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Hochfrequenzsystem.
Gegenstand der Erfindung ist ein Hochfrequenzabstimmungssystem, insbesondere zum Gebrauch in Verbindung mit Radioempfängern, beispielsweise Superheterodynempfängern.
Ein allen Radioempfängern gemeinsames Problem besteht in der Auswahl bestimmter Signale und der Unterdrückung unerwünschter Signale. Ein Superheterodynempfänger ist nicht nur für das gewünschte Signal besonders empfindlich, sondern auch für eine zweite Frequenz, die sogenannte Spiegelfrequenz. Dies ist diejenige Frequenz, die um den gleichen Betrag oberhalb der lokalen Oszillatorfrequenz liegt, als die gewünschte Frequenz unterhalb derselben liegt.
Wenn die Hochfrequenzabstimmungskreise eines Superheterodynempfängers auf die verhältnismässig nah benachbarte Spiegelfrequenz ansprechen und eine zweite Sendestation vorhanden ist, die innerhalb des Bereiches des Empfanges liegt und mit einer der Spiegelfrequenz gleichen oder benachbarten Frequenz arbeitet, so kombinieren sich die Ströme der lokalen Oszillatorfrequenz mit den Signalen der zweiten Sendestation und die Zwischenfrequenzstufen lassen die so erzeugte Schwebungsfrequenz durch, so dass das resultierende Signal eine unerfreuliche Kombination von gewünschten und unerwünschten Signalen darstellt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Ansprechen von Hochfrequenzempfängern auf unerwünschte Signale zu verhüten, insbesondere das Auftreten von unerwünschten Spiegelfrequenzsignalen in einem Superheterodynempfänger.
Es sind bereits verschiedene Mittel zur Eliminierung des Ansprechens von Superheterodynempfängern auf Spiegelfrequenz vorgeschlagen worden. Ein solches System benutzt eine angezapfte Sekundärwicklung'beim Eingangstransformator, wobei der Eingangskreis des ersten Hochfrequenzverstärkers an den Klemmen eines Teiles der Transformatorsekundärwicklung liegt. Der nicht benutzte Teil der Sekundärwicklung bildet im Verein mit dem Abstimmkondensator einen Hoehfrequenznebenschluss für die uner- wünschen Signale. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, dass die abgestimmten Kreise des Empfängers die Signalspannung nicht wirksam verstärken.
Die Erfindung bezweckt, insbesondere bei einer Eliminierung der Empfindlichkeit für Spiegelfrequenzen nach der geschilderten Methode, doch die übliche Höhe der Verstärkung in den abgestimmten Eingangskreisen zu erzielen.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss ein Eingangstransformator vorgesehen, und dessen Sekundärwicklung hat eine Anzapfung derart, dass der unbenutzt Teil der Sekundärwicklung zusammen mit dem Abstimmkondensator einen Hochfrequenznebenweg für die Signale mit Spiegelfrequenz bildet, während die Klemmen des ausgenutzten Teiles der Sekundärwicklung für Ströme von unerwünschter oder Spiegelfrequenz Spannungsknoten bilden.
Der gesamte Sekundärkreis ist auf die erwünschte Frequenz abgestimmt, während der Nebenkreis einschliesslich des Abstimmelements auf die unerwünschte oder Spiegelfrequenz abgestimmt ist. Die Abweichung zwischen der tatsächlichen Spiegelfrequenz und der Nebensehlussfrequenz wird so gering wie möglich gemacht und kann für einen beliebigen bestimmten Punkt innerhalb des Abstimmbereiches auf Null eingestellt sein. Die Spannungsschwankungen zwischen der Anzapfung und dem geerdeten Ende der Sekundärwicklung werden in einen zweiten abgestimmten Kreis geliefert, der seinerseits die Signale auf Hochfrequenzverstärkerdetektoren od. dgl. überträgt.
In der Zeichnung sind Schaltschemata für einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt den abgestimmten Eingangskreis eines Hochfrequenzempfängers. Die Antenne A steht mit der Erde G über die Primärwicklung P des Transformators Tl in Verbindung. Dessen Sekundärwicklung 8 ist am Punkt 14 angezapft und die Anzapfung mit der Primärwicklung P2 eines Transfomators T2 verbunden. Parallel zur Sekundärwicklung 8 liegt der Abstimmkondensator 01, und beide bilden zusammen einen auf die erwünschten Signale abgestimmten Kreis 10. Die Abstimmung erfolgt
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den Kondensator O2 überbrückt, so dass ein in ähnlicher Weise wie der Kreis 10 auf die erwünschte Frequenz abgestimmter Kreis 12 gebildet ist.
Die Kondensatoren 01 und O2 können in der gestrichelt angedeuteten Weise durch Einknopfregelung verbunden sein, die auch gegebenenfalls sich auf die übrigen abstimmbaren Kreise des Empfängers erstrecken kann.
Der Kreis 12 ist mit dem Eingangskreis einer Röhre 13 verbunden, die eine Verstärker-oder eine Detektorröhre eines Hochfrequenzempfängers sein kann.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich insbesondere zur Verwendung in Superheterodynempfängern eignet. Von dem erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
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die Fig. 2 hauptsächlich durch die Anordnung eines veränderlichen Widerstandes R zur Regelung der Lautstärke, von dem ein veränderlicher Teil parallel zur Primärwicklung P des Transformators Tl liegt.
Die Kathode der Röhre 13 ist über den Widerstand R gleichfalls variabel mit Erde verbunden, zum Zwecke, die Verstärkung durch Änderung der Gitterspannung regeln zu können. Der Transformator Tl hat noch eine zweite Primärwicklung P1, die auf die Sekundärwicklung gewickelt ist und dazu dient, die Verstärkung des Transformators durch Vergrösserung der Kapazitätskopplung zwischen Primär-und Sekundärseite zu erhöhen. Im übrigen entspricht die Schaltung der Fig. 2 der der Fig. 1.
In Anbetracht dessen, dass die Primärwicklung P2 des Transformators T2 parallel zu einem wesentlichen Teil der Abstimminduktivität S des Transformators Tl liegt, wird die Induktivität der Primärwicklung P2 des Transformators T2 hoch gewählt, damit sie den angezapften Teil der Sekundärwicklung S nicht kurzschliesst.
Zur Erläuterung des Vorstehenden sollen die folgenden Zahlenangaben dienen, die sich in der Praxis als besonders befriedigend erwiesen haben, aber nicht die einzige brauchbare Dimensionierung darstellen :
P : 700 mH 8 : 258 mH
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) ! o ? 2"S2 : 8'8%
R : 10. 000 Ohm P1 : 20 Windungen Kupferdraht mit Doppelseide besponnen Nr. 38 U. S. gauge
Cl und C : 0-350 F.
Die Sekundärwicklung 8 hat 125 Windungen, und die Anzapfung befindet sich an der 51. Windung, gerechnet von dem geerdeten Ende. Die angegebenen Zahlen beziehen sich auf einen Superheterodynempfänger mit einer Zwischenfrequenz von 175 Mfs., bei dem die Spiegelfrequenz 350 kHz. über der erwünschten Frequenz liegt.
Fig. 3 stellt den Stromkreis der Fig. 1 in etwas anderer Anordnung dar, die die Wirkungsweise der Schaltung besser erkennen lässt. Die beiden Teile S'und S" sind so dimensioniert, dass in bezug auf die Punkte 14 und 15 S' und C1 einen Nebenschluss für Strom von unerwünschter Frequenz bilden. Infolgedessen zeigt die Spannungsverstärkungskurve des Teils 8"die Spannung Null für Spiegelfrequenz, während die Eigenfrequenz des Kreises 10 derart ist, dass eine merkliche Spannung für erwünschte Frequenzen entwickelt wird. Die Spannungskurve, bezogen auf die Punkte 14 und 15, in Abhängigkeit von der Frequenz, ist also unsymmetrisch.
Die Anzapfung 14 kann so gewählt werden, dass die Abweichung zwischen der durch die Verstellung des Kondensators C, sich ändernden Nebenschlussfrequenz und der Spiegelfrequenz für einen bestimmten Punkt innerhalb des Abstimmbereiches verschwindet. Alsdann tritt an den Punkten 14 und 15 bei beliebiger Abstimmung innerhalb des Abstimmbereiches nur eine ganz geringfügige Spannungsdifferenz für Ströme mit unerwünschter Frequenz auf. Die Punkte 14 und 15 sind mit der Primärwicklung P2 des Transformators Ts verbunden und bilden auf diese Weise einen Verbindungskreis 11. Der Primärwicklung Ps werden nicht alle an den Enden der Sekundärwicklung S auftretenden Spannungsschwankungen aufgedrückt, sondern nur diejenigen, die an den Enden des Teils S" vorhanden sind..
Indessen ist die Primärwicklung Pa mit dem zweiten abstimmbaren Kreis 12 durch die Sekundärwicklung S2 induktiv gekoppelt, und ihre Resonanzeharakteristik gestattet, die Verstärkung auf die maximal erreichbare, in dem zweiten der beiden gekoppelten Abstimmkreise einzustellen. Mit andern Worten : Ungeachtet der durch die Anzapfung der Sekundärwicklung hervorgerufenen Verluste wird die optimale Kopplung erzielt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 enthält der Verbindungskreis 11'einen Kondensator Os.
Der Kreis 11'kann eine Eigenfrequenz unterhalb des Empfangsbereichs haben, um das Ansprechen des ganzen Kopplungskreises bei tiefen Frequenzen zu verbessern. Hiefür muss die Induktivität von Ps verhältnismässig gross und die Kopplung zwischen P2 und S2 verhältnismässig lose gemacht werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 enthält der Verbindungskreis 11"einen Teil < S"der Induktivität S2 in Reihe mit dem Kondensator C3. Ein derartiger Kreis gibt ein besseres Ansprechen für höhere Frequenzen. Bei dieser Anordnung muss die Kapazität von 03 klein gewählt werden, um ein Kurzschliessen des Teiles S" der Sekundärspule S zu verhindern.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Primärwicklung P2 des Transformators Ts mit dem Hochpotentialende des Resonanzkreises 12 fest gekoppelt. Der Wicklungssinn von P kann in bezug auf denjenigen von S2 so gewählt sein, dass die innere Kapazitätskopplung C4 zwischen P und S2 die gegenseitige induktive Kopplung zwischen beiden unterstützt oder vermindert. Falls sich kapazitive und induktive Kopplung entgegenarbeiten, wird das Ansprechen der Kreise bei tiefen Frequenzen besser.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Primärspule Pst mit der Anzapfung der Sekundärwicklung S verbunden, während das andere Ende der Primärspule Pus'tort ausläuft. In diesem Fall besteht
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Ansprechen des ganzen Kopplungskreises bei höheren Frequenzen.
Die Wirkungsweise der in Fig. 4-7 dargestellten Schaltungen ist im wesentlichen dieselbe wie die nach Fig. 1-3 und kann zusammenfassend folgendermassen geschildert werden : Die angezapfte Sekundärwicklung S des Transformators Tl hat einen Nebenschluss für die unerwünschten Frequenzen, beispielsweise die Spiegelfrequenz in einem Superheterodynempfänger. Die an dem TeiM"der Sekundär- wicklung auftretende Spannung wird über den Verbindungskreis zur Erregung eines zweiten abgestimmten
Kreises 12 benutzt. In den einzelnen Figuren sind mehrere Ausführungsbeispiele für die Kopplung der
Kreise 10 und 12 dargestellt, das Prinzip ist aber bei allen Ausführungsformen dasselbe.
Wenn der Erfindungsgegenstand bei einem Superheterodynempfänger verwendet wird, wird die
Anzapfung 14 so gewählt, dass die Empfindlichkeit des Empfanges für Spiegelfrequenz verringert wird.
Indessen kann der Erfindungsgegenstand auch zur Unterdrückung irgendwelcher anderer. unerwünschter
Signale benutzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ein auf erwünschte und unerwünschte Frequenzen ansprechendes elektrisches System, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die erwünschte Frequenz abgestimmter und Signale beider Frequenzen empfangender Kreis (10) mit einem zweiten, gleichfalls auf die gewünschte Frequenz abgestimmter
Kreis (12) über einen Kopplungskreis (11) verbunden ist, der an den ersten Kreis an zwei Punkten (14,
15) angeschlossen ist, die für die unerwünschte Frequenz Spannungsknoten bilden.