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Schaltanordnung zum störungsfreien Empfang elektrischer Schwingungen.
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zum Empfang modulierter Wechselströme, ins- besondere Sprechströme, unter Ausschaltung der durch atmosphärische Einflüsse od. dgl. verursachten Störspannungen.
Man hat zu diesem Zweck bereits Schaltungen zum Begrenzen der Stromstärke bzw. der Spannung der zu verstärkenden Ströme vorgeschlagen. Es sind Anordnungen bekannt, bei welchen parallel zum Wechselstromkreis, z. B. zu dem die Sprechfrequenzen übertragenden Transformator, eine Glimmlampe geschaltet ist, welche bei einer Spannung bestimmter Grösse anspricht und dadurch das weitere Anwachsen der Spannung in dem zu schützenden Kreis verhindert. Ein Nachteil dieser Schaltungen besteht darin, dass sie nur bei einer bestimmten Höchstspannung ansprechen, so dass Störspannungen, die z.
B. während dem Empfang schwacher Musik-oder Sprechstrome auftreten, überhaupt nicht oder nur zum Teil unterdrückt werden, je nach dem ihre Amplitude, die ein Vielfaches der zu empfangenden Amplitude sein kann, kleiner oder grösser, als die im vorhinein an der Schutzvorrichtung eingestellte Spannung ist. Unter der zu empfangenden Amplitude bzw. Schwingung sind in dieser Beschreibung die von den Störspannungen befreiten modulierten Wechselströme, Musik oder Sprechströme zu verstehen.
Die Frequenz und die Amplitude der Störspannungen sind im allgemeinen wesentlich grösser als die Frequenz und die Amplitude einer Spannung, deren Verlauf zeichnerisch dargestellt der Umhüllungkurve des zu empfangenden modulierten Wechselstromes bzw. Sprechstromes entspricht. Auf dieser Erkenntnis beruht die übliche Anwendung der Vorrichtungen zum Beeinflussen der Klangfarbe, mit welchen bekanntlich ein bedeutender Teil der Störspannungen durch Abschneiden der höheren Frequenzen ausgeschieden wird. Im Sinne der Erfindung werden die modulierten elektrischen Schwingungen einer die Spannung begrenzenden Schaltung zugeführt, welche sämtliche Spannungen, die höher, als die jeweiligen Spannungswerte der Umhüllungskurve der zu empfangenden Schwingungen sind, abschneidet.
Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen erläutert, in welchen die Fig. 1 diagrammatisch den oben umschriebenen Lösungsgedanken, die Fig. 2-5 vier beispielsweise Ausführungsformen der Schaltanordnung nach der Erfindung zeigen.
Werden Sprech-oder Musikströme mit den atmosphärischen Störungen zusammen durch einen Oszillographen registriert, so erhält man die Kurve gemäss Fig. 1, in welcher die Störspannungen s klar erkenntlich sind. Im Sinne der Erfindung wird der Schutz gegen diese dadurch bewerkstelligt, dass man in der Schaltanordnung eine gleichgerichtete Hilfsspannung erzeugt, deren Verlauf die Umhüllungskurve u der zu empfangenden Schwingungen e bildet und diese Spannung einer Elektronenentladungsstrecke aufdrückt, die man als Spannungsbegrenzer wirken lässt.
Gegenüber den bekannten Begrenzerschaltungen erhält man dadurch den wesentlichen Vorteil, dass die Störspannungen bei jedem beliebig kleinen Wert der zu empfangenden Spannungen immer praktisch zur Grenze abgeschnitten werden, da sich die die Grenzspannung darstellende Umhüllungskurve u jeweils eng an den Verlauf der Wellenberge bzw.
Wellentäler der Empfangsspannung anschliesst.
Die als Begrenzer wirkende Spannung u wird im Sinne der Erfindung dadurch hergestellt, dass man einen Teil der empfangenen Schwingung entweder vor oder nach dem Verstärken gleichrichtet und dann einem entsprechenden Siebkreis zuführt. Die Erzeugung der Umhüllungskurve durch derartige Siebkreise ist aus der Tonfilmtechnik kekannt, wo sie für die sogenannten noisless"-Tonaufnahmen angewendet wird. Ein Teil der Störspannungen kann eventuell auch schon vor dem Gleichrichten aus den zu gleichrichtenden Wechselspannungen in an sich bekannter Weise ausgeschieden werden. Die so erhaltene pulsierende Gleichspannung entspricht genau der besagten Umhüllungskurve u.
Sie wird einer
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mit dem Empfangskreis verbundenen Elektronenentladestrecke als negative Vorspannung aufgedruckt, welche anspricht, sobald eine Störspannung in dem Empfangskreis auftritt und dadurch diese Spannung z. B. in einer Impedanz aufgezehrt wird, ohne in den Verstärker zu gelangen.
Die Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Schaltanordnung. In Reihe zur Sekundärwicklung 11 des Übertragers ! liegt eine Impedanz 12, welche mit dem Gitter der Verstärkerröhre 1. 3
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die zwischen diesem und dem Punkt 22 wirksame Spannung um einige Prozente höher sei als die zu empfangende Spannung an der Spule 11. Solange keine Störspannungen im Kreis, auftreten, ist die Kathode der Entladestrecke 21 positiver als die Anode, so dass eine Entladung nicht stattfinden kann.
Kommt jedoch eine Störspannung an, die im allgemeinen wesentlich höher, als die obenerwähnte Gleich-
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dem zu empfangenden Wechselstrom proportionalen Gleichstromes sind.
Die als Spannungsbegrenzer wirkende Elektronenentladestrecke kann mit dem Empfangskreis direkt oder indirekt, d. h. über weitere Schaltelemente, verbunden sein.
Wie leicht ersichtlich, werden durch die Anordnung gemäss der Fig. 2 Störspannungen nur auf einer Seite der Abszisse (in einer Halbperiode) abgeschnitten. Sind nämlich die Vorzeichen der Spannungen an der Wicklung 11 und am Potentiometer entgegengesetzt, so spricht die Röhre 21 auf Störspannungen an. Sind diese Vorzeichen gleichsinnig, so addieren sich die zu empfangenden Spannungen (z. B. Sprechoder Musikströme) und die Störspannung, die negative Vorspannung der Röhre 21 nimmt zu und eine Entladung kann in ihr nicht stattfinden. Einen vollständigen Schutz bietet die Schaltanordnung gemäss
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der Fig. 2.
Als Entladestreeke kann man an Stelle einer Vakuumröhre (Diode) auch eine gasgefiillte Röhre anwenden. Die übliche Elektronenentladeröhre spricht bei jeder Spannung sofort an, die positiver ist als die Kathode. Die Glimmentladungsröhre spricht nur bei einer Spannung an, die höher ist als die Zündspannung der Röhre. Um das der Elektronenröhre gleiche Verhalten der Glimmentladungsröhre in der beschriebenen Schaltung zu sichern, wird im Sinne der Erfindung die Glimmentladungsröhre 2. 3 der Fig. 4 mit einer Spannungsquelle 24 verbunden, deren Spannung so gewählt ist, dass sie in der Nähe der Zündspannung der Röhre 23 liegt. In analoger Weise wird die Schaltung ausgeführt im Falle der Anwendung zweier Glimmentladungsröhren.
Der Kreis 17 braucht nicht mit dem Ausgangskreis des Verstärkers gekoppelt zu sein. Man kann die gleichzurichtenden und auszusiebenden Schwingungen über eine entsprechende Anzapfung auch dem Kreis E entnehmen.
In der beschriebenen Schaltung wirkt die Elektronenentladestreeke analog einer steuerbaren optischen Blende, indem sie die Spannungsdurchlässigkeit der Schaltung in Abhängigkeit von der Grösse der zu empfangenden Amplituden, d. i. der Amplituden der Umhüllungskurve (Fig. 1), regelt. Zweckmässig wird man der Entladungsstrecke eine konstante Ruhevorspannung aufdrücken, um das vollständige Schliessen der Blende zu vermeiden, in welchem Fall diese theoretisch überhaupt keine Spannungen durchlassen würde. Als Elektronenentladestrecke kann man auch eine mit einem oder mehreren Gittern versehene Entladeröhre anwenden, in welchem Falle man die Vorspannung und auch die Blendensteuerspannung einem oder mehreren Gittern zuführt.
Unter Blendensteuerspannung ist die an der Impedanz 19 wirkende, der Empfangsspannung proportionale Gleichspannung zu verstehen.
Im Falle der Anwendung eines Verstärkers zum Empfang kann die Entladungsstreeke 21 auch in die Verstärkerröl're eingebaut sein.
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An Stelle der in den Abbildungen dargestellten verschiedenen Batterien können in an sich bekannter Weise als Spannungsquellen die in der Schwaehstrom-Schalttechnik üblichen Mitteln zum Erzeugen von Spannungsabfall (z. B. Potentiometer od. dgl. ) Anwendung finden.
Die beschriebene Schaltanordnung kann auch in der Starkstromtechnik vorteilhaft Anwendung finden als Schutz gegen unerwünschte Spannungswellen, wobei als Elektronenentladestrecke Hoch- leistungs-Tirathronröhren angewendet werden können.
Als Impedanzen der verschiedenen Kreise können beliebige komplexe Widerstände Anwendung finden, deren induktive, kapazitive oder Ohmsche Komponenten dem Zweck entsprechen, die aber im übrigen zueinander in zweckentsprechendem Verhältnis stehen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordnung zum störungsfreien Empfang elektrischer Schwingungen, insbesondere modulierter Wechselströme, Sprech-oder Musikströme, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Entladungsstrecke, vorzugsweise Elektronenentladestrecke direkt oder indirekt mit dem Empfangskreis (11, 12) verbunden ist und dieser eine gleichgerichtete, bei Elektronenentladeröhren der Kathode gegenüber negative Vorspannung aufgedrückt wird, deren Amplitude proportional der jeweiligen Amplitude des zu empfangenden Wechselstromes ist, so dass über diese Entladungsstreeke Störspannungen, deren Amplitude über der jeweiligen Amplitude des zu empfangenden Wechselstromes liegt, abgeleitet werden.