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Verfahren und Vorrichtungen zur drahtlosen übertragung von Zeichen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Zeichen mittels
einer mit niedriger Frequenz modulierten Trägerfrequenz, bei dem zur Kennung der
Zeichen Änderungen des Modulationszustandes innerhalb einer regelmäßig wiederkehrenden
Modulationsperiode dienen und im Empfangskanal ein auf die Modulationsfrequenz abgestimmter
Resonator benutzt wird. Das Neue besteht darin, daß zur Zeichengabe die im übrigen
während der ganzen Modulationsperiode derTrägerfrequenz aufgeprägte Modulation unterbrochen
oder geschwächtwird.
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Es sind Verfahren bekannt, bei denen zwecks Zeichenübertragung eine
niedrigere Frequenz getastet wird, mit der die ausgesandte Hochfrequenz moduliert
wird. Bei einer bekännten Einrichtung wird die Kennung der Zeichen so vorgenommen,
daß innerhalb einer bestimmten Modulationsperiode zu verschiedenen Zeiten eine Modulationsfrequenz
erzeugt und der Trägerfrequenz aufgedrückt wird. Ein derartiges Verfahren hat den
Nachteil, daß es schwierig ist, auf der Empfangsseite Resonatoren, die auf die Modulationsfrequenz
abgestimmt sind, zum Ansprechen zu bringen, weil im allgemeinen wegen der größeren
Dauer der Einschwingvorgänge die Zahl der während der einzelnen kleinen Zeitintervalle
während einer Modulationsperiode hervorgebrachten Modulationsfrequenzimpulse hierfür
nicht ausreicht. Durch den Vorschlag gemäß der Erfindung, die Modulationsfrequenz
während des gr6ßten Teiles der Modulationsperiode der Trägerfrequenz aufzudrücken
und nur während bestimmter Zeitintervalle Unterbrechungen einzuschalten, wird dieser
Nachteil behoben und damit die Möglichkeit einer erheblichen Steigerung der Selektivität
der ganzen Anordnung geschaffen.
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. Um eine hinreichende Anzahl von Kennungsmöglichkeiten für auszusendende
Zeichen zu erhalten, erfolgt vorteilhaft die Unterbrechung der Modulationsfrequenz
während der Modulationsperiode zwei oder mehrere Male.
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Ein Sendegerät zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung enthält
einen Trägerfrequenzerzeuger, einen Modulationsfrequenzerzeuger, Zeichentasten sowie
einen Verteiler für die Verteilung der Modulationsfrequenzunterbrechungen innerhalb
der Modulationsperiode. Der Verteiler besteht aus kreisförmig oder ähnlich angeordneten
Kontaktstücken, die mit den Tastenkontakten verbunden sind, und aus einem Arm, der
durch Reibung mit einer gleichförmig umlaufenden Welle gekuppelt ist und beim Umlauf
die Kontaktstücke überstreicht. Nach jedem Umlauf wird er gesperrt und kann unter
Steuerung durch die Tasten für einen neuen Umlauf freigegeben werden. Der umlaufende
Arm bildet einen Teil eines die Übertragung der Modulationsfrequenz auf die Trägerfrequenz
schwächenden oder unterbrechenden
Stromkreises, dessen übrigen
Teil wechselnd je nach der gedrückten Taste, die Verbindungen der Verteilerkontaktstücke
mit den Tastenkontakten bilden.
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Ein Empfangsgerät zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung
enthält einen Empfänger für die modulierte Trägerfrequenz, einen oder mehrere auf
die Modulationsfrequenz abgestimmte Resonatoren und einen Verteiler, der in seiner
Bauart dem vorerwähnten entspricht. Die kreisförmig angeordneten Kontaktstücke des
Verteilers sind mit Schaltelementen, wie Elektromagneten, verbunden, die durch die
Fernübertragung betätigt werden sollen und die Aufgabe haben, ihrerseits Servomotoren,
Motoren, Relais u. dgl. züi steuern. Der umlaufende Arm des Verteilers bildet einen
Teil eines eine Stromduelle und eine Entladungsröhre enthaltenden Stromkreises,
dessen übrigen Teile wechselnd die Verbindungen der einzelnen Kontaktstücke mit
den zugehörigen Schaltelementen bilden. Dabei ist die Spannung am Gitter der Röhre
von einem Strom abhängig, der durch die Resonatoren beeinflußt wird. In dem durch
die Resonatoren beeinflußten Stromkreis liegt ein Auslöseelektrornagnet für den
unilaufenden Verteilerarm, der diesen bei Ansprechen der Resonatoren freigibt.
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Vorzugsweise werden gemäß der Erfindung die erwähnten Schaltelektromagnete
des Empfangsgerätes zugleich parallel und unter Zwischenfügung je eines Widerstandes
in einen besonderen Stromkreis mit besonderer Stromquelle eingeschaltet, so daß
ihre Anker im Regelfalle angezogen sind. Die hierbei erzielte Polarität der Elektromagnete
innerhalb dieses Stromkreises ist der von dem Röhrenstromkreis herrührenden entgegengesetzt,
derart, daß bei Stromfluß im letztgenannten Stromkreis der Kraftfluß im jeweiligen
Elektromagneten geschwächt oder beseitigt wird.
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Die beiliegende Zeichnung stellt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar. Es zeigt
Fig. i ein Sendegerät und Fig. 2 ein Empfangsgerät gemäß der Erfindung.
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In der Fig. i ist mit I ein Sender schematisch dargestellt, der eine
Trägerwelle aussendet. Diese Trägerwelle kann durch die Modulatoren A'. B'
und C mit drei voneinander verschiedenen Modulationsfrequenzen moduliert
«-erden. Durch die :Zehrzahl von Modulationsfrequenzen wird die Sicherheit gegen
Störungen und gegen Abhören erhöht. Der Sender I sendet, soweit die Anlage überhaupt
in Betrieb gehalten wird, die Trägerwelle fortlaufend aus. Die Modulation erfolgt
jeweils nur für eine bestimmte, abgegrenzte Periode. Die Periode wird durch Drücken
irgendeiner der Tasten A, B, C und S eingeleitet und erstreckt sich über
die Zeit eines Umlaufes des Armes G. Der Arm G ist über eine Rutsch- oder Schleifkupplung
mit der gleichmäßig umlaufenden Welle eines Motors verbunden. Der Antrieb ist in
der Zeichnung nicht näher dargestellt. Der Arm G wird von einer Klinke F festgehalten,
solange die Tasten nicht betätigt werden. Beim Drücken einer Taste wird er vön der
Klinke freigegeben, um einen Umlauf auszuführen, nach dessen Vollendung er wieder
von der Klinke F gefaßt und gehalten wird. Wenn der Arm G, von der Klinke F gehalten,
in der Ausgangslage ruht, ist der Satz der Modulatoren A', B', C über
den Arm G, die Klinke F und die Leitung in kurzgeschlossen, so daß keine Modulationsenergie
an den Sender I abgegeben wird.
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Die Zeichenbildung kommt gemäß der Erfindung dadurch zustande, daß
innerhalb einer Modulationsperiode, wie sie nach Öffnung des kurzgeschlossenen Kreises
mit einem Umlauf des Armes G zustande kommt, Unterbrechungen der Modulation in bestimmten
zeitlichen Abständen voneinander und von den Enden der Periode hervorgerufen werden.
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Hierzu dient der Verteiler Z, dessen einer Hauptbestandteil der schon
erwähnte umlaufende Arm G ist. Der andere Hauptbestandteil besteht aus einer kreisförmigen
Reihe voneinander unabhängiger Kontaktstücke i ... 13- Über diese streicht der Arm
G beim Umlauf mit einer Bürste X hinweg. Die im Kreise angeordneten Kontaktstücke
i ... 13 sind mit anderen. unter den Tasten A, B, C und S angeordneten Kontaktstücken
verbunden. Unter jeder Taste befinden sich gemäß dem Ausführungsbeispiel zwei Kontaktstücke,
und zwar unter Taste A die rechteckig gezeichneten Kontaktstücke i und 2, unter
der Taste B die Kontaktstücke i und 3, unter der Taste C die Kontaktstücke i und
.4. und unter der Taste S die Kontaktstücke 2 und 6.
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Die Bezifferung der unter den Tasten angeordneten Kontaktstücke entspricht
derjenigen der auf dem Verteiler Z angeordneten insofern, als die Kontaktstücke
gleicher Ziffern miteinander durch Leitungen verbunden sind. So sind die Kontaktstücke
i unter den Tasten A, B und C mit dem Kontaktstück i des Verteilers verbunden.
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Die Tasten bestehen im wesentlichen aus einer Stange, an deren oberem
Ende der Tastknopf und an deren unterem Ende eine sich nach zwei Seiten erstreckende,
federnde
Kontaktbrücke befestigt ist, und zwar sind der Reihe nach
an den Tasten A, B, C und S die Brücken cl, c2, c3 und c' angebracht. Die Tasten
weisen im übrigen zwischen dem Tastknopf und der Brücke noch einen Kontaktfinger
auf, der je mit einem Kontakt k zusammenwirkt. Die Kontakte k sind durch eine Leitung
miteinander sowie mit der Batterie S' verbunden. Diese Batterie dient zum Betrieb
des Elektromagneten H, dessen Anker die vorerwähnte Klinke F ist, Der Magnet steht
durch die Leitung h mit der Batterie S' und über eine Leitung d mit den einzelnen
Tasten A, B, C und S in Verbindung. Bei normaler Stellung der Tasten sind
die Kontakte zwischen den Stücken k und den Kontaktfingern an den Tastenstangen
unterbrochen, und damit ist der Stromkreis des Elektromagneten H geöffnet. In dem
aus der Batterie S' und dem Elektromagneten H gebildeten Stromkreise liegen die
Tasten parallel zueinander. Infolgedessen wird durch Niederdrücken einer Taste und
Herstellung des Kontaktes zwischen dem -zugehörigen Kontaktstück k und dem Kontaktfinger
der Taste der Stromkreis des Elektromagneten H geschlossen, so daß dieser die Klinke
F anziehen kann, womit entsprechend obigen Ausführungen der Arm G zum Umlauf freigegeben
wird. Wird die jeweils gedrückte Taste wieder losgelassen, so wird der Stromkreis
des- Elektromagneten H wieder unterbrochen, und die Klinke F geht, z. B. unter Federwirkung,
in ihre Wirklage gegenüber dem Arm G zurück, so daß sie diesen bei seiner Wiederankunft
nach einem Umlauf fassen kann.
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Das Erregen des Elektromagneten H ist eine der Aufgaben der Tasten.
Die andere besteht in der Kennung des Modulationsvorganges während der Umlaufperiode
des Armes G durch Einschalten von Modulationsunterbrechungen. Diesem Zweck dienen
die unter den Tasten geordneten Kontaktstücke im Verein mit den Kontaktbrücken cl
... c4 der Tasten. Wenn beispielsweise die Taste A gedrückt ist, so ergeben
sich Modulationsunterbrechungen während des Vorüberganges des Armes G über den Kontaktstücken
i und 2 des Verteilers Z. Jeder dieser Kontaktstücke ist nämlich mit einem der unter
der Taste A angeordneten Kontaktstücke leitend verbunden, und zwar entsprechend
der Bezifferung. Wenn der Arm G mit seiner Bürste H auf dem Kontakt i steht, so
ist folgender Kurzschlußkreis für die Modulatoren A', B', C'
hergestellt -(A',
B', C) - Arm G - Kontaktstück i des Verteilers - Kontaktstück i unter
der Taste A -, Kontaktbrücke cl - Leitung d
- Leitung m - (A', B',
C') -.
Solange die Bürste X des Armes G also mit dem Kontaktstück i des Verteilers
Z in Verbindung steht, wird keine Modulation von den Modulatoren auf die vom Sender
I erzeugte Trägerfrequenz übertragen. Ein ganz ähnlicher Kurzschlußkreis ergibt
sich, wenn die Bürste X auf dem Kontaktstück 2 des Verteilers Z steht.
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Beim Überstreichen aller übrigen Kontakte sind die Modulatoren nicht
kurzgeschlossen, so daß einem Aufdrücken der Modulation-auf die Trägerwelle nichts
im Wege steht.
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Wenn die Taste B gedrückt ist, erfolgt die Unterbrechung der Modulation
während des Gberstreichens der Kontakte z und 3 des Verteilers. Beim Drücken. der
Taste C sind es die Kontaktstücke i und q. und beim Drücken der Taste S die Kontaktstücke
2 und 6. Da auf dem Verteiler im ganzen 13 Kontaktstücke vorgesehen sind und jeweils
Kombinationen aus zweien dieser Kontaktstücke gebildet werden, so sind im ganzen
--- 78 Kombinationsmöglichkeiten vorhanden.
Wenn sämtliche Kombinationsmöglichkeiten ausgenützt werden sollen, könnten also
78 Tasten vorgesehen sein. Die Tasten A, B, C und S stellen also nur einen
Teil des gesamten Tastenfeldes dar. Entsprechend sind auch die verschiedenen Verbindungsleitungen
als nach rechts zu weiteren Tasten fortgehend zu denken.
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Die vom Sender I ausgehenden Wellen werden vom Empfänger II aufgefangen
und regen, für den Fall, daß sie durch die Modulatoren A', B', C moduliert
sind, die Resonatoren R1, R2, R3 an. Diese Resonatoren entsprechen in ihrer Resonanzfrequenz
den Frequenzen der Modulatoren. Sie können z. B. als Resonanzrelais ausgebildet
sein und als solche beim-Ansprechen Anker 2i, 22 bzw. 23 anziehen und damit Kontakte
schließen. Die Resonatoren liegen in einem Stromkreise, der von der Batterie 2o
mit Strom versorgt wird. In diesem Stromkreise sind des weiteren zu beiden Seiten
der Batterie die Widerstände 17 und 1.8 sowie der Elektromagnet E angeordnet. Dieser
Elektromagnet E zieht bei Erregung den entsprechend dem Anker F als Klinke ausgebildeten
Anker L an. Der Stromkreis ist nur dann geschlossen, wenn sämtliche Resonatoren
R1, R2 und R3 gleichzeitig ansprechen.
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Wird der Anker L infolge Erregung des Elektromagneten E angezogen,
so setzt sich der Arm K, der im Ruhezustand von der Klinke L festgehalten wird,
in Umlauf. Er wird, ähnlich wie der Arm G, von einer ununterbrochen umlaufenden
Welle unter Zwischenschaltung einer Schleif- oder Rutschkupplung angetrieben. Im
wesentlichen entspricht
seine Umlaufgeschwindigkeit derjenigen
des Armes G. Er überstreicht wie dieser die gleiche Anzahl kreisförmig angeordneter
Kontaktstücke i', z' . . . 13', mit denen zusammen er den Verteiler Z' bildet. Da
der Arm G nach einem Umlauf durch die Klinke F angehalten wird und infolge Herstellung
des Kurzschlußkreises die Modulation aussetzt, hören auch nach einem Umlauf des
Armes K die Resonatoren auf zu arbeiten. Die Klinke L wird vom Elektromagneten E
freigegeben und legt sich sperrend in den Weg des gerade wieder bei ihr ankommenden
Armes K.
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Der Arm K streicht über die einzelnen Kontaktstücke i' . . . i3' mit
einer metallischen Bürste o. dgl. hinweg, so daß er mit jedem Kontaktstück, über
dem er gerade steht, in leitender Verbindung ist. Die einzelnen Kontaktstücke i'
. . . 13' sind mit Je einem der Relais i" .. . 13" verbunden. Diese Relais stehen
im übrigen mit einer gemeinsamen Leitung in Verbindung, die zur Anode der Entladungsröhre
ig führt. Die Kathode dieser Röhre ist an dem negativen Pol der Batterie 16 angeschlossen,
deren positiver Pol mit dem Arm K in Verbindung steht. Der Anodenstrom der Röhre
ig wird durch ein Gitter gesteuert, «-elches mit dein positiven Pol der Batterie
20 verbunden ist. Wenn der Arm K bei seinem Umlauf über einem der Kontaktstücke
des Verteilers Z' steht, z. B. über dem Kontaktstück i', so ist folgender Stromkreis
hergestellt: Batterie 16 - Arm K - Kontaktstück i' - Relais i" - Anode der Röhre
ig - Kathode - Batterie 16.
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In ähnlicher Weise gelangen nacheinander alle übrigen Relais i",
2", 3"... 13" in den Anodenstromkreis der Röhre ig.
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In dem Augenblick, wo der Arm G des Senders auf einem Kontaktstück
steht, bei dem sich infolge Drückens einer entsprechenden Taste gerade ein Ausfall
der Modulation ergibt, lassen die Resonanzrelais R1, R`-', R3 die Anker z i, 2z,
23 fallen, so daß der Stromkreis der Batterie 2o unterbrochen wird. Das Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein eines Stromes in diesem Kreise wirkt sich auf das Steuergitter
der Röhre ig und damit auf deren Anodenstrom aus. Wenn nämlich der Stromkreis der
Baterie 2o unterbrochen ist, liegt das Gitter an einem höheren Potential, und demzufolge
fließt durch das jeweilige Relais ein stärkerer Strom, als wenn im Kreise der Batterie
2o Strom fließt und damit das Potential des Steuergitters kleiner ist. Diese vorbeschriebenen
Schwankungen des Anodenstromes werden nun dazu ausgenutzt, ein Anziehen oder Abfallen
der Anker der Relais zu bewirken. Zu diesem Zweck ist es nötig, noch einen zusätzlichen
Strom durch die Relais zu schicken, so daß die Schwankung des Anodenstromes der
Röhre ig sich als Umkehr des resultierenden Stromes im jeweiligen Relais äußert.
Der zusätzliche Strom wird durch die Batterie 15 geliefert. Diese steht unter Zwischenschaltung
von Widerständen r', r= . . . r'3 mit der einen Seite und über einen Widerstand
R mit der anderen Seite der Relais in Verbindung.
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Bei jedem Ausfall der Modulation während einer Periode ergibt sich
infolge Unterbrechung des Stromkreises der Batterie 2o eine Verstärkung des Anodenstromes
ig der Röhre, so daß das entsprechende Relais anspricht. Da bei jedem Umlauf des
Armes G des Sendegerätes die Modulation zweimal unterbrochen wird, werden auch zwei
Relais auf der Empfängerseite bei jedem Umlauf des Armes K betätigt. Entsprechend
den bei 13 Kontakten möglichen 78 Zeichen gibt es auch auf der Empfängerseite 78
verschiedene Schaltmöglichkeiten.
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Wie die vorstehenden Ausführungen erkennen lassen, laufen die beiden
Arme G des Sendegerätes und K des Empfangsgerätes mit gleicher Geschwindigkeit um,
und zwar so, daß sie sich während des Umlaufes immer auf den entsprechenden Kontaktstücken
der Verteiler Z und Z' befinden. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Umlaufgeschwindigkeit
der beiden Arme völlig übereinstimmt. Kleine Abweichungen sind ohne Belang, da infolge
des Anhaltens nach jedem Umlauf eine Summierung von Ungenauigkeiten vermieden wird.