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Schaltungsanordnung für drahtlose Gegensprechverbindungen zwischen
einer Hauptstation und mindestens zwei Nebenstationen Die Erfindung bezieht sich
auf Nachrichtenübertragungssysteme für den drahtlosen Gegensprechverkehr mit einer
Hauptstation und mindestens zwei Nebenstationen und betrifft eine Schaltungsanordnung,
durch die die Störung einer bestehenden Sprechverbindung durch eine weitere anrufende
Station unmöglich gemacht wird. Es sind bereits Schaltungsanordnungen für drahtlose
Nachrichtenverbindungen bekannt, bei denen die Trägerwelle einer bestehenden Verbindung
ein Besetztzeichen oder -signal in den übrigen Nebenstationen auslöst, gegebenenfalls
auch deren Sender sperrt, jedoch wird diese Sperrung erst wirksam, wenn der Sender
der Hauptstation nach dem Empfang eines Anrufsignals vom Bedienungspersonal zur
Antwort in Betrieb gesetzt wird. In dieser Zeit können sich aber weitere Stationen
einschalten, so daß insbesondere beim Impulsanrufverfahren Störungen in der angerufenen
Station unvermeidlich sind.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vermeidet diese Nachteile
dadurch, daß bereits beim Herstellen einer Verbindung von einer Nebenstation zur
Hauptstation unmittelbar nach dem Eintreffen des ersten Anrufimpulses in der Hauptstation
von
dieser selbsttätig die die anderen Nebenstationen sperrende Hochfrequenzträgerwelle
ausgesendet wird.
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Um auch die an sich geringe Möglichkeit auszuschalten, daß von verschiedenen
Nebenstationen im gleichen Augenblick Anrufe ausgesendet und damit in einer Hauptstation
Störungen verursacht -werden, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Anlaufdauer
der die Impulsgeber in den anrufenden Stationen steuernden Antriebe verschieden
groß bemessen.
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In den Nebenstationen sind zweckmäßig die weiter unten beschriebenen
Federwerke zur Steuerung des Impulsgebers angeordnet, während sich in der Hauptstation
eine die anrufende Station nach der Zahl der aufgenommenen Impulse kennzeichnende
Vorrichtung, z. B. ein Schrittschaltwerk mit Anzeige; befindet. Regelmäßig übernimmt
bei einem solchen System die sofort beim Eintreffen von Anrufimpulsen ausgesandte
Trägerwelle der Hauptstation die Sperrung der an der jeweiligen Verbindung nicht
beteiligten Nebenstationen.
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Die praktische Ausführung der Erfindung wird am besten an Hand des
in der Abb. i im Prinzip dargestellten Aufbaus einer Station erläutert.
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Es sei angenommen, daß zwischen den im oberen Teil der Abb. i angedeuteten
Stationen A und B auf drahtlosem Wege eine Gesprächsverbindung od. dgl. mittels
einer bestimmten Trägerfrequenz, die im Kurzwellenbereich liegen kann, besteht.
Auf diese Weise gelangt auf die Empfangsantenne EA der in Abb. i unten dargestellten
Station, die ebenso wie mindestens eine der Stationen A oder B
ausgebildet
sein kann, ebenfalls die Trägerfrequenz, die nach einer Hochfrequenzvorverstärkung
EV in die Mischstufe M mit dem Oszillatör O übertragen wird. Die entstehende Zwischenfrequenz
wird in den drei Zwischenfrequenzverstärkerstufen ZF verstärkt und :gelangt in den
Empfangsgleichrichter ERG, der einerseits über den Niederfrequenzverstärker
NF .die. Wiedergabevorrichtung KN speist und andererseits mit der
wie üblich gewonnenen Regelspannung gleichzeitig, wie angedeutet ist, zur selbsttätigen
Fadingregelung beispielsweise der Eingangsstufe EV und zweier Zwischenfrequenzstufen
ZF dient. Wichtig ist ferner, daß damit auch über den mit a bezeichneten Stromkreis
im Leistungsverstärker LV des Senders der Station das Gitterpotential einer oder
mehrerer der dort befindlichen Röhren derart verlagert wird, daß die Röhre praktisch
gesperrt ist. Auf diese Weise läßt sich, selbst wenn der Steueroszillator OS des
Senders arbeitet, die Aussendung von Trägerfrequenzimpulsen, die normalerweise mittels
des Kontaktes IK erzeugt werden können, über die Senderantenne SA vermeiden. Erst
recht ist dann eine Modulation des Senders mittels des Mikrophonverstärkers l/IV
unmöglich. Ein Ansprechen des mit IR bezeichneten Impulsrelais läßt sich bei dem
dargestellten Aufbau der Station gleichzeitig dadurch unmöglich machen, daß im Anodenstromkreis
einer oder mehrerer der gesperrten Röhren des Senderendverstärkers LV ein Sperrrelais
SR liegt, das den Stromkreis des Impulsrelais IR unterbrochen hält, solange es infolge
der Sperrung der Röhre urierregt bleibt; es ist demgemäß mit einem im Ruhezustand
geöffneten Kontakt ausgerüstet, einem sogenannten Arbeitskontakt. Das Sperrelais
SR kann auch von einer oder mehreren im Empfänger befindlichen geregelten Röhren
gesteuert werden und ist dann ebenfalls zweckmäßig in deren Anodenstromkreis eingeschaltet.
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Wenn hingegen die eingangs erwähnte Verkehrsverbindung zwischen den
Stationen A und B nicht besteht, also auch keine Empfangsenergie in den Empfängerteil
der Station infolge der fehlenden Trägerfrequenz gelangen kann, ist die normale
Arbeitsweise des Endverstärkers LV nicht gestört, das Sperrelais SR wird demzufolge
vom Anodenstrom erregt und läßt'somit eine Aussendung von hochfrequenten Rufimpulsen
mittels des Impulsrelais IR zu. In diesem Falle wird gleichzeitig mittels des Impulsgebers
oder des Impulsrelais IR oder eines anderen gleichzeitig ausgelösten Relais ein
weiterer Kontakt SK geschlossen, der die Steuerleitung a vom Regelspannungserzeuger
ERG
zur Endstufe LV des Senders mit Erde verbindet und auf diese Weise nach
Aufnahme der Verbindung eine nachträgliche Sperrung des Senders verhindert. Über
diesen Kontakt wird die Gittervorspannung einer der Röhren des Endverstärkers im
Gegensatz zu der bei der Sperrung vorliegenden erheblichen Verlagerung ins Negative
auf einem für den normalen Betrieb üblichen Wert gehalten.
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Der gleiche Vorgang läßt sich mittels einer von Hand zu betätigenden
Taste NT auslösen, und zwar in dem Falle, wenn trotz des Bestehens einer
anderen Verkehrsverbindung z. B. zwischen den Stationen A, B die Aussendung
eines Rufes und damit die Aufnahme einer Verkehrsverbindung von der in Abb. i_ dargestellten
Station mit einer der beiden Stationen der bestehenden Verbindung A-B oder einer
weiteren, nicht dargestellten Station notwendig ist, wie dies aus Gründen der Gefahr
od. dgl. mitunter -erforderlich ist. Wie die Sperrung der Impulsgabe in der in Abb.
i dargestellten Station beispielsweise noch erfolgen kann, ist aus der in Abb. a
gezeigten, von einem Federwerk gesteuerten Schalteinrichtung erkennbar.
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Mittels des Schlüssels i wird über ein Triebwerk aus den Zahnrädern
5 auf der Schlüsselwelle 2, 38 und q.o auf der Zwischenwelle 39 und 43 auf der Welle
44 sowie den Mitnehmern 47 und 48 zwischen den Zahnrädern 43 und 49 der in Abb.
3 im einzelnen dargestellte Impulsgeber, der nach Art der in der Fernmeldetechnik
benutzten Nummernscheiben aufgebaut ist, gespannt, und zwar indem die Welle 46 entgegen
der Federkraft ioi gedreht wind. Gleichzeitig wird -dabei über einen weiteren Trieb
aus dem Zahnrad 5, den Mitnchmcrn 6 und 8 sowie den Zahnrädern 7 und 21 die an der
Welle 22 angreifende Feder 15 gespannt und ferner mittels des Anschlages 41 am Zahnrad
q.o der den Impulsgeber auslösende Hebel 2,7 derart zusammen mit der- Welle
28 geschwenkt, daß der daraufsitzende
Anschlag 87 in die in Abb.
3 gestrichelt angedeutete Stellung gelangt und damit den Ablauf des Impulsgebers
sperrt, indem er in den Weg der Fingerscheibe 56 auf der Welle 57 tritt, auf der
auch die Nockenscheibe 58 und der Fliehkraftregler 13 sitzen. Diese Welle wird in
der bei Nockenscheibenimpulsgebern bekannten Art durch die gespannte Feder toi über
den Zahntrieb 4.9, 50, Welle 51 und Schneckengetriebe 9, 14. angetrieben. Die Sperrung
wird aufrechterhalten, da der Zapfen 26 nach diesem Vorgang auf dem vorspringenden
Teil 25" der Scheibe 25 an der Welle 22 aufliegt.
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Das in Abb. i mit SR bezeichnete Sperrelais ist bei 81 angedeutet
und besitzt einen Anker 8o, der mit einem Fortsatz aus einer Art Blattfeder 79 die
Schwungmasse 75 eines Hemmwerkes mittels des Anschlages 78 stillgesetzt hält, d.
h. also, das Werk kann von der Feder 15 nicht bewegt werden. Es ist, wie in Abb.2,
rechts unten, leicht zu erkennen ist, nach Art einer Ankerhemmung ausgebildet mit
der Unruhfeder 76, dem Anker 71 mit Welle 72 und dem Steigrad 7o, das auf der von
der Hauptwelle 22 über den Zahntrieb 32, 92, die Zwischenwelle 67 und den Zahntrieb
66, 68 angetriebenen Welle 69 sitzt. Die Sperre bleibt erhalten, solange entsprechend
der zur Abb. i gegebenen Erklärung von einer bestehenden Verkehrsverbindung das
Gitterpotential einer der Röhren im Endverstärker LV des Senders derart verlagert
wird, daß das Sperrelais SR bzw. 81 nicht erregt wird. Fällt hingegen diese Voraussetzung
weg und ist demnach die normale Arbeitsweise des Endverstärkers LV nicht
unterbrochen, so erfolgt gleichzeitig mit seiner Einschaltung die Erregung des Relaisbi,
das seinen Anker anzieht und den Lauf der Unruh 75 des Steuerwerkes nicht mehr hemmt.
Damit wird gleichzeitig von der Feder 15 die Welle 22 gedreht, so daß sich auch
der vorspringende Teil 25" der Scheibe 25 unter dem Zapfen 26 wegbewegt. Nach einer
gewissen Zeit, die durch die Abmessung des Teiles 25a bedingt ist, läuft der Zapfen
26 vom Teil 25" ab, liegt aber infolge der am Hebel 27 angreifenden Feder 42 weiter
am Umfang der Scheibe 25 an. Dadurch nimmt der den Anschlag 87 steuernde Hebel 27
die dargestellte Lage ein und ermöglicht den Ablauf des in Abb. 3 dargestellten
Impulsgebers, der beispielsweise in einfachster Form mittels des umlaufenden Nockens
58 den aus den Federblechen i9 und 2o bestehenden Impulskontakt unterbricht oder
schließt. Dieser Kontakt entspricht dem in Abb. r mit 1K bezeichneten Kontakt und
bewirkt somit die Aussendung von Trägerwellenimpulsen, deren Anzahl sich nach der
Kennzeichnung der anrufenden Station richtet. Die Steuerung des Impulsgebers erfolgt
also nicht in der in Abb. i dargestellten Form durch unmittelbare Auslösung des
Impulsgebers vom Sperrelais, sondern auf dem Umwege über das von letzterem ausgelöste
Federwerk. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bei mit der Auslösung des Federwerkes
erfolgender Einschaltung der sonstigen Stromkreise für den Betrieb des Senders und
Empfängers der Station bis zur Impulsgabe die Betriebsbereitschaft, z. B. durch
Anheizen der Verstärkerröhren u. dgl., hergestellt ist.
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Vom Hebel 27 werden ferner gleichzeitig mit der Auslösung des Impulsgebers
Kontakte 65 und 6,. geschlossen, von denen einer die Funktion des in Abb. i mit
SK bezeichneten Kontaktes ausüben kann und somit gleichzeitig mit der Auslösung
des Impulsgebers die Sperrmöglichkeit des Senders über den Empfänger beseitigt.
Auf diese Weise wird also gleichzeitig mit der Aussendung der Anrufimpuls-e jede
weitere Unterbrechung der Verkehrsverbindung vermieden. Bis zum Moment der Impulsgabe
bleibt also die Sperrmöglichkeit bestehen, so daß der Übergang von der Sperrbereitschaft
zum Betrieb momentan erfolgt. Dies ist für den später erläuterten Fall des etwa
gleichzeitig beginnenden Ablaufs zweier Federwerke von Bedeutung.
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Ein weiterer, z. B. am in Abb. 3 dargestellten Impulsgeber angeordneter
Kontaktsatz aus den Federn 29, 3o und 31, der von dem Schaltnocken 2.1. auf der
Welle 4.6 betätigt wird, kann zu einer zusätzlichen Gitterpotentialverlagerung im
Sender herangezogen werden, um die Trägerfrequenzimpulse mit größter Amplitude,
und zwar der sogenannten Oberstrichleistung, auszusenden. In diesem Fall kann an
einer anderen Stelle der Kennlinie gearbeitet werden als bei der Modulation des
Senderendrohres mit den Sprachfrequenzspannungen, wo die Mitte der Kennlinie eingehalten
werden muß, um Verzerrungen u. dgl. zu vermeiden. Es ist durch diese Maßnahme mit
Sicherheit das Ansprechen der Gegenstation, z. B. eines dort von den Impulsen gesteuerten
Schrittschaltwerkes, zu erzielen. In Abb. i ist ein solcher Kontakt mit GK bezeichnet
und verringert den in der Kathodenzuleitung einer oder mehrerer der Röhren des Endverstärkers
des Senders liegenden üblichen Widerstand zur Gittervorspannungserzeugung während
der Impulsaussendung auf den entsprechenden Wert.
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Die Blockierung der Anlage durch eine bestehende Gesprächsverbindung
ist jedoch zeitlich begrenzt. Ein weiteres, nach Abb. 2 ausgebildetes Steuerwerk
ist ferner ebenso in mindestens einer der beiden Stationen der bereits bestehenden
Verkehrsverbindung A-B angeordnet. Das Federwerk hat nämlich gleichzeitig dieAufgabe,
die Gesprächsdauer zu begrenzen und ist dazu in folgender Weise aufgebaut. Beim
Aufziehen des Werkes ist das Ende 1 ib eines weiteren auf der Welle 12 frei schwenkbaren
Hebels i i mittels des Mitnehmerhebels io hinter einen auf der Welle 17 angeordneten
Anschlag 16 geschwenkt worden, wie es gestrichelt angedeutet ist. Der Hebel io wird
später durch die Feder 85 wieder zurückgeholt. Mit der Welle 12 fest verbunden sind
der Hebel 52 und der Schalthebel 59 für den Netzschalter 62 des Gerätes. Der Hebel
52 ist unter der Wirkung der Feder 84. über den Stift 54 mit dem Hakenumschalter
55 °inerseits und über den Stift 53 mit dem Sperrhebel i i andererseits kraftschlüssig
gekuppelt. Wird zun der Hakenumschalter ausgelöst und von der
am
Hebel 52 angreifenden Feder 84 der Netzschalter 62 eingeschaltet, so wird gleichzeitig
der Ablauf des Federwerkes mittels :des Sperrelais 8i freigegeben.: Dabei wird die
auf der Welle 22 sitzende Scheibe 37 gedreht und nimmt nach einem gewissen Drehwinkel
mittels des Anschlages go den Hebel 18 und damit die Welle 17 mit. Dieser Drehwinkel
ist wechselbar dadurch, daß der auf der Welle 22 sitzende Arm 33 in eine der Vertiefungen
38 der Scheibe 37 eingerastet wird. Durch den geschwenkten Anschlag 16 wird der
Hebel i i freigegeben. Infolge der Rückstellkraft der Feder 1q. wird der Hebel i
i in die dargestellte Lage zurückgeschwenkt und hebt dabei mittels des Stiftes 53
den zur Schalterbetätigung dienenden Hebel 52 an, der infolgedessen den Netzschalter
öffnet. Auf diese Weise wird die Station selbsttätig nach einer gewissen, durch
den Ablauf des Hemmwerkes und die Einstellung der Scheibe 37 bedingten Zeit mittels
des Schalters 62 ausgeschaltet. Durch diesen Vorgang ist die begrenzte Sperrung
einer wartenden Station bedingt, denn mit der anschließenden Abschaltung der Hauptstation
ist auch die Aussendung der Trägerwelle beendet, so daß einer bisher nicht beteiligten
Station die Herstellung der Verbindung ermöglicht wird.
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Da es wichtig ist, daß sofort bei der Aussendung einer Impulsreihe
von einer der beteiligten Stationen die Sperrung aller anderen Stationen bewirkt
wird, ist es zweckmäßig, daß die Gegenstation (die angerufene Station) unmittelbar
beim Eintreffen des ersten Impulses die Trägerfrequenz selbsttätig aussendet, d.
h. ohne daß dazu seitens des Stationspersonals irgendwelche Maßnahmen nötig sind.
In Abb. q. ist die Arbeitsweise der dazu dienenden Anordnung im Prinzip dargestellt.
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Die Trägerfrequenzimpulse gelangen über die Antenne AE des Empfängers
,der Hauptstation und den Vorverstärker VE in die Mischstufe HM mit dem OszillatorHO.
Die gebildeteZwischenfrequenz wird in mehreren- Stufen FZ verstärkt und gelangt
schließlich in den Empfangsgleichrichter RGE, der außerdem, wie angedeutet, zur
Fadingregelung der Vorstufe VE und einer oder mehrerer Zwischenfrequenzstufen FZ
dient. Vom Empfangsgleichrichter RGE wird über einen Niederfrequenzverstärker FN
die Wiedergabevorrichtung NK gespeist, andererseits aber auch ein Stromtor ST im
Senderteil gezündet, in dessen Stromkreis das Impulsrelais RI liegt. Werden nun
in der bereits geschilderten Weise von einer der Teilnehmerstationen Hochfrequenzträgerimpulse
ausgesendet, so spricht das Impulsrelais RI an und steuert über seinen Kontakt Il
den ein Schrittschaltwerk und eine Anzeigevorrichtung betätigenden Magneten KM sowie
über einen weiteren Kontakt 12 das Verzögerungsrelais VR. Dieses Relais hat die
Eigenschaft, daß es zwischen den Impulsen nicht abfällt, sondern angezogen bleibt
und somit seinen zugehörigen Kontakt TI stets geschlossen hält. Über diesen Kontakt
erhält der Oszillator SO des Senders seine Betriebsspannung, z. B. die Anodenspannung,
zugeführt, der daraufhin Schwingungen erzeugt und über den Endverstärker SL des
Senders und die Antenne AS aussendet. Es ist verständlich, daß dieser Vorgang unmittelbar
beim Eintreffen von Impulsen ausgelöst wird und somit von Beginn der Aufnahme der
Verbindung an die Aussendung der alle übrigen Stationen sperrenden Trägerwelle bewirkt
wird.
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Das TI-Relais ist noch für andere Zwecke vorgesehen, denn die Einschaltung
des Senders ließe sich auch auf andereWeise vornehmen, z. B. mittels einer durchgehenden
Kontaktschiene an dem von den Impulsserien verstellten Schrittschaltwerk nach Art
eines Wählers. Das Verzögerungsrelais steuert nämlich gleichzeitig noch eine Sperrklinke
am Schrittschaltwerk, die dessen Rückstellung in die Ruhelage so lange verhindert,
wie das Relais VR erregt ist. Treffen demnach Impulse ein, so ermöglicht dieses
Relais die Verstellung des Schrittschaltwerkes bis in die jeweilige Endlage, in
der ein Signal ausgelöst wird. Sollte sich daraufhin niemand melden, so bewirkt
das Relais VR den Rücklauf des Schrittschaltwerkes in die Ausgangsstellung, denn
es löst die Sperrklinke aus, andernfalls erst nach Beendigung des Gespräches. Andererseits
dient es auch als Sicherung gegen die Auslösung von Anrufen durch Störimpulse. Da
sie nie in regelmäßigen - Folgen wie die tatsächlichen Steuerimpulse auftreten,
sondern mit größeren und vor allem unregelmäßigen Abständen, so wird zwar kurzzeitig
sowohl ein Ansprechen des Steuermagneten KM, damit also auch des Schrittschaltwerkes
sowie des TI-Relais bewirkt. Infolge des alsbaldigen Abfalls des TI-Relais wird
jedoch unmittelbar nach dem Verklingen des Störimpulses das höchstens um einen Schritt
verstellte Schrittschaltwerk wieder in die Ruhestellung zurückgeführt und ist daher
somit praktisch stets für die Betätigung mittels der Steuerimpulsserien bereit.
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Während des Sprechverkehrs, der seitens der angerufenen Stationen
über den Mikrophonverstärker SMV erfolgt, der den Sender in der Endstufe SL moduliert,
ist in in irgendeiner Weise, z. B. mittels des Hakenumschalters, ein weiterer Kontakt
HK
geschlossen, der an Stelle des dann abgefallenen Verzögerungsrelais VR
die Zuführung der nötigen Betriebsspannung zum Oszillator SO des Senders übernimmt.
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Wenn es auch unwahrscheinlich ist, daß im gleichen Augenblick von
verschiedenen Nebenstationen Anrufe ausgesendet werden und damit in einer Hauptstation
Störungen verursacht werden, so ist dadurch gegen derartige Fälle eine gewisse Sicherheit
geschaffen, daß die Laufdauer des in Abb. 2 dargestellten, in jeder Nebenstation
angeordneten Steuerwerkes infolge von Fabrikationstoleranzen oder verschiedener
Einstellung, z. B. zwischen 2 und i0 Sekunden, verschieden groß ausfällt, so däß
trotz gleichen Anlaufs nicht im gleichen Augenblick die Impulsgabe erfolgt. Dieser
Effekt läßt sich z. B. dadurch erzielen, daß die Abmessungen des vorspringendenTeils
25a des Steuernockens 25 für die Auslösung des Impulsgebers in den einzelnen Stationen
verschieden groß bemessen
werden. Wesentlich ist dieser Unterschied
in der Laufdauer auch dann, wenn zwei Stationen auf die Herstellung der Verbindung
warten und an sich beim Wegfall der Trägerfrequenz der zuvor bestehenden Verkehrsverbindung
gleichzeitig anlaufen würden, was aber nach der eben geschilderten Eigenschaft ohne
Nachteil ist. Da nun ferner sofort beim Eintreffen des ersten Impulses seitens der
schneller arbeitenden Station in der Hauptstation dort die Trägerwelle ausgelöst
wird, kommt es früh genug zur Sperrung der Impulsgabe in der langsamer ansprechenden
Station.