-
Magnetischer Umrechner In der modernen Fernsprechtechnik werden in
steigendem Maße Einrichtungen gebraucht, die bestimmte Kennzahlen in bestimmte andere
umwandeln. Man bezeichnet diese Einrichtungen mit Umrechner, übersetzer oder Direktor.
Von besonderer Bedeutung sind diese Umrechner für Fernwahlsysteme. Es kann beispielsweise
jedes, Zielamt eine bestimmte Kennziffer besitzen, die vor der eigentlichen Rufnummer
zu wählen ist. Diese Kennziffer ist aber nicht geeignet, den Verbindungsaufbau selbst
herzustellen, sondern es müssen je nach dem Ort des Wählenden und den jeweiligen
Netzverhältnissen nacheinander ganz verschiedene Zwischenämter angewählt werden.
Es ist hier die Aufgabe der Umrechner, aus den eigentlichen Kennziffern nach bestimmten
Anweisungen die Zahlen zu bilden, die zum Aufbau der betreffenden Verbindung notwendig
sind.
-
Die Anweisungen müssen von Zeit zu Zeit geändert werden können, sei
es, daß Erweiterungen oder Änderungen des Verbindungsnetzes. vorgenommen werden,
sei es, daß sich die Verkehrsdichte ändert.
-
Die Umrechnungen sollen so schnell wie möglich erfolgen, einmal um
die zum Verbindungsaufbau nötige Zeit abzukürzen - gerade dies ist ja der eigentliche
Vorteil eines automatischen Fernwahlsystems -, zum anderen, um die umfangreichen
und deshalb teuren Umrechner nur kurzzeitig belegen zu müssen und dann für neue
Umrechnungen wieder zur Verfügung zu haben. Es werden deshalb rein elektrische Einrichtungen
zweckmäßiger sein als mechanische.
-
Ein Umrechner muß in der Lage sein, die Kennziffern. einer sehr großen
Zahl von Ämtern zu erkennen und umzurechnen. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten,
dieses »Gedächtnis« technisch zu verwirklichen. Es kann erstens statisch festgelegt
sein, beispielsweise durch Wählschienen ähnlich wie bei der Fernschreibmaschine
oder rein
elektrisch durch Verschaltungen von Elementen, die Röhren,
Gleichrichter, CIimmlampen usw. enthalten können. In diesem Falle erfolgt die Umrechnung
ohne Wartezeit mit der Arbeitsgeschwindigkeit des einzelnen Elements. Der Nachteil
ist der, daß die Zahl der Elemente meist sehr groß ist.
-
Das »Gedächtnis« kann zweitens dynamisch aus einer Folge von Impulsen
bestehen, die beispielsweise auf einem Magnetband oder in einer Ultraschallverzögerungsleitung
kreisen. Diese Verzögerungsleitung bietet alle Zahlen, die für eine Umrechnung in
Frage kommen, nacheinander zum Vergleich an und gibt bei Übereinstimmung die umgerechnete
Zahl ab, Die Umlaufgeschwindigkeit der Impulsfolge muß so hoch gewählt werden, daß
die Wartezeit gering bleibt.- Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, d-aß mit
der Vermehrung der umzurechnenden Kennziffern nur das Fassungsvermögen der Verzögerungsleitung
erhöht werden muß. Es sind jedoch eine ganze Reihe von Einrichtungen zur Auffrischung
der Impulse, zur Synchronisierung, zur Einbringung und zur Abnahme erforderlich,
so daß sich dieses Verfahren- wohl nur für große Ämter eignen wird, wo auch zur
Speicherung entsprechende Einrichtungen verwendet werden.
-
Ein sehr wichtiger Punkt bei der Kompliziertheit eines Umrechners
ist seine Betriebssicherheit. Mechanische Einrichtungen bedürfen einer ständigen
Pflege und sind deshalb wenig geeignet. Dynamische Umrechner lassen sich nur mit
Elektronenröhren bauen. Beim Versagen einer wichtigen Röhre kann das ganze Gedächtnis
des Umrechners verlo rengehen und der Fernverkehr weiter Gehiete in Frage gestellt
sein, sofern nicht ein zweiter Umrechner bereitsteht. Rein elektrisch arbeitende
statische Umrechner benötigen im allgemeinen ebenfalls Elektronenröhren oder Glimmlampen.
Im folgenden soll dagegen ein magnetischer Umrechner beschrieben werden, der keine
Teile enthält, die irgendeinem Verschleiß unterwürfen sind, und der überhaupt einen
relativ geringen Aufwand erfordert.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man mit einer geringen
Zahl von betriebssicher arbeitenden Bauelementen auskommen kann, wenn man zur Übertragung
und Umrechnung der Kennziffern ein durch Wechselstrom konstanter Frequenz gespeistes
Übertragungs- und Umrechnungs system, in dem in an sich bekannter Weise als Sperrkreise
wirkende, auf die konstante Frequenz abgestimmte und auf ferromagnetischen Ringkernen
angeordnete, Spulen enthaltende Resonanzkreise- vorgesehen sind, die durch die.
Magnetisieru:ng der Ringkerne änderrn& Kennzifferimpulse verstimmt werden und
den Strom in von der konstanten Frequenz gespeisten und entsprechend dem Umrechnungsschlüssel
mit ausgewählten Resonanzkreisen einerseits sowie ausgewählten, ebenfalls mit ferromagnetischen
Ringkernen versehenen Ausgangsübertragern anderseits gekoppelten Leitern auf geringem
Werthalten, solange nicht alI.e, jeweils mit einem solchen Leiter gekoppelten Resonanz-'
kreise gleichzeitig verstimmt werden. Nur in diesem Falle findet eine Übertragung
der Kennzifferimpulse von der Eingangsseite des Umrechners auf seine Ausgangsseite
statt. Wenn man die Resonanzkreise derart ausbildet, daß ein Resonanzkreis gleichzeitig
eine größere Zahl von mit diesem Resonanzkreis gekoppelten Leitern beeinflussen
kann, so kommt man mit einem einzigen Resonanzkreis für jeweils eine aufzunehmende
Kennziffer aus. Bei entsprechender Ausbildung der Ausgangsübertrager ist auch nur
ein solcher Ausgangsübertrager für jede abzugebende Kennziffer erforderlich.
-
Es ist an sich nicht mehr neu, mittels eines »verstimmbaren« Resonanzkreises
die in dem Resonanzkreis fließenden Ströme zu steuern, indem man die Kapazität oder
Induktivität des Kreises verändert.
-
Auch bei magnetischen Verstärkern hat man bereits von Resonanzkreisen
Gebrauch gemacht, bei denen durch eine zusätzliche Gleichstrommagnetisierung des
Eisenkernes einer die Induktivität des Resonanzkreises bildenden Spule die Resonanzfrequenz
des Kreises geändert wird. Das Arbeiten eines solchen Verstärkers in der Nähe des
Resonanzgebietes ergibt eine größere Empfindlichkeit. Bei diesen magnetischen Verstärkern
wird außerdem stets der Resonanzkreis in den zu beeinflussenden Wechselstromkreis
direkt eingeschaltet; eine gleichzeitige Beeinflussung mehrerer Wechselstromkreise
erfolgt nicht.
-
Die Verwendung von ringförmigen ferromagnetischen Kernen, durch die
mehrere Leiter hindurchgeführt sind, ist anderseits von elektromagnetischen Speichern
her bekannt, bei denen bis zu drei Leiter durch einen an sich unbewi:ekelten ferromagnetischen
Kern geführt sind und die hohe Remanenzmagnetisierung dieser Ringkerne zur Speicherung
und Weitergabe von Impulsen ausgenutzt wird. Diese Speicher sind jedoch keine »Umrechner«
wie der Erfindungsgegenstand; sie arbeiten auch nicht mit einem Übertragungssystem,
das durch Wechselstrom konstanter Frequenz gespeist wird. Es sind keine Resonanzkreise
vorhanden, und die Anzahl der mit einem Magnetkern gekuppelten Leiter ist beschränkt.
-
Ein für die Verwendung in Fernsprechanlagen besonders geeigneter magnetischer
Umrechner, dem die Kombinationen der gleichzeitig auf ihn einwirkenden Kennzifferimpulse
als in Eingangsstromkreisen des Umrechners fließende Ströme zugeführt werden, soll
gemäß der Erfindung enthalten: a) Eine Reihe von jeweils einer bestimmten aufzunehmenden
Kennziffer zugeordneten Aufnahmeelementen in Form von ringförmigen ferromagnetischen
Kernen mit je zwei Wicklungen, von denen die eine Wicklung in einem der Eingangsstromkreise
des Umrechners liegt und die andere die Induktivität .eines auf einheitliche Frequenz
abgestimmten Resonanzkreises bildet, der durch einen im Eingangsstromkreis fließenden
und den. Kern magnetisierenden Impuls verstimmbar ist, b) eine weitere Reihe von
jeweils einer abzugebenden Kennziffer zugeordneten Ausgangsübertragern in
Form
von mit je einer Ausgangswicklung versehenen ferromagnetischen Ringkernen und c)
eine größere Zahl von mit Wechselstrom der einheitlichen Frequenz gespeisten Leitungsschleifen,
deren Leiter jeweils durch entsprechend dem Umrechnungsschlüssel ausgewählte Kerne
der Aufnahmeelemente und der Ausgangsübertrager nacheinander hindurchgeführt sind.
-
Die Ansprechgeschwindigkeit, mit der der Umrechner gemäß der Erfindung
eine Kombination von Kennzifferimpulsen »umrechnet«, ist durch die Einschwingzeit
der Resonanzkreise gegeben, die man bei Verwendung von. Hochfrequenzkernen für die
Aufnahmeelemente und die Ausgangsübertrager durch die Wahl von Hochfrequenz als
Speisefrequenz des Wechselstromübertragungssystems sehr klein halten kann.
-
Um mit jeweils einem Ringkern eine größere Zahl von Leitungsschleifen
koppeln zu können, sollen die ferromagnetischen Kerne der Aufnahmeelemente und die
Kerne der Ausgangsübertrager als Ring- oder Rahmenkerne mit großer lichter 'Öffnung
ausgebildet sein, durch die sich jeweils eine große Zahl von Leitern der Leitungsschleifen
hindurchführen läßt. Die Induktivität der Leitungsschleifen, die bei Hochfrequenz
stören kann, da sie die Stromstärke in den Leitungsschleifen begrenzt, läßt sich
durch eine in den Zug dieser Leitungen eingeschaltete Kapazität vollständig oder
nahezu ausgleichen.
-
Für die Verwendung des Übertragers in Wählanlag-en ist es vorteilhaft,
wenn in Reihe mit jeder der Ausgangswicklungen, die auf den Ringkernen der Ausgangsübertrager
sitzen, je ein Gleichrichter geschaltet ist. Die so aus der Hochfrequenz erhaltenen
Gleichströme können unmittelbar entsprechenden Wähleinrichtungen zugeführt werden,.
-
Erfindungsgemäß soll ferner der ferromagnetische Kern der Aufnahmeelemente
aus zwei gleichachsig dicht aneinanderliegenden Einzelkernen bestehen, die durch
die im Eingangsstromkreis liegende, den Kennzifferimpuls führende Wicklung gegensinnig
magnetisiert werden, um eine Dämpfung des Schwingungskreises durch diese Wicklung
zu verringern.
-
Die Fig. i zeigt schematisch eine Anordnung zur Umrechnung dreistelliger
Ziffern. Der obere Teil dient zur Erkennung der umzurechnenden Kennziffern, der
untere Teil zur Abgabe der neuen Zahlen. Es sei angenommen, daß eine umzurechnende
Zahl in irgendeiner Weise statisch gespeichert sei, beispielsweise durch die Stellung
von drei Wählern für die Einer, Zehner und Hunderter oder durch ein entsprechendes
Zählregister. Entsprechend der gespeicherten Zahl wird nun in der Einer-, Zehner-und
Hunderterreihe je einer der gezeichneten ringförmigen Eisenkerne o biis g vormagnetisiert.
Dabei ändert sich die Induktivität der aufgebrachten Wicklung 13, die mit der Kapazität
1q. zu einem Resonanzkreis zusammengeschaltet ist. Die Resonunzfrequen.z stimmt
im unmagnetisierten. Zustand mit der Frequenz der an der Leitung i i liegenden Wechselspannung
überein. Für die hindurchgeführten Leitungen. io wirken die Ringe damit als Sperrkreise.
Der Strom bleibt gering, solange nicht alle Ringe um diese Leitung vormagnetisiert
sind. In Reihe mit den. Leitungen, die leicht verändert werden -können, sind noch
Kondensatoren geschaltet, um ihre Selbstinduktivitäten zu kompensieren und dadurch
den Strom zu erhöhen. Die Leitungen sind in der unteren Hälfte der Anordnung durch
die Ringe geführt, die den Kennziffern entsprechen, die als Resultat abgegeben werden
sollen.. In den Wicklungen dieser Ringe 15 werden so Spannungen induziert, die mit
den Gleichrichtern 16 gleichgerichtet werden und den Speicher am Ausgang des Umrechners
steuern.
-
In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Ringe zur Identifizierung der Kennziffern
aufgebaut sein können,. Es sind je zwei Ringe ig und 18 aus Ferrit verwendet worden,
die durch die Magnetisierungswicklung 2o, 21 gegensinnig magnetisiert werden. Es
wird dadurch vermieden, daß der Schwingkreis 22, 23 bei der Magnetisierung gedämpft
wird. 'Mit 24 ist hier der durch den Ring geführte- Leiter bezeichnet.
-
Die große Ersparnis an: Elementen ergibt sich bei dieser Anordnung
daraus, daß beliebig viele Leiter durch. den gleichen Ring geführt werden können.
Für iooo Umrechnungsmöglichkeiten sind entsprechend der Darstellung nur 6o Elemente
notwendig, die dazu billig und von unbegrenzter Lebensdauer sind.
-
Die Umrechnungsgeschwindigk.eit ist durch die Einschwingzeiten der
Schwingungskreise gegeben, eine Wartezeit ist nicht vorhanden. Die Einschwingzeit
läßt sich durch Erhöhung der Arbeitsfrequenz verkürzen, für die bei Ferriten kaum
eine obere Grenze besteht. Die Umrechnungszeit ist deshalb leicht klein zu halten.
gegenüber der Zeit, die zur Füllung und Entleerung der Speirhe;r notwendig ist,
so daß es auch hier zweckmäßig sein wird, mehrere Speicher mit einem Umrechner zusammenarbeiten
zu lassen. Die Umschaltung kann dann entweder durch die Speicher selbst gesteuert
werden oder in regelmäßigen Zeitabständen unabhängig von den Speichern erfolgen.
Sie kann durch beliebige mechanische oder elektrische Mittel vorgenommen werden,
insbesondere auch. durch: magnetische Relais.
-
Das in der Beschreibung angeführte Beispiel stellt natürlich nur eine
der vielen Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens dar und kann auch in
sich schon weitgehend verwendet werden.