DE381010C - Method for suppressing the influence of atmospheric disturbances during reception in wireless telegraphy - Google Patents

Description

Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses atmosphärischer Störungen beim Empfang in der drahtlosen Telegraphie. In der drahtlosenTelegraphie werden des öfteren Strombegrenzer benutzt, welche den durch das Telephon oder durch den Registrierappaxat empfangenen Strom verhindern, eine Amplitude zu erreichen, die über eine vorbestimmte Maximalgrenze geht, und zwar unabhängig von der Stärke der Schwingung, welche von der empfangenen Station aufgenommen wird. Derartige Strombegrenzer können z. B. aus einer Dreielektrodenröhre bestehen oder aus zwei in R--ihe geschalteten Röhren. Der Ausgangsstromkreis des Strombegrenzers kann nur eine begrenzte Stromvariation j,n (Abb. i) liefern, und die Einstellung wird im allgemeinen so getroffen, daß die Gesamtstromänderung für den Potentialunterschied II\' erzielt wird, der du ch das Sig:7al zwischen di.n Eingangsklemmen des Stroinbegreuzers hervorgerufen «-: rd.Procedure for suppressing the influence of atmospheric disturbances when receiving in wireless telegraphy. In wireless telegraphy are often used current limiters, which the by the telephone or by the Recorder prevent the current received from reaching an amplitude that goes over a predetermined maximum limit, regardless of the strength of the Vibration picked up by the receiving station. Such current limiters can e.g. B. consist of a three-electrode tube or two in R - ihe switched tubes. The output circuit of the current limiter can only be limited Current variation j, n (Fig. I) provide, and the setting is generally like this made that the total current change for the potential difference achieved II \ ' which is caused by you ch the Sig: 7al between the input terminals of the Stroinbegreuzer «-: approx.

Derartige $inrichtungen sind ziemlich wirksam für kleine Wellen und kleine Sendegeschwindigkeiten. Mittels cerselben kann jedoch kein sichere?- Betrieb mehr @r:.iel@ werde-i, sobald die Wellenlä l-ge und @encleesch windigkeit zunehmen. Starke Störungen werden dann nicht mehr ausgeschieden, denn diese Störungen rufen in dem Resonator freie Se:hwinguiigen von großer Anfangsamplitude hervor, deren Dauer manchmal die eines Punktes oder einer Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeichen übersteigt.Such devices are quite effective for small waves and small transmission speeds. However, it cannot be used safely? - operation more @r: .iel @ will-i as soon as the wave length and @encleesch wind speed increase. Strong disturbances are then no longer eliminated because these disturbances call out in the resonator free se: hwinguiigen of large initial amplitude emerge, their Sometimes the duration of a point or a pause between two consecutive ones Character exceeds.

Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch beseitigt, daß der Scheinwiderstand und die Eigenfrequenz des Resonators, welcher derartigen Störungen ausgesetzt ist, der Einwirkung einer elektromotorischen Reaktionskraft unterworfen wird, welche vom Stromamplitudenbegrenzer herstammt. Derartige Reaktionskräfte, die z. B. durch Rückkopplung erzielt werden, sind bei Empfangseinrichtungen mit Dreielektrodenröhren übli@,h. Sie sind jedoch noch nicht einer Dreielektrodenröhre oder einem ähnlichen Teil entnommen worden, welcher als Stromamplitudenbegreezer dient. Gegenüber den bekannten Einrichtungen ist diese: Anordnung neu, sowie auch die Art und Weise, in welcher Nutzen hieraus gezogen wird. Das neue Verfahren gibt ein besonders vorteilhaftes und wirksames Mittel zu Unterdrückung der atmosphärischen Störungen.According to the invention, this drawback is eliminated in that the Impedance and the natural frequency of the resonator, which such disturbances is subjected to the action of an electromotive reaction force which comes from the current amplitude limiter. Such reaction forces, the z. B. can be achieved by feedback, are with receiving devices Three-electrode tubes übli @, h. However, you are not yet a three-electrode tube or a similar part, which is called the current amplitude starter serves. Compared to the known facilities this: arrangement is new, as well as the way in which benefits are derived from this. The new procedure there a particularly beneficial and effective means of suppressing the atmospheric Disruptions.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Von den Abbildungen stellt _ Abb. i die Charakteristik eines Strombegrenzers dar, Abb. 2 eine beispielsweise Schaltungsanordnung einer Empfangseinrichtung zur Durchführung der Erfindung.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. from In the figures, _ Fig. i shows the characteristics of a current limiter, Fig. 2 shows an example of a circuit arrangement of a receiving device for implementation the invention.

Abb. 3 zeigt die Abklingkurve eines aus dem Amplitudenbegrenzer austretenden Störungsstromes.Fig. 3 shows the decay curve of an emerging from the amplitude limiter Fault current.

Abb. q. zeigt die im Resonator durch diesen Strom hervorgerufene Reaktionsspannung.Fig.q. shows the reaction voltage caused in the resonator by this current.

Es wird angenommen, daß in Abb. 2 der Resonator i, 2, 3 gleichzeitig von einem Signal und einer aperiodischen atmosphärischen Störung beeinflußt wird. Es kann dieser Resonator z. B. eine Antenne mit einer Selbstinduktion i, einem Abstimmungskondensator 2 und einem Ohmschen Widerstand 3 sein. Durch diesen Resonator wird ein Verstärker 5 beeinflulßt und hie-au` "in imnlitud-nbeg:enz^r Der Strom i dieses Ampliturliznbegrenzers ändert sich nach der in Abb. i dargestellten Charakteristik in Abhängigkeit von der 1?ingangsspannung des Aniplitudenbegrenzers. Dk Empfangseinrichtung weist dann no -h die üblichen Teile auf, wie z. B. den auf die Frequenz des Signals abgestimmten @ch:@:ing@mkreis g, einen Detektor io und ein Reistriergalvanometer ii ; außerdem sind die nachstehenden Regelungsvorrichtungen vorgesehen.It is assumed that in Fig. 2 the resonator i, 2, 3 simultaneously influenced by a signal and an aperiodic atmospheric disturbance. It can be this resonator z. B. an antenna with a self-induction i, a tuning capacitor 2 and an ohmic resistor 3. This resonator becomes an amplifier 5 influences and here-au` "in imnlitud-nbeg: enz ^ r the current i of this amplitude limiter changes according to the characteristic shown in Fig. i as a function of the 1? input voltage of the amplitude limiter. The receiving device then has no -h to the usual parts, such as B. tuned to the frequency of the signal @ch: @: ing @ mkreis g, a detector io and a register galvanometer ii; aside from that the following control devices are provided.

i. Regelurig auf Grenzwert ZIN des durch das Signal an den Klemmen des Amplitudenbeg;rnzers 7 geschaffenen Potentialunterschiedes. Hierzu dient der Schalter h, welcher gestattet, die Primärwicklung des TransformatOrs 14 so einzustellen, daß der Verstärkungsgrad sich ändert. Natürlich könnten auch andere gleichwertige Regelungsvorrichtungen zu diesem Zwecke vorgesehen werden.i. Regularly based on the ZIN limit value by the signal at the terminals of the amplitude limit 7 created potential difference. The Switch h, which allows the primary winding of the transformer 14 to be set so that that the gain changes. Of course, other equivalents could also be used Control devices can be provided for this purpose.

2. Regelung der elektromotorischen Reaktionskraft, mittels welcher der Amplitudenbegrenzer auf den Resonator i, 2 einwirkt. Diese Regelung kann z. B. durchgeführt werden durch geeignete Einstellung des gegenseitigen Indu!--tionskoeffizienten zwischen einer Wicklung i,-^" die einen Teil des Resonators bildet, und einer Wicklung 12, welche durch einen Teil i des Anodenstromes y durchflossen wird. Die Wicklungen 12, 13 bilden die Primär- und Sekundärwicklung einer einstellbaren Rückkloppungsvorrichtung .4.2. Regulation of the electromotive reaction force, by means of which the amplitude limiter acts on the resonator i, 2. This scheme can, for. B. can be carried out by suitable adjustment of the mutual induction coefficient between a winding i, - ^ "which forms part of the resonator, and a winding 12, through which part i of the anode current y flows. The windings 12, 13 form the primary and secondary windings of an adjustable feedback device .4.

3. Regelung der Phase des Stromeis i. Diese Phase kann annähernd um i8o ' durch Einstellung des Kondensators 8 verschoben werden, und man kann außerdem die Spule 12 umkehren.3. Regulation of the phase of the river ice i. This phase can be approximated to i8o 'can be shifted by adjusting the capacitor 8, and one can also reverse the coil 12.

Obschon die Erfindung unabhängig von der ihr zugrunde gelegten Theorie ist, kann die Wirkungsweise der Einrichtung in folgender Weise erläutert werden, was überdies gestatte:-, die beste Benutzungs- und Regelungsmethode festzustellen. Es seien folgende Bezeichnungen angenommen: R, L, C sind der Ohmsche Widerstand, die Selbstinduktion und die Kapazität des Resonators 1, 2, ö, das logarithmische Dekrement des Resonators, xo - - die Eigenschwingung, e = E sin (@,S t - ü-) die elektromotorische Kraft, welche durch Signale von einer Frequenz,j" hervorgerufen wird, v - V sin v, t der Potentialunterschied, welcher in dem Resonator 1, 2 hervorgerufen und durch ihn auf die Empfangsvorrichtung weitergegeben wird.Although the invention is independent of the theory on which it is based, the mode of operation of the device can be explained in the following way, which also allows: - To determine the best method of use and control. The following designations are assumed: R, L, C are the ohmic resistance, the self-induction and the capacitance of the resonator 1, 2, ö, the logarithmic decrement of the resonator, xo - - the natural oscillation, e = E sin (@, S t - ü-) the electromotive force which is caused by signals of a frequency "j", v - V sin v, t is the potential difference which is caused in the resonator 1, 2 and is passed on by it to the receiving device.

f =die elektromotorische Reaktionskraft, welche in der Wicklung i3 durch die Wicklung i2, durch die der Strom i fließt, hervorgerufen wird. Die Schwingung im Resonator 1, 2 wird durch die Gleichung geregelt. Solange die auf den Amplitadenbegrenzer übertragene Spannung nicht den Wert AIIV (Abb. 1) übersteigt, also für sämtliche Schwingungen, deren Amplitude nicht über die des Signals hinausgeht, arbeitet der Amplitudenbegrenzer 7 in dem geradlinigen Teil seiner Charakteri3tik, so daß die Ströme i und j ständig proportional zu dem Spannungsunterschied v sind. Die elektromotorische Reaktionskraft hat folgende Form f = K,s V sin (w,s t -E- ü).f = the electromotive reaction force which is produced in winding i3 by winding i2 through which current i flows. The oscillation in the resonator 1, 2 is given by the equation regulated. As long as the voltage transmitted to the amplitude limiter does not exceed the value AIIV (Fig. 1), i.e. for all oscillations whose amplitude does not exceed that of the signal, the amplitude limiter 7 works in the straight-line part of its characteristics, so that the currents i and j are always proportional to the voltage difference v. The electromotive reaction force has the following form f = K, s V sin (w, s t -E- ü).

K, bedeutet einen konstanten Koeffizienten, solange kein Element der Empfangsvorrichtung geändert wird.K, means a constant coefficient as long as there is no element of the Receiving device is changed.

ip ist eine mittels des Kondensators 8 regelbare Phase.ip is a phase that can be regulated by means of the capacitor 8.

Wird dieser Wert von f in die Gleichung 1 übertragen, so hat man für die Amplitude V der durch das Signal in dem Resonator hervorgerufenen Amplitude die Gleichung Damit das Signal die größtmöglichste Stärke erreicht, muß auf Null reduziert werden und der Ausdruck von sehr -geringem Wert sein. Sin #b ist dabei als positiv angenommen (Zeichen der geeignet gewählten gegenseitigen Induktion q.). Die oben angedeutete doppelte Bedingung wird erreicht durch geeignete Einstellung des einstellbaren Kondensators 2 und durch eine engere oder lockere Kopplung zwischen den Wicklungen 13 und 12, um der Reaktion K, den geeigneten Wert zu geben. Das erzielte Resultat ist um so besser, je schärfer die Einstellung des Kondensators 2 ist. Wenn nach dieser Einstellung die Amplitude MN der Schwingung an den Klemmen des Amplitudenbegrenzers 7 ungenügend ist, was z. B. durch die Ablenkung an dem Galvanometer 11 festgestellt werden kann, dann wird die Amplitude mittels des Schalters 6 erhöht und aufs neue auf wo und K, einzustellen versucht. Ist die Einstellung für das empfangene Signal fertig, so besitzt der Resonator 1, 2 eine Eigenschwingung welche verschieden von der des Signals ist und durch die Formel gegeben wird. Die Überspannung VIE ist oder ungefähr Sie ist stärker, als wenn die Reaktion nicht vorhanden wäre. Außerdem kann der Amplitudenbegrenzer Schwingungen aufnehmen, deren Amplitude wenig von der des Sättigungsstromes abweicht.If this value of f is transferred to equation 1, then one has the equation for the amplitude V of the amplitude caused by the signal in the resonator In order for the signal to have the greatest possible strength can be reduced to zero and the expression of very little value. Sin #b is assumed to be positive (sign of the suitably chosen mutual induction q.). The double condition indicated above is achieved by suitable setting of the adjustable capacitor 2 and by a closer or looser coupling between the windings 13 and 12 in order to give the reaction K i the appropriate value. The result obtained is the better, the sharper the setting of the capacitor 2. If after this setting, the amplitude MN of the oscillation at the terminals of the amplitude limiter 7 is insufficient, which z. B. can be determined by the deflection at the galvanometer 11, then the amplitude is increased by means of the switch 6 and an attempt is made to set it again to where and K. When the setting for the received signal is ready, the resonator 1, 2 has a natural oscillation which is different from that of the signal and is due to the formula is given. The overvoltage is VIE or about It's stronger than if the reaction weren't there. In addition, the amplitude limiter can absorb oscillations whose amplitude differs little from that of the saturation current.

Die in dem Resonator 1 und a durch eine starke atmosphärische Störung geschaffene freie Schwingung wird gedämpft unter den Verhältnissen, wie sie in den Abb. 3 und q. dargestellt sind. Anstatt die Amplituden Aa, Bb ... zu erzielen, welche man zu erwarten hätte, wenn der Sättigungseffekt nicht vorhanden wäre, übersteigt die Änderung des aus dem Amplitudenbegrenzer ausgehenden Stromes die Amplitude Jzn nicht. Hieraus folgt, daß an Stelle der gedämpften sinusoidalen Form, welche punktiert dargestellt ist, die elektromotorische Kraft, die proportional zu ist, die unregelmäßige, durch volle Striche in Abb. -q. angegebene Form annimmt. und zwar bis zu der Zeit B, bei welcher die Amplitude des Schwingungsverlaufes nicht mehr diejenige des Signals erreicht.The free oscillation created in the resonator 1 and a by a strong atmospheric disturbance is damped under the conditions as shown in FIGS. 3 and q. are shown. Instead the amplitudes Aa, Bb to obtain ..., which would be expected if the saturation effect were not present, the change of the outgoing current from the amplitude limiter does not exceed the amplitude Jzn. It follows that instead of the damped sinusoidal shape, which is shown in dotted lines, the electromotive force, which is proportional to is, the irregular, solid lines in Fig. -q. takes the specified form. namely up to the time B, at which the amplitude of the waveform no longer reaches that of the signal.

Die nach dem Zeitmoment d auftretenden Erscheinungen können vernachlässigt werden, denn eine freie Schwingung von einer Amplitude, die der Signalschwingung gleich ist, aber gedämpft wird, verschwindet bald. Es bleibt also nur der Zeitverlauf zwischen o und B zu berücksichtigen. Da die Reaktion nicht mehr sinusoidal ist, so kann sie auch nicht mehr durch eine Formel K V sin (crt -i- #@) dargestellt werden. Eine Prüfung der Abb. q. ergibt, daß sie um so geringer ist, je stärker der Wellenzug ist, so daß die Komponenten K., cos dL und K, sin ip durch andere Komponenten X und Y von niedriger Amplitude ersetzt werden können.The phenomena occurring after the time instant d can be neglected because a free oscillation of an amplitude equal to that of the signal oscillation is the same, but is dampened, soon disappears. So all that remains is the passage of time between o and B. Since the response is no longer sinusoidal, so it can no longer be represented by a formula K V sin (crt -i- # @). An examination of Fig. Q. shows that it is the smaller, the stronger the wave train is, so that the components K., cos dL and K, sin ip are replaced by other components X and Y of low amplitude can be replaced.

X < K, cos d, I' < K, sin d, Die Pulsation w, der freien Schwingung muß in jedem Augenblick der Gleichung genügen. Sie nimmt daher bis zu dem Zeitmoment d einen veränderlichen Wert an, der verschieden von dem Werte j" des Signals ist und näher dem Eigenwerte ",-o des Resonators liegt.X <K, cos d, I '<K, sin d, The pulsation w, the free oscillation must be in every moment of the equation suffice. It therefore assumes a variable value up to the instant d which is different from the value j "of the signal and is closer to the eigenvalue", -o of the resonator.

Außerdem wird die proportionale Dämpfung erhöht.In addition, the proportional damping increased.

Kurz zusammengefaßt, wird der gefährliche Teil des Wellenzuges schnell abgedämpft und bei einer von der des Signales verschiedenen Frequenz: Die atmosphärische Störung kann daher nicht mehr störend auf die nachfolgenden abgestimmten Stromkreise einwirken, z. B. nicht auf die Signalfrequenz (z. B. derjenigen des Resonators g, Abb. 2) oder auf die Modulierungsfrequenz, welche aus der Interferenz zwischen dem Signal und einem Lokalstrom resultiert.In short, the dangerous part of the wave train becomes fast attenuated and at a frequency different from that of the signal: the atmospheric Disturbance can therefore no longer interfere with the subsequent coordinated circuits act, e.g. B. does not affect the signal frequency (e.g. that of the resonator g, Fig. 2) or the modulation frequency resulting from the interference between the Signal and a local current results.

Die Betriebsbedingungen sind um so günstiger, als der Eigenwiderstand 3 (Abb. 2) des Resonators größer ist und die Voreilung @L, der elektromotorischen Reaktionskraft mit Bezug zu dem Potentialunterschied v abweicht von 9o°. Wäre der Winkel ip gleich 9o° (was bei Fortnahme des Kondensators 8 nach Abb. 2 der Fall wäre), so würde die Verbesserung, soweit die Dämpfungen in Betracht kommen, beibehalten werden, aber nicht die durch den Unterschied zwischen den Frequenzen der freien Schwingung und des Signals erzielten.The operating conditions are all the more favorable than the inherent resistance 3 (Fig. 2) of the resonator is larger and the lead @L, the electromotive Reaction force with reference to the potential difference v deviates from 90 °. Would be the Angle ip equals 90 ° (which is the case when the capacitor 8 according to Fig. 2 is removed would be), the improvement, as far as the attenuation is taken into account, would be retained be, but not by the difference between the frequencies of the free Oscillation and the signal achieved.

Ähnliche Schaltungen, wie sie in Abb. 2 dargestellt sind, könnten auch für die Resonatoren hinter dem Detektor benutzt werden, die auf die Modulierungsfrequenz des Signals abgestimmt sind. Es ist nicht erforderlich, daß die zwischen dem der elektromotdrischen Reaktion ausgesetzten Resonator und dem Spannungsbegrenzer angeordneten Stromkreise aperiodisch sind. DieEmpfangsanordnung kann wie gewöhnlich mehrere in Reihe geschaltete Resonatoren aufweisen, und zwar vor der Verstärkerschaltung oder innerhalb derselben. Der neue technische Effekt würde gleichfalls erzielt, wenn die elektromotorische Reaktionskraft aus einem hinter dem Amplitudenbegrenzer angeordneten Stromkreis entnommen würde.Similar circuits as shown in Fig. 2 could can also be used for the resonators behind the detector, which respond to the modulation frequency of the signal are matched. It is not necessary that the between the Electromotor reaction exposed resonator and the voltage limiter arranged Circuits are aperiodic. The receiving arrangement can, as usual, have several in Have series-connected resonators, in front of the amplifier circuit or within the same. The new technical effect would also be achieved if the electromotive reaction force from one arranged behind the amplitude limiter Would be removed from the circuit.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und erläuterte beispielsweise Ausführungsform beschränkt, sondern läßt zahlreiche Varianten in der Kombination der wesentlichen Teile derselben zu. Auch die Apparate, wie z. B. die Verstärker-Amplitudenbegrenzer und Detektoren können beliebig -gewählt werden, vorausgesetzt, daß sie die von ihnen verlangte Rolle erfüllen.The invention is not based on the illustrated and explained for example Embodiment limited, but allows numerous variants in the combination of the essential parts of the same. The apparatus, such as B. the amplifier amplitude limiter and detectors can be chosen at will, provided that they are one of them fulfill the required role.

Claims (3)

PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses atmosphärischer Störungen beim Empfang in der drahtlosen Telegraphie, dadurch gekennzeichnet, daß in den Primärresonator (Antenne, Rahmenspule usw.) eine durch einen Bruchteil des aus einem Amplitudenbegrenzer heraustretenden Stromes geschaffene elektromotorische Kraft zurückgeführt wird, deren Amplitude und Phase regelbar ist, wobei die durch den Amplitudenbegrenzer gelieferte Schwingung unabhängig von der Regelung der elektromotorischen Kraft in ihrer Amplitude beliebig eingestellt werden kann. PATENT CLAIMS: i. Method of suppressing the influence of atmospheric Disturbances in reception in wireless telegraphy, characterized in that in the primary resonator (antenna, frame coil, etc.) one through a fraction of the electromotive current created from an amplitude limiter Force is fed back, the amplitude and phase of which can be regulated, the by The vibration supplied to the amplitude limiter is independent of the regulation of the electromotive Force can be set arbitrarily in its amplitude. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zurückführung der elektromotorischen Reaktionskraft auf einen von der Antenne verschiedenen Resonator erfolgt, welcher der Empfangsanordnung zugehört und vor oder hinter dem Detektor liegt. 2. The method according to claim i, characterized in that the return of the electromotive reaction force takes place on a different from the antenna resonator, which is the receiving arrangement listening and lying in front of or behind the detector. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker und Amplitudenbegrenzer eine Dreielektrodenröhre vorgesehen ist.3. The method according to claim i and 2, characterized in that a three-electrode tube is used as the amplifier and amplitude limiter is provided.