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Superheterodyne-Empfänger.
Diese Erfindung bezieht sich auf den Empfang und die Auswahl modulierter Trägerzeichen, im besonderen auf die Verbesserung der Empfangsgenauigkeit.
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eines Rundfunkempfängers auf ein gewünschtes Zeichen in einem solchen Kanal ist es oft schwierig, Interferenzen, die von Zeichen in dem benachbarten Kanal stammen, zu beseitigen, besonders wenn solche interferierende Zeichen mit einer Stärke, die derjenigen des gewünschten Zeichens vergleichbar ist, empfangen werden.
In solchen Fällen erfordert der Empfang ohne störende Interferenz gewöhnlich, dass das Siebsystem ein merklich eingeengtes Frequenzband durchlässt, damit der Durchgang der interferierenden Zeichen im wesentlichen verhindert wird. Die auf diese Weise vorgenommene Einengung des ausgewählten Bandes beeinträchtigt jedoch gewöhnlich die Genauigkeit des Zeichenempfanges, da die Seitenbandfrequenzen, die den höheren Hörmodulationsfrequenzell entsprechen, unterdrückt werden.
Gemäss dieser Erfindung wird die Empfangsgenauigkeit durch Anwendung eines Frequenz-
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abstimmbaren Ausgangskreis 20 hat, ist vorgesehen. Der Ausgang des Oscillators ist mit einer Spule 22 gekoppelt, die in dem Gitter-Kathodenkreis der Modulatorröhre 13 liegt.
Es entsteht gemäss der wohlbekannten Modulatorwirkung Modulation der Radiofrequenzzeiehen durch die örtlichen Schwingungen in der Röhre 13. Infolgedessen erscheint die Zwischen-
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frequenz ist, in dem Ausgang des Modulators. Die gewöhnlichen zwei Modulationsseitenbänder, die sich über sechs oder mehr Kilohertz an jeder Seite der Zwisehenträgerfrequenz ausdehnen, sind der
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wird die örtliche Oscillatorfrequenz durch den Kondensator 21 um denselben Betrag und in derselben Richtung verändert, um welchen die. Resonanzfrequenz des Radiofrequenz-Siebkreises durch den Kondensator 18 verändert wird. Die zwei Kondensatoren 18 und 21 werden gewöhnlich durch eine einzige mechanische.
Steuereinrichtung, die ganz allgemein durch die punktierten Linien U bezeichnet sind, betätigt.
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durch ein Zwisehenfrequenz-Siebsystem 23 der doppelt abgestimmten Type gekoppelt. Dieses Siebsystem enthält eine elektromagnetisch mit einer Sekundärspule 25 gekoppelte Primärspule 24. Ein fester Kondensator 26 und ein variabler Kondensator 27 sind der Primärspule 24 nebengeschlossen. Der Sekundärspule 25 ist ein fester Kondensator 28 und ein variabler Kondensator 29 nebengeschlossen. Die beiden variablen Kondensatoren 27 und 29 werden gleichzeitig durch eine einzige mechanische Steuereinrichtung, ganz allgemein mit U'bezeiehnet, betätigt. Die mechanische Steuereinrichtung ist so eingerichtet, dass ihre Betätigung die Kapazitäten der beiden Kondensatoren 27 und 29 in derselben Richtung variiert.
Ein anderes Zwischenfrequenz-Siebsystem 30 dient dazu, die Röhre 14 mit dem Detektor und Audioverstärker 15 zu koppeln. Dieses Siebsystem umfasst ebenfalls eine Primärspule j, l, die mit einer Sekundärspule 32 gekoppelt ist ; diese Spulen sind durch die entsprechenden Kondensatoren 33
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Zwisehenträgerfrequenz zentriert ist, ausgewählt wird. Das Kopplungssystem 30 hat indessen keine variablen Kondensatoren, nach Art der Kondensatoren 27 und 29 des Siebsystems 23.
Im System 2. 3 wird jeder der Primär-und Sekundärkreise so eingestellt, dass eine Abstimmung
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Steuereinrichtung ur sich in einer Zwischenstellung zwischen den Minimum-und Maximumgrenzen ihres Wirkungsbereiches befindet. Um das System derart abzustimmen, wird vorzugsweise die Stellung im Mittelbereich der Einrichtung gewählt. Diese Stellung von U'ist dann die neutrale oder normale Stellung, in der das System auf Resonanz in der Zwischenträgerfrequenz abgestimmt ist. In dieser neutralen Stellung sind die variablen Kondensatoren 27 und 29 so eingestellt, dass sie Kapazitätswerte in der Mitte ihrer Maximum-und Minimumwerte haben.
Diese Kapazitätswerte in der neutralen Stellung sollten vorzugsweise so sein, dass die Resonanzfrequenz von der Zwischenträgerfrequenz in beiden Richtungen um einen gleichen Betrag verschoben werden kann.
Die Kondensatoren 27 und 29 sind durch die Einrichtung U'so in Wechselbeziehung gebracht, dass die Bewegung von ! 7' gleiche Änderungen der Resonanzfrequenzen der Primär-und Sekundärkreise des Kopplungssystems 23 hervorruft. Daher sind diese Primär-und Sekundärkreise immer im Wirkungsbereich der Einrichtung U'auf dieselbe Frequenz abgestimmt. In dem vorteilhaften Fall, in dem die Spulen 24 und 25 gleich sind, und die Kondensatoren 26 und 28 auch gleich sind, können die Kondensatoren 27 und 29 ebenfalls gleich und so eingerichtet sein, dass ihre Kapazitäten durch Bewegung der Einrichtung U'gleichmässig verändert werden.
In dem neutralen oder normalen Zustand ist die bandauswählende Charakteristik des Siebsystems 23 die gleiche wie diejenige des nachfolgenden Siebsystems 30 und wird graphisch durch die Kurve A in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur ist die Ordinate die relative Ausgangsspannung in logarithmischem Mass und die Abszisse die Frequenz in Kilohertz in linearem Mass. Die Zwischenträgerfrequenz ist zu 175 kHz angenommen. Da die Systeme 23 und 30 beide die Charakteristik J. haben, ist die Gesamtcharakteristik der beiden Systeme durch die Kurve B, die das Quadrat der Kurve A ist, dargestellt.
Eine Betrachtung der Kurve B zeigt, dass das System hochselektiv ist, wenn die Kondensatoren 27 und 29 in der neutralen Stellung sind. Beispielsweise ist für eine ausgewählte Bandbreite, bei welcher die relative Ausgangsspannung gleich der Hälfte der Spitzenspannung ist, die durchgelassene Bandbreite kleiner als 4 kHz, d. h. kleiner als 2 kHz an jeder Seite des Trägers.
Gemäss der gewöhnlich gewünschten Abstimmungswirkung wird der Empfänger zunächst mit der Hauptabstimmungs-Steuerungseinrichtung P abgestimmt, während die Steuerungseinrichtung U' auf die selektivste oder neutrale Stellung eingestellt ist. Nachdem auf das gewünschte Zeichen genau abgestimmt ist, wird die Einrichtung U'eingestellt, um die Bandbreite um den gewünschten Betrag auf der von der stärksten Interferenz abgekehrten Seite auszudehnen.
Wird die Steuereinrichtung U'so bewegt, dass eine Verminderung der Kapazität der Kondensatoren 27 und 29 stattfindet, so wird die Resonanzfrequenz des Siebsystems 23 in bezug auf die
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Zwischenträgerfrequenz aufwärts verschoben. Bei einer Aufwärtsverschiebung der Resonanzfrequenz des Systems 23 um 5 kHz geht die Charakteristik der Kurve A in jene der Kurve C über. Es nimmt dann die Gesamtausgangscharakteristik die Form der Kurve D an, die das Produkt der Kurven 1 und C ist. Eine Betrachtung der Kurve D zeigt, dass die Gesamtresonanzspitze sich um 2% Ms verschoben hat und dass die Bandbreite um ungefähr 6 kHz vergrössert ist.
Es ist zu beachten, dass die grösste Verschiebung an der Hochfrequenzseite der Kurve D die Niederfrequenzseite sehr wenig aufwärts verschoben hat. Infolgedessen hat der grösste Anstieg in der Bandbreite in dem Bezirk des oberen Seitenbandes stattgefunden. Daher wird ein viel weiterer Bereich des oberen Frequenzseitenbandes unter der Bedingung der Kurve D als unter der Bedingung der Kurve A ausgewählt ; der ausgewählte Teil dieses Seitenbandes hat sich von weniger als 2 kHz zu mehr als 5 ich vergrössert. Dies bedeutet, dass der Audiofrequenzbereich entsprechend vergrössert worden ist.
Die Breite eines Seitenbandes und daher der Audiofrequenzbereich kann weiter durch Erhöhung der Verstimmung des Systems 23 von der Zwisehenträgerfrequenz ausgedehnt werden. Kurve E zeigt die Charakteristik, wenn das System 23 um 12 kHz von der Zwischenträgerfrequenz verstimmt wird. Der Doppelspitzeneffekt wird durch Über-Optimum-Kopplung zwischen den abgestimmten Kreisen des Systems geschaffen. Die grössere Leistung an der Spitze nahe 175 Mfz im Verhältnis zur Spitze nahe 185 kHz stammt von der hinzugefügten Selektivität des Radiofrequenz-Siebsystems, welches nahe den Frequenzen, die 175/ & Hs entsprechen, wirksam ist. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Wirkung des Radiofrequenzverstärkers in den Kurven A, B, C und D nicht gezeigt.
Es kann oft wünschenswert sein, die Anzahl der auf die Zwisehenfrequenz abgestimmten Kreise zu erhöhen. Dies Kann durch Verwendung zweier Zwischentrequenz-Verstarkerrohren in landem- schaltung mit drei doppelt abgestimmten Kopplungssystemen, ähnlich den Systemen 23 und 30, d. h. durch sechs auf Zwischenfrequenz abgestimmte Kreise, erzielt werden. Im letzteren Falle kann eines der Systeme ähnlich System 23 der Fig. 1 verwendet werden und ein zweites der Systeme kann bestimmt sein, nur einen der zwei abgestimmten Kreise davon zu verstimmen. In solch einem Fall wird es
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gleiche Teile für das doppelt einstellbare System und einen kleineren Kapazitätsteil für das Kopplungssystem, das nur einen einstellbaren Kreis hat, besitzt.
Solch eine Anordnung würde den Vorteil haben, dazu zu neigen, die beiden Spitzen, die in Kurve E der Fig. 2 gezeigt sind, abzuflachen, weil der besagte kleinere Kapazitätsteil die Resonanz seines abgestimmten Kreises nicht so weit verschieben wird,
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kleineren Kapazitätsteiles zwischen diesen beiden Spitzen resonant sein.
Für eine alternative Anordnung würde es möglich sein, gleiche Kondensatorteile, jedoch verschiedene Induktanzwerte zu verwenden. Z. B. könnte das doppelt einstellbare System, wie 23, so konstruiert werden, dass es gleiche Induktanzen hat, während doch das zweite Kopplungssystem, das nur einen der abgestimmten Kreise einstellbar hat, eine etwas kleinere Induktanz des einstellbaren Kreises haben könnte als die andere Induktanz desselben Systems.
Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden durch Verwendung von sechs abgestimmten Kreisen der oben angegebenen Art, jedoch nur einer Zwisehenfrequenz-Verstärkerröhre. In solch einem Falle können drei abgestimmte Kreise in jedem der Kopplungssysteme, die den Systemen 23 und 30 der Fig. 1 entsprechen, verwendet werden ; oder, wenn gewünscht, könnten vier abgestimmte Kreise in einem der Kopplungssysteme und zwei abgestimmte Kreise in dem andern verwendet werden.
Ohne Rücksicht darauf, was für eine besondere Anordnung abgestimmter Kreise verwendet wird, ist es sehr wünschenswert, dass wenigstens drei und vorzugsweise vier oder mehr abgestimmte Kreise in Tandemschaltung in dem Zwischenfrequenzverstärker angeordnet werden. Im allgemeinen empfiehlt es sich, die Frequenz von einem Drittel bis drei Viertel der Gesamtzahl der abgestimmten Kreise durch die Einrichtung U'zu verschieben.
Aus dem vorhergehenden ist zu sehen, dass es nicht wesentlich ist, dass alle einstellbaren Kreise (oder irgendwelche zwei von ihnen) den gleichen Grad von Resonanzverschiebung haben. Erforderlich ist nur, dass die resultierende Verschiebung für den hier beschriebenen Zweck genügend sei.
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werden, u. zw. durch Bewegung der mechanischen Steuereinrichtung U'in der entgegengesetzten Richtung.
Das besondere Seitenband, welches zur Ausdehnung ausgewählt wird, sollte gewöhnlich dasjenige sein, welches am freiesten von interferierenden Zeichen ist. Z. B. sollte, wenn ein stark interferierendes Zeichen in der Nähe des oberen Seitenbandes vorhanden ist, das untere Seitenband für die Ausdehnung gewählt werden.
Infolge der Tatsache, dass der Spannungsausgang mit der Betätigung der Einrichtung ! T wechselt (z. B. Kurven B und D der Fig. 2), sollte, wenn es gewünscht wird, einen gleichförmigeren Ausgang zu erzeugen, ein automatisches Leistungssteuerungssystem verwendet werden. Die automaische Leistungssteuerungsspannung sollte von einem in dem System auf das ZwischenfrequenzVerstärkersystem folgenden Punkt hergeleitet werden.
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Die Gleichspannungsquellen, die die Vorspannungen für die Röhrenelektroden liefern, sind im einzelnen nicht gezeigt, sind jedoch einfach als'B','C'und'S'dargestellt, um die Anoden-, die Gittervorspannungs-bzw. die Sehirmspannungen zu bezeichnen. Eine Kathoden-Heizungsstromquelle ist nicht gezeigt, da irgendwelche bekannten Kathoden-Heizungsmethoden verwendet werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstärkung modulierter Hochfrequenzschwingungen, vorzugsweise nach dem Überlagerungsprinzip, bei welcher zur Übertragung der Hochfrequenzschwingungen mehrere, mindestens annähernd auf die Hochfrequenz abgestimmte Schwingungskreise vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmkreise und deren Kopplungen derartig bemessen sind, dass die Schaltung bei übereinstimmender Abstimmung aller Kreise auf die Trägerfrequenz nur ein erheblich schmäleres Band durchlässt,
als es von den zu übertragenden Hochfrequenzschwingungen nebst Seitenbändern eingenommen wird und dass eine Anzahl der abgestimmten Kreise durch ein auf je ein veränderliches Abstimmelement wirkendes gemeinsames Regelorgan derartig in gleichem Sinne gegen die Trägerfrequenz verstimmt werden kann, dass eine möglichst gleichmässige von der Trägerwelle aus einseitige Ausdehnung des durchgelassenen Bandes erfolgt.