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Schaltung zur automatischen Lautstärkeregulierung zwecks Vermeidung des Empfangsschwundes.
Es ist für die Zweeke der Fadingvermeidung bekannt, die schwankende Intensität der ankommenden Wellen dadurch auszugleichen, dass als Hoehfrequenzverstärkerröhren Röhren benutzt werden, deren Verstärkung von der Gittervorspannung abhängig ist und die Gittervorspannung entsprechend der Empfangsstärke der ankommenden Wellen geregelt wird. Eine derartig automatisch wirkende Schaltung sieht die Zuführung einer aus der gleichgerichteten Empfangsenergie entnommenen Vorspannung an ein Hochfrequenzverstärkerrohr vor.
Man hat bei den bisher gebräuchlichen Schaltungen im Gitterkreis der regelnden Hochfrequenzverstärkerröhre einen ohmschen Widerstand vorgesehen, der von den Anodenströmen einer Gleichrichterröhre durchflossen war, wobei das Gleichrichterrohr und das Hochfrequenzverstärkerrohr in bezug auf ihre Gleichricht-bzw. Verstärkereharakteristik in wahlloser Weise zusammengestellt wurden. Es findet daher und aus dem oben schon angegebenen Grunde bei dem bisher bekannten Verfahren nur eine Milderung, kein völliger Ausgleich des Fadings statt. Die Erfindung stellt demgegen- über ein Verfahren dar, bei dem die Abhängigkeit der Wiedergabeströme von der Amplitude der Trägerwelle im Endeffekt völlig verschwindet, so dass die Lautstärke des Empfangs nur noch vom Aussteuerungsgrad des Senders abhängt.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass bei der Zuführung der die Lautstärke regelnden Spannungen die Verstärkercharakteristik der Röhren berücksichtigt wird und dieselbe beispielsweise in Kombination mit einer Gleichrichterröhre von besonderer, zu der Verstärkercharakteristik der Verstärkerröhre passenden Gleiehrichtercharakteristik benutzt wird. Dabei ist es von Wichtigkeit, als Verstärkerröhre Röhren mit kleiner Anodenrückwirhung, z. B. Schirmgitterröhren, zu benutzen, da bei denselben die Verstärkung nicht durch die im Anodenkreis auftretenden Wechselspannungen beeinflusst wird. Neben Schirmgitterröhren eignen sich auch andere Röhren, deren Innenwiderstand gross gegen den Aussenwiderstand ist.
Die Verhältnisse lassen sieh mathematisch etwa in folgender Form erklären :
Die Ausgangswechselspannung einer Hochfrequenzschirmgitterröhre an einer Anodenimpedanz R ist unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der innere Röhrenwiderstand gross gegenüber dem Aussenwiderstand ist, gegeben durch den Ausdruck
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einem Gleichrichter zu, so gestattet derselbe bei Anwendung entsprechender Schaltelemente (Parallel- kapazität, Serieninduktivität usw. ) die Entnahme einer gleiehgeriehteten Spannung Q =F (A, a) an einem im Anodenkreis des Gleichrichters vorgesehenen Widerstande. Durch geeignete Wahl der Schaltelemente lässt sich erreichen, dass Q nur eine Funktion der Empfangsamplitude A wird, indem die Amplituden der tonfrequenten Modulation völlig ausgeglichen werden.
Q schwankt somit lediglich nach Massgabe der langsamen Fadingschwankungen der Empfangsamplitude. Es lässt sich somit Q darstellen Q = F (A).
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wird, so lässt sich das Verlangen nach Unabhängigkeit der Ausgangswechselspannungen von der Trägerwellenamplitude durch geeignete Wahl des Zusammenhanges zwischen der Steilheit S und der dem
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sein. Unter dieser Voraussetzung ist die aus der Hochfrequenzverstärkerröhre austretende Wechselspannung unabhängig von der Amplitude der Trägerwelle. Eine Intensitätsschwankung des ankommenden Wellenzuges durch Intensitätsschwankungen des Senders oder Auftreten von Fadings macht sich überhaupt nicht mehr bemerkbar, während die Abhängigkeit der Ausgangsströme vom Modulationsgrad voll gewahrt ist.
Die Forderung der Erfindung, dass die der Steuerelektrode der Hochfrequenzverstärkerröhre zusätzlich zugeführte Regelspannung derart von der Amplitude der Empfangswellen abhängt, dass die sich ergebende Steilheit der als Verstärkerröhre benutzten Schirmgitterröhre umgekehrt proportional der Empfangsamplitude wird, lässt sich auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Gleichrichterröhre von solcher Gleichrichterkennlinie zu verwenden, dass die an einen im Anodenkreis derselben vorgesehenen Widerstand abgegriffene gleichgerichtete Spannung, als zusätzliche Regelspannung der Steuerelektrode der Verstärkerröhre zugeführt, die gewünschten Bedingungen erfüllt.
Es ist aber auch möglich, die Empfangsenergie in einem beliebigen Gleichrichter gleichzurichten und die gleichgerichteten Ströme von einem derartig amplitudenabhängigen Widerstande (Ventilröhre od. dgl.) durchfliessen zu lassen und alsdann an einem Widerstand eine geeignete Regelspannung für die Hochfrequenzverstärkerröhre abzugreifen, welche, der Steuerelektrode zugeführt, die Steilheit der Röhre umgekehrt proportional der Empfangsamplitude der hochfrequenten Wellen verändert.
Obiges sei an Hand eines Beispieles nochmals näher ausgeführt :
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Hochfrequenz darstellt. Die von der Antenne A (vgl. Fig. l) aufgenommenen Schwingungen'werden zwei Verstärker- und Gleichrichterkanälen 1 und 2 zugeführt. Mit dem Kanal 2, enthaltend die Hochfrequenzverstärkerröhre H2 und die Gleichrichterröhre A2, ist der Lautsprecher L der Wiedergabevorrichtung verbunden. Als Hochfrequenzverstärkerröhre H2 dient eine Schirmgitterröhre mit der in Fig. 3 wiedergegebenen Charakteristik. Aus der Charakteristik lässt sich erkennen, dass die Steilheit S innerhalb
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durch den Ausdruck pA (1 + α sin Nt) sin Ht dargestellt.
Der durch die Charakteristik der Hochfrequenzverstärkerröhre H2 bedingte Gleichrichter' soll den elektrolytischen Mittelwert des Hochfrequenz-Wechselstromes liefern und eine in Fig. 2 a sehe- matisch wiedergegebene Charakteristik haben. Es lässt sich an einem von einem hinreichend grossen Kondensator C überbrückten Widerstand W eine Gleichspannung Q abgreifen, die dem Werte q. p. A entspricht, wobei q ein weiterer Proportionalitätsfaktor ist. Dabei ist der Kondensator so gross gewählt, dass er die Schwankungen der tonfrequenten Modulation völlig ausgleicht. Die sich aus der Eingangs- spannung ergebende Gleichspannung Q ist in Fig. 2b dargestellt. Die Gleichspannung Q wird als zusätz-. liehe Regelspannung der Verstärkerröhre H2 zugeführt.
Der Röhre H2 wird gleichfalls die Hochfrequenz
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ganz oder teilweise zugeführt. Ihre Ausgangsspannung ist durch den Wert RB A (1 +'Y. sin Nt) sin Ht wiedergegeben, also proportional der Steilheit, der Impedanz und der Eingangsamplitude. Da, wie oben erwähnt, die Steilheit S umgekehrt proportional der Gitterspannung ist und als Gittervorspannung die aus der Gleichrichterröhre Al erhaltene Gleichspannung
Q = qpA
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<tb>
<tb> V <SEP> = <SEP> RS1 <SEP> (1 <SEP> + <SEP> αsin <SEP> Nt) <SEP> sin <SEP> Ht.
<tb> pq
<tb>
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von der Amplitude der Trägerwelle unabhängig.
Die Amplitude des auftretenden Wellenzuges ist dabei als so klein vorausgesetzt, dass man angenähert mit den Gleichungen der linearen Verstärkungen rechnen kann, d. h. die Krümmung der Charakteristik wird vernachlässigt. Die so erhaltene Hochfrequenzwechsel- spannung kann dann weiter verstärkt und gleichgerichtet und einem elektro-akustischen Organ zugeführt werden. Die Wiedergabeintensität desselben ist dann ausser von den Apparatekonstanten nur von dem
Modulationsgrad'. linear abhängig.
In Fig. 4 ist eine Schaltung dargestellt, bei welcher der Ausgangsstrom des Gleichrichters. Al nicht proportional der Amplitude der Empfangswellen ist. Die Ausgangsströme des Gleichrichters Al werden daher einer Elektronenröhre B zugeführt, welche eine amplitudenabhängigen Widerstand darstellt, derart, dass der im Anodenkreis der Röhre jE fliessende Strom an dem Widerstande W'eine der
Empfangsamplitude proportionale Spannung erzeugt.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Schaltung zur selbsttätigen Lautstärkeregelung zwecks Vermeidung des Empfangsschwundes, bei der dem Steuergitter einer vorzugsweise weitgehend riickwirkungsfreien Hochfrequenzverstärker- röhre durch den an einem im Anodenkreis einer Gleichrichterröhre liegenden Widerstand entstehenden Spannungsabfall eine von der Amplitude der Empfangswelle abhängige Regelspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichriehterröhre eine solche Gleichrichterkennlinie besitzt, dass die sich ergebende Steilheit der Verstärkerröhre umgekehrt proportional der Empfangsamplitude wird.