<Desc/Clms Page number 1>
Kapazitives Telephon.
Bekanntlich ist eine Membran nur schwingungsfähig unter der Einwirkung wenigstens zweier entgegengesetzt wirkender Kräfte. Bei Telephonmembranen mit einseitiger Beanspruchung (Fig. 1) wirkt der Wechselstrom in der einen Richtung (a), während infolge der Durchbiegung der Membran eine ent-
EMI1.1
selbstverständlich auch kapazitiv erzeugt werden. Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit entlasteter Membran.
Die Entlastung kann bekanntlich elektrostatisch oder elektromagnetisch erfolgen. Da hier die Wirkung der Kräfte abhängig ist vom Abstand zwischen Membran und Magnetpolen, so ist die Membran, wenn sie als frei beweglich aufgehängt und unelastisch angenommen wird, nicht stabil. Sie muss daher selbst Elastizität besitzen, derart, dass sich ihre elastischen Kräfte, welche sie in die Ruhelagen zurückführen, beim Ausschwingen schneller ändern als die magnetischen bzw. elektrostatischen.
Die Erfindung hat ein kapazitives Telephon zum Gegenstand, dessen Membran ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. 2 entlastet ist, wobei die Entlastung durch ein Differentialsystem erfolgt, in welchem an Stelle der Zugkräfte gemäss Fig. 2 abstossende Kräfte auftreten, die durch gleichnamige Ladungen auf allen Kondensatorplatten erzeugt werden. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt, die erkennen lässt, dass die resultierende, die Membran bewegende Kraft mit Vergrösserung der Ausschläge abnimmt.
Ist beispielsweise die Kraft a infolge der grösseren Kraftwirkung zwischen m und pa grösser als b. so bewegt sie die Membran auf pb zu. Dabei wird s ständig kleiner, b ebenso grösser. so dass durch die Bewegung der Membran die elektrischen Kräfte selbst wieder in einen Gleichgewichtszustand gebracht werden, während gemäss Fig. 2 das Kräftegleichgewicht nur durch die zusätzlichen elastischen Kräfte der Membran erreicht wird. Nennenswerte Elastizität der Membran ist also nicht mehr erforderlich. Erfindungsgemäss können deshalb ausserordentlich leichte Membranen verwendet werden, z. B. dünnste Folien aus Aluminium oder anderen Metallen, leitend gemachte dünnste Glimmerseheiben, Papiere, Häufe u. a. m.
E, genügen Membranstärken von 1/loo mm und weniger, wenn die Membran durch leichte Spannung genügend eben gemacht wird. so dass ihr paralleler Abstand zu den ihr gegenüberstehenden Kondensatorplatten gewählt bleibt. Die Aufladung der Kondensatorplatten und der Membran auf gleichnamiges Potential erfolgt wegen der erforderlichen hohen Spannungen zweckmässig durch eine Wechsel- stromquelle über Ventilröhren (Glühkathodenröhren od. dgl. ) und entsprechend hohe Widerstände. Die Frequenz dieses Stromes kann zur Vermeidung von akustischen Störungen ausserhalb der hörbaren Frequenzen gewählt werden.
Fig. 4 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung. m, pa und pb sind drei auf gleichnamiges, u. zw. in diesem Falle negatives Potential aufzuladende Kondensatorbelege. Die Aufladung erfolgt durch die Wechselstromquelle us über den Gleichrichter gw1, der nach'111, pa und pb nur negative Stromimpulse durchlässt und die Wechselstromwiderstände ca da cm dm eb db. Diese Widerstände müssen so klein sein, dass die Ladungsverminderungen auf pa, m und pb infolge der Isolationsverluste genügend schnell ausgeglichen werden, dürfen aber, wie später dargelegt wird, eine gewisse Grösse nicht unterschreiten.
Der andere Pol der Wechselstromquelle kann entweder geerdet oder über einen zweiten Gleichrichter gut2 und geeignete Widerstände, z. B. Kondensatoren ce und cd, an zwei weitere Kondensatorplatten pe und pd gelegt werden. Letztere sind dabei zweckmässig so angeordnet, dass sie die zwischen m und pa sowie m und pb wirksamen negativen Ladungen der WechselstromqueHe 11'rrhöhen.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Durch Hf. erhalten pa und pb dann Ladungen verschiedenen Vorzeichens, durch die die resultierenden Ladungen dieser Platten entsprechend geändert werden.
Bei dem in der Fig. 4 beispielsweise angegebenen Vorzeichen der sekundären Spannung des Transfonuators nt erhält pa positive, pb negative Ladung, so dass die vorhandene negative Ladung auf pa vermindert, auf pb erhöht wird. Infolgedessen werden die
EMI2.2
wirkung dieser Resultierenden bewegt sich m auf pa. zu, wobei die Stosskräfte zwischen ? und pa'zu- und zwischen 111 und pb abnehmen.
Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades des Telephons und kon- stanter mittlerer Ladungen der Belege dürfen die Vorschaltwiderstände da, ca usw. eine gewisse Grösse nicht unterschreiten, damit einerseits der Nebenschluss für den Sprachwechselstrom nicht zu gross wird. andererseits während der Ladungsänderungen durch diesen Strom pa und pb keinen erheblichen Nach- schub negativer Ladungen durch erhalten.
An Stelle niederfrequenter Sprachwechselströme können auch Hochfrequenzströme, denen akustische Frequenzen überlagert sind, zur Betätigung des Telephons benutzt werden. In Fig. 6a ist die Charakteristik-eines solchen Hochfrequenzstromes dargestellt. Für die Wiedergabe solcher Ströme ist ein Gleichrichter erforderlich, der die Ströme im Telephon nur unipolar zur Wirkung kommen lässt. Zur besseren Ausnutzung der Hochfrequenzenergie ist eine Schaltungsweise vorteilhaft, deren Prinzip in Fig. 5 dargestellt ist. Durch Verwendung eines doppelseitigen Gleichrichters gh und zweier Transformatoren
EMI2.3
niederfrequenter Ströme durch Niederfrequenztransformatoren nt1 und nt2, bei Verwendung von Hochfrequenz durch entsprechende Hochfiequenztransformatoren und Gleichrichter.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kapazitives Telephon, bei dem die Membran zwischen zwei Kapazität flächen angeordnet ist, an welche die Spannung der Sprechströme angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Membran als auch die beiden Kapazitätsflächen mit demselben Pol einer sie aufladellden Spannungsquelle ver- bunden sind.