Fortschritte auf dem Gebiete der Funkentelegraphie. Von Ingenieur Otto Nairz, Charlottenburg. (Fortsetzung von S. 474 d. Bd.) Fortschritte auf dem Gebiete der Funkentelegraphie. Die Frage, ob vollständig ungedämpfte Wellen das Ideal in der drahtlosen Telegraphie bedeuten, mag einstweilen noch unerörtert bleiben; sicher ist, daß die gegenwärtige Methode der Lichtbogenerregung dem Ideal noch lange nicht nahe kommt. Der Bogen ist keine Maschine; ein gleichmäßiges Arbeiten ist bei den verwickelten Bedingungen, unter denen er sich überhaupt bequemt Hochfrequenzschwingung zu geben, von ihm auch gar nicht zu verlangen. Es ist übrigens nicht ausgeschlossen, daß das Arbeiten mit ungedämpften Schwingungen überhaupt als Energieverschwendung anzusehen ist. Für den Fritter genügen 20–30 Wellenimpulse vollkommen, desgleichen für die elektrolytische Zelle, was darüber ist, ist überflüssig. Dazu kommt, daß die modernen Resonanzinduktoren mit einem Wirkungsgrad arbeiten, der vom Lichtbogen wenigstens niemals erreicht wird. Seine Licht- oder Wärmeemission ist ja vom Standpunkt der Schwingungen betrachtet, bedeutungslos. Hier könnte nur eine Hochfrequenzmaschine zweckmäßig sein, die aber, der enormen Fliehkräfte wegen, die bei den zu erzeugenden Frequenzen wohl nicht zu umgehen sind, noch nicht erfunden ist. Da außerdem der Empfänger doch nicht völlig ungedämpft sein kann, dürfte es übrigens genügen, dem Sender dieselbe Dämpfung zu geben, was vielleicht zu erreichen ist. Daß gegenwärtig die Funkentelegraphie noch sehr wohl mit den ungedämpften Schwingungen konkurrieren kann, beweist ein von der dänischen Regierung angestellter Vergleichsversuch zwischen dem System „Telefunken“ (Gesellschaft für drahtlose Telegraphie Berlin) und der Anordnung von Poulsen, der gerade deshalb sehr wertvoll ist, weil man sich gegenwärtig vielfach nicht darüber klar ist, nach welcher Erregungsweise neue Stationen zu bauen sind. Telefunken arbeitete mit Funkenerregung und 1,1 KW und Poulsen mit dem wasserstoffgekühlten Lichtbogen bei 1,8 KW. Die Sendestationen befanden sich in der Nähe von Kopenhagen, von wo sich das Kriegsschiff, das die entsprechenden Empfangsapparate an Bord hatte, entfernte. Während nun die Gesellschaft für drahtlose Telegraphie mit dem Schreiber bis auf 225 km empfangen konnte, wo dem Schiff der Küste wegen Halt geboten war, gelang Poulsen nur Hörempfang und auch der nur bis auf 200 km Entfernung. Es ist aber eine sehr alte Erfahrung, daß der Hörer um fast 50 v. H. größere Reichweiten zuläßt als der Schreiber. Einen unbestrittenen Wert haben derzeit die ungedämpften Schwingungen nur zum Zwecke der Lautübertragung. Da die akustischen Schwingungen kontinuierlichen Charakter haben, können sie auch nur durch kontinuierliche elektrische übertragen werden oder wenigstens von solchen, die über die Hörbarkeitsgrenzen hinausfallen, welche bekanntlich zwischen 16 und 40000 liegen. Die Sprachschwingungen, wie sie beispielsweise durch die gewöhnlichen Telephondrähte übertragen werden, liegen im Schwingungsbereich der menschlichen Sprachorgane, also zwischen Baß und Sopran. Führt ersterer i. d. Sekunde etwa wenigstens 80 Schwingungen aus, so erreicht jener etwa 1200. Eine solche verhältnismäßig geringe Frequenz läßt sich noch nicht ohne weiteres durch den Raum übertragen, wir wissen, daß die Reichweite theoretisch der Frequenz direkt proportional ist. Man muß deshalb den schnellen elektrischen die langsamen akustischen Schwingungen überlagern, also gleichsam zum Vehikel geben. Die Gesellschaft für drahtlose Telegraphie, der als erster Gesellschaft die Uebertragung von Gespräch und Musik schon vor einem halben Jahre auf 40 km (Berlin-Nauen) gelang, hat eine solche Station für Geben und Empfangen in Tischform zusammengestellt, die Fig. 12 zeigt. Dieselbe ist auch bereits zu Ostern bei Gelegenheit der alljährlichen Vorträge von Professor Slaby dem Kaiser vorgeführt worden, der sich davon überzeugen konnte, daß die Verständlichkeit jene des gewöhnlichen Telephons übertrifft. Die ganze Anordnung ist nun sehr einfach. Ein Schwingungskreis, bestehend aus der Spule L (Fig. 13) und dem veränderlichen Kondensator C wird durch Lichtbogen Lb in Reihe erregt, deren Zahl der Entfernung angepaßt wird. Textabbildung Bd. 322, S. 491 Fig. 12.Gebe- und Empfangsstation für drahtlose Telephonie. Das Schaltungsschema (Fig. 13) zeigt deren drei, Fig. 12 deren sechs Stück, rechts auf dem Tisch. Sie brennen zwischen einer Kohleelektrode (-Pol) und einem Metallgefäß mit Kupferboden, in dessen nach oben gerichteten Wölbung sie hineinpassen. Sechs Bogen erfordern eine Betriebsspannung von 220 Volt Gleichstrom, der ihnen über kräftige Drosselspulen D (Fig. 12 unterm Tisch) zugeführt wird, die zugleich den Uebertritt von Schwingungen nach der Batterie zu verhindern haben. Die Antenne A, die sich in Resonanz mit dem Erregerkreis befinden muß, und zu deren Abstimmung eine in dieselbe eingeschaltete variable Spule Lv, oder der variable Kondensator C im Kreise selbst dienen, wird durch Transformation zum Mitschwingen gebracht. Die Antenne soll nur wenig Schwingungsenergie annehmen, was durch lose Kupplung der beiden Spulen p und S des Transformators erzielt wird, damit der Einfluß der Sprachschwankungen auf die kontinuierlichen möglichst groß ist. Parallel zur Kupplungsspule, die der Antenne angehört, liegt das Starkstrommikrophon, welches mit der ersteren ein System veränderlichen Ohmschen und induktiven Widerstandes darstellt. Durch Sprechen gegen die Membrane wird gemäß den Sprachschwingungen der Widerstand des Mikrophons infolge des gesetzmäßig wechselnden Drucks der Kohlekörner verändert, hierdurch schwankt der scheinbare Widerstand der ganzen Verzweigung, der sich aus der Ohmschen (W)und der induktiven (ωL) Komponente zusammensetzt Fig. 14. Diese Ursache hat zwei Wirkungen zur Folge, die in ihrer Gesamtheit die drahtlose Telephonie ermöglichen. Erstens schwankt im akustischen Rhythmus auch die Energieaufnahme der Antenne und zweitens deren Eigenwelle. Hierdurch sendet sie Schwingungen von schwankender Amplitude und Wellenlänge in den Raum, die im Empfänger Schwingungen hervorrufen, die in genau gleicher Weise beeinflußt sind, und bei Verwendung entsprechender Vorrichtungen hörbar werden. Es verteilt sich dabei eine akustische Welle auf etwa 100–1000 elektrische. Textabbildung Bd. 322, S. 491 Fig. 13.Schaltungsschema zur drahtlosen Telephonie. Textabbildung Bd. 322, S. 491 Fig. 14. Textabbildung Bd. 322, S. 491 Fig. 15. Der Empfänger darf jedoch nicht zu schwach gedämpft sein, sonst werden die Laute verzerrt. Die Schwingungen im Geber schwanken doch immer um die Resonanzlage herum und es würden dann selbst ganz kleine Aenderungen der Frequenz schon ganz erhebliche Aenderungen der Amplitude zur Folge haben. Die Resonanzkurve muß eine ziemlich flache sein (Fig. 15), dies erreicht man am besten durch Verwendung eines linearen Empfängers, dessen Form große Strahlungsdämpfung bedingt. Von scharfer Abstimmung ist also hierbei keine Rede und ein zweites Stationenpaar müßte auf ganz erheblich verschiedene Wellenlängen abgestimmt sein, wenn sich die Gespräche nicht durcheinander mischen sollten. Der Empfänger ist womöglich noch einfacher, ein geschlossener Kreis fehlt bei ihm ganz. Im Luftdraht (Fig. 13) befindet sich nur das sog. Variometer V, zwei Spulen, deren gegenseitige Lage durch Drehung der einen, welche in die zweite, äußere, eingelagert ist, verändert werden kann. Die Spulen werden nacheinander von der Schwingung durchflössen, und je nachdem sich die beiderseitigen Felder unterstützen oder schwächen, ist die Selbstinduktion des Variometers, und somit auch die Eigenwelle des Empfängers, veränderlich. Dieser Apparat dient dazu, eine mittlere Resonanzlage zum Geber einzustellen, es ist aber gleichzeitig außerdem an den Detektor gelegt, dem er eine bestimmte Wechselspannung zuführt. Verwendet wird die elektrolytische Zelle von Schlöhmilch, Z, die dann im Telephon T das Gespräch vernehmen läßt. Die Zelle, bekanntlich ein Gefäß mit Platinelektroden, deren winzige Oberflächen in angesäuertes Wasser ragen, wird von dem, durch einen Vorschaltewiderstand regulierten Strom der Batterie B in Reihe mit dem Telephon durchflössen. Derselbe wird so bemessen, daß gerade, wenn auch in äußerst schwachem Maße, Wasserzersetzung auftritt. Dies geschieht je nach dem Herausperlen von Wasserstoff und Sauerstoff gewissermaßen stoßweise. Ein schwaches Geräusch beweist dies. Wenn aber gleichfalls Schwingungen die Zelle passieren, so verringert sich in noch keinesfalls aufgeklärter Weise ihr Polarisationswiderstand und ein verstärkter Strom kann hindurch. Der Plötzlichkeit des Anschwellens folgt im Telephon die Membrane und gibt einen Ton. Die Zelle registriert aber nicht nur die Schwingungen als solche, sondern innerhalb gewisser Grenzen auch deren Amplitude. Sie ist deshalb imstande, die durch Ueberlagerung der akustischen über die schnellen elektrischen Schwingungen entstandene, sehr komplizierte Welle, die sich auf den Empfänger übertrug, wieder in Sprachlaute zu verwandeln. Abgesehen von der verschiedenen Frequenz der akustischen Schwingungen, ist auch deren Gestalt je nach der Klangfarbe bekanntlich sehr verschieden. Bei der gewöhnlichen Rede einer Person ist die Frequenz zwar ziemlich konstant, doch unterscheiden sich die einzelnen Laute hinsichtlich der Form der Welle sehr, es ist dies eine Folgeerscheinung der verschiedenen Oberwellen, die sich der sinusförmigen Grundschwingung beigesellen und deren Gestalt zum Teil unkenntlich machen. Fig. 16 zeigt dieselben nach einer phonographischen Aufnahme. Es hat sich nun ergeben, daß jene Laute am Empfänger am besten wiedergegeben werden, bei denen die Aenderung der Amplituden am schnellsten vor sich gehen, d.h. die Kurve am steilsten ist. Das „a“ kam am besten und das „i“ am schlechtesten. Bei entsprechender Unscharfe der Resonanz war aber die Verständigung leichter als beim Drahttelephon, gegenüber dem das drahtlose jedoch den Nachteil hat, daß ein gleichzeitiges Hin- und Hersprechen derzeit unmöglich ist, da die Antenne entweder nur als Geber oder als Empfänger dienen kann. Die Geberschwingungen müssen der elektrolytischen Zelle, wenn dieselbe nicht zerstört werden soll, unter allen Umständen ferngehalten werden. Nach Schluß der Rede des einen Teils muß umgeschaltet werden, es kann der Antagonist so lange sprechen wie er will und braucht nicht zu fürchten, daß ihm in die Rede gefallen werden wird, während der andere geduldig warten muß, bis, angekündigt durch ein Schlußsignal, als welches sich das Wort „Halloh“ bewährte, die Rollen neuerdings getauscht werden. Ein Anruf, etwa um ein Gespräch einzuleiten, ist bis jetzt noch nicht möglich gewesen, da die Zelle kein Relais betätigt, obwohl sonst der Tisch leicht auch zur Telegraphie (mit ungedämpften Schwingungen) eingerichtet werden kann, die für den Nahverkehr zu ersetzen, die Telephonie vielleicht dereinst bestimmt sein wird. Textabbildung Bd. 322, S. 492 Fig. 16.Vokalkurven. Solange man nämlich kein Mikrophon kennt, das besonders starke Ströme verträgt, dürfte die Reichweite kaum bedeutend gesteigert werden können, denn es kommt bei der Telephonie auf relative Beeinflussung der schnellen Schwingungen durch die akustischen an. Da letztere des Mikrophons wegen nur schwache Amplituden erreichen, dürfen auch erstere nur sehr mäßig sein und wir wissen, daß die Fernwirkung der Stromstärke proportional ist. Von einer drahtlosen Telephonie Poulsens war bis jetzt noch nichts zu vernehmen, was möglicherweise seinen Grund darin hat, daß diesem Systeme ein entsprechender Indikator fehlt, dafür hat der Italiener Majorana mit Marconis Magnetdetektor und Poulsens Wasserstoffbogen bereits die Entfernung von 3 km erreicht. (Fortsetzung folgt.)