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Verstärkungsregelschaltung.
Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung der Verstärkung, und ihr Gegenstand ist insbesondere ein neues Verfahren bzw. eine neue Schaltung zur Regelung des Verstärkungsgrades eines Radioempfängers in solcher Art, dass der Wirkungsgrad im wesentlichen gleichmässig über einen vorherbestimmten Frequenz- bereich erhalten wird.
Es ist bekannt, besonders beim Superheterodynempfang, dass in abstimmbarer Radio-oder Hoch- frequenzkreis das natürliche Bestreben hat, in seinem Übertragungswirkungsgrad mit steigender Fre- quenz zuzunehmen. Mit andern Worten, es ist wohlbekannt, dass der Wirkungsgrad eines Hochfrequenz- verstärkers mit konstanter Gittervorspannung sich entsprechend der Frequenz der verstärkten Energie ändert. Bei Superheterodynempfängern jedoch tritt eine Wirkung auf, von der zur Überwindung der erwähnten, den abstimmbaren Radiokreisen eigentümlichen Charakteristik Nutzen gezogen werden kann.
Und es ist klar, dass es bei Radioempfängern äusserst wünschenswert ist, den Hochstwirkungsgrad im wesentlichen gleichförmig über den Arbeitsfrequenzbereich des Empfängers zu halten.
Der Anodenstrom des örtlichen Oszillatorkreises oder Überlagerers eines Superheterodynempfängers wächst auch mit der Frequenz, und dadurch ist eine Vorrichtung gegeben, die dazu verwendet werden kann, das den Hochfrequenzkreisen eigentümliche Bestreben, den Wirkungsgrad der Übertragung mit der Frequenz zu erhöhen, zu überwinden ; und die Erfindung besteht auch darin, dass der Oszillator- anodenstrom dazu benutzt wird, die Vorspannung der Verstärkergitter in solcher Richtung zu verändern, dass dem den Hochfrequenzkreisen innewohnenden Bestreben, ihren Übertragungswirkungsgrad mit der Frequenz zu erhöhen, entgegengewirkt wird.
Es ist also Hauptgegenstand der Erfindung, in einem Radioempfänger mit Hoehfrequenzkreisen, die normal das Bestreben haben, ihren Wirkungsgrad mit der Frequenz zu erhöhen, einen Kreis vorzu- sehen, der dem Verstärker ein Regelpotential zuführt, das sich mit der Frequenz derart ändert, dass dieses
Bestreben dauernd aufgehoben wird.
Weiters ist Gegenstand der Erfindung ein Superheterodynempfänger mit einem Hochfrequenz- verstärkerkreis mit im wesentlichen über den Arbeitsfrequenzbereieh gleichmässigem Wirkungsgrad, das dadurch erreicht wird, dass der mit der Frequenz wachsende Anodenstrom des örtlichen Oszillators benutzt wird, um entsprechende Vorspannung des Hochfrequenzverstärkers zu ergeben.
Ferner ist es Gegenstand der Erfindung, einen Superheterodynempfänger zu schaffen, der eine konstante Zwischenfrequenzdifferenz über einen vorherbestimmten Frequenzbereich aufrechterhält, und den örtlichen Oszillatorkreis mit Bezug auf die Hochfrequenzverstärker- und die Frequenzwandler- kreise anzuordnen, dass eine im wesentlichen gleichmässige Hochfrequenzverstärkung über den Frequenz- bereieh gesichert ist.
Schliesslich ist es auch Gegenstand der Erfindung, im allgemeinen die Einfachheit und die Ver- stärkungswirkung von Radioempfängern zu erhöhen und insbesondere einen Superheterodynempfänger zu schaffen, der nicht nur verlässlich in seiner Wirkung, sondern auch im wesentlichen gleichmässig in der Hochfrequenzübertragung ist und wirtschaftlich hergestellt und zusammengebaut werden kann.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele schematisch ver- anschaulich.
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sator 4, der zwischen die geerdete Seite des Rotors und das Niederspamiungsende der Sekundären der Koppelvorrichtung M geschaltet ist.
Die Anode der Röhre 1 erhält entsprech endes positives Potential über die Primäre eines Kopplungtransformators M. Dem Schirmgitter der Röhre 1 wird ein geeignetes positives Potential von einer
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Anodenpotential sind nicht eingezeichnet ; sie können Batterien sein oder Kraftleitungen und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.
Der Ausgangskreis des Hochfrequenzverstärkers ist mit dem abstimmbaren Eingangskreis einer Schirmgitterröhre 5 gekoppelt, in dem sich ein veränderbarer Abstimmkondensator 2'mit einem bei 3' geerdeten Rotor befindet. Der Blockkondensator 4'ist in der gleichen Weise wie im Eingangskreis der Röhre 1 verbunden. Die Röhre 5 ist in die Frequenzwandler-oder erste Detektorstufe geschaltet. Ein Nebenwegkondensator 6 liegt im Nebenschluss zur Primären der Koppelvorrichtung M2 : die den Ausgangskreis des ersten Detektors mit den Eingangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers 7 koppelt.
Der Verstärker ? ist in der konventionellen Form dargestellt und braucht, da er von bekannter Bauart ist, nicht näher beschrieben zu werden. Die verstärkte Zwischenfrequenzenergie wird durch einen zweiten Detektor 7, gleichgerichtet, dessen Ausgangsenergie dann in einem. Niederfrequenzverstärker 7g verstärkt und hierauf in irgendeiner gewünschten Weise verwertet wird, wie durch Kopfhörer, Lautsprecher oder eine andere Art von Wiedergabeapparaten.-
Der Kreis des örtlichen Oszillators oder Überlagerers enthält eine Schirmgitterröhre 8, zwischen deren Steuerelektrode und Kathode eine Selbstinduktionsspule 9 geschaltet ist. In Reihe mit der Kathode und der Spule 9 ist ein Widerstand 10 angeordnet, dessen Zweck gleich erörtert werden wird.
Der ver- änderbare Abstimmkondensator 11 liegt im Nebenschluss zur Spule 9 und sein Rotor ist bei 12 geerdet.
Die Anode der Röhre 8 ist bei Mg induktiv mit dem Eingangskreis gekoppelt ; die Potentialquelle 13 ist mit ihrem positiven Pol mit der Anode und mit ihrem negativen Pol mit dem Niederspannungsende des Widerstandes 10 verbunden.
Ein Blockkondensator 14 ist einerseits mit der positiven Seite der Quelle 13 verbunden und anderseits geerdet. Das Schirmgitter der Röhre 8 ist durch einen verstellbaren Anschluss mit der Quelle 13 verbunden, so dass ihm ein geeignetes positives Potential zugeführt werden kann.
Die gestrichelten Linien, welche die Rotoren-der Kondensatoren 2, 2'und 11 mit einem ¯gemeinsamen Abstimmknopf od. dgl. 16 verbinden, sollen andeuten, dass diese'Kondensatoren durch eine sogenannte Einknopfbedienung gemeinsam einstellbar sind. Die mechanische Kupplung der Rotoren kann in irgendeiner der bekannten Arten bewerkstelligt sein. So können z. B die drei Kondensatoren in einem gemeinsamen Gehäuse in der bekannten"Badewannen-Bauart"angeordnet sein, in der die drei Kondensatoren gleich sind.
Um den örtlichen Oszillator über einen Frequenzbereich abzustimmen, der von dem Frequenzbereich des Hochfrequenzverstärkers und des ersten Detektors um einen konstanten Betrag, welcher der gewünschten Zwischenfrequenz entspricht, abweicht, kann die bekannte Reihen-Nebensehluss- Kondensator-Schaltung verwendet werden, die-einen festen Kondensator 1"1 in Reihe zwischen dem regelbaren Kondensator 11 und der Induktionsspule 9 und einen festen Kondensator 18 im Nebenschluss zum Abstimmkondensator 11 enthält. Durch entsprechende Bemessung dieser Kondensatoren wird eine. konstante Zwischenfrequenzdifferenz über'den Arbeitsbereich der Einknopfvorrichtung. 16 erreicht.
Es kann natürlich mehr als eine Hochfrequenzverstärkerstufe vor dem ersten Detektor verwendet werden, aber es wurde der Einfachheit wegen nur eine Stufe dargestellt.
Die Arbeitsweise des Empfängers, insbesondere im Hinblick auf die Wirkungen gemäss der Er-
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gangskreis des Hochfrequenzverstärkers übertragen, die verstärkte Energie wird dann dem Eingangskreis des ersten Detektors, der auf die Zeiehenfrequenz abgestimmt ist, aufgedrückt. Der Oszillatorkreis ist, wie durch die punktierte Linie M4 angedeutet ist, mit dem Eingangskreis des ersten Detektors gekoppelt und überträgt auf diesen Energie mit einer Frequenz, die von der Zeiebenfrequenz um die gewünschte Zwischenfrequenz abweicht.
Der Eingangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers 7 ist dauernd auf die gewünschte Zwischenfrequenz abgestimmt, und auf ihn wird Zwischenfrequenzenergie aus dem Ausgangskreis des ersten Detektors übertragen. Wie bereits erwähnt, nimmt der Anodenstrom des Oszillators mit der Frequenz zu, und daher ändert sich auch der Spannungsabfall an dem Widerstand 10 entsprechend mit der Frequenz.
Dies ist eine Folge des Umstandes, dass der Widerstand 10 in dem Anoden-Kathodenstromkreis der Röhre 8 angeordnet ist.
Werden nun die Gitter der Röhren 1 und 5 mit der Niederspannungsseite des Widerstandes 10 verbunden, so ist'es möglich, die Vorspannung dieser Gitter so zu regeln, dass der Wirkungsgrad in der Hochfrequenzverstärker-und in der Frequenzwandlerstufe im wesentlichen gleichmässig über den Arbeits-
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bereich des Empfängers bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass beim Einstellen der drei abgestimmten Kreise auf steigende Frequenzen die Vorspannung an dem Gitter jeder der Röhren 1 und 5 zunehmend stärker negativ wird, da der Spannungsabfall an dem Widerstand 10 zunehmend grösser wird.
Auf diese Weise wird das den Röhren 1 und 5 und den mit ihnen verbundenen Kreisen innewohnende Bestreben, ihren Wirkungsgrad mit steigender Frequenz zu erhöhen, überwunden, denn die zunehmend negative Vorspannung wirkt dahin, den Verstärkungsgrad der Röhren zu verringern.
Es ist auch zu beachten, dass die wachsende Vorspannung an der Frequenzwandlerröhre hinreichende Vorspannung bei den Frequenzen gewährleistet, bei denen die stärkste Heterodynspannung der Frequenzwandlerröhre aufgedrückt wird. Es ist also ersichtlich, dass der Widerstand 10 des Oszillators mit dem Hochfrequenzverstärker zwecks Regelung desselben derart verbunden ist, dass die Verstärkung der Hochfrequenz bei höheren Frequenzen nicht in dem Masse zunimmt, in dem sie bei konstanter Vorspannung zunehmen würde, und mit dem Frequenzwandlerkreis zusammenwirkt, um hinreichende Vorspannung bei den Frequenzen zu gewährleisten, bei denen die stärkste Heterodynspannung der Frequenzwandlerröhre aufgedrückt wird.
Es ist nun klar, dass die Erfindung ein Verfahren im allgemeinen offenbart, um ein Regelpotential, das eine Funktion der Frequenz ist, insbesondere ein von einem Oszillatorkreis abgeleitetes Regelpotential zu verwerten. Jm vorstehenden ist gezeigt worden, wie dieses allgemeine Verfahren im besonderen bei einem Superheterodynempfänger, der notwendigerweise einen Oszillatorkreis enthält, benutzt werden kann, indem das von dem Superheterodynoszillator abgeleitete Regelpotential dazu verwendet wird, gegen unerwünschte Wirkungen, die sich aus der Arbeitsweise des Hochfrequenzverstärkers und des ersten Verstärkers ergeben, Abhilfe zu schaffen.
Die Erfindung ist daher auch nicht auf den besonderen, in Fig. l dargestellten Empfänger beschränkt, sondern sie legt dem Fachmann sogleich eine ganze Reihe von andern Anwendungen nahe. So braucht z. B. der Empfänger nicht gerade ein Superheterodynempfänger zu sein, sondern er kann auch einen örtlichen Oszillator lediglich für den Zweck enthalten, um ein mit der Frequenz sich änderndes Regelpotential zu erzeugen, das zur Regelung des Wirkungsgrades des Hochfrequenzverstärkers dienen soll. Auch ist es nicht erforderlich, einen unabhängigen örtlichen Oszillator zu verwenden, da die Erfindung ebensogut auf eine Bauart anwendbar ist, bei der ein kombinierter Detektor-Oszillatorkreis zwischen Hochfrequenz-und Zwischenfrequenzverstärker zur Anwendung kommt.
Es versteht sich auch, dass die abstimmbaren Hochfrequenzkreise zwischen der Antenne und der Frequenzwandlerröhre ohne Anwendung einer Hochfrequenzverstärkung verwendet werden können.
In diesen Fällen wird die Oszillatorregelspannung dem Frequenzwandler, dem Zwischenfrequenzver- stärker oder selbst dem Niederfrequenzverstärker zugeführt, um im wesentlichen gleichmässige Wirkung über den ganzen Bereich zu ergeben.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung schematisch veranschaulicht, bei der der Umstand verwertet ist, dass das positive Potential der Oszillatorkathode mit der Frequenz zunimmt, wenn der Oszillatoranodenstrom mit der Frequenz zunimmt. Bei der Beschreibung der Fig. 2 sei nur auf die Teile der Anordnung eingegangen, die von der Fig. 1 abweichen. Die Vorspannung der Hochfrequenzröhre 1 und der Frequenzwandlerröhre 5 ist die Summe des Spannungsabfalles längs des in der Kathodenzuleitung der Röhre 1 liegenden Selbstregelwiderstandes bzw. des Spannungsabfalles längs des Widerstandes Ra der Röhre 5 und eines entsprechenden Teiles des Spannungsabfalles an dem in der Kathodenzuleitung der Röhre 8 liegenden Widerstand Ra, welcher Spannungsteil mit der Frequenz zunimmt.
Geeignete Block- oder Nebenwegkondensatoren20, 21 für die Hochfrequenz sind zwischen Kathode und Gitter der Röhren 1 bzw. 5 geschaltet, während eine Abzweigung an dem Oszillatorkreis für die Gitterverbindung erwünscht ist, um die Wirkung der Röhrenkapazität auf die Abstimmung zu verringern.
Dadurch werden leicht parasitische Schwingungen hoher Frequenz veranlasst. Diese können durch die Einschaltung eines Kondensators a von genügender Grösse verhütet werden. Je enger die zwei Teile der Gitterspule gekoppelt sind, desto kleiner ist der Wert der erforderlichen Kapazität a, um parasitische Schwingungen zu vermeiden. Der Kondensator a bewirkt, dass das Bestreben des Oszillators, bei hohen Frequenzen stärker zu schwingen als bei niederen, noch ausgesprochener wird. Dies kann erwünscht sein, und in diesem Falle kann die Kapazität a noch grösser gewählt werden, als zur Unterdrückung parasitischer Schwingungen erforderlich wäre.
Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles der Erfindung nach Fig. 2 ist die gleiche wie die der in Fig. 1 dargestellten Anordnung. Wie bei dieser Anordnung, ist es auch hier erforderlich, die Anodenstromzunahme des Oszillators zu verwerten, um die Verstärkung der Zeichenenergie zu verringern, da die Verstärkung der Übertragung der Hochfrequenzverstärkerstufe eine Funktion des Produktes von Zeichenenergie und Oszillatorenergie ist'und die Verstärkung der Zeichenenergie das Bestreben hat, mit steigender Frequenz zu wachsen.
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