DE896061C

DE896061C - Anordnung zum automatischen Umschalten eines Hauptverstaerkers auf einen Ersatzverstaerker bei elektrischen Fernmeldesystemen

Info

Publication number: DE896061C
Application number: DEI3342D
Authority: DE
Inventors: Kenneth G Hodgson; Alleman Holly Roche
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1938-03-04
Filing date: 1939-02-25
Publication date: 1953-11-09

Description

Anordnung zum automatischen Umschalten eines Hauptverstärkers auf einen Ersatzverstärker bei elektrischen Fernmeldesystemen Die Erfindung bezieht sieh auf Leitungsverstärkerschaltungen für elektrische Fernmeldesysteme, insbesondere auf Anordnungen, die ein automatisches Umschalten auf einen Ersatzverstärker ermöglichen, wenn der normale Hauptverstärker ausfällt. Bei der Planung von Leitungsverstärkerschaltungen für koaxiale Systeme, bei denen eine große Zahl von Kanälen ,durch den gleichen Verstärker verstärkt werden soll, ist es nötig, eine Umschaltvorrichtung vorzusehen, die einen Ersatzverstärker in dem Augenblick einschaltet, wenn in dem Hauptverstärker ein Fehler auftritt. Diese Umschaltvorrichtung muß vollautomatisch arbeiten, da die Verstärkerstation häufig unbeaufsichtigt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erschwert, daß die Umschaltung in sehr kurzer Zeit vorgenommen werden muß. Diese Forderung ergibt sich aus der Tatsache, daß einer oder mehrere der Kanäle für die Übertragung von Telegraphie vorgesehen sein können. Sollen unter diesen Umständen überhaupt 'keine Fehler auftreten, so muß die Umschaltung in weniger als 3 ms vor sich gehen. Läßt man zu, daß ein Buchstabe verstümmelt werden kann, so muß .die Umschaltung in mindestens 4.o ms vor sich gegangen sein. Die Forderung, daß die Umschaltung in weniger als 3 ms vorgenommen werden muß, kann nicht unter allen Ausfallbedingungen erfüllt werden. Bei Ausfall der Heizspannung, der am häufigsten auftretende Fehler bei Verstärkern, wird jedoch in der weiter unten beschriebenen Schaltung eine Umschaltung vorgesehen, bei der überhaupt keine Unterbrechung eintritt.
Von einer derartigen Umschaltvorrichtung muß man weiter fordern, daß bei allen Verstärkerstationen Umschaltvorrichtungen vorhanden sein müssen, durch die der Ersatzverstärker abgeschaltet und der normale Hauptverstärker ohne Unterbrechung des Stromkreises in Betrieb gesetzt wird, nachdem der Schaden behoben ist. Gemäß der Erfindung sind daher Schalteinrichtungen vorgesehen, welche unmittelbar nach dem Eintreten einer Störung automatisch betätigt werden und die Eingangs- und Ausgangsstromkreise des Ersatzverstärkers betriebsbereit mit der ankommenden bzw. abgebenden Leitung verbinden.
Wenn der Ersatzverstärker .den Betrieb aufgenommen hat, sprechen weitere ,Schalteinrichtungen an und schalten den Hauptverstärker von der ankommenden und abgehenden Leitung ab.
Ist die Verstärkerimpe.danz groß gegen -die Impedanz der ÜUbertragungsleitung oder die der Ausgleichungseinrichtungen, so werden gemäß der weiteren Erfindung die Ausgänge und/oder die Eingänge der Verstärker parallel geschaltet. 'Wenn dagegen die Verstärkerimpedanz klein gegen die Impedanz der Ausgleichungseinrichtungen ist, ist es zweckmäßig, die Ausgänge und/oder die Eingänge der Verstärker in Serie zu schalten.
Treffen die eben genannten Voraussetzungen nicht zu, so ist die Verstärkerimpedanz so groß bzw. so klein zu bemessen, daß der durch die Parallelschaltung hervorgerufene Verstärkungsabfall beliebig herabgesetzt werden kann.
Um dies zu erreichen, kann man z. B. Rückkopplungsverstärker verwenden und die Ausgangs-und Eingangsimpedanzen durch eine entsprechende Strom- oder Spannungsrückkopplung beliebig groß oder klein machen.
Ferner ist es noch vorteilhaft, indirekt geheizte Röhren zu verwenden. Bei alleinigem Ausfall des Heizstromes ist dann infolge der Wärmeträgheit der indirekt geheizten Röhren eine unterbrechungslose Umschaltung möglich.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen und der folgenden Beschreibung näher erläutert.
In der Schaltung der Fig. z sind in die Übertragungsleitung L1, L, parallel zwei Verstärker Al und A2 eingeordnet.
Der Verstärker Al ist der normal betriebene Hauptverstärker und,der Verstärker A2 der Ersatzverstärker. Diese Verstärker können als Rückkopplungsverstärker ausgebildet sein. Im folgenden wird angenommen, d:aß die Verstärker drei Röhrenstufen aufweisen, obwohl auch andere Verstärkerausführungen ebensogut verwendet werden können. Es wird angenommen, daß Eingang und Ausgang der Verstärker unausgeglichen sind, wie es der Fall sein würde, wenn die Verstärker für koaxiale Leitungen Verwendung finden.
Die zu verstärkenden Zeichen werden über die Leitung L1 unter Zwischenschaltung von Ausgleichern usw. zugeführt und laufen normalerweise über den Kontakt gi zum Eingang des Hauptverstärkers Al. Vom Ausgang des Verstärkers verlaufen die Zeichen über den Relaiskontakt hl zur Leitung L2. Sämtliche Relaiskontakte sind in den Stellungen eingezeichnet, die sie einnehmen, wenn der Hauptverstärker in normaler Weise in Betrieb ist.
Die Verstärkerröhren werden indirekt geheizt; dabei sind die drei Heizkörper in Reihe geschaltet. Die Heizkreise beider Verstärker werden dauernd vom vollen Heizstrom durchflossen und werden an den Klemmen X, und X2 mit einer geeigneten Wechselstromspannung versehen. Eine dieser Klemmen, z. B. X2, ist geerdet und unmittelbar mit beiden Verstärkern verbunden. Die Leitung von der Klemme X1 läuft über den normal im Ruhezustand befindlichen Kontakt q1 und das Wechselstromrelais FN zudem Verstärker A',. Ebenfalls ist diese Heizleitung durch das Wechselstromrelais FS mit dem VerstärkerA2 verbunden. FN und FS sind gleichartige Wechselstromrelais und so ausgebildet, daß sie nur bei normal fließendem Heizstrom erregt sind.
Der Anodenstrom wird an der Klemme X3 und durch die Erdverbindung zugeführt und wird von einer - gewöhnlichen Gleichstromduelle geliefert. Diese besteht normalerweise in einer gleichgerichteten und geglätteten Wechselspannung mit einer Spannung von 350 Volt. Der Anodenstrom, der an die Klemme X3 angelegt ist, verläuft über eine Glättungseinrichtung,die aus einer Induktivität L1 und einem Kondensator C2 besteht, durch einen normalerweise im Ruhezustand befindlichen Relaiskontakt mco2 und über den ebenfalls normalerweise im Ruhezustand befindlichen Relaiskontakt h1 zu dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Wicklungen der drei Relais A, B und G. Diese drei Relais liegen in deri Anodenstromzuführungen für die einzelnen Röhren des Verstärkers Al. Diese Relais befinden sich im Betriebszustand, wenn der normale Anodenstrom fließt. Von der Klemme X3 verläuft der Anodenstrom ebenfalls durch den. Widerstand R3 und den Relaiskontakt 1, zu dem Ersatzverstäriker A2, um die sämtlichen drei Röhren mit Strom zu versorgen. Der Widerstand R3 ka.nn so bemessen sein, daß der Anodenstrom für den Ersatzverstärker auf einen ziemlich niedrigen Wert genalten wird, um die Lebensdauer der Röhren zu vergrößern.
Die Relais K und L, welche mit ihren Kon-° takten h1 und 1, die Anodenstromzufübrungen zu den beiden Verstärkern unterbrechen können, werden normalerweise durch Kontakte unter den Verstärkergehäusen erregt, die so angeordnet sind, däß bei der Entfernung eines der Gehäuse der Kontakt unterbrochen wird und das entsprechende Relais abfällt. Dadurch wird :die Anodenspannung von dem betreffenden Verstärker abgeschaltet und völlige Sicherheit gegenüber gefahrbringenden Schlägen erhalten.
Die Tätigkeit der übrigen Relais wird im folgenden bei den verschiedenen Ausfallbedingungen besprochen. Zunächst soll der Fall betrachtet werden, daß in den Heizkreisen des Hauptverstärkers Störungen auftreten.
Wenn in den Heizkreisen des Hauptverstärkers etwa durch Durchbrennen eines Heizkörpers ein Ausfall eintritt, so ereignet sich folgendes: FN fällt ab und schließt seine Kontal-,te fn2 und fn3 und unterbricht seinen Kontald fzzi. Dadurch, daß der Kontakt fni unterbrochen wird, fällt das J-Relais ab und veranlaßt über die Anschlußklemmen: Xiu, X11 durch Schließen seines Kontaktes ,j2 ein Alarmzeichen. Durch den Kontakt f113 wird nun der Stromkreis der Relais E und F geschlossen. Dadurch werden die Relais erregt und schalten :durch die Kontakte ei und f1 .den Ersatzverstärker parallel zu :dem Hauptverstärker. Die Einzelheiten werden weiter unten besprochen. Nachdem die Relais E und F erregt sind, tritt das iICO-Relai,s in Tätigkeit, und zwar über die Kontakte e3, f3 und f112.
Sobald das Relais 111C0 erregt ist, hält es sich über den normalerweise im Ruhezustand befindlichen Kontakt d1 und seinen eigenen Kontakt meoi. Der Widerstand R3 wird durch mco2 kurzgeschlossen. Dadurch wird die volle Anodenspannung an den Ersatzverstärker gelegt, der dadurch augenblicklich in Tätigkeit tritt. Außerdem wird die Anodenspannung von dem Hauptverstärker abgeschaltet. Durch Schließen des Kontaktes mco3 wird das 0-Relais erregt. .Mit Hilfe seines Kontaktes q1 wird sodann die Heizspannung vom Hauptverstärker abgeschaltet und an einen Ersatzwiderstand R1 angeschaltet, der so bemessen sein kann, daß er den gleichen Stromverbrauch aufweist wie .der Heizkreis des Verstärkers. Dadurch wird die Heizspannung konstant gehalten. Durch den ,Schluß :der Kontakte znco4 werden die Relais E und F erregt gehalten. Der Zweck wird weiter unten ausgeführt. Durch den Schluß des Kontaktes. mco5 wird der Stromkreis für die Relais G und H vervollständigt.
Das G- und H-Relais wird über den normalerweise im Ruhezustand befindlichen Kontakt d3 und die Kontakte e2 und f2, die nunmehr geschlossen werden, und über den Kontakt mco, erregt. Die Kontakte g1 und hl werden sodann unterbrochen, und der Hauptverstärker wird von der Leitung abgeschaltet, so :daß die beiden Verstärker nicht länger parallel geschaltet sind. Der Kontakt g2 betätigt eine von zwei Lampen S oder N, um anzuzeigen; welcher Verstärker augenblicklich in Betrieb ist. -Es ist ersichtlich, daß eine völlige Umschaltung auf den Ersatzverstärker stattgefunden hat. Außerdem muß man untersuchen, ob bei der Umschaltung eine Unterbrechung in der Verstärkung des Verstärkers eintritt oder nicht. Wenn irgendwelche Störungen auftreten, die beispielsweise durch ein Durchbrennen der Heizkörper entstehen können, wird der Verstärker aus dem Grunde, weil die Röhren indirekt geheizt sind, noch so lange genügend verstärken, bis die Temperatur der Kathode unter einen gewissen Betrag gesunken ist. Es ist bekannt, daß diese Zeit etwa 1o sec beträgt. Wenn während dieser Periode die beiden Verstärker parallel geschaltet sind und wenn die Schaltung so beschaffen ist, daß die Heizspannungen immer an einem oder an dem anderen der beiden Verstärker liegen, d. h. daß keine Unterbrechung beim Umwechseln der Anodenspannung auftritt, erhält man beim Umschalten keinerlei Unterbrechungen in der Verstärkung. Zwar wird die Verstärkung derLeitun@gsverstärkeranordnung während der Zeit, wenn die beiden Verstärker parallel geschaltet sind, etwas herabgesetzt, jedoch wird die Herabsetzung der Verstärkung auch unter den ungünstigsten Bedingungen nicht größer als 6 Dezibel sein. Eine derartige Verstärkungsherabsetzung ist bei der Übertragung von Sprache kaum bemerklich und ruft bei der Übertragung von Telegraphiezeichen keine Fehler hervor. in der Praxis beträgt die Zeit, während welcher die Verstärker parallel geschaltet sind, nur einige wenige Millisekunden entsprechend der Zeit, die zum Ansprechen der Relais MCO und G oder H erforderlich ist.
Es sei bemerkt, daß das MCO-Relais nicht ansprechen kann, bevor die Relais E und F erregt worden sind. Dies geschieht aus dem Grunde, um sicherzustellen, daß die Verstärker parallel geschaltet sind, bevor die Anodenspannung von ,dem Hauptverstärker auf den Ersatzverstärker durch den Kontakt mcoz umgeschaltet ist. Der Kontakt nzco, ist so ausgeführt, daß er einen Stromschluß herstellt, bevor die Unterbrechung eintritt, weil sonst eine Unterbrechung der Verstärkung während der Umschaltzeit des Kontaktes mco2 eintreten würde. Es sei ferner bemerkt, d aß die Relais G und H nicht ansprechen können, bevor das MCO-Relais erregt worden ist, so daß der Hauptverstärker, der wegen der Trägheit der indirekt geheizten Kathoden noch eine gewisse Verstärkung aufweist, nicht eher von den Leitungen abgeschaltet wird, bis der Ersatzverstärker völlig eingeschaltet ist.
Wenn aus irgendeinem Grunde die Anodenspannung für eine oder alle Röhren des Hauptverstärkers ausfällt, fallen die Relais A, B und C ab. Dadurch fällt auch .das J-Relais ab und ruft in bereits besprochener Weise ein Alarmsignal hervor.
_Die Relais E und F werden durch die Kontakte a3, bl oder c3 eingeschaltet und schalten, wie, bereits besprochen, den Ersatzverstärker parallel zum Hauptverstärker.
Das MCO-Relais wird unmittelbar durch die Kontakte a2, b2 oder c2 erregt und erzeugt die gleichen Wirkungen, die bereits oben erwähnt wurden. Nachdem :die Relais MCO, E und F erregt sind, schalten die Relais G und H den Hauptverstärker von den Leitungen ab. Die Arbeitsweise ist fast vollkommen die gleiche, wie sie auch beim Ausfallen der Heizspannung zustande kommt, ausgenommen die Tatsache, daß das MCQ-Relais bei dem Ausfall der Anodenspannung augenblicklich erregt wird und nicht von den E-und F-Relais wie beim Ausfall der Heizspannung abhängig ist. Der Grund dafür ist folgender: Wenn die Anodenspannung bei einer der Röhren ausfällt, dann sinkt die Verstärkung des Hauptverstärkers augenblicklich ab, und das Umschalten muß in einer möglichst kurzen Zeit stattfinden. Es ist kein Grund vorhanden, daß der Ersatzverstärker parallel zu dem Hauptverstärker geschaltet werden muß, bevor die Anodenspannung umgeschaltet ist; es ist vielmehr wünschenswert, daß beide Vorgänge gleichzeitig ausgeführt werden. Dies geschieht dadurch, daß die Relais MCO, E und F gleichzeitig in der beschriebenen Weise betätigt werden.
Bei Ausfall der Anodenspannung läßt sich eine momentane Unterbrechung in der Verstärkung der gesamten Leitungsverstärkeranordnung nicht vermeiden. In der oben beschriebenen Schaltung ist die Dauer der Unterbrechungsperiode abhängig von der Ansprechzeit der Relais A, B oder C und der Ansprechzeit der Relais E, F oder MCO. Bei geeigneter Schaltungsausführung sollte es möglich sein, diese Unterbrechungsperiode so kurz zu halten, daß bei dem Ausfall .der Anodenspannung bei der Übertragung von Telegraphiezeichen nur ein einziger Buchstabe fehlerhaft wird.
Wenn der Ersatzverstärker in Tätigkeit gesetzt ist, wird es nötig sein, .den Fehler, der in dem Hauptverstärker aufgetreten ist, zu beseitigen, bevor er wieder in Betrieb gesetzt werden kann. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig; wenn man den Verstärker von dem Verstärkergestell entfernen kann.
Angenommen, daß die Reparatur ausgeführt und der Verstärker an seinen Platz zurückgestellt ist, müssen nun die Vorrichtungen besprochen werden, die dazu dienen, :den Hauptverstärker wieder in die Leitungskreise einzuschalten und den Ersatzverstärker abzuschalten, ohne .daß Unterbrechungen in der Verstärkung der Leitungsverstärkeranordnung auftreten.
Die Rückschaltung auf den Hauptverstärker wird folgendermaßen vorgenommen: Zunächst wird der Druckknopf PB'2 kurzzeitig gedrückt. Dadurch wird dass R-Relais erregt, welches sich über den eigenen Kontakt r1 und den nun geschlossenen Kontaktmco, hält.
Wenn :das R-Relais erregt wird, schaltet es mit seinem Kontakt r4 .den kleinen Synchronmotor M ein. Dieser Motor kann von einer Wechselspannung von etwa 50 Volt, die an die Kontakte x4 und x5 angeschlossen wird, betrieben werden. Ebenfalls kann natürlich auch ein (Gleichstrommotor verwendet werden. Dieser Motor dreht mit Hilfe eines Reduziergetriebes einen Kontaktarm, der während eines kurzen Teiles eines Umlaufs einen Kontakt schließt, .der dazu verwendet werden kann, um einen äußeren Stromkreis anzuschließen. Die Ruhestellung des Motors befindet sich kurz nach dieser Kontaktstellung, so daß der Kontaktarm nachdem das Relais R den Motor M in Betrieb gesetzt hat, ungefähr eine volle Umdrehung machen wird, bevor der Kontakt von neuem geschlossen wird. Auf diese Weise erhält man eine genau abschätzbare Zeitverzögerung. Diese Zeitverzögerung kann von der Größenordnung einer Minute sein, aber sie kann den besonderen Anforderungen jeweils angepaßt werden.
Durch die Betätigung des R-Relais wird die Anodenspannung an .den Hauptverstärker durch den :Kontakt r2 zurückgeschaltet. Gleichzeitig wird durch den Kontakt y5 die Heizspannung an den Hauptverstärker zurückgelegt, wobei durch diesen Kontakt gleichzeitig der Belastungswiderstand R1 abgeschaltet wird.
Nunmehr sind alle Spannungen an den Hauptverstärker angeschaltet, und sobald die Kathoden genügend heiß geworden sind, werden die Anodenströme ihre normalen Werte erreichen und die Relais A, B und C in Betrieb setzen. Der Zweck der durch den Motor M_ gegebenen zeitlichen Verzögerung besteht darin:, daß der Hauptverstärker seine normalen Betriebsbedingungen erreichen soll, bevor er in :die Leitungen eingeschaltet wird.
Nachdem die .durch den Motor gegebene Verzögerungszeit verflossen ist, schließt der Motor M seinen--Kontakt in, in dem Stromkreis des D-Relais. In diesem Stromkreis liegt außerdem der Kontakt j1, so daß das D-Relais nicht ansprechen kann, ohne .daß das J -Relais in Betriebszustand gesetzt ist, was nur der Fall ist, wenn die Relais A, B, C und FN betätigt werden, d. h. wenn der Hauptverstärker mit all seinen Betriebsspannungen und Strömen in voller Tätigkeit ist. Wenn der ji Kontakt keinen Stromschluß macht, wird das D-Relais nicht ansprechen, und der Motor M wird weiterrotieren. Dadurch wird der Kontakt mi unterbrochen, aber nach einer weiteren Umdrehung wird er wiederum geschlossen. Diese Anordnung soll nichts anderes bewirken, als alle anderen ,Schaltvorgänge zu verhindern, bevor der Hauptverstärker seinen normalen Betriebszustand erreicht hat. Dies wird normalerweise nach einer Umdrehung des Motors M der Fall sein. Es werde nun angenommen, daß der Kontakt j1 Stromschluß macht. Relais D spricht dann an.
Sobald das Relais D erregt ist, wird der Stromkreis der Relais G und H durch -den. Kontakt d3 unterbrochen. Diese Relais fallen infolgedessen ab, und der Hauptverstärker wird zu dem Ersiatzverstärker .durch die Kontakte g1 und hi, die wieder Stromschluß machen, parallel geschaltet.
Außerdem unterbricht das D-Relais den Haltekreis des MCO-Relais durch den Kontakt dl. Das Relais MCO fällt infolgedessen ab; dieser Abfall soll verzögert stattfinden, um sicherzustellen, daß die G- und H-Relais abgefallen sind und damit den Hauptverstärker parallel zu :dem Ersatzverstärker geschaltet haben, bevor das MCO-Relais abfällt.
Nach Abfall des MCO-Relais ereignet sich folgendes: Die normale Verbindung der Anodenstromleitung zum Hauptverstärker wird durch den Kontakt mco2 wiederhergestellt. Außerdem wird die normale Verbindung der Heizleitung durch den Kontakt mco, über das Q-Relais wiederhergestellt. Ferner wird .der Stromkreis des E- und F-Relais durch den Kontakt wcco4 unterbrochen, so d.aß der Ersatzverstärker von den Leitungen abgeschaltet wird. Weiterhin wird der Haltekreis für das R.-Relais durch den Kontakt neco, unterbrochen.
Wenn R abfällt wird der Kontakt r2 unterbrochen, und r, kehrt in seine normale Stellung zurück. Der Kontakt r4 in dem Stromkreis des Motors wird unterbrochen, aber dies hat so lange keinen Einfluß auf den Lauf des @Motors, als der Kreis noch durch den Kontakt d2 während der Betätigung des Relais D geschlossen ist. Infolgedessen rotiert der !Motor weiter, bis das D-Relais abgefallen ist.
Wenn sich der Motor M genügend weit gedreht hat und den Kontakt m1 unterbricht, wird auch,der Stromkreis für das D'-Relais unterbrochen, und der Kontakt d2 wird ebenfalls unterbrochen. In diesem Augenblick wird der Motor ausgeschaltet und nimmt kurz nach Verlassen des Kontaktes m1 seine Ruhestellung ein und liegt bereit für die nächste Verzögerungsperiode.
Es ergibt sich so, daß der Stromkreis der Leitungsverstärkeranordnung in seinen ursprünglichen Betriebszustand zurückversetzt ist.
Bei der oben beschriebenen Umschaltung wird keinerlei Unterbrechung in der Verstärkung der Leitungsverstärkeranordnung auftreten, da die verschiedenen Schaltungsvorgänge in folgender Ordnung vor sich gehen: i. Der Hauptverstärker wird dem Ersatzverstärker parallel geschaltet; 2. das ITCO-Rel.ais schaltet auf den normalen Betriebszustand um; 3. .das R-Relais fällt ab und legt den Ersatzverstärker von der Leitung ab.
Zu Prüfzwecken oder aus anderen Gründen ist es gelegentlich erwünscht und notwendig, eine Umschaltung von dem Hauptverstärker auf den Ersatzverstärker von Hand aus vorzunehmen. Hierbei darf .selbstverständlich keinerlei Unterbrechung in den Leitungen auftreten.
Der Einfachheit halber ist zu diesem Zweck der Druckknopf PBi vorgesehen. Dieser weist zwei Kontakte auf und wirkt in genau der gleichen Weise, als wenn Störungen in der Heizleitung auftreten. Die sich daraus ergebenden Schaltvorgänge sind bereits eingehend beschrieben worden, und es ist darum unzweckmäßig, .sich noch einmal mit den Einzelheiten zu beschäftigen. .
Das Relais FS ist in :die Heizleitung eingeschaltet, die zu .dem Ersatzverstärker führt, und wird unter den normal fließenden Heizströmen. in Betriebszustand gehalten. ilAJenn aus irgendeinem Grunde der Heizstrom aussetzt, fällt das FS=Relais ab und betätigt eine Alarmvorrichtung mit Hilfe des Kontaktes fs2 über die AnschlußklemmenXB, X9. In diesem Fall wird außerdem eine Ersatzbelastung R2 durch den Kontakt fsl eingeschaltet, um die gesamte Heizspannung konstant zu halten.
Das S-Relais liegt in der Zuführung der Anodenströme zu dem Ersatzverstärker und ist so eingerichtet; daß es auf den gesamten normalen Anodenstrom anspricht, aber nicht auf den Anodenstrom, der unter dem Einfluß des Widerstandes R3 in dem Stromkreis fließt. Wenn dieses Relais nicht erregt ist, schließt es seinen Kontakt s1. Dieser Kontakt kann jedoch nicht unmittelbar dazu benutzt werden, um ein Alarmzeichen bei Ausfall des Anodenstromes zu geben, da es ,dann auch ein Alarmzeichen geben würde, wenn der Wliderstand R3 in dem Stromkreis liegt, d. h. wenn der Hauptverstärker in Betrieb ist. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist in dem Alarmstromkreis mit den Anschlüssen X14 und X1. außer dem Kontakt s1 noch der Kontakt h2 vorgesehen. Dadurch kann ein Alarmzeichen nicht gegeben werden, ohne @daß das H-Relais erregt ist und das S-Relais abgefallen ist. Fr wird nicht vor dem MCO-Relais erregt werden, d. h. bevor der Widerstand R3 in dem Anodenkreis des Verstärkers kurzgeschlossen ist. Diese Anordnung gibt infolgedessen nur dann ein Alarmzeichen, wenn der Anodenstrom vollkommen ausfällt.
Bei unbeaufsichtigten Leitungsverstärkeranordnungen führt man gewöhnlich die zum Betrieb der Leitungsverstärker nötigen Energien über das gleiche koaxiale Kabel zu, das auch zur Übertragung der Nachrichten dient. Wenn in dem Kabel oder in den Hauptstromkreisen ein Fehler auftritt, ist es ersichtlich, .d@aß sämtliche für den Verstärker erforderlichen Ströme ausfallen. Es ist deshalb nötig zu prüfen, was für Schaltvorgänge eintreten, wenn bei einer derartigen unbeaufsichtigten Leitungsverstärkeranordnung die Betriebsströme wieder auftreten. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß .die Relais, durch gleichgerichteten Wechselstrom betätigt werden, der durch das Kabel selbst übertragen wird.
Bei Wiedereintritt .der Betriebsströme wird zunächst das MCO-Relais dadurch erregt, daß die Relais A, B und C wegen des Fehlens der Anodenströme nicht erregt sind. Sobald das MCO-Relais erregt ist, hält es sich über seinen eigenen Kontakt mcoi. Dadurch wird augenblicklich der Betriebsstrom zu dem Ersatzverstärker übergeschaltet, welcher nach einiger Zeit, bis die Röhren genügend heiß geworden sind, in vollem Betriebszustand in genau der gleichen Weise versetzt wird, als wenn der Ersatzverstärker durch den Ausfalldes Hauptverstärkers eingeschaltet würde.
Diese Schaltungsanordnung ist jedoch deshalb nicht einwandfrei, weil kein weiterer Ersatzverstärker zur Verfügung steht, falls in; diesem Verstärker ein Fehler vorhanden ist. Aus diesem Grunde ist das N-Relais in der,Schaltungsanordnung vorhanden, um zu erreichen, daß die Leitungsverstärkeranordnung nach der Wiederkehr der Betriebsströme auf dem Hauptverstärker arbeitet.
Die Schaltungsvorgänge sind dann folgende: Das N-Relais überbrückt unmittelbar die Heizleitungen und besitzt einen Kontakt iti, welcher normalerweise geöffnet ist, wenn Betriebsströme vorhanden sind. Wenn :die Betriebsströme ausfallen, fällt dieses Relais ab und schließt seinen Kontakt. Nach Wiederkehr der Betriebsströme wird durch den Kontakt n1 das R-Relais erregt und hält sich über seinen Kontakt r1. Das N-Relais weist eine so große Verzögerung auf, daß das R-Relais sich selbst blockieren kann, bevor das N-Relais in Tätigkeit tritt. Der nunmehr eingeleitete Schaltungsvorgang entspricht genau den Vorgängen, die nötig sind, um den Ersatzverstärker auf den Hauptverstärker durch die Betätigung eines Druckknopfes PB2 umzuschalten und braucht deshalb nicht genauer beschrieben zu werden. Das Endergebnis besteht darin, .daß die Leitungsverstärkeranoränung nunmehr mit dem Hauptverstärker arbeitet.
Von geringerem Interesse ist die Untersuchung ,der Schaltungsvorgänge, die durch falsche oder unbeabsichtigte Betätigung .der Druckknöpfe entstehen. Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden.
Es wird zunächst untersucht, was durch Betätigung des Knopfes PB2 hervorgerufen wind, wenn der Hauptverstärker eingeschaltet ist.
Der Druckknopf PB2 .dient normalerweise .dazu, den Ersatzverstärker auf den Hauptverstärker umzuschalten. Wenn nun dieser Druckknopf gedrückt wird, wenn der Hauptverstärker in Betrieb ist, wird das R -Relais erregt, aber es kann sich nicht in einen Haltekreis legen, da der Kontakt mco, noch geöffnet ist. Aus diesem Grunde wird sich der Motor M so lange drehen, als der Druckknopf PB2 gedrückt wird und wird sofort einhalten, wenn der Druckknopf losgelassen wird. Der einzige Einfluß, :der .durch diese falsche Betätigung erzeugt wird, bestellt darin, daß die Verzögerungsperiode für die nächste Betätigung des Druckknopfes PBz herabgesetzt wird. Wenn diese Verzögerungszeit so herabgesetzt ist, daß nach Drücken des. Druckknopfes PB2 die Zeit, die für den Hauptverstärker nötig ist, damit sich die Kathoden seiner Röhren genügend erwärmen, viel zu klein geworden ist, bevor der Kontakt m1 sich schließt, wird das D-Relais nicht ansprechen, da das 1-Relais noch nicht angesprochen hat. Der Motor M wird einfach noch eine weitere Umdrehung machen, wie das bisher schon beschrieben wurde.
Es werde nun angenommen, d.aß der Druckknopf PB2 gedrückt wird, während der Hauptverstärker in Tätigkeit ist, und zwar so lange, daß der Motor mit seinem Kontakt m1 Schluß macht, und es werde weiter angenommen; daß PB2 losgelassen wird, wenn m1 gerade seinen Kontakt geschlossen hat. Unter diesen Bedingungen wird das D-Relais erregt und schließt -den d2 Kontakt und läßt den Motor . weiterrotieren, bis m1 unterbrochen ist. In diesem Augenblick wind ,das D-Relais abfallen. Die Betätigung der anderen Kontakte d1 und d3 rufen. keine falschen Einflüsse hervor, da sie in Stromkreisen betätigt werden, in denen keine Ströme fließen. .
Es wird nun der Fall untersucht, was sich an Fehlschaltungen ergeben kann, wenn .die Leitungsverstärkeranordnung mit dem Ersatzverstärker arbeitet.
Der Druckknopf PBi dient normalerweise dazu,' um den Hauptverstärker abzuschalten und den Ersatzverstärker einzuschalten. Wenn der Ereatzverstärker eingeschaltet ist und der Druckknopf PBi gedrückt wird, geschieht nichts, ,da die Relais E, F und MCD über .die anderen Kontakte betätigt werden.
Es ergibt sich also, daß .die beschriebene Schaltung völlig frei von Fehlschaltungen ist, die sich durch zufällige Betätigung der Druckknöpfe unbeabsichtigt ergeben können.
Obwohl sich aus der obigen Beschreibung ergeben hat, .daß die Verstärker nur während einer sehr kurzen Zeit, kleiner als zoo ms, parallel geschaltet sind, ist es nichtsdestoweniger in einigen Fällen wünschenswert, die Herabsetzung der Verstärkung zu begrenzen, die durch die Parallelschaltung bei der Verstärkung zustande kommt.
Ein einfaches Verfahren, um dies zu erreichen, besteht darin, daß man die Verstärker mit Eingangsimpedanzen versieht, die groß im Vergleich zu den Impedanzen der Übertragungsleitung oder der Ausgleichseinrichtung sind. Der Apparat, mit dem die Leitung L1 verbunden ist, normalerweise die übertragungsleitung oder die Ausgleichungseinrichtung, wird dann mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen. Die Verstärker werden dieser Impedanz mit Hilfe der Umschaltvorrichtungen in der beschriebenen Weise parallel geschaltet. Es ist ersichtlich, daß für den Fall, daß die Eingangsimpedanz des Verstärkers groß im Vergleich zu der Impedanz der Llbertragungsleitung oder der Ausgleichungsvorrichtung ist, der Einfluß auf die Verstärkung .der Leitungsverstärkeranordnung während .der Parallelschaltung der beiden Verstärker sehr klein sein wird. Durch geeignete Bemessung der betreffenden Impedanzen kann dieser Einfluß theoretisch so klein als möglich gemacht werden. In der Praxis ist es nicht -schwierig, die Herabsetzung der Verstärkung kleiner als 01,5 Dezibel zu halten.
Eine einfache Anordnung ist möglich in bezug auf die Parallelschaltung ,der Ausgangskreise der Verstärker oder ihrer Ausgangsimpedanzen, die :darin bestehen würde, daß diese Impedanzen klein im Vergleich zu der Impedanz der weiterführenden Übertragungsleitung sind und in ,Serie geschaltet werden. Bei dieser Anordnung müßten die Relaiskontakte so angeordnet wenden, daß der Ausgang der Verstärkers, der nicht verwendet wird, kurzgeschlossen wird. Ein Einwand gegen eine derartige Anordnung würde darin bestehen, daß einer der Verstärker mit einem ausgeglichenen Ausgang arbeiten müßte.
Fig. a stellt die obenerwähnten beiden Abänderungen der Verstärkeranschaltungen dar und zeigt eine weitere Verbesserung, die .darin besteht, daß die Endabschlüsse a und b für die nicht in Gebrauch befindlichen Verstärker eingeschaltet werden, um unzulässige Schwingungen oder Aufnahme von ,Störungen zu vermeiden.
In der Figur wird weiterhin die Impedanz c verwendet, um die Übertragungsleiter oder die Ausgleichungsvorrichtung mit der verlangten Impedanz abzuschließen. Der Hauptverstärker A1 und der Ersatzverstärker A2 haben dann beide eine Eingangsimpedanz, die groß im Vergleich zu c ist. Die Eingangsschaltungen der Verstärker werden durch die Kontakte g1 und e1, wie zuvor beschrieben, gesteuert; diese Kontakte sind jetzt noch mit rückwärtigen Kontakten versehen, welche zur jeweiligen Anschaltung der Endabschlußimpedanzen a und b dienen.
Die Ausgänge der Verstärker sind in Serie geschaltet, und dabei ist jedem Ausgang ein Relaiskontakt parallel geschaltet; in der bisherigen Beschreibung waren diese Kontakte in Serie geschaltet. Der Kontakt hl muß nunmehr einen Stromschluß herstellen und der Kontakt f1 eine Unterbrechung oder umgekehrt. Die Kontakte sind in derjenigen Stellung gezeichnet, die sie haben müssen, wenn der Hauptverstärker eingeschaltet ist.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung, die von der oben beschriebenen Schaltung ein wenig abweicht, ist genau so einfach wie die Schaltung, die für den Fall der Parallelschaltung beschrieben wurde. Es ist deshalb unnötig, spezieller auf diese,Schaltungsanordnung einzugehen.
Wenn die Verstärker mit Rückkopplung arbeiten, können die Impedanzen groß oder klein ausgeführt werden mit Hilfe von Strom- oder Spannungsrückkopplung.
Es ergibt sich aus dem vorhergehenden, d.aß die Eingänge und/oder die Ausgänge der Verstärker in Serie oder parallel zueinander geschaltet werden können, ohne damit von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.
Es sei erwähnt, daß bei der dargestellten Schaltung der Ersatzverstärker mit vollem Heizstrom betrieben wird, auch wenn er nicht in Tätigkeit ist. Dies geschieht aus dem Grunde, damit der Ersatzverstärker unmittelbar nach Anlegen der normalen Anodenspannung in vollem Betriebszustand arbeiten kann. Wenn es aus irgendeinem Grunde wünschenswert ist, den Heizstrom auf den kleinstmöglichen Wert herabzusetzen, ist es möglich, die Kathoden des Ersatzverstärkers mit einem verkleinerten Strom zu heizen und den vollen Heizstrom nur dann einzuschalten, wenn der Ersatzverstärker im Betriebszustand sein soll. In diesem Fall würde der Verstärker noch die richtige Verstärkung ergeben. Der Gehalt an Harmonischen würde allerdings größer sein, bis die Kathoden ihren normalen Betriebszustand erreicht haben. Es ist selbstverständlich, daß die Reduzierung der Heizströme des Ersatzverstärkers dadurch erreicht werden kann, daß man einen geeigneten Serienwiderstand in die Heizleitung einschaltet. Dieser Widerstand wird dann durch :das Q-Relais kurzgeschlossen, wenn,die Umschaltung auf den Ersatzverstärker vorgenommen ist.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit für eine derartige Anordnung. In dieser Figur sind nur die Heizkreise dargestellt und mit den gleichen Bezeichnungen wie in Fi,g. i versehen. Der Widerstand R4 liegt in Serie zu den Heizkörpern des Ersatzverstärkers und .wird kurzgeschlossen durch Betätigung des q1-Kontaktes des Q-Relais. Die Wirkungsweise dieser ,Schaltung entspricht in allen anderen Punkten genau der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum automatischen Umschalten eines Hauptverstärkers auf einen Ersatzverstärker bei Störungen im Hauptverstärker, gekennzeichnet durch Schalteinrichtungen, welche unmittelbar nach dem Eintreten einer Störung automatisch betätigt werden und die Eingangs- und Ausgangsstromkreise des Ersatzverstärkers betriebsbereit mit der ankommenden bzw. abgehenden Leitung verbinden, und durch weitere Schalteinrichtungen, die, wenn der Ersatzverstärker den Betrieb aufgenommen hat, ansprechen und den Hauptverstärker von der ankommenden und der abgehenden Leitung abschalten.
2. Anordnung nach Anspruch i, bei der die Verstärkerimpe@danz groß gegen die Impe.d.anz der Übertragungsleitung oder der Ausgleichungseinrichtungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge und/oder die Eingänge der Verstärker während der Umschaltzeit parallel geschaltet sind.
3. Anordnung nach Anspruch i, bei der die Verstärkerimpedanz klein gegen die Impedanz der Übertragungsleitung oder der ',Ausgleichungseinrichtungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge und/oder Eingänge der Verstärker während der Umschaltzeit in Serie geschaltet sind. q..
Anordnung nach Anspruch :2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerimpedanzen so groß bzw. so klein bemessen werden, daß der durch die Parallelschaltung hervorgerufene Verstärkungsabfall beliebig herabgesetzt wenden kann.
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren der Verstärker indirekt geheizt werden, damit bei alleinigem Ausfall .des Heizstromes durch die Wärmeträgheit der indirekt geheizten Kathoden eine unterbrechungslose Umschaltung ermöglicht wird.
6. Anordnung nach Anspruch 2, 3 und q., d adurchgekennzeichnet, daß als Verstärker Rückkopplungsverstärker verwendet und die Ausgangs- und Eingangsimpedanzen durch eine entsprechende Strom- oder Spannungsrückkopplung beliebig groß oder klein gemacht werden.
7. Anordnung nach einem :der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs- oder Eingangsabschlußimpedanzen für den nicht benutzten Verstärker :dazu dienen., übermäßige Oszillationen oder unerwünschte Aufnahme zu verhindern. B.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem nicht in Betrieb befindlichen Verstärker automatisch die Eingänge und/oder Ausgänge kurzgeschlossen sind. 9.
Anordnung nach Anspruch 2,4 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Heiz- und Anodenstromleitungen des Hauptverstärkers angeordnete Relais die Umschaltung einleiten, die durch Relais so fortgesetzt wird, daß der Ersatzverstärker bei einem Ausfall der Heizströme des Hauptverstärkers zuerst zu .dem Hauptverstärker parallel geschaltet wird, dann die Anodenströme umgeschaltet werden und nach diesen Vorgängen .der Hauptverstärker von den Leitungen abgetrennt wird. io.
Anordnung nach Anspruch 2, 4 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall .des Anodenstromes in einer der Röhren des Hauptverstärkers die die Parallelschaltung :der beiden Verstärker und die Umschaltung der ,Stromzuführungen bewirkenden Relais gleichzeitig in Tätigkeit treten und das den Hauptverstärker von der Leitung abschaltende Relais nicht eher in Betrieb gesetzt werden kann, bis die obengenannten Relais angesprochen haben. i i.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ersatzbelastung, die automatisch in die Heizleitung eingeschaltet wird, wenn die Heizleitung von dem Hauptverstärker auf den Ersatzverstärker umgeschaltet wird.
12. Anordnung nach einem der vorhergehen-,den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umschaltung von dem Hauptverstärker auf den Ersatzverstärker ein Alarmzeichen gegeben wird.
13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, :die eine Umschaltung von dem Ersatzverstärker auf den Hauptverstärker von Hand aus zulassen, ahne daß irgendeine Unterbrechung in den Verstärkerkreisen stattfindet.
14. Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung, .die dem normalen Verstärker gestattet, seinen endgültigen Betriebszustand zu erreichen, bevor er in die Leitungskreise eingeschaltet wird.
15. Anordnung nach Anspruch 13 und uq., dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung durch einen Motor gebildet wird, der einen rotierenden Kontakt antreibt.
16. Anordnung nach Anspruch 13 und '14, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die den Hauptverstärker nur dann in die Leitungskreise einschalten lassen, wenn er sich im Betriebszustand befindet.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, .daß .diese Vorrichtung in einem Relaiskontakt besteht, wobei dieses Relais von den Kontakten der in den Heiz- und Anodenkreis des Hauptverstärkers liegenden Relais gesteuert wird.
18. Anordnung nach Anspruch 16; gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die :den Motor unmittelbar nach Unterbrechung seines rotierenden Kontaktes stillstehen lassen. lig. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch einen Druckknopf oder andere geeignete, von Hand oder automatisch betätigte Kontakte die Umschaltung von .dem Hauptverstärker auf den Ersatzverstärker einleiten läßt und daß sich durch einen anderen Druckknopf oder aridere geeignete, von Hand oder automatisch betätigte Kontakte die Umschaltung von dem Ersatzverstärker auf den Hauptverstärker einleiten läßt, derart, daß bei beiden Umschaltungen keinerlei Verstärkungsunterbrechung auftritt. 2o. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die bei Wiederkehr der völlig ausgefallenen Gesamtstromversorgung sicherstellt, ,daß die Leitungsverstärkeranordnung mit dem Hauptverstärker arbeitet. 21. -Anordnung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung in einem Verzögerungsrelais besteht, das -die Gesamtstromzuführungsleiter überbrückt. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 831986.