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Ral1ioempfängl'r.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Radio empfänger, insbesondere auf einen Superheterodyneempfänger, zum Empfang von Zeichen innerhalb einer Mehrzahl von Frequenzbändern.
Der Empfänger gemäss der Erfindung arbeitet mit seiner Heterodyne-Oscillator-Frequenz, wenn Zeichen in den niederen Frequenzbändern empfangen werden, oberhalb der Zeichenfrequenz,
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Die Konstanten der festen Elemente, die durch die Schalter gesteuert werden, sind so gewählt, dass in den niederen Frequenzbändern die Oscillatorfrequenz höher als die empfangene Zeichenfrequenz und mindestens in den zwei höchsten Frequenzbändern die OsciIIatorfrequenz niedriger als die Zeichen- frequenz wird ; auf diese Weise wird der erforderliche Frequenzbereich des Oscillators möglichst klein gemacht. Die Differenzfrequenz zwischen den Zeichen-und Oscillatorfrequenzen wird indessen in beiden Fällen der höheren und niederen Frequenzbänder die gleiche, und die gleichen Zwischenfrequenz- kreise können für den ganzen Bereich des Empfängers verwendet werden.
In den beiliegenden Zeichnungen ist Fig. 1 ein Schaltschema der Zeicheneingangs-und Oseillator- kreise eines Superheterodyneempfängers, der entsprechend vorliegender Erfindung gebaut ist. Fig. 2 ist ein Schema der gleichen Kreise, geschaltet für das Arbeiten in den höchsten der verschiedenen
Frequenzbänder. Fig. 1 zeigt das Schaltungsbeispiel eines erfindungsgemässen Empfängers, der geeignet ist, vier Frequenzbänder zu bedecken.
Folgende Frequenzbänder sind für den Gebrauch in solch einem Empfänger als geeignet gefunden worden, wenn 450 kH Zwischenfrequenz verwendet werden :
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<tb>
<tb> Erstes <SEP> Band <SEP> ........... <SEP> Zeichenfrequenz <SEP> 550 <SEP> kHz-1500 <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> l <SEP> : <SEP> 8'73)
<tb> Oscillatorfrequenz <SEP> 1000 <SEP> kHz-1950 <SEP> kH
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 1#95)
<tb> zweites <SEP> Band.......... <SEP> Zeichenfrequenz <SEP> 1400 <SEP> kHz-3600 <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 2'57)
<tb> Oscillatorfrequenz <SEP> 1850 <SEP> kHz-4050 <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> l <SEP> : <SEP> 2-19)
<tb> drittes <SEP> Band.......... <SEP> Zeichenfrequenz <SEP> 3500 <SEP> kHz-9000 <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> l <SEP> :
<SEP> 2'57)
<tb> OsciIlatorfrequenz <SEP> 3050 <SEP> M-8'5O <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> l <SEP> : <SEP> 2'80)
<tb>
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<tb>
<tb> viertes <SEP> Band <SEP> Zeichenfrequenz <SEP> 8500 <SEP> kHz-20000 <SEP> kHz
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 2'35)
<tb> Oseillatorfrequenz <SEP> 8050 <SEP> kHz-19550 <SEP> & &
<tb> (Frequenzverhältnis <SEP> l <SEP> : <SEP> 2'43).
<tb>
Die Kreise eines Superheterodyneradioempfängers entsprechend Fig. 1 sind durch die ver- schiedenen Schalter in der Stellung "a" geschaltet, um in dem niedrigsten der vier Frequenzbänder, das in diesem Falle das Rundfunkband ist, zu arbeiten. Die Modulator-oder erste Detektorröhre 10 hat einen abstimmbaren Selektionskreis (selector) oder parallelen resonanten Eingangskreis 11 und eine modulierende Spannungsquelle, die in Serie zwischen seine Eingangsklemmen geschaltet ist. Der Selektorkreis setzt sich aus der Induktanz 9, dem Begrenzungskondensator 7 und dem variablen Kondensator 8, geschaltet zwischen sein Gitter und Kathode, zusammen. Der variable Kondensator 8 dient zur Abstimmung des Selektorkreises auf die empfangene Zeichenfrequenz in irgendeinem der Bänder, über das der Empfänger arbeitet.
Die Kontakte b, o und d eines Schalters 12 können mit den respektiven Anzapfungen 9 b, 9 e und 9d der Induktanz 9 verbunden werden, um, wie später genauer erklärt werden wird, die Eingangsinduktanz zu verändern.
Der Gitterkathodenkreis der Modulatorröhre 10 wird durch den Widerstand Mund die Kathodenspule 15 vervollständigt.
Der Antennenkreis, der sich aus der Antenne 16, dem Sperrkreis 17, dem Nebenschlusswiderstand 18 und Erde 19 zusammensetzt, ist mit dem Eingangskreis 11 durch eine der verschiedenen Anordnungen durch die Schalter 20, 21 und 22 gekoppelt. Wie durch punktierte Linien angezeigt, sind alle gezeigten Schalter zur gleichzeitigen Betätigung durch eine Steuerung mechanisch verbunden.
Der Antennenstrom fliesst hauptsächlich, mit den Schaltern 20, 21 und 22 in der Rundfunkstellung, mit geschlossenen a-Kontakten, wie gezeigt, durch Kondensator 28, durch die Spule 2. 3 und durch Induktanz 9 und den Kondensator 8, welche dem Antennen-und den abgestimmten Eingangskreisen gemeinsam sind. In demselben Band ist die nicht verwendete Spule 24 durch den Schalter 21 kurzgeschlossen, und die Kopplungsspule 25, die dem hohen Spannungsende der Eingangsinduktanz 9 benachbart zugeordnet ist, wird durch den Schalter 22 kurzgeschlossen.
Daher gibt es in dem Rundfunkband eine kapazitive Kopplung 7 zwischen dem Antennenkreis und dem abgestimmten Eingangskreis 11, und die Kopplung zwischen der Spule 2. 3 und der Kathodenspule 15 erzeugt eine unabgestimmte Hilfskopplung zwischen dem Antennenkreis und den Eingangsklemmen des Modulators 10. Es ist die Aufgabe dieser Hilfskopplung, die Spiegelfrequenz, welche die unerwünschte Frequenz ist, zu unterdrücken, die von der Oscillatorfrequenz um eine Differenz gleich der Zwischenfrequenz abweicht.
Das Verhältnis zwischen der Spule 23 und der Kathodenspule 15 ist so gewählt, dass die Spiegelfrequenzspannung, die auf den Eingang der Röhre 10 durch diese Kopplung aufgedrückt wird, gleich und entgegengesetzt der Spiegelfrequenzspannung ist, die darauf durch
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ist, aufgedrückt wird. Die so erzeugte Spiegelunterdrückung ist bekannt.
Im zweiten Band ist die Spule 24, die ebenfalls induktiv mit der Kathodenspule 15 gekoppelt ist, an Stelle der Spule 23 geschaltet, wenn die Schalter 20 und 21 auf Kontakt b gestellt werden. Zur selben Zeit wird Schalter 22 gleichzeitig betätigt und der untere Teil der Hauptinduktanz 9 wird durch die Verbindung der Anzapfung 9 b mit dem Kontakt b des Schalters 12 kurzgeschlossen. Dadurch kann der abgestimmte Eingangskreis über das zweite Frequenzband durch den Kondensator 8 abgestimmt werden. Das Verhältnis zwischen der Spiegelfrequenzspule 24 und der Kathodenspule 15 ist so gewählt, dass Spiegelunterdrückung ähnlich derjenigen im Rundfunkband vorhanden sein wird.
Wenn jeder der Schalter 20, 21, 22 und 12 in der Stellung c steht, um Betrieb im dritten Band zu ermöglichen, fliesst der Antennenstrom hauptsächlich durch Schalter 2Q und Kopplungsspule 25, während dann die Spulen 23 und 24 abgeschaltet sind. Auf diese Weise induzieren die Zeichen eine Spannung in den abgestimmten Eingangskreis 11 durch gegenseitige Induktanz zwischen der Kopplungsspule 25 und der Induktanz 9 des abgestimmten Eingangskreises. Zur selben Zeit schliesst der Schalter 12, wenn er den Kontakt c berührt, denjenigen ganzen Teil der Hauptabstimmungsinduktanz 9 unterhalb der Anzapfung 9 c kurz und ermöglicht es auf diese Weise, den Kreis 11 über das dritte Band durch Veränderung des Kondensators 8 abzustimmen.
Um Zeichen in der höchsten Frequenz oder im vierten Band zu empfangen, werden alle Schalter gleichzeitig betätigt, um die Kontakte d zu schliessen, wobei die Kopplung zwischen dem Antennenkreis und dem abgestimmten Eingangskreis dieselbe ist wie im dritten Band. Der Schalter 12 schliesst in dieser Stellung den Teil der Abstimmungsinduktanz 9 unterhalb Anzapfung 9 d kurz, um dem Kondensator 8 die Abstimmung des Kreises 11 über das höchste Band zu ermöglichen.
Der Sperrkreis 17 ist auf die Zwischenfrequenz abgestimmt, um direkten Empfang von Zeichen dieser Frequenz zu verhindern. Somit würde in einem Kreis, der eine Zwischenfrequenz von 450 kHz hat, die als geeignet für den Betrieb über die verschiedenen Frequenzbänder, wie sie oben umrissen sind, gewählt ist, der Sperrkreis 17 ständig auf 450 kgz abgestimmt sein.
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Der Ausgangskreis des Modulators schliesst den Zwischenfrequenzkreis 26 ein, welcher mit dem
Rest des Superheterodyneempfängers gekoppelt ist. Die Beschaffenheit des letzteren ist bekannt und daher nicht gezeigt. Der Raumstrom wird durch eine Gleichstromquelle 27 geliefert.
Der abstimmbare Heterodyneoscillator umfasst die Röhre Mund den abgestimmten Schwingung- kreis 30. Der letztere wird durch einen variablen Kondensator 38 abgestimmt. Die punktierte Linie zwischen 38 und 8 gibt an, dass diese Kondensatoren mechanisch für Einknopfbedienung verbunden sind.
Der Anodenkreis der Oseillatorröhre 14 enthält die zwei Rückkopplungsspulen 31 und. 32 in
Serie über den Kondensator 33 und einen der Kondensatoren 40 geschaltet. Die Anode der Oscillator- röhre 14 wird mit Gleichstrom über die Anodeninduktanz 81 und den Widerstand 35, geschaltet an die Quelle 27, beliefert. Die Induktanz 81 ist durch Widerstand 36 und Kondensator 37 nebengeschlossen, um die Schwingungsamplitude im vierten Band zu begrenzen.
Der abgestimmte Schwingungskreis 30 enthält den variablen Kondensator 38, die Induktanz 39 und einen von den verschiedenen Serienkondensatoren 40, der durch den Schalter 41 ausgewählt wird.
Im Rundfunkband schränkt der Serienkondensator 40 ades Schwingungskreises 30, welcher viel kleiner als der Kopplungskondensator 7 des Eingangskreises 11 ist, den Abstimmungsbereich des
Kreises 30, wenn er durch den Kondensator 38 abgestimmt wird, passend ein.
Wie in der Tabelle der Frequenzbänder gezeigt, ist das Verhältnis der Oseillatorfrequenzvariation kleiner als dasjenige der Zeichenfrequenzvariation in den zwei niederen, jedoch grösser in den zwei höheren Bändern. Dies ist deshalb so, weil die Oseillatorfrequenz in den niederen Bändern höher ist als die Zeichenfrequenz, während sie niedriger in den höheren Bändern ist. In Superheterodyne- empfängern für das Rundfunkband ist es gebräuchlich, gleichen Wechsel der Kapazitanz in den Kondensatoren 8 und 38 zu verwenden. Das Frequenzverhältnis des Oscillators ist dann teilweise durch Erhöhung der Minimumkapazitanz und teilweise durch Einschaltung eines Serienkondensators 40 a, welcher tatsächlich die Mf1. ximumkapazitanz vermindert, eingeschränkt.
Da der abgestimmte Eingangskreis 11 einen Serienkondensator 7 einschliesst, müssen die Oseillatorserienkondensatoren 40 a und 40 b für die niedrigeren Bänder beträchtlich kleiner gemacht werden als 7. Umgekehrt müssen für die höheren Bänder die Kondensatoren 40 e und 40'd grösser gemacht werden als 7, um dem Oscillator ein grösseres Verhältnis von Frequenzvariation zu geben.
Die Induktanz 39 ist induktiv mit den Rückkopplungsspulen 31 und 32, von denen die letztere nur in den niedrigeren Bändern wirksam wird, gekoppelt
Ein kleiner Kondensator 42 ist zwischen 39 a und 39 c geschaltet. Dieser Kondensator ist nur in den niedrigeren Bändern wirksam und ist sonst durch Schalter 43 kurzgeschlossen. Sein Zweck ist es, die Minimumkapazitanz des Schwingungskreises 30 zu erhöhen und dadurch das Frequenzverhältnis für die zwei niedrigeren Bänder geeignet einzuschränken.
Der Kathodenkreis der Oseillatorröhre enthält gemeinsam mit dem Kathodenkreis des Modulators 10 den Widerstand 13. Durch dieses Mittel wird die Schwingungsspannung zwischen die Eingangsklemmen der Modulatorröhre aufgedrückt. Die Schalter 41, 4J und 44, die jeder Kontakte a, b, e und d haben, dienen zur Steuerung des Frequenzbandes, in welchem der Oscillatorkreis zu arbeiten geeignet ist, und auch zur Steuerung der Oscillatorrückkopplung. Die Kapazität eines jeden der Kondensatoren 40 a, 40 b, 40 c und 40 d ist so gewählt, dass sie die genaue Begrenzung zwischen dem Schwingungskreis 30 des Oscillators und dem Siebkreisselektor 11 ergibt, so dass die Kondensatoren gleichzeitig durch die Abstimmungskondensatoren 38 und 8 durch einheitliche Steuermittel, wie durch die punktierte Linie,
die diese Kondensatoren verbindet, angezeigt ist, abgestimmt werden können. Die Verbindung dieser Serienkondensatoren im Kreis 30 wird durch Schalter 41 gesteuert, welcher zur Schliessung der Kontakte a, b, e oder d, um Empfang im gewünschten Bande zu ermöglichen, betätigt werden kann.
Der Schalter 43 schliesst verschiedene Teile der Induktanz 39 kurz, um durch den Kondensator 38 den Schwingungskreis 30 über die verschiedenen Frequenzbänder abzustimmen.
Der Schalter 44 dient zum Kurzschliessen der Kopplungsspule 32 beim Arbeiten in einem der Hochfrequenzbänder, da es in diesen Bändern unnötig ist, so viel Rückkopplungskopplung vorzusehen.
Die Induktanzen der verschiedenen Teile der Induktanzen 9 und 39 sind so gewählt, dass die Schwingungsfrequenz gleichmässig höher als die Zeichenfrequenz sein wird, da die Abstimmung der Eingangs-und Schwingungskreise gleichzeitigdurch die Kondensatoren 8und 38 über die zwei niedrigeren Bänder gesteuert wird, so dass die Frequenz des Schwingungskreises niedriger als die Frequenz des abgestimmten Eingangskreises sein wird, wenn diese zwei Kreise gleichzeitig in den zwei höheren Frequenzbändern abgestimmt werden. Mit andern Worten : Die Frequenz des Siebkreises minus der Frequenz des Oseillatorkreises ist in den höheren Frequenzen positiv und in den niedrigeren Frequenzen des Bandes negativ.
Das niedrigere Ende der Induktanz 9 des Eingangskreises 11 ist durch einen hohen Widerstand 50 mit einem Kreis der automatischen Lautstärkeregelungsröhre (nicht gezeigt) verbunden, mittels welcher die Gittervorspannung des Modulators 10 automatisch gesteuert wird, auf eine solche Weise, die, da sie bekannt ist, nicht weiter beschrieben zu werden braucht. Der Kondensator 28 wird gebraucht, um den Antennenkreis von dieser Gittervorspannung zu isolieren.
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Fig. 2 ist ein vereinfachtes Schaltschema, welches die wesentlichen Elemente der Antennenund abgestimmten Eingangskreise der Fig. 1 zeigt, durch die Schalter zur Arbeit im höchsten Frequenzband geschaltet. In dieser Figur sind die verschiedenen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, wie sie in Fig. 1 für die korrespondierenden Schaltelemente gebraucht waren. Zur Erklärung der Wirkung dieser Schaltung sind die Kondensatoren 7 und 8 auch als 0"und 0 bezeichnet und die
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quelle 0, gekoppelt.
In Fig. 2 umschliesst C die ganze Kapazitanz über den abgestimmten Eingangskreis ausser der direkten Kapazitanz C, zwischen Gitter und Kathode in der Modulatorröhre 10. Der Modulator ist im Verhältnis zu der von dem OsciIIator gekoppelten Gitterkathodenspannung wirksam. Diese Spannung muss daher über Go vorhanden sein, was 03ciIIatorfrequenzstrom durch Go erfordert. Dieser Strom muss zur Erde durch die Restelemente L, C und Cades abgestimmten Eingangskreises zurückkehren.
In den niedrigeren Bändern ist die Oseillatorfrequenz zwischen 82 und 12% höher als die Zeichenfrequenz. Diese Differenz genügt, L, C, Ca zu verhindern, irgendeine wesentliche Impedanz dem Oseillatorfrequenzstrom durch Go zu bieten, vorausgesetzt, dass Go von der Grössenordnung von 6% des Minimumwertes von C ist. Die gewöhnliche Methode, den Oscillator höher als das Zeichen abzustimmen, ist zufriedenstellend. Dies hat den Vorteil, dass die Spiegelfrequenzen, von welchen sonst grösste Interferenz erwartet werden könnte, nahezu immer ausserhalb des Rundfunkbandes liegen.
In den höheren Bändern differiert die Oscillatorfrequenz von der Zeichenfrequenz nur um 13 bis 2'2%. Gemäss dieser Erfindung kann der Oscillator, wie es später erklärt werden wird, für diese Bänder unterhalb des Zeichens abgestimmt werden. In keinem Falle wird die Spiegelfrequenz in das Rundfunkband fallen, so dass diese Betrachtung für diese höheren Bänder unbeachtet bleiben kann.
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das Zeichen abgestimmt werden, bilden L, 0, Ca ohne C. bei einer Frequenz ungefähr 3% oberhalb der Zeichenfrequenz eine parallel resonante Sperre (trap).
Wenn der Oscillator auf die übliche Weise oberhalb des Zeichens abgestimmt ist, gibt es in dem höchsten Band einen Punkt, wo L, C, Go des Oseillatorfrequenzstrom dureh CO stark behindern, und dadurch wird eine "tote Stelle" im Abstimmungsbereich hervorgerufen, wo die Modulatorumwandlungsleistung stark abgeschwächt wird.
Dieses Problem wird durch Abstimmung des Oscillators niedriger als das Zeichen und der abgestimmte Eingangskreis, wenn in den höheren Bändern gearbeitet wird, gelöst. L, C, Con haben dann eine resultierende induktive Reaktanz auf die OsciIIatorfrequenz, welche den Strom durch Cl etwas
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In gewöhnlichen Fällen wird der grösste Vorteil erzielt, wenn die Zeichenfrequenz ungefähr 20mal die Zwischenfrequenz ist. Vorteilhaft ist ein Verhältnis von 10 bis 100mal.
Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung liegt in der Reduzierung des ganzen Frequenzbereiches des Oscillators, wie es in der folgenden Tabelle gezeigt ist :
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<tb>
<tb> Frequenzverhältnis <SEP> :
<tb> Zeichen <SEP> (20 <SEP> Megahertz/550 <SEP> kHz) <SEP> ............................... <SEP> 36#4
<tb> Oscilla-tor <SEP> unterhalb <SEP> des <SEP> Zeichens, <SEP> alle <SEP> Bänder <SEP> (19-55 <SEP> Megahertz/100 <SEP> mis)..... <SEP> 195'5
<tb> OsciIIator <SEP> oberhalb <SEP> des <SEP> Zeichens, <SEP> alle <SEP> Bänder <SEP> (20-45 <SEP> Megahertzjl000 <SEP> kHz)..... <SEP> 20'45
<tb> Oscillator <SEP> oberhalb <SEP> des <SEP> Zeichens <SEP> in <SEP> niedrigeren <SEP> Bändern <SEP> und <SEP> unterhalb <SEP> des <SEP> Zeichens
<tb> in <SEP> höheren <SEP> Bändern <SEP> (19-55 <SEP> Megahertz/1000 <SEP> Ms)......................... <SEP> 19-55.
<tb>
Es ist zu sehen, dass mit dieser Anordnung die Schwingungsspannung in den höheren Bändern, an Stelle einer stark reduzierten auf die Eingangsklemmen des Modulators 10 aufgedrückten Oscillatorspannung, im wesentlichen gleich derjenigen in den niederen Bändern gemacht ist und eine wesentlich einheitliche Umwandlungsleistung über den ganzen Arbeitsbereich des Empfängers erreicht werden kann.
Die Heizelemente der Röhren 10 und 14 können mit Strom von irgendeiner geeigneten Quelle gespeist werden, deren Einzelheiten bilden keinen Teil vorliegender Erfindung. Die Röhren 10 und 14 können von irgendeiner geeigneten Type sein. Die Modulatorröhre 10 kann z. B. Pentodentype 58 sein. Die Oscillatorrohre JM kann von der Pentodentype 57, deren Schirm und Unterdrückergitter mit ihrer Anode verbunden sind, um als Triode zu wirken, sein.
Es sei weiter bemerkt, dass, obgleich Radioempfang besprochen worden ist, die Erfindung gleichfalls auf irgendein System von Hochfrequenzübertragung und ebenso Drahtübertragung anwendbar ist.
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Ral1ioreceiver.
The invention relates to a radio receiver, in particular to a superheterodyne receiver, for receiving characters within a plurality of frequency bands.
The receiver according to the invention works with its heterodyne oscillator frequency when characters are received in the lower frequency bands, above the character frequency,
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The constants of the fixed elements controlled by the switches are chosen so that the oscillator frequency is higher than the received symbol frequency in the lower frequency bands and the oscillator frequency is lower than the symbol frequency in at least the two highest frequency bands; in this way the required frequency range of the oscillator is made as small as possible. The difference frequency between the symbol and oscillator frequencies becomes the same in both cases of the higher and lower frequency bands, and the same intermediate frequency circles can be used for the entire range of the receiver.
In the accompanying drawings, FIG. 1 is a circuit diagram of the character input and oseillator circuits of a superheterodyne receiver constructed in accordance with the present invention. Fig. 2 is a diagram of the same circuits switched for operation in the highest of the various
Frequency bands. 1 shows the circuit example of a receiver according to the invention which is suitable for covering four frequency bands.
The following frequency bands have been found to be suitable for use in such a receiver when 450 kH intermediate frequency is used:
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<tb>
<tb> First <SEP> band <SEP> ........... <SEP> character frequency <SEP> 550 <SEP> kHz-1500 <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> l <SEP>: <SEP> 8'73)
<tb> Oscillator frequency <SEP> 1000 <SEP> kHz-1950 <SEP> kH
<tb> (frequency ratio <SEP> 1 <SEP>: <SEP> 1 # 95)
<tb> second <SEP> band .......... <SEP> character frequency <SEP> 1400 <SEP> kHz-3600 <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> 1 <SEP>: <SEP> 2'57)
<tb> Oscillator frequency <SEP> 1850 <SEP> kHz-4050 <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> l <SEP>: <SEP> 2-19)
<tb> third <SEP> band .......... <SEP> character frequency <SEP> 3500 <SEP> kHz-9000 <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> l <SEP>:
<SEP> 2'57)
<tb> OsciIlator frequency <SEP> 3050 <SEP> M-8'5O <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> l <SEP>: <SEP> 2'80)
<tb>
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<tb>
<tb> fourth <SEP> band <SEP> character frequency <SEP> 8500 <SEP> kHz-20000 <SEP> kHz
<tb> (frequency ratio <SEP> 1 <SEP>: <SEP> 2'35)
<tb> Oseillator frequency <SEP> 8050 <SEP> kHz-19550 <SEP> & &
<tb> (frequency ratio <SEP> l <SEP>: <SEP> 2'43).
<tb>
The circuits of a superheterodyne radio receiver according to FIG. 1 are switched to position "a" by the various switches in order to work in the lowest of the four frequency bands, which in this case is the radio band. The modulator or first detector tube 10 has a tunable selection circuit (selector) or parallel resonant input circuit 11 and a modulating voltage source which is connected in series between its input terminals. The selector circuit is composed of the inductance 9, the limiting capacitor 7 and the variable capacitor 8, connected between its grid and cathode. The variable capacitor 8 serves to tune the selector circuit to the received symbol frequency in any of the bands over which the receiver operates.
The contacts b, o and d of a switch 12 can be connected to the respective taps 9b, 9e and 9d of the inductance 9 in order, as will be explained in more detail later, to change the input inductance.
The grid cathode circuit of the modulator tube 10 is completed by the resistor M and the cathode coil 15.
The antenna circuit, which is composed of the antenna 16, the blocking circuit 17, the shunt resistor 18 and ground 19, is coupled to the input circuit 11 through one of the various arrangements through the switches 20, 21 and 22. As indicated by dotted lines, all of the switches shown are mechanically linked for simultaneous actuation by a controller.
The antenna current mainly flows, with switches 20, 21 and 22 in the broadcasting position, with closed a-contacts, as shown, through capacitor 28, through coil 2.3 and through inductance 9 and capacitor 8, which are connected to the antenna and are common to the coordinated input groups. In the same band, the unused coil 24 is short-circuited by the switch 21, and the coupling coil 25, which is associated with the high voltage end of the input inductance 9 adjacent to it, is short-circuited by the switch 22.
Therefore in the broadcast band there is a capacitive coupling 7 between the antenna circuit and the tuned input circuit 11, and the coupling between the coil 2.3 and the cathode coil 15 creates an untuned auxiliary coupling between the antenna circuit and the input terminals of the modulator 10. It is the task this auxiliary coupling to suppress the image frequency, which is the unwanted frequency, which deviates from the oscillator frequency by a difference equal to the intermediate frequency.
The relationship between the coil 23 and the cathode coil 15 is selected so that the image frequency voltage that is impressed on the input of the tube 10 by this coupling is equal to and opposite to the image frequency voltage that is applied to it
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is, is pushed. The mirror suppression produced in this way is known.
In the second band, the coil 24, which is also inductively coupled to the cathode coil 15, is connected in place of the coil 23 when the switches 20 and 21 are set to contact b. At the same time switch 22 is actuated simultaneously and the lower part of the main inductance 9 is short-circuited by connecting the tap 9 b to the contact b of the switch 12. As a result, the tuned input circuit can be tuned over the second frequency band by the capacitor 8. The relationship between the image frequency coil 24 and the cathode coil 15 is chosen so that image suppression similar to that in the broadcast band will be present.
When each of the switches 20, 21, 22 and 12 is in position c to enable operation in the third band, the antenna current flows mainly through switch 2Q and coupling coil 25, while coils 23 and 24 are then switched off. In this way the characters induce a voltage in the matched input circuit 11 by mutual inductance between the coupling coil 25 and the inductance 9 of the matched input circuit. At the same time, the switch 12, when it touches the contact c, short-circuits that whole part of the main tuning inductance 9 below the tap 9 c and in this way enables the circuit 11 to be tuned over the third band by changing the capacitor 8.
In order to receive characters in the highest frequency or in the fourth band, all switches are operated simultaneously to close the contacts d, the coupling between the antenna circuit and the tuned input circuit being the same as in the third band. In this position, the switch 12 short-circuits the part of the tuning inductance 9 below the tap 9 d in order to enable the capacitor 8 to tune the circuit 11 over the highest band.
The trap circuit 17 is tuned to the intermediate frequency in order to prevent direct reception of characters of this frequency. Thus, in a circuit having an intermediate frequency of 450 kHz which is selected as being suitable for operation over the various frequency bands as outlined above, the trap circuit 17 would be continuously tuned to 450 kgz.
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The output circuit of the modulator includes the intermediate frequency circuit 26, which with the
Rest of the superheterodyne receiver is coupled. The nature of the latter is known and therefore not shown. The room current is supplied by a direct current source 27.
The tunable heterodyneoscillator includes the tube mouth and the tuned oscillation circuit 30. The latter is tuned by a variable capacitor 38. The dotted line between 38 and 8 indicates that these capacitors are mechanically linked for one-button operation.
The anode circuit of the oseillator tube 14 contains the two feedback coils 31 and. 32 in
Series connected across the capacitor 33 and one of the capacitors 40. The anode of the oscillator tube 14 is supplied with direct current via the anode inductance 81 and the resistor 35 connected to the source 27. The inductance 81 is shunted by resistor 36 and capacitor 37 in order to limit the oscillation amplitude in the fourth band.
The tuned tank circuit 30 includes the variable capacitor 38, the inductance 39, and one of the various series capacitors 40 selected by the switch 41.
In the broadcast band, the series capacitor 40 ad of the oscillation circuit 30, which is much smaller than the coupling capacitor 7 of the input circuit 11, limits the tuning range of the
Circuit 30, when tuned by capacitor 38, fits in.
As shown in the table of frequency bands, the ratio of the oscillation frequency variation is smaller than that of the symbol frequency variation in the two lower bands, but larger in the two higher bands. This is because the oscillator frequency is higher in the lower bands than the symbol frequency while it is lower in the higher bands. In superheterodyne receivers for the radio band it is customary to use the same change in capacitance in the capacitors 8 and 38. The frequency ratio of the oscillator is then partly by increasing the minimum capacitance and partly by connecting a series capacitor 40 a, which actually the Mf1. Maximum capacitance reduced, restricted.
Since the tuned input circuit 11 includes a series capacitor 7, the oseillator series capacitors 40 a and 40 b must be made considerably smaller than 7 for the lower bands. Conversely, the capacitors 40 e and 40'd must be made larger than 7 um for the higher bands to give the oscillator a greater ratio of frequency variation.
The inductance 39 is inductively coupled to the feedback coils 31 and 32, the latter of which is only effective in the lower bands
A small capacitor 42 is connected between 39 a and 39 c. This capacitor is only effective in the lower bands and is otherwise short-circuited by switch 43. Its purpose is to increase the minimum capacitance of the oscillation circuit 30 and thereby appropriately limit the frequency ratio for the two lower bands.
The cathode circuit of the oseillator tube together with the cathode circuit of the modulator 10 contains the resistor 13. By this means, the oscillation voltage is pushed between the input terminals of the modulator tube. The switches 41, 4J and 44, which each have contacts a, b, e and d, are used to control the frequency band in which the oscillator circuit is suitable to operate and also to control the oscillator feedback. The capacitance of each of the capacitors 40 a, 40 b, 40 c and 40 d is chosen so that it results in the exact limitation between the resonant circuit 30 of the oscillator and the filter circuit selector 11, so that the capacitors pass simultaneously through the tuning capacitors 38 and 8 uniform control means, as shown by the dotted line,
connecting these capacitors, is displayed, can be tuned. The connection of these series capacitors in circuit 30 is controlled by switch 41, which can be operated to close contacts a, b, e or d to enable reception in the desired band.
The switch 43 short-circuits various parts of the inductance 39 in order to tune the resonant circuit 30 over the various frequency bands through the capacitor 38.
The switch 44 serves to short-circuit the coupling coil 32 when operating in one of the high frequency bands, since it is unnecessary to provide so much feedback coupling in these bands.
The inductances of the various parts of the inductances 9 and 39 are chosen so that the oscillation frequency will be uniformly higher than the symbol frequency, since the tuning of the input and oscillation circuits is controlled simultaneously by the capacitors 8 and 38 over the two lower bands, so that the frequency of the resonant circuit will be lower than the frequency of the tuned input circuit if these two circuits are tuned simultaneously in the two higher frequency bands. In other words: the frequency of the filter circuit minus the frequency of the oseillator circuit is positive in the higher frequencies and negative in the lower frequencies of the band.
The lower end of the inductance 9 of the input circuit 11 is connected through a high resistor 50 to a circuit of the automatic volume control tube (not shown) by means of which the grid bias of the modulator 10 is automatically controlled in such a way that, as it is known, need not be further described. Capacitor 28 is used to isolate the antenna circuit from this grid bias.
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Fig. 2 is a simplified circuit diagram showing the essential elements of the antennas and tuned input circuits of Fig. 1 through which switches are switched to operate in the highest frequency band. In this figure, the various parts are provided with the same reference numerals as were used in FIG. 1 for the corresponding switching elements. To explain the effect of this circuit, the capacitors 7 and 8 are also referred to as 0 "and 0 and the
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source 0, coupled.
In FIG. 2, C encloses the entire capacitance over the tuned input circuit, except for the direct capacitance C, between the grid and cathode in the modulator tube 10. The modulator is effective in relation to the grid cathode voltage coupled by the oscillator. This voltage must therefore be present across Go, which requires a converter frequency current through Go. This current must return to earth through the residual elements L, C, and Cade's tuned input circuit.
In the lower bands, the oscillator frequency is between 82 and 12% higher than the symbol frequency. This difference is sufficient to prevent L, C, Ca from presenting any substantial impedance to the oscillator frequency current through Go, provided that Go is on the order of 6% of the minimum value of C. The usual method of tuning the oscillator higher than the mark is satisfactory. This has the advantage that the image frequencies, from which the greatest interference could otherwise be expected, are almost always outside the broadcast band.
In the higher bands, the oscillator frequency differs from the symbol frequency by only 13 to 2'2%. According to this invention, as will be explained later, the oscillator can be tuned for these bands below the mark. In no case will the image frequency fall into the broadcast band, so that this consideration can be ignored for these higher bands.
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If the symbol is tuned, L, 0, Ca without C. form a parallel resonant trap at a frequency about 3% above the symbol frequency.
When the oscillator is tuned in the usual way above the mark, there is a point in the highest band where L, C, Go severely impede the oscillator frequency current through CO, and this creates a "dead spot" in the tuning area where the modulator conversion power is greatly weakened.
This problem is solved by tuning the oscillator lower than the mark and tuning the input circuit when operating in the higher bands. L, C, Con then have a resulting inductive reactance to the oscillator frequency, which increases the current through Cl somewhat
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In ordinary cases, the greatest advantage is obtained when the symbol frequency is approximately 20 times the intermediate frequency. A ratio of 10 to 100 times is advantageous.
An additional advantage of this arrangement is the reduction of the entire frequency range of the oscillator, as shown in the following table:
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<tb>
<tb> Frequency ratio <SEP>:
<tb> character <SEP> (20 <SEP> megahertz / 550 <SEP> kHz) <SEP> ........................... .... <SEP> 36 # 4
<tb> Oscilla-tor <SEP> below <SEP> of the <SEP> character, <SEP> all <SEP> bands <SEP> (19-55 <SEP> megahertz / 100 <SEP> mis) ..... <SEP> 195'5
<tb> OsciIIator <SEP> above <SEP> of the <SEP> character, <SEP> all <SEP> bands <SEP> (20-45 <SEP> Megahertzjl000 <SEP> kHz) ..... <SEP> 20 '45
<tb> Oscillator <SEP> above <SEP> of the <SEP> character <SEP> in <SEP> lower <SEP> bands <SEP> and <SEP> below <SEP> of the <SEP> character
<tb> in <SEP> higher <SEP> bands <SEP> (19-55 <SEP> megahertz / 1000 <SEP> Ms) .................... ..... <SEP> 19-55.
<tb>
It can be seen that with this arrangement the oscillation voltage in the higher bands, instead of a greatly reduced oscillator voltage impressed on the input terminals of the modulator 10, is made essentially equal to that in the lower bands and a substantially uniform conversion efficiency over the entire working range of the Recipient can be reached.
The heating elements of tubes 10 and 14 can be powered from any suitable source, the details of which do not form part of the present invention. The tubes 10 and 14 can be of any suitable type. The modulator tube 10 may e.g. B. pentode type 58 be. The oscillator tubes JM can be of the pentode type 57, the screen and suppressor grid of which are connected to their anode to act as a triode.
It should further be noted that although radio reception has been discussed, the invention is equally applicable to any system of radio frequency transmission and wire transmission as well.
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