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Überlagerungsempfangsanordnung.
Radioempfangsgeräte mit selbsttätiger Lautstärkeregelung weisen bekanntlich den Übelstand auf, dass die Abstimmung auf einen zu empfangenden Sender Schwierigkeiten bietet, da infolge der Wirkung der selbsttätigen Lautstärkeregelung die von dem Lautsprecher des Gerätes abgegebene Schallenergie stets mhezu konstant bleibt, so dass es unmöglich ist, die genaue Abstimmung auf die Trägerwelle des zu empfangenden Senders durch Einstellung auf maximale Schallenergie zu finden, wie dies bei Empfangsgeräten ohne selbsttätige Lautstärkeregelung möglich ist.
Hinsichtlich einer möglichst hohen Güte der Tonwiedergabe ist es jedoch erwünscht, das Gerät mit hinreichender Genauigkeit auf die Trägerwelle des zu empfangenden Senders abzustimmen, da bei Verstimmung infolge der Unterdrük- kung der höheren Modulationsseitenbandfrequenzen im Gerät unerwünschte Verzerrungen auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Überlagerungsempfangsgerät zu schaffen, das mit einer Abstimmeinriehtung versehen ist, die selbsttätig die Verstimmung des Gerätes innerhalb gewisser Grenzen korrigiert.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen werden, die von den bei einer Abstimmung des Empfängers dem Zwischenfrequenzteil (Zwischenfrequenzverstärker) desselben zugeführten Schwingungen gesteuert werden und die Abstimmung des örtlichen Oszillators in Abhängigkeit von der Frequenz dieser Schwingungen derart beeinflussen, dass eine Abweichung dieser Frequenz innerhalb bestimmter Grenzen von der Frequenz, auf die der Zwischenfrequenzverstärker abgestimmt ist, selbsttätig durch Änderung der Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen korrigiert bzw. verringert wird.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht.
In Fig. 1 der Zeichnung sind die für das Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile eines Überlagerungsempfängers gemäss der Erfindung dargestellt. Eine Antenne 1 ist mit dem ersten Detektor 3 mittels eines Bandfilters 5 gekoppelt, das aus mehreren in Reihe geschalteten veränderlichen Selbstinduktionen 7,9 und 11 sowie aus mehreren abgestimmten Kreisen zusammengesetzt ist, die je einen Kondensator 13 und eine veränderliche Selbstinduktion 15 enthalten. In die Verbindung der Antenne mit der Erde ist eine veränderliche Selbstinduktion 17 eingeschaltet, die mittels der Erdkapazität der Antenne in Reihe mit einem veränderlichen Kondensator 19 abgestimmt ist. Sämtliche Selbstinduktionen, aus denen das Bandfilter zusammengesetzt ist, sind mit einem bewegbaren Eisenkern versehen.
Wie durch die gestrichelte Linie angegeben ist, werden diese Eisenkerne gemeinsam mittels einer Abstimmvorrichtung 21 bedient. Der erste Detektor 3 ist ausserdem mittels einer Spule 47 mit einem örtlichen Oszillator 35 gekoppelt, der eine rückgekoppelte Verstärkerröhre 37 aufweist, deren Steuergitterkreis einen abgestimmten Kreis enthält. Die Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen wird mit Hilfe einer veränderlichen Selbstinduktion 45 eingestellt, die mittels der gemeinsamen Abstimmvorrichtung 21 bedient wird. Der erste Detektor 3 ist ferner über einen Zwischenfrequenztransformator 31 mit einem zweiten Detektor 51 gekoppelt. Zwischen den beiden Detektoren kann selbstverständlich ein Zwischenfrequenzverstärker eingeschaltet sein.
Zur Erzielung einer selbsttätigen Abstimmung sind Mittel vorgesehen, welche die Abstimmung des örtlichen Oszillators selbsttätig steuern. Diese Mittel bestehen aus einer parallel zu dem abgestimmten Steuergitterkreis des örtlichen Oszillators geschalteten Reihenschaltung eines Kondensators 63 und eines veränderlichen Widerstandes,
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der durch den Widerstand zwischen der Anode und der Kathode einer Röhre 65 gebildet wird. Die durch den Kondensator 63 verursachte Verstimmung des örtlichen Oszillators ist um so grösser, je kleiner der Widerstand zwischen der Anode und der Kathode der Regelröhre 65 ist.
Dieser Widerstand ist von der Abstimmung des Empfängers abhängig und wird dadurch geändert, dass das Potential des Steuergitter 69 in positivem oder negativem Sinne geändert wird, je nach dem Sinne, in dem die Frequenz der im Ausgangskreis des ersten Detektors auftretende Schwingung von der Frequenz abweicht, auf die der Zwischenfrequenztransformator 31 abgestimmt ist. Die Vorspannung des Steuergitter 69 der Röhre 65 wird durch eine konstante Vorspannung und durch den Spannungsabfall in zwei Widerständen 85 und 89 bestimmt, die in die Gleichstromkreise zweier Diodengleichrichter 77 und 79 eingeschaltet sind, welche mittels abgestimmter Kreise 81 und 83 mit dem Eingangskreis des zweiten Detektors 51 gekoppelt sind.
Der Kreis 81 ist auf eine etwas niedrigere, der Kreis 83 auf eine etwas höhere Frequenz als die Frequenz abgestimmt, auf die der Zwischenfrequenzteil des Empfängers abgestimmt ist.
Die konstante negative Gittervorspannung der Röhre 65 wird so gewählt, dass, wenn in den Zweielektrodenröhren 77 und 79 ein gleich grosser Anodenstrom fliesst, der örtliche Oszillator auf eine Frequenz abgestimmt ist, die mit der empfangenen Trägerwellenfrequenz gerade die gewünschte Zwischen- frequenz liefert. Es versteht sich, dass diese Zwischenfrequenz der mittleren Frequenz des vom abgestimmten Transformators 31 durchgelassenen Frequenzbandes entspricht.
Wird das Gerät auf das zu empfangende Signal abgestimmt, so tritt im Ausgangskreis des ersten Detektors ein Zwischenfrequenzwechselstrom auf, dessen Frequenz z. B. etwas niedriger als die gewünschte Zwischenfrequenz sein möge. Wird nun ferner angenommen, dass der örtliche Oszillator auf eine Frequenz abgestimmt ist, die höher als die Frequenz des zu empfangenden Signals ist, und wird die Oszillatorfrequenz durch eine entsprechende Bewegung der Abstimmvorrichtung 21 erhöht, so wird schliesslich ein Punkt erreicht, bei dem der Zweielektrodenröhre 77 eine geringe Wechselspannung aufgedrückt wird.
Ist dieser Punkt erreicht, so tritt die selbsttätige Abstimmvorrichtung in Tätigkeit, welche die Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen so lange ändert, bis diese Schwingungen zusammen mit den empfangenen Schwingungen die gewünschte Zwischenfrequenz liefern. Die der Röhre 77 aufgedrückte Wechselspannung verursacht nämlich nach Gleichrichtung über den Widerstand 85 einen
Gleichspannungsabfall in solchem Sinne, dass die negative Vorspannung des Gitters 69 und somit der innere Widerstand der Röhre 65 zunimmt. Der Einfluss, dem der Kondensator 63 auf die Abstimmung des örtlichen Oszillators ausübt, nimmt infolgedessen ab, was eine Zunahme der Frequenz der erzeugten Schwingungen zur Folge hat.
Diese Wirkung dauert so lange, bis ein Gleichgewichtspunkt erreicht ist, der durch den Schnittpunkt der beiden Kurven I und II in Fig. 3 bestimmt wird, welche die Resonanzkurven der abgestimmten Kreise 81 und 83 darstellen, wobei der Kurve I eine entsprechende Erhöhung der Vorspannung des Gitters 69 im negativen Sinne, der Kurve II eine solche im positiven Sinne entspricht.
Wird das Gerät auf das gleiche Signal abgestimmt, wobei jedoch von einer Einstellung des Abstimmorgans ausgegangen wird, die höheren Frequenzen entspricht, so wird die Zweielektrodenröhre 79 in Tätigkeit gesetzt, welche die Gittervorspannung der Röhre 65 im positiven Sinne erhöht, was zur Folge hat, dass der Widerstand zwischen der Anode und der Kathode der genannten Röhre immer mehr abnimmt und mithin der vom Kondensator 63 auf die Abstimmung des örtlichen Oszillators ausgeübte Einfluss grösser wird. Unter diesen Umständen wird auch wieder der durch den Schnittpunkt der Kurven I und II in Fig. 3 bestimmte : Gleichgewichtszustand erreicht.
Das Bandfilter 5 im Eingangskreis des ersten Detektors wird derart bemessen, dass es ein Frequenzband von 50 bis 100 Kilohertz durchlässt. Verzerrungen infolge einer teilweisen Unterdrückung der Modulationsseitenbänder des empfangenen Signals, die auftreten könnten, wenn die mittlere, vom Bandfilter durchgelassene Frequenz nicht mit der Trägerwellenfrequenz des zu empfangenden Signals zusammenfällt, werden dadurch vermieden.
Die selbsttätige Abstimmeinrichtung kann z. B. derart bemessen werden, dass sie betätigt wird, wenn die Zwischenfrequenzwechselströme um etwa 3 bis 4 Kilohertz von der gewünschten Zwischenfrequenz abweichen.
In Fig. 2 der Zeichnung ist eine verbesserte Schaltung gemäss der Erfindung dargestellt, bei der ein an sich bekannter, sogenannter Geräuschunterdrücker angewendet wird, der gleichzeitig verhindert, dass die selbsttätige Abstimmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, bevor das Gerät mit einer Genauigkeit von z. B. 1-5 Kilohertz auf den zu empfangenden Sender abgestimmt ist.
Diese Schaltung weist einen ersten Detektor 95, einen Zwischenfrequenzverstärker 97 sowie einen zweiten Detektor 99 auf. Der erste Detektor ist mit einer Antenne mittels eines Filterkreises 101, der auf gleiche Weise wie der an Hand der Fig. 1 beschriebene Filterkreis eingerichtet sein kann, und ferner mittels einer Spule 105 mit einem örtlichen Oszillator 111 gekoppelt. Letzterer besteht aus einer ruckgekoppelten Verstärkerröhre 112, deren Gitterkreis mittels eines Kondensators 117 gleichzeitig mit dem selektiven Eingangskreis des ersten Detektors abgestimmt wird, wie durch die gestrichelte Linie 119 angegeben ist.
Die Anode 127 der Röhre 112 kann mit Hilfe von zwei Schaltern 131 und 132 entweder mit einem Punkt eines Spannungsteilers 125, dem die im Gerät benötigten Gleichspannungen ent- nommen werden oder über einen Leiter 134 mit der Anode 136 einer Regelröhre 138 verbunden werden.
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Wird kein Signal empfangen, so hat das Steuergitter 149 des Zwischenfrequenzverstärkers 97 eine hohe negative Vorspannung, so dass diese Röhre vollkommen oder nahzu vollkommen unwirksam ist. Diese negative Vorspannung wird einem in den Anodenkreis einer Röhre 153 eingeschalteten Widerstand 151 entnommen.
Die Einrichtung, welche die Frequenz des örtlichen Oszillators selbsttätig regelt, ist auf gleiche Weise wie die an Hand der Fig. 1 beschriebene getroffen. Sie enthält zwei Elektrodenröhren163 und 165 sowie die Regelröhre 138. Der mit der Röhre 163 verbundene abgestimmte Kreis 169 ist auf eine etwas niedrigere, der mit der Röhre 165 verbundene Kreis 171 auf eine etwas höhere Frequenz als die gewünschte Zwischenfrequenz abgestimmt. Der Spannungsabfall, der über die Widerstände 173 und 175 in den Anodenkreisen der Zweielektrodenröhren auftritt, steuert die Gittervorspannung und mithin den Widerstand der Regelröhre 138, die in Reihe mit einem Kondensator 166 geschaltet ist. Diese Reihenschaltung beeinflusst die Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen auf die an Hand der Fig. 1 bereits beschriebene Weise.
Der Schalter 131 muss in diesem Falle geschlossen und der Schalter 132 nach links umgelegt sein.
Da bei der Schaltung nach Fig. 2 der örtliche Oszillator 111 mittels eines veränderlichen Kondensators (anstatt einer veränderlichen Selbstinduktion wie bei der Schaltung nach Fig. 1) abgestimmt wird, ist es erforderlich, den Kondensator 166 gleichzeitig mit dem Kondensator 117 derart zu ändern, dass das Verhältnis der Kapazitäten der beiden Kondensatoren stets nahezu konstant bleibt.
Die selbsttätige Regelung der Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen kann auch durch Änderung der Anodenspannung der Oszillatorröhre erhalten werden. Die Schalter 131 und 132 müssen in diesem Fall die in Fig. 2 angegebenen Stellungen einnehmen, so dass die Anodenspannung der Oszillatorröhre von dem Spannungsabfall über einen Widerstand 191 im Anodenkreis der Regelröhre 138 abhängig ist. Der Oszillator 111 ist in diesem Fall derart eingestellt, dass die Frequenz der erzeugten Schwingungen zu-bzw. abnimmt, wenn die Anodenspannung höher bzw. niedriger wird.
Ist der örtliche Oszillator auf eine zu niedrige Frequenz abgestimmt, so erhöht die Zweielektrodenröhre 163 den Widerstand der Röhre 138, was zur Folge hat, dass der den Widerstand 191 durchfliessende Strom abnimmt und die Anodenspannung des örtlichen Oszillators zunimmt, bis die richtige Frequenz erreicht ist.
Die oben beschriebene selbsttätige Abstimmeinrichtung ist über eine Verstärkerröhre 177 mit dem Zwischenfrequenzverstärker gekoppelt. Diese Röhre sowie die Zwischenfrequenzverstärkerröhre 97 sind unwirksam, wenn kein Signal empfangen wird, da an dem Gitter 183 eine grosse negative Vorspannung liegt, die wieder durch den Spannungsverlust über den Widerstand 151 bestimmt wird. Es ist also klar, dass die zur selbsttätigen Abstimmung dienende Einrichtung erst zur Wirkung kommen kann, nachdem die Blockierung der Röhre 177 aufgehoben worden ist.
Die Schaltung für den Geräusehunterdrücker enthält eine Verstärkerröhre 187, einen Zweielektrodengleichrichter 189 sowie die Röhre 153. Das Steuergitter der erstgenannten Röhre ist über einen Kondensator 201 mit dem Steuergitter der Zwischenfrequenzverstärkerröhre 97 verbunden, während der Anodenkreis mittels eines auf die gewünschte Zwischenfrequenz abgestimmten Transformators 209, der eine sehr scharfe Resonanzkurve besitzt, wie in Fig. 3 durch die Kurve 227 angegeben ist, mit dem Zweielektrodengleichrichter 189 gekoppelt ist. Im Anodenkreis dieser Zweielektrodenröhre liegt ein Widerstand 211 ; der über diesen Widerstand auftretende Spannungsabfall steuert die Gittervorspannung der Röhre 153.
Im Anodenkreis der letzteren Röhre liegen die Primärwicklung eines Transformators 223 sowie der Widerstand 151, über den, wie bereits erwähnt wurde, ein Gleichspannungsabfall auftritt, der zur Blockierung der Röhren 97 und 177 dient, wenn kein Signal empfangen wird. Die Sekundärwicklung des Transformators 223 wird mit einer Wechselspannungsquelle verbunden.
Wenn der Empfänger angenähert auf ein Signal abgestimmt ist und eine Zwischenfrequenzwechselspannung über die Sekundärwicklung des Transformators 209 auftritt, so wird die Zweielektrodenröhre 189 von einem gleichgerichteten Strom durchflossen, der über den Widerstand 211 einen Gleichspannungsabfall herbeiführt, durch den die Gittervorspannung der Röhre 153 stärker negativ wird.
Infolgedessen nimmt der Anodenstrom dieser Röhre und mithin auch der Spannungsabfall über den Widerstand 151 ab, was zur Folge hat, dass das Gitter der Zwischenfrequenzverstärkerröhre 97 stärker positiv wird und diese Röhre wirksam wird. Es werden dann Zwisehenfrequenzsehwingungen der als zweiter Detektor dienenden Zweielektrodenröhre 99 zugeführt, und es wird über einen im Anodenkreis der Zweielektrodenröhre liegenden Widerstand 137 ein Gleichspannungsabfall auftreten, der das Steuergitter der Röhre 153 noch stärker negativ macht.
Es ergibt sich also, dass sich der Spannungsabfall über den Widerstand 211 und der Spannungsabfall über den Widerstand 137 unterstützen, was ihren Einfluss auf die Gitterspannung der Röhre 153 betrifft ; diese Wirkung dauert so lange, bis der Anodenstrom der Röhre 153 nahezu vollkommen unterdrückt ist und die Verstärkerröhren 97 und 177 normal als Verstärker arbeiten.
Wird das Empfangsgerät derart abgestimmt, dass bei einer Einstellung des Abstimmorgans 119 angefangen wird, die einer Frequenz, die niedriger als die zu empfangende Signalfrequenz ist, entspricht, und hat die Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen einen solchen Wert, dass
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die im Ausgangskreis des ersten Detektors auftretenden Schwingungen um mehr als etwa 1. 5 Kilohertz von der gewünschten Zwischenfrequenz, die nach der Annahme 175 Kilohertz beträgt, abweichen, so wird der örtliche Oszillator nicht durch die selbsttätige Abstimmeinrichtung beeinflusst, da die Röhre 177 von dem Geräuschunterdrücker ausser Betrieb gesetzt wird.
Bei einer Abweichung von etwa 1. 5 Kilohertz in bezug auf die gewünschte Zwischenfrequenz fliesst durch den abgestimmten Transformator 209 eine genügende Energiemenge, um die Röhre 153 mittels des Gleichspannungsabfalles über den Widerstand 211 im Gleichrichterkreis der Zweielektrodenröhre 189 einerseits und des Gleichspannungsabfalles über den Widerstand 137 im Gleichrichterkreis des zweiten Detektors anderseits zu blockieren. Die Blockierung der Röhren 97 und 187 wird dann fast augenblicklich aufgehoben, und den beiden Zweielektrodenröhren 163 und 165 der selbsttätigen Abstimmvorrichtung wird Zwischenfrequenzenergie zugeführt.
Die der Röhre 163 zugeführte Zwischenfrequenzwechselspannung ist grösser als die der Röhre 165 zugeführte, so dass die Frequenz der örtlich erzeugten Schwingungen zunimmt, bis die Zwischenfrequenz nahezu 175 Kilohertz beträgt. Gleichzeitig mit der Blockierung der Röhre 177 wird die Blockierung der Röhre 97 aufgehoben, wodurch das Empfangsgerät normal wirksam wird und das empfangene Signal wiedergegeben wird.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass, wenn bei der Abstimmung von höheren Frequenzen auf niedrigere Frequenzen übergegangen wird, die Schaltung eine entsprechend gleiche Wirkung hat.
Bei der Abstimmung des Empfangsgerätes auf einen andern Sender wird die Einstellung des Abstimmkondensators 117 des örtlichen Oszillators geändert, bis die Abweichung der Zwischenfrequenz von der gewünschten Zwischenfrequenz etwa 1. 5 Kilohertz beträgt, wobei der Zweielektrodenröhre 189 keine Energie mehr zugeführt wird und die Verstärkerröhren 97 und 177 wieder blockiert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Überlagerungsempfangsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die von den bei einer Abstimmung des Empfängers dem Zwischenfrequenzteil desselben zugeführten Schwingungen gesteuert werden und die Abstimmung des örtlichen Oszillators in Abhängigkeit von der Frequenz dieser Schwingungen derart beeinflussen, dass eine Abweichung dieser Frequenz innerhalb bestimmter Grenzen von der Frequenz, auf die der Zwischenfrequenzteil abgestimmt ist, selbsttätig durch Änderung der Frequenz der vom örtlichen Oszillator erzeugten Schwingungen korrigiert wird.