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Schaltungsanordnung zur Verhinderung der gegenseitigen Beeinflussung von Sender und Empfänger beim Trägerstromgegenverkehr, insbesondere mit einer einzigen Trägerfrequenz.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verhinderung der gegenseitigen Beeinflussung von Sender und Empfänger beim Trägerstromgegenverkehr und insbesondere solche Anordnungen, bei welchen die gleiche Trägerfrequenz für beide Verkehrsrichtungen verwendet wird. Für die Entkopplung bei derartigen Anordnungen mit nur einer Welle ist es bereits bekannt, die Entkopplung in der Weise durchzuführen, dass der Trägerstromerzeuger von den Sprechströmen nicht nur moduliert wird, sondern auch insbesondere unter Verwendung einer Elektronenröhre in der Weise schaltungsgemäss beeinflusst wird, dass bei Nichtvorhandensein von Sprechströmen im Senderkreis oder von niederfrequentigen Sendeströmen der Trägerstromerzeuger nicht wirksam ist.
Für derartige Trägerstromsignalanlagen mit Gegenverkehre (Duplex) hat man bereits vorgeschlagen, die Ausschaltung des Trägerstromerzeugers in der Weise mit einer Steuerung des Empfängers zu verbinden, dass bei Aussendung der Trägerwelle der Empfangskreis durch Parallelschaltung einer Elektronenröhre eine grössere Dämpfung erhält, so dass die Trägerwelle praktisch den Empfangskreis nicht beeinflussen kann.
Die bekannten Sende-und Empfangssehaltungen hatten jedoch den Nachteil, dass eine vollständige Entkopplung von Sender und Empfänger nicht möglich war. Dies rührt bei Sende-und Empfangsschaltungen, bei welchen der Sender und Empfänger jeweils durch elektromagnetische Relais abgetrennt wird, daher, dass über die Kontakte der mechanischen Relais eine verhältnismässig starke kapazitive Kopplung vorhanden ist, bei Anordnungen mit Änderungen von Dämpfungen jeweils im Sende-und Empfangskreis daher, dass diese Dämpfungsänderung nur in gewissen Grenzen möglich ist.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Sende-und Empfangssehal- tungen, u. zw. dadurch, dass bei einer Sende-und Empfangsschaltung vor dem eigentlichen Empfänger eine vorzugsweise aus Blindwiderständen bestehende Brückenschaltung vorgesehen ist, die bei Auftreten von Strömen des eigenen Senders vermittels eines Rohres so beeinflusst wird, dass Brückengleichgewicht herrscht und dadurch der Empfänger unbeeinflusst bleibt. Zweckmässig wird hiebei die Anordnung so. getroffen, dass parallel zu einem Kondensator ein Rohr geschaltet wird, das einen Teil der Senderströme nach vorheriger Gleichrichtung zugeführt erhält.
Vorteilhafterweise werden diesem Rohr auch ein Teil der Empfangsströme zugeführt, u. zw. ebenfalls nach vorheriger Gleichrichtung, so dass in Abhängigkeit von der Intensität der eintreffenden Signalströme das Rohr mehr oder weniger leitend und dadurch die Brücke unterschiedlich verstimmt wird. Diese Anordnung ermöglicht also, ausser der Blockierung des eigenen Empfängers beim Auftreten von Sendeströmen eine selektive Lautstärkenregelung durchzuführen, u. zw. ohne dass eine Änderung der Proportionalität zwischen eintreffenden und wiedergegebenen Signalzeichen, z. B. Sprachfrequenzen, auftritt. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kommt dadurch zustande, dass von dem gleichgerichteten Teil der Empfangsströme ein Teil abgezweigt und zur Blockierung des eigenen Senders benutzt wird.
Die die Sperrung veranlassenden Ströme werden dem Sender zweckmässig an dessen Vorverstärker oder Modulator zugeführt. Anstatt den eigenen Sender durch die gleichgerichteten Sprachströme unmittelbar zu sperren, kann nach der Erfindung die Anordnung mit Vorteil so getroffen werden, dass zur Einschaltung des Trägerstromerzeugers ein besonderer Stromerzeuger dient, der vorzugsweise eine Frequenz aufweist, die ausserhalb des Bereiches der niederfrequenten Signalströme liegt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Sende- und Empfangsschaltung, bei welcher beim Arbeiten des Senders der Empfänger und beim Arbeiten des Empfängers der Sender gesperrt wird, u. zw. unter Zuhilfenahme eines besonderen Steuergenerators, während bei der Anordnung nach Fig. 2, die ebenfalls eine Sende-und Empfangsschaltung betrifft, ein Teil der gleichgerichteten Empfangsströme zur Sperrung des Senders dient. In den beiden Figuren ist die bei der Anordnung nach der Erfindung mögliche Pegelregelung nicht eingezeichnet.
In der Fig. 1 ist 1, 2 der Eingangs-und Ausgangskreis der Trägerstromseite, beispielsweise eine Kopplungsleitung, die mit einer Antenne oder mit Fernleitungen irgendeiner Art, beispielsweise Starkstromleitungen, in bekannter Weise gekoppelt ist. 3, 4 ist der Ein-und Ausgangskreis der Niederfrequenzseite einer Station für Telephonie-Gegenverkehr (oder für Stromzeichenverkehr zu andern Zwecken) in beiden Richtungen. Die Leitungen 1, 2 stehen in Verbindung mit einem abstimmbaren Kreis 5,6, 7,9, der die abstimmbaren Kondensatoren 5,6 enthält, sowie die Primärspulen 7 und 9 der Transformatoren 7, 8 und 9, 10. Die Wicklung 10 des Transformators 9, 10 bildet zwei Zweige einer Brückenanordnung, deren weitere Zweige die Kondensatoren 11 und 12 sind und deren mittlerer Brückenzweig den Empfangszweig bildet.
Parallel zu dem einen Kondensator 12 liegt ein Elektronenrohr 13, dessen Gitterkathodenkreis von der Tonfrequenzspannung im Sendekreis über die Leitungen 15, 16, den Transformator 17 und den Gleichrichter 14 beeinflusst wird. Der Empfangskreis enthält eine Filterkette 19, einen bekannten Pegel-
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über ein Filter 23, einen weiteren Verstärker. M, den Anpasstransformator 24 und eine Differentialschaltung 25, 26 der eigentliche Empfänger über die Klemmen 3, 4 angeschlossen. 25 ist hiebei eine an sich bekannte Leitungsnachbildung, deren Widerstand so bemessen ist, dass er mit dem der Fernleitung, die von den Klemmen 3,4 abgeht, übereinstimmt.
Die rechte Wicklung des Transformators 26 ist in ebenfalls bekannter Weise an deren Mittelpunkt angezapft und die linke Wicklung des Anpasstransformators 24 ist einerseits mit diesem Mittelpunkt und anderseits mit dem Leitungsanschluss 4 verbunden.
Über den Anpasstransformator 24 des Empfängers ankommende Ströme werden also für die linke Wicklung des Anpasstransformators 26 keine Wirkung haben, da sich deren Ströme aufheben, während auszusendende Strome, d. h. Strome, die über die Leitung 3,4 ankommen, in der linken Wicklung des Transformators 26 Ströme erzeugen, die nur nach dem Hochfrequenzsender gelangen können, nicht aber nach dem Empfänger. Der Hochfrequenzsendekreis besteht im wesentlichen aus den Teilen 26-37 und ist in den Figuren der Einfachheit halber ebenfalls nur schematisch dargestellt. Der eigentliche Hochfrequenzgenerator ist mit 33 bezeichnet, 36 ist eine Modulationsanordnung, beispielsweise ein Modulationsrohr.
37 ist ein Verstärker für die Niederfrequenz, 31 ein Niederfrequenzfilter, während 34 einen Hochfrequenzverstärker für die modulierte Hochfrequenz und 35 ein Hochfrequenzfilter darstellt. Ferner ist 30 ein Steuergenerator, der durch eine Röhrenanordnung 32 gesteuert wird, die einerseits auf niederfrequente Ströme anspricht, die dem eigentlichen Empfangskreis entnommen werden und über den Transformator 28 einem Gleichrichter 27 zugeführt werden, um schliesslich in einem Verstärker 29 verstärkt zu werden.
Der Steuergenprator 30 wird also-nuf dann erregt und sperrt den Hochfrequenzsender 33, wenn der Empfänger in Tätigkeit ist.
Kommen über die Leitung 3, 4 Ströme an, so gelangen diese über den Transformator 26, den Nieder- frequenzverstärker 37, das Filter 31 nach dem Modulator 36. Gleichzeitig ist das Oszillatorrohr 33 für die Schwingungserzeugung freigegeben, da über den Empfänger keine Ströme eintreffen. Die modulierte Hochfrequenz des Rohres 36 gelangt schliesslich über den Hochfrequenzverstärker 34, das Filter 35, den Kopplungstransformator 7, 8 in den Ausgangskreis.. , 2. Ein Teil der Niederfrequenz gelangt nun, wie vorher bereits angegeben, an die Klemmen 15, 16 des Transformators. 17, wird dort im Gleichrichter 14 gleichgerichtet und bewirkt eine bestimmte Gitterspannungsverlagerung an dem Sperrohr 13.
Hiedurch wird die Brücke 11, 12 so weit verstimmt, dass BrückengleichgewicM herrscht und an den Mit, telpunktsklemmen der Brücke, an die der Empfänger angeschlossen ist, keine Spannungsdifferenz herrscht, so dass im gleichen Augenblick der gesamte Empfänger gesperrt wird. Dabei kann angenommen werden, dass das Gitter der Röhre 13 bereits in gewissem Umfange vorgespannt ist, so dass das bisher, beispielsweise vollkommen leitend gewesene Rohr nunmehr nicht leitend wird.
Ist die Sendung beendet, so verschwindet die zusätzliche. Spannung am Gitter 13, der Hochfrequenzempfänger wird dadurch betriebsbereit und nimmt beispielsweise Ströme auf, die über den Empfängerkreis 1, 2 ankommen. Diese gelangen über die verstimmte Brücke 11, 12, das Filter 19, den an sich be-
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den Niederfrequenzverstärker 18, den Anpasstransformator 24 und von dort zu dem eigentlichen Empfänger über die Anschlüsse 3, 4. Ein Teil der gleichgerichteten Niederfrequenzströme gelangt über den Transformator 28, den Gleichrichter 27, den Verstärker 29 nach der Relaisanordnung 32, bewirkt dort, dass der Steuergenerator 30 zum Ansprechen kommt, wodurch das Oszillatorrohr 33 gesperrt wird.
Eine Hochfrequenzsendung oder eine Selbsterregung des Hochfrequenzgenerators kann also auch beim Ein- treffen von Empfangsströme nicht auftreten. Nach Beendigung des Empfangs kann entweder eine erneute Sendung erfolgen oder aber der Empfänger und der Sender bleiben in arbeitsbereitem Zustand.
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Die Brückenschaltung 11, 12 besteht, wie aus der Figur hervorgeht, aus Blindwiderständen, was den Vorteil ergibt, dass die Gitterkapazität des Rohres 13 kompensiert werden kann, so dass tatsächlich eine vollständige Brückenabgleichung erzielt werden kann. Ausserdem hat diese Anordnung den Vorzug, dass praktisch kein Leistungsverbrauch stattfindet. Im abgestimmten Zustand der Brücke ist der Widerstand in den einzelnen Zweigen 11, 12 vollkommen gleich und hat zur Folge, dass in dem Brückenzweig, der den Empfänger 19-22 enthält, kein Strom mehr fliessen kann. Erst wenn in den Leitungen 15, 16 und in der Zuleitung zur Hochfrequenzsendeanordnung 26-35 tonfrequente Ströme nicht mehr fliessen, fällt die zusätzliche Gitterspannung des Rohres 13 fort.
Das Rohr 13 erhält wieder eine Spannung, die dessen Widerstand so weit herabsetzt, dass das Brückengleichgewicht wieder gestört wird, wodurch der Empfänger empfangsbereit wird. Der Transformator 17 kann übrigens mit einer weiteren Wicklung versehen sein, an welche ein weiterer Gleichrichter angeschlossen ist. Auch diese Wicklung wäre aus dem Sendekreis 26-35 zu speisen und kann dazu dienen, die durch den Transformator 17 und den Gleichrichter 14 bereits erzielte Wirkung zu unterstützen, wobei auch, um höhere Spannungsdifferenzen zu erzielen, mehrere Verstärkerstufen gesteuert werden können.
Als Sendeverstärkerröhren in der Sendeanordnung 26-35 werden zweckmässig Schirmgitterröhren verwendet. Dadurch kann der Widerstand im Senderzweig auch bei maximaler Leistungsabgabe gross gehalten werden gegen den Antennenwiderstand und damit auch gegen den Widerstand des Empfangskreises. Dies hat gegenüber der Verwendung von Dreielektrodenröhren als Sendeverstärker, bei deren maximaler Leistungsabgabe der durch die Röhren in den Leitungskreis übertragene Widerstand für die zu empfangende Frequenz selbst stets in der Grössenanordnung des Verbraucher-Antennenwider- standes liegt, den Vorteil, dass infolge des durch die Schirmgitterröhren in den Leitungskreis übertragenen höheren Widerstandes beim Empfang Energieverluste im Sendezweig nicht entstehen.
Die Verwendung einer Brücke aus Blindwiderständen hat den Vorteil, dass der kapazitive Widerstand der Röhre 13 vollständig kompensiert werden kann, d. h. die Brücke praktisch vollständig in Gleichgewicht gebracht werden kann, wodurch tatsächlich jedes Eindringen von Strömen des eigenen Senders vermieden wird.
Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist zwischen der Gleichrichterstufe 22 und dem Verstärker 18 eine Abzweigung eingeschaltet, die über einen Transformator 28 und einen Gleichrichter 27 eine Beeinflussung der Niederfrequenzverstärkerstufe 37 oder aber einer Hochfrequenzstufe der Sendeseite durch die demodulierten Empfangsströme gestattet. Es wird dadurch die Wirkung von den Empfangsströmen auf den Sender, die durch die Ausgleichsschaltung 24, 25,26 meist nur ungenügend vermieden wird, weiter vermindert.
Hiebei ist zwischen dem Verstärker 37 und der Filterkette 31 eine Abzweigung eingeschaltet, die mit einem Stromerzeuger 30 in Verbindung steht, welcher eine Frequenz besitzt, welche oberhalb des Sprachbandes liegt. Die hinter 37 abgezweigten Sprachströme werden dabei zweckmässig zunächst durch einen Verstärker 29 verstärkt und dienen beispielsweise nach Gleichrichtung zur Tastung oder Modulation des Stromerzeugers 30. Mit Hilfe der oben erwähnten relaisartig wirkenden Anordnung dient dieser zur Beeinflussung oder Schaltung des eigentlichen Trägerstromerzeugers 33, der direkt oder, wie gestrichelt angedeutet, über den Modulator beeinflusst werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist auf die Verwendung eines besonderen Sperrgenerators 30 verzichtet, und die im Empfänger auftretenden Signalströme, beispielsweise Sprachströme, werden hier ausser zu der entwaigen Beeinflussung der Brückenschaltung zwecks Regelung der Eingangsintensität auch zur unmittelbaren Sperrung des Senders benutzt. Bei der Anordnung nach der Fig. 2 ist ausserdem die Einrichtung gemäss Fig. 1, die zur Sperrung des Empfängers benutzt wird, beim Arbeiten des eigenen Senders der Einfachheit halber nicht nochmals dargestellt. Diese ist unmittelbar an den Transformator 9, 10 anschliessend zu denken.
In der Fig. 2 ist wiederum 1, 2 ein mit einer Antenne oder einer Fernleitung gekoppelter Kreis, der mit einer Sende-und Empfangsschaltung in Verbindung steht. Die Leitungen 1, 2 sind mit einem Kreis 5,6, 7,9 verbunden, wobei die Spulen 7 und 9 je eine Spule zweier Transformatoren 7, 8 und 9, 10 bilden und die Kondensatoren 5,6 zur Abstimmung auf die verwendeten Frequenzen vorgesehen sind.
Der Transformator 9, 10 steht über die nicht gezeichnete Anordnung 11, 12, 13 nach Fig. 1 in
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mator 24, der mit der Differentialschaltung 25,26, wie oben eingehend beschrieben wurde, in Verbindung steht. Das eigentliche Niederfrequenzfernsprechgerät ist an die Klemme 3,4 angeschlossen. An dem Differentialtransformator 26 ist im Sendeteil der Niederfrequenzverstärker 37 angeschlossen, der zwei Ausgänge besitzt. Der eine Ausgang führt diejenigen Ströme, die über das Niederfrequenzfilter 31 an die Modulationseinrichtung M gelangt, um dort den hochfrequenten Träger des Schwingungserzeugers 33 mit der Sprachfrequenz zu modulieren.
Vom Empfänger wird über einen Transformator 28 und den Gleichrichter 27 ein Teil der empfangenen Sprechströme dem Verstärker 37 zugeführt, der dadurch, beispielsweise durch die bekannte Gitterspannungsverlagerung, für auszusendende Sprechströme gesperrt wird. Die Sperrung des Senders kann aber auch in der Weise erfolgen, dass die Sprechströme des Emp-
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fängers über den Transformator 28, den Gleichrichter 27, den besonderen Verstärker 29, der Modulationseinrichtung M oder 36 zugeführt werden, um dort, vorzugsweise ebenfalls durch Gitterspannungsverlagerung, die Sperrung des hochfrequenten Senders zu bewirken. Gegebenenfalls können auch beide Sperrungen gleichzeitig verwendet werden.
Wenn, wie in den Fig. 1 und 2 nur schematisch angedeutet, die Sende-und Empfangssehaltungen mit Pegelregler im Empfänger arbeiten sollen, so ist es nur notwendig, in den Gitterkreis des die Brücke verstimmenden Rohres vor den Gleichrichter noch einen weiteren Transformator zu legen, dem Energie aus dem Empfangskreis zugeführt wird. In diese Abzweigung aus dem Empfangskreis kann dann auch der den Sender sperrende Transformator eingeschaltet sein. Es kann hiefür auch ein Transformator mit mehreren Sekundärwicklungen dienen. Dadurch wird die Brücke 11, 12 nicht nur in Abhängigkeit von den Sendeströmen beeinflusst, d. h. ins Gleichgewicht gebracht, sondern in Abhängigkeit von der Intensität der empfangenen Signalströme mehr oder weniger stark verstimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Verhinderung der gegenseitigen Beeinflussung von Sender und Empfänger beim Trägerstromgegenverkehr, insbesondere mit einer einzigen Trägerfrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem eigentlichen Empfänger der Sende-und Empfangsschaltung eine vorzugsweise aus Blindwiderständen bestehende Brückenschaltung vorgesehen ist, die beim Auftreten von Strömen des eigenen Senders so beeinflusst wird, dass das Brückengleichgewicht hergestellt und dadurch der Empfänger unwirksam gemacht wird.