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Stromkreisanordnung zur Einstellung der Verstärkung für Signalanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Na.chrichtenübermittlungsanlagen und im besonderen
auf eine Stromkreisanordnung zur Verstärkungsregelung für solche Anlagen,.
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In Nachrichtenübermittlungsanlagen, insbesondere in solchen, die eine
Radioverbindung oder ein. Tiefseekabel enthalten, entstehen Änderungen der Dämpfung,
die dem soggenannten Schwund verursachen. Auch ist in Telefonanlagen die Lautstärke
der einzelnen Sprecher verschieden.. Um die daraus entstehenden Ungleichheiten in.
der Stärke der empfangenen Signale auszugleichen, wird eine Verstärkereinrichtung,
die sich selbst einstellt, benutzt, die man im Englischen als. vario-repeater bezeichnet
und in Deutsch veränderlicher Verstärker nennen. kann. Bei derartigen. Verstärkern
sind verschiedene Anordnungen, vorgesehen, die den Zweck haben, die Verstärkung
zu erhöhen oder zu erniedrigen. Auch ist es mit solchen Einrichtungen möglich, das
An.-wachsen der Verstärkung anzuhalten. Zu der Verstärkereinrichtung gehört gewöhnlich
auch eine Brückenanordnung aus Kupferoxydelementen, die zu der Verstärkereinrichtung
parallel geschaltet ist. Diese Brücke ändert ihren Widerstand mit dem ihr zugeführten
Strom oder Spannung, so, daß sie ein Nebenschlußwiderstand ist, der sich selbst
einstellt.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine derartige, sich
selbst einstellende veränderliche Verstärkereinrichtung zur Regelung der Verstärkung
eines Signalstromkreises zu verbessern. Hierbei steht die veränderliche Verstä.rkercinrichtung
unter
der Steuerung der Impulse, die< den Silben der zu übertragenden
Sprache entsprechen.
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Erfindungsgemäß wird die Steuerung der veränderlichen Verstärkereinrichtung
nur vom ansteigenden, Teil eines einer Silbe entsprechenden Impulses durchgeführt,
und das Maß der Verstärkungserhöhung wird vermindert, wenn die Signale oberhalb
eines vorher bestimmten Pegels liegen. Somit kann möglichst die Verstärkungserhöhung
während des Anfangsteils der Sprechsilbe ausgeführt werden. Ist die! Verstärkung
genügend groß, so daß: durch den Rest der Sprechsilbe eine Herabsetzung der Verstärkung
herbeigeführt wird, wird wahrscheinlich keine weitere Verstärkungserhöhung am Schlußteil
der Silbe eintreten.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Stromkreisanordnung
für die Verstärkungsregelung gemäß der Erfindung gezeigt.
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Die Verstärkungsregelungsan.ordnung i weist zwei Eingangsleitungen
2 und 3 und zwei Ausgangsleiter 4 und 5 auf. Die Eingangsleitungen 2 und 3 sind
an, ein. Gerät angeschlossen, welches Signale veränderlicher Stärke erzeugt, beispielsweise
kann. dass Gerät ein Radioempfänger sein. Die Ausgangsleiter 4 und 5 sind mit einer
Telefonleitung oder einem Lautsprecher verbunden.. Diesen will man Signale von verhältnismäßig
gleichmäßiger Stärke zuführen. Die Kupferoxydbrücke 9 und der die beiden Röhren.
7 und 8 aufweisende veränderliche Verstärker 6 sind im Stromweg zwischen den Eingangsleitungen
- und 3 und den Ausgangsleitern 4 und 5 zwecks Verstärkungsregelung eingeschaltet.
Die Röhre 7' enthält ein Steuergitter io, eine Kathode ii, eine Anode 12" ein Schirmgitter
13 und ein Fanggitter 14. Die Röhre 8, die in ihrem Aufbau der Röhre 7 entspricht,
hat ein Steuergitter 15, eine Kathode 16, eine: Anode 17, ein Schirmgitter 18 und
ein Fanggitter i9. Die Kupferoxydbrücke ist aus Kupferoxydelementen zusammengesetzt,
die zwischen den. Übertragungsweg eingeschaltet sind. Die Eingangsleitungen :2 und
3 sind mit der Brücke 9 über den Transformator 2o verbunden. In den Verbindungsleitungen
vom Transformator 2o, zur Bniileke 9 sind Widerstände 2 1 eingeschaltet. Ebenso-
befinden sich solche Widerstände in den beiden: Leitungen, die von der Brücken 9
zu den Primärwicklungen des Transformators 22 führen, dessen Sekundärwicklungen
mit den Eingangskreisender Röhren 7 und 8 verbunden sind, die sich in Gegentaktschaltung
befinden. Die Ausgangskreise der Röhren 7 und 8 sind über einen Transformator 23
mit dem negativ rückgekoppelten Verstärker 24 verbunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers
24 ist mittels des Ausgleichsübertragers 25 an die Ausgangsleiter 4 und 5 und ferner
an eine Stromkreisanordnung angeschlossen,-dieeineHerabsetzungder Verstärkung bewirkt.
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Die beiden. Kondensatoren 2,/ und, 28 dienen zur Stromsteuerung für
die Gitter io und 15 der Röhren 7 und B. Der Kondensator 27 ist im Verhältnis zum
Kondensator 28 verhältnismäßig klein und dient dazu, im Übertragungsweg rasche und
kurze Verstärkungsänderungen zu bewirken. Der größere Kondensator 28 dient dazu,
die Röhren 7 und 8 zu steuern, wenn im Übertragungsweg länger dauernde Lautstärkenänderungen
auftreten. Der Kondensator 28 liegt in Reihe mit den Widerständen 29,
30 und 31 und ist mit diesen zum Kondensator 27 parallel geschaltet, so daß
die kleinen, dem Kondensator 27 aufgedrückten Ladungen auf den, größeren Kondensator
28 übertragen werden. Die Batterie 32 liefert für die Röhren 7 und 8 die Anodenspannung.
Die Batterie 33 liefert den Heizstrom für die Röhren 7 und 8 und den. Verstärker
24. Ferner liefert sie auch die Vorspannung für die Brücke 9.
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Die Stromkreisanordnung 26 zur Verminderung der Verstärkung enthält
ein Hochpaßfilter 34., welches mit dem Ausgleichsübertrager 25 Verbunden ist. Dieses
Filter 34 verhindert, d'aß die Stromkreisanordnung 26 für die Erniedrigung der Verstärkung
durch niedrige Frequenzen, zur Wirkung kommt, idie infolge des unausgeglichenen
Ano,denstromes im Verstärker 6 vorübergehend auftreten könnten und sonst außerordentlich
hohe Verminderungen der Verstärkung bewirken. Das Filter 34 ist über den Transformator
35 mit der Kathodenröhre' 36 verbunden, die .die drei Elektroden. 37, 38 und
39 aufweist. Der Stromkrems für die Zündung der Röhre 36 erstreckt sich von
denn einen Ende der Sekundärwicklung des Transformators 35 über die Elektrode 37,
Elektrode 38 und Widerstand, 4o zum anderen Ende der Sekundärwicklung des Transformators
35. Der Arbeitsstromkreis der Elektrode 36 erstreckt sich von der Elektrode 39 über
den Widerstand 31, Kondensator 27, Widerstand 41 und die Sekundärwicklung
des Transfo,rmator's 35 zur Elektrode 37 der Röhre 36. Wie bereits erwähnt, liegen
die Widerstände 31, 30, 29 und der Kondensator 2$ im Nebenschluß zum Kon, densatoT
27. Der Spannungsabfall am Widerstand ¢t liefert die Vorspannung für die Röhre 36.
Beim Zünden der Röhre wird unmittelbar dem. Kondensator 27 eine negative Ladung
aufgedrückt. Der Potentialabfall am Widerstand 41 ergibt sich in einem Stromkreis,
der sich von der Batterie 33 durch den. Widerstand 41, Brücke- 9 und zurück zur
Erde erstreckt.
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im Fall, daß die Signale im Übertragungsweg hinter :dem Verstärker
6 einen vorher bestimmten Pegel überschreiten,, wird die Kathodenröhre 36 gezündet,
um den Kondensator 27 mit negativem Potential aufzuladen. Das negative Potential
des Steuerkondensators 27 wird den Gittern io und 15 der Röhren 7 und B. aufgedrückt.
Hierdurch wird die Impedanz der Röhren. erhöht, und die Anodenströme werden: vermindert.
Die Brücke 9 wird in Übereinstimmung mit den in. den Röhren 7 und 8 fließenden Anodenströmen
gesteuert. Der Anodenstromkreis der Röhren -7 und 8 erstreckt sich vom Pluspol der
Batterie 32 über die Droeselspule 42, diel Primärwicklungen des Transformators 23,
Anoden 12 und 17 und Kathoden i i und 16 der Röhren 7 und 8, Widerstand 43, Widerstand
41 zum negativen Pol der Batterie 33. Es ergeben sich zwei
Spannungsabfälle
für den Widerstand 41, und zwar wurde der eine Spannungsabfall bereits oben erwähnt,
und der zweite Spannungsabfall ergibt sich durch den. Anodenstromfluß in den Röhren.
7 und B. Beide Spannungsabfälle am Widerstand 41 wirken auf die Kupferoxydb-rücke
9 ein. Der Stromfluß, in der Brücke 9, welcher von der Batterie 33 in: dem zuerst
envähn.ten. Stro,mkre,is für die Brücke 9 herrührt, vermindert die, Impedanz der
Brücke. Der von der Batterie 32 über die Röhren 7 und 8 und durch den Widerstand
41 fließende Strom gemäß dem zweiten. Stromkreis erzeugt einen Spannungsabfall am
Widerstandselement 41, der die Wirkung der Batterie 33 auf die- Brücke 9 vermindert.
Daher wird die Brücke 9 entsprechend dem durch die Röhren .7 und 8 fließenden Anodenstrom
gesteuert. Wenn die Anodenströme der Röhren 7 und 8 durch Aufdrücken eines negativen
Potentials auf die Gitter ro und 15 vermindert werden, wie dies im vorliegenden
Fall angenommen wird, dann wird auch der Widerstand der Brücke vermindert. Dadurch
wird die Nebenschlußwirkung der Brücke erhöht.
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Eine Stromlcreisanordnung 44, die dazu dient, die Verstärkung zu erhöhen,
ist zu dem Zweck vo,rgesehen, eine positive Ladung den Steuerkondensato,ren 2:7
und 28 aufzudrücken, um die Verstärkung im Übertragungsweg, die durch den. Verstärker
6 bewirkt wird, zu erhöhen. Die Stromkreisano@rdnung 44 enthält ein Filter 45, welches
vo,r dem Verstärker 6 mit den Eingangsleitungen 2 und 3 verbunden ist. Das. Filter
45 ist für ein Frequenzband durchlässig, welches im Sprachfrequenzbereich liegt
und dessen Mitte sich bei ungefähr I2oo Perioden befindet. Vorzugsweise liegt das
Durchlaßfrequenzband zwischen Soo und r6oo Perioden je Sekunde. In Anlagen jedoch,
wo, die Sprachfrequenzen verschoben sind, ist auch entsprechend das Durchlaßfrequen.zband
des Filters verschoben.
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Das Filter 45 ist über den Transformator 46 mit einem Verstärker 47
verbunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers 47 ist über einen Transfö,rma.to-r
48 an den. Diodenteil einer Diode-Triode 49 angeschlossen. Die Diode-Triode 49 enthält
das Steuergitter 5o, die Kathode 5 r, die Anode 52- und die Hilfsanoden 53. Ein
Widerstand 54 und ein Kondensator 55 sind zur Sekundärwicklung des Transformators
48 parallel geschaltet, um dem Transformator die gewünschte Frequenzcharakteristik
zu geben, Der durch den Diodenteil der Diode-Triode 49 vervollständigte Gleichrichterstromkreis
erstreckt sich von' dem einen Ende der Sekundärwicklung des Transformators 48 über
die Hilfsanoden 53, Kathode 51, Widerstand 56 und Kopplungswiderstand 57 zum anderen
Ende der Sekundärwicklung des Transformators 48. Wird ein geeigneter Wechselstrom
an die Stromkreisanordnung 44 zur Erhöhung der Verstärkung angelegt, so- wird durch
den zum Kondensator 58 parallel geschalteten Widerstand 57 und :den, in Reihe mit
dem Widerstand 6o liegenden Kondensator 59 dem Steuergitter 5o des Triodenteils
der Diode-Triode ein gleichförmiges oder sich wenig änderndes negatives Potential
aufgedrückt. Der Ausgangskreis des Triodenteils der Diode-Triode 49 ist mit Relais
61 und 62 verbunden, deren Zweck noch später erläutert wird, Das Relais 61 besteht
aus einer Vorspannwicklung 63 und einer Arbeitswicklung 64. Das Relais 62 weist
eine Vorspannwicklung 65 und ein;: Arbeitswicklung 66 auf. Die Vo@rspannwiclzlunge-n
63 und 65 der Relais 61 und 62 werden von einer Batterie- 67 gespeist.
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Dcr Transformator 68 verbindet den.. Ausgangskreis des Triodenteils
der Diode-Triode 49 mit der Arbeitswicklung 64 des Relais 61. Ein Kondensato:r 69
liegt zur Primärwicklung des Transformators 68 im Nebenschluß, um den Stromkreis
auf die den. Silben entsprechenden Frequenzen. abzustimmen. Vorzugsweise ist der
Stromkreis auf sechs oder acht Perioden abgestimmt. Ein Kupferoxydele.ment
70 ist in der Stromkreisleitung z,#vischen der Arbeitswicklung 64 des Relais
6.1 und der Sekundärwicklung des Transformators 68 eingeschaltet, damit das Relais
61 im ansteigenden Teil eines einer Silbe entsprechenden Impulses erregt wird. Man
kann. nämlich jeden Impuls in zwei Teile zerlegen, und zwar nimmt der Impuls zu
und dann nimmt er wieder ab-. Das Relais 61 soll aber im ansteigenden Teil des Impulses
zur Wirkung kommen.. Ein. zweites Kupferoxydgleichrichterelement 71 befindet sich
im Nebenschluß zu der Sekund,ärwicklung des Transformators 68, um zu verhindern,
daß d'as Relais 61 im abfallenden. Teil eines Impulses betätigt wird.
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Beim Ansprechen des Relais 61 wird der Anker 72 von seinem Kontakt
73 auf den Kontakt 74 umgelegt. Hierdurch entsteht ein. Stromkreis, über welchen
die Steuerkondensatoren 2J7 und. 2:8 positiv aufgeladen werden. Die beiden Widerstände
75 und 76 liegen in Reihe mit der Batterie, 67, und der Spannungsabfall an den Widerständen
75 und 76 wird zum Aufladen der Steuerkond-ensato,ren 27 und 28 mit positiver Spannung
verwendet, wie, sich dies aus folgendem Stromkreis. für die Aufladung der Kondensatoren
27 und 2:8 ergibt: Erde, Widerstände 76 und 75, Kontakt 77, Anker 78 des
Relais 62, Widerstand 79, Anker 72 des Relais 61, Kontakt 74, Widerstand 8o, Widerstände
30 und 3 r, Kondensator 27, zu dem im Nebenschluß der Widerstand 29 und der
Kondensator 28 liegen, Widerstand 41, Batterie 33, Erde. Die Batterie 85 ist über
den Widerstand 86 an. den Kontakt 73 an,-geschlossen, wodurch der Anker 72 des Relais
61 negatives Potential erhält, wenn sich der Anker 72 am Kontakt 73 befindet. In
diesem Fall kann dann von den Widerständen. 75 und 76 keine Positive Spannung zu
dem Kontakt 74 fließen, weil ja der Anker 72 des Relais 61 umgelegt ist. Der Widerstand
87 läßt nur ein Abfließen der Ladungsspannung zu den Kondensatoren. 27 und 28 zu.
Die schließlich erreichte Spannung wird durch den Spannungsabfall am Widerstand
88 gesteuert.
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Die, Arbeitswicklung 66 des Relais 62 liegt in. Reihe mit der Primärwicklung
des Transformators 68, um, in: Übereinstimmung mit dem Ausgangsstrom
des
Triodenteils der Diode-Triode 49 erregt zu werden. Der Anodenstrom des Trio:denteils
nimmt ab" wenn die Signale im Übertragungsweg vor dem Verstärker 6 in ihrer Stärke
zunehmen. Wenn die Signale im Übertragungsweg vor dem Verstärker 6 über einen. vorher
bestimmten: Pegel zunehmen. wird der Anodenstrom des Triodenteils der Diode-Triode
49 so vermindert, daß das Relais 62 zum Abfallen. kommt. Beim Abfallen des Relais
6.z wird sein Anker 78 vom Kontakt 77 entfernt und auf den Kontakt 8:i umgelegt.
Dass. Relais 62 dient dazu, das Maß der Verstärkungserhöhung, die durch die Stromkreisanordnung
44 bewirkt wird, zu ändern. Die Kondensatoren27 und 28 werden. dann, nur durch den
Spannungsabfall am Widerstand 76 aufgeladen, anstatt wie früher durch den Spannungsabfall
an den. Widerständen75 und 76.
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Wenn vom Übertragungsweg Signale empfangen werden, so wählt das Filter
45 den gewünschten Bereich aus. den Sprachfrequenzen aus, die durch den Verstärker
47 verstärkt werden!. Ein Ampditudenbegrenzer 83, der sich im Ausgangskreis des
Verstärkers 47 befindet, dient dazu, außergewöhnlich hohe Amplitudenspitzen abzuschneiden.
und die Röhre 49. vor Überbelastung zu schützen. Der Ausgangsstrom, vom Verstärker
47 wird durch den Diodenteil der Diode-Triode 49 gleichgerichtet, um eine negative
Vorspannung dem Steuergitter des Triodenteils der Diode-Triode zuzuführen. Eine
Frequenz von sechs oder acht Perioden wird in dem . Ausgangskreis des Triodenteils
der Diode-Triode 49 gewählt, um das Relais 61 zu betätigen, welches demnach den
Zweck hat, die Verstärkung zu erhöhen. Jedesmal, wenn das Relais 61 zum Ansp-rechen.
kommt, wird eine positive Spannungsladung den Steuerkondensatoren a7 und 2:8 aufgedrückt.
Dadurch wird allmählich die negative Ladung der Steuerkondensatoren und der Gitter
io und 15 der Röhren 7 und 8 vermindert; hierdurch wird auch die Impedanz
der Röhren. 7 und 8 . verringert und somit die Anodenströme in diesen Röhren
erhöht. Die Anodenströme der Röhren 7 und 8 vermindern wiederum die Impedanz der
Kupferoxydbrücke 9. Befinden sich die Signale auf dem Übertragungsweg vor dem Verstärker
6 oberhalb eines vorher bestimmten. Pegels, so kommt das Relais 62 -zur Wirkung,
welches demnach den Zweck hat, das. Maßi der Verstärkung zu steuern. Hierdurch wird
eine Verminderung des Potentials erreicht, mit welchem: die Steuerkondensatoren
27 und 28 aufgeladen wenden.