im automatischen Telephonbetrieb

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Research Collection
Doctoral Thesis
Ueber die Anwendung einer Tastatur zur beschleunigten
Ziffernwahl durch den Teilnehmer im automatischen
Telephonbetrieb
Author(s):
Metzger, Rolf M.
Publication Date:
1956
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-000092001
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ETH Library
Prom. Nr. 2572
Über die Anwendung einer Tastatur
zur
beschleunigten Ziffernwahl
durch den Teilnehmer
im automatischen
Telephonbetrieb
VON DER
EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN
HOCHSCHULE IN ZÜRICH
ZUR ERLANGUNG
DER
WÜRDE EINES DOKTORS DER
TECHNISCHEN WISSENSCHAFTEN
GENEHMIGTE
PROMOTIONSARBEIT
VORGELEGT VON
Rolf
von
Metzger
Eschenz
Thayngen
(TG)
Referent:
Herr Prof. H.Weber
Korreferent:
Herr Prof. E. Baumann
1956
Buch- und Offsetdruck Karl
Augustin
Meinem hochverehrten Lehrer
Herrn Prof. HEINRICH WEBER
Leiter des Institutes für Fernmeldetechnik
an
danke ich recht herzlich für seine wertvollen
für seine wohlwollende
Unterstützung
der ETH Zürich
Anregungen
und
meiner Arbeit.
An dieser Stelle möchte ich auch der Firma
HASLER AG. in BERN
welche mir die
ermöglichte,
Ausführung
der
experimentellen Untersuchungen
meinen verbindlichen Dank
aussprechen.
MEINER LIEBEN BRAUT
GEWIDMET
INHALTSVERZEICHNIS
1.
Einleitung
Veranlassung
1.2
Von der Tastatur
1.3
2.
g
Anforderungen
Verwendete Zeichen und Symbole
zu
erfüllende
11
12
13
2.1
Auswertbare
2.2
Bestehende Wählsysteme
16
2.3
Mögliche Wählsysteme
Weitere, verwandte Systeme
Anmerkungen
20
2.4
Morphologie
und
Kriterien, typische Eigenschaften
Beurteilung
der
13
24
27
Tastatursysteme
27
3.1
Verwendete Kriterien
27
3.2
In Vergleich gezogene Systeme
Anwendung eines Punktbewertungssystemes
Beurteilung der Stationsschaltung
Beurteilung der gesamten Wählsysteme
Spezielle Beurteilung der in Frage kommenden Systeme
Kritische Beurteilung dieser Bewertungsmethode
27
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
4.1
4.2
4.3
mit 4-Frequenz-Code
Beschreibung von Code und Prinzip
Prinzip des Wahlvorganges
Beurteilung des Entwurfes
Systems
mit 250
Hz-Amplituden-Halbwellen-Code
5.4
5.5
Entwurf des Schaltschemas
5.3
28
.
Systems
Beschreibung
Prinzips
Prinzip des Wahlvorganges
Dimensionierung des Sendeteiles
Entwicklung der Empfangsschaltung
5.2
28
Experimentelle Untersuchungen
mit der 250
Code-Wahl
29
30
31
33
.
des
Genauere
29
30
Genauere
5. Entwurf eines
5.1
27
....
4. Entwurf eines
6.
Entwicklung
zur
Beschreibung der Wählsysteme
2.5
3.
g
1.1
34
34
36
37
40
47
Hz-Amplituden-Halbwellen50
6.1
Auswahl der Schaltelemente
50
6.2
Schaltungsdetails
Aufbau der Versuchsschaltung
Messungen an der Gesamtschaltung
Verbesserungsmöglichkeiten
52
6.3
6.4
6.5
Entwicklung
von
68
69
71
7. Halbwellen-Code-Wahl auf 3 Adern
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
8.
Beschreibung
Systems
Voraussetzungen und Dimensionierung
Versuchsschaltung
Versuchsergebnisse
Beurteilung
Experimentelle Untersuchungen
mit der 50
Code-Wahl
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
72
des
72
73
73
74
Hz-Amplituden-Halbwellen74
Prinzipbeschreibung
Entwicklung von Schaltungsdetails
Aufbau der Versuchsschaltung
Messungen an der Gesamtschaltung
Beurteilung
9. Resultate und
72
Zusammenfassung
74
76
78
78
81
82
9.1
Resultate der Versuche
82
9.2
Ausblick
82
9.3
Zusammenfassung
82
10. Literaturverzeichnis
83
Leer
-
Vide
-
Empty
Einleitung
1.
Veranlassung
1.1
Von allen
Verkehrsmitteln, seien
zur
sie für
Entwicklung
Nachrichten, Personen oder Waren,
größere Geschwindigkeit und Sicherheit gefordert. Die Nach¬
speziell die automatische Téléphonie darf sich diesen Wün¬
werden heute immer
richtentechnik und
schen nicht verschließen.
Betrachten wir deshalb den zeitlichen Ablauf einer
genauer,
um
feststellen
zu
können,
Gliederung
a) Zeitliche
wo
einer
sich
Telephonverbindung
etwas
Zeiteinsparungen erreichen lassen.
Telephon-Verbindung
1. Feststellen der Teilnehmer-Identifikation
2. Abheben des Hörers und Abwarten des Amtstones
4.
Uebermittlung der Teilnehmer-Identifikation
Eigentlicher Verbindungsaufbau durch eine oder mehrere Zentralen
5.
Ruf und Rufkontrolle bzw. Besetztton
6.
Gespräch (Uebermittlung der Nachricht)
Taxierung
Auslösung der Verbindung
3.
7.
8.
Operationen und Funktionen sollten in möglichst kurzer Zeit ab¬
Dies wünscht nicht nur der Teilnehmer, sondern auch die
der
Telephonzentrale (kürzere Belegungszeiten gemeinsamer
Betriebsleitung
Alle diese
gewickelt
werden.
Schaltorgane).
Alle diese Zeitabschnitte lassen sich denn auch mit technischen
Mitteln beeinflussen und verkürzen, wie
Zu 1
:
In
kleinen
Namens
mußten aber
Hinweise
zeigen
:
genügte ursprünglich die Angabe des
Verbindung. Mit steigenden Teilnehmerzahlen
bessern Unterscheidung Teilnehmernummern eingeführt
manuellen
zum
folgende
Zentralen
Aufbau der
zur
werden. Neben dem menschlichen Gedächtnis gewann dadurch das Teil¬
nehmer-Verzeichnis an Bedeutung als Speicher für die Teilnehmer-Iden¬
tifikationen ; eine übersichtliche Anordnung des Textes beschleunigt das
Aufsuchen einer Teilnehmernummer. Für oft oder in Notfällen benötigte
günstige Ziffernkombinationen.
«Telerapid» etc. ermöglichen weitere Zeit¬
ersparnisse bei oft verlangten Verbindungen.
Nummern wünscht
Namentaster,
Zu 2
:
man
mnemotechnisch
«Telecode»,
gesteuerte Systeme wiesen bei Spitzenverkehr bis zum
Registers ziemlich lange Wartezeiten auf; im Gegensatz
dazu glaubte man anfangs, bei direkt gesteuerten Systemen ohne Amts¬
ein¬
ton auskommen zu können. Heute hat sich der Amtston allgemein
Schalt¬
bei
sich
lassen
Die
Wartezeiten
geeigneter
Verwendung
gebürgert.
mittel und genügender Dimensionierung der Verkehrswege klein halten.
Aeltere, indirekt
Anschalten des
Zu 3:
Der
tion
eigentliche Wahlvorgang (Uebermittlung der Teilnehmer-Identifika¬
den heute üblichen Mitteln sehr
vom Rufenden zum Amt) dauert mit
9
lange. Er läßt sich z.B. mit einer Tastatur wesentlich verkürzen. Die
vorliegende Arbeit hat sich zur Aufgabe gestellt," die Möglichkeiten für
die
Zu 4
:
Verwendung
einer Tastatur beim Teilnehmer genauer
untersuchen.
zu
gesteuerten Systemen erfolgt der Verbindungsaufbau (Wähler¬
einstellung im Amt) bei Ortsgesprächen fast gleichzeitig mit dem Wahl¬
Bei direkt
Systeme brauchen etwas mehr Zeit. Diese
Verwendung schnell arbeitender Wähler
(z.B. Koordinatenschalter) und moderner Identifiziermethoden (Code-,
Impuls-Markierung) praktisch eliminieren. Es wird sogar möglich sein,
Vermittlungssysteme zu bauen, welche einer Tastaturwahl fast ohne Ver¬
zögerung folgen können.
indirekt gesteuerte
vorgang ;
Zeitdifferenz läßt sich aber durch
Zu 5
:
Den
größten
Zeitverlust bedeutet
im
allgemeinen
das
Warten
auf die
Antwort des Gerufenen. Leider läßt sich dieser wunde Punkt mit tech¬
nischen Mitteln
gierung
von
in beschränktem
nur
Umfang bekämpfen.
Durch
Propa¬
Parallelstationen beim Teilnehmer, wie sie z.B. in den USA
Verbesserung erreichen,
Apparat in Reichweite hat. Im Geschäfts¬
verkehr macht sich diese Wartezeit weniger bemerkbar, weil sich der
Gerufene normalerweise in der Nähe seines Arbeitsplatzes aufhält. Hier
lassen sich auch Anrufumleiter verwenden, welche z.B. den Anruf nach
dem 2. Ruf zur Sekretärstation umleiten. Es sind auch Lösungen mit
einem sprachgesteuerten, lautsprechenden Telephon denkbar.
Unangenehm sind auch Besetztverbindungen, weil der ganze Zeitauf¬
wand für die Wahl und die Durchschaltung verloren ist. Deshalb dürften
Anrufwiederholer größere Verbreitung finden ; diese speichern eine ein¬
mal gewählte Nummer (mit Relais, Zählmagneten oder auf Tonband) und
senden sie wiederholt aus, bis eine Gesprächsverbindung zustande
erfolgt,
läßt sich mit technischen Mitteln eine
indem der Gerufene eher einen
kommt.
Zu 6
:
Eine
Verbesserung
Sprache
dauer. Die
der Verständlichkeit
selber
überträgt
ergibt
zwar
eine kürzere
Gesprächs¬
einen ziemlich kleinen Nach¬
richteninhalt pro Zeiteinheit. Der Fernschreiber, welcher einen Code ver¬
wendet, nützt z.B. die Verbindung viel besser aus; zudem kommt hier
die Antwort sofort, sofern der
Zu 7:
Die
oder
am
Ende des
Gespräches
Zu 8:
frei ist.
Gesprächs zusätzliche
mit variablem Zähltakt
beansprucht zu Beginn
Zählung während des
bringt hier Vorteile.
Zeit. Eine
je nach Taxe
Hier bieten Wähler ohne Nullstellung oder Koordinatenschalter Vorteile.
b) Beschleunigung
Der
Empfänger
heute in der Schweiz übliche Zählmethode
des
Wahlvorganges
zum automatischen Telephonbetrieb bedingte
Uebergang
die Einführung einer Sendeeinrichtung beim Teilnehmer. Fast von Anfang an
wurde hiezu die Wählscheibe (Nummernschalter) verwendet. Der Wählscheibe
haften aber wesentliche Mängel an (geringe Uebertragungsgeschwindigkeit,
empfindlicher Mechanismus, komplizierte Bedienungsbewegung), sodaß ständig
nach neuen konstruktiven Lösungen gesucht wird.
10
vom
manuellen
Der
Teilnehmer
Sendeorgans.
Dies
wünscht
kann
eine
erreicht
schnellere
werden
und
durch
bequemere Bedienung des
raschere
Uebermittlung
der
Information, Verkürzung oder Ausschaltung wiederholter, gleichartiger Opera¬
tionen und
Entlastung
des Gedächtnisses. Die beiden letzten
Forderungen wer¬
nur bedingt
(minimale Wahlpausen, sonst aber normale Wählgeschwindigkeit von 10 Imp/s I).
Eine wirksame Beschleunigung der Informations-Uebermittlung kann nur durch
raschere Impulsfolge und Verwendung eines Codes erreicht werden.
Das Festklammern an der heute üblichen Wählgeschwindigkeit von 10 Imp/s
ist in erster Linie durch die direkt gesteuerten Systeme bedingt. Größere Impuls¬
geschwindigkeiten und raschere ZiffernfoJge sind nur in indirekt gesteuerten
Telephonsystemen möglich. Es sind denn auch einige Netze bekannt, in denen
Wählscheiben mit 20 Imp/s verwendet werden [LV 11]. Eine Steigerung auf
30 Imp/s wäre sogar ohne weiteres möglich (z.B. im System HS 52). Doch
machen sich dabei die übrigen zeitlichen Mängel der Wählscheibe (lange Auf¬
zugszeit, künstlich verlängerte Wahlpause, ungleiche Dauer der Impulsserien)
den durch Namentaster und Anrufwiederholer erfüllt, die erste aber
immer stärker bemerkbar.
Spezialdienstämter und Nebenstellen-Handvermittlungen erhielten deshalb
Tastaturen, welche bis zu 7 Ziffern pro Sekunde aussenden können
(Wählscheibe im Durchschnitt nur ca. 0,8 Ziffern/s [LV 12]). Erst in letzter Zeit
wurde versucht, Tastaturen auch für die einzelnen Teilnehmerstationen vorzu¬
sehen. Die hiefür bestehenden Möglichkeiten sollen im folgenden genauer unter¬
schon früh
sucht werden.
c) Vorteile
Die
und
Verwendung
mit sich
Nachteile
einer
einer
Tastatur beim
Tastatur
Teilnehmer
bringt folgende Vorteile
:
Größere
Wählgeschwindigkeit und dadurch
Belegungszeiten gemeinsamer Amtsausrüstungen,
Bequemere Bedienung (einfacherer Bewegungsablauf),
Unempfindlicher gegen äußere Einflüsse.
Kürzere
Diesen stehen natürlich auch gewisse Nachteile gegenüber:
Erschwerte Zusammenarbeit mit bestehenden Systemen,
Komplizierterer Aufbau
Gesichtspunkte).
des
Systems (Störungsanfälligkeit,
militärische
Ein
Vergleich mit bestehenden Systemen in wirtschaftlicher Hinsicht ist ohne
Untersuchungen nicht möglich, da zahlreiche Faktoren (Preis der
Stationsausrüstung, erhöhter Aufwand im Amt, kürzere Registerbelegungszeiten
etc.) mitspielen.
genauere
1.2
Von der Tastatur
zu
erfüllende
Anforderungen
Wenn wir ein Pflichtenheft mit den durch die Tastatur in der Teilnehmer¬
station und das
zugehörige Uebermittlungssystem zu erfüllenden Anforderungen
Bedingungen unterscheiden:
aufstellen wollen, müssen wir dreierlei
11
a) Grundforderungen : Diese sind unbedingt zu erfüllen ;
b) Minimalforderungen : Diese sind nach Möglichkeit zu überschreiten
wirtschaftlich optimal zu erfüllen ;
c) Nebenfarderungen : Diese sind primär nicht zu beachten, erhöhen aber
Wert eines Systems, wenn sie berücksichtigt werden können.
der verschiedenen
Wichtigkeit
Die
Forderungen
kann natürlich
und
den
subjektiv sehr
verschieden bewertet werden ; je nachdem wird die Entwicklung zu verschie¬
denen Lösungen führen. Im folgenden wurde das Gewicht mehr auf die rein
Forderungen gelegt, wie es dem Sinn dieser Arbeit entspricht. Bei
Realisierung eines Wahlsystems treten dann hingegen mehr die wirtschaft¬
lichen und konstruktiven Gesichtspunkte in den Vordergrund.
technischen
der
a) Grundforderungen
3.
Uebertragung der Signale über zwei Adern ;
Ausnützung der möglichen Tastgeschwindigkeit, d.h. keine vom Amt
gesteuerte Verriegelungen ;
Große zulässige Toleranzen für die Schaltelemente ; Verwendung von
4.
Teilnehmerleitung
1.
2. Volle
Normwerten ;
mit
maximal
2 X 500
Ohm
Schleifenwiderstand
und
minimal 20 kOhm Ableitwiderstand zwischen den Adern ;
5. Uebliche Dämpfungswerte für die Sprachübertragung ;
6.
Keine individuelle
Kompensation des Schleifenwiderstandes
in der Station.
b) Minimalforderungen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
billige Konstruktion und Fabrikation;
Wenig bewegte und der Abnützung unterworfene Teile ;
Robuste, gegen äußere Einflüsse unempfindliche Bau- und Schaltelemente;
Möglichst geringer Uebertragungspegel ;
Möglichst wenige und einfache zusätzliche Stromquellen ;
Einfache Bedienungsvorschriften ;
Geringer Einfluß der individuellen Bedienungsweise des einzelnen Teil¬
Einfache und
nehmers.
c) Nebenforderungen
bisher verwendete
Systeme
1.
Anlehnung
2.
Einfaches Zusammenarbeiten mit bestehenden
an
3. Aesthetisch
und
Signalisiermethoden;
Systemen ;
gute Lösung für die Teilnehmerstation.
1.3
Verwendete Zeichen und
Symbole
a) Schaltsymbole
Die in den Schaltschemata verwendeten
lehnen sich
an
Zeichnungs-Symbole [Siehe Bild 1]
Darstellungsweise an. Statt
die bei der Hasler AG. verwendete
des üblichen Plus-Zeichens für das «Batterie-Plus» wird das vereinfachte Erd-
Symbol
der Radiotechnik
kommenden
12
verwendet, damit keine Verwechslungen
Anodenspannungen auftreten.
mit den
vor¬
b) Symbole
in
Formeln
u
=
u
=
=
Strom
R
=
Widerstand
Z
=
N
=
Spannung
Impedanz
Leistung
Kapazität
C
=
L
=
Induktivität
t
=
Zeit
tz
=
Aufzugszeit
tf
=
Abfallzeit eines Relais
Z
=
Zeitkonstante
=
Erregung (AW)
=
=
Gleichspannungswert
m
=
arithmetischer Mittelwert
=
Effektivwert
=
Spitzenwert (Peak)
eines Relais
:
eff
P
c)
Momentanwert einer
1
d
Indices
Spannung
Hinweise
und
Anmerkungen
Ergänzende Bemerkungen
zum
betreffenden
Text
sind
in
runde
Klammern
gesetzt.
auf andere Stellen des Textes, Zeichnungen und Abbildungen
eckigen Klammern. Dasselbe gilt für Literaturhinweise, welche durch
«LV» und die laufende Nummer des Literaturverzeichnisses gekennzeichnet sind.
Hinweise
stehen in
d) Zeichnungen und
Alle
Zeichnungen
Tabellen
und Tabellen sind im hintern Teil dieser Arbeit
zusammen¬
gefaßt.
2.
2.1
Beschreibung der Wählsysteme
Auswertbare Kriterien,
typische Eigenschaften
Die moderne Nachrichtentechnik verwendet
zur
Uebertragung
von
Informa¬
tionen fast ausschließlich elektrische
halb mechanische in
Energie. In der Teilnehmerstation
elektrische Energie umzuformen.
a) Energieumformung
Die
zur
in
der
Teilnehmerstation
stehende mechanische
Verfügung
Energie umgewandelt
ber in elektrische
Fall will aber der Teilnehmer
ist des¬
Muskelenergie
werden oder diese
kann entweder sel¬
nur
möglichst wenig Muskelenergie
steuern. In
jedem
aufwenden.
13
von kleinen mechanischen in elektrische Energien ist nur
möglich, da der Wirkungsgrad eines Apparates mit dessen
stark abnimmt. Zudem erfolgt die Umwandlung stets auf Umwegen. Hilfs¬
stehen nur wenige zur Verfügung :
Die
Umwandlung
sehr unvollkommen
Größe
mittel
Magnetisches Feld (Induktion)
Elektrisches Feld (Influenz)
Piezoelektrischer Effekt
Magnetostriktiver Effekt
Reibungselektrizität.
Anwendung
bis
besonders aus Anpassungsgrün¬
jetzt
den
nur
LB-Systemen zur Erzeugung des Rufes sehr oft
der Kurbelinduktor verwendet. Ferner wurde in den USA ein Tastatur-Wahlsystem
mit angezupften Stimmgabeln, die in einer Spule tonfrequente Spannungen indu¬
zieren, versucht [siehe 2.2.2.c und 2.3.2.e].
In allen übrigen Fällen wird eine Steuerung der elektrischen Energie vorge¬
nommen. Dabei spielen gewöhnlich mehrere Energieumsetzungen mit, sodaB die
Muskelenergie schlecht ausgenützt wird. Bei der Wählscheibe z.B. wird vorerst
die vom Teilnehmer aufgebrachte Energie in einer Feder gespeichert. Ein klei¬
ner Teil dieser gespeicherten Energie betätigt beim Rücklauf der Scheibe den
Impulskontakt, während der größte Teil im Zentrifugalregler in Wärme umge¬
Praktische
fand
—
das erste. So wird in
—
wandelt wird.
Jede Steuerung bietet den Vorteil, daß mit geringer Energie wesentlich
größere Energien beeinflußt werden können. In der heute üblichen Ausführung
der Teilnehmerstation werden
Vorgänge
als
Funktion
deshalb
Steuerung ausgeführt
Steuernde
Energie
alle
vom
Anrufenden
kontrollierbaren
:
Steuerorgan
Gesteuerte
Energie
Anlassen
mechanisch
Gabelkontakt
Gleichstrom
Wahl
mechanisch
Impulskontakt
Gleichstrom
Sprechen
akustisch
Kohlemikrophon
Gleichstrom
Auslösen
mechanisch
Gabelkontakt
Gleichstrom
ein
Steuerung bringt nicht nur den Vorteil der Verstärkung mit sich
bestehenden Telephonsysteme wesentlicher Vorzug des Kohlemikro¬
phons I —, sondern kannn auch begrenzende Wirkung haben: der die Auslösung
bewirkende Stromunterbruch in der Schleife wird z.B. nicht im geringsten davon
beeinflußt, ob der Teilnehmer den Hörer mit Sorgfalt oder mit Wucht in die
Gabel legtl
Die
für
14
alle
—
b) Vergleich
mit Fernmeßmethoden
Es wird sich
zeigen, daß für
die
Tastaturwahl, außer der bereits erwähnten
Stimmgabeln, nur steuernde Funktionen in Frage kommen. D.h.
die Hauptenergie ist vom Amt zu liefern. Im Grunde genommen handelt es sich
dabei um eine spezielle Art von Fernmessung, denn die Amtsausrüstung muß
am fernen Ende der Teilnehmerleitung 10 verschiedene Ziffern-Kriterien unter¬
Ausnahme mit
scheiden können.
eigentlichen Fernmeßverfahren, wie sie z.B. in Kraftwerken verwen¬
[siehe LV 51 und 52], steht aber auf der Sendeseite genügend Ener¬
sodaß die Erzeugung der nötigen Kriterien für die Ueberzur
Verfügung,
gie
tragung der Informationen mannigfaltige Lösungen zuläßt.
Die Tastaturwahl hingegen verwendet auf der Sendeseite lediglich passive
Schaltelemente, die nur gesteuert werden und selber keine Energie an das
System abgeben. Es liegt also eher eine Fernabtastung vor, bei der die gesamte
zur Uebertragung benötigte Energie vom Amt geliefert wird.
Bei den
det werden
c) Auswertbare Kriterien
Prinzipiell lassen sich alle Merkmale eines elektrischen Stromes als Uebertragungskriterien auswerten. Dazu kommen aber noch die Möglichkeiten ver¬
schiedener Codes. In der Praxis ergeben sich aber wesentliche Einschränkungen
durch die Eigenschaften der verwendeten Schaltelemente und Uebertragungsmittel.
Theoretisch stehen
1.
2.
3.
folgende Kriterien
:
Spannungsamplitude
Stromamplitude
Widerstand bzw. Impedanz
5.
Leistung
Frequenz
6.
Phase bzw.
7.
Zeitliche Dauer
4.
Verfügung
zur
Stromrichtung
(eines Stromes)
(mehrerer Ströme)
Zeit- und Kombinations-Code zugleich.
8. Zeit-Code
9.
10.
Kombinations-Code
In den meisten Fällen treten mehrere dieser Kriterien
sind miteinander
gleichzeitig
auf oder
verknüpft (Ohmsches Gesetz).
Bei einem Zeit-Code wiederholt sich ein bestimmtes Merkmal zeitlich nach
einem bestimmten Schema.
Ein Kombinations-Code faßt verschiedene
gleiche Merkmale
bination
mehrerer
Wechselströme)
gleichzeitige Vorgänge (meistens
zusammen
und wertet sie als Kom¬
aus.
d) Einteilungsschema
Um eine Uebersicht zu gewinnen, sollen alle bestehenden und möglichen
Wahlsysteme katalogisiert werden. Die Einteilung läßt sich dabei nach verschie¬
denen Gesichtspunkten vornehmen. Meistens verwendet ein System mehrere
15
zugleich. Um zu neuen Möglichkeiten zu kommen, müssen deshalb alle
möglichen Kombinationen der Kriterien geprüft werden [vergleiche auch LV 91].
Die folgende Zusammenstellung teilt die Systeme grob nach der für die
Wahl benötigten Stromart ein. Ferner werden einige verwandte Signalisier¬
Kriterien
systeme erwähnt, die wegen ihres Codes interessant sind. Die einzelnen Metho¬
den werden kurz beschrieben und ihre Vor- und Nachteile erwähnt.
2.2
Bestehende
Wahlsysteme
mit Gleichstrom
2.2.1
a) Wählscheibe (Nummernschalter)
[Siehe Zeichnung 2 und LV 12 und 15]
Im Amt ausgewertet wird die Gleichstromamplitude
:
Speisestromes. Der Impulskontakt erzeugt eine der gewählten Ziffer ent¬
sprechende Anzahl aufeinanderfolgender Oeffnungsimpulse. Die zeitliche Folge
der Impulsserien (Wahlpause) grenzt die Ziffern gegenseitig ab.
Ausrüstung : Die Teilnehmerstation enthält als Sendeorgan eine Wählscheibe.
Die Uebertragung der Signale erfolgt über eine Zweidraht-Leitung mit maximal
2 X 500 Ohm Schleifen- und minimal 20 kOhm Ableitwiderstand (mit einem
LL-Zusatz für lange Leitungen sind noch größere Schleifenwiderstände zulässig).
Die Impulse werden mit dem ohnehin vorhandenen Speiserelais empfangen.
Funktion und Kriterien
des
Vorteil : Die Wählscheibe ist billig. Eine gemeinsame Stromquelle dient für
Mikrophonspeisung und Wahlvorgang. Die Signalkriterien sind sehr einfach.
Nachteile: Die Wahlgeschwindigkeit ist sehr gering (10 Imp/s bzw. ca. 0,8
Ziffern/s [LV 12]). Die Konstruktion der Wählscheibe ist mechanisch empfind¬
lich und temperaturabhängig. Wegen den direkt gesteuerten Systemen müssen
enge Einstelltoleranzen eingehalten werden; dadurch entstehen wesentliche
Energieverluste. Die Bedienung ist kinematisch kompliziert. Die Länge der Im¬
pulsserien ist je nach Ziffer verschieden. Ferner sind Zusatzkontakte gegen
Knackgeräusche nötig.
Verbesserungsmöglichkeiten
:
Größere
Wahlgeschwindigkeit
kann
durch
schnelleren Ablauf der Scheibe
(20 oder 30 Imp/s) erzielt werden [LV 11]. Die
Empfangsorgane können für größere Impulstoleranzen ausgeführt werden (z.B.
mit elektronischen Schaltungen [LV 73]).
b)
Von
der
Wählscheibe
abgeleitete
mechanische
Impuls¬
geber
Zugnummernschalter:
auf, besitzt aber
sonst
Er weist eine verbesserte Kinematik für die
Bedienung
gegenüber der Wählscheibe. Der Einbau
Zugnummernschalter (auch in neuesten Statio¬
keine Vorteile
benötigt mehr Raum, sodaß der
nen) noch wenig verbreitet ist.
Mechanischer Nummerngeber
wie z.B.
«Telerapid»
:
Er besitzt ein Gedächt¬
nis, sodaß eine gewisse Anzahl oft gebrauchter Teilnehmernummern voreinge¬
stellt und durch einfachen Hebeldruck
16
gewählt werden kann. Außer
einer Ver-
kleinerung der Wahlpausen ergibt sich keine Verkürzung der Wählzeit. Der Auf¬
an Mechanik und Muskelenergie ist groß.
Namentaster : [LV 22] Er arbeitet ähnlich wie der Telerapid ; die Impulse
werden aber mit Relais erzeugt. Zur Bedienung ist nur ein leichter Tastendruck
nötig.
Zieltaster: [LV 23] Aehnlich wie Namentaster, aber Verwendung von Zähl¬
wand
magneten.
Telecode
[LV 24]
nummer
Der Teilnehmer
wählt
lediglich eine 1- oder 2stellige
Einrichtung in die vollständige Teilnehmer¬
Fernkennziffern umgesetzt und ausgesandt.
:
Codenummer.
Diese
samt
wird
von
der
c) Mechanischer Code-Impulsgeber
[Siehe Zeichnung 3 und LV 13]
Funktion und Kriterien : Es werden mechanisch Gleichstromimpulse zeitlicher
Staffelung (Zeit-Code) erzeugt; verwendet wird ein 4er-Code mit zusätzlichem
Startimpuls (arythmischer Code).
Ausrüstung : Die Station enthält die Tastatur mit Impulsgeber. Normale Zwei¬
draht-Leitung. Der Empfänger wird komplizierter, denn er muß synchron mit dem
Impulsgeber laufen.
Vorteile ; Es werden Gleichstromimpulse mit einheitlicher Länge der Impuls¬
serien für alle Ziffern verwendet. Die Wählgeschwindigkeit ist etwas größer als
bei der Wählscheibe (ca. 300...400 ms/Ziffer).
Nachteile : Die Tastatur besitzt einen komplizierten Verriegelungsmechanis¬
die maximal mögliche Tastgeschwindigkeit kann nicht erreicht werden.
mus ;
Schwierigkeiten dürfte auch der synchrone Lauf von Sender und Empfänger be¬
reiten, d.h. der Sender muß sehr genau eingestellt werden und bleiben.
d) Widerstandsgeber (Standard AG., Zürich)
[Siehe Bild 4 und LV 31]
Prinzip und Kriterien : Ausgewertet
richtung. Die beiden Stromrichtungen
werden
mit
je
5
Spannungsamplitude
Widerstandsstufen
und Strom¬
ergeben
die
10 Kriterien für die Ziffern.
Ausrüstung
Gleichrichter
:
Die
und
Station
einen
stens 2 X 300 Ohm
enthält
außer der Tastatur 5
Rückstellmagneten.
Die
Widerstände, einen
Teilnehmerleitung darf höch¬
Schleifen- und minimal 20 kOhm Ableit-Widerstand aufwei¬
Empfänger kommt mit einer relativ einfachen elektronischen Vergleichs¬
einrichtung in Brückenschaltung aus.
Nachteile ; Die Verrieglung mit Rückstellmagnet bedeutet einen großen Auf¬
wand. Für die Erzeugung einer definierten Schleifenöffnung als Anlaßkriterium
ist ein komplizierter Mechanismus nötig. Der zulässige Schleifenwiderstand ist
gering und muß zudem noch in der Teilnehmerstation individuell abgeglichen
werden. Die maximal mögliche Tastgeschwindigkeit kann nicht erreicht werden.
Verbesserungsmöglichkeiten : Die Abtastung wird so beschleunigt, daß sie
während des Tastendruckes des Teilnehmers erfolgt; ein Rückstellmagnet wird
dadurch überflüssig.
sen.
Der
17
PTT-Verwaltung)
e) Widerstandsgeber (Holländische
[Siehe Bild 5 und LV 32]
In beiden Stromrichtungen werden je 4 Widerstandswerte unter¬
:
(Auswertung der Spannungsamplitude). Diese bilden einen Binär-Code
mit 16 Kombinationsmöglichkeiten.
Ausrüstung : Die Station enthält 8 Widerstände und 2 Gleichrichter. Die
Zweidraht-Leitung darf 2 X 850 Ohm Schleifen- und 20 kOhm Ableitwiderstand
besitzen. (Der Gleichrichter-Sperrwiderstand wurde offenbar bei dieser Dimen¬
sionierung vernachlässigt; er besitzt aber wesentlichen Einflußl) Das Register
besitzt eine elektronische Vergleichseinrichtung.
Vorteile : Die Stationsausrüstung ist sehr einfach. Die maximale Tastge¬
Kriterien
schieden
schwindigkeit
ist erreichbar.
Nachteile: Die Abtastung erfolgt in zwei zeitlich
(Umpolen) ; daraus können sich Zeitschwierigkeiten
f)
aufeinanderfolgenden
ergeben.
Stufen
Widerstandsgeber (Philips AG., Eindhoven)
[Siehe Zeichnung 6 und LV 33]
Kriterien: Ausgewertet
entsprechende, abgestufte
wird
die
Stromamplitude,
Widerstände
beeinflußt
die durch 10 den Ziffern
wird.
Der
Ableitwiderstand
der Adern gegen die Erde wird durch die spezielle Empfangsschaltung eliminiert.
Ausrüstung: Die Station ist mit 10 + 1 Widerständen ausgerüstet. Die Teil¬
nehmerleitung darf
2 X 500 Ohm Schleifen- und 20 kOhm Ableitwiderstand auf¬
Empfangseinrichtung.
Stationsschaltung ist sehr einfach. Die Tastung kann mit maxi¬
maler Geschwindigkeit erfolgen. Der Einfluß des Ableitwiderstandes der b-Ader
weisen. Das Amt enthält eine elektronische
Vorteile:
Die
gegen Erde ist eliminiert.
Nachteile:
Der
Schleifenwiderstand
glichen werden. Die Sendewiderstände
muß
der
Station
individuell
müssen ziemlich fein
und genau
in
abge¬
abge¬
stuft sein.
g) Widerstandsgeber (Schwedische
[Siehe Zeichnung 7 und LV 98]
In Schweden besitzen
1952)
einige Teilnehmer
PTT-Verwaltung)
in
Nynäshamn (Einschaltung
und Stockholm Teilnehmerstationen mit einer Tastatur.
16.5.
Durch Trennkon¬
in der Station 10 verschiedene Widerstandsstufen eingeschaltet,
gleichstrommäßig abgetastet werden. Das Register gleicht zuerst den
Leitungswiderstand auf 1500 O ab. Nachher wird eine Brückenschaltung an die
Leitung gelegt. Diese enthält 10 Abgleichpunkte, wovon jeder mit einer elektroni¬
schen Prüfeinrichtung verbunden ist. Pro Ziffer kann eine dieser Prüfeinrichtun¬
arbeitete mit Elektronenröhren, ein
gen ansprechen. Die erste Ausführung
neueres Register hingegen mit Transistoren. 10 Imp/s können erreicht werden.
Weil die beiden Aemter mit Koordinatenschaltern ausgerüstet sind, erfolgt die
Durchschaltung sehr rasch (Markiersystem).
Die Stationsschaltung ist sehr einfach, da nur je ein Trennkontakt benötigt
wird. Auf eine Verriegelung wird also bewußt verzichtet.
takte werden
welche
18
mit Wechselstrom
2.2.2
a) Electronically Controlled
[Siehe Zeichnung 8 und LV 34]
Kriterien und Arbeitsweise
:
Switching
Automatic
Dieses
von
System
den «Bell Laboratories» in den USA
System verwendet Voreinstellung und Speicherung in der Station.
Abtastung erfolgt unbeeinflußt durch den Teilnehmer innert kürzester Zeit
entwickelte
Die
mit einem 50 Hz-Wechselstrom. Dieser fließt in der Station durch den Phasen¬
spalter und die Impulstransformatoren. Hier werden kurze Impulse induziert,
deren Phasenlage gegenüber der Grundwelle von der eingestellten Ziffer ab¬
hängt. Nach jeder Halbwelle erfolgt mit Zungenrelais die Weiterschaltung auf
die folgende Ziffer, sodaß die Abtastung sehr rasch durchgeführt ist. Wir haben
also ein Impulslageverfahren vor uns.
Ausrüstung : Der Aufwand für die Station ist sehr groß, sind doch außer den
11 Einstellscheiben noch 11
Impulstrafos, Phasenschieber, Fortschalterelais,
Gleichrichter
u.a.m.
enthalten.
Für die
Uebertragung
wird
eine Zweidraht-Lei¬
tung + Erde benötigt. Die elektronische Empfangseinrichtung im Amt
ist eben¬
falls sehr
umfangreich.
Vorteile: Die Voreinstellung
erlaubt
Nachkontrolle der eingestellten
Abtastung der Ziffern (10 ms/Ziffer)
unter Kontrolle des Amtes ergibt äußerst kurze Registerbelegungszeiten.
Nachteile : Der große sendeseitige Aufwand ist für die in großer Zahl vor¬
handenen Teilnehmerapprate untragbar. Die erforderliche Erdrückleitung ist
eine
Ziffern durch den Teilnehmer. Die rasche
unschön.
Abwandlungsmöglichkeit: [vergleiche 2.3.2.c] Auf die Voreinstellung und
zwangsläufige Abtastung könnte verzichtet werden. Die Abtastung würde
während des Tastendruckes erfolgen.
die
b) Frequenz-Halbwellen-Code
[Siehe LV 35]
(Autel
ca
AG.,
Gümligen)
Kriterien: Verwendet werden die Kombinationen
von positiven und negativen
Möglichkeiten.
Beurteilung : Die in der Patentschrift angegebene Schaltung ist physikalisch
unmöglich. Die Trennung der Halbwellen verschiedener Frequenz bereitet Schwie¬
rigkeiten.
Halbwellen zweier
Frequenzen, also
15
c) Stimmgabel
Kriterien : Durch Anzupfen von Stimmgabeln wird eine Kombination von
Tonfrequenzen erzeugt.
Ausrüstung : Die Station enthält 4 Stimmgabeln mit zugehörigen Induktions¬
spulen. Im Amt genügt ein relativ einfacher Tonfrequenzempfänger.
Vorteile : Sender und Empfänger sind einfach. Das System arbeitet mit in
der Station lokal erzeugter Energie.
Nachteile : Stimmgabeln stellen teure und empfindliche Bauelemente dar
(Einstellarbeit!). Bei dem geringen Sendepegel können sich störende Sprach¬
4
einflüsse bemerkbar machen.
19
Die genaue Ausführungsform der amerikanischen Lösung ist nicht bekannt.
Es sind verschiedene Konstruktionen denkbar [vergleiche 2.3.2.e].
Mögliche Wählsysteme
2.3
mit Gleichstrom
2.3.1
a) Widerstandsgeber
[Siehe Zeichnung 9]
Kriterien
tasten
Kondensator
gleichstrommäßig durch Ab¬
2.2.1.dl]. Die Verdoppelung auf
Fünf verschiedene Kriterien werden
:
[ähnlich
Umpolen durch
Widerständen erzeugt
von
10 Ziffern
mit
erfolgt
statt mit
cher den Wechselstromwiderstand
wie
Zuschalten eines
Kondensators, wel¬
der Station für die Hälfte
der Ziffern
ver¬
kleinert.
Ausrüstung: Die Station enthält 5 Widerstände und einen Kondensator; die¬
kann mit Vorteil mit demjenigen für den Wecker kombiniert werden. Im
Register muß zusätzlich ein Wechselstromempfänger vorhanden sein, der aber
nur 2 Impedanzstufen unterscheiden können muß.
Vorteile : Die Stationsausrüstung ist einfach. Die Abtastung von Widerstän¬
den und Kondensator kann gleichzeitig erfolgen (Kombinations-Code).
ser
b) Wählscheibe ohne Rücklauf
Kriterien
Gleichstrom-Oeffnungsimpulse (wie bei üblicher Wählscheibe)
Aufziehen der Wählscheibe ausgesendet; diese bleibt in
der jeweiligen Lage eingerastet und kann sofort die nächste Impulsserie erzeu¬
gen. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß einerseits die Scheibe nicht
zu
langsam gedreht wird und anderseits eine genügende Wahlpause entsteht.
Die Impulse werden mit Vorteil elektronisch empfangen (z.B. mit Kaltkathodenröhren [LV 73]).
werden
Die
:
bereits beim
Vorteil
:
Die Rücklaufzeit der Wählscheibe entfällt.
2.3.2
mit Wechselstrom
a) Kondensatorgeber
Kriterien
:
Zehn verschiedene Größen der
mit Wechselstrom
abgelesen
;
wir
Impedanz einer Kapazität werden
Analogie zum Widerstands¬
haben also die
geber mit Gleichstrom [siehe 2.2.1.f].
Ausrüstung; In der Station können mit ca. 5 Kondensatoren die 10 Kapazi¬
tätsstufen dargestellt werden. Das Register enthält einen Phasendiskriminator
oder eine Impedanzmeßbrücke.
Nachteile: Es müssen 10 gut unterscheidbare Kapazitätsstufen mit genügen¬
der Toleranz (Leitungseinfluß !) vorgesehen werden. Die Schaltelemente im Amt
müssen wirksam verdrosselt werden.
b) Phasenlage
Kriterien:
eines
20
Mit einem Phasendrehglied werden
Tonfrequenzstromes erzeugt.
10 verschiedene
Phasenlagen
Ausrüstung:
Register
Die
Station erhält ein
Phasendrehglied
ist mit einem Phasendiskriminator
Nachteile:
Die
pro Ziffer sind
Phasensprünge
mit
10
Stufen.
Das
ausgerüstet.
gering;
der Einfluß der Lei¬
tung und der übrigen Stationsschaltung ist deshalb groß.
zeigt sich schon hier, daß Systeme
Es
chen Charakters
von
mit 10 unterschiedlichen Stufen
Nachteil sind. Sobald wir
können wir die Teilkriterien
gröber
hingegen
einen Code
glei¬
verwenden,
abstufen.
c) Impulslage
[Siehe Zeichnung 10]
Die
wenn
[siehe 2.2.2.a] verwendete Methode läßt sich vereinfachen,
Voreinstellung verzichten.
Gegenüber einem Grundwechselstrom phasenverschobene, indu¬
im ECASS
wir auf die
Kriterien
:
Impulse.
Ausrüstung : Die Station benötigt nur noch einen Phasenschieber und pro
Ziffer einen Impulstrafo. Wenn es gelingt, den Impuls der speisenden Wechsel¬
spannung zu überlagern, genügt für die Uebertragung eine Zweidrahtleitung. Im
Empfänger muß die Phasenlage bzw. die Zeit zwischen Start- und Stop-Impuls
zierte
bestimmt werden.
Vorteile: Der Aufwand in der Station ist relativ
gering. Während des Tasten¬
druckes wird dieselbe Ziffer unter Umständen mehrmals
Sicherheit der
Uebertragung steigt.
Für den Betrieb
abgetastet, sodaß die
Netzfrequenz
läßt sich die
50 Hz verwenden.
von
d) Mechanische Abzahlung
[Siehe Zeichnung 11]
Kriterien
:
in der Station
Der Tastendruck zieht ein
Echappement
um
einen der Ziffer ent¬
sprechenden Winkel auf; dieses läuft dann gesteuert durch Halbwellen in 1... 10
Schritten ab und gibt zuletzt ein Stop-Kriterium. Die Anzahl der Halbwellen ent¬
spricht
also der Ziffer.
Ausrüstung : Der Teilnehmerapparat enthält ein Echappement, der Empfän¬
ger eine Zähleinrichtung für die Halbwellen. Die Uebertragung erfolgt zweidrähtig.
Vorteile: Die Ablaufgeschwindigkeit wird im Gegensatz zur Wählscheibe
vom
Amt gesteuert.
Nachteile:
auf;
verschieden
ungefähr dieselben Nachteile wie bei der Wählscheibe
ungünstig ist die mechanische Lösung. Die Impulsserien sind
Es treten
besonders
lang.
e) Stimmgabel
[Siehe Zeichnung
12 und
vergleiche 2.2.2.c]
Entwicklungsmöglichkeiten wurden bereits unter 2.2.2.C erwähnt. Dabei
Lösungen denkbar.
Kriterien : Durch angezupfte Stimmgabeln werden in Spulen tonfrequente
Spannungen induziert. Entweder wird jeder Ziffer eine separate Frequenz zuge¬
teilt, oder dann werden Kombinationen mit 4 verschiedenen Frequenzen gebildet.
Die
sind verschiedene
21
Ausrüstung
Die
:
Station
enthält
im
wesentlichen
nur
die
Stimmgabeln,
geeigneten Mechanismus von den Tasten direkt angezupft
werden. Der Empfänger wird relativ einfach.
Beurteilung : Die Stimmgabeln sind mechanisch empfindlich und benötigen
große Einstellarbeit. Die Beeinflussung durch die Sprache des Anrufenden ist
schaltungstechnisch zu verhindern, weil die Tonfrequenz-Pegel sehr klein sein
dürften.
Besonderer Untersuchung bedürfen auch Einschwingvorgänge und
welche
über einen
Oberwellen.
f) 4-Frequenz-Code-Wahl
[Siehe Zeichnung 13]
Zur Uebertragung der Ziffernsignale dient ein Kombinationscode
:
Tonfrequenzen. Die Impedanz für diese Frequenzen wird in der Station
durch Tastendruck verändert (z.B. Einschalten von Serieschwingkreisen). Im
Empfänger wird die dabei auftretende Differenz in der Tonfrequenzstrom-Ampli¬
Kriterien
mit 4
tude ausgewertet.
Ausrüstung : Die Station ist mit 4 Saugkreisen für die 4 Frequenzen ver¬
Uebertragung erfolgt über eine normale Zweidraht-Leitung (1000 Ohm
Schleifen- und 20 kOhm Ableit-Widerstand). Das Register ist mit einer Impedanz¬
kompensationsschaltung und Tonfrequenzempfänger oder mit Differentialempfän¬
gern ausgerüstet [siehe Abschnitt 41].
Vorteile : Die Stationsausrüstung ist einfach. Es kann eine hohe Tastge¬
schwindigkeit erreicht werden.
Nachteile: Der verwendete Code ist nur bedingt selbstprüfend. Die Lei¬
tung hat wesentlichen Einfluß auf die Impedanz. Auch müssen Spracheinfiüsse
und Einschwingvorgänge genauer untersucht werden.
sehen. Die
g) Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl
[Siehe Zeichnung 14]
Kriterien
von
:
Die Ziffern werden durch einen Kombinations-Zeit-Code in Form
Halbwellen
übertragen.
Der Zeit-Code wird durch das zeitliche Nacheinander
positiven und negativen Halbwellen gebildet. Die Halbwellen selber können
4 verschiedene Amplitudenstufen annehmen, sodaß 4X4
16 Kombinations¬
möglichkeiten zur Verfügung stehen (Kombinations-Code, da gleiche Merkmale
von
=
verschiedener Halbwellen
Ausrüstung
I).
Die Station
benötigt außer der Tastatur nur 2 Gleichrichter und
übliche Zweidraht-Leitung übertragenen Signale
werden in einer Brückenschaltung empfangen.
Vorteile : Die Stationsausrüstung wird sehr einfach. Durch entsprechende
Wahl der Abtastfrequenz kann der Nachteil der zeitlichen Staffelung der beiden
Halbwellen beseitigt werden.
4 Widerstände.
:
Die
über eine
h) Halbwellen-Amplituden-Wahl
In der Teilnehmerstation wird die Amplitude einer Halbwelle in 10
beeinflußt, während die andere Halbwelle voll durchgelassen wird, damit
Amt als Bezugswert dienen kann.
22
Stufen
sie im
i)
Demodulation
Vier
in
Tonfrequenzen
dieser demoduliert
trägerfrequent
werden
und
als
Code
groß.
Schaltelementen wird aber
den
Trägerfrequenz
einer
wieder
Zudem
vom
Amt
Station übermittelt,
zur
zurückgesandt.
Aufwand
Der
an
liegt die Trägerfrequenz relativ nahe bei
Tonfrequenzen.
k) Frequenzverdopplung
Die
Amt
vom
verdoppelt
gesendeten Tonfrequenzen werden in der Teilnehmerstation
zurückgesandt. Dadurch können sie besser unter¬
und als Code wieder
schieden werden. Der Aufwand
aber
an
Filtern und Gleichrichtern in der Station wird
groß.
2.3.3
a) Auffüllen
von
mit
Impulsen bestimmter Größe
Speicherdrossel
Speicherdrossel wird je nach der getasteten Ziffer verschie¬
vormagnetisiert. Die Anzahl der zum vollständigen Auffüllen der Dros¬
sel benötigten Impulse bildet das Kriterium für die zu übertragende Ziffer.
Schwierigkeiten : Die Genauigkeit der Vormagnetisierung wird einige Schwie¬
rigkeiten bereiten. Desgleichen müssen die Auffüllimpulse ungeachtet der vor¬
Kriterien
Eine
:
den stark
geschalteten Leitungslänge
einen ganz bestimmten
tere Probleme entstehen bei der
Erzeugung
von
Energieinhalt besitzen.
Stop-Kriterien.
Wei¬
Durch
vom
Start- und
b) Magnetische Zählkette
Kriterien
Amt
Die Station enthält eine Zählkette
:
ausgesendete Impulse
werden
diese
aus
Drosseln
Zähldrosseln.
der
Reihe
nach
aufgefüllt.
Je nach der getasteten Ziffer wird aber eine Anzahl Drosseln vormagnetisiert,
sodaß die Impulszahl bis zum Stop-Signal die Ziffer charakterisiert.
Schwierigkeiten
:
Die
Realisierung
einer solchen Zählkette dürfte
schwierig
sein, da in den einzelnen Zähldrosseln Verluste entstehen. Die Erzeugung
Start- und
c)
Stop-Kriterien
von
stellt ebenfalls besondere Probleme.
Impuls-Code
Kriterien
Die Ziffern werden in Form
:
von codierten Impulsen übertragen,
Verschiebungsspeicher [LV 97] erzeugt werden. Die
der Teilnehmerstation bereitet aber Schwierigkeiten.
die in der Station mit einem
Erzeugung
der
Impulse
in
2.3.4
a)
Spezielle Systeme
Station mit Transistor-Oszillator
Kriterien
Zehn den Ziffern entsprechende Tonfrequenzen oder Kombinatio¬
:
Tonfrequenzen werden in der Teilnehmerstation selber durch Transis¬
tor-Oszillatoren erzeugt. Die Speisung erfolgt dabei über die Teilnehmerleitung
aus der Amtsbatterie. Es ist dabei eine Mehrfachausnützung der Transistoren für
einen Kristallmikrophon-Verstärker denkbar.
nen
von
4
Nachteile
:
Wir haben einen beträchtlichen Aufwand in der Station und be¬
nötigen große Abgleicharbeit. Die Frequenzkonstanz
(Temperatur, Feuchtigkeit, Alterung).
ist
nicht
gewährleistet
23
mit 2Summern
b) Station
Prinzip
die
auf
Die Station enthält 2 elektromechanische Summer mit
:
verschiedenen
3
also Kombinationen
von
4
Harmonischen
zweiten
liegen die
wählen,
je 3 Zungen,
Frequenzen schwingen können. Ausgesendet werden
Frequenzen. Wenn wir 500, 600, 720 und 860 Hz ± 5%
bereits
außerhalb
des
Empfangs¬
bereiches.
Weil in der Station eine
signale gut
von
der
vom
2.4
2.4.1
Energieumwandlung erfolgt, lassen sich die
gelieferten Energie unterscheiden.
Ziffern¬
Amt
Weitere, verwandte Systeme
Tastaturen
für
Handämter
(Spezialdienstämter, Nebenstellenanlagen)
a) Halbwellen-Code (Auskunftsamt Zürich)
[Siehe Zeichnung 15 und Tabelle V]
Kriterien
2
:
Zur
Uebertragung
der
Ziffern
dienen
Halb- und
Vollwellen
auf
getrennten Adern mit gemeinsamem Rückleiter [Code siehe Tabelle V].
Ausrüstung : Die Sendeeinrichtung benötigt nur 4 Gleichrichter. Die Uebermittlung erfolgt über 3 Adern. Für den Empfang sind 4 Gleichrichter und 4 Emp¬
fangsrelais nötig.
Vorteile : Ausrüstung und Schaltung sind sehr einfach und betriebssicher.
Die
Tastgeschwindigkeit läßt sich voll ausnützen (minimal zulässige Tastenkon¬
28 ms). Die Speisung erfolgt aus dem 50 Hz-Netz.
takt-Schließzeit
=
Nachteile: Zur
Uebertragung von 15 verschiedenen Kriterien werden 3 Adern
benötigt.
Anwendungsmöglichkeiten : Das System eignet sich sehr gut auch für Neben¬
stellenanlagen und Hausautomaten, wo ohnehin die Erdrückleitung für andere
Steuerzwecke (Amtsausgang, Umlegen, Rückfrage) schon zur Verfügung steht I
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht bei den Kassierstationen zur Uebermittlung der Münzsignale ; eine betrügerische Nachahmung des Codes ist dabei
nur schwer möglich.
Will man für die Tastaturwahl beim Teilnehmer auch die Erdrückleitung zu¬
lassen
wie sie z.B. für Gebührenmeldung und Anrufumleitung bereits benützt
—
wird
darl
so
—,
stellt der Halbwellen-Code die einfachste und geeignetste Methode
[Siehe Kapitel 71]
b) Kondensator-Zahlengeber
Es sind zahlreiche
Lösungen bekannt [siehe z.B. LV 41]. Durch die Tastatur
aufgeladen ; der Sendeteil gibt dann die gespeicherte
Information mit normalen Wählimpulsserien weiter.
Vorteile : Wir haben ein einfaches Speicherorgan. Die Tastgeschwindigkeit
werden
Kondensatoren
ist nicht beschränkt.
Der eigentliche Wahlvorgang wird nur unwesentlich beschleunigt,
:
gespeicherte Information nicht direkt in eine Markierung umgerechnet
Nachteile
wenn
24
die
werden kann. Zwischen Tastatur und
sodaß
legt werden,
die
Anwendung
Speicher
beim
müssen 5 und mehr Adern
einzelnen
Teilnehmer
außer
ver¬
Be¬
tracht fällt.
2.4.2
Fernwahlsysteme
a) Wechselstromfernwahl
Kriterien
Analog
:
zur
Wählscheibe werden
Impulsserien
mit 50 Hz-Wechsel¬
strom verwendet.
Ausrüstung : Sendeseitig kann die Wechselspannung direkt auf die Sprech¬
geschaltet werden. Die Leitung kann beidseitig mit Uebertragern abge¬
adern
schlossen sein, darf aber keine Verstärker enthalten. Als Empfangsorgan dienen
(Phasenrelais) oder polarisierte Relais mit Gleichrichtern.
Wechselstromrelais
Das System benötigt wenig Bauelemente und kommt mit einer
:
Stromversorgung aus. Die Impulszahl pro Serie ist beliebig (bis 22
Impulse für Tandemziffern I).
Nachteile : Die lange Uebermittlungszeit wirkt sich speziell im Fernverkehr
störend aus. Die Empfangsorgane sind phasenempfindlich und ergeben dadurch
Impulsverzerrungen. Die Signale gehen ohne besondere Maßnahmen nicht über
verstärkte Leitungen.
Vorteile
einfachen
b) Tonfrequenzwahl mit 1 Frequenz (Bell, USA)
(In-Band Single-Frequency Signaling)
[Siehe LV 62]
Kriterien : Es werden gewöhnliche, tonfrequente Impulsserien im Sprechband
übertragen (Frequenz je nach Leitungsqualität 1600 oder 2600 Hz). Für Ueberwachungszwecke werden kurze, lange oder Dauer-Impulse angewendet.
Vorteile : Die Leitung wird im unbelegten Zustand ständig überwacht (Dauer¬
signal). Die Impulse gehen auch über verstärkte Leitungen. Die Signalfrequenz
kann dem Charakter der Leitung angepaßt werden.
Nachteile : Zur Uebertragung der Ziffern wird viel Zeit beansprucht (ca.
700 ms/Ziffer), was aber in den USA als wenig störend empfunden wird.
c) Tonfrequenzwahl mit 1 Frequenz (CCIF)
[Siehe LV 65 und Tabelle VI]
Tonfrequente Impulsserien nach dem arythmischen Code im
Sprechband fvergleiche Bild 3: Code für mechanischen Code-Impulsgeber); Fre¬
Kriterien
:
quenz 2280 Hz.
Vorteile
zeit
ca.
Die
:
Impulse laufen auch
über verstärkte
Leitungen. Uebertragungs-
300 ms/Ziffer.
Nachteile:
Empfangsschaltungen müssen sprachfest
Zeitbedingungen eingehalten werden.
Die
ziemlich scharfe
sein.
Es
müssen
d) Tonfrequenzwahl mit 2 Frequenzen (CCIF)
[Siehe LV 65 und Tabelle VI]
Kriterien
die
:
Die Ziffern werden mit einem sog. binären Code übertragen ; für
von kurzen und langen Im-
übrigen Betriebssignale werden Kombinationen
25
Der binäre Code entspricht im Prinzip dem vorhin unter
arythmischen Code, nur daß die dortigen Pausen durch die
zweite Frequenz ersetzt werden ; dadurch erübrigt sich auch ein spezieller
Startimpuls. Frequenzen : 2040 und 2400 Hz.
Vorteile : Die Uebertragungszeit beträgt ca. 250 ms pro Ziffer. Die verschie¬
denen Betriebssignale lassen sich besser unterscheiden.
pulsen
verwendet.
2.4.2.C erwähnten
e) Tonfrequenzwahl mit 2 Frequenzen (Standard AG.)
[Siehe LV 63 und Tabelle VI]
Ziffernsignale
aufeinanderfolgenden Impulsen, die aus je einer oder aus bei¬
den Frequenzen zusammen gebildet werden. Auf diese Art können 12 Kombina¬
Kriterien
bestehen
tionen
Es wird ein Kombinations-Zeit-Code verwendet. Die
:
aus
2
vorgesehen werden.
Die Uebermittlungszeit beträgt
:
Vorteil
nur
ca.
200 ms/Ziffer.
f) 4-Frequenz-Code-Fernwahl (Hasler AG., Bern)
[Siehe Zeichnung 16 und Tabelle V]
Kriterien : Die Ziffern und Signale werden mit einem Kombinations-Code aus
gleichzeitig übertragenen Tonfrequenzen übermittelt. Die Wahl wird durch die
Lokal¬
Normalbereitschaft, LB
Rückwärtssignale zwangsläufig gesteuert (NB
WS
Wahlschluß).
bereitschaft,
Vorteile: Die Uebermittlung erfolgt sehr rasch (100 ms/Impuls). Der Signal¬
4
=
=
=
empfänger SE ist weitgehend pegelunempfindlich. Eine sprachfeste Schaltung
ist nicht nötig, weil der Empfänger im Gesprächszustand nicht angeschaltet ist.
Nachteile : Weil nur 4 Frequenzen verwendet werden, ist eine automatische
Kontrolle des empfangenen Codes nicht möglich. Die Sendefrequenzen müssen
deshalb so ausgewählt werden, daß Oberwellen und Kombinationstöne keine
Falschwahlen
ergeben.
Anwendungen : Ein längerer Versuchsbetrieb im Simmental verlief mit guten
Resultaten. Zur Zeit wird die Netzgruppe Sursee mit diesem Svstem ausgerüstet;
der zusätzliche Aufwand in den Registern wird dabei durch Einsparung ganzer
Register (kürzere BelegungszeitenI) wettgemacht; somit ließe sich dieses
System mit Vorteil auch im Fernverkehr verwenden (direkte Vierdrahtdurchschaltung in den Tandemämtern, sämtliche Impulse durch das Ausgangsamt
gesendet).
g) 6-Frequenz-Code-Fernwahl (Bell, USA)
[Siehe LV 61]
Kriterien
5
:
Frequenzen
Für die Ziffern wird ein Kombinations-Code mit stets
verwendet ;
die sechste
nur
2
von
Frequenz wird für die zusätzlichen Be¬
triebssignale benötigt. Es stehen somit 15 Kombinationen zur Verfügung.
Vorteile: Der Code ist selbstprüfend, d.h. die Richtigkeit der Kombination
läßt sich im Empfänger kontrollieren.
Nachteil : Für Oszillatoren und Empfänger muß gegenüber 4 Frequenzen ein
größerer Aufwand getrieben werden.
26
2.4.3
Andere
Systeme
a) Code-Markierung HS 52 (Hasler AG., Bern)
[Siehe LV 94 und Tabelle V]
Kriterien: Es werden dieselben Kriterien wie unter 2.4.1.a
(Halbwellen-Code)
(a- und b-Draht + gemeinsamer
a-Rückleiter) 15 verschiedene Identifikationen übertragen werden.
Vorteile : Die Markierung geht wesentlich schneller als mit Impulsserien
(HS 31).
erwähnt verwendet; somit können über 3 Adern
b) Autoruf (Schweiz)
Kriterien
:
Für die
Aussendung
nacheinander mit 3 verschiedenen
eines Anrufes wird der
hochfrequente Träger
Tonfrequenzen moduliert. Dieses Impulsserie
wird nach einer bestimmten Pause dreimal wiederholt. Der
Empfänger darf nur
ansprechen, wenn 3 Impulsserien mit der richtigen Frequenzreihenfolge emp¬
fangen worden sind. Bei 17 Freqenzen erhalten wir 4080 Rufmöglichkeiten.
2.5
Diese
Zusammenstellung
Anmerkungen
besitzt noch Lücken ;
lichkeiten bestehen. Besonders deutlich
sie zeigt aber, welche Mög¬
wird, daß die Anwendung eines Codes
wesentliche Vorteile
Die Tabelle I
3.
(speziell zeitliche) mit sich bringt.
gibt noch eine Zusammenfassung der technischen Eigenschaften.
Morphologie
und
3.1
Beurteilung der Tastatursysteme
Verwendete Kriterien
Wie schon früher
festgestellt wurde [siehe unter 2.1.d], läßt sich die Eintei¬
Gesichtspunkten vornehmen. Tabelle I gibt einen
Ueberblick über die technischen Eigenschaften der einzelnen Tastatursysteme
(Speisestromart, Uebermittlungskriterien, Anzahl benötigter Adern etc.).
lung nach
ganz verschiedenen
3.2
In
Vergleich gezogene Systeme
Außer den
eigentlichen Tastatursystemen wurde auch noch die Wählscheibe
Vergleich gezogen ; es ergibt sich dadurch eine interessante Gegenüber¬
stellung.
in den
3.3
Um
zu
einem
kommen, wird
Anwendung eines Punktbewertungssystems
möglichst objektiven Vergleich der verschiedenen Systeme zu
Punkt-Bewertungsmethode angewendet, wie sie in ähnlicher
eine
27
angewendet wird [LV 92], Die einzelnen Eigen¬
möglichst objektiv mit Noten belegt und nachher die
Summe gebildet. Die Noten geben also eine ungefähre Rangreihenfolge der
Form auf andern Gebieten auch
schaften werden
dabei
Systeme für eine bestimmte Eigenschaft.
Stationsschaltung und Gesamtschaltung (Station + Amtsausrüstung]
den getrennt beurteilt, weil die in großer Zahl benötigte Stationsschaltung
ausschlaggebenden Kostenfaktor darstellt.
3.4
Stationsschaltung
der
Beurteilung
wer¬
einen
angewandten Gewichte sind natür¬
ausgewählten Gesichtspunkte
aber
nach
die wichtigen, gewünsch¬
Möglichkeit
berücksichtigen
ten Eigenschaften.
Tabelle II enthält diese Punktbewertung für die Stationsschaltung. Dabei
wurde eine Bewertungsskala mit folgenden Noten angewandt:
und die
Die
lich willkürlich,
Die
1
=
schlecht
2
=
annehmbar
3
=
gut
4
=
sehr gut.
Gewichte sind in der hintersten Kolonne
zugeteilten
wurden 3 verschiedene Varianten
gewählt
angegeben;
dabei
:
Eigenschaften mit gleichem Gewicht;
Bevorzugung der konstruktiven und schaltungstechnischen Eigenschaften
Bevorzugung der wirtschaftlichen Eigenschaften.
1. Alle
2.
3.
;
zeigen deutlich, daß das Resultat wenig
abhängt I Zu dieser Erkenntnis gelangen auch
Die 3 Zeilen mit den Summanden
der Gewichte
der
Verteilung
Untersuchungen mit der Punkt-Bewertungsmethode. Bei der Auswahl der
zu beurteilenden Eigenschaften werden nämlich ohnehin schon die wichtigsten
bevorzugt.
Ein angenähert richtiges Resultat werden wir erhalten, wenn wir die mit ver¬
schiedenen Gewichtsverteilungen ermittelten Untersummen zu einer Gesamt¬
Wir finden dann für die Stationsschaltung folgende Rang¬
summe addieren.
:
reihenfolge
,
pnasen|age mit RC-Gliedern ;
2. Widerstandsgeber mit Kondensator;
3. Kondensatorgeber;
4. Amplituden-Halbwellen-Code
von
andere
Wenn sich die Summen
nur
relativ
wenig unterscheiden,
ist
es
schwierig
sagen, ob das höchstbewertete System wirklich das beste ist. Erfüllte
forderungen können in diesem Moment ausschlaggebend sein.
3.5
Beurteilung
samtkonzeption
28
Wählsysteme
analoger Weise auf die Ge¬
Tabelle III], Auch hier
[siehe
Tastatursysteme angewandt
Das soeben beschriebene
der
der gesamten
zu
Neben¬
Verfahren wurde in
wurden
mehrere Varianten
verteilung untersucht,
tate gegenüber 3.4.
mit
verschiedener
Die Gesamtsummation
Das Gesamtresultat ist nicht ohne weiteres
in die engere Wahl kommenden
Tabelle IV und Abschnitt
Systeme
Punktbewertung
ergibt
etwas
eindeutig
;
und
Gewichts¬
abweichende
Resul¬
deshalb werden die
noch etwas detaillierter bewertet
[siehe
3.6].
Sehr interessant ist, daß die Wählscheibe bei diesem
abschneidet.
Sie
stellt
somit
Vergleich relativ gut
Uebertragungsmethode eine
Die ihr anhaftende geringe Wählgeschwin¬
Bewertungstabelle nicht genügend zum
die betreffende
für
außerordentlich günstige Lösung dar!
kommt hingegen in dieser
digkeit
Ausdruck.
3.6
Spezielle Beurteilung
der in
Frage kommenden Systeme
Einige Tastatursysteme kommen wegen physikalischer Prinzipfehler, Patent¬
gründen oder zu hoher Genauigkeitsansprüche zum vornherein nicht in Frage.
Es bleiben deshalb die drei folgenden Systeme, welche einen KombinationsCode verwenden, in Frage :
1.
2.
3.
Amplituden-Halbwellen-Code
4-Frequenz-Code
Widerstandsgeber mit Kondensator.
Wir wiederholen für diese 3
Systeme die Punktbewertung, indem wir speziell
diejenigen Eigenschaften berücksichtigen, in denen sie sich unterscheiden. In
der Tabelle IV sind zudem die Eigenschaften in mehr objektive, rein technische
und in subjektive, wirtschaftlich bedingte (Patente, Analogien zu bestehenden
Systemen, Zusammenarbeit mit bestehenden Systemen) aufgeteilt.
Die Beurteilung fällt eindeutig zugunsten des Amplituden-Halbwellen-CodeSystemes aus. Um einige Analogien zwischen den verschiedenen Codes besser
darstellen zu können, wird die zweitklassierte 4-Frequenz-Methode im Haupt¬
abschnitt 4 aber noch etwas ausführlicher beschrieben.
3.7
Kritische
Beurteilung
Fehler können sich bei dieser
Stellen einschleichen
dieser
Bewertungsmethode
Punktbewertungsmethode
an
3 verschiedenen
:
Auswahl der
zu
beurteilenden
Eigenschaften
Notenzuteilung.
Gewicht der
Eigenschaften
;
;
Eigenschaften lassen sich im allgemeinen besser erfassen
Gesichtspunkte (Herstellungskosten, Materialkosten, be¬
nötigter Unterhalt). Die wirtschafliche Beurteilung benötigt weitgehende kalku¬
latorische und betriebliche Kenntnisse und sollte sich, wenn möglich, auf einen
Die technischen
als die wirtschaftlichen
durchkonstruierten Entwurf stützen können. Die durch die Vorkalkulation ermit¬
telten Kostenfaktoren stellen dann aber sehr genaue «Noten» darl
29
4. Entwurf eines
Systems
mit
Genauere
Beschreibung
von
4.1
4-Frequenz-Code
Code und
Prinzip
a) Uebertragungsprinzip
Wie bereits unter 2.3.2.f
tions-Code
von
ströme auf die
4
erwähnt, arbeitet das System mit einem Kombina¬
Tonfrequenzen. Die Amtsausrüstung schickt 4 Tonfrequenz¬
Leitung;
durch Einschalten
von
Serieschwingkreisen
in der Station müssen sie beeinflußt werden. Dies kann
Parallelschwingkreisen
zur
oder durch
Parallelschalten
von
Station bewirkt werden.
Wir betrachten hier
speziell die letztere Lösung mit 4 Saugkreisen, wie sie
wurde, denn sie bietet einige Vorteile.
Im Ruhezustand ist nur die Impedanz der Stationsschaltung (Uebertrager mit
Anti-Side-Tone-Schaltung, Wecker) und der Teilnehmerleitung wirksam. Wird
eine Taste gedrückt, so wird einer oder mehrere Saugkreise parallel zur Station
geschaltet, sodaß die Impedanz für diese Frequenzen sinkt. Der Empfänger im
Register muß die dabei entstehende Stromänderung auswerten.
bereits in
Figur
13 skizziert
b) Wahl des Codes und Zuordnung
zu
den
Tasten
Zuordnung der Code-Kombinationen zu den einzelnen Ziffern könnte in
Anlehnung an bestehende Signalisiermethoden (Code-Markierung HS 52
und die 4-Frequenz-Code-Fernwahl [siehe Tabelle V]) erfolgen. Nun ist aber
noch der Gesichtspunkt größtmöglicher Uebertragungssicherheit zu beachten.
Die
direkter
Falschwahlen können entstehen durch
1. Fehler im
2.
Falsche
Uebergangssystem ;
Bedienung der Tastatur (gleichzeitges Drücken mehrerer Tasten).
Fehler im Uebertragungssystem können durch einen selbstprüfenden Code
festgestellt und ausgeschaltet werden, indem man z.B. pro Ziffer stets nur
2 von 5 Frequenzen verwendet [LV 61 und 66] ; dies bedingt aber einen größeren
Aufwand für Oszillatoren und Empfänger. Bei Verwendung von nur 4 Frequenzen
läßt sich eine ähnliche, teilweise Kontrolle dadurch erreichen, daß man pro
Ziffer nur 1 oder 2 Frequenzen übermittelt; 3 oder 4 empfangene Frequenzen
deuten in diesem Fall auf einen Fehler hin.
Durch
gleichzeitiges
Drücken benachbarter Tasten entstehende Fehler lassen
sich auf verschiedene Arten verhindern
1.
:
Verriegelung der Tasten ;
Verriegelung der Tasten ;
Spezielle Verteilung der Code-Kombinationen
Mechanische
2. Elektrische
3.
Verriegelung wird
Verriegelung läßt sich
Die mechanische
Die elektrische
die Anschaltekontakte aller Tasten in
lich entsteht dadurch ein
auf die Tasten.
vornherein außer Betracht
gelassen.
erreichen, daß man
Serie schaltet [vergleiche Bild 17]. Natür¬
von
auf einfache Art
so
größerer Aufwand an Kontakten.
geschickte Verteilung der Code-Kombinationen auf die Tasten
läßt sich erreichen, daß (mit einer Ausnahme) beim Drücken benachbarter
Tasten stets mehr als 2 Frequenzen durchgelassen werden :
Durch
30
eine
6+n
M+7)
n+n
uj
M+3)
O00Q0
c) Anordnung der Tastatur
Die 10 Tasten werden üblicherweise in 2 Reihen angeordnet. Während für
Spezialdienstämter die beiden Reihen gewöhnlich senkrecht gestellt werden,
scheint für den Einbau
günstiger
sein, z.B.
zu
in
eine Teilnehmerstation
eine
horizontale
Anordnung
:
OO0O0
0OO0^0
d) Konstruktion
der Tastatur
Die Tastatur muß
entsteht;
arbeit. Die
lig
so ausgebildet sein, daß eine genügend lange Schließzeit
zwangsläufige Betätigung der Kontaktfedern erspart Einstell¬
Konstruktion soll natürlich möglichst raumsparend, einfach und bil¬
eine
sein.
4.2
Prinzip
4.2.1
a) Schaltung der
des
Wahlvorgangs
Signalgeber
Station
zeigt das ausführliche Schema der Teilnehmerstation. Zur Verhinde¬
Serieschaltung der 10 Tasten gewählt; von
gedrückten Tasten wird nur die höhernumerierte wirksam. Die Verteilung des
Bild 17
rung
2
von
Codes
Falschwahlen wurde die
auf
die
Für
die
Tasten
kann
in
diesem Fall
nach
Belieben
erfolgen, z.B. rein
aufgeführt.
eine möglichst große Kreisgüte und
sich benachbarte Frequenzen möglichst
wie in der letzten Kolonne der Tabelle V
systematisch
4
Serieschwingkreise
Resonanzschärfe
verlangt werden,
muß
damit
wenig beeinflussen. Die verwendeten Schaltelemente müssen natürlich so aus¬
gewählt werden, daß sie von Umgebung und Zeit möglichst wenig beeinflußt
werden.
b) Ausschalten des Spracheinflusses
Während
des
Wahlvorganges bleibt der Uebertrager an die Leitung ange¬
er keine
Impedanzveränderung verursacht. Der Wahlvorgang
könnte also über das Mikrophon gestört werden. Kurzschließen des Mikrophones
ist nicht möglich, weil dadurch die Impedanz der Station verändert würde. So¬
mit verbleibt nur eine Verminderung des Speisegleichstromes.
schlossen, damit
31
Die
Gleichstromspeisung erfolgt
relais für die
Signalfrequenzen
ohnehin schon
hochohmig,
damit die
Speise¬
hohe
Impedanz gegen Erde darstellen.
Schaltet man zudem noch einen Gleichrichter in Serie zum Mikrophon, so kann
noch dessen nichtlinearer Durchlaßwiderstand (groß bei kleinem Speisestrom)
oder Sperrwiderstand (Umpolen der Speisespannung während der Wahl) aus¬
genützt werden.
4.2.2
a) Signalkriterien
sind
eine
Signal-Empfangsschaltung
und
Empfangsmethoden
relativ
geringe Stromänderungen von 4 Tonfrequenz¬
Signalkriterien dienen zugleich als Start- und Stop-Merkmale für die Steuerung des Wahlvorganges. Es sind 3 verschiedene Empfangs¬
methoden denkbar [siehe Bild 18] :
Auszuwerten
strömen ;
dieselben
a) Der Empfänger spricht auf den Absolutwert des Stromes an ; die relative
Aenderung ist dabei ziemlich klein. Der Einfluß der Leitung wird durch eine
variable Vorspannung kompensiert;
ß)
Der
danz
Empfänger
besitzt eine
(wenigstens
für eine
Brückenschaltung,
Frequenz) kompensiert
mit welcher die
Grundimpe¬
wird ;
y) Jeder einzelnen Frequenz ist ein Differentialempfänger zugeordnet, der
auf Stromänderungen anspricht.
nur
b) Wahl der Signalfrequenzen
Mit Rücksicht auf die beschränkte Steilheit der Resonanzkurven werden
lichst
große Frequenzabstände angestrebt. Weil
merleitungen beschränkt bleibt, sind wir nicht
mög¬
Uebertragung auf Teilneh¬
auf das Sprechband von
nur
300...3400 Hz angewiesen; sondern auch noch höhere Frequenzen bis zu
10 kHz, wie sie der NF-TR benützt, können zur Uebertragung herangezogen wer¬
den. Die höchst zulässige Frequenz hängt aber von der Länge der Teilnehmer¬
leitung ab. Es ist eine genaue Untersuchung der Eingangsimpedanz für verschie¬
dene Fälle notwendig, weil sich die Wellenlängen der Signalfrequenzen in der
Größenordnung der Leitungslänge bewegen.
Bei der Auswahl der Frequenzen ist auch noch auf die entstehenden Kombi¬
nationsfrequenzen zu achten I Anderseits darf das Frequenzgemisch nicht zu
dissonant tönen, da es gleichzeitig als Amtston dient.
c) Empfänger
mit variabler
Die oben unter
Leitungseinfluß
a. a
d) Empfänger
Vorspannung
erwähnte Methode läßt sich kaum
schwerlich
mit
die
genügend
genau
verwirklichen,
kompensiert werden kann.
weil der
Kompensationsschaltung
Beginn der Wahl wird die Impedanz der Leitung und der Station in einer
Brückenschaltung kompensiert. Für diesen Ausgleich wird nur eine der 4 Fre¬
Vor
quenzen verwendet; er wird durch einen Phasendiskriminator in der Prüfschal¬
tung P gesteuert. Dieser spricht an, solange 3^ < 3* und schaltet stufen¬
weise die
32
Kompensationsimpedanz 3*
ein.
mit Vorteil mit der
zweitniedrigsten Frequenz, damit
Frequenzen verteilt.
Nach dem Abgleich wird von der Prüfschaltung P auf den Signalempfänger
SE umgeschaltet und zugleich die restlichen 3 Frequenzen an die Brücke gelegt.
Es treten nun wohl bei allen 4 Frequenzen gewisse Restspannungen auf (ab¬
hängig von der Abstufung von 3k. Diese sollte anderseits möglichst grob sein,
damit der Abgleich rasch erfolgt I), die sich aber leichter als unter c) kompen¬
Dieser
Abgleich erfolgt
sich der verbleibende Fehler nachher auf die 4
sieren lassen.
e) Differentialempfänger
Am übersichtlichsten wird die
Lösung,
wenn
wir alle 4
Frequenzen einzeln
D überwachen.
Differentialempfänger
Figur 19 zeigt das Prinzipschema eines solchen Differentialempfängers. Als
frequenzempfindliches Element sei z.B. ein mechanisches Filter MF vorhanden.
Seine Ausgangsspannung wird gleichgerichtet und damit ein Kondensator C auf
eine gewisse Ruhespannung aufgeladen. Die Ansprechzeit des mechanischen
durch einen
Filters sei kleiner als die Zeitkonstante des RC-Gliedes. Tritt
zunahme auf,
so
nun
eine Strom¬
fließt für einen kurzen Moment ein Ladestrom durch den Lade¬
widerstand Rl. Der dabei auftretende
Spannungsabfall kann ausgewertet werden.
Gleichrichter*Sperrwiderstandes
Bei einer Stromabnahme tritt in Rl wegen des
kein Strom auf.
f)
Uebrige Registerfunktionen
Die übrigen Registerfunktionen bedürfen keiner nähern Beschreibung. Die
Weiterschaltung zwischen den einzelnen Ziffern erfolgt in Abhängigkeit der
Empfangsrelais E, weil kein besonderes Start-Stop-Kriterium zur Verfügung steht.
Die Ziffern können mit Suchern, Relais, Zählmagneten, Koordinatenschaltern
oder elektronischen Schaltelementen gespeichert werden. Die Speichermethode
hat dabei auch einen gewissen Einfluß
auf den Signalempfänger (Steuer¬
potentiale).
4.3
Beurteilung
des Entwurfes
Die meisten Schwierigkeiten wird die gegenseitige Beeinflussung der Signal¬
frequenzen bieten, weil in der Station nur zweipolige Filter verwendet werden
können. Auch beim Differentialempfänger wird deshalb eine bestimmte An¬
sprechschwelle festgelegt werden müssen.
Als besonderer Vorteil dieser 4-Frequenz-Methode ist das leichte Zusammen¬
arbeiten mit der Wählscheibe hervorzuheben
:
Einerseits läßt sich die Tastatur
direkt anstelle der Wählscheibe anschließen. Anderseits lassen sich Teilnehmer¬
stationen mit Wählscheibe mit demselben
Register verwenden I Beim Aufziehen
kurzgeschlossen. Dies bewirkt
eine Verstärkung aller 4 Tonfrequenzströme.
Im
Amt
kann
dieser
Code
«1-2-3-4» direkt zur Umschaltung auf Wählscheibenimpulse ausgewertet werden.
Zahlengeber, Namentaster und Anrufwiederholer können leicht so gebaut
werden, daß sie die Ziffern im 4-Frequenz-Code aussenden.
der Wählscheibe wird nämlich die Station zuerst
33
5. Entwurf eines
Systems
Hz-Amplituden-Halbwellen-Code
mit 250
Genauere
5.1
Beschreibung des Prinzips
a) Uebertragungsprinzip
Signalwerte zu übertragen. Damit die Abstufung grö¬
gewählt werden kann, werden diese Werte mit Kombinationen aus 2 unab¬
hängigen Kriterien (Stromrichtung und Stromamplitude) übermittelt.
Die Abtastung der Stromrichtung braucht im Prinzip 2 zeitlich nacheinanderfolgende Messungen. Diese zeitliche Umschaltung der Stromrichtung erfolgt am
elegantesten durch Verwendung eines Wechselstromes. Den beiden Strom¬
richtungen entsprechen in diesem Fall positive und negative Halbwellen. Wir
erhalten so 2 unabhängige Uebertragungskanäle [siehe Bild 30].
Als weiteres Merkmal verwenden wir die Spannungsamplitude, die wir bei
Es sind mindestens 10
ber
unabhängig
beiden Halbwellen
Halbwelle
4
Stromstufen
voneinander variieren können. Wenn wir für
vorsehen, ergeben
sich
4X4=16
jede
Code-Kombina¬
tionen.
Wir bezeichnen die
Es sind dann
bei
mo
=
u.a.
0 und
Amplitudenstufen
M
=
positive
Halbwelle
:
mo
mi
rm
nu
N
=
negative Halbwelle
:
no
m
n2
m
die in Tabelle VI
rm
—
mi
+
nru
aufgeführten Kombinationen herstellbar (wo¬
gesetzt wurde. Die Indizes weisen auf die Größe
der Sendewiderstände Rm und FL hin
b) Analogie
folgt:
wie
zur
I).
Code-Markierung HS
52
Amplituden-Halbwellen-Code stellt eine direkte Analogie
Markierung HS 52 dar, wenn wir folgende Zuordnung vornehmen :
Der
Code-Markierung
ßt
/9b
34
=
=
r* + <*a
-«—
»-
Amplituden-Halbweller
ma
=
mi
da
Itl!
r*
mi
0
mo
J-o + db
R3
=
m
db
n2
n
m
0
no
+
ni!
+
H2
zur
Code-
Dabei bedeutet bei der
Code-Markierung (für
0
y
ß
=
:
positive Halbwelle
negative Halbwelle
=
=
b-Ader)
kein Strom
=
d
und
a-
Vollwelle
Die
Bezeichnungen symbolisieren also Ströme bzw. Leitwerte.
der Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl hingegen verwenden wir
dazu Widerstandswerte [vergleiche die unter 5.3.b bestimmte Abstufung I]
Bei
mo
-
Rmo
=
0
Run
=
2,2
kfl
m2
»-
Rms
=
6|8
kO
nru
-
Rm3
=
oo
mi
dual
:
Sowohl bei der Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl wie bei der HalbwellenCode-Markierung haben wir 2 unabhängige Signalkanäle, über welche je 4 ver¬
schiedene Signalelemente übertragen werden können. Beim Amplituden-Halb¬
wellen-Code werden die beiden Kanäle durch zeitliche Aufteilung in positive und
negative Halbwellen gebildet, während bei der Code-Markierung beide Kanäle
gleichzeitig bestehen (a- und b-Draht). Im ersten Fall stellt also die Belegung
der beiden Kanäle mit Signalen einen Zeit-Code (zeitlich gestaffelt), im zweiten
Fall hingegen nur einen Kombinations-Code (beide Kanäle bestehen simultan) dar.
Mit den Signalelementen in den beiden Kanälen vervollständigt sich die
Dualität: Bei der Halbwellen-Code-Markierung werden die 4 Elemente durch
einen zeitlichen Code (nacheinanderfolgende positive und negative Halbwellen)
dargestellt, während die 4 Elemente eines Kanals bei der Amplituden-Halbwel¬
len-Code-Wahl
lediglich einen Amplituden-Code bilden (der aber wegen
mi 4- rri2
rm auch als Kombinations-Code angesprochen werden kann).
Die beiden Systeme sind also in dieser Hinsicht dual zueinander.
=
c) Analogie zum 2-Frequenz-Zeit-Code
[Vergleiche Tabelle VI und Abschnitt 2.4.2.e]
Wenn wir dem ersten
dem zweiten
Impuls
Frequenzimpuls
die Halbwelle N
gie feststellen. Für das
2-Frequenz-Code die Halbwelle M,
zuordnen, können wir ebenfalls eine Analo¬
im
erste zeitliche Element
X A
mi
Y A
m*
X + Y A
mi
+
m2
z.B.:
(=ni3)
Vorteil auf, daß wir bei
können, während beim 2-FrequenzZeit-Code für den ersten Impuls, der zugleich Start-Kriterium ist, nur die 3 akti¬
ven Signale (X, Y, X + Y) verwendet werden können. Wir kommen deshalb bei
Der
Amplituden-Halbwellen-Code
weist hier
gilt dann
aber den
beiden Zeitelementen alle 4 Stufen verwenden
dieser Methode
nur
auf 12 Kombinationen.
35
d) Wahl des
Es
lassen
und
Codes
sich
hier
Zuordnung
wieder
dieselben
zu
den
Tasten
Ueberlegungen
wie
4.1 .b
unter
an¬
Gesichtspunkt bei der Auswahl der Code-Kombinationen
ist wieder die Verhinderung von Falschwahlen.
Zur Verhinderung von Fehlern in der Uebertragung der Signale könnte ähn¬
lich wie bei der 4-Frequenz-Code-Wahl ein teilweise selbstprüfender Code ver¬
wendet werden. Es läßt sich z.B. folgende Zuordnung denken :
stellen.
Wesentlicher
4-Frequenz- Code
Amplituden-Halbw.-Code
fi
mi
fs
ni2
fi + f2
mi
+
ma
f3
ni
f4
n2
f 3 + f4
ni
+
n2
Gewi
1
1
=
2
ni!
1
1
=
2
n3
Dann lassen sich ebenfalls 10 Kombinationen
zusammenstellen, die
im Maximum
das Gewicht 2 aufweisen.
Will man nun aber die unter 4.1 .b aufgeführte Zuordnung zu den Tasten zur
Verhinderung von Bedienungsfehlern anwenden, so versagt diese Methode. Die
rri3 entspricht nämlich in diesem Moment
symoblische Schreibweise mi + rm
nicht mehr der Wirklichkeit, weil die Parallelschaltung von Rmi und Rm* nicht
den für Rns angenommenen Wert von 00 ergibt I Somit sind wir in der Wahl der
Code-Kombinationen von dieser Forderung unabhängig.
Hingegen sind wir dadurch gezwungen, in der Station die in Figur 50 ange¬
gebene Serieschaltung der Kontakte anzuwenden. Damit für die Sprechverbin¬
dung nicht zu viele Kontakte hintereinanderliegen, könnte zur Abtrennung der
übrigen Stationsschaltung ein gemeinsam durch alle Tasten betätigter Trenn¬
kontakt vorgesehen werden ; die in der Figur 50 dargestellte Serieschaltung der
Umschaltkontakte ist aber zur Verhinderung von Falschwahlen trotzdem noch
nötig.
Verschiedene andere Gesichtspunkte, insbesondere
Ueberwachungs- und
Steuer-Bedingungen [siehe 5.4.3.d usw.] führten schließlich auf die in der
Tabelle VII festgehaltene Code-Verteilung.
=
e) Anordnung
Es
und
Konstruktion
gelten dieselben Ueberlegungen,
der
Tastatur
wie sie unter 4:1.c und 4.1.d
aufgeführt
sind.
5.2
Prinzip des Wahlvorganges
a) Einzelne Phasen des Wahlvorganges
Im Laufe eines Telephongespräches müssen durch
Betriebsvorgänge eindeutig veranlaßt werden können :
36
den Teilnehmer
folgende
Belegung
von
Schnurstromkreis und Register
Ziffern-Wahl
Gespräch
Auslösung nach Gespräch
Auslösung während der Wahl.
Für Belegung, Gespräch und Auslösung sollen die üblichen Methoden mit
Gleichstrom-Speisung verwendet werden. Wahl und Auslösung während der
Wahl müssen hingegen mit den Kriterien des Amplituden-Halbwellen-Codes
durchgeführt werden I
Die Wahl einer einzelnen Ziffer zerfällt weiter in folgende Funktions¬
abschnitte
:
Ruhezustand
Start-Signal
Wahl-Signal
Stop-Signal
Ruhezustand.
Falschwahlen entstehen,
einzelne
dieser
Signale fehlen oder die vorge¬
Amtsausrüstung muß so ausge¬
bildet sein, daß mit möglichst großen zulässigen Toleranzen eine weitgehende
Zwangsläufigkeit der Funktionsreihenfolge entsteht.
wenn
schriebenen Zeittoleranzen nicht einhalten. Die
b) Zeitbedingungen
Weil die Dauer der soeben
Teilnehmers
unterworfen
gesehen werden. Damit
wird
die volle
Signale weitgehend der Willkür des
Tastgeschwindigkeit ausgenützt
werden
vor¬
kann,
ja bewußt auf eine Steuerung durch das Amt verzichtet I
Die
der
erwähnten
ist, müssen speziell große zeitliche Toleranzen
minimal zulässige
Arbeitsgeschwindigkeit
Dauer der einzelnen
der
Signale ist in
Amtsausrüstung abhängig. D.h.
erster
Linie
von
diese ist den
zu
erwartenden kürzesten Zeiten anzupassen.
Die Maximalwerte der Zeiten beeinflussen
hingegen die Belegungszeit der
Empfangseinrichtung. Die Tastaturwahl hat aber in erster Linie den Zweck, diese
Belegungszeiten verkürzen zu können. Man wird deshalb durch relativ knapp
bemessene Auslösezeiten bei zu langsamem Wählen den Abwurf der Empfangs¬
einrichtung (Register) veranlassen. Wir können z.B. folgende Auslösezeiten
wählen
:
Tastendruck
(Start
+ Wahl +
Stop)
Pause zwischen 2 Ziffern
restliche
5.3
a) Schaltung
Bild
14
Registerbelegung
Dimensionierung
1 s
6
s
6
s
des Sendeteils
der Station
zeigt das prinzipielle, Bild 50 das ausführliche Schaltschema der
Der eigentliche Sendeteil mit Gleichrichtern und Widerstän-
Teilnehmerstation.
37
Gesprächszustand eindrähtig abgetrennt, sodaß keine Beeinflussung
Sprachübertragung auftritt. Der Speisewechselstrom für die Wahl gelangt
den ist im
der
also unter normalen Umständen nicht
zum
Hörer.
Wahlvorgang, wenn die Auslösung
erfolgt. Er muß so geschaltet sein, daß er eine bestimmte
Codekombination darstellt, die dann im Register zur sofortigen Auslösung aus¬
Der Wecker besitzt einen Einfluß auf den
während der Wahl
gewertet werden kann.
Arbeitskontakt, welcher den
kurzschließt, damit keine störenden Knackgeräusche ins Ohr gelangen.
Jede Taste besitzt noch einen frühschließenden
Hörer
Die
Station
Sendewiderstände
der
b) Dimensionierung
Bestimmung der Widerstandsabstufung für die Sendewiderstände in der
bildet einen wesentlichen Punkt des Entwurfes, der über die Anwend¬
barkeit der Methode entscheidet.
Im folgenden werden die Ueberlegungen meistens nur
wenn nicht anders erwähnt
gemacht; sie gelten aber
—
für die Halbwelle M
in
—
analoger Weise
für die Halbwelle N I
Schaltungsskizze in Figur 40 zeigt, wird der
Empfangsschaltung auftretende, scheinbare
Wie die
der
men
durch den Sendewiderstand Rm
der
Eingangsklem¬
den
an
Widerstand
außer
Rx
Eigenschaften
folgenden Bedingungen
auch noch wesentlich durch die
Leitung und der Gleichrichter beeinflußt. Rx soll
eindeutig unterscheidbare Werte ergeben :
mit
noch
Fabrikationstoleranz
von
± 5%
Rm
Rd
DurchlaBwiderstand der Gleichrichter
=
Rs
der Gleichrichter
Sperrwiderstand
Leitungswiderstand
2 Rl
=
0
0
=
.
20
.
.
.
Ableitwiderstand zwischen den Adern
Ra
=
20
2. Sendewiderstand R
Rn
=
0
.
200Q
.
kO
.
kQ
.
.
.
oo
1000Q
.
.
.
•
•
°°
»
Anhand des Ersatzschaltbildes erhalten wir dann
r
Rx
(Rm+ Rd) (Rs + Rn)
Rm + RD + RS+ Rn
=
(Rm + RD)(Rs +
+ 2 Rl
R„)+2RL +
Rm + RD+ RS + Rn
der
obigen Extremwerte erhalten
Figur 40 eingezeichnet sind.
1
R(
RA
wir für
Rx
f (Rm)zwei
nun 4 Werte
Grenzkurven,
nicht
für Rm gefunden werden, bei denen sich die Variationsbereiche für Rx
überschneiden; für Rm sollten zugleich genormte Widerstandswerte verwendet
werden. Allen diesen Forderungen entspricht die Reihe
Durch
Einsetzen
wie sie in der
0
38
2200 O
6800 H
Es müssen
»
=
Wir bekommen dann
folgende Grenzwerte (in kO)
± 5%
Sendewiderstand
:
± 10°/o
Toleranz
Toleranz
Rx
Rx
Rx
Rx
min.
max.
min.
max.
Rm
0
0
1,2
0
1,2
2,2
1,73
3,51
1,65
3,62
3,93
8,34
3,79
8,68
6,8
10,0
00
10,0
oo
00
allgemein übliche Fabrikationstoleranz von
Ansprechgrenzen des Versuchs-Empfängers beding¬
ten dann aber eine Einengung der Toleranz auf i 5%.
Die so gefundene Widerstandsreihe wird wie folgt den Code-Elementen zu¬
geordnet :
Ursprünglich
für Rm die
wurde
+ 10%
angenommen. Die
0
mi
2200
Q
rri2
6800
Q
rri3
00
der
von
2
7
00
Vergleichswiderstände
der
bzw.
Rm
Abstufung
Vergleichswiderstände Rv
Die
0
mo
c) Dimensionierung
Symbol
Widerstandswert
Code-Element
beeinflußt
Rx
in der
natürlich
Abgleichschaltung.
die
direkt
Weil wir
nur
Abstufung
je 4 Wider¬
genügen 4 Stufen für den Ab¬
angeschaltet werden können. Die Stellung
Empfangsrelais EM charakterisiert (zusammen mit EN) dann zugleich den
stands- bzw. Stromstufen unterscheiden müssen,
gleich,
der 3
die mit 3 Relais der Reihe nach
Ziffernwert !
Abgleich
umgekehrt.
schaltung MP den Abgleich veranlassen, solange Rx > Rv, im zweiten Fall
hingegen wenn R x < Rv ist.
Eine einfache Ueberlegung zeigt, daß letztere Methode von Vorteil ist: Als
Startkriterium wird eine Schleifenöffnung (Code <*>/») übermittelt; auf dieses
Signal darf der Empfänger natürlich noch nicht ansprechen, sondern erst, wenn
kleinere Werte für Rx eintreffen. Daraus folgt sofort, daß der Abgleich beim
Nun
muß
nur
verlaufen soll, ob
Code
o0/03
Da der
des
noch entschieden werden,
von
0
nach
beginnen muß.
Abgleich bei Rv
>
betreffenden Rx-Bandes
Rx-Werte im
gleichen
Band
oo
oder
Rx
in
welcher
Richtung
gestartet wird, muß Rv
gelegt werden,
anspricht.
der
Im ersten Fall müßte die Prüf¬
damit die
an
die untere Grenze
Prüfschaltung
nicht auf
39
Rm
k£l
Rv
kO
Symbol
Abglelchrichtung
Symbol
10
10
oo
oo
6,8
7
3,95
2,2
2
1,75
1
0
0
0
0
4
+
d) Zeitliche Anforderungen
Der Tastenfedersatz
u
muß
der Reihe
nach
folgende Kontaktfunktionen
aus-
Kurzschließen des Hörers
"
genügend lange Schleifenöffnung
genügend lange Anschaltung des Senders
genügend lange Schleifenöffnung
Aufheben des Kurzschlusses.
PTT-Verwaltung wurde für das Auskunftsamt Zürich
Tastenkontakt-Schließzeit von 28 ms vorge¬
minimale
eine
2.4.1.a]
[vergleiche
schrieben. Eigene Messungen hingegen ergaben bei rascher, aber exakter Be¬
tätigung der Taste Schließzeiten von 50...60 ms (Tastenweg ca. 5 mm). Wir
der schweizerischen
Von
schreiben deshalb
vor:
Minimale Dauer des
Minimale
Durch
Wahlsignals
Schleifenöffnung für Start-
großen Tastenweg
und
beigetragen werden,
[Siehe Bild 20.]
tiv
dazu
5.4
5.4.1
und
Stop-Signal
40
ms
10
ms
Kontakte kann konstruk¬
zwangsläufig betätigte
genügend lange Signale
daß
Entwicklung
Prinzip
der
der
erzeugt
werden.
Empfangsschaltung
Brückenschaltung
a) Allgemeine Ueberlegungen
In der
folgt
am
Empfangsschaltung muß der Wert von Rx festgestellt werden. Dies er¬
mit einer Brückenschaltung, weil der Abgleich automatisiert
besten
werden kann.
Abgleichstellung muß aber zugleich auch die empfangene Ziffer charak¬
Der Abgleich muß also stufenweise erfolgen. Dies vereinfacht auch
die Zeitbedingungen für das Ansprechen der Abgleich- und der Prüf-Schaltung.
Die
terisieren.
b) Brückenschaltung
für
eine
Halbwelle
Brückenschaltung für eine Halbwelle. Die Gleich¬
richter GM und GV haben dabei die Aufgabe, die andere Halbwelle vom Empfän¬
ger ME und dem Abgleichwiderstand Rv fernzuhalten.
Bild 31
40
zeigt vereinfacht
die
Brückenschaltungen
c) Individuelle
beide
für
Halbwellen
angegebenen Brückenschaltungen in ein¬
facher Weise zusammengeschaltet. Dabei besteht aber die Gefahr, daß sich die
beiden Brücken gegenseitig beeinflussen.
Diese Schaltung kann z.B. gewählt werden, wenn der Empfang mit polari¬
sierten Relais erfolgt [siehe 5.4.2.b].
In
Bild 32
sind 2
der in
Bild 31
d) Kombinierte Brückenschaltung
Wenn die
Auftrennung in die beiden Halbwellen-Kanäle in einer KoindenzEmpfangsschaltung erfolgen kann [siehe Bild 34], so lassen sich die beiden
Brückenschaltungen aufeinanderklappen. Wie Bild 33 zeigt, ergibt sich dadurch
eine Ersparnis an Gleichrichtern und Widerständen. Damit die Brücke nicht be¬
lastet wird, verwendet man mit Vorteil eine elektronische Koinzidenzschaltung.
Berechnung
5.4.2
a) Größe
auftretenden
der
und
Spannungen
Ströme
Speisestromes
des
Die Größe des
wachung
Speisestromes interessiert nur soweit, wie wir ihn zur UeberWahlvorganges brauchen. Das Stopkriterium besteht darin, daß
des
der durch die Schleife fließende Wechselstrom kurz unterbrochen wird.
Der
durch
die
Brückenschaltung fließende Speisestrom kann
fache Weise berechnet werden,
zu
oo
annimmt.
Für die
wir für die
Das
Uebergang
von
Intervall
Rm
=
oo
und R2
Ri
wählen
wir
nur
auf ein¬
Meßdiagonale
einen
der
in
liegenden Wert [siehe Bild 40], nämlich 4 kfl. Wenn
Brückenschaltung U e =20 Veff annehmen, variiert
Speisung der
Speisestrom zwischen 1,43
kritische
den Widerstand in der
man
Festwiderstände
Mitte des Toleranzbandes
dann der
wenn
und 10,0 mA.
befindet
zu
Rm
sich
=
zwischen
den
Grenzen
6,8 k.Q. Betrachten
wir den
von
Rx
beim
Gesamtstrom,
erhalten wir einen Sprung von 2,86 auf 3,05 mA, also ein Verhältnis von
1:1,07. Schalten wir hingegen den Ruhestrom lv, der ständig durch Rv
10 kO fließt aus, so ändert der Strom Ix von 1,43 auf 1,62 mA, also im Ver¬
so
=
1:1,13. Als Stop-Kriterium
hältnis
bzw. den
Spannungsabfall
an
R<
wertet
aus
man
also
Vorteil
mit
den
Strom
Ix
!
b) Strom durch die Meßdiagonale
Wollen wir die
Code-Signale direkt mit einem polarisierten Relais empfan¬
Meßdiagonale legen. Für den Strom ia durch die
Meßdiagonale gilt aber allgemein [Bezeichnungen siehe Bild 68] :
gen, müssen wir dieses in die
Zs Z3
U
~~
UE
-
Zi z*
Z,Z3(Z2+Z4)+Z2Z4(Z,+Z3)+Za (Z1+Z3)(Z2+Z0
wobei Za
Z3
die
=
Impedanz im Meßzweig ist. Setzen
Z4
ia
=
UE
Ri
=
R2
=
4
kO
und
Za
=
wir Zi
4 kQ,
Rv-Rx
so
=
Rx, Z2=Rv,
wird
-1
,
3RxRv + 8 (Rx + Rv) + 16
41
Kritisch wird
Rv
lk
20 Veff erhalten wir somit la
=
Für
der obern Grenze
an
es
und
=
=
von
76,8 ^Aeff.
=
sinusförmige Wechselströme gilt
Up
—=—
Mittelwert
den
des
hinzufügen,
Faktor Vi
Uefl
,__
y2
=
Ueff
Für
Rm =2,2 kQ mit Rx
3,5 kQ
3,84^A/V. Bei einer Speisespannung
von
3,95kO. Wir erhalten dann u/ue
=
=
Um
Relais
im
Stromes
weil z.B.
die
nur
Up
—^—
1.11
=
Um
müssen
wir
1,56
zusätzlich
positive Halbwelle wirksam
den
noch
ist. Wir
er¬
halten somit
lam
=
76,8
•
0,5
1,11
•
=
42,7
^Am
4 kO Wicklungswiderstand besitzt das polarisierte Relais 2X10900
dungen, sodaß wir eine Erregung von
Bei
@
Zum
erhalten.
=
sichern
4,27
•
10-5
Aufziehen
2,18
•
eines
•
104
=
Win¬
0,93AW
polarisierten
Relais
braucht
es
aber
AW, sodaß also diese Lösung außer Betracht fällt. Interessant ist noch,
daß bei gegebenem Wickelraum der Wicklungswiderstand sehr geringen Einfluß
7... 10
auf die erzielbaren AW hat;
bei 0,4 bzw. 18 kO haben wir immer noch 2h der
maximal erreichbaren AW I
Wir sehen
muß.
werden
hochohmig
;
also, daß das ankommende Signal im Empfänger zuerst verstärkt
wir hierzu Elektronenröhren, wird die Meßdiagonale
Verwenden
in diesem Fall müssen wir die auftretende
c) Spannung
an
Spannung
Die
der
an
der
Spannung
kennen.
Meßdiagonale
Meßdiagonale bei unendlich großem Meßwiderstand
aus der Spannungsteilung in den rechten und linken
berechnet sich sehr einfach
Zweigen
:
Ua
_Ujj-jJi
~~
Ue
Für
am
unsere
Uebergang
Zwecke ist
von
es
wichtig
Ue
zu
einem Rx -Bereich
die untere Grenze dieser Bereiche
wissen, mit welchen Spannungssprüngen
zum
andern
zu
rechnen ist. Rv wurde
an
gelegt. Die Prüfschaltung MP muß noch an¬
sprechen, wenn Rx an der obern Grenze des darunterliegenden Bereiches liegt.
In der Tabelle VIII sind die auftretenden Spannungswerte für alle Bereichs¬
grenzen aufgeführt. Die mit § bezeichneten Zeilen und Kolonnen gelten für Rm
mit 10% Toleranz, diejenigen mit * für 5%.
Für den Rx-Bereich I wurde die obere Grenze für diese Berechnung von 1,2
auf 1,4 kfl hinaufgesetzt, damit der Gleichstromwiderstand der Station auch noch
berücksichtigt wird.
42
Bedingungen für
5.4.3
die Relais-Automatik
a) Allgemeine Anforderungen
Die Relaisautomatik sollte
folgende Anforderungen
Aufwand
Geringer
an
erfüllen
:
Schaltelementen
Große Sicherheit in der
Reihenfolge
Arbeitsgeschwindigkeit
Weitgehende Zwangsläufigkeit
Geringe Leistungsaufnahme, speziell
der
Signalauswertung
Große
im Ruhezustand.
b) Reihenfolge der Vorgänge
Für den
muß die
Wahlvorgang
folge einhalten
Empfangsautomatik folgende Funktionsreihen¬
:
1.
Teilnehmer hebt
2.
Anlaßschaltung verbindet Teilnehmer mit Register (je nach System Anruf¬
sucher, Registersucher, Anruf-Detektor, direkte Durchschaltung etc.) ;
3.
Register
Mikrotelephon
ab
(Schleifenschluß
=
Code
0/0);
wird
4.
belegt und sendet Amtston AT. Gleichstromspeisung mit Relais
langen Zeitauslösung ZL;
Taste wird gedrückt, Gleichstrom wird unterbrochen (= Startsignal Code
oo/oo ). Anschalten von Brücke, Abgleichkette und Wechselstromspeisung.
Start der kurzen Zeitauslösung ZK;
5.
Taste
GS. Start der
ist ganz gedrückt. Wechselstrom fließt und übermittelt den ZiffernUeberwachung mit Relais WS. Gesteuert durch Prüfrelais MP gleicht
Vergleichskette die Brücke ab.
Code.
6.
Ansprechen des Prüfrelais MP bewirkt sofort Speicherung der Ziffer, indem
kurzzeitig die Speicheradern angeschaltet werden. Gleichzeitig erfolgt Code-
7.
Taste
Kontrolle und bei Fehler Abwurf ;
wird losgelassen (Stopsignal
Code
oo/oo ).
Wechselstromüber¬
wachungsrelais WS fällt ab und schaltet auf Gleichstromspeisung zurück.
Kurze
8.
=
Zeitauslösung
weiter bis
9.
ZK unterbrochen ;
Falls Schleifenschluß
Dadurch
zum
vor
dieser
Umschaltung erfolgt, läuft
Umschaltung
Code 0/0 und bewirkt dieselbe
ist das
ganze
System
wieder in
die
Abgleichkette
;
Bereitschaftsstellung
mit
Gleich¬
stromspeisung. Lange Zeitauslösung ZL.
c) Abgleichkette
Das
unter
Prinzip
5.3.C
und die
Widerstandsabstufung
beschrieben.
Relais-Automatik
Wir
müssen
hier
der
nur
Abgleichkette wurden
die Bedingungen
noch
bereits
für
die
festlegen.
Abgleichwiderstände 10—3,95—1,75—0 k Cl
eingeschaltet
entsprechende Gesamtwiderstand 10 kO
wird durch die Serieschaltung der Werte 6,05 + 2,20+1,75 kO dargestellt.
Die Teilwiderstände werden dann durch 3 Empfangsrelais EM der Reihe nach
kurzgeschlossen, wodurch die verlangte Widerstandsreihe für Rv auftritt.
Es müssen der Reihe nach die
werden. Der dem Code«
43
Das Kurzschließen der FW
Rv <
Rx
muß gestoppt werden, sobald das Prüfrelais MP
am einfachsten durch Oeffnen des Aufzug-
geschieht
feststellt. Dies
Stromkreises für die Relais EM. Das bereits unter Strom stehende Relais EM
darf nicht mehr aufziehen;
kleiner als die
d.h.
Abfallzeit
Wie wir sehen, ist
MP
4
ms
EM1
8
ms
von
EM2
8
ms
von
EM3
8
ms
von
MP
2
ms
30
ms
Abgleichszeit
Gesamte
ms
möglich,
es
Ansprechzeit für das Prüfrelais MP muß
verlangen deshalb folgendes :
von
von
Aufzugszeit
Aufzugszeit
Aufzugszeit
Aufzugszeit
40
die
der EM-Relais sein. Wir
Aufzugszeit
den
für Code 0
=
den
Abgleich während
vorgeschriebenen
minimaler Tastenkontakt-Schließzeit durchzuführen.
Wegen Empfindlichkeit und raschem Ansprechen verwenden wir für MP
polarisiertes Relais, während für die EM gewöhnliche Flachtyprelais genügen.
ein
d) Abwurf bei falscher Tastung
nachlässig bedient,
Empfangsschaltung ES.
Wenn der Teilnehmer die Tastatur
Signale verstümmelt
1.
Wenn der Teilnehmer
fern
ZL
2.
in die
zu
von
zu
lange
so
gelangen einzelne
nicht wählt oder zwischen den einzelnen Zif¬
lange wartet, wird das Register abgeworfen. Lange Verzögerungszeit
ca. 6 s. Anschaltung z.B. durch GS-Speiserelais (GS +);
Wenn der Teilnehmer die Taste
zu langsam drückt oder den Hörer auflegt,
Verzögerungszeit ZK ca. 1000 ms. Anschaltung durch
wird auch die WS-Speisung vorbereitet.
GS—. Schwierigkeit: Durch GS
Legt der Teilnehmer auf, so gelangt diese Spannung auf den Wecker. Der
Wecker muß deshalb so geschaltet werden, daß er einem bestimmten Code
entspricht, der dann die Auslösung veranlaßt. Wir reservieren deshalb für die
Auslösung [siehe Tabelle VII] den Code °o in der N-Halbwelle. WS zieht nicht
auf. Der Empfang des Codes 0/°o erzeugt sofort einen Abwurfimpuls auf die
Ader e. Parallel dazu läuft zudem noch die Zeitauslösung ZK;
erfolgt
Abwurf. Kurze
—
3.
Teilnehmer drückt die Taste
zu
lange.
ZK mit 1000
ms.
Anschaltung durch
WS + oder durch GS —;
4.
Teilnehmer läßt die Taste
zu
langsam
los. Kriterium
:
GS— und WS— wie
kann für den Abwurf ausgewertet werden. Gleichzeitig läuft auch
noch ZK mit 1000 ms. Hier keine Schwierigkeit, da statt WS- die GS-Speiunter 2. ;
sung vorbereitet wird ;
5.
Der Teilnehmer drückt die Taste zu schnell : Relais GS vermag nicht abzu¬
fallen. Je nach dem getasteten Code bleibt GS weiter gehalten oder fällt ab.
Im ersten Fall wird der Empfänger nicht oder erst beim Loslassen der Taste
angeschaltet; er bekommt die Kombination 0/0, was sofortige Zurückschal¬
tung auf GS-Speisung bewirkt. Die getastete Ziffer geht verloren. Im zweiten
44
auf
Fall wird trotzdem
eventuell
6.
verspätet
gespeichert;
Der Teilnehmer drückt die Taste
abgetastet
wird.
Kriterium:
bewirkt sofort den Abwurf
7.
und die Ziffer
WS-Speisung umgeschaltet
zu
wenig lang, sodaß die Ziffer nicht fertig
WS fällt ab bevor MP wieder aufzieht!. Dies
(Besetztzeichen)
Der Teilnehmer läßt die Taste
zu
schnell
;
los, sodaß Code oo/oo
von
WS nicht
ausgewertet werden kann. Es gelangt Code 0/0 auf den Empfänger, sodaß
Endstellung läuft (sobald D und DH +) und dort Zurückschaltung
GS-Speisung veranlaßt. Wenn Geräuschschutzkontakt schon geöffnet ist
(früh arbeitender Schließkontakt auf Taste), kann u.U. noch Speise-Wechsel¬
spannung auf den Hörer gelangen.
Kette bis in
auf
Die hier erwähnten Abwurf- und Zeitauslösefälle sind in der Versuchsschal¬
berücksichtigt, denn in diese Ueberwachungsübigen Registerfunktionen auch noch eingeschlossen
werden. Nach dem Empfang einer genügenden Anzahl Ziffern soll z.B. die Emp¬
fangsschaltung ES auf das Halten des Registers keinen Einfluß mehr haben.
tung [siehe Bild 53]
Stromkreise
durch
Bei
teilweise
nur
die
müssen
den Teilnehmer verursachten
Abwurf zieht im
Schnurstromkreis
Batterieplus auf der Ader e das Abwurfrelais W [siehe Zeich¬
nung 52] auf. Wie das Relaisdiagramm [Bild 61] zeigt, erhält der Teilnehmer
den Besetztton BT, während das Register sofort frei wird.
SN mit direktem
e) Abwurf bei Fehler
der
in
Amtsausrüstung
Register selber auftretenden Fehler erhält der Teilnehmer eben¬
falls den Besetzton BT. Im Schnurstromkreis kann aber (über einen 1200 ClWiderstand) nur das Relais HO aufziehen. Die Abwurflampe AWL flackert, und
Bei einem im
das
Register wird gehalten.
Empfangsschaltung
muß so ausgeführt sein, daß Fehler in den der Ab¬
nützung unterworfenen elektronischen Schaltelementen möglichst rasch signali¬
Die
siert werden.
Speisung
5.4.4
a) Wahl der Frequenz
für
der
den
Empfangsschaltung
Speise-Wechselstrom
festgehaltenen Ueberlegungen für die zeitlichen Bedingun¬
Abgleichvorganges lassen sich direkt zur Bestimmung der Frequenz wei¬
Die unter 5.4.3.C
gen des
terführen
:
Das Prüfrelais MP
bestimmten
relais
spricht
zeitlichen
innerhalb
der
nur
Abständen
auf die
positiven Halbwellen M
eintreffen.
Anderseits
Empfangsrelais-Aufzugszeit
von
8
muß
ms
an, die nur in
aber
sicher
das
Prüf¬
ansprechen.
Zeitspanne muß mindestens eine ganze Halbwelle M fallen! Zur
Sicherheit soll diese Aufzugszeit 2 Perioden des Wechselstromes umfassen.
Wir wählen deshalb zur Speisung der Empfangsschaltung ES eine Frequenz von
D.h. in dieser
250 Hz.
Mit 250 Hz befinden wir uns sowohl unterhalb des Sprechbandes (untere
300 Hz) als auch unterhalb der maximalen Ansprechfrequenz
Grenzfrequenz
des polarisierten Relais (ca. 300 Hz).
=
45
b) Erzeugung
des
Speise-Wechselstromes
Für die
zur
Erzeugung des 250 Hz-Stromes stehen verschiedene Möglichkeiten
Verfügung :
1. Frequenzvervielfachung aus 50 Hz
2. Umformer (aus 48 V-Batterie oder 50 Hz-Netz)
3. Tongenerator mit Endverstärker
4. Multivibrator
5. Zerhacker.
Methode fällt wegen des schlechten Wirkungsgrades außer Be¬
größere Zentralen mit mehreren Registern wird in erster Linie ein
Umformer (kombiniert mit Rufmaschine) oder ein Zerhacker (geringerer Raum¬
bedarf) in Frage kommen, während für die Versuche ein gegengekoppelter Ver¬
stärker mit kleinem Ri verwendet wird [siehe 6.2.4].
Die
erste
tracht. Für
5.4.5
Bild 52
Anpassung
zeigt als Beispiel,
des Schnurstromkreises SN
wie der im
Stromkreis mit einfachen Mitteln
System HS
52 verwendete M.AS—!. GS-
die Bedürfnisse der
Amplituden-Halbwellenangepaßt werden kann. Es muß lediglich das Umschalterelais UM zu¬
sätzlich eingefügt werden ; dafür entfällt das verzögerte Halterelais zur Ueberbrückung der Einzelimpulse.
an
Code-Wahl
5.4.6
a) Legende
zur
Zeichnung
AS
=
Anrufsucher
=
Schnurstromkreis
GS
=
Gruppensucher
LS
=
RS
=
ganzen Amtes
41
SN
Liniensucher
Registersucher
AD
=
Anrufdetektor
SU
=
Speisungs-Umschaltung
ST
=
Summton
GS
=
WS
=
B
=
CA
=
EM, EN
=
SL
=
MP, NP
46
Prinzipschema des
=
(Amtston)
Gleichstromspeisung
Wechselstromspeisung
Brückenschaltung
Code-Auswertung
Empfangsrelais
Strom-Lieferung
Halbwellen-Prüfschaltung
K
=
Kontroll-Stromkreis
SP
=
Speicher
UR
=
Umrechner
MK
=
Markierer
Register
b) Kurze Funktionsbeschreibung
Ein ankommender Anruf wird
direkt
ans
durch
Register weitergeleitet;
den
Anrufdetektor AD
der Teilnehmer
lokalisiert
bekommt also
bereits
und
den
fertig eingestellt ist. Erst dann wird die
Gleichstromspeisung unterbruchslos vom Nebenpfad auf
AS umgeschaltet.
den Hauptpfad durch SN
Beim Tastendruck schaltet SU auf die Brücke B mit Wechselstromspeisung
um. Die Prüfschaltung MP steuert den Abgleich in EM. Die Information wird an
den Speicher weitergegeben, sofern die Code-Auswertung eine richtige Ziffer
Amtston AT bevor der Anrufsucher AS
von
GS herkommende
—
feststellt.
Umrechnung in UR werden die abgehenden Wahlstufen GS und LS
Markierung möglichst rasch eingestellt. Im Interesse kurzer Registerbe¬
legungszeiten werden für die Verbindungswege mit Vorteil Koordinatenschalter
Nach der
durch
verwendet.
Der Kontrollstromkreis K enthält die nötigen Ueberwachungsorgane
schauung, Haltung, Zeitauslösung, Abwurf, Alarmierung etc.
5.5
a) Anwendung
Entwurf des Schaltschemas
Entwicklung
5.5.1
von
für An¬
der
Empfangsschaltung
Relaisdiagrammen
Entwicklung der Empfangsschaltung erfolgt vorteilhaft mit Hilfe von
Relaisdiagrammen [siehe Zeichnungen 58 bis 62]. Die nötigen Abhängigkeiten
lassen sich so gut überblicken. Der in Figur 59 angegebene Zeitmaßstab soll
nur als Anhaltspunkt für die Größenordnung der Relaiszeiten dienen.
Die beigefügten Relaisdiagramme beziehen sich der Vollständigkeit halber
bereits auf das endgültige Schaltschema in Figur 53. Die Bedeutung der Relais¬
Die
bezeichnungen
ist unter 5.5.2.a
b) Anschalten
[Siehe Bild 59]
Das
Register
des
wird
relais C aufzieht. Diese
zu
finden.
Registers
Registersucher RS belegt, wobei das Halte¬
bringt das Umschalterelais UM, wonach der Teilnehmer
durch den
bereits den Summton ST erhält.
c) Auswertung des Startkriteriums
[Siehe Bild 59]
Das Startkriterium besteht in einem kurzen Schleifenunterbruch
von
minimal 10
ms.
[Code oo/oo)
In diesem Intervall muß GS abfallen und US aufziehen.
Schleifenöffnung zu kurz, so kann u.U. das Umschalterelais US
aufziehen, und GS hält sich weiter, wenn z.B. der N-Code 0 eintrifft. In die¬
sem Fall geht die Ziffer verloren. Der Stop-Impuls wird als Startsignal ausge¬
wertet; der nachfolgende Schleifenschluß liefert aber im Empfänger den Code
0/0, sodaß sofort wieder auf Gleichstromspeisung zurückgeschaltet wird.
Ist diese
nicht
47
d) Auswertung
der
Ziffern-Signale
abfällt, beginnen der Reihe nach die EM-Relais aufzuziehen, bis
der Aufzugsstromkreis durch MP wieder unterbrochen wird. Unterdessen hat
aber auch das Wechselstrom-Ueberwachungsrelais WS angesprochen und bringt
nun das Durchschalterelais D. Dieses gibt zusammen mit DH einen kurzen Im¬
puls auf die Speicheradern. Währenddessen bleibt der Aufzugsstromkreis der
EM-Relais aufgetrennt, auch wenn die MP-Relais unterdessen wieder abgefallen
Wenn MP
sein sollten.
Dies ist der Fall
—
siehe
Zeichnung 601
—,
wenn
das
Stopkriterium
ausfällt, und der Code 0/0 auf die Brücke gelangt. Es ziehen
lichen EM- und EN-Relais auf;
nun
zu
kurz
noch die rest¬
diese werfen das sich noch haltende WS-Relais
ab. Dadurch schaltet US wieder auf das
Gleichstrom-Speiserelais GS zurück.
e) Auswertung desStop-Kriteriums
genügend langes Stop-Kriterium ein [siehe Zeichnung 59],
Umschaltung auf GS.
Ist das Stop-Signal hingegen zu kurz, so erfolgt die Umschaltung auf dem
soeben unter d) beschriebenen Umweg über die Empfangsrelais.
Trifft ein normales,
so
f)
fällt WS ab und veranlaßt die
Auslösung während
der Wahl
dargestellt. Beim Auflegen des Hörers
angeschaltet, welcher den Code 0/oo erzeugt. Es ziehen alle
auf, die direkt einen Abwurfimpuls auf die e-Ader geben.
Dieser Betriebsfall ist im Bild 61
der Wecker
Relais
wird
EM-
g) Durchschaltung der Gesprächsverbindung
[Siehe Bilder 52 und 62]
Wenn das
Register
seine
übrigen Funktionen (Umrechnung, Markierung, Tax¬
einstellung) erfüllt hat, gibt es über die f-Bürste des Registersuchers RS den
Durchschalte-Befehl. Das Relais D1 zieht auf. Kurz darnach wird mit RF der
erste Ruf
ausgesandt.
Nun macht sich das
Register frei,
indem
es
die Relais C
und RP abtrennt. Darauf fällt auch das Relais GS noch ab.
Das Relais UM muß früher als im
Relaisdiagramm angegeben abfallen, damit
der Anrufende auch die erste Rufkontrolle erhält. Auch im Falle eines Abwurfes
wird
es
mit Vorteil durch das Relais HO
Beschreibung
5.5.2
abgetrennt.
des Schaltschemas
a) Relaisbezeichnungen
Im Schaltschema [siehe Figur 53]
gende Bezeichnungen benützt :
48
und in den
Relaisdiagrammen wurden fol¬
SN
=
Schnurstromkreis
HC
=
Anschalte- und Halte-Relais
AB
=
Speiserelais für rufenden Teilnehmer
H1
=
Halterelais
PR
=
Prüfrelais für
Registersucher
RS
UM
=
Umschalterelais
W
=
Abwurfrelais
HO
=
Abwurfrelais
(Falschwahl)
(Fehler in Amtsausrüstung)
Besetztton-Kontrollrelais
BK
=
BT
=
Besetzt-Ton
ST
=
Summ-Ton, Rufkontrolle
RF
=
Ruf-Anschalterelais
D1
=
C + D
=
REG
=
Durchschalterelais 1
für
Speiserelais
Register
gerufenen
Teilnehmer
C
=
Anschalte- und Halte-Relais
SU
=
Summton-Anschalterelais
MP
=
Prüfrelais für Halbwelle M
EM1
=
EM2
=
EM3
=
NP
=
EN1
=
EN2
=
EN3
=
Empfangsrelais
Empfangsrelais
Empfangsrelais
|
j
3
für Halbwelle M
Prüfrelais für Halbwelle N
Empfangsrelais
Empfangsrelais
Empfangsrelais
]
1
2
|
für Halbwelle N
j
3
Umschalte-Relais
US
=
WS
=
GS
=
D
=
DH
=
Hilfsrelais
zu
D
GH
=
Hilfsrelais
zu
GS
b) Zusammenarbeit
I
1
2
Wechselstrom-Speiserelais
Gleichstrom-Speiserelais
Durchschalte-Relais (für Speicherung)
der
Teilschaltungen
Beschreibung der Zusammenarbeit der verschiedenen im Gesamtschema
[siehe Bild 53] enthaltenen Teilschaltungen wurde zum größten Teil im vorher¬
gehenden Abschnitt 5.5.1 bei der Erläuterung der Relaisdiagramme vorweg¬
genommen. Wir können uns deshalb auf die Beschreibung einiger Details be¬
schränken, während die Entwicklung der Einzelschaltungen und die ZusatzDie
Stromkreise im Abschnitt 6.2 ausführlich beschrieben sind.
c) Alarmierung bei Röhrendefekten
Bei
geheizten Elektronenröhren
nach
gewissen Betriebsdauer mit
allgemeinen zu pessi¬
mistisch beurteilt, sodaß die Elektronik bis jetzt in der Téléphonie nur verein¬
zelt Eingang gefunden hat.
Durch doppelte Ausrüstung der Elektronenröhren
mit automatischer Um¬
kann die Störungsanfälligkeit ver¬
schaltung oder mit gleichzeitigem Betrieb
mindert werden. Der Aufwand steigt dabei aber beträchtlich. Diese Methode ist
empfehlenswert bei Stromkreisen, die in einer Zentrale nur einmal ausge¬
ihrem Ausfall
zu
ist
einer
rechnen. Die Lebensdauer wird aber im
—
—
rüstet sind.
49
Kann
hingegen
eine
kurzzeitige Außerbetriebsetzung
eines
von
mehreren
Stromkreisen in Kauf genommen werden, so genügt es, wenn der Fehler Alarm
auslöst. Diese Lösung wurde denn auch für die Versuchsschaltung gewählt.
Das
zur
Röhre VM
die Röhre aus,
so
gibt
gehörende
aufgezogen ; fällt
Trenngleichrichter G 22
Relais MP ist im Ruhezustand
MP über den Ruhekontakt und den
Batterie-Plus auf die Alarm-Ader AD.
geschieht, wenn die Röhre VW1 defekt wird; in diesem Fall steigt
Anodenspannung an VW1 an und hält dauernd VW2 gezündet. Das aufge¬
zogene Relais WS gibt Erd-Potential auf die AD-Ader, wodurch nach einiger Zeit
«dringender Alarm» ausgelöst wird.
Bei der Kaltkathodenröhre, wie sie für VW2 verwendet wird, ist mit einer
größeren Lebensdauer zu rechnen, weil sie nur schwach und kurzzeitig be¬
Dasselbe
die
lastet wird.
6.
Experimentelle Untersuchungen
mit der 250
Hz-Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl
6.1
6.1.1.
Messungen
Auswahl der Schaltelemente
an
Selen-Gleichrichter-Elementen
a) Durchlaßwiderstand
In der
der
Figur
42 sind
Meßschaltung und Meßresultate festgehalten. Die Resul¬
umgerechnet, wie die Gleichrichter in
wurden dabei auf 3 Platten in Serie
tate
Versuchsschaltung verwendet werden.
doppeltlogarithmischer Darstellung erhalten
In
annähernd eine Gerade. Die Meßwerte
sehr
von
wir für die Funktion
verschiedenen
R0
Exemplaren
=
f
(I )
o
streuen
wenig.
b) Sperrwiderstand
Weil auf die in der Teilnehmerstation enthaltenen Gleichrichter die volle Bat¬
von 48 V=
gelangen könnte, müssen die Gleichrichter mit 3 Plat¬
ausgerüstet werden. Diese Dimensionierung entspricht auch den
Anforderungen an den Sperrwiderstand.
Wie die Figur 43 zeigt, treten beim Sperrwiderstand größere Streuungen auf.
Aber nur in vereinzelten Fällen wird der unter 5.3.b vorgeschriebene Minimal¬
wert von 20 kO unterschritten. Der untersuchte Plattentyp eignet sich also für
die vorgesehenen Zwecke. Bei neueren Fabrikaten bleibt zudem in spannungs¬
losem Zustand die Formierung über lange Zeit erhalten. Sonst können auch
Halbleiter-Dioden eingebaut werden.
teriespannung
ten
50
in
Serie
Verhalten
6.1.2
Röhren
von
bei
Wechselstrom-Speisung
a) Wahl der geeigneten Elektronenröhren
Es wurden verschiedene
Typen auf ihre Eignung untersucht. Für VM wurden
weil wir hier möglichst große Ströme anstreben.
wünschen
wir
eine gute Spannungsverstärkung.
hingegen
untersucht,
mehrere Trioden
Für VW1
Wahl fiel schließlich auf die Röhre
Die
6AH6,
die
dann
je nach dem als
Triode oder Pentode
geschaltet wird. Dieser Röhrentyp wird zudem bereits in
andern Nachrichtensystemen (HF-TR, Trägerfrequenzanlagen) angewendet, Ein
weiterer Vorteil liegt in der Miniaturausführung dieses Röhrentyps.
b) Verhalten der 6AH6 als Triode
Die
in
der
nebenstehenden
Tabelle aufge¬
geben das Verhalten der Röhre
MP-Schaltung an [siehe Zeichnung 53].
Ug
führten Meßwerte
in der
c) Verhalten der
6AH6
mAra
0
9,66
Pentode
als
Ueber das Verhalten dieser Röhre als Pentode
Wechselstromspeisung gibt
mit
schluß.
Durch
geeignete
standes kann die
den
Wahl
die
Figur
44 Auf¬
des Arbeitswider¬
Zündspannung der nachfolgen¬
Kaltkathoden-Triode
ins
steilste
Anodenspannungs-Charakteristik
gelegt werden.
Ua
Gebiet der
f
=
(Ug)
d) Kaltkathodenröhren
Als
Kaltkathodenröhre kamen
1267, 0A4 und
5823 in
die
Typen PL
Gewählt wurde die
Frage.
weil sie in Miniaturausfüh-
(Fabrikat RCA),
gebaut ist und bereits in andern TelephonieStromkreisen Verwendung findet.
5823
rung
Bei
nau.
Verwendung
Wechselstrom-Speisung
von
Der Gitterwiderstand
vor
a) Messungen
kräftige Zündentladung
dem
ist
Diese
rasches
beträgt
0,3
7,80
0,4
7,40
-0,5
6,88
—
0,6
6,44
-
0,8
5,64
—
1,0
4,50
—
1,5
2,10
—
2,0
1,00
-2,5
0,44
3,0
0,20
-
Zündpunkt
etwas
zu
unge¬
groß
ge¬
eintritt.
für
Impulsserien geeignet.
Impulsen ungenau.
Die
Auswertung
Meßmethode
Messen und ist
speziell
Zeiten
auf
ca.
—
—
mit dem «Chronotron»
elektronische
gemessenen
8,34
Hasler-Impulsschreiber
speziell
ist aber sehr zeitraubend und bei kurzen
b) Messungen
8,60
-0,2
Zeitmessungen (Meßmethoden)
mit
Diese Meßmethode
ist der
-0,1
der Zündelektrode darf deshalb nicht
wählt werden, damit rasch eine
6.1.3
la
Veff
direkt
(mit Kondensatoraufladung) erlaubt sehr
Serienmessungen vorteilhaft, da sich die
Skala ablesen lassen. Die Meßgenauigkeit
bei
der
1... 2 %.
51
c) Messungen
mechanischem
mit
Der mechanische
Impulsgeber
Impulsgeber
Stroboskop
und
liefert
periodische Impulse bestimmter Trennund Schließ-Zeit und ist deshalb besonders zur Beobachtung gleichmäßig wie¬
derholter Schaltvorgänge geeignet. Die Kontaktzeiten des Prüfobjekts lassen
sich dabei im Stroboskop (= synchron mit dem Impulsgeberkontakt rotierende
Glimmlampe) beobachten. Mit dieser Meßmethode kann man z.B. rasch den Ein¬
fluß verschiedener Impulsverhältnisse feststellen.
Entwicklung
6.2
von
Schaltungsdetails
Gleichstrom-Speiseschaltung
6.2.1
GS
a) Anforderungen
Im
Ruhezustand muß die Station wegen des Start-Signals mit Gleichstrom
sein. Damit der Amts-Ton nicht zu sehr geschwächt wird, sollte eine
gespiesen
genügende Induktivität
vorhanden sein.
b) Lösungsmöglichkeiten
Von den
Möglichkeiten
Hochohmiger Widerstand
Niederohmiger Widerstand
Hochohmiges Relais
Niederohmiges Relais
kommen
nur
Schaltung
von
die letztern beiden in
US
Frage.
Die
Dimensionierung hängt
mit der
zusammen.
c) Gewählte Lösung
stromkreis SN für AB verwendet
Cl, wie es
wird, vorgesehen. Bei Üb
bei einem
1200O noch sicher auf.
Es wird ein normales
Speiserelais
Leitungswiderstand
von
mit 2 X 350
auch im Schnur¬
=
48 V= zieht
es
Steuerung des Umschaltrelais US
6.2.2
a) Anforderungen
Das Relais US soll
ansprechen
und die
a-
möglichst rasch
und b-Ader der
auf einen Schleifunterbruch
Teilnehmerleitung
vom
(Code 00/05)
GS-Relais auf die
Punkte A und B der
Brückenschaltung umschalten.
Steuerung sollten möglichst wenige
sätzliche Stromquellen benötigt werden.
Für den Betrieb dieser
und einfache
zu¬
b) Lösungsmöglichkeiten
Es lassen sich
folgende Anordnungen denken
einer Elektronenröhre durch den
:
Spannungsabfall am Relais GS;
Spannungsabfall an GS
1.
Sperren
2.
Oeffnen einer gesperrten Elektronenröhre durch den
52
;
3.
Zünden
einer
Kaltkathodenröhre
stehende
4.
Induktionsspannung
Relaisschaltung.
Reine
c) Zünden
an
durch
die
Schleifenunterbruch
beim
ent¬
GS ;
einer Kaltkathodenröhre
[siehe Bild 51] wird momentan durch den bei der Schlei¬
GS-Wicklung entstehenden Spannungsstoß gezündet, noch
bevor GS überhaupt abgefallen ist. Die in der GS-Wicklung induzierte Spannung
—L-di/dt ist entgegengesetzt zum Strom gerichtet; wir müssen also den
ui
positiven Spannungsstoß am a-Draht abgreifen.
Die Schleifenöffnung kann sich in einem ganz beliebigen Zeitpunkt ereignen.
Deshalb ist eine direkte Wechselspannungs-Speisung für VU ungeeignet, weil
diese nur in bestimmten Zeitabständen eine positive Anodenspannung liefert.
Für die Speisung der Röhre muß also eine Gleichspannung zur Verfügung stehen,
wobei aber das Problem der Löschung auftaucht. Es wurden deshalb folgende
Varianten experimentell untersucht:
Die Glimmtriode VU
fenöffnung
an
der
=
1.
2.
3.
Direkte
Speisung mit Gleichspannung Uaa;
Kondensatorentladung ;
Gleichrichten der Speise-Wechselspannung Us.
d) Zeitmessungen
der
an
elektronischen
In der
US-Schaltung
Schaltung nach Bild 51 wurden mit Üb
44,5...55,0 V= und Us
110... 140 Veff (entsprechend ca. 130... 170 V= am Kondensator) für das
Relais US Aufzugszeiten von 9... 14 ms gemessen. Diese Werte sind ziemlich
groß und reichen u.U. in die nachfolgende Tasten-Schließzeit hinein. Sie lassen
sich ebenso gut mit einer reinen Relaisschaltung erreichen.
e)
=
=
Versuche
mit
einer
Abfallzeit-Messungen
reinen
Relaisschaltung
mit Chronotron und
Stroboskop am Relais GS ergaben
0...17 km einer künst¬
(
lichen Leitung mit 2X30 O/km und 34 nF/km) Werte von nur 2...5 ms I Ver¬
wenden wir zudem für US ein 300/1000 O-Relais mit Aufzugszeiten von ca.
für Üb
44,5...55,0 V=
=
5...7 ms,
so
und Rl
=
0...10000
=
erhalten wir eher noch günstigere Werte als bei der elektronischen
Lösung.
Statt der Röhre VU muß
GH
eingeführt werden.
weitern Stromquellen.
6.2.3
Dafür
schaltungstechnischen Gründen ein Hilfsrelais
benötigen wir aber außer der Amtsbatterie keine
aus
Wechselstrom-Ueberwachung
mit Relais WS
a) Anforderungen
Das Relais WS muß auf das
Stop-Kriterium (Code
ansprechen. Die Ansprechtoleranzen sind dabei sehr
5.4.2.a] :
1,43 mAeff bzw. Ui
Nichtansprechen mit Ix
mit Ix
Ansprechen
1,62 mAeff bzw. Ui
=
=
oc/oo) möglichst rasch
bemessen [siehe
eng
=
5,72 Veff
=
6,48 Veff
53
Schaltungsanordnung
Wir müssen eine
zwischen diesen beiden Grenzen einen
mit nichtlinearem Charakter
ausgeprägten Knick
finden, die
in der Charakteristik
besitzt.
Die
Zeitbedingungen hingegen sind leichter
einzuhalten
:
Während den 40
ms
der minimalen Tastenschließzeit müssen die Relais WS und D sicher angespro¬
chen haben.
Für den Betrieb der
Schaltung sollten möglichst wenige zusätzliche Strom¬
quellen benötigt
Leistungsbedarf ist klein zu halten. Die Elektronen¬
röhren sind wenn möglich auf Defekte zu überwachen.
Die Schaltung muß gegen Uebersteuerungen unempfindlich sein; es sind
deshalb geeignete Begrenzungsmittel vorzusehen.
werden. Der
b)
Auszuwertende Kriterien
Der durch die
Ueberwachungsschaltung WS kontrollierte Wechselstrom im
Zweigwiderstand Ri führt beide Halbwellen. Wir müssen aber nur mit Sicher¬
heit feststellen können, wann das Stop-Signal eintrifft, d.h. der Strom im Wider¬
stand Ri unter die erwähnten 1,43 mAeff fällt.
Wie bereits unter 5.1 .d erwähnt wurde
[siehe auch Tabelle VII], spielten bei
Festlegung des Codes Steuer- und Ueberwachungsbedingungen eine Rolle.
Für die Auslösung während der Wahl wurde der Code 0/oo reserviert [siehe
5.4.3.dj. Aehnliche Ueberlegungen führen dazu, beim Stop-Kriterium ebenfalls
der
das N-Code-Element
°o
auszuwerten.
Damit das Relais WS in keinem Fall auf
dieses Code-Element
anzusprechen braucht, wurden die beiden restlichen Kom¬
binationen (2/œ und 7/ao) unbenutzt gelassen (in Tabelle VII mit «Leer» be¬
zeichnet). Sie könnten aber zusätzlich als Auslöse-Kriterien ausgewertet werden.
Der Wecker müßte in diesem Fall nicht besonders niederohmig sein.
°°/7 kann für
Die dritte der verbleibenden Leerstellungen mit dem Code
irgend einen weitern Steuerzweck ausgenützt werden (Fernamt, Auskunft o.a.).
Weil wir nur die N-Halbwelle zu überwachen haben, benötigen wir eine ent¬
sprechende Koinzidenzschaltung, die aber mit Wechselstromspeisung mit klei¬
nem
Aufwand
zu
realisieren ist.
c) Lösungsmöglichkeiten
hochohmige Eingang und die mit Kontakten zu erfüllenden Schaltauf¬
gaben bedingen ein Relais mit elektronischer Steuerung. Es lassen sich dabei
zahlreiche Varianten mit folgenden Merkmalen bilden :
Der
Ein-, zwei- oder mehrstufige Ausbildung
Elektronenröhren, Kaltkathodenröhren, Thyratrons
Gleichstrom-Speisung, Wechselstrom-Speisung.
Weil wir eine erdfreie
strom-Speisung
zum
ten besitzen zudem nur
Durch
Verstärkung
Kennlinie müssen wir
54
Koinzidenzschaltung entwickeln wollen, fällt die Gleich¬
vornherein außer Betracht. Unter den verbleibenden Varian¬
wenige Aussicht auf Erfolg.
und Verwendung von Bauelementen
versuchen, eine große Stromänderung
mit
im
nichtlinearer
Relais WS
zu
erzielen.
Der Wunsch
nach
zweistufigen Anordnung
Verhalten kann in
und
größerer Verstärkung
zur Verwendung
von
führt
zwangsläufig
Pentoden.
die Verstärkerstufe selbst, besser aber in
Das
vor-
einer
zu
nichtlineare
oder nach¬
geschaltete Schaltungsteile gelegt werden. An nichtlinearen Schaltelementen
besteht eine große Auswahl ; aber nur wenige eignen sich für unsere Zwecke :
Elektronenröhren (im
Anlaufgebiet oder als monostabile Triggerschaltung
betrieben) ;
Thyratron (zündet bei bestimmter negativer Gitterspannung) ;
Kaltkathoden-Triode (zündet bei relativ hoher positiver Spannung an der
Zündelektrode) ;
Relais (zieht erst bei einem bestimmten Strom auf) ;
Gleichrichterzelle (nichtlineares Verhalten von Durchlaß- und Sperr¬
widerstand) ;
Spannungsabhängiger Widerstand ;
Magnetische Schaltelemente mit Sättigung.
d) Gewählte Lösung
Durch
Versuche
wurde eine zweistufige Schaltung mit Pentode und Kaltgünstige Lösung gefunden. Die in der Vorstufe VW1 benötigte
Verstärkung erreichen wir mit einer Pentode. Wie die Zeichnung 44 zeigt, ist
kathodenröhre als
das Verhalten der untersuchten Röhre 6AH6 bei
als
Wechselstrom-Betrieb besser
Das
Schirmgitter kann natürlich nicht wie sonst üblich, gegen
Masse abgeblockt werden, sondern muß an einen ohmschen Spannungsteiler
angeschlossen werden.
Zusammen mit der Kaltkathodenröhre ergibt sich die in Figur 53 darge¬
stellte Lösung. Die Arbeitspunkte von VW1 und VW2 lassen sich mit den Poten¬
erwartet.
tiometern P 11 und P 12 einstellen.
Mit
Ug
=
dieser
Schaltung werden
die
gestellten
—1,15 Vsff zieht das Relais WS auf,
um
Anforderungen
bei U
g
=
erfüllt
:
Bei
—1,0 Vb« wieder ab¬
zufallen.
e) Mehrstufige Verstärkung
Falls die soeben
müßte
das
können wir
1.
Die
besprochene Lösung den Anforderungen nicht genügt hätte,
Eingangssignaf noch weiter verstärkt werden. Aus zwei Gründen
aber keinen einfachen, RC-gekoppelten Verstärker anwenden :
Eingangsspannung
Amplitude
2.
ist keine
Wechselspannung, sondern
wir müssen die
der N-Halbwelle verstärken ;
Die selektive
die
nur
mit
Auswertung der N-Halbwelle bedingt eine Koinzidenzschaltung,
Wechselspannungs-Speisung einfach gestaltet werden kann.
Zur sichern Unterscheidung der Halbwellen muß deshalb die Nullinie als
Bezugspotential bei der Verstärkung erhalten bleiben, weshalb nur direkte gal¬
vanische Kopplung zwischen den Stufen in Frage kommt. Wir kommen so ge¬
zwungenermaßen zu einem «wechselstromgespeisten Gleichstrom-Verstärker».
Die zwischen den einzelnen Stufen benötigte direkte galvanische Kopplung
mit ohmschen Spannungsteilern braucht eine negative Hilfsspannung. Weil aber
55
die Anodenspeisespannung nur halbwellenweise positiv ist, kann für diese
Hilfsspannung eine Wechselspannung gleicher Frequenz verwendet werden, die
aber zur erstem in Gegenphase stehen muß.
f)
Begrenzung
Die für die Dimensionierung vorgeschriebenen Grenzfälle von Ui werden im
praktischen Betrieb nur in Ausnahmefällen auftreten (schlechte Teilnehmer¬
leitung). Praktisch werden alle Spannungen zwischen 0 Veff (Code œ/oo) und
20 Veff
(Code 0/0) am Gitter erscheinen. Die negativen Spitzenwerte dieser
Maximalspannungen bewirken lediglich eine weitgehende Sperrung der Röhre ;
die positiven hingegen verursachen das Fließen eines Gitterstromes.
Den unerwünschten
Gitterstrom
können wir durch
Einschalten eines hoch-
ohmigen Gitterwiderstandes oder durch Reduktion der positiven Spannungs¬
spitzen mit spannungs- und polaritätsabhängigen Schaltelementen begrenzen. In
Serie zum Potentiometer P 11 wurde deshalb eine Gleichrichter geschaltet.
g) Ueberwachung der Röhren
Weil die
Schaltung zweistufig ist,
können wir mit dem Relais WS
der beiden Röhren überwachen. In der entwickelten
dies
die
starkem
Die
eher
Defekten
Rückgang
unterworfene
Schaltung
eine
nur
nach Bild 53 ist
geheizte Elektronenröhre VW1.
aufgezogen.
Bei
zu
der Kathodenemission bleibt WS dauernd
Wahrscheinlichkeit eines
Röhrenausfalles
darf
aber
weder über-
noch
[LV 95]. Wenn wir eine große Lebensdauer der Schalt¬
elemente erreichen wollen, müssen wir folgende Punkte beachten :
unterschätzt werden
Für Charakteristiken
große Toleranzen
und
Kennwerte der Schaltelemente sind
Die verwendeten Schaltelemente dürfen
Die
Der
möglichst
zuzulassen ;
nur
schwach belastet werden ;
Heizung der Elektronenröhren muß dauernd eingeschaltet bleiben
Emissionstrom
der
Elektronenröhren
darf
nicht
voll
;
ausgenützt
werden ;
Die
Heizspannung ist wenn möglich
zu begrenzen ;
punkt) ;
zu
stabilisieren
und der Einschalt¬
stromstoß
Kaltkathodenröhren müssen zuerst
eingebrannt werden (konstanter Zünd-
Auf eine gute Qualität der Lötstellen ist
zu
achten.
h) Weitere schaltungstechnische Funktionen
zu kurzem Stop-Signal kann das Relais WS nicht abfallen, weil es durch
parallelliegenden Kondensator etwas verzögert wird. In diesem Fall muß es
durch die Auswertung des Codes 0/0 [siehe 5.5.1.e] abgeworfen werden. Dies
geschieht durch Kurzschließen des Gittereinganges der Röhre VW1 über Schlie߬
Bei
den
kontakte der beiden Relais EM3 und EN3.
56
6.2.4
Abgleichkette
und
Empfangsrelais
a) Abstufung
Die
Frage, ob stufenlose oder stufenweise Einschaltung
der
Abgleichwider¬
stände vorzusehen ist, kann leicht zugunsten der letztern Methode entschieden
werden. Abgesehen davon, daß ein stufenloser Abgleich eine sehr rasch arbei¬
tende
Prüfschaltung benötigt, ist es unumgänglich, daß irgendwo im Zuge aller
Empfangsorgane eine Abstufung und Einteilung der fast stufenlos verteilten
Rx-Werte vorgenommen werden muß. Die Empfangsrelais, welche die empfan¬
gene Ziffer symbolisieren, können naturgemäß nur 2 unterscheidbare Stellungen
einnehmen. Wenn wir zur Materialeinsparung denselben Relais auch noch die
Abgleichfunktionen überbinden, ergibt sich von selbst, daß die Aufteilung der
Rx- Skala in die 4 Amplitudengebiete mit Hilfe von in bestimmter Weise abge¬
stuften Abgleichwiderständen erfolgen muß. Die Werte dieser Widerstandsstufe
wurden bereits an anderer Stelle eruiert [siehe 5.3.c].
b) Elektrische Anforderungen
Abgleichkette, Empfangsorgane (EM, EN)
und
(MP, NP)
unabhängig voneinander
Steuerelemente
sind eng miteinander verknüpft und lassen sich nicht
entwerfen und dimensionieren.
Die Abgleichwiderstände Rv müssen eng toleriert sein; für die Versuchs¬
schaltung wurden sie mit weniger als ± 1 % Abweichung ausgelesen.
Die Abgleichkette muß sich in rascher Folge selbst weiterschalten, solange
an der Steuerader Spannung liegt.
c) Zeitliche Anforderungen
Wie bereits früher
festgelegt wurde, ist für die EM-Relais eine Aufzugszeit
vorgeschrieben [siehe 5.4.3.c].
Das Prüforgan MP hingegen muß mit höchstens 2 ms Verzögerung anspre¬
chen und den Aufzugsstromkreis für die EM-Relais unterbrechen, damit mit
Sicherheit das nachfolgende EM-Relais nicht mehr aufziehen kann.
von
8
ms
d) Einschalten derWiderstandsstufen
Wenn
wir
als
Ueberblick
sammenstellen, finden
wir
Einstellmethoden
für
die
Ohmsche Widerstände durch Fortschaftekette mit
relais
zu¬
gewöhnlichen Flachtyp¬
angeschaltet;
Ohmsche Widerstände durch Kette mit
Ohmsche
Widerstandsstufen
u.a. :
Widerstände
durch
Zungenrelais angeschaltet;
Schrittschaltwerk
eingeschaltet (Sucher,
Selektoren, Zählmagnete, Kollektoren mit Stellmotor)
Ohmsche Widerstände durch
;
gasgefüllte Schaltröhren eingeschaltet;
Gesteuerter Innenwiderstand Ri einer Elektronenröhre.
Die
großen
elektronischen
Aufwand
Lösungen kommen kaum in Betracht. Abgesehen vom
(komplizierte Ankopplung, zusätzliche Speisespannungen) be57
nötigen Eigenschaften zum säubern Anschalten oder Darstellen
bestimmten (Gleichstrom-) Widerstandes nicht. Insbeson¬
verlangte Minimalwert von OOnicht erreicht werden. Gas¬
gefüllte Schaltröhren wurden bis jetzt nur zum Durchschalten von Sprechströmen
sitzen
sie
die
eines eng tolerierten,
dere kann der für Rv
entwickelt. Das Ri
einer Elektronenröhre anderseits kann gar nicht in der be¬
in die Schaltung eingefügt werden.
nötigten direkten galvanischen Kopplung
Es verbleiben somit
nur
die elektromechanischen Mittel. Und
nur
die üblichen
verlangten Größenordnung von 8 ms.
Natürlich ließe sich das Problem auch mit Zungenrelais lösen [LV 93] ; die
Aufzugszeiten dieser Spezialkonstruktion sind aber wesentlich kürzer als bei
den heute gebräuchlichen Telephonierelais.
Gezwungenermaßen müßte die
Arbeitsgeschwindigkeit von MP entsprechend gesteigert werden, wobei natürlich
nur noch rein elektronische Mittel in Frage kämen. Wenn wir z.B. eine Aufzugszeit
von 2 ms annehmen, könnte die Frequenz des Speisestromes auf 50 Hz redu¬
ziert werden und der Abgleich im Zeitraum einer einzigen Halbwelle stattfinden.
In unserm Fall hat es aber gar keinen Sinn, die Geschwindigkeit derart auf die
Spitze zu treiben, weil uns die vorgeschriebene Tastenschließzeit von 40 ms
nicht dazu zwingt.
Wir sehen hier deutlich, daß der elektromechanisch betätigte Kontakt dank
seines großen Kontaktverhältnisses immer noch wesentliche Vorteile gegenüber
elektronischen Schaltelementen besitzt. Die Durchschaltung der Sprechadern
stellt denn auch große Probleme beim Bau von voll-elektronischen Telephon-
Flachtyprelais
besitzen
Aufzugszeiten
in der
Zentralen.
e) Abgleichkette
mit Relais
Auf Grund dieser verschiedenen Ueberlegungen komme ich also zu einer
Abgleichkette mit 3 normalen Flachtyp-Relais [siehe Figur 53]. Mit einem
zwangsläufigen Umschaltekontakt trennt sich das aufgezogene Relais vom Auf¬
zugsstromkreis ab und schaltet zugleich das folgende in der Reihe an.
Tabelle
VII
zeigt,
welche
Relais
bei
einem
bestimmten
Ziffern-Code
auf¬
gespeicherte Information kann über die 6 Speicheradern direkt
in den Speicher weitergegeben werden, wo sie wenn nötig, in einen speziellen
Speicher-Code umgerechnet wird.
ziehen. Die derart
f)
Steuerungsmethoden
für die
Abgleichrelais
hängt eng mit der Entwicklung der Prüfschaltung MP zu¬
MP hat nicht nur die Steuerung der Abgleichkette zu
sammen [siehe 6.2.5].
übernehmen, sondern muß zugleich noch das Durchschalterelais D anschalten
und die Röhren in der Prüfschaltung MP überwachen.
Diese verschiedenen Funktionen lassen sich in eleganter Weise mit einem
Umschaltkontakt lösen. Bei einer elektronischen Lösung hingegen müßte mit
zusätzlichen Hilfsmitteln (Relais, Kaltkathodenröhren) operiert werden, welche
die beiden Zustände der Empfangsröhre VM ständig anzeigen. Die Prüfschaltung
wurde aus diesen Gründen mit einem polarisierten Relais ausgerüstet [siehe
6.2.5.f].
Dieses
58
Problem
Beschränkung auf einen einfachen Relaiskontakt
Abgleichkette auf verschiedene Arten durchführen :
Auch bei der
Steuerung
der
läßt sich die
Steuerung durch den Relaiskontakt;
Steuerung mit Kaltkathodenröhren ;
Steuerung mit Elektronenröhren.
Direkte
Die beiden
in diesem
letztern, elektronischen Hilfsmittel dienen
Fall
haupt¬
sächlich als Kontaktschutz.
g) Gewählte Lösung
Mit einem Relaiskontakt läßt sich die Kette
wurde
Versuchsschaltung
Funkenlöschung genügt die
Für
die
in
deshalb
Figur
53
am
weitaus einfachsten steuern.
Variante gewählt. Für die
angegebene Widerstand-Kondensatordiese
Kombination.
h) Zeitmessungen
Zeitmessungen wurden im Zusammenhang mit der MP-Schaltung durchge¬
wichtigsten Resultate sind unter 6.2.5.m aufgeführt. Darnach genügt
führt. Die
Ansprechgeschwindigkeit
die
des Prüfrelais MP
zum
sichern Anhalten der Ab¬
gleichkette.
Ferner wurden
einer
an
größeren
Zahl
von
Zweiwicklungsrelais die Aufzugs¬
zeiten gemessen (Chronotron). Die verlangte Aufzugszeit
am besten von einem Relais mit einer 600/1400f)-Spule
i)
Fehlermöglichkeiten
beim
dürfen
von
8
ms
wurde dabei
eingehalten.
Abgleich
durch
Belastung oder äußere Einflüsse
den Abgleich verfälschen. Sie
wie die meisten übrigen Widerstände der Gesamtschaltung
wurden deshalb
überdimensioniert und als drahtgewickelte 2-Watt-Widerstände ausgerüstet.
Eine Störung des Abgleichvorganges kann auch durch Kontaktfehler eintre¬
ten. Durch geeignetes Kontaktmaterial kann aber verhindert werden, daß unzu¬
lässig hohe Uebergangswiderstände auftreten.
Abgleichwiderstände
Veränderungen erfahren, weil
Die
keine
sie
sonst
—
—
6.2.5
Koinzidenz
und Prüf scha
Itung
a) Anforderungen
Prüfschaltungen MP und NP sind die ausschlaggebenden Teile der gan¬
Empfangsschaltung. Sie müssen deshalb die in der Tabelle VIII gefundenen
Werte für die Ansprechgrenzen unbedingt einhalten. Bei der angenommenen
Toleranz von ± 5% für die Sendewiderstände Rm, darf die Schaltung bei
Ua > 0 nicht ansprechen; hingegen muß MP bei Ua
Ue den
—0,30
der
in
sofort
Bei
einer
starten.
Vergleichsschaltung
Abgleich
Brückenspeise¬
spannung Ue von 20 Veff gilt also:
Die
zen
•
—
Nicht-Ansprechen
Ansprechen bei
(Ua
=
Spannung
an
der
bei
Ua
=
Ua
=
0
—0,60 Veff
Brückendiagonale).
59
Wie in den andern
spannungs-Speisung.
Teilschaltungen verlangen
wir auch hier reine Wechsel-
Die Anzahl der Verstärkerstufen sollte
möglichst klein sein.
ms ansprechen
Wenn der Abgleich der Brücke stimmt, muß MP innerhalb 2
und die Abgleichkette stoppen,
Die
MP-Schaltung
hat
am
Ausgang folgende Funktionen
Anschalten und Anhalten der
1.
zu
erfüllen
Abgleichkette
:
;
2. Anschalten des Durchschalterelais D ;
Ueberwachung
3.
b) Systematische
möglichkeiten
der Röhren.
Zusammenstellung
der
Lösungs¬
Die hier erwähnten
Schaltungsdetails stehen in sehr engem Zusammenhang
weitgehend gemeinsam betrachtet werden.
und müssen deshalb
Ankopplung
an
die
*
Verstärker-, Prüf-
*
*
*
Brückendiagonale
A)
B)
C)
D)
Ankopplung
Transformatorische Ankopplung
Kapazitive Ankopplung
Mit Impulstransformator
und
E)
F)
G)
H)
I)
K)
L)
M)
N)
:
Galvanische
Koinzidenzschaltung
Flachtyprelais
:
direkt
Polarisiertes Relais direkt
Zungenrelais
direkt
Elektronenröhre
Kaltkathodenröhre
Elektronenröhre +
Elektronenröhre +
polarisiertes Relais
Flachtyprelais
Elektronenröhre + Kaltkathodenröhre
Elektronenröhre + Kaltkathodenröhre + polarisiertes
Relais
*
0) Transistor + polarisiertes Relais
P) Elektronenröhre + polarisiertes Relais
+ Kaltkathoden¬
röhre
Abgleich- und Empfangskette
*
*
:
Q)
R)
3
S)
3 Kaltkathodenröhren
T)
U)
V)
3 Kaltkathodenröhren + 3
Flachtyprelais
3 Kaltkathodenröhren + 3
polarisierte Relais
3
3
Flachtyprelais
polarisierte Relais
Elektronenröhren + 3
Flachtyprelais.
c) Ankopplungsteil
Kapazitive
und transformatorische
dabei der Gleichstromanteil
60
(Nullinie)
Ankopplung kommen nicht in Frage, weil
geht. Es kommt also nur direkte
verloren
galvanische Ankopplung in Betracht, was aber eine erdfreie Schaltung für den
ganzen angeschlossenen Prüfteil bedingt.
d) Koinzidenzteil
bezeichneten Lösungen in engere Wahl. Die Ein¬
gangsstufe enthält wegen der benötigten Verstärkung unbedingt eine Elektronen¬
röhre (Transistoren lassen wir außer Betracht). Ueber die Zweckmäßigkeit der
nachgeschalteten Elemente entscheidet in erster Linie, ob die geforderten
3 Schaltfunktionen mit geringem Aufwand bewältigt werden können.
Es kommen
Ein
nur
die mit
polarisiertes Relais
takt diese
3
Aufgaben
mit
*
ist hier weitaus im
Vorteil, weil sein Umschaltkon¬
guter Wirkung und geringem Aufwand lösen kann.
Anordnung mögliche Potentialtrennung zwi¬
der mit Batteriespannung betriebenen
muß aber die mechanisch empfindliche Kon¬
Wesentlich ist auch die durch diese
schen
der
erdfreien
Prüfschaltung
Abgleichkette. Diesen Vorteilen
struktion entgegengestellt werden.
und
e) Abgleichteil
hängt weitgehend von der resultierenden
dieser Funktion einen
zur Ausübung
mechanischen Kontakt vorschlagen, ergibt sich für die Abgleichkette gezwun¬
genermaßen eine einfache Relaiskette als günstigste Lösung [siehe 6.2.4.i],
Der
Aufbau
der
Abgleichkette
Schaltfunktion des MP-Teils ab. Weil wir
f)
Ausgewählte Lösung
ausgewählte Lösung für MP besteht also in einem durch eine Elektronen¬
polarisierten Relais. In der Zeichnung 53 ist die durch Ver¬
suche ermittelte Ausführung angegeben.
Die für die Ankopplung gewählte Schaltung weicht leicht von der im Prinzip¬
schema der Figur 34 dargestellten Ausführung ab, indem die Eingangspotentio¬
meter von MP und NP an der vollen Brückenspannung zwischen A und C liegen.
Wir können also, wenn nötig, die volle Eingangspannung Ua ausnützen.
Die
röhre gesteuerten
g) Realisierung der Koinzidenzschaltung
Koinzidenzschaltung wurde nach dem in Figur 34 angegebenen Prinzip
Die beiden Prüfschaltungen MP und NP liegen anti-parallel an der
Brückendiagonale A-C und werden zudem durch um 180° phasenverschobene
Wechselspannungen gespiesen.
Das Zusammenarbeiten der Gitter- und Anodenspannung zur Koinzidenz¬
wirkung kann am besten anhand der Figur 35 überblickt werden. Die einzelnen
Kurvenzüge bedeuten :
Die
realisiert.
a) Wechselspannung Ue
b)
M-Halbwellen
am
zur
Speisung
der
Gitter der Röhre VM
gleiche (MP abgefallen)
:
Brückenschaltung;
negativ während des Ab¬
;
c) M-Halbwellen am Gitter der Röhre VM
(MP aufgezogen) ;
:
positiv nach dem Abgleich
61
d) Anodenspannung
der Röhre VM in Phase mit der
an
der Röhre VN
e) N-Halbwellen am Gitter
gleichs (NP abgefallen) ;
N-Halbwellen
f)
Speisespan¬
Positiv im Moment der M-Halbwelle ;
nung Ue.
Gitter der Röhre
am
(NP aufgezogen
Ruhestellung)
=
g) Anodenspannung
VN
für
in
negativ während des Ab-
:
VN
:
positiv nach dem Abgleich
;
Gegenphase
Brückenspeisespan¬
zur
Positiv im Moment der N-Halbwelle.
nung Ue.
positive Halbwelle M wird ein Strom angenommen [entsprechend dem
31], der in der Station vom b-Draht zum a-Draht fließt.
Solange nun die Brücke nicht abgeglichen ist, gilt Rv > R*- Die M-Halbwelle
erzeugt also im Rx-Zweig der Brücke einen kleinern Spannungsabfall als im
Widerstand Rv. D.h. der Diagonalpunkt A erhält ein positiveres Potential als der
Als
Bild
Punkt C. In diesem Moment muß aber die Röhre VM gesperrt werden, damit das
Abgleich einleiten kann. Das Gitter muß also gegen¬
über der Kathode negativ gemacht werden, d.h. die Kathode kommt an den
Relais MP abfallen und den
positiveren Punkt A, das Gitter
an
den Punkt C
zu
liegen,
wie das
den Bil¬
aus
dern 32, 34 und 53 ersichtlich ist.
Für
Punkt
die
C,
N-Halbwelle
das Gitter
am
Aus dem Bild 35 ist
Die
sichtlich.
gilt
genau
das
Umgekehrte
:
die
Kathode
liegt
am
Punkt A.
die
nun
Anodenspannung
Wirkung der Koinzidenzschaltung deutlich
von
VM
wird
in
dem
Moment
positiv,
wo
er¬
die
Brückendiagonale fließt. Je nach dem ob die Brücke ab¬
nicht, tritt am Gitter eine positive oder negative Vorspan¬
auf (Momentanwerte I).
Halbwelle M durch die
geglichen
nung
ist oder
h) Versuche
mit
2 X
mit
ECC81
und
polarisiertem
Relais
90000-Wicklung
Die ersten praktischen Untersuchungen wurden mit einem System der Dop¬
peltriode ECC81 und einem polarisierten Relais mit 2 X 9000 0-Spule (2 X 21 500
Windungen) unternommen.
Die Induktivität dieses Relais war aber viel zu groß, sodaß eine Zeitkonstante
Z>
L/R von ca. 6 ms entstand.
=
i)
Versuche
mit 2 X
mit
6AH6
und
polarisiertem Relais
3800-Wicklung
Wir müssen deshalb die Induktivität der Relaisspule mindestens um eine
Zehnerpotenz verkleinern. Die Wahl fiel deshalb auf eine Spule mit 2 X 380 Cl
(2 X 4800 Windungen).
Die niederohmige Spule bedingt einen größeren Strom durch das Relais,
den die ECC81 nicht mehr liefern kann. Als geeignet erwies sich die 6AH6 in
Triodenschaltung ; die Empfangsschaltung ist somit mit einem einheitlichen
Röhrentyp ausgerüstet.
62
ergibt sich damit die im Gesamtschema [Bild 53] angegebene Schaltung.
Speisespannung von 120 Veff gemessenen Anodenströme wurden
bereits unter 6.1.2.b angeführt. Als mittlerer Anodenstrom zwischen Ug
0 und
Ug =0,6 Veff ergeben sich dabei 8 mAm. Wenn wir den Kompensationsstrom
durch die zweite Wicklung auf diesen Wert einstellen, ergeben sich an den
Ansprechgrenzen Differenzströme von ca. 1 mAm. Bei 4800 Windungen ergibt
dies rund 5 AW, was zur Betätigung eines symmetrisch eingestellten polarisier¬
Es
Die bei einer
=
ten Relais ausreicht.
Die Resultate mit dieser
samtschaltung
Schaltanordnung
gut, sodaß sie in die Ge¬
waren
übernommen wurde.
k) Kompensation
Für die ersten Versuche wurde der
Kompensationsstrom aus der Amtsbat¬
bezogen. Für die definitive Ausführung sollte aber der Kompensationsstrom
die gleiche Spannungsabhängigkeit wie der Anodenstrom der Röhre VM auf¬
weisen. Er muß also aus derselben Speisespannung abgeleitet werden.
Günstig ist deshalb eine Gleichrichtung der Speise-Wechselspannung mit
einem kleinen Selen-Gleichrichter. Zur Erhöhung des Wechselstrom-Innenwider¬
standes dieser Hilfsstromquelle werden die beiden Relais über getrennte Dros¬
selspulen gespiesen; eine gegenseitige Beeinflussung wird dadurch vermieden.
terie
I)
Kontakteinstellung
des
polarisierten
Relais
Relais besitzt normale
eingebaute polarisierte
symmetrische Einstellung
mm Kontaktweg. Die Lage des Arbeitspunktes wird dabei durch den
Kompensationsstrom bestimmt.
Das
mit 0,07
Das Arbeiten des Kontaktes wird
am
besten mit dem Kathodenstrahl-Oszil¬
lograph beobachtet. Die beiden feststehenden Kontakte legt man an Erde bzw.
-60 V= ; der bewegliche Kontakt wird über einen Spannungsteiler auf eine
30 V= gebracht und führt auf die Ablenkplatte. Die UmschlagSpannung von
und Schließzeiten sind so auf dem Schirm klar als Treppenkurve zu erkennen.
Das polarisierte Relais vermag 300 Hz zu folgen [LV 99]. Für unsere Zwecke
soll es aber 4 ms Abfallzeit besitzen, damit es die Pause zwischen 2 Halbwellen
überbrückt. Anderseits soll es aber mit einer Halbwelle, d. h. innert 2 ms auf¬
ziehen. Diese Bedingung läßt sich durch Parallelschalten eines 1 /zF-Kondensa—
tors erfüllen.
m) Zeitmessungen
zusammen
mit
der
Abgleichkette
Aufzugszeitmessungen mit der ganzen Abgleichkette durchge¬
führt. Der mechanische Impulsgeber gab Einzelimpulse bestimmter Länge und
der Spannung —0,6 Veff auf das Gitter der Röhre VM. Derart wurde gemessen,
mit welcher Impulsdauer 1, 2 oder 3 EM-Relais aufziehen können.
In einer weitern Versuchsreihe wurde Ug
—0,6 Veff an das Gitter gelegt
und durch einen Kontakt der Relais EM1 oder EM2 wieder abgetrennt. Die Auf¬
zugszeit des MP-Relais genügte in jedem Falle, um die Abgleichskette beim be¬
Es
wurden
=
treffenden EM-Relais
zu
stoppen.
63
n) Begrenzung
Wie die Tabelle VIII zeigt, steigt im Extremfall die Spannung an der Brücken¬
die volle Brückenspeisespannung (20 Veff) an. Positive Gitterspan¬
diagonale auf
nungen müssen deshalb wirksam begrenzt werden. Dies kann entweder durch
G 21 oder durch G 23. [Bild 53] erreicht werden, am einfachsten aber, indem
man
R 22
genügend hoch
o) Ueberwachung
wählt.
der
Elektronenröhren
Geht der Emissionsstrom
der Röhre VM unzulässig stark zurück, so fällt
aufgezogene Relais MP durch das Ueberwiegen des Kom¬
pensationsstromes ab. Der Ruhekontakt von MP gibt dann über den Trenngleich¬
das normalerweise
richter G 22
Erdpotential
auf den Alarmdraht.
p) Heizung der Elektronenröhren
Es ist Parallelschaltung (Heiztransformator) oder Serieschaltung (Amtsbat¬
terie) der Heizfäden möglich. Die letztere Lösung kommt nur in Frage, wenn
mindestens 5...6 Röhren vorhanden sind; der Heizstrom könnte in diesem
Fall
zusätzlich
einem
mit
Eisen-Wasserstoff-Widerstand
stabilisiert
werden
[LV 95].
6.2.6
250
Hz-Stromlieferung
SL
a) Anforderungen
Die ganze Versuchsschaltung benötigt als zusätzliche Spannungsquelle ledig¬
lich eine Wechselspannung von 140 Veff und 250 Hz. Die Versuche zeigten, daß
die
Stromquelle einen möglichst kleinen Innenwiderstand aufweisen sollte.
Hingegen werden an die Kurvenform und Frequenzgenauigkeit keine beson¬
deren Anforderungen gestellt.
Der
Leistungsbedarf
kann wie
folgt abgeschätzt werden
MP
10
mA bei
140
V
=
1,4 W
NP
10
mA bei
140
V
=
1,4 W
WS
50 mA bei
140 V
=
KS
20 mA bei
20 V
=
Ue
10 mA bei
20 V
=
Leistungsbedarf maximal
b)
Entwurf
Weil ein
:
eines
gegengekoppelten
ca.
7,0 W
0,4 W
0,2 W
10,4 W
Verstärkers
geeigneter Umformer dieser Frequenz nicht zur Verfügung stand,
spezieller Verstärker genügender Leistung gebaut werden. Seine
Schaltung ist in Bild 63 festgehalten.
Die vom Tongenerator gelieferte Eingangsspannung Utb wird in der Röhre
VL1 (6AH6) verstärkt; diese arbeitet auf den Uebertrager TR1, welcher mit
0,5 jmF ungefähr auf Resonanz abgestimmt ist. Die Sekundärseite führt auf die
Gitter der Endstufe, die mit 2 6L6 bestückt ist. Der Ausgangstransformator TR2
konnte bei der Berechnung zum vornherein mit der nötigen Anzahl Sekundärmußte
64
ein
Wicklungen für die verschiedenen Stromkreise versehen werden. So ist eine
separate Wicklung für die Gegenkopplung reserviert, die über den Gegenkopp¬
lungswiderstand Rgk direkt auf die Kathode der Vorröhre wirkt. Auf diese Art
sind Eingangs- und Gegenkopplungsspannung sauber getrennt.
c) Einfluß der Gegenkopplung
Der Einfluß verschieden starker
Gegenkopplungen auf die Ausgangsspannung
eingehender untersucht. Die Gegenkopplung vermindert die Lastabhängig¬
keit der Ausgangsspannung. Für den als günstig befundenen Wert von R6k
20 O erhalten wir im geraden Teil der Kennlinie ein ÀUl/AIl von ca. 100 Cl.
Die Meßwerte sind in Bild 64 aufgezeichnet. Die Last wurde bei diesen
Messungen gleichmäßig auf die 4 140 V-Wicklungen Usi bis Us4 verteilt.
wurde
=
d) Einfluß
der
Eingangsspannung
Ausgangsspannung im Leerlauf ändert natürlich linear mit der Eingangs¬
Hingegen zeigt das Bild 65, daß große Eingangsspannungen einen
spannung Uie.
gewissen Einfluß auf die Belastungscharakteristik haben. Es treten Uebersteuerungen aus, sodaß die Ausgangsspannung trapezförmig verzerrt wird.
Die
e) Summ
ton
Für die
Versuchsschaltung wird der Summton bei Bedarf aus einer normalen
bezogen. Er gelangt von den Stripspunkten ST über die beiden
Kondensatoren C 82 und C 83 auf den a- und b-Draht [Bild 53].
Sobald im Schnurstromkreis SN das Umschalterelais UM aufzieht, erhält der
Teilnehmer bereits den Amtston. Dieser wird durch US abgetrennt, sobald der
Teilnehmer eine Taste drückt. Das Summton-Relais SU fällt ab, wenn das
Rufmaschine
Durchschalterelais D
wenn
das
Register
zum
Mal aufzieht; es kann erst wieder aufziehen,
wird, also das Belegungsrelais C abfällt.
ersten
wieder frei
6.2.7
Zeitauslösung
a) Anforderungen
Zeitauslöseschaltung hat den Zweck, unnötig lange Registerbelegungen
Anschaltung können verschiedene Kriterien ausgewertet wer¬
Die
zu
verhindern. Zur
den. Als angemessene Auslösezeiten können wir wählen
:
Lange Auslösezeit (ZL) zwischen den einzelnen Ziffern
Kurze Auslösezeit (ZK) während der Dauer des Tasten¬
druckes (Start + Ziffer + Stop)
Lange Auslösezeit für die übrigen Registerfunktionen
b) Zeitauslöseschaltung
mit
6
s
1
s
6
s
Relaiskette
56 zeigt eine übliche Ausführung mit einer Relaiszählkette (Register
52). Der Start der Kette erfolgt durch das Relais ZK oder ZL, die Steuerung
durch Zeitimpulse von der Rufmaschine. Wie das Relaisdiagramm zeigt, wird
nach 3 gezählten Impulsen über die Ader e der Abwurf des Registers veranlaßt.
Bild
HS
65
In der
angegebenen Schaltung sollten sich die Anschaltezeiten von ZK und
überlappen, weil sich die Impulse sonst fälschlicherweise summieren
ZL nicht
und den Abwurf
zu
früh bewirken.
Es ist deshalb mit Vorteil für ZK und ZL
je eine separate Zählkette vorzu¬
sehen, die in der Anschaltepause (es wechselt ja stets lange und kurze Aus¬
lösezeit ab
I]
immer wieder in ihre
Ruhelage zurückkehren kann.
hängt in der angegebenen Schaltung in gewissen Grenzen
von der relativen Lage des Anschaltezeitmomentes gegenüber dem Zeittakt der
Steuerimpulse ab. Weil die Auslösezeit eher knapp bemessen ist, kann sich
Die Auslösezeit
dies störend auswirken.
c) Elektronische Zeitauslöseschaltung
Bild 57
zeigt als Beispiel, wie dieses Problem mit elektronischen Hilfsmitteln
gelöst werden kann. Wir benötigen wohl eine zusätzliche SpeiseGleichspannung, erzielen aber (bei Uaa
const.) mit der Anordnung folgende
auf einfache Art
=
Vorteile
:
Die Auslösezeit ist stets
gleich lang
;
Die Auslösezeit läßt sich leicht variieren
(variabler Ladewiderstand)
;
Die Anzahl der Relais ist beträchtlich reduziert;
Die Kaltkathodenröhre VZ arbeitet
nur
sehr
kurzzeitig.
Auch bei dieser
kurze
z.B.
und
Lösung werden mit Vorteil 2 getrennte Stromkreise für die
die lange Auslösezeit vorgesehen ; das Hilfsrelais ZH kann dabei
gemeinsam
sein.
d) Versuchsschaltung
In
der
Versuchsschaltung
auf
wurde
den
Einbau
einer
Zeitauslösung
ver¬
zichtet, weil sie keine besonderen Probleme stellt. Zu Kontrollzwecken wurden
lediglich
die Adern e, zl und zk auf die
6.2.8
Anzeigelampen AWL, ZL
Anzeigezusatz
und ZK
geführt.
AZ
a) Zweck des Anzeigezusatzes
Statt dem
Ziffern
bis
Speicher SP,
Auswertung
zur
wurde für die Versuche
AZ
angeschlossen.
an
Er dient
der die
durch
die Adern
lediglich
den
von
den
s
zur
Relais Elvi
und t ein
und EN
empfangenen
speichert,
provisorischer Anzeigezusatz
Umrechner
und
Markierer
Anzeige der empfangenen Ziffern.
b) Ausgeführte Schaltung
Bild 55 zeigt die
deutlich
erkennbar,
zu
wie
diesem Zwecke verwendete
jedem
M-
und
Schaltung.
N-Code-Element
ein
Es
ist
aus
Multipel
ihr
zuge¬
ordnet ist.
Die
aufgezeichnete Schaltung
anzuschaltenden Lampe
ist aber
mangelhaft, denn sie weist parallel
Nebenpfade über andere
Lampen auf. Dieser Fehler könnte behoben werden, wenn man in Serie zu jeder
Lampe noch einen Gleichrichter einfügen würde. Besser wird die übliche Schal-
zu
66
der
noch
unerwünschte
tung mit der «Tannenbaum»-Anordnung der Kontakte verwendet,
größern
bedingt.
und
ungleichmäßig
auf
die
Relais
verteilten
was
aber einen
an
Kontakten
Aufwand
c) Störende Nebenpfade
Gefahr
solcher Nebenpfade besteht immer, wenn an beiden Enden
Stromwege eine gruppenweise Anschaltung besteht. Auch der Entwurf
der Gesamtschaltung mußte auf solche Fehler kontrolliert werden.
Der bewegliche Kontakt des mehrfach aufgenützten Umschaltekontakts des
polarisierten Relais MP mußte z.B. direkt an Erde gelegt werden, weil die
Alarmierung von Röhrendefekten auch bei unbelegtem Register funktionieren
muß. Der Zugang zur gemeinsamen Alarmader AD wurde hier mit Gleichrichtern
gegen Rückwärtsströme abgeblockt. Dieses direkte Batterieplus bringt aber
auch das Durchschalterelais D, welches ans Halte-Plus gelegt werden sollte;
es mußte deshalb ein spezielles «Halte-Minus» eingeführt werden, das über die
Relais C, US und WS kontrolliert wird. Durch Verwendung getrennter Anschalte¬
kontakte und Relais mit 2 Wicklungen mußte dafür gesorgt werden, daß bei
abgetrenntem Halte-Minus keine Schleichpfade auf Batterie-Minus auftreten.
Die
mehrerer
d) Speicherkriterien
Für die Speicherung der Ziffern stehen zahlreiche Hilfsmittel zur Verfügung
(Drehwähler, Registerschalter, Relais, Zählmagnete, Koordinatenschalter, Mehr¬
fachrelais, Kaltkathoden-Trioden und -Dioden, magnetische Speicherdrosseln,
magnetische Speichertrommeln etc.). Es muß lediglich die Größe der an die
Speicheradern angelegten Markierspannung den speziellen Bedürfnissen ange¬
paßt werden.
Für die Weiterschaltung nach jeder Ziffer wird im Speicher gesorgt. Es
stehen hiefür Kriterien auf dem f- und g-Draht zur Verfügung. Der Impuls auf
dem f-Draht trifft gleichzeitig mit den Speicherimpulsen ein, während das Steuer¬
potential auf der g-Ader erst kurz darnach angelegt wird.
6.2.9
Prüfzusatz
PZ
a) Allgemeine Bemerkungen
Der
Prüfzusatz
enthält
diverse
Tasten
und
Widerstände
zum
Prüfen
der
Empfangsschaltung [siehe Bild 54].
Durch Drücken der Taste PT wird das Register belegt, indem das Relais C
erregt wird. Die Prüfung kann nun entweder mit einer in der Klinke PK gesteck¬
ten Prüfstation oder mit den eingebauten Prüfwiderständen erfolgen.
wesentlichen Teile der
b) Prüfen
von
WS
Durch Drücken
WS
nachprüfen.
den dabei auf das
zwischen
Rm
=
der Taste PWS
oo
richtige Ansprechen
und Rm
=
sich die Wechselstrom-Ueberwachung
zugehörigen Röhren VW1 und VW2 wer¬
läßt
Das Relais WS und die
an
den Grenzen des kritischen Intervalls
6,8 kQ geprüft.
(Vergleiche 5.4.2.a und 6.2.3.a).
67
Nachbildung für Rx müssen deshalb die Widerstandswerte 10 kQ für «Nicht¬
Ansprechen» (Taste NA) und von 8,35 kO für «Ansprechen» (Taste A) in die
Schleife geschaltet werden.
Als
c) Prüfen
von
MP und NP
Für die Prüfrelais MP und NP
erfolgt die Prüfung durch Drücken der Taste
PP ebenfalls im kritischen Intervall, das aber für diesen Fall zwischen Rm =6,8
kQ
und Rm= 2,2 kO
liegt [vergleiche Tabelle VIII und 6.2.5], Die einzufügen¬
betragen deshalb 3,95 kO für «Nicht-Ansprechen» und 3,50 kCl
für «Ansprechen». Weil wir ohmsche Widerstände verwenden, erfolgt die Prü¬
fung in beiden Halbwellen zugleich, also gleichzeitig für MP und NP. Die ver¬
wendeten Widerstände wurden mit einer Toleranz von + 1 % ausgelesen.
den Widerstände
d) Weitere Prüfmöglichkeiten
Ausführung der Empfangsschaltung müssen natürlich
Kontrollmöglichkeiten für die Röhren- und Kompensations-Ströme vorge¬
sehen werden (Einfügen von Präzisionsmeßwiderständen).
Bei
einer
definitiven
noch
Aufbau der
6.3
Versuchsschaltung
Teilnehmerstation
6.3.
a) Versuchsschaltung
Um
eine
ästhetisch gute
Lösung
zu
bekommen, bedingt der
Einbau
einer
Tastatur eine Neukonstruktion der ganzen Teilnehmerstation. Für die Versuche
deshalb eine einfache Brettschaltung nach dem Schema der Figur 50
aufgebaut. Es wurden dabei lediglich die Kontaktfedern der verwendeten Tasten¬
serie so nachregliert, daß eine möglichst lange Kontaktumschlagszeit entsteht.
Die Widerstände und Gleichrichter nehmen sehr wenig Platz ein. Hingegen
wird die Verdrahtung der Tastatur ziemlich kompliziert.
wurde
b) Konstruktionsvorschläge
der einzelnen Schaltelemente auf der Grundplatte (Gabel¬
Uebertragerspule, Kondensator, Wecker, Gleichrichter, Widerstände)
wird die Schaltung mit Vorteil direkt auf die Grundplatte aufgedruckt. Aber auch
für die Tastatur läßt sich mit Vorteil eine gedruckte Schaltung anwenden. Schon
bei kleinen Serien kommt diese Methode wesentlich billiger zu stehen als das
Zum Verbinden
kontakt,
bis jetzt übliche Herstellen und Einlöten einer Drahtform.
6.3.2
Aufbau der
Empfangsschaltung
a) Konstruktiver Aufbau
Sämtliche unter 6.2 erwähnten
Typs HS
68
Abmessungen
Schaltungsteile wurden
520 X 270 X 330
mm
in einem Chassis des
untergebracht.
Im Bild
Anordnung der Teile skizziert.
Die obere, zweireihige Relaisplatte enthält die ganze Empfangsschaltung ES.
einem Ausschnitt links ist die Grundplatte für die Sockel der Röhren und
67 ist die
In
52 mit den
mit Briden und Schrauben
polarisierten Relais
festgeklemmt. Dieselben Schrau¬
ben tragen Distanzsäulen, auf denen im Abstand
von
100
mm
hinter der Grund¬
platte die Lötösenplatte befestigt ist. Rechts sind die Relais angeordnet. Die
Kompensationsschaltung nimmt 2V2 Relaisplätze ein; die dazu gehörenden
Widerstände, Drosseln, Kondensatoren und Gleichrichter wurden auf speziellen
Tragbügeln montiert. Alle übrigen zur Schaltung gehörenden Gleichrichter, Wider¬
stände und Potentiometer wurden auf der Lötösenplatte befestigt, wodurch sich
eine einfache Verdrahtung ergibt. Die Widerstände wurden dabei senkrecht ein¬
gelötet, wodurch sich eine gute Kühlung ergibt.
Die untere Relaisplatte trägt links den 250 Hz-Verstärker mit dem Ausgangs¬
übertrager TR2 und den Röhren VL1, VL2 und VL3. Rechts sind die Hilfsrelais
des Anzeigezusatzes AZ aufgeschraubt.
Die im untersten Teil eingebauten «Universalserien» enthalten die Tasten
und Anzeigelampen, nämlich :
Links oben
Links
PK, PT, PWS, PP, NA und A des Prüfzusatzes PZ
BL, PL, AWL und die Lampen für ZK, ZL und AD
:
unten :
Rechts oben:
Rechts unten
b)
:
Anzeigelampen
Anzeigelampen
(SS, SO, A, L).
Zusammenbau
und
für die Ziffern 1 ...0
für die
restlichen Code-Kombinationen
Verdrahtung
Um eine übersichtliche und leicht
zugängliche Anordnung zu erhalten, wurde
Verdrahtung nach den üblichen Methoden (Drahtliste, Drahtform) hergestellt.
Die Lötösenplatte kann gegen hinten weggeklappt werden.
die
c) Verbesserungsmöglichkeiten
Der Aufbau läßt sich natürlich noch gedrängter durchführen. Speziell wäre
untersuchen, ob auch hier gedruckte Schaltungen eingeführt werden könnten,
denn bei größeren Serien weisen sie einige Vorteile auf:
zu
Günstige Herstellungskosten
Keine Verdrahtungsfehler
Stabiler Aufbau.
Relaisplatten lassen sich mit dieser neuen Methode ver¬
in die Isolierplatte mit der gedruckten Schaltung
eingesteckt und im Tauchverfahren eingelötet. Wenn in der Verdrahtung Kreu¬
zungen auftreten, können mehrere solcher Platten aufeinandergeschichtet und
festgelötet werden. An Schaltungsänderungen im montierten Zustand ist natür¬
lich nicht mehr zu denken ; zudem wird das Ganze unübersichtlich (Fehlen von
Drahtfahrben I).
Selbst
drahten
:
ganze
Die
Relais werden
6.4
Messungen
6.4.1
an
der
Gesamtschaltung
Relaisautomatik
Zwangsläufigkeit und Funktion der in Figur 53 aufgezeichneten Relais¬
schaltung ist gut. Auf die Einhaltung der zeitlichen Bedingungen ist besonders
Die
zu
achten.
69
Wechselstrom-Ueberwachung
6.4.2
Gegenüber
zeigten sich anfänglich schlechte
richtigen Arbeits¬
den Vorversuchen unter 6.2.3
doch ließ sich die
Resultate;
Schaltung
WS
schließlich auf den
punkt einstellen.
Untersuchungen ergaben, daß zwischen der Steuerspannung auf dem Gitter
und der Anodenspannung Phasenverschiebungen auftreten, welche die Ansprech¬
genauigkeit beeinträchtigen.
Die Abfallzeit des Relais WS ist ziemlich lange (Kondensator I). Es wird aber
am Ende des Stop-Signals durch den Code 0/0 sicher abgeworfen (Kurzschließen
des Gittereinganges).
Abgleichkette
6.4.3
Eine Nachkontrolle der
schriebenen Wert
von
8
und
Aufzugszeiten
ms.
Empfangsrelais
der
Empfangsrelais ergab den vorge¬
Abgleich zeitliche Schwierig¬
Trotzdem traten beim
polarisierten Relais MP und NP nicht die in den
Ansprechgrenzen und -Zeiten erfüllten. Auch hier zeig¬
ten sich an der Steuerröhre starke, durch Phasenverschiebungen erzeugte Ver¬
zerrungen der Kurvenform. Deshalb wurden die an der Brückendiagonale auftre¬
tenden Spannungen genauer untersucht.
keiten
in dem die beiden
auf,
Vorversuchen ermittelten
6.4.4
Spannungen
an
der
Brückendiagonale
Kathodenstrahl-Oszillographen wurden die am Eingang und an
Meßdiagonale für verschiedene Codes und Abgleichstellungen auftretenden
Spannungen beobachtet. Es zeigten sich dabei schon bei kurzen Leitungslängen
(künstliche Leitung I) starke Asymmetrien, Anschrägungen und Einsattelungen
der Spannungskurven. Zum Teil traten auch störende Spitzen auf.
Ein Einfluß der Gleichrichter auf die Kurvenform konnte nicht festgestellt
Mit Hilfe des
der
werden ;
(Philips
änderte ein Ersatz der Selen-Gleichrichter durch Germanium-Dioden
so
OA
55) praktisch nichts.
6.4.5
Als
nur
Empfangsresultate
Folge dieser Kurvenverzerrungen waren die Empfangsresultate schlecht ;
richtig empfangen. Größere Leitungslängen wirk¬
vereinzelte Ziffern wurden
ten sich verheerend aus.
6.4.6
Ursache der
Schwierigkeiten
Schwierigkeiten sind auf die Leitungskapazität als Ursache
Leitungseigenschaft wurde bei der Dimensionierung der
und
der Abstufung der Sendewiderstände wesentlich unter¬
Schaltungsdetails
Alle erwähnten
zurückzuführen. Diese
schätzt I
großen Stadt bis 5 km Leitungslänge mit durchschnittlich
zulassen, entspricht dies bereits einer konzentrierten Kapazität von
0,2 ß? bzw. einem Blindwiderstand von rund 3 kO bei 250 Hz I Gegenüber einem
Wenn wir in einer
40
70
nF/km
Sendewiderstand
Der Einfluß der
von
3,9 kO fällt dieser Nebenschluß beträchtlich ins Gewicht.
Leitungskapazität
6.5
muß also entscheidend vermindert werden I
Verbesserungsmöglichkeiten
Allgemeines
6.5.1.
der
Der Einfluß
Maßnahmen
Leitungskapazität kann
reduziert
werden
durch
folgende
:
a) Erniedrigung der Frequenz (im Extremfall auf null) ;
b) Kompensation der Kapazität in der Brückenschaltung (nur näherungs¬
weise möglich) ;
c) Ausschalten der Amplitudenabhängigkeit.
Wahlvorgang könnte der Leitungswiderstand durch einen zusätz¬
kompensiert werden [vergleiche LV 98] ; wird für den Ab¬
gleich eine künstliche Leitung zugeschaltet, so wird die Kapazität zum größten
Teil auch abgeglichen. Zur Steuerung könnte vielleicht dieselbe Prüfschaltung
wie für den Ziffernempfang verwendet werden. Diese Lösung wird aber wegen
des zusätzlichen Materialaufwandes und der verlängerten Belegungszeit nicht
Vor dem
lichen Stromkreis
in Betracht gezogen.
Es stehen aber noch
Die
fo
=
Frequenz
beim
10
wird
radikal
Anschalten
kHz)
keinen
:
Umpol-Amplituden-Code-System
6.5.2
außer
folgende Möglichkeiten offen
auf null
(Dauer
Einfluß
des
mehr
reduziert, sodaß die Leitungskapazität
Einschwingvorganges
ausübt,
und
die
ca.
1/20
Stromamplitude
ms
nur
für
durch
die ohmschen Widerstände bestimmt wird.
Stromrichtung (M-Code) steht die halbe Tastenkontakt-Schlie߬
Verfügung. Dann wird die Stromrichtung umgekehrt und das
zweite Code-Element ebenfalls in 20 ms abgetastet. Wir erhalten also ein ähn¬
liches Prinzip wie das bereits unter 2.2.1.e angeführte System der Holländischen
PTT-Verwaltung, aber ohne Tastensperrung [siehe LV 32 und Bild 5]. Die Prü¬
fung muß also sehr rasch erfolgen. Zur Steuerung des Empfängers kommen des¬
halb ähnliche Schaltungen in Frage, wie sie unter 6.2.5 und 8.2.2 bis 8.2.4 ent¬
wickelt wurden. Weil zur Abtastung Gleichstrom verwendet wird, können schär¬
Für die erste
zeit
von
20
ms
zur
Ansprechgrenzen eingehalten werden.
Prinzip kann dieselbe Abstufung und Stationsschaltung wie bisher ver¬
wendet werden ; lediglich die Code-Verteilung erfährt gewisse Veränderungen.
Die Schleifenöffnung (Code oo/») bringt wie gewohnt den Empfänger in Warte¬
stellung für die M-Richtung. (Dadurch geht aber das M-Code-Element oo für wei¬
tere Verwendungen verloren I) Sobald ein von oo abweichendes Signal eintrifft,
wird es empfangen und darnach der Strom umgepolt. Das N-Element vervoll¬
0, so könnte dies auch Schleifenschluß (= Code
ständigt die Ziffer. Ist aber N
0/0
Stopsignal) bedeuten ; es wird deshalb nochmals die M-Richtung überfere
Im
=
=
71
prüft. Erst wenn auch hier der Code
strom-Speisung zurückgeschaltet.
erscheint, wird auf die normale Gleich¬
0
Halbwellen-Code-Wahl
6.5.3
Bei dieser Methode wird der Einfluß der
Adern
Amplitude weitgehend ausgeschaltet,
das Fehlen oder Eintreffen einer Halbwelle ausgewertet wird. Dafür
aber eine dritte Ader (Erdrückleitung) in Kauf genommen werden [ver¬
indem
muß
auf 3
gleiche
nur
2.4.1.a und Abschnitt
Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl
6.5.4
Durch Reduktion der
der Einfluß der
Modifikation
71].
bisherigen Wahlfrequenz
von
Leitungskapazität
Amplituden-Halbwellen-Code-Systems
um
den Faktor 5
mit 50 Hz
250 Hz auf 50 Hz kann
vermindert werden.
des
wird
im
Diese
Abschnitt
8
genauer untersucht.
7. Halbwellen-Code-Wahl auf drei Adern
Beschreibung
7.1
des
Systems
werden unabhängig vonein¬
ausgesendet, wobei eine dritte
Ader als gemeinsamer Rückleiter dient [vergleiche 2.4.1.a und Bild 15 (Tastatur¬
wahl im Auskuntfsamt Zürich) sowie 2.4.3.a (Code-Markierung HS 52)]. Wir be¬
nötigen also neben den beiden Sprechdrähten einen zusätzlichen Leiter, der
aber in Form der Erd-Rückleitung stets zur Verfügung steht. Dafür wird die
Uebertragung amplituden-unabhängig und der Aufwand sehr gering.
Für die Uebertragung der Ziffern werden stets nur eines oder 2 der 4 CodeZur
Uebermittlung der
16
Code-Kombinationen
ander auf 2 Adern Halbwellen beider Polaritäten
Elemente verwendet. Das Eintreffen
von
3 oder 4 Elementen deutet somit auf
einen Fehler hin.
7.2
Für die beiden
Voraussetzungen
Sprechadern
und
Dimensionierung
je 500 Cl Widerstand zu
allgemeinen kleiner ist und zu
50... 100 O angenommen werden kann. Die Empfangsrelais können also nicht
so niederohmig wie in Figur 15 gewählt werden, weil die nötigen Aufzugsströme
nicht mehr zur Verfügung stehen.
Bei der Dimensionierung müssen aber auch die Kapazitäten zwischen den
Sprechleitern und gegen Erde berücksichtigt werden. Dies verbietet eine hochrechnen. Dazu kommt der
72
ist im
Maximum mit
Erdwiderstand, der
im
ohmige Schaltung für die Empfangsrelais. Zudem darf die Induktivität der Relais
nicht zu groß werden, was die Windungszahl und somit auch den Wicklungs¬
widerstand begrenzt.
Zur Speisung verwenden wir 50 Veff 50 Hz, also den höchstzulässigen Wert
für Kleinspannungen (SEV-Vorschriften). Netzanschluß steht in jeder Zentrale
weil Wechselspannungen für andere Zwecke (Gebührenmelder,
zur Verfügung,
Kassierstationen, Markierung in HS 52-Zentralen etc.) ebenfalls benötigt werden.
Diese verschiedenen Anforderungen an die Empfangsschaltung konnten mit
einem 350 O-Flachttyprelais mit 8100 Windungen, das direkt durch die Halb¬
wellen erregt wird, erfüllt werden. Zusätzliche Verstärker sind somit nicht nötig.
7.3
Versuchschaltung
Figur 71 zeigt, wird die Empfangsschaltung sehr einfach; sie be¬
Flachtyprelais und 4 Selen-Gleichrichter. Die Station selber ent¬
hält außer der Tastatur nur 2 Gleichrichter [siehe Bild 70].
Weil für die Ziffernwahl eine gesonderte Rückleitung über die Erde zur Ver¬
fügung steht, können Gleichstrom- und Wechselstrom-Speisung weitgehend un¬
abhängig voneinander gemacht werden. Wie das Relaisdiagramm in Figur 72
zeigt, wird die Steuerung der Wahl dadurch einfacher. Die Haltung während des
Tastendruckes wird durch die Empfangsrelais übernommen. Erst wenn diese
abgefallen sind, kann das Relais DH1 aufziehen und das Umschalterelais US
Wie die
nötigt
nur
11
abfallen lassen.
7.4
Versuchsergebnisse
In der
angegebenen Schaltung [Bild 70 und 71] dürfen in die Erdrückleitung
eingeschaltet werden.
Etwas ungünstiger wird das Ergebnis, wenn noch die Leitungskapazitäten
hinzutreten. Den größeren Einfluß haben dabei die Erdkapazitäten der beiden
Sprechleiter. Bei ca. 10 km Leitungslänge beginnen einzelne Empfangsrelais zu
bis 1000 O Widerstand
vibrieren. Durch Parallelschalten
Grenze noch etwas
hinausgerückt
von
Kondensatoren
zu
diesen Relais kann diese
werden.
Aus denselben Gründen müssen die Relais E mit ziemlich engen Toleranzen
(Aufzugsstrom =16...18 mA,) regliert sein. Dann ergeben sich aber auch bei
10 km Leitungslänge noch Sicherheiten von mindestens 15 g* Gegendruck oder
Hilfsdruck bei Speise-Wechselspannungen von 40...60 Veff.
Weif die Erdkapazitäten der Sprechleiter in der gleichen Größenordnung wie
die Leitungskapazitäten zwischen dem a- und b-Draht liegen, wurden für die
Versuche die Erdkapazitäten durch je eine künstliche Leitung nachgebildet; zur
Ergänzung wurden zudem am Anfang und am Ende der Leitung je 0,25 /x? zwi¬
schen a- und b-Draht geschaltet. Die verwendete künstliche Leitung besitzt
2X30 O/km und 34 nF/km, wobei diese Leitungskonstanten pro Kilometer in
Form eines symmetrischen T-Gliedes konzentriert sind.
73
7.5
Sender und
Relais
Empfänger
sind
Beurteilung
sehr einfach
aufgebaut.
Letzterer
enthält
nur
Selen-Gleichrichter, sodaß wenig Unterhalt nötig ist. Die zusätz¬
liche Speisewechselspannung steht in jeder Telephonzentrale zur Verfügung.
Wegen seiner Einfachheit läßt sich dieses Code-Wahl-System speziell in
Hauszentralen verwenden, wo ohnehin schon eine Erdrückleitung für andere
und
Steuerzwecke
(Rückfrage, Umlegen, Amtsausgang)
zur
Verfügung
steht.
Aber auch bei normalen Amtsanschlüssen wird für verschiedene Zwecke die
als Rückleitung verwendet (Gebührenmelder, Gemeinschafts-AnschluB,
Programmwähler für NF-TR, Anrufumleiter), sodaß auch hier die Anwendung
dieses Wahlsystems ernsthaft in Betracht gezogen werden muß. Es bliebe dabei
lediglich noch zu untersuchen, wie stark sich die Asymmetrie der Code-Signale
auf andere Gesprächsverbindungen störend auswirkt ; die Grundfrequenz von
50 Hz liegt zwar wesentlich unterhalb der untern Sprechband-Grenze.
Erde
8.
Experimentelle Untersuchungen
Hz-Amplituden-Halbwellen-Code-Wahl
mit der 50
8.1
8.1.1
Prinzipbeschreibung
Uebertragungsprinzip
Uebertragungsprinzip ändert sich gegenüber der Methode mit 250 Hz
gilt dieselbe Code-Verteilung, wie sie in der Tabelle VII festgehalten
ist. Hingegen ist die Empfangsmethode der niedrigeren Frequenz anzupassen.
Die niedrigste zulässige Frequenz errechnet sich aus der Forderung, daß
die minimale Tastenschließzeit 40 ms betragen soll. Damit beide Halbwellen
sicher empfangen werden, müssen auf diesen Zeitraum mindestens 3 Halb¬
wellen entfallen. Wir erhalten so als untere Grenze eine Frequenz von 37,5 Hz.
Aus praktischen Gründen wird man aber die Netzfrequenz von 50 Hz verwen¬
Am
nichts. Es
den ; in diesem Fall entfallen auf die 40
8.1.2
Prinzip
ms
2 ganze Perioden.
der simultanen
Prüfung
obigen Ausführungen folgt sofort, daß der Empfang aller 3 Ampli¬
Zeitraum einer Halbwelle erfolgen muß. Die Prüfung kann für
die' 3 Stufen kurz nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Jedenfalls ist aber
die unter 6.2.4 beschriebene Empfangsschaltung ungeeignet, weil sie zu lang¬
Aus den
tudenstufen
sam
74
arbeitet.
im
Es
3
muß
also
verbesserte
eine
Amplitudenstufen
8.1.3
werden,
Anordnung gefunden
innerhalb eines kleinen Zeitintervalles
welche
die
prüft.
Empfangsschaltungen
prinzipielle Anordnung der Empfangsschaltung. Die Brücke
Diagonalen mit individuellen Spannungsteilern und Empfangs¬
im richtigen
organen. Durch ein geeignetes Schaltorgan werden die 3 Empfänger
Zeitpunkt angeschaltet.
Diese Anordnung gilt für eine der beiden Halbwellen ; für die andere wird
ein analoges Netzwerk benötigt. Durch geeignete Anordnung von Gleichrichtern
lassen sich aber die beiden Brückenschaltungen wieder kombinieren.
Die gleichzeitige Prüfung aller 3 Amplitudenstufen einer Halbwelle bringt
Vorteile mit sich, weil nur ein einziges Anschaltorgan benötigt wird. Es ist dann
aber dafür zu sorgen, daß sich die 3 Diagonalen nicht gegenseitig beeinflussen.
Bild 73 zeigt die
besitzt
also
3
Die 3 Empfangsschaltungen müssen bei 3 verschiedenen Schwellenwerten
ansprechen. Höher numerierte Empfangsorgane sperren dabei die vorangehen¬
den aus. Einige Möglichkeiten für Empfangsschaltungen seien aufgeführt:
a) Direkte Zündung von Kaltkathodenröhren, wobei mit einer Stabilisa¬
torröhre eine geeignete Vorspannung erzeugt wird ;
b) Verstärkung
mit Elektronenröhren und Zünden
c) Kippschaltung
Zünden
d)
von
von
Kaltkathodenröhren ;
mit 2 Elektronenröhren oder Transistoren ;
Kaltkathodenröhren mit
Für die Versuche wurde letztere
Methode
Impulstransformatoren.
gewählt [siehe
Bild
74].
In der
Meßdiagonale liegt in Serie zu einer Diode GM ein Impulsstransformator TM.
Wenn die Empfangsröhre VM zünden soll, muß durch die Primärwicklung des
Impulsstrafos ein Stromstoß fließen ; um eine steile Einschaltflanke zu erhalten,
wird die Diagonale im Scheitelwert der Halbwelle durch einen geeigneten Kon¬
takt momentan angeschaltet. Der sekundär auftretende Spannungsimpuls zündet
bei genügender Amplitude die zugehörige Kaltkathodenröhre, wodurch das zu¬
gehörige Empfangsrelais aufzieht.
Die
Empfangsrelais
sind wie
folgt
den Code-Elementen
Empfangsrelais
M-Code-Element
oo
—
7
EM1
+
2
EM2
+
0
EM3
+
Wenn wir also den Sendewiderstand Rm
ten
wir
der Reihe
zugeordnet:
nach die
von
°o
Ansprechgrenzen
bis nach 0 variieren, überschrei¬
der
Empfangsröhren VM1,
VM2
und VM3.
75
8.2
Entwicklung
von
Schaltungsdetails
Relaisautomatik
8.2.1
250 Hz-System konnten die Anforderungen an die Relais¬
Gegenüber
vereinfacht
werden. Insbesondere wird auf eine Wechselstrom-Ueberschaltung
wachung verzichtet. Zur Zurückschaltung auf Gleichstrom-Speisung wird der
Code 0/0 ausgewertet. Wie das Bild 75 zeigt, fällt das Umschalterelais US ab,
wenn die beiden Empfangsrelais EM3 und EN3 aufgezogen haben.
Das Relais WS zieht auf, sobald eines der Empfangsrelais anspricht. Zu¬
sammen mit dem Relais D wird bis zum Beginn des Speicherimpulses eine Ver¬
zögerung von mindestens 10 ms eingeführt, damit auch das Code-Element der
zweiten Halbwelle sicher an den Speicher weitergegeben wird.
Die Empfangsrelais sind in Reihe geschaltet, sodaß sich stets nur das höher¬
numerierte halten kann. Für den Aufzug ist nur ein kurzer Stromstoß durch
die Kaltkathodenröhre nötig ; die Belastung der Röhre ist also gering, die Lebens¬
dauer entsprechend groß.
In der Zeichnung 75 ist nur die Empfangskette für die M-Halbwelle aufge¬
zeichnet. Die Multipelzeichen deuten aber an, daß für die N-Halbwelle genau
dieselbe Schaftungsanordnung nochmals vorhanden ist. Primär- und Sekundär¬
wicklungen der Impulstransformatoren sind der Uebersichtlichkeit halber ge¬
trennt aufgezeichnet worden.
dem
Brückenschaltung
8.2.2
Die Brücke besitzt in den
B-C-D-Zweigen für jede zu empfangende Signal¬
Potentiometer, sodaß das Ansprechen der Empfangs¬
amplitude ein individuelles
röhren optimal eingestellt werden kann. In Serie zu den je 3 Potentiometern
einer Halbwelle liegt eine Halbleiter-Diode (OA 55 oder 1N34), damit die nicht
zu empfangende Halbwelle von den Diagonalen ferngehalten wird.
Je eine weitere Diode liegt in Serie zu den 3 Impulsstrafos einer Empfangs¬
gruppe. Diese Dioden bewirken, daß die Impulstrafos nur auf eine Stromrichtung
ansprechen, und verhindern zugleich, daß sich die 3 Diagonalen gegenseitig
beeinflussen.
Die Diagonalen sollten im Scheitelpunkt jeder Halbwelle angeschaltet wer¬
den, damit ein kräftiger Einschaltstoß entsteht. Weil dieses Schaltorgan auch
den Gleichstromanteil übertragen muß und in der Brückendiagonale liegt, lassen
sich elektronische Schaltmittel, die zusätzliche Steuerspannungen in den Strom¬
kreis bringen, nicht einsetzen. Es verbleibt nur die elektromechanische Lösung
mit einem polarisierten Relais. Wie das Oszillogramm in Bild 77d zeigt, erfolgt
die Umlegung des Kontaktes ziemlich genau im Scheitelpunkt der Halbwelle.
Nach der Diode in der Diagonale erscheint nur noch der positive Anteil der
angeschalteten Spannungskurve [Bild 77e].
8.2.3
Der
impulse
76
Impulstrafo
Impulstrafo
und
hat diese
Zünden
der
Kaltkathodenröhren
positiven Kurventeile in genügend große Zünd¬
Flußänderung zu erhalten, darf die Induk-
umzusetzen. Um eine rasche
hoch sein. Zudem wird der Strom
tivität der Primärseite nicht
zu
durch einen Seriewiderstand
aufgedrückt. Zugleich
die Brückenschaltung
genügend hochohmig,
damit
primärseitig
Diagonale
unzulässig stark be¬
wird dadurch die
nicht
lastet wird.
Ein
günstig,
Uebersetzungsverhältnis
um
von
die Glimmröhren sicher
1:20 erwies
zu
sich für die
Impulstrafos
als
zünden. Die Zündelektroden der Röhren
erhalten über einen
hochohmigen Widerstand eine Vorspannung von + 50 V=,
Brennspannung liegt. Der Zündimpuls wird über einen
Kondensator auf das Gitter gegeben.
Die Anodenspannung beträgt 210 V=, kann aber auch niedriger angenom¬
men werden. Weil für ein rasches Ansprechen die Empfangsrelais niederohmig
sein müssen (geringe Induktivität I), werden in die Anodenzuleitungen entspre¬
chende Schutzwiderstände eingefügt.
Gelöscht wird die Kaltkathodenröhre, wenn das zugehörige oder eines der
nachfolgenden Relais aufgezogen hat. Mit einem zwangsläufigen Kontakt wird
die Haltung sichergestellt.
die etwas unterhalb der
8.2.4
Einfluß der
Der störende Einfluß
der
Leitungskapazitäten
Leitungskapazitäten
macht sich
speziell bei den
als notwendig,
höhern Sendewiderständen bemerkbar. Es erwies sich deshalb
in der Teilnehmerstation die dem Code 7
5,6 kO
zu
entsprechenden Sendewiderstände auf
reduzieren.
Diese Wahl weicht
von der unter 5.3.b gefundenen Abstufung ab, weil dort
Kapazitäten nicht berücksichtigt wurden. Ein weiterer Faktor, der sich nun
günstig auswirkt, wurde dort ebenfalls nicht einbezogen : Hohe Leistungskapazi¬
tät tritt stets zusammen mit hohem Leitungswiderstand auf, wobei sich diese
beiden Einflüsse bei mittleren Sendewiderständen weitgehend kompensieren I
Bei niedrigen Sendewiderständen überwiegt der Leitungswiderstand ein wenig,
bei hohen hingegen macht sich die Leitungskapazität sehr stark bemerkbar.
Deutlich ist dies aus dem Bild 79 erkennbar, wo die Ansprechkurven für konstant
gehaltene Potentiometer-Einstellung fPM und PN") festgehalten sind. fDer Para¬
meter p gibt die Stellunq des Potentiometerabgriffes in % an.) Für eine be¬
stimmte Leitungslänge fKünstliche Leitung) kann man z.B. daraus entnehmen,
wo bei stetig abnehmendem Sendewiderstand die Empfangsröhren ansprechen.
Insbesondere ergibt sich aus dieser Darstellung, daß sich die Verhältnisse bei
größeren Leitungslängen als 10 km rapid verschlechtern. Diese Grenze konnte
denn auch in den Vorversuchen knapp erreicht werden. Weiter zeigt die Para¬
meterabstufung, daß bei höhern Sendewiderständen die richtige Einstellung der
Potentiometer schwieriger wird.
die
8.2.5
Stationsschaltung
Außer der soeben erwähnten Reduktion des Sendewiderstandes
Schaltung
der Teilnehmerstation keine
Anpassung
an
das
benötigt die
geänderte Empfangs¬
system.
77
Hingegen
können die Selen-Gleichrichter
wünscht wird
1 N
ohne weiteres
—
—
wenn
Kristalldioden
durch
es
aus
ersetzt
Raumgründen ge¬
werden (OA 55,
34, OA 85).
Aufbau der
8.3
Mechanischer Aufbau
8.3.1
Die
Versuchsschaltung
Versuchsschaltung
wurde ähnlich
zusammengebaut wie unter 6.3.2 be¬
Flachtyprelais wird eine
zweireihige Relaisplatte nur teilweise beansprucht [siehe Bild 78]. Auf ihr läßt
sich auch noch der Transformator NT für die 50 Hz-Speisung (aus dem 220 Voder 90 V-Netz) unterbringen.
Die zum elektronischen Teil gehörenden Impulstrafos, Dioden, Kondensato¬
ren, Potentiometer und Widerstände wurden in gedrängter Anordnung auf einer
Lötösenplatte vereinigt, sodaß sich eine einfache Verdrahtung ergab.
schrieben. Durch die 6 Kaltkathodenröhren und die 12
Stromquellen
8.3.2
In modernen
Zentralen fHS
52) stehen 90 V 50 Hz zur Verfügung, sodaß
benötigten 50 Voff erhalten werden. Die be¬
nötigte Leistung beträgt nur wenige VA.
Die Anodenspannungs-Versorgung kann für zahlreiche Code-Empfänger ge¬
meinsam sein, weil pro Ziffer nur kurzzeitig Strom konsumiert wird (ca. 50 mA
pro Röhre).
durch einfache Transformation die
8.4
8.4.1
Messungen
Spannungen
an
an
der
Gesamtschaltung
der
Brückenschaltung
Versuchsschaltung
wurden zuerst die
zusammengebauten
Spannungen an der Brücke nachkontrolliert, um festzustellen, ob
die Anschaltung durch das Relais US keine störenden Spannungsspitzen ergebe.
Solche Störimpulse konnten keine festgestellt werden.
Im
Zustand
der
verschiedenen
8.4.2
Ansprechgrenzen
Einstellpotentiometer der 6 Empfangsdiagonalen lassen sich gut auf
richtigen Ansprechgrenzen einstellen.
Bis 5 km Leitungslänge (Künstliche Leitung) befriedigten die Empfangsresul¬
tate mit der in Figur 75 angegebenen Schaltung einigermaßen. Es traten aber
relativ häufig Fehler auf, deren Anzahl sich mit noch größerer Leitungslänge
Die
die
schnell vermehrte. Die Ursache dieser Falschwahlen mußte deshalb
nauer
ergründet
werden ;
den Kaltkathodenröhren
8.4.3
78
in
der
Steuereinrichtung
noch ge¬
oder bei
liegen.
Varianten
Um die Fehlerursache
Steuerschaltung
sie konnte dabei
zu
zur
Steuerschaltung
lokalisieren, wurde deshalb zuerst der Einfluß der
genauer untersucht. Das kritischste Element der Steuereinrich-
tung ist das polarisierte Relais IS, weil sich dessen Kontaktgabe mit der Zeit
verändern kann.
Versuchsweise wurde deshalb der Steuerkontakt des Relais IS
überbrückt;
Amplitude der Zündimpulse sank dadurch etwa auf die Hälfte. Dafür steht
aber primärseitig die Energie der ganzen Halbwelle zur Verfügung. Die nicht¬
lineare Kennlinie der Dioden bewirkt zudem eine erwünschte Versteuerung der
Impulsflanken. Diese verkleinerten Zündimpulse genügten aber zum Zünden der
die
Kaltkathodenröhren nicht mehr.
Die Amplitude der Sekundärimpulse läßt sich vergrößern, indem das Uebersetzungsverhältnis vergrößert oder der Seriewiderstand zur Primärwicklung ver¬
kleinert wird. Beide Möglichkeiten erweisen sich aber praktisch in ihrer Wirkung
beschränkt : Bei zu hohem Uebersetzungsverhältnis wird der Impulstrafo zu
stark belastet, sodaß die Amplitude nicht mehr wesentlich ansteigt. Anderseits
darf die einzelne Diagonale nicht zu niederohmig sein, weil ständig 6 solcher
Empfangsanordnungen parallel liegen. Es konnte deshalb mit dieser Variante
nur eine geringe Verbesserung erreicht werden.
Zu gleichen Resultaten führte eine Verminderung des Seriewiderstandes von
3,9 kQ auf 1 kQ in der ursprünglichen Schaltung [Bild 75], Diese Reduktion
des Widerstandes in der Diagonale ist noch zulässig, weil nur je 3 Empfangs¬
organe gleichzeitig angeschlossen sind.
8.4.4
Verhalten der Kaltkathodenröhren
Aenderungen der Steuerschaltung haben also nur geringen Einfluß auf die
Empfangssicherheit, woraus geschlossen werden kann, daß die Mehrzahl der
Fehler den Kaltkathodenröhren zugeschrieben werden muß.
Die Art der Fehler wurde deshalb noch eingehender untersucht. Für ver¬
schiedene Ziffern wurden diejenigen Reiaiskombinationen als richtig empfangen
gezählt, die im vorgesehenen Zeitintervall richtig an den Speicher weitergegeben
wurden. Sollte z.B. im Empfangs-Code das Relais EM2 ansprechen, so ließ sich
in über 80% der Fehler feststellen, daß EM1 innerhalb der für die Speicherung
vorgeschriebenen Zeit aufzieht, EM2 hingegen mit Verzögerung nachhinkt. Die
wenigen verbleibenden Fehler wirkten sich meistens als Code 0/0 aus, sodaß
die betreffende Ziffer verloren
ging.
Ergebnisse zeigen deutlich, daß die Kaltkathodenröhren nicht immer
genügend rasch zünden. Ihre Verwendung muß also sorgfältig erwogen werden.
Für die Zündung muß ein Impuls genügender Dauer und Amplitude zur Verfügung
stehen, damit die wechselnde Vorionisation von geringem Einfluß ist und die
Röhre rasch zündet. Bei anderen Anwendungen können auch Entionisierungszeit
und Rückzündungen Schwierigkeiten bereiten.
Diese
8.4.5
Zeitmessungen
gute Empfangsresultate erzielt werden. Bei größeren
gehen einzelne Ziffern verloren oder werden falsch
Bis 5 Ziffern/s konnten
Tastgeschwindigkeiten
79
empfangen.
gepaßt sind.
optimal
Dies weist darauf hin, daß die Relaiszeiten noch nicht
an¬
Speicherimpulses (Aufzug des Relais DH) variiert für Üb
ms. Die Aufzugszeiten der Relais WS und D
liegen in der gleichen Größenordnung ; bis zur Abgabe des Speicherimpulses
verstreichen also ca. 50 ms statt nur rund 15 ms. Auf das zwischengeschaltete
Relais WS kann deshalb verzichtet werden ; zudem kann die Aufzugszeit des
Die Dauer des
44...54 V=
=
zwischen 20 und 29
Durchschalterelais D verkürzt werden.
Beschleunigung kann dadurch erreicht werden, indem die
niederohmiger und leichter regliert ausgeführt werden.
Empfangsrelais
Besondere Sorgfalt ist der Tastenkonktruktion zu widmen, damit die für den
Start verlangte Schleifenöffnung genügend lang wird.
Eine
weitere
noch
Andere
8.4.6
Empfangsmöglichkeiten
gezeigt, daß in erster Linie die Gastrioden für die Fehler
von den Impulstrafos abgegebenen Impulse sind in ihrer
Amplitude zeitlich sehr konstant, speziell wenn auf das Relais IS verzichtet
wird. 5 km Leitung verändern die Amplitude nur ca. um 10%. Dieser Teil der
Empfangsschaltung liefert also stets eindeutige Resultate.
Verbesserungen können also hauptsächlich noch durch Umformung der
Impulse (Verlängerung, Rechteckform) oder durch Ersatz der Kaltkathodenröhren durch eine der folgenden Varianten erreicht werden :
Die Versuche haben
verantwortlich sind. Die
a) Flip-Flop-Schaltung mit Elektronenröhren,
große Steuerimpulse umgekippt wird ;
b) Verstärkung
der
welche
durch
Zündimpulse für die Kaltkathodenröhren
genügend
mit Elektro¬
nenröhren ;
c) Kippschaltung mit Transistoren.
Oszillogramme
8.4.7
Im Bild 77 sind einige Oszillogramme skizziert, wie sie mit dem Kathoden¬
strahl-Oszillographen an der Brückenschaltung beobachtet wurden:
a) zeigt die Speisewechselspannung, bzw. die Spannung
einen symmetrischen Code ;
b)
tritt
am
Eingang auf,
wenn
einer der beiden Code
dieselbe Halbwelienform auch
an
den
d)
ist die
<x>
Eingang
für
ist. Wir finden
Abgleichpotentiometern;
c) läßt den Einfluß der Leitungskapazität auf den
Zifferncode erkennen
am
unter
b) skizzierten
;
Spannungskurve,
wie sie
an
der
Diagonale direkt hinter dem
Anschalterelais IS auftritt;
e) zeigt dasselbe wie d), nachdem die negativen Kurventeile durch die
Diode
80
abgeschnitten
worden sind ;
die
f) schließlich stellt
dar, wie sie auf
Spannung
8.5
Beurteilung
Vorteile und Nachteile
8.5.1
Gegenüber der
250 Hz-Methode weist das mit 50 Hz betriebene
Halbwellen-Code-System folgende
der
Als Nachteil ist
zu
Röhrenheizung
werten
Amplituden-
Vorteile auf:
Geringerer Einfluß der Leitungskapazität
länge bis 5 km;
Wegfall der 250 Hz-Speisung;
Wegfall
Impulstrafos
Empfangsröhre gelangt.
auf der Sekundärseite des
die Zündelektrode der
bei
und dadurch
Verwendung
von
zulässige Leitungs¬
Kaltkathodenröhren.
:
Notwendigkeit einer Anodenspeisequelle, die aber für mehrere EmpfangsStromkreise gemeinsam sein kann.
Verbesserungsmöglichkeiten
8.5.2
Die vorliegende Versuchsschaltung bestätigt die Brauchbarkeit der CodeEmpfangs-Methode, insbesondere zur Erzielung eindeutiger Steuerimpulse. Ver¬
besserungen sind speziell im Hinblick auf schnelleres Arbeiten möglich. Zu die¬
sem Zweck können vermehrt elektronische Hilfsmittel eingesetzt werden.
8.5.3
Zusammenarbeit
Falls sich die sicher verarbeitbare
Tastgeschwindigkeit
steigern läßt, können Wählscheibenimpulse
empfangen werden.
Die Schleifenöffnung
mit Wählscheibe
mit derselben
auf 10... 11 Ziffern/s
Schaltung
relativ ein¬
fach
wirkt
als
Start-Signal
;
der
darauffolgende Schleifen¬
schluß wird als Code 0/0 ausgewertet, wodurch das Umschaltrelais US sofort
wieder abfällt. Durch EM3 + und EN3 + kann das Aufziehen von WS bzw. D ver¬
hindert werden, sodaß eine
Kriterium ein
Empfänger
Speicherung unterbleibt. Hingegen kann mit diesem
Wählscheibenimpulse angeschaltet und gesteuert
für
werden.
8.5.4
Andere
Anwendungsmöglichkeiten
Signalisiersystem
mit Amplituden-Halbwellen-Code läßt sich natürlich
Uebermittlung anderer Informationen einsetzen (15 auswertbare Kom¬
binationen). Eine Anwendungsmöglichkeit besteht z.B. bei Kassierstationen zur
Uebertragung der Münzimpulse; in diesem Fall läßt sich sogar die Anzahl
Amplitudenstufen reduzieren, sodaß der Empfänger einfacher werden kann.
Eine Anpassung von Namentastern und Anrufwiederholern an das CodeSystem ist leicht möglich ; statt Wählscheibenimpulse senden diese Zusatz¬
Das
auch
zur
apparate einfach Halbwellen-Kombinationen
aus.
81
9. Resultate und
Zusammenfassung
Resultate der Versuche
9.1
Das im Abschnitt 7 beschriebene
Halbwellen-Code-System auf 3 Adern er¬
Anforderungen des Pflichtenheftes sehr gut. Einzig die Verwendung der
Erdrückleitung als dritte Ader kann zu Einwänden Anlaß geben.
Die im Abschnitt 8 untersuchte 50 Hz-Amplituden-Halbwellen-Code-Methode
entspricht den Vorschriften des Pflichtenheftes ebenfalls weitgehend. Lediglich
die Leitungslänge ist auf 5 km beschränkt, weil sich die Leitungskapazität störend
auswirkt; für große Stadtämter, wo die Tastaturwahl in erster Linie in Frage
kommt, sind aber diese Leitungslängen ausreichend.
füllt die
9.2
genügt nicht,
Es
Geschwindigkeit
zu
nur
einen
Ausblick
kleinen
züchten, sondern
Teil
eines
müssen
es
Systemen verwendet. In Zukunft werden
schalter-Systeme in vermehrtem Maß einführen.
9.3
In der
der
vorliegenden Arbeit
Ziffernwahl
wurde nach
Teilnehmer
beim
Nach einer
Zusammenstellung
neuen
mit
zusammen
hohe
abge¬
mit schnell
sich ohnehin Koordinaten¬
Möglichkeiten zur Beschleuni¬
Tastatur gesucht. Mehrere
einer
experimentell untersucht.
möglichen Systeme wur¬
Punkt-Bewertungsmethode auf ihren
erwiesen sich eine 4-Frequenz- und
der bestehenden und
den die verschiedenen Varianten mit einer
Wert
auf
aufeinander
Zusammenfassung
Methoden wurden genauer betrachtet und 2 davon
technischen
Teile
Die Tastaturwahl wird deshalb mit Vorteil
stimmt sein.
schaltenden
gung
Telephonsystems
alle
geprüft. Als vorteilhaft
eine Halbwellen-Methode.
4
4-Frequenz-Methode
Frequenzen übertragen.
Bei
der
Bei
den
verschiedenen
experimentell
zweier
werden die Ziffern
Varianten
in
Form
eines
Codes
aus
Amplituden-Halbwellen-Methode, die
aus 4 verschiedenen Amplituden
Empfangsschaltung enthält eine kombinierte
der
untersucht wurden, wird der Code
Halbwellen
Brückenschaltung
Besondere
gebildet.
für
beide
Die
Halbwellen
und
bereitete
verwendet
der
Einfluß
elektronische
der
Hilfs¬
Leitungskapazität.
Schwierigkeiten
Anwendung eines Codes erweist sich als vorteilhaft für eine rasche
Uebermittlung der Ziffern. Die Versuche bewiesen, daß der Teilnehmer die Zif¬
fern mit voller Geschwindigkeit eintasten kann, und daß sie in der Zentrale
sicher empfangen werden.
mittel.
Die
82
10. Literaturverzeichnis
10.1
11
Wählscheibe, mechanische Impulsgeber
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Nummernschalter
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d'appels
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bensignalen
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Malthaner W.A.
An
33
34
AG.
Vaughan
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24
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mit
H. E.
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Gümligen
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Patent 293577
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Klasse
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120e]
Nummerschei¬
120e]
Automatic
p. 443...468,
Münzimpulsen
120e]
Klasse
83
10.4
41
Tastaturen für
Spezialdienstämter
Zwietusch & Co.
Berlin
Schaltungsanordnung für Stromstoßspeicher
meldeanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen
Fern¬
in
mit Wäh¬
lerbetrieb
[Schweizer Patent
10.5
51
Fernmessung
Zech H.
August
FernG.
und
Summenmessung
Boesch W.
Hilfe des AEG-Kompen-
mit
sationsverfahrens
[AEG-Mitteilungen
52
(31.7.1951) Klasse 120e]
293823
44
Fig.]
p. 401...407, 7
(1954) 11,
Fernmeßverfahren unter besonderer Berücksichtigung der
Impulshäufiijkeits-, Impulsfrequenz- und Frequenzände¬
rungssysteme
Erfassung
zur
von
Momentan-
und Mittel¬
werten
[Microtecnic 7 (1953) 1,
49 Fig., 58 Tit.]
10.6
61
62
63
64
65
66
Yokelson B.J.
(1954) 3,
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[Bell Laboratories Records 32 (1954) 6,
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In-Band
Newell N.A.
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Aeschlimann H.
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Single-Frequency Signaling
Weaver A.
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Technical
Elektrische
Signalanlage
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p.
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Klasse
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Téléphonie
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1309...
in der
Haldi H.
Das
Rütschi R.
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Dahlboom CA.
Multifrequency Pulsing
[El. Engng. 68 (1949) 6,
Horton A.W.
71
bis 8
19
Fernwahl
Moody
10.7
p.
internationale
Versuchsnetz
Telephonbetrieb
[Techn. Mitt. PTT 32 (1954) 5,
für
den
p.
815...819,
halbautomati¬
Fig.]
p. 161... 185, 13
Switching
in
p. 505...510, 8
Fig.]
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Elektronische Hilfsmittel
Obermann R. M.M.
Toepassing
van
electronische
hulpmiddeien
in
automa¬
tische Systemen
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72
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Een
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Telephone Switching System
Communication 31
(1954) 2,
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Engrs.
Inst. el.
in
Helsinki
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Director
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50
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p.
HS
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85
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Kristalldioden
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Batz P.
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Broberg
zur
und
Some
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Key-set Telephone
Sub¬
scriber's Instruments
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Broberg
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p. 32...34, 7
Fig.]
vid
Tabellen und Zeichnungen
Tabelle 1
:
Technische Eigenschaften der Wahlsysteme
Nr.
Zeichnug benötiger
der
Start
für
Ausgewertete Kriterien
Abtasung
•.
Span u g
>
Impedanz
Zeit-Code
Stromichtung Dauer
Kombinats-Cde
siehe
Anzahl
Gleichstrom Wechsltrom Impulse Gleichstrom
Wählscheibe
2
2
o
O
0
o
o
Mech,
Code-Impulsg.
Widerstand (Standard)
3
2
o
0
O
0
0
4
2
o
O
0
o
o
Widerstand
(Holl. PTT)
5
2
o
O
0
o
o
0
Widerstand
(Philips)
6
2
o
0
o
ECASS
8
3
Stimmgabel
12
2
Wahlsystem
Frequenz-Halbwellen
Widerstand mit Kond.
Kondensatorgeber
Impulslage
Mech. Abzahlung
4-Frequenz-Code
Ampl.-Halbwellen
Speicherdrossel
selbst
Signal
0
2
1
10
2
1
11
2
1
13
2
4
14
2
1
o
2
0
2
0
Transistor-Osz.
2
15
1-Frequenz (CCIF)
2-Frequenz (CCIF)
4-Frequenz (HAG)
6-Frequenz (Bell)
Autoruf (Schweiz)
16
o
1
1
\/
Widerstand, Frequenz Phase, Zeitlche ImpulseriA Impulsage
0
0
0
2
2
Magn. Zählkette
Phasenlage
Halbwellen-Code
Strom,
0
2
2
Amt
0
9
50 Hz-Fernwahl
88
Speisung
Adern
Signale
o
o
0
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
3
1
o
0
0
2
1
o
0
o
2
1
o
0
2
2
o
o
o
2
4
o
o
o
o
o
o
2
6
o
o
o
2
17
o
o
0
o
o
o
o
0
0
Eigenschaften
Bauel ment
B
A
Rangreihenfolge
C
Untersumme
Gesamtsumme A + B + C
Untersumme
Untersumme
11
13
15
35
16
6
72 150
15
62
20
39
14
8
78 134
26
17
1
10
9
5
7
4
2
3
12
12
40
39
48
41
39 42 45 44
33
50 202 132 128 154 134 182 198 194 108
142 110
74 158
90 102 166
62 210 164 170 174 168 176 193 190 140
320 248 161 343 172 206 339 124 460 335 338 369 341 400 435 428 281
24
144 114
34
20043341
Geräusche
444444444
44411144434441114
0303440
Beeinflussung
übrigen Schaltung
der
Einflüsse
Abgleicharbeit
Äußere
Raumbedarf
31
44032030333332332
440301
20322223320
11132331433333441
11140001400014440
1
4433001
Bedienungskomfort
Tastatur
Fehlermöglichkeiten
Raumbedarf
Lebensdauer, Unterhalt
mit
Tquraznssiiltatoorren
T
o
n
f
r
e
W
i
d
e
r
s
t
a
n
g
b
e
r
K
o
n
d
e
s
a
t
r
g
b
H
a
l
b
w
e
n
C
o
d
Impulsage Aufülen Speichrdosl Magnetische Amplituden- Kondesator
4-Frequnz-vonCode
mit
Anzahl Bauelemente
CHol .
WiderstandsgeSbtrim gabel Frequ nz- Halbwe n-Cod Mechanis e Phasenlage RC-Glied rn
mit
Zählket
Anzahl Kontaktfedern
Lebensdauer, Unterhalt
AG.)
Abzahlung
Stationsschaltung
30020440444444444
00002440444444444
40010230333333333
1
0024340444444444
1
2244232344333333
43330101101000000
11122241444444444
Wahlsceib
der
CMechaniser Widerstanodeg-Ibmepur(lsSgtebanrdr PT-Verwaltung)
ECAS
Punktbewertung
Verriegelung
Kontaktjustierung
Beurteilte
Tabelle II:
2
4
4
4
4
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
4
10
2
4
4
10
4
6
6
6
2
6
4
6
4
1
1
4
2
1
2
2
4
1
4
ABC
Gewichte
für die Wahl
der Wahl
A+ B + C
C
B
A
Rangreihenfolge
Untersumme
Untersumme
Untersumme
Gesamtsumme
Benötigte Entwicklungsarbeit
Patente
Anlehnung an bestehende
Systeme
Technische Ausführbarkeit
Geschwindigkeit
Aufbau des Codes
Sicherheit des Codes
Spannungsabhängigkeit
f.d. Empfänger
Aufwand für den Empfänger
Stromquellen
Stromquellen
Ableitwiderstand
Leitungskapazität
Leitungswiderstand
2,5
1,6
AG.)
3,4
(Hol .
1,7
ECAS
mit
4-Frequnzvon-Code
Zählket
2,1
3,4
1,2
4,6
3,4
3,4
3,7
3,4
Stimgabel Frequnz- Halbwe n-Cod Mechanis e PhasniageRC-Gliedrn Impuleage Aufülen Speichrdosl Magnetisch
Abzahlung
Tastaturwahl-Systeme
4,0
4,4
mit
4,3
1
1
3
1
1
50
36
34
41
28
38
30
44
29
45
31
27
34
45
40
32
45
3
14
16
6
17
11
15
8
10
2
13
12
9
1
4
7
5
101 100 132
77 114
97 123 115 161 104 108 114 169 150 123 134
180 131 113 167
92 139 129 140 148 187 139 143 150 196 194 158 170
393 268 247 340 197 291 256 307 292 393 274 278 298 410 384 313 349
163
5
5
5
1
1
5
1
1
22240302143104424
40000000040004000
40002204442444444
42221122221112220
1
334332333333333
01
43444444444044444
43222414042332214
43442434042023414
5
5
1
1
433302241
2
1
2033321
2
1
1
1
1
1
1
1
10
1
1
2
2
2
5
2
5
2
1
5
1
1
2
2
2
20
ABC
Gewichte
3333322302333321
3
33333333133122223
44442424212012224
44220224220122224
2,8
mit
HalbweAmpnl-Ciotduden- KonWdiersatondgebr Kondesatrgb TonfrequzsilatoTrraneistoren
33043333333333333
3,2
Wählsceib
der
CMechsnicher Widerstanode-gImbpeurl(sSgetbarndr Widerstangb PT-Verwaltung)
Punktbewertung
Eigenschaften
:
Stationsschaltung (Tabelle 11)
Beurteilte
Tabelle III
Tabelle IV:
Spezielle Punktbewertung der drei in
Wahl stehenden
Systeme
2-Code
Beurteilte
1-
-Code
11
uen'.
Eigenschaften
engerer
3
er
a>
Tn
Amplit Halbwi
u.
4
jsgeb r nsator
c
-S
31
Kc
Widers mit
1
3
4
1
4
3
Anzahl Kontaktfedern
4
3
3
Temperaturabhängigkeit
1
2
4
Ueberlastbarkeit
3
2
4
4
3
1
Sicherheit des Codes
4
2
1
Stromquellen
1
4
3
Hörbare Frequenzen
1
3
3
Sprache
2
4
4
Einschwingvorgänge
1
4
3
4
1
1
4
4
1
4
4
1
1
3
4
46
40
Anzahl Schaltelemente in der Station
Genauigkeit
Abstufung
der Schaltelemente
der Kriterien
Einfluß der
Zusammenarbeit mit bestehenden
Systemen
Patente
Analogien
zu
Raumbedarf
Summe
bestehenden
Systemen
36
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9
0
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Halbwellen-Code 4-Frequenz-Code
(13)
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des
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2-Frequnz-
Gegenüberstellung einiger Zeit-Codes
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Ohm
Ohm
0 / 2
Rn
Wider Btände
Rm
0 / 0
Symbol
Schleifenöffnung
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0
9
Leer
8
7
6
Leer
5
4
3
Auslösen
2
1
Schleifenschluß
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+
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+
+
+
+
+
+
1
Relaiskombination
Versuchsschaltung
Bedeutung
Verwendete Code-Kombinationen für die
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+
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+
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2
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Relaisalioigroimm für bur-chsehaltung
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LEBENSLAUF
Als
Bürger
geboren,
wo
von
Eschenz
ich auch die
(TG) wurde
Elementar-,
ich
am
Im Herbst des Jahres 1947 bestand ich die
begann
mein Studium
22. Juli
1927 in Schaffhausen
Real- und Kantonsschule besuchte.
der Elektrotechnik
an
Maturitätsprüfung (Typus C) und
der
Eidgenössischen Technischen
Hochschule in Zürich.
Nach
meinem
1952 bereitete
Weber auf meinen
den
Diplomabschluß (Richtung Fernmeldetechnik)
ich mich als
wissenschaftlicher Mitarbeiter
halbjährigen Studienaufenthalt
dortigen Telephonanlagen gewidmet
Ende 1953 trat ich als
in
von
im
Dezember
Herrn Prof. H.
Finnland vor, der
speziell
war.
Laboratoriums-Ingenieur
in die Firma Hasler AG. Bern
ein, die mir in zuvorkommender Weise die experimentellen Untersuchungen die¬
ser
Dissertation
ermöglichte.
Dezember 1955.
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