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Schaltungsanordnung für Konferenzanlagen Die Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung für Konferenzanlagen, bei denen die Anschaltung der einzelnen
Teilnehmerstellen an die gemeinsame Verbindungsleitung individuell erfolgt.
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Die Aufgabe derartiger Anordnungen besteht darin, daß sämtliche an
einem Konferenzgespräch beteiligten Sprechstellen hören und auch sprechen können.
Ist die Anzahl der Teilnehmerstellen gering, so können diese in Parallelschaltung
miteinander verbunden werden. Jedoch wird eine Verständigung bei einer Mehrzahl
von Teilnehmerstellen infolge Fehlanpassung und Stromverzweigung unmöglich gemacht.
Fehlanpassung und Rückhören, das in diesem Fall auch auftritt, können durch Ausgleichseinrichtungen
ausgeglichen werden, jedoch eine Dämpfung tritt immer noch infolge der Stromverzweigung
und der Transformatorverluste auf.
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Die Erfindung will die oben geschilderten Nachteile bei einer Konferenzanlage
beliebiger Größe vermeiden. Es soll immer eine gute Verständigungsmöglichkeit gegeben
sein, gleichgültig, ob mehr oder weniger Teilnehmerstellen sich an einem Konferenzgespräch
beteiligen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der gemeinsamen Verbindungseinrichtung
ein negativer Scheinwiderstand zugeordnet ist und von den Teilnehmerleitungen beherrschte
Schaltmittel das Verhältnis zwischen dem negativen Scheinwiderstand und dem Gesamtscheinwiderstand
aller an einem Konferenzgespräch beteiligten Stationen konstant halten.
Gemäß
weiterer Ausbildung der Erfindung bestehen die Schaltmittel zur Konstanthaltung
des Verhältnisses von negativem Scheinwiderstand zum Gesamtscheinwiderstand aus
der Anzahl von Teilnehmerstationen entsprechenden Scheinwiderständen, von denen
ein jeder dem Scheinwiderstand der Station entspricht, und es werden über der Teilnehmerleitung
individuell zugeordnete Schaltmittel, z. B. Relais, an die gemeinsame Verbindungsleitung
angeschaltet.
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Der Wert des negativen Scheinwiderstandes ist dann gleich dem Wert
aller Stationsscheinwiderstände.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind die individuell den Teilnehmerleitungen
zugeordneten Scheinwiderstände gewöhnlich dann mit der gemeinsamen Verbindungseinrichtung
verbunden, wenn die entsprechende Teilnehmerstelle an diese sich nicht angeschaltet
hat.
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Über die den Stationen zugeordneten Schaltmittel werden die Stationen
und der negative Scheinwiderstand in Parallelschaltung an die gemeinsame Verbindungsleitung
angeschaltet.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird der negative Scheinwiderstand
durch von den Teilnehmerstationen beherrschte Schaltmittel in der Weise verändert,
daß jeweils Scheinwiderstände, die den Wert des negativen Scheinwiderstandes beeinflussen,
nur dann eingeschaltet werden, wenn die entsprechende Teilnehmerstation sich an
die gemeinsame Verbindungsleitung angeschaltet hat.
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Die Erfindung sei nachstehend an Hand einiger in den Zeichnungen gezeigter
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt Fig. i den schematischen Aufbau
einer Konferenzanlage, Fig.2 die Konferenzanlage, bei welcher der negative Scheinwiderstand
durch einen positiven Scheinwiderstand und ein Vierpolnetzwerk, welches das Vorzeichen
des Scheinwiderstandes ändert, erhalten wird, Fig. 3 ein Vierpolnetzwerk mit einem
negativen Rückkopplungsverstärker, .
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Fig. ¢ den negativen Rückkopplungsverstärker in näheren Schaltungseinzelheiten,
Fig. 5 und 6 Schaltungseinzelheiten einer Konferenzanlage mit parallel an eine gemeinsame
Leitung geschalteten Teilnehmerstationen, Fig.7 eine Konferenzanlage mit in Reihe
geschalteten Stationen, Fig.8 die schematische Anpassung mit dem negativen Scheinwiderstand
und Fig.9 und io Einzelheiten für die Konferenzanlage mit in Reihe geschalteten
Stationen.
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An Hand der Fig. i soll zunächst die Gesamtwirkungsweise der Konferenzanlage
beschrieben werden. Es soll angenommen sein, daß das Netzwerk drei Stationen 1,
2 und 5 enthält. Die Stationen i und 2 sind miteinander über die Leitungen 3 und
q. verbunden. Station 5 liegt dazu in Parallelschaltung mit einem negativen - Scheinwiderstand
6. Es soll ferner angenommen werden, daß für die in der Beschreibung vorkommenden
Stationen 1, 2 und 5 der Scheinwiderstand Z der gleiche ist. Wenn der absolute Wert
des negativen Scheinwiderstandes 6 gleich dem Scheinwiderstand Z der Stationen 1,
2 und 5 gewählt wird, so ist der Gesamtscheinwiderstand von der Station 5 und Scheinwiderstand
6 nach der Formel Z (-Z)
Z-Z gegeben.
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Dieser Scheinwiderstand hat einen unendlichen Wert. Da er im Nebenschluß
mit den Leitungen 3 und ¢ liegt, kann Station i mit der Station 2 ohne Beeinflussung
durch die Station 5 und den Scheinwiderstand 6 sprechen. -Die Station i ist mit
dem Scheinwiderstand der Station i abgeschlossen, an welchen sie angepaßt ist, und
umgekehrt. Die Rückhörstromkreise beider Stationen werden nicht beeinflußt. Station
5 liegt parallel zur Station i und hat daher die gleichen Bedingungen wie letztere.
Sie kann mit Station i und 2 unbeeinflußt sprechen. Zusätzliche Stationen können
parallel mit Station 5 verbunden werden, vorausgesetzt, daß der Scheinwiderstand
aller dieser Stationen einen absoluten Wert hat, der gleich dem negativen Scheinwiderstand
ist.
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Der negative Scheinwiderstand 6 kann, wie es in Fig.2 gezeigt ist,
durch Kombination eines Scheinwiderstandes 7, z. B. Widerstand, Spule usw., mit
einem Vierpolnetzwerk 8, welches den Wert des Scheinwiderstandes umkehrt, erhalten
werden.
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Das Vierpolnetzwerk kann auf verschiedene Weise, wie z. B. nach Fig.
3, aufgebaut sein.
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In dieser Figur ist ein negativer Rückkopplungsverstärker 9 gezeigt,
dessen Ausgang mit dem Eingang io über den Scheinwiderstand 7, Leitung 14 und Scheinwiderstand
15 verbunden ist.
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Es sollen folgende Bezeichnungen gelten: z für den Scheinwiderstand
zwischen den Klemmen io und i i, e die Spannung zwischen diesen Klemmen, I der Strom,
der in Richtung io, 15, =q., 13 fließt, Z der Wert des Scheinwiderstandes 7, Zi
der innere Scheinwiderstand des Verstärkers 9, e die Spannung zwischen den Klemmen
12 und 1q., z' der Wert des Scheinwiderstandes 15,G der Verstärkungsgrad des Verstärkers
9, Ge' die elektromotorische Kraft des Verstärkers zwischen den Punkten 12 und 13.
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Die Theorie der negativen Rückkopplung ist bekannt lind braucht daher
hier nicht beschrieben zu werden. Wir können folgende Formeln schreiben:
Es soll angenommen werden, daß im Ausführungsbeispiel G = 2 und
ü' = Zi ist. Es ist daher s = -Z.
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Auf diese Weise wird ein negativer Scheinwiderstand zwischen den Klemmen
io und i i erhalten, dessen Betrag = Z ist.
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Das Vierpolnetzwerk, welches durch die Klemmen io, 1r, 13, 14 gekennzeichnet
ist, arbeitet demzufolge als ein Wandler des Scheinwiderstandv orzeichens.
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In Fig.4 sind Einzelheiten des Vierpolnetzwerkes gezeigt. Es besteht
im wesentlichen aus einem 3stufigen Widerstandsverstärker. Das Signal wird an das
Gitter der Röhre 16 über den Scheinwiderstand 15 angelegt und kommt verstärkt aus
der Anode der ersten Stufe heraus, wo es wiederum an das Gitter der Röhre 18 über
den Kopplungskondensator 17 angelegt wird. Der Ausgang dieser Röhre ist in derselben
Weise wie in der vorhergehenden Stufe mit dem Gitter der Röhre i9 gekoppelt. Diese
Röhre arbeitet als ein voller negativer Rückkopplungsverstärker. Ein Teil der Ausgangsspannung
wird vom Punkt 13 über den Widerstand 2o an die Kathode der Röhre 1d angelegt. Der
Anstieg der negativen Rückkopplung wird durch die Widerstände 2o und 21 bestimmt.
Infolge des Scheinwiderstandes 7 zwischen den Klemmen 13 und 14 einerseits und der
Verstärkerschaltung andererseits besteht an den Eingangsklemmen, wie bereits beschrieben,
ein negativer Scheinwiderstand, dessen Betrag gleich dem des Scheinwiderstandes
7 ist.
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Diese Anordnung soll jedoch nur als Beispiel dienen. Es können auch
andere Verstärkerstromkreise benutzt werden, um das Vorzeichen des Scheinwiderstandes
zu ändern.
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Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Schaltungen zeigen nähere Einzelheiten
des in Fig.2 strichpunktierten Rechteckes.
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Fig. 5 stellt ein praktisches Ausführungsbeispiel für ein konstant
belastbares Konferenznetzwerk dar, bei welchem die verschiedenen Teilnehmerstationen
parallel miteinander verbunden sind.
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Der Verstärker 8 und die Impedanz 7 sind über einen Transformator
22, die Kontakte 231 und 232 mit dem Scheinwiderstand 30 parallel geschaltet,
welcher als Nachbildung bezeichnet werden soll. 3a solcher Nachbildungseinrichtungen
sind über die Punkte 24, 25 parallel miteinander verbunden. Jeder Station 5 ist
eine solche Nachbildungseinrichtung zugeordnet. Die Bezeichnung 23 betrifft das
Speiserelais für die Station 5, während 26 und 27 die Abriegelungskondensatoren
für den Gleichstrom sind. Es sei angenommen, daß alle Stationen ihren Handapparat
aufgelegt haben und alle Relais 23 im Ruhezustand sind. Alle Nachbildungseinrichtungen
30 sind über die Kontakte 23i und 232 an die gemeinsame Leitung angeschaltet.
Es sei nun angenommen, daß die Handapparate der verschiedenen Stationen 5 von der
Gabel abgenommen sind und mit der Konferenzeinrichtung über die Leitung
31 und 32 verbunden sind. Die Relais 23 werden entsprechend betätigt. Die
Kontakte 23i und 232 schalten um, so daß die Nachbildungseinrichtungen 3o abgeschaltet
und die Stationen 5 parallel an den Punkten 24 und 25 zusammengeschaltet werden.
Der Scheinwiderstand 7 soll gleich Z/n sein, wobei Z der Wert des Scheinwiderstandes
einer Station ist. Sämtliche n-Stationen, welche einen Scheinwiderstandswert gleich
dem Scheinwiderstand 7 haben, sind über den Transformator 22 mit dem Verstärker
8 und dem Scheinwiderstand 7 verbunden. Das Übersetzungsverhältnis des Transformators
soll gleich i sein. Für jeden anderen Wert muß der Scheinwiderstand 7 entsprechend
anders berechnet werden. Der Transformator 22 trennt die Gleichstromkreise und dient
nur zur Anpassung des Scheinwiderstandes. In bezug auf die Sprechströme jedoch ist
die Anordnung so, als ob alle Stationen 5 direkt parallel mit dem Vierpolnetzwerk
8 verbunden sind. Die Stationen 5, das Vierpolnetzwerk 8 und der Scheinwiderstand
7 haben einen unendlichen Scheinwiderstand. Ist eine der Stationen nicht an diesen
Stromkreis angeschaltet, z. B. wenn ein Teilnehmer nicht an einem Konferenzgespräch
teilzunehmen wünscht, so wird eine Nachbildungseinrichtung 30 über die Kontakte
23i und 232 an Stelle des Teilnehmerapparates an die gemeinsame Leitung geschaltet,
da das zugeordnete Relais 23 nicht angesprochen hat. Da der Scheinwiderstand der
Nachbildungseinrichtung 3o denselben Wert Z wie den der Station hat, so ändern sich
die Gesamtbedingungen an dem Netzwerk überhaupt nicht.
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Die Belastung an dem Vierpolnetzwerk 8 ist immer konstant unabhängig
davon, wieviel Stationen sich im Konferenzgespräch befinden.
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Ein veränderliches belastbares Konferenznetzwerk mit parallel anschaltbaren
Stationen soll nunmehr an Hand der Fig. 6 beschrieben werden.
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Die Stationen sind die gleichen wie in Fig.5. Jedem Relais 23 sind
die Kontakte 23 i, 232, 233 und 234 zugeordnet. Jeder Station ist ferner ein Scheinwiderstand
7 zugeordnet, welcher mit dem Vierpolnetzwerk 8 über die Kontakte 233, 234 und die
gemeinsamen Punkte 26, 27 verbunden ist.
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Haben die verschiedenen Stationen ihre Handapparate aufgelegt, so
sind die Relais im Ruhezustand und infolgedessen auch die Kontakte 23 i bis 234
geöffnet. Die Station 5 ebenso wie der Scheinwiderstand sind abgeschaltet.
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Werden alle Stationen mit der Konferenzeinrichtung verbunden, so sind
auch die entsprechenden Relais 23 erregt und die Kontakte 23 i bis 234 geschlossen.
Die Stationen sind an den gemeinsamen Punkten 24 und 25 und die Scheinwiderstände
7 an den Punkten 26 und 27 zusammengeschaltet. Hat der Scheinwiderstand 7 denselben
Wert wie den der Stationen, so ergeben sich zwei Summen von Scheinwiderstandswerten,
von denen eine jede einen Wert von Z/n hat. Diese beiden Impedanzen sind parallel
über den Transformator 22 und Vierpolnetzwerk 8 verbunden, so daß der gleiche Zustand
wie im vorhergehenden Fall
wieder erreicht wird. Ist eine Station
nicht angeschlossen, so bleibt das entsprechende Relais im Ruhezustand, so daß beide,
der Scheinwiderstand? und die Station, aus dem Netzwerk herausgeschaltet sind.
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Das Netzwerk bleibt trotzdem im Gleichgewicht. Die Belastung an dem
Vierpolnetzwerk 8 ist veränderlich, und die Anzahl der Scheinwiderstände 7 ist immer
gleich der Anzahl der Stationen 5. Es soll bemerkt werden, daß in diesem Fall die
Scheinwiderstände 7 im wesentlichen die gleiche Rolle spielen wie die Nachbildungseinrichtungen
3o der Fig. 5.
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Im vorhergehenden wurde ein Konferenznetzwerk beschrieben, worin die
verschiedenen Teilnehmerstationen in Parallelschaltung miteinander verbunden sind.
Es soll nunmehr ein Konferenznetzwerk beschrieben werden, in welchem die Stationen
in Reihe geschaltet sind. Hierzu dienen die Fig. 7 bis ro.
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Fig. 7 zeigt ein Konferenznetzwerk, in welchem die Stationen in Reihe
geschaltet sind. Es soll angenommen werden, daß das Netzwerk die Stationen 1,:2
und 5 enthält. Alle Stationen sind in Reihe mit einem negativen Scheinwiderstand6
geschaltet. Die Stationen z, 2 und 5 haben den gleichen Scheinwiderstand Z. Wenn
der absolute Wert des negativen Scheinwiderstandes 6 gleich der Impedanz Z der Stationen
z, 2 und 5 gemacht wird, so bekommt die Kombination der Station 5 und des Scheinwiderstandes
6 einen Scheinwiderstandswert, der durch die Formel Z -I- (-Z) gegeben ist. Dieser
Wert ist gleich Null. Da der Scheinwiderstand zwischen den Klemmen 3 und ¢ gleich
Null ist, so sind die Stationen r und 2 in dem Zustand, als ob sie allein wären.
Sie können miteinander unbeeinflußt sprechen. Ebenso kann Station 5 mit Station
r oder 2 sprechen. Die durch 5 und 6 gebildete Kombination hat einen Scheinwiderstand
gleich Null, daher ist auch die Spannung zwischen den Punkten 3 und q. gleich Null.
Jedoch ist der Stromfluß durch alle Stationen der gleiche. Das Netzwerk arbeitet
unter den normalen Bedingungen. Zusätzliche Stationen können in Reihe mit der Station
5 verbunden werden unter der Voraussetzung jedoch, daß alle Stationen zusammen den
gleichen absoluten Wert wie der negative Scheinwiderstand haben.
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Der negative Scheinwiderstand kann auf die gleiche Weise, wie bereits
in Fig. 2 angedeutet ist, erhalten werden. Fig. 8 zeigt das Konferenznetzwerk der
Fig. 7, jedoch mit zwei Stationen 5 und 5a, welche in Reihe geschaltet sind, sowie
mit dem negativen Scheinwiderstand, der durch Kombination einer Impedanz 7 und eines
Vierpolnetzwerkes 8, welches das Vorzeichen des Scheinwiderstandes umkehrt, erhalten
wird.
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Die Beschreibung der Fig. 9 und zo nimmt Bezug auf die strichpunktierte
Umrandung der Fig. B.
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Fig. 9 zeigt ein konstant belastbares Konferenznetzwerk, bei welchem
die Stationen in Reihe geschaltet sind. In dieser Figur sind nur zwei Stationen
5 und 5,
gezeigt. Jedoch spielt die Anzahl der Stationen, die mit dem Netzwerk
verbunden werden, keine Rolle.
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Die Stationen 5 und 5" sind mit der gemeinsamen Verbindungsleitung
28 über die Transformatoren 22 und 22a verbunden, deren Sekundärwicklungen in Reihe
geschaltet sind. Genau so wie im vorangegangenen Beispiel sind die Stationen 5 und
5" über die Relais 23 und 23a an die Spannungsquelle angelegt und von den Transformatoren
durch die Kondensatoren 26, 27, 2,6" und 27ä abgeriegelt. Nachbildungseinrichtungen,
wie z. B. 30 und 30a, sind jeder Station zugeordnet. Der Scheinwiderstand
jeder Nachbildungseinrichtung ist gleich dem Scheinwiderstand der entsprechenden
Station. Der Stromkreis 28 wird schließlich durch einen Scheinwiderstand 7 über
ein Vierpolnetzwerk 8 abgeschlossen.
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Sind die verschiedenen Stationen mit dem Konferenznetzwerk verbunden,
so sind die entsprechenden Relais 23 betätigt und die Kontakte 23 z und
231, geschlossen. Die Nachbildungseinrichtungen werden aus dem Stromkreis
abgeschaltet und die Stationen 5 und 5" in Reihe über ihnen zugeordnete Transformatoren
geschaltet. Es soll angenommen werden, daß das Übersetzungsverhältnis der Transformatoren
22 und 22a gleich z sei. Es soll ferner angenommen werden, daß der Wert des Scheinwiderstandes
7 gleich n X Z sei, wobei n die Anzahl der Stationen und Z der Scheinwiderstand
jeder Station ist. Wien finden nochmals die gleichen Bedingungen wie jene in Fig.
B.
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Wünscht eine Station nicht am Gespräch teilzunehmen, so bleibt das
Relais 23 im Ruhezustand. Der Kontakt 231 schaltet die Nachbildungseinrichtung 3o
an ihre Stelle in den Stromkreis. Da der Wert des Scheinwiderstandes dieser Nachbildungseinrichtung
der gleiche wie der der Station ist, so ändert sich an dem Zustand des Konferenznetzwerkes
nichts. Die Belastung an dem Vierpolnetzwerk 8 bleibt immer konstant.
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Ein veränderlich belastbares Konferenznetzwerk mit in Reihe geschalteten
Stationen ist in Fig. to gezeigt.
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Auch hier sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei Stationen
dargestellt, die über Transformatoren in ähnlicher Weise wie in Fig.9 an die gemeinsame
Leitung angeschaltet sind. Jede Station 5 ist mit der Primärwicklung des Transformators
über die Kondensatoren 26 und 27 verbunden. Ein Scheinwiderstand 7 ist jeder Station
5 zugeordnet. Jedes Relais 23 hat zwei Kontakte 2231 und 232, welche die Sekundärwicklung
eines Transformators 22 und einen Scheinwiderstand 7 kurzschließen.
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Sind die Teilnehmerstationen mit der Konferenzeinrichtung verbunden,
so sind die Relais 23 der Stationen betätigt. Die Kontakte 23z und 232 sind infolgedessen
geöffnet und schalten die Stationen über die Transformatoren sowie die Scheinwiderstände
7 an die allgemeine Einrichtung an. Die Gruppenbildung von Station 5 und 5a,
Vierpolnetzwerk8
und Scheinwiderständen7und7Q hat die gleichen Bedingungen zur Folge wie die der
Fig. B. Ist eine der Teilnehmerstationen nicht am Konferenzgespräch beteiligt, so
ist Relais 23 dieser Station abgefallen, und die Kontakte 23r und 232 sind geschlossen,
wodurch die Sekundärwicklung des Transformators und der Scheinwiderstand 7 dieser
Station kurzgeschlossen werden.
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Die Belastung dieses Netzwerkes ist also veränderbar.
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Die obenerwähnten Ausführungsbeispiele zeigen nur zum Teil die Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung. Es soll nur noch darauf hingewiesen werden, daß derartige Anordnungen
auch bei Konferenzanlagen mit Lautsprecherbetrieb angewendet werden können, wobei
die Teilnehmerstationen durch Verstärkungseinrichtungen ersetzt werden.