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Einrichtung zur optimalen Unterdrückung einer störenden Frequenz.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Abstimmung eines Hochfrequenzzeichens, das durch eine Trägerfrequenz übertragen wird, und auf die gleichzeitige Verminderung der Interferenz, die durch andere Frequenzen, welche sich nicht erheblich von derjenigen des erwünschten Zeichens unterscheiden, übertragen wird. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Spiegelfrequenz- Unterdruckungssystem, das eine im wesentlichen gleichmässige Spiegelfrequenzunterdrückung in zwei oder mehr Frequenzbereichen gestattet.
Die Erfindung ist besonders bei Superheterodyne-Radioempfängern anwendbar. Es ist bekannt, dass der Superheterodyne-Empfänger, wenn er irgendeine gegebene Frequenz empfängt, für Spannungen zweier Frequenzen besonders empfindlich ist. Die beiden Frequenzen differieren voneinander um den doppelten Betrag der Zwischenfrequenz, auf die der Zwischenfrequenzverstärker stetig abgestimmt ist.
Es ist allgemein üblich, einen Abstimmungskreis zu verwenden', welcher im vorliegenden Fall den Zweck hat, die eine der beiden Frequenzen, auf die der Superheterodyne-Empfänger bevorzugt anspricht, möglichst ungeschwächt durchzulassen, die andere dagegen zu schwächen. Die erwünschte Frequenz wird hier die Zeichenfrequenz genannt. Das Zeichenabstimmungssystem vermindert, wie erwähnt, die zweite Frequenz, nämlich die unerwünschte Trägerfrequenz bzw. die Störung, welche bei der zweiten Trägerfrequenz, auf welche der Empfänger besonders anspricht, auftritt. Diese zweite Frequenz wird im folgenden die Spiegelfrequenz genannt, weil sie im gleichen Abstand von der örtlich
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Frequenz liegt.
Die Dämpfung der Spiegelfrequenz in bezug auf die Zeichenfrequenz kann dadurch erhöht werden, dass man gleichzeitig verschiedene selektive Kreise auf die Zeiehenfrequenz abstimmt. Wenn der Sender indessen bei der Bildfrequenz ziemlich stark kommt, ist es schwierig, zwischen den Zeichen-und Spiegelfrequenzen zu unterscheiden. Weiterhin wird der Nachteil, den diese Art der Spiegelfrequenzdämpfung bei einem Empfänger hat, der über verschiedene Frequenzbereiche wirksam ist, dadurch vergrössert, dass die Konstanten von verschiedenen, auf Hochfrequenz abgestimmten Kreisen verändert werden müssen.
Gegenstand dieser Erfindung ist daher, die oben genannten Einwände gegen den SuperheterodyneRadioempfänger zu beseitigen und eine Schaltung für die Unterdrückung von Spiegelfrequenzströmen zu schaffen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist der, ein selektives Übertragungssystem zu schaffen, das für den selektiven Empfang von Zeichen, die mehrere Frequenzbereiche decken, verändert werden kann und eine Spiegelfrequenzunterdrückung innerhalb eines jeden der genannten Bereiche vorzusehen.
Zur Ausführung dieser Erfindung sind zwischen dem Antennenkreis und den Eingangsklemmen des Empfängers Übertragungsmittel für jeden der verschiedenen Bereiche, auf welchen der Empfänger abgestimmt werden kann, vorgesehen. Die erste Übertragungseinrichtung schliesst einen abstimmbaren Kreis ein, der selektiv eine Spannung der Zeichenfrequenz und gelegentlich auch eine Spannung der unerwünschten Spiegelfrequenz überträgt, obgleich die letztere beträchtlich gedämpft wird. Die zweite Übertragungseinrichtung überträgt unselektiv (non-seleetively) Spannungen aller Spiegelfrequenzen
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entsprechend den Zeichenfrequenzen innerhalb des Bereiches, auf welchen der Empfänger wirksam eingestellt ist.
Die Intensität dieser Spiegelfrequenzspannung aus der zweiten Übertragungseinrichtung ist so bemessen wie diejenige der durch die selektiven Übertragungsmittel übertragenen Spiegelfrequenzspannung. Die Spiegelfrequenzspannungen aus den beiden Übertragungseinrichtungen werden in entgegengesetzten Polaritäten zu den Eingangsklemmen der ersten Röhre des Empfängers geleitet, und infolgedessen wird in dieser Röhre die Spiegelfrequenzspannung durch Gegenwirkung ausgeglichen.
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überträgt, bewirkt die erste Einrichtung bei dieser Frequenz eine viel grössere Übertragung als die zweite, so dass die zweite nur wenig Wirkung auf die Übertragung der erwünschten Zeichenfrequenzen hat.
Ausserdem stehen die durch diese beiden Einrichtungen übertragenen Zeichenfrequenzspannungen bei der erwünschten Zeichenfrequenz nicht im Gegensatz zueinander.
Die Kreise sind so bestimmt und abgemessen, dass die vollständig zu unterdrückende Frequenz automatisch mit der Resonanzfrequenz des abstimmbaren Kreises variiert.
Es wird eine Vorkehrung zur Änderung des Abstimmungsbereiches des abstimmbaren Übertragungsmittels getroffen, so dass das variable Abstimmungselement des abstimmbaren Kreises den Zeicheneingangskreis über jedes der verschiedenen Zeichenbänder abstimmen kann. Zusätzlich wird noch eine mit der vorgenannten zusammen wirksame Anordnung getroffen, um gleichzeitig die das zweite oder nicht abgestimmte Übertragungsmittel enthaltende Kopplung und die natürliche Frequenz des Antennenkreises zu verändern und den Antennenkreis in dem gewählten Zeichenfrequenzband äusserst resonant zu machen.
Die nicht selektive Spiegelfrequenzübertragung zwischen der Antenne und den Eingangsklemmen wird auf diese Weise durch die zweite Vorkehrung verändert, um eine Optimum-oder nahezu Optimumunterdrückung der Spiegelfrequenzstörung bei Zeichen in dem durch die erste Vorkehrung erwählten Bereich zu erzielen. Eine Optimumunterdrückung wird dann erzielt, wenn im wesentlichen gleiche und entgegengesetzte Spiegelfrequenzspannungen durch die beiden respektiven Übertragungs- mittel übertragen werden.
Dieses System bewirkt eine grosse Dämpfung der Spiegelfrequenz, die stärker ist als diejenige, die von der Selektivität des abstimmbaren Kreises in jedem der verschiedenen Bereiche, für welchen der Empfänger mit Spiegelfrequenzunterdrückung zu arbeiten bestimmt ist, herrührt. Ein Merkmal dieser Erfindung ist, dass im allgemeinen die gelegentlich nicht selektive Übertragung von Zeichenfrequenzspannung im wesentlichen keine Änderung in der Empfindlichkeit des Empfängers auf das erwünschte Zeichen hervorruft. Es wird nun auf die Zeichnung hingewiesen, in der der Antennen-und abstimmbare Kreis in Verbindung mit einem Superheterodyne-Empfänger veranschaulicht wird.
In dieser Abbildung, die zuerst bei einem Arbeitsvorgang beschrieben wird, bei dem die Schalter 25 und 26 offen sind und bei dem das System in dem unteren seiner beiden Frequenzbereiche arbeitet, enthält der Antennenkreis die Antenne 10, den Absperrungskreis 12, den Serienkondensator 13, die Spulen 14 und 15, den Kopplungskonde. nsator 16 und die Erdklemme. 11. Der Absperrungskreis 12 ist auf die Zwischenfrequenz abgestimmt, um den direkten Empfang von Strömen dieser Frequenz zu verhindern. Der Widerstand 28 ist über einen Teil des Antennenkreises geschaltet. Die Konstanten des Antennenkreises sind so gewählt, dass der ganze Antennenkreis ungefähr in der Mitte des unteren Frequenzbandes äusserst resonant ist ; die Resonanzbreite wird grösstenteils durch den Widerstand 28 bestimmt.
Der varible Abstimmungskreis 17 umfasst die Spule 18 und den variablen Kondensator 19 und ausserdem die Spule 15 und den Kondensator 16, die zum Antennenkreis gehören.
Die Kopplung zwischen dem Antennenkreis und dem abstimmbaren Kreis 17 wird von der Spule 15 und dem Kondensator 16 gebildet. Diese beiden Kopplungskomponenten stehen infolge ihrer entgegengesetzten Reaktanzeigenschaften im Gegensatz zueinander. Bei allen dem Abstimmungsbereieh entsprechenden Spiegelfrequenzen hat die Spule 15 eine geringere Reaktanz als der Kondensator 16. Die Wirkung der Spule 15 ist bei den höheren Frequenzen bedeutend, jedoch bei den niederen Frequenzen klein oder unbeachtlich.
Der parallel abstimmbare Kreis 17, die Spule 24, die Spule 22 und der Vorspannungswiderstand und Kondensator 21 bilden den Eingangskreis des Empfängers und sind in Serie geschaltet zwischen die Eingangsklemmen jl-jl des Empfängers, nämlich des Gitters und der Kathode der Modulatoroder ersten Detektorröhre 20. Der parallel abstimmbare Kreis bildet die erste oder selektive Übertragungseinrichtung zwischen den Antennen-und Eingangskreisen.
Die Spule 22 ist mit einer Spannungsquelle 23 induktiv gekoppelt, deren Frequenz mit der Abstimmung des Kreises 17 durch den Kondensator 19 verändert wird, die jedoch eine bestimmte Frequenzdifferenz in bezug auf diese einhält, die derjenigen Zwischenfrequenz gleich bleibt, auf welche die Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers abgestimmt sind. Die Frequenz der Quelle 23 ist vorzugsweise um die genannte beständige Differenz höher als das Zeichen, das empfangen wird.
Die Spule 24, die in den Kathodenkreis des Modulators 20 eingeschlossen ist, wird induktiv mit der Spule 14 des Antennenkreises gekoppelt. Diese Kopplung bildet das nicht selektive Übertragungsmittel.
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Durch diese Anordnung sind zwei Übertragungsmittel zwischen der Antenne und der Modulatorröhre geschaffen. Das erste Mittel schliesst den parallel abstimmbaren Kreis 17 ein, der geeignet ist, selektiv eine Spannung der gewünschten Zeiehenfrequenz zu übertragen und der Spiegelfrequenzspannungen dämpft. Das zweite Übertragungsmittel enthält die gegenseitige Induktanz zwischen den Spulen 24 und 14 ; dieses Mittel überträgt unselektiv eine Spannung von dem Antennenkreis zu den Eingangsklemmen des Modulators 20. Die. Charakteristiken dieser beiden Übertragungseinriehtungen sind so gewählt, dass die auf diese Weise zwischen der Kathode und dem abstimmbaren Kreis 17 auf-
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und bei der Spiegelfrequenz gleich sind.
Die jeweiligen Abmessungen der beiden Kopplungskomponenten zwisehen der Antenne und dem parallel abstimmbaren Kreis 17 sind so, dass der Gang der Spiegelfrequenz und der Frequenz, die im höchsten Masse mittels der beiden oben beschriebenen Übertragungseinrichtungen unterdrückt wird, über den ganzen Abstimmungsbereich genau oder nahezu genau gleich sind, so dass eine optimale oder nahezu optimale Spiege1frequenzunterdrÜckuug erzielt wird.
Die oben beschriebenen Schaltungen und Merkmale sind, wie schon erwähnt, vorhanden, wenn der Empfänger auf den unteren von zwei Frequenzbereichen eingestellt ist. Wenn gewünscht wird, dass dieselben Kreise in dem höheren von zwei Frequenzbereichen arbeiten, werden die Schalter 25 und 26 durch eine durch die punktierte Linie bezeichnete mechanische Einrichtung gleichzeitig geschlossen.
Durch das Schliessen des Schalters 25 wird ein Teil der Spule 18 kurzgeschlossen ; durch das Schliessen des Schalters 26 wird die Hilfsspiege1frequenzspule 27 im wesentlichen parallel mit der Spule 14 geschaltet. Da jedoch die Induktanz der Spule 14 wesentlich grösser ist als die der Spule 27, wird der grössere Teil des Stromes durch die letztere Spule fliessen, und die Spulen 14 und 15 werden relativ wenig Einfluss auf die Arbeitsweise haben.
Mit den für den Betrieb im höheren Frequenzband geschlossenen Schaltern 25 und 26 wird die Spiege1frequenzunterdrüekung im wesentlichen in derselben oben beschriebenen Weise erzielt. Jedoch wird die Induktanz der Spule 27 so gewählt, dass, wenn sie wie beim Arbeiten innerhalb des höheren Frequenzbandes in den Antennenkreis eingeschlossen ist, der ganze Kreis ungefähr in der Mitte des höheren Frequenzbandes breit (nicht eng) abgestimmt sein wird.
Der Ausgang des Modulators 20 ist mit dem Eingang des Empfängers 29 verbunden, der, wie angegeben, auf Zwischenfrequenzströme ansprieht. Dieser Teil des Empfängers, der in der Technik bekannt ist und deshalb nicht weiter beschrieben zu werden braucht, verstärkt und reproduziert die ihm durch den Modulator 20 zugeführten Zeichen.
Die Verbindungsstelle der Spule 15 und des Kondensators 16 ist durch den Widerstand 30 mit einer Gittervorspannungs-Spannungsquelle im Empfänger 29 verbunden. Diese Quelle wird vorzugsweise selbsttätig in einem automatischen Leistungssteuerungssystem verändert, dessen Einzelmerkmale keinen Teil dieser Erfindung bilden.
Mit der beschriebenen Schaltung ist es möglich, eine Spiege1frequenzunterdrÜckung innerhalb des einen oder andern von zwei Frequenzbereichen zu erzielen und gleichzeitig die Resonanzeharakteristiken der Antennen-und abstimmbaren Kreise nach Wunsch durch die einfache Handhabung von zwei für Einknopfsteuerungsbetrieb verbundenen Schalter zu verändern.
Das Frequenzsteuerungselement des Generatorkreises 23 kann für die Einknopfsteuerung mit dem variablen Kondensator 19 des abstimmbaren Kreises 17 verbunden sein.
Geeigneter Strom kann durch die üblichen in dem Empfänger 29 eingeschlossenen Kraftver- sorgungsmittel zur Heizung der Kathode der Modulatorröhre 20 geliefert werden.
Die gezeigte und beschriebene Schaltung kann für den Betrieb über irgendwelche zwei Frequenzbänder bestimmt sein, und diese Bänder brauchen nicht unbedingt aneinander zu stossen. In einer besonderen gemäss dieser Erfindung gebauten Einrichtung jedoch enthält das niedere Frequenzband 550-1400 Kilohertz und das zunächst benachbarte höhere Frequenzband 1400-3550 Kilohertz. Es wurde eine Zwischenfrequenz von 450 Kilohertz benutzt. Die Spiegelfrequenz war 900 Kilohertz höher als die Zeiehenfrequenz.
Überdies können die Grundsätze gemäss dieser Erfindung für einen Empfänger, der über drei oder mehr Frequenzbänder arbeitet, benutzt werden.
Der Ausdruck "nahezu optimal" bezieht sich auf Schaltungsverhältnisse, die optimal sind oder sich dem Optimum genügend nähern, um eine im wesentlichen vorteilhafte Unterdrückung der Spiegel-
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