Neuerungen auf dem Gebiete der Wellentelegraphie. Von Ing. Adolf Prasch, Wien. (Fortsetzung von S. 186 d. Bd.) Neuerungen auf dem Gebiete der Wellentelegraphie. Das System „Telefunken“E. T. Z. 1904, S. 523 und Broschüren der Gesellschaft für drahtlose Telegraphie.. Dieses System ist aus der Vereinigung der beiden Systeme Slaby-Arco und Braun hervorgegangen und unter Benutzung der neuesten Forschungen und Erfahrungen in einer Weise ausgebildet worden, dass es den Wettkampf mit anderen Systemen, wie dies die Tatsachen erweisen, siegreich zu bestehen vermochte. Hauptsächlich wurde dies durch die Errungenschaften der Forschungen von Professor Ferdinand Braun ermöglicht und zwar durch die von ihm angegebenen Verfahren zur Vergrösserung der Sonderenergie. Soll die Schwingungsenergie eines geschlossenen Schwingungskreises auf einen Strahlkreis übertragen werden, so ist es zur Erzielung möglichst grosser Fernwirkung notwendig, gleichgültig auf welche Art diese beiden Kreise gekoppelt sind, dass die Eigenschwingungszahl des Sendegebildes gleich einem Viertel der Wellenlänge des Erregerkreises bezw. einem ungraden Vielfachen dieser Länge ist. Um nun die Entladungsenergie möglichst gross zu erhalten, wird die Kapazität des Erregerkreises stets grösser gemacht als die des Sendegebildes oder Strahlkreises; das Verhältnis zwischen beiden oder die Kapazitätsübersetzung schwankt bei den praktischen Ausführungen zwischen 4 und 100. Textabbildung Bd. 321, S. 204 Fig. 57. Textabbildung Bd. 321, S. 204 Fig. 58. Da dem Verhältnis der Wellenlängen zwischen Erregerkreis und Strahlkreis Rechnung getragen werden muss und die Wellenlänge von dem als Schwingungskapazität bezeichneten Produkte CL abhängt, ist auch der Kapazitätsseigerung eine bestimmte Grenze gesetzt. Jede Vergrösserung von C bedingt, damit dieses Produkt gleich bleibt, eine Verringerung der Selbstinduktion L. Der Hauptteil der Selbstinduktion liegt aber in der Koppelungs- oder Uebersetzungsspule und würde durch deren Verkleinerung die Festigkeit der elektrischen Koppelung zwischen Erreger und Strahlkreis beeinträchtigt werden. Das zweite Auskunftsmittel, die Ladespannung des Erregerkreises durch Vergrösserung der Funkenstrecke zu erhöhen, versagt jedoch auch bald, da die Dämpfungsverluste in der Funkenstrecke den Mehraufwand an Energie, sobald eine bestimmte Grenze erreicht ist, aufheben. Professor Braun ist es nun durch seine Energieschaltung gelungen, die Kapazität des Erregerkreises zu vergrössern, ohne hierbei die Festigkeit der elektrischen Koppelung zu beeinträchtigen. Er nimmt in ähnlicher Weise wie bei der Verbindung mehrerer galvanischer Elemente zu einer Batterie mehrere Schwingungskreise für einen Sender. Jeder von ihnen hat die gleiche Schwingungszahl wie der bisher benutzte Einzelkreis und wird auch von der Ladequelle mit der gleichen Energie versorgt. Damit jedoch diese Schwingungskreise, deren Anzahl n sei, tatsächlich die n-fache Energie auf den Strahlkreis übertragen und dieser wieder die n-fache Energie abgibt, müssen die Einzelkreise genau gleiche Schwingungsperioden haben und die Schwingungen in allen n-Kreisen gleichzeitig, d. i. ohne Phasendifferenz einsetzen und auf das Sendegebilde übertragen werden. Diese Bedingungen werden durch die in Fig. 57 und 58 dargestellten Schaltungen erfüllt. Die feste Koppelung mit dem Sendegebilde wird durch Anschluss des Sendegebildes mit jedem Einzelkreise, sowie der Einzelkreise unter sich mit Drahtverbindungen, die möglichst unmittelbar an die Belegungen der Kondensatoren anliegen, erreicht. An diesen Punkten ist während der Entladeschwingungen der grösste Spannungsunterschied vorhanden. Eine dieser galvanischen Koppelung gleichwertige Anordnung mit induktiver Koppelung zeigt Fig. 59. Bei beiden Anordnungen wird die gesamte Selbstinduktion der Einzelkreise zur festen Koppelung mit dem Sendegebilde herangezogen. Um eine genügend feste Koppelung zu erzielen, darf die Kapazitätsübersetzung bei Anwendung umfangreicherer Sendegebilde höchstens 20 und bei Anwendung einfacher Sendeleiter höchstens 15 betragen und ist von der ganzen Erregerinduktion in beiden mindestens die Hälfte zur Koppelung heranzuziehen. Bei jeder festen Koppelung treten, wenn die beiden Kreise auf die gleiche Grundwelle abgestimmt sind, wie dies M. Wien nachgewiesen hat, zwei Partialwellen λ1 und λ2 auf, von denen die eine kürzer, die andere länger ist als die Grundwelle λ0. Hierdurch wird wieder ein Merkmal für eine ausreichend feste Koppelung gefunden, da der Unterschied in den Längen der Partial wellen, für eine solche mindestens 25 v. H. betragen muss. Textabbildung Bd. 321, S. 204 Fig. 59. Textabbildung Bd. 321, S. 204 Fig. 60. Die Ladung der Einzelkreise erfolgt bei den Anordnungen Fig. 57 und 58 in Serie, bei der Anordnung, Fig. 59, in Parallelschaltung über grosse Ohmsche Widerstände oder auch Selbstinduktionen ω1, ω2, ω3. Diese Widerstände stören die langsamen Ladeschwingungen in keiner Weise, für die hochfrequenten Entladungsschwingungen wirken sie aber wie Drosselspulen, und sind demnach die Einzelkreise für die Dauer dieser Schwingung als von den Sammelschienen s1, s2 abgeschaltet zu betrachten. Bei der Anordnung, Fig. 60, mit welcher gleiche Wirkungen erreicht werden, sind die n-Einzelsysteme zu einem einzigen Schwingungskreise in Reihe verbunden. Die Einzelsysteme sind hierbei so bemessen, dass jeder Kreis z.B. C1L1f1 bei Entladung über den Kurzschlussbügel K die gewünschte Wellenlänge gibt. Die Wellenlänge bleibt bei Reihenschaltung nach Hinwegnahme des Kurzschlussbügels unverändert, da die Kapazitäten sich infolge der Reihenschaltung verringern, die Selbstinduktionen aber zu gleicher Zeit entsprechend vergrössern. Auch die Entladeschwingung setzt in dem ganzen Kreise ohne Phasenverschiebung ein. Die Ladung der einzelnen Kondensatoren erfolgt ebenso wie in Fig. 59 in Parallelschaltung unter Anwendung Ohmscher Widerstände oder Selbstinduktionen. Die Schwingungsenergie vergrössert sich wie bei den Anordnungen, Fig. 57–59, um das n-fache, die Wellenlänge bleibt dagegen unverändert. Die Koppelung muss bei dieser Anordnung induktiv erfolgen und kann so fest wie bei den Einzelspulen oder aber auch unter Benutzung sämtlicher Induktionsspulen n-malfester sein. Textabbildung Bd. 321, S. 205 Fig. 61. Textabbildung Bd. 321, S. 205 Fig. 62. Textabbildung Bd. 321, S. 205 Fig. 63. Bei der Schaltung, Fig. 61, welche der vorhergehenden elektrisch gleichwertig ist, werden die früher unterteilt gewesenen Selbstinduktionen in eine resultierende Spule zusammengefasst, wodurch wieder beide Koppelungsmethoden, die galvanische und die induktive, Anwendung finden können. Um nun auch die Entladeenergie durch Erhöhung der Ladespannung vergrössern zu können, ohne durch die Dämpfung in der Funkenstrecke grössere Verluste zu erleiden und dadurch an Wirkung zu verlieren, unterteilt Braun die Funkenstrecke, d.h. er löst sie in eine Anzahl hintereinander geschalteter Einzelfunkenstrecken auf. Durch diese Anordnung, Fig. 62, lässt sich fast jede beliebige Spannung erzielen und bleibt hierbei die Bedingung erfüllt, dass die Summe der Einzelfunkenstrecken gleich einer resultierenden Funkenstrecke ist, bei welcher der kritische Punkt der Spannung nicht überschritten wird. Um dies zu erreichen, werden kleine Hilfskondensatoren C1C2C3 von etwa 100 cm Kapazität so zu jeder Funkenstrecke parallel, unter sich aber hintereinder geschaltet. Diese Schaltung der Hilfskondensatoren zu den unterteilten Funkenstrecken wurde von Rendahl angegeben. Durch diese Funkenunterteilung lässt sich in jedem offenen oder geschlossenen Schwingungssystem ohne Einbusse an Wirkung eine ausserordentlich hohe Entladespannung, also auch eine bedeutend grössere Entladungsenergie erzielen. Bei der Braun-Rendahl'schen unterteilten Funkenstrecke folgen sich die einzelnen Funkenstrecken des Schwingungskreises unmittelbar hintereinander und sind durch die Hilfskondensatoren überbrückt. Diese Kondensatoren wirken nur als Verteiler der Gesamtspannung auf die einzelnen Funkenstrecken und wird die den beiden äussersten Funkenkugeln von der Hoghspannungsquelle aufgedrückte Spannung, wenn C1 = C2 = C3 ist, auch auf die drei Funkenstrecken gleichmässig verteilt. Diese Hilfskondensatoren üben auf den Schwingungsvorgang im ganzen System keinerlei Einfluss aus. Die Eigenschwingung der aus den kleinen Kondensatoren und den Funkenstrecken gebildeten Kreise sind wegen der geringen Kapazität so von der Grössenordnung der Schwingungen des Erregerkreises verschieden, dass eine Beeinflussung der letztern unwahrscheinlich ist. Zur grösseren Sicherheit werden jedoch, wie dies aus Fig. 63 ersichtlich, in die Zuleitungen zu den Funkenstrecken für die langsamen Ladeschwingungen durchlässige, für die schnellen Entladeschwingungen aber undurchlässige, Ohm'sche Widerstände oder Selbstinduktionsspulen eingeschaltet. Die Braun-Rendahl'sche unterteilte Funkenstrecke führte nun zu einer Reihe von neuen Schaltungen, die eine bessere Energieausstrahlung wie bisher ermöglichen, die Reichweite der Stationen erheblich vergrössern und den Einfluss von atmosphärischen sowie von Störungen durch fremde Stationen wesentlich herabmindern. Die neueren Untersuchungen bewirkten auch für viele Anwendungszwecke ein Rückgreifen auf den alten Marconisender bezw. den einfachen Hertzschen Erreger, der bereits vollkommen verdrängt schien. Durch die Anwendung der Resonanzinduktorien, das sind solche, bei welchen Wechselstrom oder pulsierender Gleichstrom bestimmter Periode auf eine bestimmt normale sekundäre Kapazität in Resonanz gestimmt ist, werden unter Anwendung des Marconisenders mittlere Reichweiten von 200 km und darüber erzielt. Bisher war es wegen der relativ kleinen Kapazität des Sendegebildes nur möglich, eine Energievermehrung durch Vergrösserung der Ladespannung zu erzielen, was wieder nur durch eine Verlängerung der Funkenstrecke erreichbar scheint. Bei einer bestimmten Länge der Funkenstrecke, die beispielsweise bei einem einfachen 60 m langen Luftdraht 5 cm beträgt, tritt jedoch statt der oszillatorischen Funkenentladung eine Lichtbogenbildung ein. Durch Anwendung der Resonanzinduktorien ist dieser Uebelstand beseitigt und können nunmehr für einen Draht von 60 m Länge oszillatorische Entladefunken von 30 cm verwendet werden. Die Fernwirkung stieg aber wegen der grossen Dämpfung in der Funkenstrecke nicht im Verhältnisse zur Ladespannung an. Erst mit Benutzung der unterteilten Funkenstrecke im Vereine mit den Resonanzinduktorien gelang es, einfache Sender herzustellen, bei denen die Fernwirkung stets im Verhältnis zur Funkenlänge bezw. Funkenzahl ansteigt. Dieser neue Sender arbeitet mit so hohem Wirkungsgrade, dass mit 90 Watt primärer Induktorenenergie und einem Strahldraht von 32 m Höhe eine Entfernung von 250 km gut überdrückt werden kann. Für Stationen mit grösseren Reichweiten und für Anlagen, bei welchen es auf genaue Resonanz ankommt, kommen jedoch nur die Braunschen gekoppelten SenderanordnungenD. p. J. Heft 50 und 51, 316, und Heft 19, 318., jedoch mit den durch die Bedingungen gegebenen Abänderungen zur Anwendung. Erst seitdem das Koppelungsgesetz vollkommen klar gelegt ist, wofür die Arbeiten von M. Wien grundlegend waren, ist man in der Lage, mit jedem beliebigen Kopplungsgrad zu arbeiten und ihn von vornherein genau festzustellen. Textabbildung Bd. 321, S. 205 Fig. 64. Fig. 64 stellt eine gekoppelte Senderanordnung dar, welche sich wegen ihrer Einfachheit, der geringen Spannungsamplitude des Luftleiters und der Möglichkeit, die Wellenlänge leicht abändern zu können, insbesondere für Schiffszwecke eignet. Der geschlossene Schwingungskreis enthält die unterteilte Funkenstrecke f, die unveränderliche Kapazität C und die veränderliche Selbstinduktion L. An dem einen Ende der Induktionsspule J liegt über L und den veränderlichen Kondensator C1 dauernd die Erde E an, wogegen das andere Ende an den Luftleiter S mit jedem Kopplungsgrade ungelegt werden kann. Die Wellenlänge des Strahldrahtes lässt sich durch die veränderliche Selbstinduktion J und die veränderliche Kapazität C1 innerhalb bestimmter Grenzen verändern. Nur bei Schiffen findet eine Erdung statt, weil eine stets gute und gleichmässige Erdung hier immer erreichbar ist. Für alle anderen Verwendungen wird wegen der Schwierigkeit, eine gute Erde herzustellen, einer elektrischen Ausbalanzierung der Vorzug gegeben. Mit dieser ist noch der Vorteil verbunden, dass atmosphärische Störungen den Empfänger fast gar nicht mehr beeinflussen. Die für fahrbare Stationen mit einfachem 200 m langem, durch Ballons oder Drachen aufrecht erhaltenen Strahldraht verwendete Senderanordnung (Fig. 65) gestattet nur eine Einstellung auf zwei bestimmte Wellenlängen. Der Erregerkreis enthält die unveränderliche Kapazität C, die unterteilte Funkenstrecke f und die Induktionsspule L. Letztere ist für Erregung der kurzen Welle durch Verbindung mit p1 nur zum Teil und für die lange Welle durch Verbindung mit p2 ganz in den Erregerkreis eingebunden. An diesen Erregerkreis sind einerseits der Strahldraht S, andrerseits die Spulen R1 und R2 angeschlossen. Die Selbstinduktion einer dieser beiden Spulen in Verbindung mit der Kapazität der Drahtgaze Q bewirken die elektrische Ausbalanzierung des Luftdrahtes. Die Spulen R1 und R2 sind der Kapazität der Drahtgaze und der Länge der zu entsendenden Wellen entsprechend bemessen und dient R1 zur Ausbalanzierung für die längere und R2 für die kürzere Welle. Textabbildung Bd. 321, S. 206 Fig. 65. Für den Empfang werden zumeist nur Körnerfritter verwendet. Dementsprechend gelangen auch nur gekoppelte Empfangsschaltungen zur Verwendung, da für dem Sender analoge einfache Empfangsschaltungen, der Wellenanzeiger in elektrischer Beziehung entweder einen Kondensator beträchtlicher Kapazität oder einen Ohmschen Widerstand darstellen muss, der Kapazitätswert des Fritters aber nur 20 cm beträgt. Die Schaltungsweisen sind nun so gewählt, dass mit jeder annähernd die gleiche maximale Empfangsintensität erreicht wird: die Unterschiede in der Schaltung hängen nur davon ab, ob der Empfänger mit scharfer oder unscharfer Abstimmung arbeiten soll. Die unscharfe Abstimmung gelangt für solche Stationen zur Anwendung, welche mit anderen, nicht auf die gleiche Wellenlänge abgestimmten Stationen ohne vorhergehende Einregulierung in Verkehr treten sollen. Scharfe Abstimmung ist hingegen für Militärstationen von grosser Wichtigkeit, da hierdurch feindliche Störungen, selbst bei kleiner Wellendifferenz oder stark überwiegender Intensität grossenteils ausgeschlossen werden. Die Abstimmungsschärfe einer Empfangsschaltung hängt hauptsächlich von dem Kopplungsgrade zwischen Luftleiter und sekundärem Schwingungskreise ab. Je fester die Kopplung, desto weniger scharf die Abstimmung. Für unscharfe Abstimmung wird die Schaltung Fig. 66 angewendet. F ist hier der Fritter, K ein Kondensator gleichbleibender Kapazität, J eine Induktionsspule mit drei veränderlichen Anschlusspunkten a, b, c, A der Empfangsdraht und C ein veränderlicher Kondensator, über welchen das Leitungsstück bc geerdet wird. Die Kapazität K ist im Verhältnis zur Kapazität des Fritters unendlich gross und kommt daher für die Bestimmung der Schwingungszahl des Systems nicht in Betracht. Die Abstimmung des Fritterkreises erfolgt durch Verschiebung des Kontaktes b längs der Induktionswindungen J. Mittels des Schieberkontaktes c werden die nicht benötigten Windungen von J kurz geschlossen und hierdurch am Mitschwingen verhindert. Die Abstimmung des Fangdrahtes kann sowohl durch Veränderung der Windungszahl zwischen a und b als auch der Kapazität des Kondensators C erfolgen. Je grösser für eine gegebene Wellenlänge die Windungszahl zwischen a und b und je kleiner die Kapazität ist, desto fester wird die Kopplung und desto unschärfer auch die Abstimmung. Textabbildung Bd. 321, S. 206 Fig. 66. Für scharfe Abstimmung wird die rein induktive Schaltungsweise mit loser Koppelung angewendet. Es ist jedoch erst nach vielen Bemühungen gelungen, bei scharfer Abstimmung und loser Kopplung die gleiche Empfangsempfindlichkeit, wie bei der festen Kopplung zu erzielen. Die neue Schaltungsweise mit loser Kopplung liess bei ungeschwächter Empfangsempfindlichkeit eine um annähernd 1 v. H. veränderliche Abstimmungsschärfe des Empfanges erreichen, wodurch Störungen durch einen feindlichen Sender, gleiche Sendeintensität vorausgesetzt, bei nur 4 v. H. Unterschied in der Wellenlänge gänzlich ausgeschlossen werden. Dieses ausgezeichnete Ergebnis wurde sowohl durch die Benutzung wenig gedämpfter Sender mittels der erwähnten Energieschaltung, als auch durch Verringerung der Dämpfung in den Empfangsschaltungen erreicht. Die sekundäre Spule des Empfängers hat hierbei einen passenden Ohmschen Widerstand und wird zwecks Ausschluss der Wirbelstromverluste aus Litzendraht hergestellt. Die Abstimmung des primären und sekundären Empfangskreises auf die Wellenlänge, welche von dem gekoppelten Sender zur Ausstrahlung gelangt, ist selbstredend ebenfalls Bedingung. Textabbildung Bd. 321, S. 206 Fig. 67. In einer solchen Empfangsschaltung, Fig. 67, stellt A den Luftleiter und C einen veränderlichen Kondensator dar, mittels welchem der Luftleiter gegen Erde abgestimmt wird. Der in sich geschlossene primäre Empfangskreis wird durch richtige Wahl der Grössen der Kondensatoren C1 und C2 mit dem Fangdraht gekoppelt, wobei die resultierende Kapazität bei verschiedenen Kopplungsgraden stets die gleiche bleibt. Der sekundäre Kreis ist durch den Transformator 7 mit dem primären, rein induktiv über einen ziemlich grossen Luftabstand, lose gekoppelt und hierdurch eine Verzerrung der primären Welle ausgeschlossen. Beide Transformatorenwicklungen sind durch einen Schleifkontakt veränderlich zu machen. Die Sekundärwicklung ist einerseits an den Fritter F, anderseits an die Kapazität K, welche im Verhältnis zur Fritterkapazität sehr gross ist, angeschlossen. Die Veränderlichkeit des sekundären, den Fritter als Kapazität enthaltenden Schwingungskreises, ist durch die Parallelschaltung einer passenden Kapazmtät C3 beseitigt. Die Erde E lässt sich ebensogut durch ein isoliertes elektrisches Gegengewicht ersetzen. Atmosphärische Strömungen haben, wie sich dies von selbst ergibt, wesentlich geringeren Einfluss bei der losen als bei der festen Empfangskopplung. (Fortsetzung folgt.)