DE1038104B - Elektronische Sende- und Empfangsschaltung fuer Telegrafiezeichen nach dem Mehrschrittalphabet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei den bekannten Sende- und Empfangseinrichtungen für Telegrafiezeichen werden eine Vielzahl von mechanischen Einzelteilen benötigt, an die infolge der häufigen und schnellen Bewegungen schärfste Anforderungen an Material und Qualität in jeder Hinsicht gestellt werden. Ein Ersatz dieser Teile oder wenigstens eines bedeutenden Teiles von ihnen durch eine elektrische Schaltung würde daher zu einer Vereinfachung und damit auch Verbilligung dieses Gerätes führen und seine Betriebssicherheit erhöhen.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, unter Beibehaltung des eigentlichen Schreibteiles den mechanischen Sender und den mechanischen Empfänger durch eine elektrische Schaltung zu ersetzen. Beim Empfänger wird dabei durch die Schaltung bei Eintreffen eines Zeichens letzten Endes ein Elektromagnet betätigt, der wie bei einer elektrischen Schreibmaschine die entsprechende Taste in Bewegung setzt, beim Sender, bei dem durch das Drücken der jeweiligen Taste — zunächst gleichzeitig —die Auswahl der dem Zeichen nach dem 5er-Alphabet zugeordneten Gruppe vorgenommen wird, wird diese durch die Senderschaltung dann in der üblichen zeitlichen Reihenfolge abgetastet und ausgesendet. Eine Zusammenarbeit mit rein mechanischen Einrichtungen muß hierbei gesichert sein.

Eine Schaltungsanordnung eines Empfängers, die der obengenannten Aufgabenstellung entsprechen soll, hat die Aufgabe, die in zeitlicher Reihenfolge eintreffenden Telegrafiezeichen (Startschritt, fünf Alphabetschritte, Stopschritt) innerhalb der jeweiligen festgelegten Zeitspanne (20 ms) auszuwerten. Hierzu muß der Empfänger nach seinem Anlauf durch den Startschritt die einzelnen Schritte entsprechend ihrer zeitlichen Folge bewerten und einen Schaltungsvorgang einleiten, der je nach der Wertigkeit der einzelnen Schritte nach Auswertung auch des fünften Schrittes schließlich das Magnetrelais betätigt, das dem jeweiligen Telegrafiezeichen entspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabe muß im Empfänger der zeitliche Ablauf der Schritte nachgebildet werden und die Leitung innerhalb der einzelnen Zeitspannen auf Strom oder Stromlosigkeit abgetastet werden, indem ein oder mehrere Abtastglieder jeweils im geeigneten Zeitraum die Leitung auf Strom oder Stromlosigkeit überprüfen und eine Zeitkette entsprechend den strengen Bedingungen ausreichend synchronisiert mit dem Ablauf des empfangenden Schrittes die Abtastung steuert.

Es ist bekannt, eine entsprechend ablaufende Zählkette durch i?C-Glieder oder sogenannte Treppengeneratoren zu bilden, doch werden hierbei nicht nur an die Genauigkeit und Konstanz aller Glieder einschließlich eventueller Steuerröhren nicht realisier-Elektronische
Sende- und Empfangsschaltung

für Telegrafiezeichen
nach dem Mehrschrittalphabet

Anmelder:

VEB Werk für Fernmeldewesen,
Berlin-Oberschöneweide, Ostendstr. 1-5

Dipl.-Ing. Franz Hubl, Berlin-Müggelheim,
ist als Erfinder genannt worden

ao bare Anforderungen gestellt, sondern es addieren sich auch die Fehler der einzelnen Zeitgruppen zu einem Wert, der eine betriebssichere Arbeitsweise nicht mehr gewährleistet. Audi die Steuerung eines Treppengenerators durch eine konstante 25-Hz-Spannung kann dessen Abhängigkeit von seinen Röhrendaten und Schaltelementen zwar verringern, jedoch nicht auf einen ausreichenden Wert senken. Der damit verbundene Aufwand ist zudem groß.

Bei der erfindungsgemäßen elektronischen Sende- und Empfangsschaltung für Telegrafiezeichen nach dem Mehrschrittalphabet werden beide Aufgaben dadurch gelöst, daß zwei um 180° gegeneinander phasenverschobene, mit jeweils der halben Frequenz der Tekgrafieschrittfolge gebildete Wechselspannungen einmal über die ungeraden und zum anderen über die geraden Glieder einer Zählkette nacheinander die Glieder einer Abtastkette für die Tastung der TeIegrafieschritte vorbereiten.

Ein Abtastglied innerhalb der Abtastkette ist für die Tastung eines Telegrafieschrittes während der Zeitdauer des höchsten Spannungswertes eines Wechselspannungsimpulses vorbereitet, der gleichzeitig das jeweils davor liegende Abtastglied abschaltet und das nachfolgende Abtastglied für die Tastung eines TeIegrafieschrittes durch den nächsten, um 180° phasenverschobenen Wechselspannungsimpuls vorbereitet. Die Schaltung der einzelnen Glieder der Zählkette wird durch das jeweils vorhergehende Glied¹ vorgenommen, die Anschaltzeit liegt jedoch in der HaIbwelle der 25-Hz-Steuerspannung, in der das zugeordnete Abtastglied infolge deren Polarität und geringen Amplitude nicht aktionsfähig ist, da es erst in der folgenden Halbwelle durch die Steuerspannung ansprechen kann, wenn von der Leitung her ein ent-

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sprechender Empfangsschritt eintrifft. Zur Verhinderung einer Fehlschaltung l· ei späterem Eintreffen eines Stromschrittes bei einem Steuerglied, das infolge vorheriger Stromlosigkeit voraussetzungsgemäß nicht schalten konnte, wird das jeweils vorhergehende Steuerglied durch das nächstfolgende bei dessen Einschaltung abgeschaltet.

Die 25-Hz-Steuerspannung, die zur Erreichung einer hohen Konstanz zweckmäßig mit Sinusform erzeugt wird, wird vorteilhaft in eine nahezu rechteckförmige Trapezspannung umgewandelt, wobei die vorbereitende Halbwelle je nach der gewählten Abtastschaltung praktisch vollkommen unterdrückt oder unverändert gelassen wird. Da die Wirkungsweise des Empfängers schwieriger übersehbar ist, jedoch auf dem grundsätzlichen Gedanken der Erfindung aufgebaut ist, soll diese zunächst an ihm erläutert werden. Der Sender, der im Anschluß besprochen wird, arbeitet in einer sinngemäß abgewandelten Form.

Die Arbeitsweise des Empfängers nach der Erfindung wird in dem folgenden Ausführungsbeispiel erläutert, das mit Doppelsteuerröhren als Abtastglieder und Relais als Schaltglieder arbeitet. An Stelle von Doppelsteuerröhren kann jedoch die Röhrensteuerung auch in die Katode erfolgen, ebenso können an Stelle von Röhren auch gittergesteuerte Gasentladungsröhren, Relais, Transistoren oder andere Halbleiter benutzt werden. Die Wirkungsweise ist auch nicht von der Anwendung von Relais abhängig, die in gleicher Weise durch Röhren, gittergesteuerte Gasentladungsröhren, Transistoren oder andere Halbleiter ersetzt werden können.

In Abb. 1 ist zunächst der zeitliche Verlauf der beiden um 180° phasenverschobenen Steuerspannungen UI, Uli dargestellt. Um in dem Ausführungsbeispiel nichtpolarisierte Relais verwenden zu können, sind die jeweiligen negativen Halbwellen so stark unterdrückt, daß sie mit Sicherheit kein Ansprechen der Relais herbeiführen können. In Abb. 1 sind St und Sp der Start- und der Stopschritt und 1 bis 5 die einzelnen Alphabetschritte. Die Länge jedes Schrittes beträgt 20 ms.

Die leitungsseitige Schaltung zeigt Abb. 2. Hier liegt das Startrelais J? unmittelbar in der Leitung, während der Ortsstromkreis mit den Anschlüssen der zweiten Steuergitter der Röhren Röl bis Rö6 durch den Übertrager Ue galvanisch von der Leitung getrennt ist. Der 25-Hz-Generator ist nicht dargestellt, da seine Schaltung im Prinzip konventionell aufgebaut ist bis auf den Umstand, daß er im Ruhezustand nicht schwingt und erst durch den Startschritt eingeschaltet wird. Seine Abschaltung wird durch den Sperr-(Stop-) Schritt ausgelöst.

In Abb. 3 ist eine Prinzipschaltung des Ausführungsbeispiels dargestellt, an dem die erfindungsgemäße Wirkungsweise erläutert werden soll. Der Beginn eines jeden Zeichens wird vom Startrelais Sl eingeleitet, das mit einem (nicht angegebenen) Kontakt S₁2 den Steuergenerator einschaltet und gleichzeitig über Kontakt ^₁1 die Zählkette startet sowie an das Gitter der ersten Abtaströhre Rö 1 eine positive Spannung legt, die die Tastung des zugeordneten Telegrafieschrittes durch die Röhre Röl vorbereitet. Da am Eingang 1 die Spannung U₁ liegt, die zum Zeitpunkt des Zuschaltens durch S₁I einen geringen negativen Wert aufweist, kann das Zählkettenrelais A₁ noch nicht ansprechen. Auch Röl kann auf die gleichzeitig an seinem zweiten Steuergitter liegende positive Zeichenspannung des Startschrittes nicht ansprechen, da sie noch am Gitter 1 stark negativ vorgespannt ist.

Es ist also belanglos, zu welchem genauen Zeitpunkt der Kontakt S₁ 1 kommt, wenn er nur innerhalb der Zeit St (0 .. . 20 ms) schaltet. Dies bedeutet die Möglichkeit der Verwendung billiger Relais, deren Ansprech- und (wie noch gezeigt wird) Abfallzeit weder in der Einstellung noch in der zeitlichen Konstanz kritisch ist. Relais 5* 1 hält sich über eine nicht dargestellte Haltewicklung. Erst nach Umpolung der Steuerspannung in die positive Halbwelle (also in der

ίο Darstellung nach etwa 22 ms), wird die negative Grundvorspannung des Gitters 1 von Röl durch die S teuer spannung aufgehoben, und die Röhre kann emittieren, wenn gleichzeitig am Gitter 2 ein positiver Zeichenschritt auftritt, der ebenfalls die negative Vorspannung dieses Gitters aufhebt. Da diese Emissionsbereitschaft der Röhre praktisch innerhalb der gesamten Zwischenzeit (in der Darstellung etwa zwischen 22 und 38 ms) vorhanden ist, ist ebenfalls der genaue Zeitpunkt des Eintreffens eines Zeichenschrittes ebenso zweitrangig wie seine Breite, denn bei negativer Schrittverzerrung, also geringerer Schrittbreite, wird er innerhalb der gesamten genannten Zeitspanne ausgewertet; eine positive Verzerrung, also größere Schrittbreite, kann sich für seinen richtigen Empfang ebenfalls nicht schädlich auswirken, da sie außerhalb der Emissionsbereitschaft der Röhre nicht zur Geltung kommt. Dies bedeutet eine wesentlich erhöhte Betriebssicherheit und Verringerung von Fehlzeichen. Die Schaltung ist gegen Schwankungen der Steuer- und der Zeichenspannung außerdem weitgehend unempfindlich, wenn die Spannungen nur einen gewissen Minimalwert übersteigen, der ausreicht, um die jeweilige negative Vorspannung aufzuheben; höhere Werte bringen höchstens einen etwas höheren Anodenstrom zum Fließen, der jedoch durch den bei positiver Spannung fließenden Gitterstrom und der daraus resultierenden Regelwirkung auf ein unschädliches Maß begrenzt wird. Der Anodenstrom von Röl schaltet gegebenenfalls das Tl-Relais ein, das sich über eine (nicht dargestellte) Haltewicklung selbst hält. Zum gleichen Zeitpunkt, in dem die Emissionsfähigkeit von Röl einsetzt, erhält auch das Zählkettenrelais A1 die zu diesem Zeitpunkt kleine (und negative) Spannung Ul, die es nicht zum Ansprechen bringen kann. Erst nach der wesentlichen Spannungserhöhung (und Umpolung) wird die Ansprechspannung erreicht (22... 38 ms), und Al schaltet mit dem Kontakt a_t 1 die Spannung U2 in den zweiten Kreis ein. f/2 ist jedoch zu diesem Zeitpunkt, ebenso wie 20 ms vorher Ul im Kreis 1, negativ und klein, kann also weder das Zählkettenrelais AZ noch Abtaströhre Rö2 beeinflussen. Dies ist erst im Zeitraum 2 (etwa 42 ... 58 ms) analog wie vorher im Kreis 1 möglich. Auch hier schaltet dann Rö2 bei Vorhandensein eines positiven Zeichenschrittes an ihrem Gitter 2 das Schrittrelais T2 ein, das mit seinen nicht dargestellten Kontakten die Kombinationskette zu dem Magnetrelais für die spätere Betätigung des Typenhebels entsprechend weiterführt und sich selbst hält.

A2 trennt jedoch zusätzlich mit seinem Kontakt a₂2 Röl von der Spannung Ul, damit nicht eine Fehlschaltung dadurch zustande kommt, daß T1 von Rö 1 zu einem späteren Zeitpunkt noch betätigt wird, nachdem es in der Zeit 1 infolge öffnens eines Leitungsscbrittes stromlos blieb. Ein Schritt nach erfolgter Schaltung von Tl könnte keinen Einfluß ausüben, da Tl sich ja über seine Haltewirkung bereits halten würde. Die Abschaltung erfolgt im Zeitraum 2 (42... 58 ms), also zu einem Zeitpunkt, in dem die Steuerspannung Ul negativ ist und somit noch keinen Einfluß aus-

üben kann; der folgende Zeitabschnitt 3 könnte bereits bei vorhandenem Schritt eine Schaltung von Tl herbeiführen, da dann die S teuer spannung Ul wieder positiv ist.

An Stelle der dargestellten Schaltung kann die Abschaltung von Röl natürlich auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Unterbrechung von Sl, wodurch auch S₁ 1 abfallen und der gleiche Effekt der Unabhängigkeit vom Wert der Steuerspannung (71 erreicht würde. Zählkettenrelais A2 schaltet mit Kontakt α, 1 nunmehr die Spannung U3 an den Kreis 3. Diese'Spannung ist identisch mit der Spannung Ul. Sie konnte jedoch vorher keinen Einfluß auf A3 oder RoZ ausüben, da sie in dien vorherigen Zeiten noch abgeschaltet war. Die Betätigung von Γ3 erfolgt analog wie oben geschildert.

In gleicher Weise arbeiten auch die Kreise 4 und 5. Nach Betätigung von Relais T5 ist die Kombinationskette geschlossen, und der betreffende Zeichenmagnet erhält über einen (nicht dargestellten) Einschaltkontakt Strom, sobald infolge des bei jedem Zeichen an der Leitung liegenden Sperrschrittes Sp auch das Relais Sp gezogen hat. Das ^-Relais schaltet den Generator und die Zählkette ab und ein weiteres (nicht dargestelltes) Hilfsrelais an, das mit etwa 20 ms Verzögerung anspricht und die (nicht dargestellte:) Haltewicklung des ^/»-Relais nach Ablauf dieser Zeit, die zur Betätigung des Magneten ausreicht, abschaltet. Das Hilfsrelais wird durch einen nicht dargestellten Kontakt des Relais S1 bei Beginn des nächsten Zeichens wieder abgeschaltet. Die Schaltung ist nach Abschaltung des Generators und der Zählkette für die Aufnahme der nächsten Schrittkombination vorbereitet.

Die obige Darstellung entspricht einem Ruhestrombetrieb; die Relaisbetätigung von Sl wird zweckmäßig durch Wirksamwerden einer Gegenwicklung infolge des (stromlosen) Startschrittes ausgelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist natürlich nicht auf das im Beispiel verwendete 5er-Alphabet beschränkt, sondern läßt sich analog auch für beliebige andere Schrittsysteme, z. B. das 7er-Alphabet, anwenden.

Der Sender entspricht schaltungsmäßig dem Empfänger fast vollkommen. Auch hier wird — in diesem Fall durch die jeweils gedruckte Taste der Sendeeinrichtung ·—der 25-Hz-Generator mit der notwendigen Phaise eingeschaltet und liegt nach sukzessiver Anschaltung durch die zeitlich aufeinanderfolgenden Relais in der gleichen Reihenfolge mit entsprechender Phase an den Gittern der einzelnen Röhren. Die Taste legt dem jeweiligen Zeichen entsprechend an die zweiten Steuergitter der ausgewählten Röhren positive Steuerspannung, die während der Dauer des ganzen Zeichens dort verbleibt. Im Rhythmus der inneren Ansteuerung werden die Röhren leitend, wenn an ihrem zweiten Gitter -I—Spannung von der Taste her vorhanden ist und geben dann in der entsprechenden zeitlichen Reihenfolge über die entsprechend ausgewählten Relais.Tl bis T5 Schritte auf die Leitung. Vorher wurde in einer gleich aufgebauten Stufe der Startschritt ausgesendet. Die einzelnen Telegrafieschritte sind in ihrer Länge durch die 25-Hz-Spannung im positiven Bereich definiert und damit leicht durch die Grundvorspannung ein- bzw. nachzustellen. Die Impulsfolge ergibt sich aus der hohen Konstanz des 25-Hz-Generators.

Die T-Relais hallten sich nicht selbst, sondern fallen am Ende des jeweiligen positiven Steuerimpulses wieder ab. Das ^-Relais wird nicht abgeschaltet, sondern hält sich selbst, bis durch die folgende Betätigung des Relais Sl seine Abschaltung erfolgt. Die Abschaltung des Steuergenerators wird durch das 57>-Relais vorgenommen.

Ist aus besonderen Gründen die Sperrsignalzeit von ms genau einzuhalten, so ist eine weitere analoge Stufe (ohne Röhre) vorzusehen, deren Relais erst den Steuergenerator abschaltet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronische Sende- und Empfangsschaltung für Telegrafiezeichen nach dem Mehrschrittalphabet, dadurch gekennzeichnet, daß zwei um 180° gegeneinander phasenverschobene, mit jeweils der halben Frequenz der Telegrafieschrittfolge gebildete Wechselspannungen einmal über die ungeraden und zum anderen über die geraden Glieder einer Zählkette nacheinander die Glieder einer Abtastkette für die Tastung der Telegrafieschritte vorbereiten.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform beider Wechsellspannungen trapezförmig oder angenähert trapezförmig ist.

3. Schaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastglied für die Tastung eines Telegrafieschrittes während der Zeitdauer des höchsten Spannungswertes eines Wechselspannungsimpulses vorbereitet ist, der gleichzeitig das davor liegende Abtastglied abschaltet und das nachfolgende Abtastglied für die Tastung eines Telegrafieschrittes durch den nächsten, um 180° phasenverschobenen Wechselspannungsimpuls vorbereitet.

4. Schaltung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die negativen Halbwelten der Wechselspannungen unterdrückt sind.

5. Schaltung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zählglieder Relais (Al bis AGi) vorgesehen sind, die nach Maßgabe der Wechselspannungsimpulse in den Stromkreisen der Abtastglieder Kontakte (a_tl bis a_s5 und a.₂2 bis a₅ 2) zu deren Vorbereitung und Abschaltung steuern.

6. Schaltung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungs.impulse über die Kontakte (O₁I bis a₅l) in den Vorbereitungskreisen der Abtastglieder gleichzeitig die Zählglieder steuern.

7. Schaltung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastglieder Elektronenröhren (Röl bis Rö6) bzw. Gasentladungsröhren vorgesehen sind, deren Gitterpotentiale nacheinander durch die Wechselspannungsimpulse derart angehoben sind, daß wahlweise entsprechend der empfangenden oder auszusendenden Telegrafiezeichen gebildete Impulise in den Röhren (Röl bis Rö6) Emissionsiströme hervorrufen, die Relais (Tl bis T 5, Sp) erregen, deren Kontakte Mittel zur Speicherung oder Bildung der Telegrafiezeichen steuern.

8. Schaltung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfängerbetrieb der Startschritt eines Telegrafiezeichens die Wechselspannungserzeugung einschaltet und die ersten Glieder der Zähl- und Abtastkette für die Tastung des ersten Telegrafieschrittes vorbereitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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