-
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Verzerrung telegrafischer
Zeichen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur-Messung der Verzerrung,
insbesondere der Bezugsverzerrung telegrafischer Zeichen.
-
Es ist bereits ein elektrischer Bezugsverzerrungsmesser bekanntgeworden,
bei dem die Schritteinsätze eines jeden Fernschreibzeichens mit durch den Anlaufschritteinsatz
ausgelösten Kippschwingungen verglichen werden. Die Größe der Spannung jeder Kippschwingung
im Moment des Schritteinsatzes ist dabei ein Maß für die Größe der Bezugsverzerrung
des betreffenden Schrittes. Die Spannungen steuern den Strahl einer Kathodenstrahlröhre,
von der die Verzerrung abgelesen werden kann. Dieser Bezugsverzerrungsmesser erlaubt
das gleichzeitige Ablesen vor- und nacheilender Verzerrungen, sein Aufwand ist verhältnismäßig
hoch. Bei Bezugsverzerrungsmessern mit Instrumentenanzeige müssen, wenn vor- und
nacheilende Verzerrungen gleichzeitig gemessen werden sollen, zwei Anzeigeinstrumente
mit den dazu notwendigen Gleichrichter- und Verstärkerteilen verwendet werden. Verwendet
man als Anzeigeinstrument einen Spitzenwertmesser, so ist für diesen eine getrennte
Stromversorgung erforderlich.
-
Ferner ist bereits eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, bei der
bei jedem Stromschrittwechsel der Fernschreibzeichen ein Impuls bestimmter Größe
erzeugt wird. Diese Impulse werden einer dreieckförmigen Spannung so überlagert,
daß, wenn die Fernschreibzeichen unverzerrt sind, die Impulse mit dem Grundwert
der dreieckförmigen Spannung zusammenfallen. Sobald ein Stromschritt-
Wechsel
von seinem Sollzeitpunkt abweicht, also das Fernschreibzeichen verzerrt ist, fällt
der -betreffende Impuls auf die Flanke des an- oder absteigenden Astes der dreieckförmigen
Spannung. Die dabei auftretende resultierende Spannung wird gemessen -und bildet
ein- Maß für den Grad der Verzerrung.
-
Da jede dieser Lösungen einen verhältnismäßig großen Aufwand erfordert,
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen,
die bei wesentlich geringerem Aufwand die wahlweise Messung voreilender, nacheilender
sowie vor- und nacheilender Verzerrungen erlaubt. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen,
daß bei jedem Schritteinsatz der Telegrafierzeichen eine Elektronenröhre durch eines
ihrer Gitter kurzzeitig geöffnet wird und an einem weiteren Gitter dieser Röhre
eine Spannung M-förmigen. Verlaufs wirksam ist, die so gewählt ist, daß der Fußpunkt
ihres abfallenden und aufsteigenden Astes mit dem Solleinsatzpunkt der Stromschritte
zusammenfällt und jede ihrer Hälften der halben Stromschrittdauer entspricht, und
daß bei Abweichungen des Stromschritteinsatzes von dem Solleinsatzpunkt die Größe
der Steuergitterspannung und der dadurch bedingte Anodenstrom in jedem Augenblick
ein Maß für die Verzerrung des Telegrafierz.eichens ist.
-
Die Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
des für die Erfindung wesentlichenAbtastteiles eines Bezugsverzerrungsmessers. Die
Diagramme der Fig. 2 und 3 dienen zur Erklärung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung
der Fig. i und zur näheren Erläuterung der Erfindung.
-
An die Klemmen a und -- b des Übertragers -T i wird eine sägezahnförmige
Spannung gelegt. Die Spannung kann in beliebiger Weise, z. B. mittels eines Sperrschwingers,
erzeugt und mit den zu messenden Telegrafierzeichen in an sich bekannter Weise,
z. B. durch ein Start-Stop-Verfahren, synchronisiert werden. Die Sekundärseite des
übertragers ist nach Art einer Zweiwegegleichrichtung geschaltet. jedes der beiden
Wicklungsenden der Sekundärseite ist über einen Schalter Si bzw. S2 und einen Gleichrichter
G i bzw. G.2 mit dem Steuergitter der Röhre R verbunden. Der Mittelabgriff des Übertragers
T i liegt am Kathodenwiderstand R 3 ,dieser Röhre. Der Widerstand R i, der zwischen
den Wicklungsenden des Übertragers T i liegt, verhindert Dämpfungsschwankungen..am
Übertrager beim Öffnen der Schalter S i und S:2-. Der Widerstand R 2 dient der Abnahme
der durch die Pleichrichterschaltüng aus der den Eingangsklemmen zugeführten sägezahnförmigen
gebildeten M-förmigen Spannung: Die Schalter S i und S2 können wahlweise betätigt
werden. Sind beide Schalter geschlossen, so liegt am Steuergitter der Röhre eine
M-förmige Spannung. Ist dagegen einer der Schalter geöffnet, so wird der durch den
ihm zugeordneten Gleichrichter . übertragene Teil der /VT-förmigen Spannung unterdrückt.
Das Schirmgitter der Röhre liegt über den Widerstand R q. an positivem, -das Bremsgitter
über die Widerstände R 5 und R6 an negativem Potential. - Die- zu- messenden -Telegrafierzeichen
werden durch ein Empfangsrelais, von dem nur der Ankerkontakt er gezeichnet
ist, empfangen. Der Ankerkontakt wird bei jedem Schritteinsatz umgelegt, dadurch
wird über die Reihenschaltung von Widerstand R 7 und Kondensator C i bzw. C.2 ein
positiver Impuls konstanter Breite und Amplitude auf das Bremsgitter der Röhre gegeben.
An den Klemmen c und d des in der Anodenleitung liegenden Übertragers T2 wird die
die durch die Steuer- und Bremsgittermodulation verursachte Anodenstromänderung
anzeigende Meßeinrichtung angeschaltet. Als solche kann z. B. eine Kathodenstrahlröhre
od. dgl. verwendet werden.
-
In Fig. 2 sind in ein Diagramm die für die Erfindung wichtigen Potentiale
und Ströme der Röhre eingezeichnet. über der Zeitachse t sind die Steuergitterspannung
V sowie der Anodenstrom ia, der ein Maß für die Verzerrung ist, aufgetragen. Als
Bezugspunkt ist der Solleinsatzpunkt to des Schritteinsatzes der Telegrafierzeichen
gewählt. Erfolgt der Schritteinsatz -eine Zeit -t vor dem Solleinsatzzeitpunkt,
so haben die Telegrafierzeichen eine voreilende, und wenn der Schritteinsatz um
eine Zeit -I- t nach dem Solleinsatzzeitpunkt erfolgt, eine nacheilende Verzerrung.
Die am Steuergitter der Röhre wirksame M-förmige Spannung V ist so gelegt, daß der
Fußpunkt des abfallenden und aufsteigenden Astes derselben mit dem Solleinsatzpunkt
der Stromschritteinsätze zur Zeit to zusammenfällt. Die Zeit to bis -f- ts
bzw. to bis - ts, also j ede Hälfte der M-förmigen Spannung entspricht der
Hälfte der Dauer eines Telegrafierstromschrittes.
-
- Die Spannung am Steuergitter der Röhre hat etwa M-förmigen Verlauf.
Beginnend zur Zeit -ts, erreicht sie dort von ihrem Ausgangswert praktisch sprunghaft
den maximalen Wert Vin, fällt bis zum Punkt to linear bis auf ihren Ausgangswert,
steigt dann wieder linear bis zu ihrem maximalen Wert Vm an, von dem sie zur Zeit
-f- ts sprunghaft auf ihren Ausgangswert abnimmt, worauf sich derselbe Vorgang wiederholt.
Das in den Zeitpunkten -ts, to und -f- ts am Steuergitter wirksame Ausgangspotential
ist so gewählt, daß zu diesen Zeitpunkten die Röhre praktisch keinen, bei allen
positiveren Potentialen dagegen einen dem je-
weiligen Potential entsprechenden
Anodenstrom führt. Die Größe der Steuergitterspannung und der dadurch bedingte Anodenstrom
der Röhre sind somit zu jedem Zeitpunkt ein Maß für die Abweichung dieses Zeitpunktes
vom Bezugspunkt to.
-
Da für den vorliegenden Fall lediglich der Zeitpunkt des Schritteinsatzes
interessiert, ist das Potential des Bremsgitters der Röhre so stark negativ gewählt,
daß die Röhre durch dieses gesperrt wird. Durch die durch den Ankerkontakt er, den
Widerstand R 7 und die Kondensatoren C i und C 2 gebildete Eingangsschaltung wird
aber bei jedem Stromschritteinsatz ein so stark positiver Impuls auf das Bremsgitter
der Röhre gegeben, daß diese geöffnet wird, wodurch ein dem zu diesem Zeitpunkt
am Steuergitter liegenden Potential entsprechender Anodenstrom fließt. Erfolgt der
Schritteinsatz zum
Sollzeitpunkt, also zur Zeit to, so ist
die Röhre durch das Steuergitter gesperrt, und es fließt kein Anodenstrom. In diesem
Fall ist keine Verzerrung vorhanden.
-
Weicht der Schritteinsatz dagegen vom Sollzeitpunkt ab, so liegt eine
Verzerrung vor. Erfolgt der Schritteinsatz z. B. zur Zeit -t i, so wird durch den
in diesem Zeitpunkt am Bremsgitter wirksamen Spannungsimpuls die Röhre kurzzeitig
geöffnet. Am Steuergitter der Röhre ist in diesem Zeitpunkt die Spannung l' i wirksam,
die einen Anodenstrom von der Größe ia i zur Folge hat. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich,
hat auch ein zur Zeit -i- t i auftretender Spannungsimpuls, hervorgerufen durch
einen verzögerten Schritteinsatz, also nacheilende Verzerrung, den gleichen Anodenstrom
ia i zur Folge. Sind also beide Hälften der M-förmigen Spannung wirksam, so führt
die Röhre sowohl bei vor- als auch bei nacheilender Verzerrung gleicher Größe den
gleichen Anodenstrom. Ein die Größe des Anodenstromes und dadurch den Verzerrungsgrad
anzeigendes Instrument zeigt also lediglich allgemein den Verzerrungsgrad an.
-
Will man nur die voreilende Verzerrung messen, so ist das in einfacher
Weise dadurch möglich, daß man die der nacheilenden Verzerrung zugeordnete Hälfte
der M-förmigen Spannung löscht, dadurch ist während der Zeit to bis + ts
die Röhre durch das Steuergitter gesperrt, so daß nur eine Messung der voreilenden
Verzerrung möglich ist. Für die Messung der nacheilenden Verzerrung gilt das entsprechende.
-
Die Breite der am Bremsgitter wirksamen Impulse darf nur so breit
sein, daß sich während der Impulsdauer, also der Öffnungszeit der Röhre der Anodenstrom
nicht wesentlich ändert. Die Auswahl geeigneter Impulse wie auch die Berücksichtigung
eines evtl. fließenden Anodenruhestromes liegt im Bereich fachmännischen Könnens
und kann diesem überlassen werden.
-
Die Fig. 3 a bis 3 d zeigen die Messung der voreilenden Verzerrung
eines Fernschreibzeichens.
-
In Fig. 3 a ist ein unv erzerrtes, aus einem Anlaufschritt, den Stromschritten
z bis 5 und einem Sperrschritt bestehendes Zeichen dargestellt. Fig. 3 b stellt
dasselbe, aber verzerrte Zeichen dar. Die Stromschritteinsätze des zweiten und dritten
Stromschrittes liegen zeitlich zu früh. Diese Stromschritte sind also voreilend
verzerrt. Der Stromschritteinsatz des fünften Schrittes liegt zu spät, dieser Stromschritt
ist also nacheilend verzerrt.
-
Fig. 3 c zeigt die durch die Schritteinsätze verursachten, am Bremsgitter
wirksamen Spannungsimpulse des verzerrten Zeichens.
-
In Fig. 3 d ist die am Steuergitter wirksame, M-förmige Spannung dargestellt,
von der zum Zwecke der Messung der voreilenden Verzerrung jeweils die zweite Hälfte
gelöscht ist. Die Spannung ist mit dem empfangenen Telegrafierzeichen in geeigneter
Weise synchronisiert. Der Stromschritteinsatz des ersten Stromschrittes fällt mit
dem Nullpotential der M-förmigen Spannung zusammen, so daß trotz des durch den Schritteinsatz
hervorgerufenen positiven Spannungsimpulses am Bremsgitter die Röhre, da sie durch
das Steuergitterpotential gesperrt ist, keinen Strom führt. Der durch den Schritteinsatz
des zweiten Stromschrittes hervorgerufene Spannungsimpuls am Bremsgitter öffnet
die Röhre zu einem Zeitpunkt, an dem das Steuergitter positives Potential aufweist.
Es fließt ein der Höhe dieses Potentials entsprechender Anodenstrom.
-
Da die Dauer einer Hälfte der M-förmigen Spannung gleich einer halben
Zeichenlänge ist, bedeutet das Fließen des maximalen Anodenstromes iam der Fig.2,
der durch das am Steuergitter wirksame maximale Potential Vyn hervorgerufen wird,
einen Verzerrungsgrad von 5o °/o. Der Verzerrungsgrad V e
(in Prozent) ist
in Fig. 3 d in Abhängigkeit von der Größe der M-förmigen Spannung aufgezeichnet.
Aus den oben dargelegten Gründen entspricht die maximale Spannung einem Verzerrungsgrad
von 5o 1/o, die Ausgangsspannung einem solchen von oo/o. Da der Spannungsverlauf
der M-förmigen Spannung linear ist und die Röhre in ihrem geradlinigen Teil betrieben
wird, ist auch die Skala des Verzerrungsgrades linear. Der zweite Stromschritt hat
also; wie aus Fig. 3 d ersichtlich, einen dicht unterhalb einer 25o/oigen Verzerrung
liegenden Verzerrungsgrad.
-
Die voreilende Verzerrung des dritten Stromschrittes ist geringer
als die des zweiten und beträgt etwa 7 %. Der Spannungsimpuls am Bremsgitter öffnet
die Röhre zu einem Zeitpunkt, an dem die Spannung am Steuergitter bis fast auf die
Sperrspannung abgesunken ist. Die Röhre führt dementsprechend einen geringeren,
der 7o/oigen Verzerrung entsprechenden Anodenstrom.
-
Der Schritteinsatz des fünften Stromschrittes ist nacheilend verzerrt.
Da die zur Messung der nacheilenden Verzerrung dienende Hälfte der M-förmigen Spannung
gelöscht ist, weil im vorliegenden Fall nur die voreilende Verzerrung gemessen werden
soll, öffnet der beim Schritteinsatz des fünften Stromschrittes am Bremsgitter auftretende
Spannungsimpuls die Röhre zu einem Zeitpunkt, in dem diese durch die am Steuergitter
liegende Sperrspannung gesperrt ist. Die nacheilende Verzerrung wird also nicht
angezeigt.
-
Soll dagegen die nacheilende Verzerrung gemessen werden, so ist die
zur Messung der voreilenden Verzerrung dienende Hälfte, also die in Fig. 3 d gezeichnete,
zu löschen, während die in Fig. 3 d gelöschte Hälfte zur Messung zu benutzen ist.
In diesem Fall werden entsprechend den obigen Ausführungen nur die nacheilenden
Verzerrungen gemessen, während eine Anzeige der voreilenden Verzerrung unterbleibt.
-
Will man vor- und nacheilende Verzerrungen gleichzeitig messen, also
lediglich den Verzerrungsgrad, unabhängig ob vor- oder nacheilende Verzerrung vorliegt,
feststellen, so benutzt man beide Hälften, also die gesamte M-förmige Spannung.
Es wird dann die Größe des Verzerrungsgrades angezeigt, ohne zwischen vor- und nacheilender
Verzerrung zu unterscheiden.
Will man die Verzerrung jedes einzelnen
Schritteinsatzes ermitteln, so läßt sich dies durch Auswahl einer geeigneten Stromschrittkombination
erreichen. Soll z. B. die Verzerrung des zweiten Stromschrittes ermittelt werden,
so verwendet man eine Stromschrittkombination, deren erster Stromschritt ein Zeichenstromschritt
ist, während die weiteren Trennstromschritte sind. In diesem Zeichen ist dann lediglich
zu Beginn des zweiten Stromschrittes ein Schritteinsatz vorhanden, der in der vorher
gezeigten Weise zur Verzerrungsmessung verwendet werden kann. Zur Messung der Verzerrung
des vierten Stromschrittes verwendet man dementsprechend eine Stromschrittkombination,
deren erste vier Stromschritte, also der Anlauf stromschritt; der erste, zweite
und dritte Stromschritt, Zeichenstromschritte, während der vierte, fünfte und der
Sperrschritt Trennstroinschritte sind. Bei diesem Zeichen ist dann lediglich zu
Beginn des vierten Stromschrittes ein Schritteinsatz vorhanden, dessen Verzerrung
gemessen werden kann. Für die anderen Stromschritte gilt entsprechendes.
-
Das Ausführungsbeispiel der Fig. i stellt lediglich eine der möglichen
Ausführungsarten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dar. Anstatt die M-förmige
Spannung dem Steuergitter und die Schritteinsatzimpulse dem Bremsgitter zuzuführen,
kann man natürlich auch, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, die M-förmige
Spannung dem Bremsgitter und die Sehritteinsatzimpulse dem Steuergitter zuführen.
Die Größe der Spannungen muß dann der Wirkungsweise der Gitter entsprechend dimensioniert
werden.
-
Das Ausführungsbeispiel enthält nur, wie bereits erwähnt, die für
die Erfindung wichtigen Teile. Als Anzeigeeinrichtung, die an dem Klemmen c und
d angeschlossen wird, kann z. B. ein Audionspannungsmesser, eine Kathodenstrahlröhre
usw. verwendet werden. Die Ausbildung dieses Anzeigeteils wie auch die Ausbildung
des an den Klemmen a und b
anzuschließenden SägezahngeneratoTS ist, da für
die Erfindung nicht wesentlich, nicht näher dargestellt. Sie kann dem Fachmann überlassen
werden.