die Beseitigung der elektroakustischen
Rückkopplung. In Verbindung mit dem an sich bekannten Gedanken, .daß .durch die
Heranziehung nur eines Teiles der Sprachschwingungen, d. h. der tieferen Frequenzen,
zur Steuerung,der Sperreinrichtungen (Dämpfungen) die Sprache "keine Schwächung
an den für .die Verständlichkeit und die Klangfarbe wichtigenhöheren Frequenzen
(Formarten) erleidet, besitzt sie den Vorteil, nicht nur die völlige Rückkopplungs-
bzw. Pfeiffrei'heit zu gewährleisten, sondern sie verhindert auch den Rückfluß der
Rückkopplungs- oder Echoströme in die Leitung aus der sie herkommen (Rückflußdämpfung)
und gewährleistet eine verzerrungsfreie Wiedergabe der Sprache; verbunden mit nicht
nur jederzeitigem Gegensprechen, sondern auch einem ungehinderten Zwischensprechen,
wie bei einem gewöhnlichen Telefongespräch.
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Bei Verwendung von Trockengleichrichtern als Sperreinrichtungen besteht
eine weitere Sehwieri:g-'keit in demAuftreten vonVerzerrungender Sprache durch die
Trockengleichrichter. Um diese nach Möglichkeit gering zu halten, sind nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung in dem Sprechzweig für die abgehende Sprechrichtung
(Mikrofonkreis) vordem Sperrgleichrichter Dämpfungsmittel vorgesehen, die den Spannungspegel
der Sprechströme senken; hinter dem Sperrgleichrichter wird der Pegel durch Verstärkung
wieder angehoben.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführüngsbeispieles näher beschrieben. Dargestellt und beschrieben sind nur die
zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile einer Lautfernsprechanlage.
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Wenn zwischen dem Teilnehmer, z. B. T i, der abgebildeten, an die
Leitung Fl angeschlossenen Teilnehmerstelle Tn i und einem am entgegengesetzten
Ende der Leitung FL angeschlossenen Teilnehmer, :z. B. T:2, eine Gesprächsverbindung
besteht und, angenommen, der Teilnehmer T i spricht, so .gelangen seine Sprechströme
von dem Mi:krofonM über den Übertrager Ue i zur Röhre Ri , und werden in dieser
verstärkt. Die verstärkten Sprechströme gelangen über den Übertrager Ue2 in den
Zweig für, die abgehende Sprechrichtung einerseits, andererseits über die mittlere
Wicklung des Übertrabers Ue?, in eine Abzweigung; in der ,das Tiefpaßfilter
T f liegt. Dieses Filter läßt nur die tieferen Frequenzen der Sprachschwingungen,
beispielsweise die Frequenzen bis -45o Hz, durch, die über den Übertrager Ue 8 der
Verstärkerröhre R3 zugeleitet und hier verstärkt wenden. Die ver- i stärkten Schwingungen
werden über den übertrager Ue 9 einer Gleichrichteranondnung in der . bekannten
Graetz-Schaltung G13 zugeführt, hier gleichgerichtet und belangen über die Drosseln
Dr 3
und Drq. in einen Kreis, der von adem Gleichrichter i Gl3 über die Drossel
Dr3, die Drossel Uri, über
den in dem Sprechzweig für die abgehende
Sprechrichtung liegenden Sperrgleichrichter GL i, über die Drossel Dr
2, über den in dem Zweig für die ankommende Sprechrichtung liegenden Sperrgleichrichter
G12 und über die Drossel Dr,I nach der Gleichrichteranor.dnung G13 zurück verläuft.
Dieser Gleichstromkreis ist der für beide Sperrgleichrichter GL i und G12 gemeinschaftliche
Steuerstromkreis. Der Sperrgleichrichter Gl i liegt in dem Zweig für die abgehende
Sprechrichtung in sogenannter Längsschaltung, in der er, solange er von Gleichstrom
nichtdurchflossen ist, eine holic Dämpfung darstellt. Er sperrt also die Sprecliströme.
Wird er von Gleichstrom durchflossen, sobald der Teilnehmer T i spricht, so sinkt
der Widerstand, und die aus dem Mikrofonkreis herkommenden Sprechströme können ungehindert
über den Überträger Ue3, den Verstärker R2 und den Gabelübertrager L'eg in
die Leitung L und damit zudem an ihrem entfernten Ende angeschlossenen Teilnehmer
T 2 gelangen.
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Der Sperrgleichrichter G12 liegt in dem Zweig für die ankommende Sprechrichtung,
und zwar in sogenannter Querschaltung. In dieser bildet er für die gegebenenfalls
aus dem Zweig für die abgehende Sprec'hriclitung über den Gabelübertrager Ueg in
den Zweig für die ankommende Sprechrichtung übertretenden, im Verhältnis zu den
Sprechströmen scliwäclieren Rückkopplungsströme einen Nebenschluß, solange der Teilnehmer
T i spricht, also Gleichstrom in dem vorbeschriebenen Kreis fließt. Der Rückkopplungsweg
ist alsdann für die Rückkopplungsströme gesperrt, so daß sie nur stark gedämpft
in den Zweig für die ankommende Sprechrichtung, d. 11. zum Lautsprecher hin
vordringen können.
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Im ankommenden Sprechverkehr, d. h. wenn der entfernte Teilnehmer
T2 spricht, ist der Sperrgleichrichter G12 nicht von Gleichstrom durchflossen, er
'hat also für die auf der Leitung Fl ankommenden Sprechströme seinen hohen Widerstand.
Da der Sperrgleichrichter G12 aber quer zur Leitung, d. h. in Brücke zwischen
den beiden Adern der Leitung liegt, so bedeutet er für die ankommenden Sprechströme
nur eine kleine zusätzliche Dämpfung, diese können daher ungehindert nach dem Lautsprecher
L hin gelangen.
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Die auf der Leitung Fl ankommenden Sprechströme gelangen über den
Übertrager Ue.I und Ue5 an Gien Verstärker Rd., werden 'hier verstärkt und gelangen
über den Übertrager Ue 6 an den Lautsprecher L und gleichzeitig über
den Übertrager Lre7 an eine weitere Gleichrichteranordnung G14 in der bekannten
Graetz-Schaltung. Der von dieser erzeugte Gleichstrom bzw. sein Spannungsabfall
an dem Widerstand bi,'i wird in an sich bekannter `''eise zur Sperrung der Verstärkerröhre
R3 in der Steuereinrichtung und der Verstärkerröhre R 2 im Zweig für die abgehende
Sprechrichtung benutzt, so daß die letztere gesperrt wird. Die vom Lautsprecher
ausgehenden akustischen Schwingungen, deren Amplitude beträchtlich ist, beeinflussen
das 1Jikrofon, können jedoch nach Sperrung der Röhren R 2 und R 3 weder in den Zweig
für die ankommende Sprechrichtung und damit zum Lautsprecher L zurückgelangen, noch
die Steuereinrichtung G13 beeinflussen. Der Rückkopplungsweg ist somit gesperrt:
Will der entfernte Teilnehmer T2 gegensprechen, solange der Teilnehmer T i noch
spricht, so kann er dies ohne weiteres tun; denn für die ankommenden Sprechströme,
deren Amplitude größer ist als die :der Rückkopplungsströme, ist -der Kurzschluß
durch den Sperrgleichrichter Gl2 kein vollständiger. Es gelangt von den ankommenden
Sprechströmen noch so viel Energie nach dem Lautsprecher, um ihn zu betätigen. Selbst
wenn mal beide Teilnehmer eine Weile auf einmal sprechen, findet immer noch eine
hinreichende Verständigung statt. Die Dämpfungen in den beiden Kreisen sind in jedem
Fall so bemessen, daß die über die Leitung F1 am Gabelübertrager Ueb ankommenden
Sprechströme in ihrem Amplitudenwert über dem der Rückkopplungsströme liegt.
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Dies ist besonders wichtig z: B. bei Lautfernsprechanlagen, die an
mit Sprechstrornverstärkern ausgerüstete Fernleitungen angeschlossen sind, weil
es hier nicht nur auf die sogenannte Pfeif- bzw. Rückkopplungsfreiheit, sondern
auch auf die sogenannte Riickflußdämpfung ankommt, d. h. auf die Verhinderung des
Rückflusses der Rückkopplungs-bzw. Echoströme in die Leitung, aus der sie herkommen.
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Um nun hierfür noch eine weitere Sicherheit zu schaffen und zu verhindern,
daß im ankommenden Sprechverkehr besonders .die tieferen, zur Steuerung der Sperrgleichrichter
benutzten Frequenzen der Sprache überhaupt an den Lautsprecher I_ gelangen und über
diesen und das Mikrofon die Steuereinrichtung möglicherweise beeinflussen, ist in
dem Zweig für die ankommende Sprechrichtung ein Hochpaßfilter vorgesehen, das nur
die höheren Frequenzen, beispielsweise über q.oo bis d.5o Hz, durchläßt. Die Steuerfrequenzen
bis d.oo bis 4.5o Hz werden zurückgehalten.
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Die zur Sperrung benutzten, in Reihe in der Leitung liegendenTrockengleichrichter
Gl i bringen eine gewisse Verzerrung der Sprachschwingungen hervor, und um diese
möglichst gering zu halten, ist in dem Zweig für die abgehende Sprechrichtung, also
im Mikrofonkreis vor dem Sperrgleichrichter Gl i, eine Dämpfung D angeordnet,
die so bemessen ist, daß sie den Spannungspegel der vom Mikrofon ausgehenden Sprechströme
vor dem Gleichrichter GL i senkt; hinter dem Sperrgleichrichter Gl i wird der Spannungspegel
durch Verstärkung in der Röhre R 2 wieder angehoben.