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Schaltung zum Empfang von Hochfrequenzschwingungen mit einer Einrichtung
zur Auslösung eines Anrufzeichens Bei Empfangsgeräten für Hochfrequenzschwingungen
ist es oft erforderlich, eine besondere Einrichtung für die Auslösung eines Anrufzeichens
vorzusehen, welches das Bedienungspersonal darauf aufmerksam macht, daß die Annahme
einer Nachricht gewünscht wird. Diese Notwendigkeit liegt in besonderem Maße bei
Geräten für Hörempfang vor, welche nicht ständig mit Personal besetzt sind, wie
beispielsweise bei kleinen Schiffsstationen und bei ortsbeweglichen, besonders tragbaren
Gegen- oder Wechselsprechstationen. Wenn solche Geräte in einem hohen umgebenden
Geräuschpegel in Bereitschaftsschaltung betrieben werden, soll das Anrufzeichen
entweder optisch oder akustisch noch eine genügende Reichweite haben, um mit Sicherheit
in der Nähe befindliches Personal herbeizurufen. Man kann beispielsweise an die
Betriebsverhältnisse eines tragbaren Grubenfunkgerätes denken, welches auf die eingebauten
Batterien als Energiequelle angewiesen ist und vom Bergmann bis vor Ort mitgeführt
und dort in Bereitschaftsschaltung abgesetzt wird. Wenn von der Gegenstation eine
Nachricht angenommen werden soll, so muß durch eine von der Gegenstation bewirkte
Änderung des Betriebszustandes ein Anrufzeichen ausgelöst werden, welches auffällig
genug ist, um die Aufmerksamkeit der mit anderen Dingen beschäftigten Bergmänner
zu erregen.
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Es sind bereits Anordnungen für die Einschaltung von Anruforganen
bekannt, welche mit elektromagnetischen Relais arbeiten und bei Empfängern von
genügend
großer Ausgangsleistung, wie sie beispielsweise für stationären Betrieb und Schreibempfang
oder ähnliche Betriebsverhältnisse gebraucht werden, auch befriedigend arbeiten.
.Man kann durch Verwendung besonderer Ruffrequenzen, welche am Empfänger durch entsprechende
Selektionsmittel aufgenommen und nach Verstärkung und Gleichrichtung dem Relais
zugeführt werden, beliebige Anrufzeichen oder automatische Schaltvorgänge auslösen.
Ein derartiger Aufwand ist aber bei den eingangs betrachteten Fällen, insbesondere
bei tragbaren Geräten, mit Rücksicht auf Energieverbrauch und Gewicht nicht möglich.
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Es ist bekannt, daß bei Empfangsschaltungen mit selbsttätiger Verstärkungsregelung
eine Herabsetzung des Anodenstromes einer oder mehrerer Verstärkerröhren erfolgt,
wenn die hochfrequente Eingangsspannung zunimmt. Man kann diese Stromänderung dazu
benutzen, ein sichtbares Zeichen für die Signalstärke zu geben. Dies geschieht beispielsweise
bei den bekannten Einrichtungen zur Abstimmungsanzeige, die aber wegen ihrer geringen
Auffälligkeit nicht dazu geeignet sind, die Aufgabe des Anrufzeichens zu übernehmen.
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Praktische Versuche mit einem tragbaren, batteriegespeisten Funkgerät
haben ergeben, daß die verhältnismäßig geringen Stromänderungen in den Hochfrequenz-
bzw. Zwischenfrequenzverstärkerstufen, deren gesamte Stromaufnahme nicht größer
als unbedingt erforderlich sein soll, nicht dazu ausreichen, ein Relais mit Sicherheit
zu betätigen. Man kommt zu der Notwendigkeit, Relais mit hohen Ohmwerten, großem
Raumbedarf und geringen Rückstellkräften zu verwenden, was dementsprechend hohen
Spannungsabfall, unzulässige Gewichtsbelastung und Schaltunsicherheit bei Erschütterungen
zur Folge hat.
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Die Erfindung ermöglicht die Verwendung eines Relais durch die Ausnutzung
zweier entgegengesetzt gerichteter Stromänderungen in einem Empfänger. In einer
Schaltung mit einer doppelt wirkenden Regeleinrichtung, durch welche mit wachsender
Eingangsspannung der Anodenstrom wenigstens einer vorzugsweise vor dem Demodulator
liegenden Röhrenstufe herabgesetzt und der Anodenstrom. wenigstens einer anderen
vorzugsweise hinter dem Demodulator liegenden Röhrenstufe vergrößert wird, soll
erfindungsgemäß ein Relais mit zwei auf die Stellung eines beweglichen Zeigers,
Ankers od. dgl. in Abhängigkeit von der Stärke des hindurchgehenden Stromes entgegengesetzt
einwirkenden Organen, beispielsweise Spulen, vorgesehen sein, von denen das eine
von dem mit wachsender Eingangsspannung abnehmenden, das andere von dem zunehmenden
Anodenstrom durchflossen wird. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung eines
elektromagnetischen, vorzugsweise polarisierten Differentialrelais mit zwei magnetisch
einander entgegenwirkenden Spulen erwiesen. Bei der praktischen Erprobung wurden
in einem batteriegespeisten tragbaren Grubenfunkgerät geringen Stromverbrauches
mit einem sogenannten Telegraphenrelais normaler Bauart ausgezeichnete Ergebnisse
erzielt. Dabei lagen die Verhältnisse so, daß durch jede der erwähnten Stromänderungen
allein das Relais nicht hätte betätigt werden können. Die Abbildungen zeigen in
Blockschaltbildern zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abb. z stellt einen Überlagerungsempfänger dar, dessen einzelne Teile
mit Buchstabensymbolen bezeichnet sind, welche auf ihre Funktion innerhalb der Schaltung
hinweisen. Den Eingang bildet der ein-oder mehrstufige Hochfrequenzverstärker
HF. Auf ihn folgen die Modulatorstufe M mit dem zugehörigen Oszillator 0,
der Zwischenfrequenzverstärker ZF, der Gleichrichter und Regelspannungserzeuger
G und der Niederfrequenzverstärker NF. Die Wirkungsrichtungen zwischen den
Teilen sind durch Pfeile angedeutet. Bei + U" wird die Anodenspannung zugeführt.
Der Gleichrichter G enthält eine Anordnung zur Erzeugung zweier entgegengesetzter,
mit der Amplitude der ihm zugeführten Zwischenfrequenzschwingungen zusammenhängender
Regelspannungen, was durch die beiden entgegengesetzt gerichteten Gleichrichtersymbole
angedeutet ist. Während die dem Hochfrequenz- und dem. Zwischenfrequenzteil zugeführte
Regelspannung - Ur mit wachsender Amplitude in negativer Richtung
zunimmt, verläuft die Änderung der auf den Niederfrequenzteil einwirkenden Regelspannung
.-E- Ur
in positiver Richtung. Im Falle fehlender oder für den Empfang nicht
ausreichender hochfrequenter Eingangsspannung ist daher der Anodenstrom im Hochfrequenzverstärkerteil
HF und Zwischenfrequenzverstärkerteil ZF wenigstens annähernd auf seinen
Maximalwert eingestellt; das gleiche gilt für die Verstärkung. Gleichzeitig ist
der Anodenstrom im Niederfrequenzverstärker herabgesetzt, was sich günstig auf den
Gesamtstromverbrauch und bei verhältnismäßig langen Pausenzeichen entsprechend auf
die ohne Batteriewechsel erreichbaren Betriebszeiten auswirkt.
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Man erkennt aus Abb. z, daß die mit Anwachsen der Eingangsspannung
abnehmenden Anodenströme des HF und ZF-Teiles über die Spule 8 des Differentialrelais
z fließen, während der damit zunehmende Anodenstrom des NF-Teiles über die der Spule
8 magnetisch entgegenwirkende Spule 7 geleitet wird. Die Windungszahlen der beiden
Spulen sollen dabei mit Rücksicht auf die Größe und die Änderung der beiden entgegengesetzt
beeinflußten Ströme derart bemessen sein, daß im Falle fehlender oder für den Empfang
nicht ausreichender hochfrequenter Eingangsspannung die resultierende Amperewindungszahl
sicheren Abfall des Relaisankers 2 gewährleistet, während im Falle ausreichender
Eingangsspannung umgekehrt sicherer Ankeranzug für das Schließen des Arbeitskontaktes
und die Einschaltung des optischen oder auch akustischen Signals q. bewirkt werden
muß. Für die Stromversorgung des Signalgerätes, beispielsweise eine Glühlampe oder
ein elektrisches Horn, ist eine Stromquelle 3 angedeutet, welche natürlich die gleiche
sein kann wie die zur Versorgung des Empfängers erforderliche Stromquelle. Man kann
den Relaiskontakt auch als Ruhekontakt ausbilden, wobei die Bedingung für Ankerabfall
und Ankeranzug bezüglich der Amperewindungszahlen sich umkehrt.
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Im allgemeinen werden weder die mittleren Anodenströme noch die Änderungsbeträge
in den Spulen 7 1 und 8 einander gleich sein. Es ist daher im allgemeinen
notwendig,
diese Spulen mit verschiedenen Windungszahlen auszuführen.
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Die nachfolgende Tabelle enthält die wesentlichen Angaben über eine
erprobte Ausführungsform der Erfindung. Relais i .... Anzug bei 4,5 AW Spule
7 5ooo Wdgn. Handelsübl.
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Bauform .. Abfall bei 2,4 AW Spule 8
300 Wdgn.
| Trägerspannung Trägerspannung. |
| =OJV =i:g,CV |
| Ja (mA) 1 AW Ja (mA)! AW |
| Spule 7 (NF) . . . . . . 1,0 5,o i,q. 7,0 |
| Spule 8 (HF -@- ZF) . 10,0 3,o 8,o 2,q. |
| Differenz . . . . . . . . . . 2,0 q,6 |
Die Tabelle enthält die Angaben der Amperewindungszahlen für Ankeranzug und-abfall
sowie die Windungszahlen der Spulen 7 und 8, durch welche der Anodenstrom des NF-Teiles
und die Anodenströme
des HF- und ZF-Teiles fließen. Aus den- angegebenen
Werten für diese Ströme für die Hochfrequenzträgerspannungen Null und 1,5 pV erkennt
man, daß die Teilströme einzeln das Relais nicht betätigen können und daß erst durch
das Zusammenwirken der entgegengesetzt gerichteten Änderungen eine einwandfreie
Betätigung gewährleistet wird, da die errechnete Differenz der Amperewindungszahlen
im Falle der Trägerspannung Null unter der für den Ankerabfall genannten Zahl bleibt
und im Falle der Trägerspannung 1,5 yV über den für den Ankeranzug genannten Grenzwert
ansteigt.
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Abb. i zeigt, daß das Relais i nicht nur von dem Anodenstrom des NF-Teiles,
sondern auch von dem niederfrequenten Wechselstrom durchflossen wird. Es dient gleichzeitig
als niederfrequenter Ausgangswiderstand und als Ausgangstransformator für den Anschluß
des Telephons 5. Zur Anpassung der Widerstände ist eine besondere Wicklung 6 vorgesehen.
Durch diese Verwendung des Relais i wird ein besonderer Ausgangstransformator erspart,
was für die erwähnte Konstruktion eines tragbaren Funkgerätes aus Gewichts- und
Raumgründen von Bedeutung war.
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Es ist zu erwähnen, daß in vielen Überlagerungsempfängern auch die
Modulatorstufe M der Verstärkungsregelung unterworfen wird. Dies ist auch im vorliegenden
Falle möglich, wenn es erwünscht ist, die damit zur Verfügung stehende Anodenstromänderung
zusätzlich zu den Anodenstromänderungen der Stufen HF und ZF in der Spule
8 nutzbar zu machen.
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Abb. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Wechsel- oder Gegensprechgerät
von vorzugsweise tragbarer Bauform. Die Schaltung stellt einen Überlagerungsempfänger
dar, dessen wesentliche Bauteile mit den gleichen Buchstabensymbolen bezeichnet
sind wie die entsprechenden Teile der Abb. i. Der Modulator Ml entspricht der Stufe
M der Abb. i. Der Oszillator 0 wird in an sich bekannter Weise beim Empfang für
die Zwischenfrequenzbildung und beim Senden zur hochfrequenten Steuerung der Verstärker-und
Modulatorstufe M2 verwendet. An M2 ist die Sendeantenne angeschlossen. Die beiden
Schalter io, ii sind für die Umschaltung von Empfang auf Senden vorgesehen, und
in der Schaltung Empfang gezeichnet. In dieser Schalterstellung ist die Funktion
des Empfängers und die Betätigung des Relais i durch die entgegengesetzt geänderten
Ströme der Spulen 7 und 8 die gleiche wie in Abb, i. In der Schalterstellung Senden
dient das Relais i auch noch als Besprechungstransformator. Vom Mikrophon 5, welches
im Falle Empfang als Telephon dienen kann, wird über die Wicklung 6 ein Sprechstrom
geliefert, der in der Wicklung g eine Besprechungsspannung erzeugt, die über den
jetzt geschlossenenSchalter io auf den Eingang des mit HF/NF bezeichneten Eingangsteiles
der Schaltung gelangt. Dieser Teil wird nämlich beim Empfang als Hochfrequenzverstärker,
beim Senden als Modulations- bzw. Niederfrequenzverstärker benutzt. Über den nach
oben umgelegten Schalter ii gelangt die verstärkte Modulationsspannung zur Sender-Modulatorstufe
M2, wo sie die von 0 gelieferte Hochfrequenzschwingung moduliert.
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In dieser Anordnung dient das Anrufrelais i demnach außer seiner Funktion
zur Betätigung des Kontaktes 2 auch noch als Ausgangstransfornzator der Niederfrequenzstufe
NF mit einer Anpassungswicklung für das Telephon 5 und als Besprechungstransformator
für die Übertragung der Mikrophonschwingungen auf den Modulationsverstärker. In
Abb. 2 dient das Telephon 5 gleichzeitig als Mikrophon. Es könnte aber auch über
eine weitere Wicklung ein besonderes Mikrophon angeschlossen sein.