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Empfangseinrichtung für Trägerstromtelegraphie, insbesondere bei Impulsverstärkung mit Haltestrom.
Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung für Trägerstromtelegraphie, insbesondere bei Impulsverstärkung mit Halteströmen, bei der die Zeichenlänge des Impulsrelais von Eingangspegelsehwankungen dadurch unabhängig gemacht wird, dass in dem Gitterkreis oder dem Anodenkreis einer Verstärkerröhre eine Kombination eines Kondensators mit einem ohmschen Widerstand liegt.
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schaltungen zur Anwendung : die reine Haltestromschaltung, die reine Impulsschaltung und die kombinierte Haltestrom-und Impulsschaltung.
Bei der Haltestromschaltung werden die ankommenden Zeichen verstärkt, gleichgerichtet und dem einseitig eingestellten Empfangsrelais zugeführt. Bei dieser Haltestromschaltung erweisen sich die vom Empfangsrelais dem Telegraphenrelais übermittelten Zeichen in hohem Masse abhängig vom Eingangspegel. Bei stärkerer Aussteuerung werden die Zeichen steiler und länger, so dass das Relais früher anspricht und später abfällt.
Die Impulsschaltung wurde zum Teil zur Vermeidung dieser Abhängigkeit der Zeichenlänge vom Eingangspegel vorgeschlagen. Bei dieser werden die ankommenden, gegebenenfalls verstärkten und gleichgerichteten Zeichenströme einem Übertrager zugeführt. In der Sekundärwicklung des Übertragers treten beim Anwachsen und Abklingen der Zeichen positive und negative Spannungsimpulse auf, die dem Empfangsrelais direkt oder über eine Verstärkerröhre zugeführt werden. Die Schaltung hat den Vorteil, dass die Zeichenlänge wenig abhängig vom Eingangspegel ist.
Zur Vermeidung anderer Nachteile der reinen Impulsschaltung wurde die kombinierte Haltestrom-und Impulsschaltung vorgeschlagen. Bei dieser kombinierten Schaltung werden dem Empfangsrelais sowohl Impulse als auch Halteströme zugeführt. Die Schaltung vereinigt im gewissen Sinne zwar die Vorteile, die beide genannten Systeme besitzen, doch macht sich wegen der Verwendung der Halteströme eine Abhängigkeit der Zeichenlänge vom Eingangspegel, wenn auch in geringerem Masse als bei der reinen Haltestromschaltung, bemerkbar.
Der Telegraphenbetrieb über lange Leitungen erfordert nun, dass die Empfangsschaltungen auch bei Schwankungen des Eingangspegel um etwa -+ 0, 5 Neper noch einwandfrei arbeiten.
Diese Abhängigkeit vom Eingangspegel zu beseitigen, besonders für Hallestromschaltungen mit oder ohne Impulsüberlagerung, ist die Aufgabe der Erfindung und sie wird dadurch gelöst, dass die Pegelschwankungen automatisch unterdrückt werden. Nach der Erfindung geschieht dies in der Weise, dass in dem Gitterkreis oder Anodenkreis einer Vorverstärkerröhre eine Kombination eines Kondensators mit einem ohmschen Widerstand liegt.
Die Kombination kann bestehen :
1. Aus einer Parallelschaltung eines Kondensators mit einem Widerstand.
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2. Aus einem Kondensator in Reihe mit der röhrenseitigen Vor-oder Nachubertrager- wicklung und einem ohmschen Widerstand, der Übertragerwicklung und Kondensator überbrückt.
Bei Verwendung der Parallelschaltung, und zwar im Gitterkreis, wird die negative Vorspannung dieser Röhre so eingestellt, dass bei dem geringsten betriebsmässig auftretenden Eingangspegel noch keine Gitterströme auftreten. Ist beispielsweise b"der normale Betriebswert des Pegels, so wird die Vorspannung so gewählt, dass bei b" -- 0, 5 gerade noch kein Gitterstrom entsteht. Diese Vorspannung ist ungefähr gleich dem Maximalwert der zum Betrieb des Empfangsrelais mindesterforderlichen Steuerwechselspannung. Die Anodenspannung der Vorverstärkerröhre wird dabei so gewählt, dass die dynamische Kennlinie der Röhre bei der mindesterforderlichen Steuerwechselspannung bis annähernd an ihr unteres Knie ausgesteuert ist.
Sowohl die Wahl der Gittervorspannung wie der Anodenspannung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 näher erläutert werden.
Bei Verwendung einer Parallelschaltung von Kapazität und ohmschem Widerstand im Anodenkreis der Verstärkerröhre zur Konstanthaltung des Pegels nach der Erfindung wird bei entsprechend hoch gewählter Anodenspannung die negative Vorspannung des Gitters so bemessen, dass der mittlere Anodengleichstrom mit dem Eingangspegel schwankt. Durch den im ohmschen Widerstand der Parallelschaltung bewirkten Spannungsabfall wird die Kennlinie der Verstärkerröhre derart verlagert, dass die Amplitude des Zeichenstromes sich bei den Pegelschwankungen nur wenig ändert. Der dem Widerstand parallel liegende Kondensator dient dazu. von dem Spannungsabfall am Widerstand einen bestimmten zeitlichen Mittelwert zu bilden.
Bei der unter 2 genannten Ausführungsform der Erfindung wird ein Kondensator in die Gitter-bzw. Anodenleitung der Vorverstärkerröhre in Reihe mit dem Vor-bzw. Nachübertrager eingeschaltet und Kondensator und Übertrager gemeinsam durch einen ohmschen Widerstand überbrückt, vgl. Fig. 1 a. In diesem Falle liegt an dem Widerstand ausser dem Gleichspannungsabfall, der die Verlagerung des Arbeitspunktes bzw. der Kennlinie der Röhre herbeiführt, noch die Wechselspannung, die am Übertrager auftritt. Der dadurch bedingte Wechselstrom ist aber bei richtiger Bemessung des Widerstandes sehr schwach und praktisch wirkungslos, so dass diese Schaltungen den unter 1 beschriebenen gleichwertig sind.
Sowohl im Falle der Schaltung im Gitterkreis als auch im Falle der Schaltung im Anodenkreis erhält nach weiterer Erfindung die Parallelschaltung eine Zeitkonstante, die ein Vielfaches der mittleren Zeichenlänge ist. (Unter Zeitkonstante wird dabei das reziproke Produkt aus Kapazität und Widerstand verstanden. ) Dadurch wird in beiden Fällen die am Widerstand auftretende Gleichspannung für einen bestimmten, mehrere Zeichenlängen umfassenden Bereich nahezu konstant gehalten.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Fig. 1 stellt eine Empfangsanordnung für Trägerstromtelegraphie mit Impulsverstärkung und Haltestrom dar. Von der beispielsweise mehrfach betriebenen Leitung L
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verstärkers liegt gemäss der Erfindung die Parallelschaltung P eines Widerstandes Rg und einer Kapazität C. Von dem Vorverstärker gelangen die Zeichenströme über den Übertrager U2 in die Gleichrichteranordnung G, die beispielsweise aus Trockengleichrichtern bestehen möge. Von dem Trockengleichrichtersatz wird die Spannung einerseits in Form von Impulsen, anderseits in Form einer für die Dauer der Zeichen konstanten Spannung an das Gitter der Röhre 172 gelegt.
Im Ausgang der Röhre befindet sich das Empfangsrelais B, mit zwei Wicklungen.
Die zweite Wicklung dient mit dem Widerstand R zur Kompensation der Magnetisierung des Anodenruhestromes im Relais. Bei Ankunft eines Zeichens entsteht im Relais ein Strom, der sich aus Impulsen entgegengesetzter Richtung zu Anfang und zu Ende jedes Zeichens und aus einem Haltestrom von der Dauer der Zeichen zusammensetzt.
Die Wirkungsweise der Parallelschaltung P ergibt sich aus folgendem : Wie bereits früher angegeben, soll beim Minimalpegel, bei dem das Empfangsrelais in Tätigkeit gesetzt wird, die Gittervorspannung so gewählt sein, dass durch die Zeichenströme gerade noch kein Gitterstrom ausgelöst wird. In Fig. 2 ist die dynamische Kennlinie der Röhre Fi in Abhängigkeit von der Gitter. spannung gezeigt. Gittervorspannung und Anodenspannung und mit ihr die Kennlinie sind so gewählt, dass die dem Mindestpegel entsprechende Steuerspannung s des Rohres V oberhalb des Knies und unterhalb des Gebietes des beginnenden Gitterstromes liegt. Bei plötzlicher Vergrösserung des Pegels tritt ein Gitterstrom ein. Dieser Gitterstrom bewirkt zunächst eine Aufladung des Kondensators Cy.
Mit wachsender Gleichspannung am Kondensator Cg fliesst ein Teil, im stationären Zustand der gesamte Gleichstromanteil des Gitterstromes über den Widerstand R. Bei Aussteuerung der Röhre über den Minimalpegel wird also automatisch die Vorspannung der Röhre ins Negative verlagert. Da der Gitterstromanstieg im positiven Gittervorspannungsgebiet sehr steil ist, so stellt sich automatisch stets die negative Vorspannung ego(-- i
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ein. die annähernd gleich dem jeweiligen Maximalwert der Steuerspannung s ist. Das gilt um so genauer, je steiler der Anstieg des Gitterstromes ist und je grösser man den Widerstand Rg wählt. Die Grösse des Widerstandes Rg ist praktisch durch den Isolationswiderstand Gitter-Kathode einschliesslich der Zuleitungen begrenzt.
Beim Telegraphieren treten bei Aussteuerung über den Minimalpegel nur während der Zeichen Gitterströme, und zwar entsprechend Zeichenlänge von verschiedener Dauer auf. Damit nun die Gittervorspannung praktisch konstant bleibt, nur von dem Grad der Aussteuerung abhängt und sich nicht schon während eines Zeichens ändert, wird die Zeitkonstante der Parallelschaltung gross gegen die mittlere Zeichendauer, d. h. gleich einem Vielfachen der Zeichendauer gemacht. Die Zeitkonstante zu gross zu wählen, ist aber ungünstig, weil dann die Regelung bei plötzlichen Pegelschwankungen zu langsam erfolgt.
In einem Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 gezeigten Schaltung hat sich bei einem bestimmten Röhrentyp bei einer Anodenspannung von 100 Volt. einer negativen Gittervorspannung von-3-6 Volt und einer Telegraphiergeschwindigkeit von 600 Zeichen pro Minute (50 Baud)
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10-20 Megohm.
Da beim Telegraphieren nur während etwa der halben Zeit Zeichen auftreten, ist es vorteilhaft, die Röhre etwas stärker in das positive Gebiet auszusteuern, so dass während der
Zeichen etwa der doppelte Gitterstrom fliesst.
Bei grösserer Überhöhung des Anfangspegels macht sich infolge der Verschiebung des
Arbeitspunktes gegen das Knie der Kennlinie eine Versteilerung der Zeichen bemerkbar. Auch werden dann durch die Wirkung des Gitterstromes die Zeichen an den Spitzen abgeflacht. Beide Erscheinungen sind aber vorteilhaft. besonders wenn infolge hoher Telegraphiergeschwindigkeit die Siebketten nicht mehr voll aussehwingen.
In diesem Falle wird nämlich durch die Ver- steilerung des Anstieges und Abflachung der Spitzen die bei hoher Telegraphiergeschwindigkeit häufig auftretende Welligkeit der Zeichen geglättet. Bei dieser Versteilel'l1ng und Glättung der Spitzen, die also einer besseren Annäherung an die erwünschte Reehtecksform entspricht. tritt jedoch keine Änderung der Zeichenlänge ein. da sich die durch das Arbeiten beim unteren Knie bewirkte Zeichenverkürzung und die durch den Gitterstrom bedingte Zeichenverlängerung bei richtiger Wahl der Arbeitsbedingungen der Röhre kompensieren. Man ist also durch etwa stärkere Aussteuerung in der Lage, die Kurvenform zu verbessern und gleichzeitig die Zeichenlänge von den Pegelschwankungen unabhängig zu erhalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Empfangseinrichtung für Trägerstromtelegraphie, insbesondere bei Impulsverstärkung mit Haltestrom, zum Zwecke, die Zeichenlänge im Empfangsrelais von Eingangspegelschwankungen unabhängig zu machen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gilterkreis oder Anodenkreis einer Vorverstärkerröhre eine Kombination eines Kondensators mit einem ohmschen Widerstande liegt.