DE349355C - Anordnung zum gleichzeitigen Senden und Empfangen mit verschiedener oder gleicher Wellenlaenge fuer drahtlose oder Leitungstelephonie - Google Patents

Description

Auf dem Gebiet des gleichzeitigen Sendens und Empfangene mit derselben Antenne für drahtlose Telegraphic und Telephonie sind die Arbeiten von Fessenden besonders wichtig. Schon im Patent 208750 gibt dieser eine Lösung des Gegensprechproblems durch Erzielung eines Spannungsausgleichs in den Anschlußpunkten des Empfängers mit Hilfe eines Kraft absorbierenden Systems als einen Zweig einer Brückenschaltung. In ähnlicher Weise ist in neuester Zeit die Aufgabe des Gegensprechens durch die Anordnungen mit Brückenschaltung in den deutschen Patentschriften 274925, 299094 und 308423 gelöst worden. Alle- Brückenschaltungen haben aber den Nachteil, daß bei Abgleichung des Systems Antenne-Erde durch ein System gleichen Wechselstromwiderstandes die aufgewandte Energie nur zur Hälfte nutzbar gemacht werden kann und daß also bei ihrer Anwendung die normale Reichweite der Station erheblich verringert wird. Die wei-

teren von Fessenden angegebenen Methoden in den Patenten 208748 und 242956 beziehen sich im wesentlichen auf ein Gegensprechen mittels Schwebungsempfang, bd welchem Verfahren die großen Unterschiede der Amplituden der Sende- und Empfangswelle den Empfang bei gleichzeitigem Senden nicht erheblich stören. Allerdings haben sich bei der praktischen Durchführung dieser Gegeilsprechanordnungen störende Rückwirkungen des Sendekreises auf den Empfangskreis beim Schließen und ,öffnen des Sendetasters ergeben; und zur Aufhebung dieser Störungen wird — wie im Patent 242956 angegeben —- in den Empfangsstromkreis ein vom Sendekreis direkt betätigter Kompensationstransformator (124, 126 in der Zeichnung daselbst) hinzugeschaltet.

Unsere Anordnungen bieten gegenüber den Lösungen des Gegensprechproblems mit Hilfe von Brückenschaltungen den Vorteil, daß sie ohne Energieverluste arbeiten, weil wir mit Anordnung der Kompensationselemente im Gitterkreis von Glühkathodenrohren jegliches Kraft absorbierende System vermeiden. Den Anordnungen mit Schwebungsempfang gegenüber ergeben die unten beschriebenen Anordnungen den Vorteil, daß die miteinander sprechenden Stationen in der Wahl der WeI-lenlängen vollkommen unabhängig sind.»

Die folgende Beschreibung der Anordnungen zum gleichzeitigen Senden und Empfangen zerfällt in zwei größere Teile, wovon der erste vom Gegensprechverkehr mit verschiedener Sende- und Empfangswelle, der zweite vom Gegensprechen mit gleicher Sende- und Empfangswelle handelt.

Ist die Empfangswelle von der Sendewelle verschieden, so ermöglicht die durch Abb. 1 dargestellte Anordnung ein gleichzeitiges Senden und Empfangen mit einer Antenne. Von dem Hochfrequenzgenerator 1 wird dem Schwingungskreis 2, welcher auf die Wellenlänge X₁ abgestimmt ist, die Sendeenergie zuerteilt. Der Schwingungkreis 2 ist auf der einen Seite über einen Phasenverschiebungsapparat 5 mit dem Kreis 6, welcher ebenfalls j . auf X₁ abgestimmt ist, gekoppelt. Im Gitter- 1 kreis des Rohres 7 liegt mit der Vorschalt- : batterie 8 und dem Schwingungskreis 6 noch i hintereinander der Schwingungskreis 4; dieser ; ist auf die Wellenlänge X₂ der zu empfangenden ; Welle abgestimmt. Durch den bei negativer ' Gitterspannung sehr hohen Widerstand Gitter-Kathode ist jede Einwirkung — etwa durch ^: galvanische Koppelung — der beiden Schwingungskreise 4 und 6 aufeinander verhindert. ; Der Schwingungskreis 2 ist als Sendekreis, ^[ Schwingungskreis 4 als Empfangskreis anzu- ! sehen. Der Vorteil der hier beschriebenen > Kompensationseinrichtung gegenüber der von ' Fessenden in Patent 242956 zum Ausgleich der störenden Wirkungen von Sendeorganen auf Empfangsorgane beim Schließen und Öffnen des Sendetasters angegebene besteht im wesentlichen darin, daß bei uns die Abgleichung der Hochfrequenz nicht durch Transformatoren — also aperiodische Schaltelemente —, sondern durch Schwingungskreise — periodische Schaltelemente — geschieht; was nur dadurch möglich wird, daß die beiden Schwingungskreise (von denen 4 auf die Empfangswellenlänge X₂, der andere 6 auf die Sendewellenlänge X₁ abgestimmt ist) durch den hohen Widerstand Gitter-Kathode im Gitterkreis von Rohr 7 getrennt werden. Abb. 2 gibt ein vergleichendes Bild der Amplitudengrößen der Schwingungen, welche einerseits durch die Sendewelle X₁ und anderseits durch die Empfangswelle X₂ in den Schwingungskreisen 2, 4 und 6 hervorgerufen werden.

Die Wirkungsweise der Schaltung ist nun folgende:

Gehen von dem auf X₁ abgestimmten Kreis 2 Sendewellen in die Antenne, so werden wegen der hohen Amplituden der Sendeschwingungen (« in Kreis 2) in dem auf die andere Wellen-Sänge X₂ abgestimmten Empfangsschwingungskreis 4 dennoch Amplituden, von der Größe c in Abb. 2 erzeugt werden. Diese werden aber dadurch in ihrer Wirkung auf das Gitter des ersten Empfangsrohres 7 aufgehoben, daß ihnen Schwingungen von gleicher Amplitude, aber entgegengesetzter Richtung {e in Abb. 2) von dem auf X₁ abgestimmten Kreis 6 entgegentreten. Dem Kreis 6 werden diese Schwingungen durch Koppelung mit dem Sendekreis 2 in der richtigen Größe und Richtung über den Phasenverschieber 5 zuerteEt. Durch die Sendeschwingungen bleibt also das Potential des Gitters von Rohr 7 gegen die Kathode in Ruhe. Treffen "dagegen ankommende Wellen von der Wellenlänge X₂ auf die Antenne, so nimmt zwar der Empfangskreis 4 diese unter Optimumbedingungen auf (vgl. d in Abb. 2) und gibt sie so an das Gitter des Rohres 7 weiter; dagegen wird der auf X₁ abgestimmte Sendekreis 2 nur bis zur Amplitude b (Abb. 2) erregt, und. von Kreis 2 etwa noch weitergegebene, schon sehr geschwächte Schwingungen von der Wellenlänge X₂ werden von dem Kompensationskreis 6 nicht mehr aufgenommen, weil dieser auch auf X₁ abgestimmt ist. Es findet also für die ankommenden Wellen keine Kompensationswirkung mehr statt, vielmehr werden die ankommenden Wellen von den abgehenden durch diese Schaltung streng gesondert, wenn nur die Empfangswelle von der Sendewelle in der Wellenlänge verschieden ist.

Die in Abb. 1 dargestellte Anordnung ist für gleichzeitiges Senden und Empfangen, mit

nur einer Wellenlänge nicht brauchbar; denn wäre der Sendekreis 2 und der Kompensationskreis 6 auf dieselbe Wellenlänge abgestimmt wie der Empfangskreis 4, so würde Kreis 2 von der ankommenden Welle ebenso stark erregt werden wie Kreis 4 und seine Schwingungen in voller Stärke Kreis 6 mitteilen, so daß die allkommenden Wellen genau so kompensiert werden wie die ausgesandten.

Eine Anordnung zum gleichzeitigen Senden und Empfangen mit nur einer Wellenlänge ist durch Abb. 3 dargestellt. Die Hochfrequenzschwingungen kommen dort wie bei Leitungswellentelephonie über die Fernleitung 9; doch könnte die Aufnahme und Sendung der Schwingungen natürlich auch durch eine Antenne geschehen. Die Einzelteile der Schaltung sind folgende: 15 ist das erste Rohr des Empfängers. 16 ist ein Hochfrequenzverstärker, 17 ein Hochfrequenzgleichrichter. 20 deutet ein sogenanntes Amplitudenausgleichrohr an, welches infolge seines Sättigungsstromes Wellenzüge von ungleichen Amplituden zu einem Wellenzug mit gleichbleibender Amplitude reduziert, sobald durch die ungleichen Amplituden des abzugleichenden Wellenzuges jedesmal die Gitterspannung überschritten wird, welche schon den Sättigungsstrom des Rohres hervorruft. 21 ist ein Endenergierohr, das die vom Amplitudenausgleichrohr 20 kommenden Schwingungen verstärkt, welche dann über den Phasenverschiebungsapparat 22 dem Schwingungskreis 26 zugeführt werden. 18 ist das Senderohr, dessen Gitter 19 für gewöhnlich nur am Schwingungskreis 26 und an der Spule 31 liegt, welches aber durch den zweipoligen Schalter 23 über den hohen Widerstand 35 mit dem Schwingungskreis 24 verbunden werden kann, wobei dann der Schwingungskreis 26 kurzgeschlossen wird. Der hohe Widerstand 35 in der hier benutzten Sendeschaltung — an deren Stelle aber auch andere Rohrsendeschaltungen benutzt werden können — ist ungefähr gleich dem mittleren Widerstand Gitter-Kathode von i8, und er verhindert ein Kurzschließen der Spule 31 über die Selbstinduktion des Schwingungskreises 24 (bei Umlegen des Schalters 23 in die gestrichelt gezeichnete Stellung). Der Spule 31 ist zwecks besserer Einstellung ein variabler Widerstand 30 parallel geschaltet. Den Primärseiten 32 und 33 der beiden Sprachfrequenzübertrager 31, 32 und 33, 34 wird der Strom in Sprachfrequenz von dem Mikrophon 28 geliefert. Für die Hochfrequenz ist der Spule 34 der Überbrückungskondensator 37 parallel geschaltet, wie auch bei der anrufenden Station der Spule 31, noch der Überbrückungskondensator 36 parallel gelegt werden muß. Die Schwingungskreise 24, 25 und 26 sind auf ein und dieselbe Wellenlänge abgestimmt. Im Gitter-

; kreis des ersten Empfangsrohres 15 liegen hintereinander die Batterie 29, die Spule 34 und der Schwingungskreis 25; diese drei EIe-

, mente liefern die Steuerspannung des Rohres 15. Die Wirkungsweise der Schaltung ist nun folgende:

Die gezeichnete Station sei die angerufene; der Schalter 23 hat dann die ausgezogen gezeichnete Stellung. Die ankommenden Schwingμngen erregen den Schwingungskreis 25, und da dieser im Gitterkreis des Rohres 15 liegt, wird nach Passieren des Verstärkers 16 und des Gleichrichters 17 die von der anderen Station gesandte Sprache im Telephon 27 zu hören sein. Würde nun ohne weiteres durch den Schwingungskreis 24 von der gezeichneten Station gesandt werden, so würde die unmittelbare Einwirkung auf den Empfänger derselben Station ein weiteres Verstehen der anderen Station unmöglich machen. Um eine Aussonderung des Empfangenen von dem Gesandten herbeizuführen, werden nun die Hochfrequenzschwingungen des ausgesandten WeI-lenzuges in Phase mit den Hochfrequenzschwingungen gleicher Frequenz des ankommenden Wellenzuges gebracht. Dies geschieht ' dadurch, daß nach Verstärkung der ankommenden Schwingungen, also hinter 16, die Schwingungen zum Ausgleich auf ein und dieselbe Amplitude in das Amplitudenausgleichrohr 20 gesandt werden. Nach Erfüllung der Aufgabe von 20 betätigen die Schwingungen das Endenergierohr 21 und erregen dann nach Passieren des Phasenverschiebers 22 den Schwingungskreis 26, welcher wiederum mit dem Gitter 19 des Rohrsenders 18 gekoppelt ist, so daß der vollkommene Synchronismus der ankommenden Hochfrequenzschwingungen 1 οΌ mit den ausgesandten durch diese Anordnung gewährleistet wird. Nunmehr werden die Amplituden der von der gezeichneten Station gegebenen Wellen stets um die Amplituden der ankommenden Wellen erhöht werden, wie es in Abb. 4 veranschaulicht wird. 10 und 13 sind die um einen gewissen — vorläufig festliegenden — Nullwert 14 schwankenden Amplitudenhöhen der gesandten Wellen, und ix deutet auf der einen Seite die Über- χ höhungen dieser Amplituden um die von den empfangenen Wellen herrührenden an. Nun ist durch die Transformatoren 31, 32 und 33, 34 — welche die einfachen Sprachfrequenzschwingungen von dem Mikrophon 28 erhalten — eine Einrichtung gegeben, die die den ausgesandten Wellen überlagerte Sprachfrequenz, welche auch von dem Schwingungskreis 25 aufgenommen und damit in den Gitterkreis des Rohres 15 gebracht wird, durch entgegengesetzt verlaufende Sprachfrequenzwellenzüge wieder ausgleicht. Abb.' 4 veranschaulicht

dies folgendermaßen. 13,12,10 und 11 geben die Amplitudenkurven am Gitter von 15 wieder, wenn die Wirkung des Übertragers 33 34 aiisgeschaltet gedacht ist; tritt dieser dagegen in Tätigkeit, so gibt die in 34 hervorgerufene Strom kurve den vorher konstant gedachten Mittelwert der Schwingungen 12 die Form 12' — welche vollkommen der von 13 gleich ist —, so daß die von der ausgesandten Sprache herrührende Amplitudenkurvc 10 nunmfhr die Form io' annimmt, also eine gerade Linie. Unfceeinträchtigt davon bleiben die Differenzen zwischen 10 und 11, so daß wir in 10' die A'mplitudenkurve der ankommenden Wellen gereinigt vor uns haben. Da durch die Transformatoren vor dem Telephon ; 27 an dieses nur die Amplitudenschwankun- j gen der Kurve ii' gelangen, wird hier das ! von der anderen Station Gesandte trotz gleichzeitigen Sendens ungestört gehört. Die Wirkungsweise des Transformators 33, 34 weicht demgemäß von der Wirkungsweise des in Patent 242956 angegebenen Transformators 124,126 — der als Hochfrequenztransformator zum einfachen Abgleichen der Hochfrequenz dient — grundsätzlich dadurch ab, daß 33, 34 in Abb. 3 lediglich ein für Sprachfrequenz · gebauter Transformator ist und zum Abgleichen der in Sprachfrequenz wechselnden ; Amplitudenkurve der Hochfrequenz dient, ohne daß dadurch die Hochfrequenzschwingungen vernichtet werden, wie es bei Ausbau der von Fessenden in Patent 242956 gegebenen Schaltung der Fall sein würde, as Ist die gezeichnete Station nicht die angerufene, sondern die anrufende, so mnß der Schalter 23 so gestellt werden, wie es gestrichelt angegeben ist, damit das Gitter 19 über den Widerstand 35 direkt an den Schwingungskreis 24 gelegt ist, um einen selbsterregenden Hochfrequenzgenerator zu erhalten. Die andere Station hat dann natürlich den j Schalter 23 in der ausgezogen gezeichneten j Stellung. . . . .

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Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anordnung zum gleichzeitigen Senden und Empfangen mit verschiedener oder , gleicher Wellenlänge für "drahtlose oder ; Leitungswellentelephonie unter Anwendung : einer Kompensationsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß, das kompensierende \ Schaltelement mit, dem Empfangskreis, i dessen Schwankungen (soweit sie -. vom eigenen Sender herrühren) zu kompensieren sind, hintereinander mit dem durch ein negatives Gitterpotential sehr hoch gehaltenen Widerstand Gitter-Kathode liegen, so daß jede Beeinflussung des Empfangskreises durch die Kompensationselemente infolge des sehr hohen Widerstandes Gitter-Kathode verhindert wird.
2. 2. Anordnung zum Gegensprechen mit . verschiedener Wellenlänge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltelement zur Kompensation ein Schwingungskreis dient, der auf die Wellenlänge der von der Station ausgehenden Schwingungen abgestimmt ist und von diesen betätigt wird, und welcher mit dem emp- · fangenden Schwingungskreis und dem Widerstand Gitter-Kathode in Reihe geschaltet ist.
3. 3. Anordnung zum · Gegensprechen mit einer Wellenlänge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gitterkreis des ersten Empfangsrohres mit dem Empfangskreis und dem Widerstand Gitter-Kathode in Reihe die Sekundärspule eines Transformators für Tonfrequenz geschaltet ist,. welcher die gesandte Sprachwelle in der Weise -zur Abgleichung benutzt, daß die Amplitudenkurve der gesandten Hochfrequenzwelle auf einen konstanten Wert gebracht wird, über den hinaus die mit der Sendewelle synchron, empfangenen Wellen Schwankungen erzeugen.
4. 4. Schaltung eines Rohrsenders zur Verwendung in Gegensprechstationen nach Anspruch 3 mit einem im- Anodenkreis liegenden Schwingungskreis und einem für Tonfrequenz gebauten, zur .Übermittelung der Sprache dienenden Übertrager im Gitterkreis, dadurch, gekennzeichnet, daß die Sekundärspule des Übertragers parallel zum Widerstand Gitter-Kathode liegt, wobei ein dem mittleren Wechselstromwiderstand ^Gitter-Kathode- ungefähr gleicher Widerstand im der Zuleitung des Gitters und der Sekundärspule des Übertragers zum Schwingungskreis liegt. -.. . . . ;
5. 5. Anordnung zur Erzielung des Synchronismus zwischen der gesandten und empfangenen Welle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Rohrsenders in der angerufenen Station das Gitter des Senderohres nicht von dem eigenen Schwingungskreis, sondern von den durch ein Amplitudenausgleichrohr auf konstante Amplitudenhöhe gebrachten empfangenen Wellen betätigt wird. .

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen