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Störbefreiungsschaltung für Radioempfangsgeräte.
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Störungsbefreiung von Radioempfangsgeräten, insbesondere zur Unterdrückung von Störungen, die auf Vorgänge in der Atmosphäre zurückzuführen sind, oder von Störungen, die durch Maschinen oder Apparate erzeugt werden ; diese Störungen werden vielfach als kurze knallartige Stösse vom Lautsprecher des Empfängers wiedergegeben.
Es ist schon vorgesehlagen worden, während der Dauer einer Störung die Verstärkung des Hochoder Zwisehenfrequenzverstärkers des Empfängers herabzusetzen, indem entweder die Dämpfung der abgestimmten Hoch- oder Zwischenfrequenzkreise während dieser Zeit erhöht wird oder indem
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röhre nach einer Stelle geringerer Steilheit verschoben wird. Diese Verfahren zeigen indessen den Mangel, beispielsweise durch Gitterspannungsänderung der Arbeitspunkt auf der Kennlinie einer Verstärkerdass beim Eintreffen einer Störung auch die Trägerwelle des zu empfangenden Signals unterdrückt wird, was sich wieder als Störung auswirkt.
Hinzu kommt, dass durch die plötzliche Erhöhung der Dämpfung eines Schwingungskreises bzw. durch die plötzliche Verringerung der Verstärkung der Sehwingungskreis bzw. die nachfolgenden Schwingungskreise in ihrer Eigenfrequenz angestossen werden, wodurch wieder eine stossartige Störung entsteht, die vom Apparat wiedergegeben wird.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile vermieden, indem beim Eintreffen einer Störung die Verstärkung des Niederfrequenzverst1irkers eines Empfangsgerätes automatisch herabgesetzt wird durch eine durch die Störung selbst gesteuerte mechanische oder elektrische Schaltvorrichtung, wobei der durch den Sehalivorgang erzeugte Schaltstoss durch einen entgegengesetzten ebenfalls durch die Störung gesteuerten Sehaltstoss kompensiert wird.
Die mechanische oder elektrische Sehaltvorrichtung kann z. B. von einem Gleichrichter gesteuert werden, der mit dem Hoch-oder Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers gekoppelt ist.
Diesem Gleichrichter wird durch eine geeignete Vorspannung eine solche Schweilenempfindlichkeit erteilt, dass nur Störungen mit einer um einen vorgeschriebenen Betrag grösseren Amplitude als die empfangene Trägerwelle im Gleichrichter einen Strom hervorrufen, welcher die elektrische oder mechanische Schaltvorrichtung auslöst.
Ebenso ist es möglich, die mechanische oder elektrische Schaltvorrichtung von einem Gleichrichter zu steuern, der von einem Verstärker gespeist wird, der auf eine von der zu empfangenden Trägerwelle verschiedene Welle abgestimmt ist, z. B. auf eine Welle, die ausserhalb des in Betracht kommenden Wellenbereiches liegt. Hiebei wird davon ausgegangen, dass eine Störung bekanntlich ein sehr breites Frequenzspektrum umfasst, dass also ihre Komponenten nicht nur im, sondern auch ausserhalb des Empfangsbereiehes liegen. Eine solche Anordnung mit einem zusätzlichen Verstärker hat den Vorteil. dass der von diesem gespeiste Gleichrichter keine oder nur eine geringe Schwellenempfindlichkeit zu besitzen braucht, so dass eine viel wirksamere Störungsunterdruekung erhalten wird.
Der zusätzliche Verstärker kann auch periodisch sein.
In der Zeichnung sind einige erfindungsgemässe Störungsbefreiungsschaltungen beispielsweise dargestellt.
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In Fig. 1 stellt D eine Anoden-Gleichrichterröhre dar, deren Gitter hoch- oder zwischenfrequente Wechselspannungen über einen abgestimmten Transformator T zugeführt werden. Der Arbeitspunkt auf der Röhrenkennlinie kann mittels einer Spannungsquelle Eg1 in geeigneter Weise eingestellt werden.
Im Anodenkreis dieser Röhre D liegt die Primärwicklung P1 eines Niederfrequenztransformators Tj, dessen Sekundärwicklung 81 mit dem Gitter einer Verstärkerröhre V verbunden ist.
Die Anodenspannung der Röhre D wird von einer Spannungsquelle über einen Relaisschalter S zugeführt, welcher normalerweise geschlossen ist. Die Erregerwicklung R dieses Relais ist in den Anodenkreis einer Gleiehrichterröhre G z. B. in Anoden-Gleichrichterschaltung eingeschaltet, in deren Gitterkreis eine Spule W liegt, die mit dem Gitterkreis der Röhre D gekoppelt ist. Mittels einer Spannungsquelle EU2 wird die Gittervorspannung der Röhre G so eingestellt, dass ein Anodenstrom erst dann fliessen kann, wenn eine Störung mit einer Amplitude grösser als der doppelte Wert der empfangenen Trägerwellenamplitude eintrifft.
Letztere wird vorzugsweise mittels einer automatischen Lautstärkeregelung im Empfänger konstant oder nahezu konstant gehalten. Überschreitet die Störungsamplitude die Schwellenempfindlichkeit des Gleichrichters G, so fliesst durch die Erregerwicklung des Relais S ein Strom, wodurch die Schalter S ausgelöst und der Anodenstromkreis der Röhre D unterbrochen wird. Sobald die Störungsamplitude unter die Sehwellenempfindlichkeit des Gleichrichters G gesunken ist, wird der Schalter 8 wieder geschlossen. Während der Zeit, die zwischen Öffnen und Schliessen des Schalters vergeht, erhält die Niederfrequenzverstärkerröhre V keine Störspannung, so dass die Störung im Wiedergabeapparat nicht in Erscheinung treten kann.
Gleichzeitig werden auch die die Darbietung übermittelnden niederfrequenten Wechselströme unterdrückt ; wenn jedoch die Unter-
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Schliessen des Schalters S auftritt, bewirkt nun einen Spannungsstoss in der Sekundärwicklung S1 des Transformators Tu, der vom Apparat verstärkt wiedergegeben wird. Obschon also beim Auftreten einer Störung diese sich nicht direkt bemerkbar machen kann, so ruft sie doch wieder indirekt durch den von ihr ausgelösten schaltvorgang eine unerwünschte Störung hervor.
Zwecks Unterdrückung dieses Schaltstosses ist in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung im Gitterkreis der Verstärkerröhre V die Sekundärwicklung 82 eines Transformators T2 eingeschaltet, dessen Primärwicklung P2 über einen Widerstand R1 und den Schalter S mit der Anodenspannungsquelle era verbunden ist.
Die Wicklungen der Transformatoren 71 und T2 sind so geschaltet und der Widerstand R1 ist so bemessen, dass beim Öffnen oder Schliessen des Schalters 8 gleich grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Spannungen in die Sekundärwicklungen induziert werden, so dass der Schaltstoss sich nicht auf das Gitter der Röhre V auswirken kann.
Für ein einwandfreies Arbeiten dieser Schaltung ist es ersichtlich notwendig, dass der Kompen-
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mässig den Widerstand R1 durch eine Röhre mit der gleichen Charakteristik wie die Röhre D ersetzt.
Insbesondere ist bei diesen Kompensationsschaltungen auf eine genaue Abgleichung sämtlicher in Betracht kommender Erd-und Sehaltungskapazitäten zu achten.
Eine andere erfindungsgemässe Schaltung, jedoch ohne mechanisches Relais, in der der Nieder- frequenzverstärker beim Auftreten einer Störung durch Verlagerung der Gittervorspannung einer Niederfrequenzverstärkerröhre unwirksam gemacht wird, ist in Fig. 2 beispielsweise dargestellt. Bei dieser Schaltung werden die in einem Empfänger E mit automatischer Lautstärkeregelung verstärkten hoch-oder zwisehenfrequenten Schwingungen mittels eines zweckmässig abgestimmten Transformators T einem Diodengleichriehter D mit indirekter Heizung zugeführt. Die nach der Gleiehriehtung an einem Potentiometer P auftretende niederfrequente Weehselspannung wird über einen Kondensator Ci dem Gitter einer der beiden in Gegentakt geschalteten Verstärkerröhren Vi und V2 aufgedruckt.
Die Gitter dieser Röhren sind über einen Widerstand Rn miteinander und über einen Widerstand R und eine Spannungsquelle Eg2 zur Einstellung der Gittervorspannung mit den Kathoden verbunden. In den Anodenkreisen der Röhren V1 und V2 sind Widerstände Ra1 und Ra2 eingeschaltet, über welche die Anodengleichspannung zugeführt wird, und parallel zu diesen ist die Primärwicklung 1 des Niederfrequenztransformators Ti geschaltet, dessen mittels eines Schirmes S elektrostatiseh abgeschirmte Sekundärwicklung im Gitterkreis einer weiteren Niederfrequenzverstärkerröhre V3 liegt.
Die der Röhre Vu zugeführten niederfrequenten Schwingungen werden verstärkt der Röhre V3 aufgedrückt, deren Anodenkreis z. B. einen Wiedergabeapparat enthält oder mit weiteren Verstärkerstufen gekoppelt
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sator C, t überbrückt ist, mit der Kathode eines Diodengleiehriehters G verbunden ist. Die Anode erhält mittels einer Spannungsquelle E über den Widerstand R eine so grosse negative Vorspannung, dass, solange keine Störungen auftreten und demnach eine durch die automatische Lautstärkeregelung des der Gleichrichterröhre D voraufgehenden Hoch-oder Zwisehenfrequenzverstärkers konstant gehaltene Wechselspannung in der Spule W induziert wird, der Gleichrichter G stromlos ist.
Sobald jedoch eine
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soeben erwähnte Wechselspannung hervorruft, fliesst im Gleichrichter G ein Strom, der einen Spannungsabfall am Widerstand B hervorruft. Dieser Spannungsabfall erniedrigt die Gittervorspannung der Verstärkerrohre Vi so weit, dass diese Röhre gesperrt wird und die Störung somit den Wiedergabeapparat nicht erreichen kann. Damit nun der Schaltvorgang, der die Sperrung des Verstärkers Vi herbeiführt, sich nicht störend auswirkt, wird mittels des Spannungsabfalls am Widerstand R gleichzeitig die mit der Röhre Vi in Gegentakt geschaltete Röhre V2 gesperrt.
Sind beide Röhren gleichartig, so heben sich die durch die Sperrung bedingten plötzlichen Anodenstromänderungen beider Röhren gegenseitig auf, so dass keine Spannungsänderung im Gitterkreis der Röhre V3 auftreten wird.
Zweckmässig wird die durch den Kondensator Cl und den Widerstand TPi bedingte Zeitkonstante gross gewählt, z. B. 0-1 sec., damit während der Dauer der Störung die Ladung des Kondensators Ci sieh nicht wesentlich ändert.
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unwirksam gemacht wird, wenn die Störung um einen bestimmten Betrag grösser ist, als die empfangene Trägerwellenamplitude. Ist letztere z. B. 100% moduliert, so muss die Vorspannung. ex bzw. E der
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Lautstärkeregelung im Empfänger konstant gehalten wird. Es wird somit klar sein, dass für Störungen mit einer Amplitude kleiner als die doppelte Trägerwellenamplitude, die oben beschriebene Störung- befreiung nicht in Tätigkeit tritt und diese Störungen daher wiedergegeben werden.
Die Schwellenempfindlichkeit der Störungsbefreiung kann herabgesetzt werden, indem die Anordnung so getroffen wird, dass der Gleichrichter G in Fig. 1 oder 2 anstatt vom Hoch-oder Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers von einer besonderen Verstärkeranordnung gesteuert wird. Dieser Verstärker wird zweckmässig auf eine Wellenlänge abgestimmt, die ausserhalb des zu empfangenden Wellenlängenbereichs liegt und von keiner Sendestation besetzt ist. Erstreckt sil beispielsweise der Empfangsbereich von 200 bis 600 Meter, so kann der den Gleichrichter G steuernde Verstärker auf eine Wellenlänge zwischen 700 und 900 Meter abgestimmt werden.
Dieser Verstärker wird dann nur von Störungen beeinflusst, so dass die Schwellenempfindlichkeit der Störungsbefreiung bedeutend niedriger gewählt werden kann und der Niederfrequenzverstärker des Empfängers in der oben beschriebenen Weise schon bei Störungen von fast beliebig kleiner Amplitude ausser Tätigkeit gesetzt wird. Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ergibt sich unter Anwendung des in Fig 3. dargestellten Transformators, der im Ein-oder Ausgangskreis des Niederfrequenzverstärkers oder als Kopplungstransformator zwischen zwei oder mehreren Verstärkerstufen angewandt werden kann.
Dieser Transformator erhält drei Wicklungen. Die mit 1-1 bezeichnete bildet die Primärwicklung, der die niederfrequenten Wechselspannungen zugeführt werden, beispielsweise indem sie mit dem Detektor des Empfangsgerätes verbunden ist. Die aus zwei gleichen Wicklungshälften bestehende Sekundärwicklung liegt dann im Gitterkreis einer Niederfrequenzverstärkerröhre. Die dritte Wicklung 3-, 3 dient als Magnetisierungswieklung und wird von dem beim Auftreten einer Störung in einem Gleichrichter-z. B. dem Gleichrichter G in Fig. 1 oder 2 # fliessenden Gleichstrom gespeist.
Treten keine Störungen auf, dann wird die an die Primärwicklung angelegte Wechselspannung mit einem geeigneten Übersetzungsverhältnis übertragen, so dass der Niederfrequenzverstärker in normaler Weise arbeitet. Beim Eintreffen einer Störung erteilt die Wicklung 3-3 dem Eisenkern des Transformators eine so hohe V ormagnetisie1'llng, dass derselbe magnetisch gesättigt wird und demzufolge das Transformationsverhältnis zwischen den Wicklungen 1-1 und 2--2 stark herabgesetzt wird.
Da der durch die Wicklung 3#3 hervorgerufene Magnetisierungsfluss in den beiden Wicklungshälften der Sekundärwicklung 2-2 entgegengesetzt gerichtete elektromotorische Kräfte induziert, ist es klar, dass beim plötzlichen. Einsetzen oder Aufhören des durch die wicklung 3#3 fliessenden Magnetisierungsstromes keine Spannung zwischen den Klemmen 2-2 entstehen kann, die sich als Störung auf die nachfolgende Schaltung auswirken würde.
Wenn in den oben beschriebenen Schaltungen die Schaltvorrichtung, die beim Eintreffen einer Störung die Sperrung des Niederfrequenzverstärkers herbeiführt, eine zu grosse Trägheit besitzt derart, dass die Störung das Empfangsgerät schon ganz oder zum Teil durchlaufen hat, kann durch an sich bekannte Massnahmen die Laufzeit der Störung durch den Empfänger vergrössert werden. In allen Fällen empfiehlt es sich, die Trägheit der Schaltvorrichtung selbst so klein wie möglich zu machen.
Die erfindungsgemässen Schaltungen bedingen besonders überraschende Wirkungen, wenn es sich darum handelt, in schneller Reihenfolge aufeinanderfolgende Störungen zu unterdrücken. Solche Störungen sind besonders lästig, da eine Störung von genügend grosser Intensität das Ohr für eine gewisse Zeit betäubt, so dass bei genügend schneller Folge der einzelnen Störungen auch während der zwischen diesen gelegenen störungsfreien Zeiten die vom Empfänger wiedergegebene Darbietung nicht wahrgenommen wird. Da durch die Anwendung der erfindungsgemässen Schaltungen Störungen, die eine Betäubung des Ohres herbeiführen könnten, unterdrückt werden, ist es auch bei schneller Folge
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