DE587300C - UEbertragungssystem fuer Duplextelegraphie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungssystem für Duplextelegraphie mit Verstärkern. Es sind bereits Zweidrahttelegraphiesysteme mit Verstärkern bekannt, bei denen die verwendeten Verstärkereinrichtungen für jede Verkehrsrichtung einen Verstärker enthalten. Die Verstärker sind so geschaltet, daß der in der einen Richtung gerade benutzte Verstärker den für die Gegenrichtung bestimmten Verstärker blockiert. Die Blockierung geschieht durch die an sich bekannte Gitterpotentialverlagerung. Diese Verstärkerschaltungen erfordern zur ausreichenden Vermeidung von Rückkopplungserscheinungen eine sehr genaue Einregulierung und Konstanthaltung der Betriebsspannungen. Die Schaltungen sind gegen die Auswechslung von Schaltelementen, insbesondere der Verstärkerröhren, sehr empfindlich. Die Betriebssicherheit derartiger Verstärker läßt zu wünschen übrig, da ständig eine gewisse Neigung zur Selbsterregung besteht. Außerdem sind die Röhrenverstärker für tiefe Frequenzen, also für die Verstärkung der Unterlagerungstelegraphierzeichen, unbrauchbar. Als weiterer Nachteil der bekannten Schaltung ist zu erwähnen, daß diese nicht gleichzeitig in beiden Verkehrsrichtungen benutzt werden kann, da, wie erwähnt, 'die Verstärker der Übertragungsrichtung die Verstärker der entgegengesetzten Richtung sperren.

Gemäß der Erfindung wird als Zwischenverstärker oder als Sende- bzw. Empfangsverstärker ein magnetischer Verstärker verwendet, dessen Wicklungen so ausgebildet und so mit der zur Übertragung der Zeichen dienenden Doppelleitung und den zu den Sende- und Empfangseinrichtungen führenden Leitungen verbunden sind, daß er zusammen mit einer Nachbildung der Übertragungsleitung als Ausgleichübertrager zwischen den drei Leitungen wirkt. Auf diese Weise läßt sich ein Zweidraht- oder Gabelverstärker für Telegraphie aufbauen, der den Zweidrahtzwischenverstärkern und Gabelverstärkern bei Telephoniesystemen entspricht. Durch die Anwendung der Eisenverstärker fallen die erwähnten Nachteile der Röhrenverstärker fort. Außerdem ist der Verstärker gemäß der Erfindung gleichzeitig für beide Verkehrs richtungen brauchbar. Sende- und Empfangskreis lassen sich bei genügender Genauigkeit der Nachbildung der Übertragungsleitung vollständig entkoppeln. Ausgleichsübertrager für Duplextelegraphiesysteme sind an sich bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit magnetischen Verstärkern oder als Bestandteile von magnetischen Verstärkern.

Als magnetische Verstärker lassen sich bekannte Schaltungen verwenden. Die magnetischen Verstärker bestehen in ihrem ein-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Walter Hähnle in Berlin-Siemensstadt.

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fachsten Aufbau aus einer eisenhaltigen Drossel, die in einem Wechselstromkreis liegt, dessen Frequenz höher als die höchste der zu verstärkenden Frequenzen ist. Die Eisendrossel wird durch Gleichstrom so vormagnetisiert, daß sich ihr Wechselstromwiderstand bei Anlegen der zu verstärkenden niederfrequenten Spannungen mit der Frequenz dieser Spannungen ändert. Dadurch ίο tritt eine Modulation des Weehselstromes der höheren Frequenzen ein. Nach erfolgter Gleichrichtung der modulierten Trägerfrequenz erhält man die vertärkte Niederfrequenz.

Durch die Gleichrichter, die bei der Anwendung magnetischer Verstärker erforderlich sind, tritt eine neue Erscheinung gegenüber den normalen Ausgleichsschaltungen, wie sie beispielsweise bei Telephoniesystemen Verwendung finden, auf. Die Gleichrichter der magnetischen Gabelverstärker werden erstens von dem verstärkten Strom (Ausgangsstrom) des zugehörigen Verstärkers und zweitens von dem von der Gegenseite ankommenden Strom (Ankunftsstrom) durchflossen. Der Scheinwiderstand des Gleichrichters ist für den Ankunftsstrom nicht konstant und ändert sich mit der Belastung des Gleichrichters, d. h. im Takte des Ausgangsstromes. Diese Erscheinung hat zur "Folge, daß der Ankunftsstrom durch den Ausgangsstrom moduliert wird.

Gemäß eines weiteren Gedankens der Erfindung wird dieser Modulationseffekt dadurch verringert, daß der Ausgangsstrom nicht bis auf Null heruntergesteuert und vorzugsweise ständig größer als ¹Z₃ seines Höchstwertes gehalten wird. Der Modulationseffekt wird auf diese Weise zwar nicht vollständig verhindert, jedoch in Grenzen gehalten, die erfahrungsgemäß im allgemeinen keine Störungen des Telegraphenbetriebes hervorrufen. Die gewünschte Beeinflussung des Modulationseffektes kann z. B. beim Sender durch Widerstandsüberbrückung der Sendetaste und beim Verstärker durch die Wahl einer entsprechenden Vormagnetisierung erreicht werden. Macht sich trotz dieser Maßnahmen die Modulation noch störend bemerkbar, so kann gemäß eines weiteren Vorschlages der Erfindung ein zweckmäßig regelbares Dämpfungsglied hinter den Gleichrichter geschaltet werden, dessen Widerstand so bemessen ist, daß die Änderung des Scheinwiderstandes des Gleichrichters keine wesentliche Rolle mehr spielt. Das Dämpfungsglied kann gleichzeitig als Entzerrer zur Beeinflussung des Frequenzganges des Verstärkers ausgebildet werden. Der durch den Gleichrichter aufgenommene Ankunftsstrom stellt eine zusätzliche Belastung der Übertragungsleitung dar. Soll diese Belastung aus irgendeinem Grunde verringert werden, so sieht die Erfindung die Kompensation dieses Gleichstromes durch eine zusätzliche Gleichstromquelle' vor.

Zum Unterschiede von den Telephonieverstärkern kann die Selbsterregungsgefahr bei den Verstärkern für Telegraphic durch die Wahl einer in bestimmter Weise nicht linearen Kennlinie des Verstärkers herabgesetzt werden. In idealer Weise ist eine solche Nichtlinearität der Kennlinie bei jedem Kontaktrelais vorhanden. Bei diesem ist die Verstärkung bis zur Erreichung der Reizschwelle Null und steigt hierauf im Augenblick des Umlegens auf einen sehr großen Wert an. Bei' einem Verstärker mit einer derartig nichtlinearen Kennlinie ist ein Aufschaukeln von Schwingungen zur Selbsterregung nicht möglich, da die durch mangelhafte Nachbildung in den Eingangskreis des Verstärkers zurückgeführten Ströme unterhalb der Reizschwelle liegen. Beim magnetischen Verstärker kann eine ähnliche Charakteristik z. B. durch geeignete Vorspannung des Gleichrichters mit einer Gleichspannung erhalten und dadurch die Rückkoppelungsneigung herabgesetzt werden. Dasselbe kann auch durch ein aus einem Einweggleichrichter go bestehenden Ouerglied hinter dem Gleichrichter erreicht werden, wobei der Einweggleichrichter derart vorgespannt ist, daß er im unteren Knick seiner Stromspannungskennlinie arbeitet. Eine ähnliche Wirkung läßt sich auch dadurch erzielen, daß die magnetischen Verhältnisse des Verstärkers so gewählt werden, daß bei kleiner Aussteuerung die Verstärkung klein, bei mittlerer und großer Aussteuerung groß wird. Dies ist z. B. durch eine entsprechende Wahl der Eisensättigungen des Verstärkers möglich.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens. In Fig. 1 ist ein auf einer Telegraphenstation angeordneter Gabelverstärker dargestellt, der für die Verstärkung der ankommenden Ströme bestimmt ist, während Fig. 2 einen Zweidrahtzwischenverstärker für Unterlagerungstelegraphie zeigt. ■

In Fig. ι bedeutet SG einen Wechselstromgenerator, dessen Strom durch die Sendetaste ST getastet wird. Der getastete Wechselstrom wird durch den Übertrager U₁ der Gleichrichteranordnung Gl₁ zugeführt.

Zwischen die beschriebene Sendeeinrichtung und die mit ER bezeichnete Empfangseinrichtung ist der magnetische Verstärker MV geschaltet, der die Übertragung der Sendezeichen auf die abgehende Leitung L und die Übertragung der über diese Leitung ankommenden Zeichen auf die Empfangsein-

richtung übernimmt. Zu dem magnetischen Verstärker gehören die eisenhaltigen Induk-. tivitäten W₁ bis W₆. Wie schon erwähnt, besteht ein magnetischer Verstärker im allgemeinen aus vormagnetisierten Eisendrosseln, die im Stromkreis einer- Hochfrequenzquelle liegen. Die Eisendrasseln W₁ und W₂ werden über - die Wicklungen W₅, W₀, die vom - Gleichstrom der Batteries durchflossen sind,

ίο vormagnetisiert. Die von dem Generator H gelieferte Hochfrequenz wird den Drosselspulen W₁ und Wz über den Übertrager U₃ zugeführt. Die über die Leitung L ankommenden, zu verstärkenden Zeichen -durchfließen die Drosselspulen W₁ und W₂ in gleicher Richtung und andern dadurch den Wechselstromwiderstand der Eisendrosseln für die hochfrequente Trägerschwingung. Es erfolgt also eine Modulation der Trägerfrequenz durch die zu verstärkenden Ströme. Die modulierten Schwingungen werden über die Wicklungen W₃ und W± und über den Übertrager U₂ der Empfangseinrichtung RR nach erfolgter Gleichrichtung mit Hilfe der Gleichriehteranordnung Gl₂ zugeführt. Zur Einregulierung der Verstärkung ist das Übersetzungsverhältnis des Übertragers U₂ veränderlich gestaltet. Es können jedoch auch andere Mittel zur Beeinflussung des Verstärkungsgrades, so z.B. die Änderung der Amplitude der Trägerfrequenz, Anwendung finden. Die Leitung L ist durch den KondensatorQ für die Trägerfrequenz überbrückt. Damit der magnetische Verstärker MV seine Wirkung als Ausgleichübertrager ausführen kann, sind die Drosselspulen W₁ und W₂ mit je einer Mittelanzapfung ,S₁ und S₂ versehen. An diese Anzapfungen sind die zur Sendeeinrichtung führenden Leitungen angeschlossen. Unter der Voraussetzung, daß die Nachbildung N den an den Endpunkten A₁ und A₂ der Wicklungen W₁ und W₂ liegenden Widerstand, also insbesondere den Widerstand der Übertragungsleitung L, getreu nachbildet, durchfließen die von der Sendeeinrichtung ausgehenden Ströme die beiden Hälften der Wicklungen W₁ und W₂ in entgegengesetzter Richtung und in gleicher Stärke. Dadurch wird eine Übertragung der Sendeströme auf die Wicklungen W_s und W₄, ■und damit auf die. Empfangseinrichtung verhindert. Der magnetische Verstärker übernimmt also infolge des erfindungsgemäßen Aufbaues seiner Wicklungen die Wirkung eines Ausgleichsübertragers zwischen der Leitung L und der Sende- und der Empfangseinrichtung. Sende- und Empfangseinrichtung sind voneinander entkoppelt.

Wie schon erwähnt, muß" verhindert werden, daß der über die Leitung L ankommende, den Gleichrichter GZ₁ durchfließende Gleichstrom (Ankunftsstrom) durch gangsstrom dieses Gleichrichters moduliert wird. Zu diesem Zwecke ist erfindungsgemäß die Sendetaste ST durch den einstellbaren Überbrückungswiderstand U überbrückt. Als weiteres Mittel zur Vermeidung der-erwähnten Modulation ist hinter den Gleichrichter GZ₁ ein veränderbares Dämpfungsglied D in Form einer überbrückten T-Schaltung eingeschaltet. Das Dämpfungsglied kann gleichzeitig zur Frequenzentzerrung benutzt werden.

Der Gleichstromgenerator G kann in der dargestellten Weise angeschlossen werden, um den die Leitung L belastenden, durch den Gleichrichter G₁ hindurchfließenden Gleichstrom zu kompensieren.

Der Vollständigkeit halber ist in der Schaltung noch die Telephonieeinrichtung T dargestellt, die über den Telephonübertrager TU und die Kondensatorleitung KL an die Übertragungsleitung angeschlossen ist. Die Spulenleitung SL dient in an sich bekannter Weise zur Fernhaltung der Fernsprechströme von dem magnetischen Verstärker und der Telegraphiereinrichtung.

Fig. 2 zeigt einen gemäß der Erfindung aufgebauten Zweidrahtzwischenverstärker, der zwischen die beiden Zweidrahtleitungen L₁ und L₂ eingeschaltet ist. Der Zwischenverstärker enthält die für die beiden verschiedenen Verkehrsrichtungen bestimmten magnetischen Verstärker MF₁ und MV₂. Der Verstärker MF₁ verstärkt in der Richtung L₁ bis L₂ und der Verstärker MV₂ in der entgegengesetzten Richtung. Die beiden magnetischen Verstärker zeigen denselben Aufbau wie der in Fig. 1 beschriebene Verstärker, so daß von einer Beschreibung im einzelnen abgesehen werden kann. Sie wirken gleichzeitig als Ausgleichübertrager, so daß beispielsweise die durch MV₁ verstärkten Zeichen, die dem Verstärker MV₂ an dessen Symmetriepunkten S₂ zugeführt werden, nur in die Leitung L₂ und nicht durch den Verstärker MV₂ verstärkt zu dem magnetischen Verstärker MV₁ zurückgelangen.

Bei D₁ und D₂ sind einstellbare Dämpfungsglieder angedeutet, die die Wirkung des veränderlichen Ausgangsscheinwiderstandes no der Gleichrichter GZ₁ und GZ₂ zum Teil aufheben sollen und gleichzeitig zur Beeinflussung des Frequenzganges der Verstärkerschaltung dienen. Die Gleichstromgeneratoren G₁ und G₂ liefern Gleichstrom, der zur Kompensation des durch die Gleichrichter Gl₁ und Gl₂ aufgenommenen Gleichstromes dient.

Der Vollständigkeit halber ist auch bei diesem Schaltbild ein Zweidrahtzwischenverstärker SV für die Verstärkung der überlagerten Sprechströme vorgesehen, der über die Übertrager SU₁ und SU₂ mit den beiden

Claims (8)

1. Leitungen in Verbindung steht. Die Kondensator- und Spulenleitungen KL₁, KL₂ und SL₁, SL₂ dienen in an sich bekannter Weise zur Trennung der Telegraphen- und Fernsprechströme.

   Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Zwischenverstärkerschaltung sei die Übertragung von Telegraphierzeichen in der Richtung L₁-L₂ kurz beschrieben. Die über die

   ίο Leitung L₁ ankommenden Telegraphierzeichen gelangen über die Spulenleitung SL₁ in den magnetischen Verstärker MV₁, in dem eine Modulation der von der Hochfrequenzstromquelle H₁ gelieferten Trägerschwingungen stattfindet. Die modulierten Schwingungen werden über den Übertrager U₁ dem Gleichrichter GL₁ zugeführt, in dessen Ausgangskreis die über L₁ angekommenen Telegraphierströme mit verstärkter Amplitude vorhanden sind und über die Dämpfungseinrichtung D₁ den Symmetriepunkten S₂ des Verstärkers MV₂ zugeführt werden. Unter der Voraussetzung einer vollkommenen Nachbildung der Leitung L₂ durch die Nachbildung 2V₂ gelangen die verstärkten Ströme von den Symmetriepunkten JT₂ über die Spulenleitung SL₂ in die Leitung L₂, ohne in dem Ausgang des magnetischen Verstärkers MV₂ verstärkte Ströme hervorzurufen.

   Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich Änderungen der beschriebenen Schaltungen zulässig. So können z. B. bei dem in Fig. 1 dargestellten magnetischen Verstärker die Wicklungen W₂, W₄ und W₉ fortgelassen werden. Ebenso könnte die Dämpfungsschaltung D durch eine einfachere Schaltung ersetzt werden.

   Patentanserüche:

   i. Übertragungssystem für Duplextelegraphie, insbesondere Duplex-UT, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstärkung der Telegraphierzeichen ein magnetischer Verstärker vorgesehen ist, dessen Wicklungen so ausgebildet und so mit einer beiden Verkehrsrichtungen gemeinsamen Doppelleitung (Zweiwegleitung) und zwei nur in je einer Richtung benutzten Übertragungswegen (Einwegleitungen) verbunden sind, daß er zusammen mit einer Nachbildung der Zweiwegleitung als Ausgleichübertrager zwischen den drei Übertragungswegen wirkt.
2. 2. Übertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Gleichrichter des magnetischen Verstärkers ein zweckmäßig regelbares Dämpfungsglied geschaltet ist.
3. 3. Übertragungssystem nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Vormagnetisierung des magnetischen Verstärkers, daß bei dem im Verstärker stattfindenden Modulationsprozeß die Amplitude der Trägerwelle nicht bis auf den Wert Null, vor-

   'zugsweise nicht unter ein Drittel ihres Höchstwertes, sinkt.
4. 4. Übertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Sendeeinrichtung die Sendetaste durch einen Widerstand solcher Größe überbrückt ist, daß der Sendestrom ständig größer als Null, vorzugsweise mindestens gleich ein Drittel seines Höchstwertes ist.
5. 5. Übertragungssystem nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Gleichrichter des Verstärkers aufgenommene, die Leitung zusätzlich belastende Gleichstrom durch eine besondere Gleichstromquelle kompensiert ist.
6. 6. Übertragungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Rückkopplungsgefahr die Reizschwelle des Verstärkers so gewählt ist, daß sie oberhalb des infolge von Nachbildfehlern rückgekoppelten Betrages der maximalen, durch den Verstärker zu

   - übertragenden Amplitude liegt.
7. 7. Übertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter der gewünschten Reizschwelle entsprechend vorgespannt ist.
8. 8. Übertragungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Verstärker ein Widerstand, z. B. vorgespannter Einweggleichrichter, geschaltet ist, der im unteren Knick seiner Stromspannungskennlinie arbeitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen