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Empfängeranlage für drahtlose Telegraphie oder Telephonie.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Empfangen drahtloser Signale für Telephonie und Telegraphie mit negativer Widerstandscharakteristik und Gleichrichtung.
Es sind bereits Anlagen zum Empfangen drahtloser Signale bekannt, die mit einer negativen Widerstandscharakteristik arbeiten.
Hiebei wird unter einer Anlage mit einer negativen Widerstandscharakteristik eine Anlage verstanden, bei der wenigstens in einem bestimmten Teil des Stromkreises bei zunehmender
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In einem Stromkreis mit negativem Widerstand kann die Grösse dieses Widerstandes gemessen werden, indem in Reihe mit jenem Teil des Stromkreises, in dem der negative Widerstand auftritt, eine regelbare Spannung angelegt wird und die zu verschiedenen Spannungen gehörigen Stromstärken gemessen werden.
Ein Beispiel einer Anlage mit negativer Widerstandscharakteristik ist eine Drei-ElektrodenRöhre in der sogenannten Dynatronschaltung. Fig. 1 der Zeichnung stellt schematisch eine solche Anlage dar.
In Fig. 1 sind die Kathode 1, das Gitter. 3 und die Anode 3 innerhalb des luftdicht verschlossenen Gefässes 4 angeordnet, das z. B. auf bekannte Weise hoch evakuiert sein kann.
Das Gitterpotential wird durch die Batterie 6 und das Anodenpotential durch die in Reihe geschalteten Batterien 7 und 8 bestimmt. Bei einer geeigneten Wahl der Batteriespannungen werden die auf der Anode ankommenden primären Elektronen eine Anzahl sekundäre Elektronen aus der Oberfläche der Elektrode freimachen, welche sekundären Elektronen nach dem Gitter gezogen werden, wenn das Gitterpotential höher ist als das der Anode. Wird die an der Batterie 8 liegende Spannung gesteigert, so wird die Anzahl freiwerdender sekundärer Elektronen zunehmen, so dass der Strom im Anodenkreis abnimmt.
Im Anodenkreis, z. B. zwischen den Punkten P und Q, tritt also ein negativer Widerstand auf, dessen Charakteristik gefunden werden kann. indem man der Spannung der Batterie 8 verschiedene Werte gibt und jedesmal Spannung und Strom mit Hilfe eines Voltmeters V und des Amperemeters A misst.
Andere Beispiele von Vorrichtungen mit einer negativen Widerstandscharakteristik sind :
1. Vorrichtungen, in denen eine Lichtbogenentladung vorkommt.
2. Das sogenannte Kallirotron von Turner (beschrieben in Radio Review I, S. 317 ff.).
3. Das Negatron (beschrieben in Radio Review It, S. 598 ff.).
4. Die in der britischen Patentschrift Nr. 172320 (D. R. P. NI'. 4. 06 534) beschriebenen
Vorrichtungen.
5. Eine Vorrichtung mit einer Entladungsröhre mit einer Glühkathode, einer Anode, einem Steuergitter und einem zwischen der Kathode-und dem Steuergitter angeordneten Hilfsgitter,
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das in bezug auf die Kathode ein positives Potential aufweist und bei der die beiden Gitlpr derart verbunden sind, dass ihre Spannungsschwankungen gleich sind.
Damit all diese Vorrichtungen sich zum Empfangen hochfrequenter Schwingungen eignen, müssen sie gleichrichten können, so dass die niederfrequenten Schwingungen, mit denen die hochfrequente Trägerwelle moduliert ist oder die durch Interferenz erhalten werden, In einem Telephon oder in einem ähnlichen Apparat hörbar gemacht werden können.
Wenn die Vorrichtungen mit Entladungsröhren arbeiten, die mit einem Steuergitter versehen sind, so kann die Detektorwirkung auf bekannte Weise mittels eines Gitterkondensators mit Streuwiderstand erhalten werden ; bei Bogenentladung kann die gleichrichtende Wirkung dadurch erreicht werden, dass man nur eine der beiden Elektroden zum Glühen gelangen lässt, oder dass man im allgemeinen die Entladung asymmetrisch verlaufen lässt.
Die Erfindung bezweckt eine Schaltung mit negativer Widerstandscharakteristik und mit Gleichrichtung derart zusammenzusetzen, dass, wenn auf diese Schaltung eine von dem eintreffenden Signal induzierte E. M. K. wirkt, sowohl die sehr hochfrequenten wie die sehr niederfrequenten Schwingungen verstärkt werden, u. zw. in grösserem Masse als dies bei den bisher üblichen Schaltungen der Fall ist.
Der Erfindung gemäss wird in Reihe mit dem den negativen Widerstand enthaltenden Teil eines Stromkreises ein diesen Stromkreis schliessender, einzelner Stromkreis angeordnet, welcher eine Impedanz aufweist, die im allgemeinen eine Funktion der Frequenz ist ; dieser Kreis ist so eingerichtet, dass für eine einzige bestimmte hohe sowie für einen breiten Bereich sehr geringer Frequenzen der Gesamtwiderstand im Stromkreis mit negativem- Widerstand auf 0 oder nahezu auf 0 eingestellt werden kann.
Unter der bestimmten hohen Frequenz wird die Frequenz der Trägerwelle bei Telephonieempfang oder die der eintreffenden Schwingung bei Telegraphieempfang verstanden.
Unter einem breiten Gebiet sehr geringer Frequenzen wird das Gebiet der hörbaren und der geringeren Frequenzen verstanden.
Die Abhängigkeit der Impedanz von den Frequenzen kann durch das Vorhandensein eines Schwingungskreises entstehen, der auf die hohe Frequenz abgestimmt wird. Unter einem einzelnen Stromkreis wird ein Stromkreis verstanden, der weder induktiv, noch kapazitiv, noch durch einen Ohmschen, Widerstand mit einem anderen Stromkreis gekoppelt ist.
Bei den bisher üblichen Schaltungen hat man zwar für die hochfrequenten Schwingungen den Gesamtwiderstand auf 0 eingestellt. Tut man dies gemäss der Erfindung auch für die niederfrequente, so können auch die niederfrequenten Ströme sich besser entwickeln.
Der mit dem negativen Widerstand in Reihe geschaltete Stromkreis weist der Erfindung gemäss einen Schwingungskreis auf, der auf die Hochfrequenz abgestimmt werden kann und aus einer parallel geschalteten Kapazität und Selbstinduktion besteht, wobei in Reihe mit diesem Schwingungskreis ein Ohmscher Widerstand angeordnet ist, der gleich oder ungefähr gleich dem negativen Widerstand gemacht werden kann und zu dem ein Kondensator parallel geschaltet ist.
Zweckmässig wird weiter der Kondensator mit einem in Reihe geschalteten Ohmschen Widerstand, zu dem Ohmschen Widerstand, der gleich oder ungefähr gleich dem negativen Widerstand gemacht werden kann, parallel angeordnet, wobei die beiden Ohmschen Widerstände praktisch selbstinduktionsfrei sind.
Die Fig. 2-4 der Zeichnung stellen schematisch einige Ausführungsformen von Anlagen nach der Erfindung dar.
Fig. 2 zeigt eine Anlage mit einem Stromkreis, der mit einem negativen Widerstand zwischen den Punkten P und Q in Reihe geschaltet ist, welcher negative Widerstand auf beliebige Weise erhalten werden kann.
In Fig. 3 ist eine Anlage dargestellt, bei der die Erfindung auf eine Entladungsröhre angewendet ist, die mit einer Glühkathode, einer Anode, einem Steuergitter und einem zwischen der Kathode und dem Steuergitter angeordneten Hilfsgitter versehen ist, welches in bezug auf die Kathode ein positives Potential aufweist.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Anlage, bei der der negative Widerstand, z. B. durch eine Bogenentladung, erhalten wird.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage tritt der negative Widerstand zwischen den Punkten P und Q auf. In Reihe mit diesem negativen Widerstand sind ein aus einer Selbstinduktion 10 und einer zu derselben parallel geschalteten Kapazität 11 bestehender Schwingungskreis und ein Ohmscher Widerstand 12 angeordnet, zu dem eine Kapazität 13 in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand 14 parallel geschaltet ist. Bei dieser Anlage ist bei geeigneter Wahl der elektrischen Grössen der Gesamtwiderstand im Stromkreis sowohl für die zu empfangende Hochfrequenz wie zu gleicher Zeit für die sehr tiefen hörbaren Frequenzen auf 0 einstellbar.
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hat für die Niederfrequenzen, mit denen die Hochfrequenten moduliert sind. einen Widerstand der praktisch vernachlässigt werden. kann.
Wenn der Kondensator 18 eine verhältnismässig geringe Kapazität aufweist, so ist für die niederfrequenten Schwingungen der Widerstand des Stromkreises 12, 18, 14 praktisch gleich dem Ohmsehen Widerstand 12 und man kann also für die niederfrequenten Schwingungen den Gesamtwiderstand im Stromkreis gleich 0 machen, indem man dafür sorgt, dass der Widerstand 12 gleich dem absoluten Wert des negativen Widerstandes zwischen den Punkten-P und Q ist.
Für die hochfrequenten Schwingungen, auf die der Stromkreis ? 0- abgestimmt ist, beträgt
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L = die Selbstinduktion der Spule 10, C = die Kapazität des Kondensators 11 und r = der geringe Ohmsche Widerstand ist, der praktisch immer im Schwingungskreise vorkommt. Der Ohmsche Widerstand des Stromkreises es 12-1.'3-14 ist für die hochfrequenten Schwingungen geringer als der Widerstand da für die Hochfrequenz die Impedanz des Kondensators 13 wenig bedeutet. Es ist demnach einleuchtend, dass bei geeigneter Wahl der Grösse des Widerstandes 14 und der Kapazität 13 der Gesamtwiderstand im Stromkreise auch für die hochfrequenten Schwingungen gleich Null gemacht werden kann.
Es wird hiedurch sowohl hochfrequente als niederfrequente Verstärkung mit Hilfe nur einer Vorrichtung mit einem negativen Widerstand erreicht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist es erwünscht, dass die Widerstände 12 und 14 induktionsfrei sind. Der Widerstand 14 wurde speziell dazu vorgesehen, die infolge der Anwesenheit des Kondensators 18 für die hochfrequenten Schwingungen entstehende Phasenverschiebung soviel wie möglich zu beschränken. Gute Ergebnisse können aber auch schon erzielt werden, wenn nur ein Kondensator zu dem Widerstand 12 parallel geschaltet wird.
In Fig 3 sind Innerhalb der Hülle 15, die z. B. auf bekannte Weise hochevakuiert ist, eine Kathode 16, eine Anode 19 und Gitter :'28 und 24 angeordnet. Die Kathode 16 wird mit Hilfe einer Batterie 7 und eines Regulierwiderstandes: 18 auf die erforderliche Temperatur gebracht. Die Anode 19 ist über eine Batterie 2U und ein Telephon 21, zu dem ein Kondensator 22 parallel geschaltet ist, mit der Kathode verbunden.
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einander verbunden ; überdies ist ein Streuwiderstand 26 vorgesehen. Weiter sind die beiden Gitter über einen Schwingungskreis, 27#28 und über einen regelbaren Ohmschen Widerstand, 29, zu dem ein Kondensator. 30 parallel geschaltet ist, mit der Batterie 20 leitend verbunden.
Das Hilfsgitter, ? 4 weist also in bezug auf die Kathode dasselbe Potential auf wie die Anode 19.
Bei einer solchen Anlage tritt in dem den beiden Gittern gemeinsamen Stromkreis, also z. B. zwischen den Punkten P und Q, durch die Entladungsröhre gemessen, ein negativer Widerstand auf.
Der zwischen den Punkten P und Q angeordnete Stromkreis bewirkt nun, dass der Gesamtwiderstand in dem Stromkreis, in dem der negative Widerstand auftritt, für die Hochfrequenz sowie für die hörbaren Niederfrequenzen auf Null eingestellt werden kann. Die modulierten, durch die Antenne 31 empfangenen Schwingungen werden wegen des auf Null eingestellten Widerstandes nicht nur was den hochfrequenten Teil anbetrifft verstärkt. sondern es werden auch die, durch die Detektion am Gitterkodensator auftretenden niederfrequenten Schwingungen in erheblichem Masse verstärkt werden. Da der Strom im Anodenkreis in praktisch demselben Masse verändert wird wie der Strom im Kreise des hilfsgitters 24, werden also im Telephon 21 erheblich verstärkte niederfrequente Signale wahrgenommen werden.
Die Einrichtung des zwischen den Punkten P und Q angeordneten Stromkreises stimmt im Wesen mit derjenigen nach Fig. 2 überein. Nur ist zu beachten, dass die Teile 27, 28, 29 und 80 als regelbar dargestellt sind, was selbstverständlich für die Praxis erwünscht ist und dass der Widerstand 14 fortgelassen ist.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anlage muss zwischen den Punkten P und Q ein negativer Widerstand eingeschaltet gedacht werden, wie dieser z. B. bei einer Bogenentladung auftreten kann und der also z. B. von der Grössenordnung einiger Ohms ist.
In diesem Falle enthält der Stromkreis die in Reihe geschaltete Selbstinduktion 37 und
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für diese Frequenz ist. Für diese Frequenz bleibt von der Impedanz von 36 und 37 nur der kleine Ohmsche Widerstand übrig, der praktisch immer vorhanden ist und in der Figur durch 32 angegeben ist.
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frequenz einen sehr hohen Wert hat und einen Widerstand 35 überbrückt, der ungefähr gleich dem absoluten Wert des negativen Widerstandes sein soll. Für die hochfrequente Schwingung kann der parallel zu dem negativen Widerstand angeordnete Stromkreis 34, 35 ausser Betracht bleiben und es kann durch eine geeignete Wahl des Streuwiderstandes 33 der Gesamt-
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Empfängeranlage für drahtlose Telegraphie oder Telephonie mit negativer Widerstandscharakteristik und Gleichrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit jenem Teil, in dem der negative Widerstand auftritt, ein diesen schliessender, einzelner Stromkreis angeordnet ist, der eine Impedanz aufweist, welche im allgemeinen eine Funktion der Frequenz ist, aber so eingerichtet ist, dass sowohl für eine einzige bestimmte Hochfrequenz wie für ein breites Gebiet von Niederfrequenzen der Gesamtwiderstand im Stromkreis mit negativem Widerstand auf 0 oder nahezu auf 0 eingestellt werden kann.