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Siebkreisanordnung für Überlagerungsempfänger.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebkreisanordnung für Überlagerungsempfänger mit einem auf dieEmpfangsfrequenz abgestimmten und einem die Frequenz der Hilfsschwingungen bestimmenden
Schwingungskreis.
Die Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer beiden Kreisen gemeinsamen Impedanz, insbesondere eines gemeinsamen veränderlichen Kondensators, ein Kreis auf die zu empfangende Frequenz und ein Kreis auf die Hilfsfrequenz abgestimmt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der auf die höhere Frequenz abgestimmte Kreis der Anordnung einen Kondensator solcher Grösse in Reihe mit der in diesem Kreis vorhandenen Induktivität, dass die Hintereinanderschaltung für die Schwingungen niedrigerer Frequenz des ändern Kreises im wesentlichen eine Sperre bildet. Vorzugsweise enthält der auf die tiefere Frequenz abgestimmte Resonanzkreis eine so hohe Selbstinduktion, dass er für den auf die höhere Frequenz abgestimmten Resonanzkreis einen Stromweg von hohem Widerstand bildet und mithin auf die Abstimmung dieses Kreises nur einen geringen Einfluss hat.
Entsprechend einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung können Mittel vorgesehen sein, um die Verschiebung der beiden Resonanzfrequenzen in Abhängigkeit von der Einstellung des veränderlichen Elementes in eine gewisse Beziehung zueinander zu bringen, vorzugsweise so, dass bei Veränderung des Abstimmgliedes die Differenz zwischen den Resonanzfrequenzen im wesentlichen konstant bleibt.
In Fig. 1 enthält ein Eingangskreis, der an eine Quelle hoher Frequenz geschaltet ist, eine Primärinduktanz L die induktiv mit einer Sekundärinduanz L die in dem abstimmbaren Schwingungskreis 14 liegt, gekoppelt ist. Der Kreis 14 kann eine zusätzliche Induktanz L2'und einen variablen
Kondensator C2 enthalten, mittels deren die Resonanzfrequenz des Kreises 14 eingestellt werden kann.
In Nebenschluss zu dem variablen Kondensator C2 liegt der abstimmbare Kreis 18. der Kondensator C ;
Induktanz La und Kondensator C4 enthält, die zusammen mit O2 einen zweiten abstimmbaren Schwin- gungskreis bilden. Der Eingang der Röhre 15 enthält den abstimmbaren Kreis 14 und der Eingang der Röhre 17 enthält die Induktanz La des abstimmbaren Kreises 18.
Beim Betrieb werden die Charakteristiken der veränderlichen Elemente der abstimmbaren
Kreise 14 und 18 so gewählt, dass eine grosse Frequenzdifferenz zwischen den Resonanzperioden jedes dieser Kreise vorhanden sein wird, wobei die Frequenz des abstimmbaren Kreises 18 höher als die- jenige des abstimmbaren Kreises 14 ist. Bei der hohen Resonanzfrequenz des Kreises 18 wird die
Totalinduktanz des Kreises 14 wie eine hohe Frequenzdrossel wirken. und bei der niedrigeren Reso- nanzfrequenz des Kreises 14 werden die Kapazitäten Cg und C4 wie eine hohe Impedanz wirken.
Weiterhin wirken die Serienkapazitäten Ca und C4 des Kreises 18 begrenzend auf den Abstimmungs- bereich des Kondensators C2 im Hinblick auf den abstimmbaren Kreis 18, durch welch letzteren die
Veränderung des Kondensators O2 dazu dient, die zwei Kreise 14 und 18 gleichzeitig auf eine niedrige und eine relativ hohe Radiofrequenz abzustimmen.
Der Begriff #Begrenzung# eines Abstimmungsbereiches bedeutet in dem hier gebrauchten
Zusammenhang, dass die Grenzen des durch den Kreis mit Hilfe des Kondensators C2 erfassten Ah- stimmungsbereiches auf vorgegebene Werte eingestellt werden können. Dies wird zu einem Teil durch die Kondensatoren Cg und C4 bewirkt : da diese in dem Kreise 18 mit dem Abstimmungskonden- sator C2 und der Induktivität in Reihe liegen, so ist infolge ihrer Anwesenheit die im Kreis auftretende
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Maximalkapazität gegenüber dem Wert des Kondensators C2 verringert.
Im Kreis 14 kommt hingegen die volle Kapazität des Abstimmkondensators zur Wirkung, so dass durch die Wahl der Grösse der Kondensatoren C3 und C4 eine Begrenzung des Abstimmungsbereiches im Kreise 18 und damit eine Abgleichung gegenüber dem Abstimmungsbereich des Kreises 14 erzielt werden kann.
Es ist klar, dass Spannungen von beiden Frequenzen über den Kondensator C2 vorhanden sein werden, und daher können Spannungen beider Frequenzen zum Eingang der Röhre 15 geliefert werden. Da jedoch der Eingang der Röhre 17 über die Induktanz L3 geschaltet ist, ist dieser wesentlich von dem Kreis 14 isoliert ; folglich reagiert die Röhre 17 nur auf die Frequenz des abstimmbaren Kreises 18.
Eine besondere Anwendung dieses Kreises auf einen Superheterodyneradioempfänger ist in
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Die Induktanz LI ist induktiv mit der Induktanz L2 des Zeichenkreises 14 gekoppelt, welcher Kreis auf Resonanz mit der gewünschten Zeichenfrequenz durch den variablen Kondensator C2 abgestimmt wird. Die über den Kondensator C2 entwickelte Zeiehenfrequenzspannung wird zwischen das Steuer-
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thode den Schwingungskreis 18 geschaltet.
Der Schwingungskreis 18 enthält in Serie die Induktanz L3, den Begrenzungskondensator C3, den veränderlichen Kondensator C2 gemeinsam mit dem abgestimmten Eingangskreis 14 und dem Kondensator C4.
Die Schwingungsfrequenz wird durch den veränderlichen Kondensator C2 gesteuert, dessen Kapazitätsbereich relativ zu seiner Wirkung auf die Schwingungsfrequenz durch den Begrenzungskondensator C3 und in gewissem Umfang durch den Nebenschlusskondensator C begrenzt wird. Ein Hilfskondensator Cp zur Unterstützung der Begrenzung ist zwischen der Verbindungsstelle der Induktanz L3 mit dem Kondensator C3 und Erde geschaltet und ist daher im wesentlichen mit der Induktanz L3 im Nebenschluss. Der Widerstand R1 hat den Zweck, die passende Vorspannung an dem Gitter der Oszillatorröhre 17 vorzusehen. Die Vorspannung wird durch den Gitterstrom hervorgebracht und begrenzt die Schwingungsamplitude.
Der Eingangskreis besteht praktisch nur aus der Induktivität L2 und dem ihr parallel liegenden Kondensator C2. Die Impedanzen des Oszillatorkreises sind durch die Kondensatoren C3 und C,, abgetrennt, so dass für die gegenüber der Oszillatorfrequenz niedrigere Empfangsfrequenz eine genügend grosse und praktisch durch Veränderungen innerhalb des Oszillatorkreises unbeeinflusste Impedanz gebildet wird. Dies ist deswegen wichtig, weil dadurch die Einstellung der Abgleichelemente im Oszillatorkreis möglich wird, ohne dass gleichzeitig die Resonanzfrequenz des Eingangskreises wesentlich mitverschoben wird.
Die Abgleichung des Oszillatorkreises auf eine bestimmte Frequenzdifferenz an zwei Punkten kann nur durch die Kondensatoren Cp und C3 erfolgen, wobei Cp den Charakter eines Paralleltrimmers hat, mit dessen Hilfe die richtige Frequenz in der Nähe jenes Endes des Abstimmbereiches erzielt wird, wo der Kondensator C2 seine geringste Kapazität hat. C3 hat den Charakter eines Serientrimmers und ist am entgegengesetzten Ende des Abstimmungsbereiches haupt- sächlich wirksam. Die Einstellungen von C3 und Cp übertragen sich in ihrer Wirkung nur unwesentlich auf den Eingangskreis.
Die Anode der Röhre 17 ist über den Kopplungswiderstand R2 mit einer Quelle von hohem Potential, dargestellt durch Batterie 16, verbunden. Ein Hochfrequenznebenschlusskondensator C7 ist jenseits der Batterie vorgesehen.
Die Hochfrequenzspannungsschwankungen, die über R2 entwickelt werden, werden auf den Sehwingungskreis durch den Rückkopplungskreis, der die Verbindung über den Kondensator Ce zum unteren Ende der Induh. -tanz L4 und den Blookierungskondensator C4 einschliesst, aufgedrückt. Die Indus-stanzen L3 und L4 sind induktiv gekoppelt und sehen auf diese Weise eine elektromagnetische Kopplung zwischen dem Rückkopplungskreis, der Oszillatorröhre 17 und dem Schwingungskreis vor.
Der Kondensator Cd ist dem Rückkopplungs-und dem Schwingungskreis gemeinsam und kann daher zusätzliche Kopplung zwischen diesen zwei Kreisen schaffen.
Der über den Kondensator C2 aufgedrückte Teil der Sehwingungsspannung wird auf den Eingang der Modulator-oder ersten Detektorröhre 15 aufgedrückt und wird sieh auf diese Weise in dem Eingang besagter Röhre mit empfangenen Hochfrequenzzeichenspannungen, welche auch über den Kondensator C2 auftreten, vereinigen. Die Vorspannung der Röhre 15 ist so eingerichtet, dass sie wie ein Modulator wirkt, und eine audio-modulierte Zwischenfrequenz wird in dem Ausgangskreis der
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durch eine Anzapfung in der Batterie 16 beliefert werden. Die Hochspannungsquelle 16 ist für hohe
Frequenzen mittels des Kondensators C7 nebengeschlossen.
Jener Teil der Batterie 16. welcher das
Schirmgitterpotential liefert, kann ähnlich mit einem Nebenschlusskondensator C8 versehen sein.
Die Zwischenfrequenzspannung, welche über die Drossel Ls entwickelt wird, ist durch den Kon- densator C9 mit dem Eingang des auf Zwischenfrequenz reagierenden Radioempfängers 20 gekoppelt, durch den sie weiterhin verstärkt, detektiert und auf die gebräuchliche Art durch den Lautsprecher 21 wiedergegeben wird. Die Einzelheiten des übrigbleibende Teils des Empfängers und Wiedergabe- apparates sind die gebräuchlichen in der Technik vorhandenen und bedürfen keiner weiteren Be- schreibung.
Die Schwingungsfrequenzspannungen, die über die Induktanz L2 aufgedrückt werden, können kapazitiv oder induktiv auf die Antennen-Primärinduktanz Li übertragen werden. Deshalb kann, um Strahlung der Schwingungsfrequenzspannungen zu verhindern, eine Neutralisptionsanordnung vorgesehen werden.
Dieses System umfasst die Verbindung zwischen dem niedrigeren Ende der Rück- kopplungsspule L, über den Neutralisierungskondensator Cl zu dem oberen Ende der Antennen-
Primärinduktanz Li. Die Neutralisierungskapazität Cj ist so eingestellt, dass die Rückkopplung der
Schwingungsfrequenzspannung zum oberen Ende der Spule LI gerade hinreichend ist. um dasjenige, was dorthin durch die Abstimmungsinduktanz L2 übertragen wird, zu neutralisieren.
Geeignete Kathodenheizkreise können vorgesehen sein, sie können zusammen mit der Spannung- quelle, die durch die Batterie 16 dargestellt wird, dieselben sein wie jene, die zur Lieferung der in dem Empfänger 20 erforderlichen verschiedenen Spannungen vorgesehen sind.
Wie oben festgestellt, sollte die gewählte Schwingungsfrequenz beträchtlich höher sein als die Frequenz der Zeichen, deren Empfang gewünscht wird. Z. B. kann eine konstante Zwischen-oder Differenzfrequenz von 4800 Kilohertz gewählt werden, in welchem Falle der Schwingungsfrequenzkreis 18, um den Rundfunkbereich von 550 Kilohertz bis 1500 Kilohertz zu bedecken, über einen Bereich von 5350 Kilohertz bis 6300 Kilohertz abstimmen muss. Daher kann, da die prozentuale Kapazitätsveränderung, die erforderlich ist. um die Schwingungsinduktanz Lg über diesen Frequenzbereich abzustimmen, ziemlich klein ist, der Kondensator Ca von einer solch niedrigen Kapazität sein, dass er eine sehr hohe Impedanz für die Spannungen der Zeichenfrequenz darstellt.
Mit andern Worten, es gibt nur schwachen Verlust von Zeichenfrequenzspannung durch den Kondensator Cl fund Induktanz Lg. die mit der Induktanz L2 im Nebenschluss sind. Die Impedanz der Induktanz L2, die in Nebenschluss mit dem Kondensator C2 ist, über den Spannungen der Sehwingungsfrequenz entwickelt werden, ist relativ zu Schwingungsfrequenzspannungen so hoch, dass sie einen vernachlässigbaren Einfluss auf diese Spannungen haben wird.
Auf diese Weise ist eine Anordnung geschaffen worden. in welcher der einzelne Kondensator ('2 benutzt werden kann, um zwei Schwingungskreise auf beträchtlich differierende Frequenzen abzustimmen, und die Spannungen der zwei Frequenzen, die über den einzelnen veränderlichen Kondensator entwickelt werden, können auf den Eingang der Modulatorröhre 15 aufgedrückt und da, um die modulierte Zwischenfrequenz in der gebräuchlichen Weise hervorzubringen, kombiniert werden.
Der Kondensator Ca wirkt, wie oben festgestellt worden ist, als Begrenzung des Bereiches des Kondensators C, und wirkt auf diese Weise wie ein Begrenzungskondensator, wodurch die Differenz zwischen der Frequenz der Zeichenströme und der Frequenz der Schwingungsströme im wesentlichen gleichförmig aufrechterhalten werden kann, wenn der Kondensator C2, um den Eingangskreis über den Abstimmungsbereich abzustimmen, verändert wird. Der Hilfskondensator Cp erlaubt die Erzielung einer Dreipunktbegrenzungseinstellung. Der Hilfskondensator Cp wird zur Korrektur der Begrenzung eingestellt, wenn auf das obere Ende des Rundfunkbereiches abgestimmt wird. Die Induktanz Lg wird zur richtigen Begrenzung im Mittelteil und der Kondensator Cg zur Berichtigung der Begrenzung am niederen Frequenzende des Bereiches eingestellt.
Die drei Einstellungen sind gegenseitig abhängig, aber, wenn passend gemacht, werden die Kreise ihre Abstimmung behalten, wenn der Kondensator C2 über seinen Bereich abgestimmt wird. Obgleich der Kondensator C1 ein Blockierungskondensator ist und eine so grosse Kapazität hat, dass er nur schwach auf die Abstimmung des Schwingungskreises einwirkt, kann seine Kapazität so gewählt werden, dass er bei der Aufrechterhaltung der Begrenzung ebenso wie bei der Aufrechterhaltung einheitlicher Sehwingungsspannungen unterstützt.
Obgleich die verschiedenen Elemente des gezeigten Kreises eine grosse Charakteristikverschiedenheit haben können, sind die folgenden angenäherten Werte als befriedigend zur Herstellung eines Oszillator-und Modulatorsystems zum Zeichenempfang im Rundfunkbereich von 550 Kilohertz bis
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Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Frequenzwechselkreis, in dem eine einzelne Röhre die Oszillatorund Modulatorfunktionen ausübt ; entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In dem gezeigten Kreis ist die Röhre 15'mit einer virtuellen Kathode ausgestattet. Es kann aber auch irgendeine andere Type von Oszillatormodulator, wenn es gewünscht ist, gebraucht werden.
Wie gezeigt, ist der abgestimmte Eingangskreis 14 an das vierte Gitter geschaltet, und dieses Gitter, die Anode und eine virtuelle Kathode wirken wie ein elektronengekoppelter Modulator. Das zweite Gitter wirkt wie die Oszillatoranode und ist durch Widerstand R2 mit der Spannungsquelle 16 verbunden. Der zweite Gitterkreis enthält den Kondensator Os, Induktanz L4 und die Kondensatoren C und C*g. Dieser Kreis ist mit dem Schwingungskreis M mittels der induktiven Kopplung zwischen Induktanz L4 und Induktanz Lg und durch die kapazitive Kopplung des Kondensators C4 gekoppelt. Die Hilfsschwingungsspannung wird auf das erste Gitter, an welches sie direkt geschaltet ist, aufgedrückt. Beim Betrieb steuert die erste Gitterspannung die Kathodenemission, und die Zeichenspannung, die auf das vierte Gitter aufgedrückt wird, steuert den Teil dieser Emission, der die Anode erreicht.
Diese Spannung kann indessen nicht auf die Spannung des ersten Gitters einwirken. Die Wirkung ist sonst ähnlich derjenigen der Kreise, die in Fig. 2 gezeigt sind.
Die Erfindung ist als ein Frequenzwandler für einen Superheterodyneradioempfänger beschrieben worden ; sie kann jedoch auch als ein Frequenzwandler für irgendein Heterodyneempfangssystem verwendet werden und ist gleichfalls anwendbar als Frequenzwandler zum Gebrauch in Verbindung mit der Erzeugung von Strahlungsenergie für irgendwelchen Zweck oder für irgendein System, bei welchem es erwünscht ist, zwei resonante Kreise über einen Bereich in Frequenz zu bringen und dabei ein konstantes Frequenzintervall zwischen ihnen aufrechtzuerhalten und nur ein variables Reaktanzelement zu verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Siebkreisanordnung für Überlagerungsempfänger mit einem auf die Empfangsfreqnenz abgestimmten und einem die Frequenz der Hilfsschwingungen bestimmenden Schwingungskreis, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer beiden Kreisen gemeinsamen Impedanz, insbesondere eines gemeinsamen veränderlichen Kondensators, ein Kreis auf die zu empfangende Frequenz und ein Kreis auf die Hilfsfrequenz abgestimmt wird.