-
Anordnung zum Empfang von elektromagnetischen Wellen konstanter Schwingungszahl
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, um die Wirkung der Störungen
in den Empfangsanordnungen für elektrische Wellen herabzusetzen und ist vorzüglich
in der drahtlosen Telegraphie zur Aufnahme gedämpfter oder ungedämpfter Wellen geeignet,
falls die gedämpften Wellenzüge oder die zur Wirkung gebrachten Schwingungsänderungen
eine gleichbleibende hörbare Periode haben.
-
Die Erfindung ist auch im Drahtverkehr anwendbar, wenn es sich um
die Aufnahme von Strömen hörbarer Schwingungszahl handelt.
-
Die Anordnung gestattet unter besseren Bedingungen, als dies bisher
möglich war, die Empfänger geigen Störungen aller Art zu schützen.
-
Bekanntlich wirken die sehr kurzen atmosphärischen Störungen, welche
die unangenehmsten sind, als Stoß auf die Wellenempfänger und regen sie zu Schwingungen
in ihrer Eigenperiode an; wenn also ein Empfänger auf eine :bestimmte Wellenlänge,
entsprechend der des Gebers, eingestellt ist, so nehmen auch die auf ihn wirkenden
Störströme die Eigenschwingungszahl des Empfängers an. Deshalb und aus dem Grunde,
weil die Wellenlänge für die Störströme die gleiche wie für die Zeichenströme wird,
ist es nicht möglich, die Störungen, die gleiche oder größere Amplitude wie die
Zeichen haben, mittels Hochfrequenzsiebverfahren auszurnerzen, wie das schon vorgeschlagen
ist.
-
Diese Verfahren wurden bisher grundsätzlich in zwei verschiedenen
und entgegengesetzten Arten ausgeübt und bestanden entweder in der Anwendung wenig
gedämpfter Kreise, die eine Trennung der Störströme und der Zeichenströme durch
Verringerung der Kopplung zwischen den aufeinanderfolgenden Kreisen bewirkten, oder
in der Anwendung.gedämpfter Kreise, die, um, den gleichen Zweck zu erreichen, notwendig
enger gekoppelt sein mußten als im vorigen Fall.. Iah ersten Falle erhöhte man in
dem Maße, wie man die Signalstärke vergrößerte, zugleich die Wirkung der Störungen;
wenn man aber die Kopplung der folgenden Kreise lockerte, verlor man so viel an
Stärke, wie man durch Aussonderung der Störströme von geringerer Stärke als die
Zeichenströme an Klarheit gewann.
-
Im zweiten Falle war dagegen wegen der starken Dämpfung .die aufgenommene
Energie gering und erforderte eine um so engere Kopplung der folgenden Kreise, je
stärker die Dämpfung war, was am Ergebnis nichts änderte.
-
Außerdem hat man festgestellt, daß die Störströme in den Empfängern
frei abklingende Ströme sind und sich für das Gehör in Geräusche umsetzen (aperiodische
Ströme), während die Zeichenströme als Töne (Ströme von wohldefinierter Schwingungszahl)
@hörbar werden, was dem Beobachter bei großer Übung eine Unterscheidung ermöglicht.
-
Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen sind verschiedene Störbefreiungsverfahren
vorgeschlagen worden. Die Mehrzahl derselben, :die nicht zu -den bereits angegebenen
gehören, lassen-sich in die folgenden Gruppen einordnen r. Verfahren, die sich auf.
den Gebrauch von Strombegrenzern gründen, in denen die beiden Arten von Schwingungen
- vom Wellensammler aufgenommene Stör- und Zeichenströme - dem Empfänger über ein
Ventil oder einen Strombegrenzer zugeführt werden, die nur Schwingungen bis zu gegebener
Höchstgrenze den Durchgang gestattet. Diese Begrenzer bestehen im allgemeinen aus
Dreielektrodenröhren, die in der Nähe eines Sättigungspunktes arbeiten. Die wenig
befriedigenden Ergebnisse, die man bisher erhalten konnte, rühren daher, daß die
Charakteristiken selbst der für diesen Zweck bestgeeigneten Röhren keinen genügend
scharfen Knick besitzen, um die Amplituden-
Begrenzung für Störströme
von etwas höherer Größenordnung als die Ströme der üblichen, verhältnismäßig geringen
Zeichenstärke der drahtlosen Telegraphie zuzulassen, und daß die nach diesen Verfahren
beschränkten Zeichenströme auch. nach der Beschränkung eine erheblich .größere Stärke
als die Signale besitzen.
-
a. Verfahren, die auf der Resonanz hinter dem Detektor beruhen, da
die zu beseitigenden Störströme uraperiodisch, die Zeichenströme aber periodisch
sind. Die beiden verschiedenen Schwingungen werden in Kreise geschickt, die auf
die Zeichenschwingungszahl abgestimmt sind und daher die Zeichen bevorzugen.
-
Dieses Verfahren gestattet es unbestreitbar, Störschwingungen von
geringerer, gleicher und selbst ein wenig größerer Stärke als die Zeichenschwingungen
auszumerzen; wenn es sich .aber um wesentlich stärkere Störschwingungen handelt,
wie es ja häufig der Fall ist, wirkt eine solche Anordnung schlecht, insofern, als
ebenso wie bei der Hochfrequ:enzschw ingung die mächtigen Störschwingungen die Niederfrequenzkreise
zu ihrer Eigenschwingung anregen und daher die gleiche Schwingungszahl annehmen
wie die Zeichen, auf die diese Kreise abgestimmt sind, wodurch sich die Schwierigkeit,
die Störungen von den Zeichen zu unterscheiden, noch erhöht. So wird das, was man
durch die selektive Wirkung gewinnt, durch den Übelstand wieder aufgewogen, daß
den kräftigen Störströmen die Zeichenschwingungszahl aufgezwungen wird.
-
3. Differentialverfahren, in denen Zeichen und Störungen auf zwei
Gruppen von Kreisen wirken, von denen die eine die Störströme und die Zeichen umfaßt,
die andere nur die Störströme. Die aus diesen Gruppen hervorgehenden Ströme, von
denen man annimmt. daß sie gleichartig sind, werden dann einander entgegengeschaltet,
so daß nur die Zeichenströme, .denen keine Gegenwirkung gegenübersteht, übrigbleiben.
-
Keines dieser Verfahren für sich hat bisher eine befriedigende Lösung
gegeben und ebensoweni:g eine Zusammenfassung.
-
Die vorliegende Erfindung hat ein Enrpfarigs G-erfalireri turn Gegenstand.
das die folgenden .Mittel ausnutzt: r. Eine Gruppe von ausreichend aperiodischen
Verstärkerkreisen,die Vakuumröhren oder Dreielektrodenröhren enthalten und durch
die sowohl die aufzunehmenden Zeichenströme als auch die Störströme ohne Änderung
ihrer Kurvenform genügend verstärkt werden.
-
a. Eine Gruppe von Resonanzwahlkreisen, die eine ausreichende Zahl
von Lampen oder Dreielektiodenröhren enthalten, von denen jeder Kreis auf die schließliche
Niederfrequenzperiode der aufgenommenen Zeichen (oder ein -Vielfaches oder einen
Bruchteil derselben) abgestimmt ist.
-
Diese Gruppen sind imstande, die folgenden Vorgänge ins Werk zu setzen:
a) Eine ausreichende Verstärkung (d. h. für den ins Auge gefaßten Zweck eine wesentlich
größere als die in den bekannten Anordnungen erstrebte), ohne durch Resonanzwirkung
in der Niederfrequenz die aperiodische Natur der aufgenommenen Störströme zu verändern:
b) Die in ihrer Forte nicht veränderten Ströme hinter dem Detektor in eine Gruppe
auf den Signalton abgestimmter Tonkreise eintreten zu lassen, die über Dreielektrodenröhren
in Kaskade gekoppelt sind, die nicht als Verstärker wirken; zu diesem Zweck sind
die Kuppellämpen, trotzdem sie im übrigen wie Verstärkerlampen angeordnet sein können,
nur schwach geheizt, um dadurch eine Verstärkerwirkung zu vermeiden, aber eine große
Selektivität auf Kosten der Empfangsstärke zu haben. In der Tat entspricht in diesem
Falle die Verringerung der Heizung einer Lockerung der Kopplung zwischen Primär-
und Sekundärwicklung der Resonanztransformatoren, da ja der verringerte Mittelwert
der Anodenstromstärke ein weniger auf die Sekundärwicklung wirkendes magnetisches
Feld ergibt, so daß man auf diese Weise die gleiche Wirkung erzielt, als wenn man
ohne Veränderung der Lampenheizung die Kopplung zwischen Primär-und Sekundärwicklung
auf eine übliche Art gelockert hätte.
-
c) Diese letzteren Lampen haben, trotzdem sie nicht als Verstärker
wirken, da ja die Ströme nach dem Durchgang durch diese Kreise schwächer sind als
zuvor, doch eine Anodenstromcharakteristik, die dank der schwachen Heizung einen
merklich verkleinerten Höchstwert des Sättigungsstrome, besitzt, jedoch immer noch
einen schwachen Knick hat, der es ermöglicht, die Stromverluste in den Transformatoren
bis zu einem gewissen Grade auszugleichen und vor allen Dingen, dank der sehr geringen
Sättigung des Anudenstroines, für verhältnismäßig schwache Gitterschwingungen die
Amplitudenbegrenzung durchzuführen.
-
d) Durch die Anwendung der ersten und zweiten Gruppe von Stromkreisen,
:die eine verhältnismäßig große "Zahl von Vakuumröhren umfassen, entstehen in der
abgestimmten Gruppe genügend starke Dauerschwingungen von der Schwingungszahl der
benutzten Kreise, d. h. von der Schwingungszahl der Zeichen, auf die sie abgestimmt
sind, und
zwar wegen der sehr schwachen Lampenheizung der periodischen
Kreise, die außerdem noch die oben angedeuteten Vorteile mit sich bringt. In einer
solchen Zusammenstellung von praktisch aperiodischen Niederfrequenzkreisen und Niederfrequenztransformatoren
entstehen in den Resonanzkreisen Schwingungen, obwohl diese Kreise mit sehr viel
schwächeren Lampenheizungen arbeiten als die Kreise der ersten Gruppe.
-
e) Die von der ersten Gruppe stark verstärkten Ströme bewahren trotz
der Schwächung in der zweiten Gruppe infolge der schwachen Heizung und der Selektivwirkung
eine genügende Stärke, daß dank .der kräftigen Verstärkung in der ersten Gruppe
die ausgewählten Ströme, d. h. die lediglich von den Zeichen hervorgerufenen Ströme,
Dauerschwingungen in der Resonanzgruppe hervorrrufen und unterhalten können, so
daß man zum Schluß durch diese Schwingungen eine Wiedergabe der Signale erhält,
.die auf diese Weise rein, verhältnismäßig stark und ohne Störungen herauskommen.
-
Die Beschreibung erläutert an Hand der Abbildungen eine beispielsweise
Ausführungsart der Erfindung.
-
Die Regelung kann unabhängig von der Hoch- und Niederfrequenzabstimmung
ausschließlich durch die Heizung der Lampen bewirkt werden, um sie nach den oben
erwähnten Grundsätzen in Wirksamkeit zu setzen.
-
A ist eine Verstärkungs- und Detektoreinrichtung und enthält eine
abgestimmte Hochfrequenzstufe, eine Detektorlampe und zwei N iederfrequenzstufen
mit praktisch aperiodischen Transformatoren. a, a sind die Eintrittsklemmen
des Hochfrequenzstromes, b, b sind die Antrittsklemmen des gleichgerichteten
verstärkten Stromes, der in eine weitere 'Anordnung von Verstärkern mit praktisch
aperiodischen Transformatoren geschickt wird.
-
i sind die Primärwicklungen dieser Transformatoren, h ihre Sekundärwicklungen,
g die magnetischen Kreise. m sind die Verstärkerlampen der aperiodischen Niederfrequenzkreise,
o ist der Heizregler für diese Lampen.
-
Die auch für schwache Empfangsströme ausreichend verstärkten Ströme
werden in die nachfolgende Resonanzgruppe geschickt, in der die Primärwicklungen
der Transformatoren mit j, die Sekundärwicklungen mit l bezeichnet sind, die offenen
magnetischen Kreise der Transformatoren mit h, die Abstimrnkondensatoren dieser
Kreise mit q und die Lampen mit n. Die Heizregelung, die sehr langsam
wirken muß, um die günstigsten Empfangsbeidingungen einstellen zu können, ist durch
p dargestellt. Die Austrittsklemmen für die Ströme, die schließlich die Signale
wiedergeben, sind c, c, die negative Klemme für den Fadenheizstrom ist
f und die positive e. Für die Anodenspannung von etwa 8o bis roo Volt
ist d die positive und e die negative Klemme.
-
Natürlich kann man, wenn man so starke Ströme zu empfangen hat, daß
eine derartig große Verstärkung nicht erforderlich ist, die Zahl der Verstärkerstufen
der ersten Gruppe verringern und doch dieselbe Wirkung erzielen.
-
Es ist zwar bekannt, die Wirkungen der Störströme dadurch herabzusetzen,
daß man Zeichenströme und Störströme gemeinsam durch Amplitudenbegrenzer schickt;
wenn man aber hierbei mit unverstärkten Strömen arbeitet, ist es nicht möglich,
der Charakteristik .der als Amplitudenbegrenzer arbeitenden Röhre an der Grenze
der Zeichenströme einen .genügend scharfen Knick zu geben. Deshalb werden gemäß
der Erfindung vor der Amplitudenbegrenzung die Zeichenströme und die Störströme
gemeinsam so weit verstärkt, daß man bei passend eingestellter Heizung auf eine
Charakteristik trifft, die an dieser Stelle einen sehr scharfen Knick hat.