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Anordnung zur Unterdrückung von Störgeräuschen.
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deren Prinzip kurz zusammengefasst darin besteht, dass für die Dauer des Störungsvorganges die Energiezufuhr von der Antenne an irgendeiner Stelle im Empfänger selbsttätig unterbrochen wird, wobei als Dauer des Störungsvorganges die Zeit vom Einsetzen bis zum Abklingen der Störschwingung in dem unmittelbar vor dieser Unterbrechungsstelle befindlichen Schwingungskreis zu verstehen ist.
Ferner wird der unmittelbar nach der Unterbrechungsstelle im Empfänger befindliche Sehwingungskreis für die Zeit der Unterbrechung der Energiezufuhr selbsttätig entdämpft, derart, dass die in ihm vorhandene Schwingungsenergie während dieser Zeit nur unwesentlich abnimmt. Die Unterbrechung der Energiezufuhr erfolgt hiebei mittels einer Gleichspannung, die durch Gleichrichtung der Störschwingungen gewonnen wird, welche in besonderen abgestimmten Schwingungskreisen oder Bandfiltern entstehen, deren Abstimmfrequenz so gewählt wird, dass sie weder mit der zu empfangenden. noch mit der Trägerwelle irgendeines Rundfunksenders oder Telegraphiesenders übereinstimmt, derart, dass diese Kreise nur von der stossartigen Störspannung zum Schwingen angeregt werden.
Die durchgeführten praktischen Versuche haben gezeigt, dass diese Anordnung noch einige Mängel aufweist. deren Beseitigung sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gesetzt hat. Zunächst hat es sich gezeigt, dass bei Rundfunkempfang die Entdämpfung des nach der Unterbrechungsstelle befindlichen Schwingungskreises so weit getrieben werden muss, dass der entdämpfte Sehwingungskreis eine
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Energiezufuhr aus der Antenne von etwa 4. 10-4 see. nieht mehr als etwa 5 o von dem ursprünglichen Werte der Schwingungsamplitude verloren geht.
Da die Zeitkonstante eines normalen Schwingungs- kreises infolge seiner natürlichen Dämpfung (Verluste in den Spulen und Kondensatoren) etwa 0-4 sec. beträgt, also rund 20mal kleiner als der erforderliche Wert ist, so genügt die im Anspruch 8 des Hauptpatentes angegebene Massnahme im allgemeinen nicht, sondern man muss die natürlichen Verluste der Schwingungskreise etwa durch Rückkopplung von der nächstfolgenden Röhre für die Zeit der Unter-
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der Selbsterregungsgrenze ein Anwachsen der im Augenblicke der Unterbrechung vorhanden gewesene Energie des Schwingungskreises stattfindet, was ebenso unzulässig ist, wie die Abnahme dieser Schwin- gungsenergie.
Um ohne Rückkopplung allein mit der Massnahme nach Ansrpuch 8 der Hauptpatentanmeldung auszukommen, müsste man einen Schwingungskreis verwenden, dessen Dämpfung etwa 20mal kleiner ist, als die eines normalen Schwingungskreises, was praktisch sehr schwer ausführbar ist.
Die vorliegende Erfindung geht nun von der Überlegung aus, dass im Gegensatz zu einem Schwin- gungskreis die Zeitkonstante eines Kondensators allein ohne Ableitwiderstand sehr gross, auch mehrere Sekunden, je nach der Isolation des Kondensators betragen kann, und es ist daher ohne weiteres möglich, durch Wahl eines passenden Ableitwiderstandes die Zeitkonstante eines Kondensators auf den gewünschten Wert, d. i. grösser als'-1. 10-3 see. zu bringen. Um daher den erwähnten Schwierigkeiten aus dem Wege zu gehen, wird erfindungsgemäss die Unterbrechung der Energiezufuhr aus der Antenne
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bewerkstelligt.
Die Unterbrechung der Energiezufuhr erfolgt nun auf die Weise, dass ein Widerstand mit Hilfe der von den Störschwingungen durch Gleichrichtung derselben gewonnenen Spannung von seinem ursprünglichen kleinen Wert auf Unendlich bzw. praktisch auf einen sehr grossen Wert ver- ändert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die in der Fig. 2 des Hauptpatentes dargestellte Gegentaktschaltung im Niederfrequenzteil des Empfängers benutzt wird. Mit dem durch die Störspannung gesteuerten Widerstand in Reihe geschaltet liegt ein Kondensator, derart, dass sowohl die Auf-als auch die Entladung des Kondensators nur durch diesen Widerstand erfolgen kann.
Die Spannung von den Klemmen dieses Kondensators wird an das Gitter der folgenden Röhre (Endröhre) weitergeführt, wodurch erreicht, wird, dass während der Unterbrechungsdauer die von der
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nunmehr praktisch sehr hohen Entladungswiderstandes nicht wesentlich abnehmen kann. Es wäre nun naheliegend, als steuerbaren Widerstand eine Dreielektrodenröhre zu nehmen, wobei die von den Störschwingungen durch Gleichrichtung gewonnene Sperrspannung an das Gitter gelegt wird, während
Kathode und Anode als die beiden Klemmen des Widerstandes geschaltet werden.
Im rormalen Zustande, also wenn keine Störspannung vorhanden ist, muss auch für die höchste noch zu übertragende Tonfrequenz der innere Widerstand der Röhre klein sein im Verhältnis zu dem Widerstand des in Reihe liegenden Kondensators C, so dass die Spannung vorwiegend an dem Kondensator C abfällt und an das Gitter der Endröhre übertragen wird. Der innere Widerstand einer Röhre ist eine Funktion des Anodenruhestromes. Bei kleinem inneren Widerstand muss ein von Null verschiedener Anodenruhestrom fliessen. Damit dieser Ruhestrom fliessen kann, muss im Anodenkreis ein Anodenwiderstand eingeschaltet werden. Über diesen Widerstand kann aber auch der Kondensator C sieh entladen und bei Sperrung der Röhre durch die Störschwingungen würde der Kondensator C seine Spannung über den Anodenwiderstand verlieren.
Um dies zu verhindern, wird als steuerbarer Widerstand erfindungsgemäss die Kombination von zwei Dreielektrodenröhren verwendet, die in Reihe geschaltet werden, derart, dass gegenseitig die eine Röhre den Anodenwiderstand der andern Röhre bildet und die Äquipotentialpunkte cr, und b (in Fig. 1) dieses geschlossenen Stromkreises werden als die Klemmen des Widerstandes geschaltet, während zwischen Gitter und Kathode jeder der beiden Röhren je eine negative Sperrspannung eingeprägt wird, die durch Gleichrichtung der Störschwingungen in zwei Gleiehrichtersystemen-etwa mittels der in den Röhren selbst eingebauten Hilfsanoden-gewonnen werden.
Da jetzt durch die Störschwingungen beide Röhren gesperrt werden, kann sich der Kondensator C während der Unterbrechungsdauer weder auf-noch entladen. Hiebei sollen die beiden Röhren möglichst gleiche Kennlinien haben, damit auch während des Sperrvorganges, also während der Zeit, wo die Sperrspannung an den beiden Gittern noch im Anstieg begriffen ist, d. h. die Röhren noch nicht ganz gesperrt sind, die Potentialgleichheit der beiden Anschlusspunkte a und b (in Fig.]) nicht gestört wird, da sonst nach Massgabe der Unsymmetrie der Kondensator C seine Spannung mehr oder weniger ändern würde.
Eine andere Möglichkeit, die Schwierigkeiten, hervorgerufen durch den Anodenruhestrom, zu vermeiden, ergibt sich, indem man erfindungsgemäss als steuerbaren Widerstand eine Sehirmgitterröhre verwendet, wobei die Shirmgitterspannung so gewählt wird, dass infolge der von der Anode austretenden Sekundärelektronen der Anodenstrom in Abhängigkeit von der Anodenspannung auch negative Werte annehmen kann, wobei der Arbeitspunkt auf dem, von negativen Anodenstromwerten wieder aufsteigenden Ast der Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinie im Schnittpunkt derselbe mit der Nullachse gewählt wird, wo mit dem Ruhestrom Null gleichzeitig der innere Widerstand der Röhre klein ist.
Hiebei werden Kathode und Anode als Endpunkte des steuerbaren Widerstandes geschaltet, während zwischen Kathode und Steuergitter eine negative Sperrspannung eingeprägt wird, welche durch Gleichrichtung der Störschwingungen in einem Gleichrichter (etwa mittels der in der Röhre selbst eingebauten Hilfsanode) gewonnen wird. Da jetzt trotz des kleinen Innenwiderstandes der Röhre der Anodenruhestrom Null ist, wird ein Anodenwiderstand entbehrlich und der Kondensator C kann bei gesperrter Röhre sich weder auf-noch entladen.
In der Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung waren ferner auf eine fixe Frequenz abgestimmte Se. hwingungskreise zur Entnahme der Störschwingungen aus der Empfangsantenne vorgesehen. Es hat sich nun gezeigt, dass bei gewissen Störungen diese Anordnung nur dann mit Sicherheit funktioniert, wenn die Empfangsfrequenz 00 in der Nähe der Abstimmfrequenz 00 dieser Schwingungkreise war. Der Grund hiefür ist, dass die Störungen nach Fourier in Komponenten zerlegt, ein Frequenzspektrum ergeben, das eine meist unregelmässige Verteilung der Intensität der einzelnen Frequenzkomponenten aufweist.
Liegt nun die Empfangsfrequenz 00 von der Frequenz 00 weit weg, so kann es vorkommen, dass durch eine Störung die Empfangskreise wohl zu kräftigen Schwingungen angestossen werden, da das Störspektrum in der Umgebung der Empfangsfrequenz to starke Komponenten aufweist, während die zur Entstörung dienenden Kreise sehr sehwach oder überhaupt nicht angestossen werden, da in der Umgebung der Abstimmfrequenz to dieser Kreise das Störspektrum nur sehr schwache oder gar keine Komponenten aufweist. Die Sperrung der Energiezufuhr aus der Antenne findet daher nicht statt und die Störung gelangt bis zum Lautsprecher.
Um dies zu verhindern, muss die Abstimm-
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frequenz der Entstörungskreise in unmittelbarer Nähe der Empfangsfrequenz (etwa nur um == 5% von ihr abweichend) gewählt werden, womit gewährleistet wird, dass beide Kreise von derselben Störung mit ungefähr gleicher Intensität zum Schwingen angestossen werden. Damit man die Entstörungskreise K dennoch fix abstimmen kann, ist es bei Überlagerungsempfängern zweckmässig, diese Kreise erst in der Zwischenfrequenzstufe oder hinter derselben anzuordnen, wo ihre Abstimmfrequenz mit etwa 5 bis 6 kHz oberhalb oder unterhalb der Zwischenfrequenz gewählt wird. Die Abstimmfrequenz der Entstörungskreise darf mit keiner Trägerwelle irgendeines Senders zusammenfallen.
Da man damit rechnen muss, dass im Rundfunkbereieh in etwa je 10 kHz Abstand Sender aufeinander folgen und von jedem Sender eine Bandbreite von etwa 6 bis 7 kHz ausgestrahlt wird, so bleibt für die Entstörung nur die schmale Bandbreite von etwa 3 kHz zwischen zwei benachbarten Trägerwellen frei. Ein Bandfilter mit so schmaler Bandbreite ist einerseits praktisch schwer ausführbar und anderseits würde da, die Einschwingzeit eines Bandfilters zu seiner Bandbreite umgekehrt proportional ist, wegen der zu grossen Einschwingdauer die Unterbrechung der Energiezufuhr von der Antenne zu spät erfolgen.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wird erfindungsgemäss die in der Zwischenfrequenzstufe vorhandene Storschwingung zunächst in einem nichtlinearen System (Elektronenröhre) derart verzerrt, dass starke Oberschwingungen auftreten und auf eine dieser Obersehwingungen, z. B. auf die zweite Oberschwingung (doppelte Frequenz) einer Grundschwingung, deren Frequenz von der Zwischenfrequenz des Empfängers mit etwa 5-6 kHz abweicht, werden die Kreise des Entstörungsbandfilters abgestimmt. Die Bandbreite dieses Bandfilters kann nun die übliche Breite von etwa 7 kHz haben. da bei dieser Bandbreite der zweiten Oberschwingung die Bandbreite der durchgelassenen Grundschwingung nur die Hälfte, also 3-5 kHz beträgt.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung soll an Hand der Fig. 1-3 näher erläutert werden. Fig. 1 stellt eine Schaltanordnung eines Überlagerungsempfängers mit Störbefreiung gemäss der Erfindung dar. Fig. 2 ist die Anodenstrom-Anodenspannungskennlinie einer Schirmgitterröhre im Gebiet der Sekundärelektronenströmung und Fig. 3 zeigt die Verwendung einer Schirmgitterröhre als steuerbaren Widerstand.
In Fig. 1 werden die Empfangsströme von der Antenne zunächst in der bekannten üblichen Eingangsschaltung einer Mischstufe M zugeführt, wo die Zwischenfrequenz entsteht. Diese wird in Z verstärkt, entsprechend gesiebt und dem Richtverstärker R zugeführt, dessen Gitter eine starke negative Vorspannung erhält. Im Anodenkreis des Richtverstärkers R ist mit dem Anodenwiderstand W noch ein Schwingungskreis in Reihe geschaltet. Infolge der krummlinigen Kennlinie des Richtsverstärkers entsteht im Anodenkreis ausser der Tonfrequenz die der Modulation der Trägerwelle entspricht, noch die doppelte Frequenz der dem Gitter aufgedrückten Zwischenfrequenz. Der Schwin-
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die doppelte Zwischenfrequenz des Empfängers.
Mit lose gekoppelt sind die symmetrisch angeordneten Schwingungskreise und die ebenfalls auf die gleiche Frequenz wie Ki abgestimmt sind.
Die in K2 bzw. K2'etwa vorhandene Schwingung wird durch die Hilfsanode h bzw. h'der Röhre V bzw. V gleichgerichtet und die am Ableitwiderstand entstehende negative Spannung wird an das Gitter der Röhre V bzw. V'geleitet. Die Röhren V und V'sind über eine Anodenbatterie in Reihe geschaltet, derart, dass gegenseitig die eine Röhre als Anodenwiderstand der andern Röhre dient.
Die Röhren V und V'und die Anodenbatterie bilden demnach einen geschlossenen Stromkreis. Die Mittelanzapfung a der Anodenbatterie und der Verbindungspunkt b der Kathode der Röhre V mit der Anode der Röhre V'sind Äquipotentialpunkte in diesem geschlossenen Stromkreis. Die im Riehtverstärker am Anodenwiderstand W entstehende Niederfrequenzspannung wird an den Punkt a geleitet und über die Röhrenkombination V und V'zu dem an Punkt b angeschlossenen Kondensator C geführt.
Vom Kondensator C wird die Spannung über einen zweiten Kondensator und einen sehr hohen Ahleitwiderstand (grösser als etwa 4 Megohm) schliesslich an das Gitter der Endröhre geführt, in deren Anodenkreis der Lautsprecher L liegt. Die Wirkungsweise dieser Schaltanordnung ist nun die folgende :
Kommt nur die Trägerwelle, also keine Störspannung von der Empfangsantenne, so werden die Kreise K2 und K2' keinen Strom führen, da ihre Abstimmfrequenz gegenüber dem zweifachen Wert der Zwischenfrequenz des Empfängers um etwa 10 kHz verstimmt ist, während in der Zwischenfrequenzstufe die von der modulierten Senderträgerwelle herrührenden zwei Seitenbänder nur eine Bandbreite von je 3 kHz oberhalb und unterhalb der Zwischenfrequenz haben, welche auch nach der Frequenzverdopplung in dem Richtverstärker R nur bis 6 kHz ober-bzw. unterhalb der doppelten Zwischenfrequenz reicht.
Die Röhren V und V'sind daher offen, ihr innerer Widerstand ist klein gegenüber dem Scheinwiderstand des Kondensators C, so dass die Niederfrequenzspannung an dem letzteren abfällt und an das Gitter der Endröhre gelangt. Sind aber Störungen in der Empfangsantenne vorhanden, so sind in der Zwischenfrequenzstufe Störschwingungen im ganzen Durehlassbereieh der Zwischenfrequenzbandfilter vorhanden, d. i. etwa bis 5 kHz oberhalb und unterhalb der Zwischenfrequenz. Nach der Frequenzverdopplung entstehen auch Frequenzen mit 10 kHz oberhalb bzw. unterhalb der zweifachen Zwischenfrequenz und erregen die auf diese Frequenz abgestimmten Kreise K2 und K2' zu kräftigen Schwingungen. Diese
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an das Gitter der Röhren V bzw. V geführt.
Die Röhren V und V'werden daher gesperrt und die an dem Widerstand'entstehende niederfrequente Störspannung kann nicht zu dem Kondensator C gelangen. Der Kondensator C kann sich auch nicht entladen und wird daher die im Augenblicke der
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sind und die beiden Röhren V und V wieder geöffnet werden.
Fig. 2 zeigt die Anodenstrom-Anodenspannungskennlinie einer Schirmgitterröhre bei konstanter Schirmgitterspannung und konstanter Steuergitterspannung. Zunächst wächst der Anodenstrom mit der Anodenspannung bis bei etwa 30 Volt infolge des einsetzenden Sekundärelektronenstromes der Anodenstrom abnimmt (fallende Charakteristik) und über 100 Volt sogar negativ wird.
Nähert sich die Anodenspannung der konstanten Schirmgitterspannung von 200 Volt, so können immer weniger von der Anode austretende Sekundärelektronen an das Schirmgitter gelangen und daher steigt der Anodenstrom sehr steil an und wird nach Durchgang durch Null wieder positive Werte annehmen. Im Schnittpunkt dieses wiederaufsteigenden Astes der Kennlinie mit der Nullachse hat man gleichzeitig mit dem Anodenstrom Null einen kleinen inneren Widerstand der Röhre. Die Verwendung einer Sehirmgitterröhrein diesem Arbeitspunkt als steuerbarer Widerstand statt der Röhrenkombination V, T" in Fig. 1 zeigt das Schaltungssehema Fig. 3.
In diesem Schema ist nur ein Teil der gesamten Schaltung wiedergegeben, u. zw. von der Anode Ades Richtverstärkers R bis zum Gitter G der Endröhre, da alles andere gegenüber Fig. l ungeändert. bleibt. Im Anodenkreis des Richtverstärkers R wird wieder der Schwingungskreis J {l und der Widerstand W in Reihe geschaltet. Die Abstimmfrequenz des Kreises Et
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halb oder unterhalb des doppelten Wertes der Zwischenfrequenz des Empfängers gewählt. Die Span- nung der Schirmgitterbatterie wird so hoch gewählt, dass der Anodenstrom gemäss der Kennlinie in Fig. 2 auch negative Werte annehmen kann.
Die Anode wird über den Kondensator C an eine grössere positive Spannung als die Srhirmgitterspannung angeschlossen, so dass der einsetzende Anndenstrom
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welchem der Anodenstrom Null wird (zirka 190 Volt in Fig. 2). Der gewünschte Arbeitspunkt stellt sich demnach selbsttätig ein. Kommen keine Störungen, so ist der Kreis K stromlos und die Röhre r stellt einen kleinen Widerstand dar. Die Niederfrequenzspannung von dem Widerstand IF gelangt daher über einen Blockkondensator, der die Gleichspannung abregeln soll, und über die Röhre V
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antenne, so treten in dem Schwingungskreis K2 Störschwingungen auf, die mittels der Hilfsanode ; gleichgerichtet werden.
Die entstehende negative Spannung liegt auch an dem Steuergitter der Röhre F, so dass die Röhre gesperrt wird. Die am Widerstand H wirkende Niederfrequenzspannung kann daher nicht mehr zum Kondensator C bzw. zum Gitter der Endröhre gelangen. Eine Entladung des Kondensators C kann, während die Röhre V gesperrt ist, auch nicht stattfinden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur unterdrückung von Störgeräuschen durche Unterbrechung des Energiestromes im Empfänger gemäss Patent Nr. 150096, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung des Energiestromes im Empfänger erst nach der Gleichrichtung der Empfangsströme, also im Niederfrequenzteil des Empfängers erfolgt.