<Desc/Clms Page number 1>
Schaltung zur automatischen Regelung der durchgelassenen Seitenbandbreite.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur automatischen Regelung der durchgelassenen
Seitenbandbreite für den Empfang modulierter Hochfrequenzschwingungen in Abhängigkeit von den Empfangsbedingungen.
Es sind bereits verschiedene Schaltungen für den Gebrauch in Radioempfängern angegeben worden, bei welchen eine automatische Regelung der Selektivität entsprechend den Empfangs- bedingungen bewirkt wird. Die bisher bekannten Schaltungen sind jedoch allgemein recht kompliziert und stellen wegen der grossen Anzahl von Teilen, Hilfsröhren und Zusatzapparaten eine erhebliche
Belastung in konstruktiver und wirtschaftlicher Hinsicht dar.
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine Schaltung zur automatischen Regelung der durchgelassenen Seitenbandbreite eines Empfängers für modulierte Hochfrequenzsehwingungen zu schaffen, welche in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise einfach und wirtschaftlich ist.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Schaltung zur automatischen Regelung der durchgelassenen Seitenbandbreite in einem Empfänger für modulierte Hochfrequenzsehwingungen in Abhängigkeit von den Empfangsbedingungen, wobei im Empfänger ein Selektor vorgesehen ist, der die Trägerwelle und im wesentlichen nur ein Seitenband durchlässt, und wobei erfindungsgemäss Mittel vorgesehen sind, um die Frequenz der Trägerschwingung in Abhängigkeit von der Amplitude der Empfangsschwingungen zu verändern und dadurch gegenüber der Mitte des von dem genannten Selektor durchgelassenen Bandes zu verschieben, so dass die durchgelassene Breite des einen Modulationsseitenbandes vergrössert wird.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Selektor für den Empfang von tonmodulierten Wellen so eingerichtet, dass er ein Frequenzband von annähernd 8 kHz-Breite durch- lässt, wobei die mittlere Frequenz des vom Selektor durchgelassenen Bandes gleich der normalen Trägerfrequenz ist. Für kleine Amplituden der Empfangsschwingungen ist die Schaltung so eingestellt, dass die Trägerfrequenz ihren Normalwert hat ; dementsprechend ist die Schaltung dann hochselektiv, d. h. der Selektor lässt nur ein verhältnismässig enges Frequenzband durch, das die gewünschte Trägerschwingung und gleiche Teile von beiden Seitenbändern umfasst.
Wenn die Amplitude der gewünschten Empfangsschwingungen zunimmt, wird die Trägerfrequenz aus der Mittellage des von dem Selektor durchgelassenen Bandes nach einer Seite hin verschoben, so dass die durehgelassene Breite des einen Modulationsseitenbandes vergrössert wird, so dass höhere Modulationsfrequenzen durchgelassen werden als vorher, was eine Verbesserung der Wiedergabetreue bewirkt.
Vorzugsweise sind ausserdem Mittel vorgesehen, um die Trägerfrequenzen in Abhängigkeit von der Amplitude einer Störung zu verschieben, welche dem gewünschten Zeichenträger auf der Seite benachbart ist, von welcher die Trägerfrequenz sich unter dem Einfluss der Regelung in Abhängigkeit von der Amplitude der Empfangsschwingungen entfernt ; die Verschiebung der Trägerfrequenz unter dem Einfluss der Störung erfolgt dabei in entgegengesetztem Sinne, d. h. so, dass die Trägerfrequenz wieder zur Bandmitte zurückbewegt wird ; auf diese Weise wird die Breite des durchgelassenen Modulationsseitenbandes herabgesetzt und Störungen durch solche unerwünschte Zeichen werden vermieden.
Die Erfindung lässt sieh am vorteilhaftesten in einem Superheterodyneempfänger mit dreifacher Detektion verwirklichen. In einem solchen Empfänger ist mit dem Ausgangskreis der zweiten Trans-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
hältnismässig enges Frequenzband durehlässt, dessen mittlere Resonanzfrequenz gleich dem Normalwert der zweiten Zwisehenfrequenz ist. Es sind nun Regelmittel vorgesehen. welche auf die Amplitude der gewünschten Schwingungen ansprechen und auf die Einstellung der Oszillatorfrequenz einwirken,
EMI2.2
wird und ein grösserer Teil eines der Seitenbänder durchgelassen wird und sich eine verbesserte Wiedergabetreue ergibt.
Es sind ausserdem Mittel vorgesehen, welche auf Störungen ansprechen, die dem gewiinsehten Zeiehenträger auf der Seite benachbart sind, von welcher die Trägersehwingung unter dem Einfluss der Regelung in Abhängigkeit von der Amplitude der Empfangssehwingungen, wie bereits beschrieben, entfernt wurde. Diese Mittel bewirken, dass die Oszillatorfrequenz in einer Richtung verschoben wird, entgegengesetzt zu der durch die erste Regelung bewirkten Verschiebung, d. h. zurück in Richtung auf die mittlere Bandfrequenz des Selektors. Die Selektivität des Systems wird daher durch die zweite Regelung wieder erhöht.
In Fig. 1 ist die Schaltung eines Superheterodyneempfängers dargestellt, der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verkörpert. Der Empfänger enthält einen abstimmbaren Hochfrequenz- verstärker 10, dessen Eingangskreis mit der Antenne 11 und der Erde 12 verbunden ist ; sein Ausgangskreis ist mit der ersten Transponierlngsstufe 13 verbunden, die Abstimmelemente des Verstärkers 10
EMI2.3
die von der Transponierungsstufe 13 gelieferte Zwischenfrequenz ist im wesentlichen konstant. Der Ausgangskreis der Transponierungsstufe 1. 3 ist mit dem ersten Zwischenfrequenzselektor 14 verbunden, welcher ein breites Band durchlässt, so dass der erste Zwischenfrequenzträger und alle seine Seitenbandfrequenzen durchgelassen werden.
Mit dem Ausgangskreis des Selektors 14 ist eine zweite Trans- ponierungsstufe 15 verbunden, auf welche ein zweiter Zwischenfrequenzselektor 16 und ein Gleich-
EMI2.4
ein Lautsprecher 49 folgen auf den Ausgangskreis des Verstärkers 17.
Entsprechend der Erfindung wird die Selektivität der Schaltung mit Hilfe der Transponienmgs- stufe 15 des Selektors 16 und der zugeordneten Steuermittel geregelt.
EMI2.5
gitter einer Oszillator-Modulatorröhre 20, die der Transponierungsstufe 15 angehört ; der Selektor wird durch einen Zwischenfrequenztransformator 21 gebildet, der eine Primärspule 22 besitzt, welche durch einen Kondensator 23 auf die erste Zwischenfrequenz abgestimmt ist : ebenso ist die Sekundärspule 24 durch den Kondensator 25 auf die erste Zwischenfrequenz abgestimmt.
EMI2.6
welche mit dem als Oszillatoranode dienenden dritten Gitter der Röhre 20 über Blockkondensator 39 in Verbindung steht, ist mit der Spule 34 induktiv gekoppelt.
Der Selektor 16 enthält drei gekoppelte Resonanzkreise, einen Eingangskreis, einen Ausgangskreis und einen Zwischenkreis, welche alle auf die zweite Zwisehenfrequenz abgestimmt sind. Der
EMI2.7
sator 41. Der Zwischenkreis enthält die Spule 42 und den Kondensator 43 und der Ausgangskreis enthält die Spule 44 und den Kondensator 45.
EMI2.8
frequenz und ist so dimensioniert, dass seine mittlere Bandfrequenz gleich dem Normalwert der zweiten Zwis henträgerfrequenz ist.
Der Gleichrichter und Verstärker 17 enthält eine DoppeIdioden-Triodenröhre M, welche eine Kathode 46, die Diodenanoden 47 und 48, ein Steuergitter 49 und die Ausgangsanode 50 besitzt. Diese Röhre dient zur Demodulation der zweiten Zwischenfrequenz und gleichzeitig zur Verstärkung der er- zeugten ModuMonsstlhwingungen sowie zur Erzeugung einer Regelspannung.
Zum Zwecke der Demodulation sind die Diodenanode 47 und die Kathode 46 mit dem Kreis 44, 45 des Selektors 16 verbunden ; ein geeigneter Belastungskreis mit den Widerständen 51 und 52, dem Kondensator 5, 3, welcher beide Widerstände überbrückt, und dem Kondensator 34, welcher nur den Widerstand. 52 überbrückt, ist vorgesehen. Im Kathodenkreis der Röl : re 81 liegt der Vorspannungswiderstand 55. der durch den Kondensator 56 überbrückt ist. Die Niederfrequenzschwingungen treten an dem Widerstand 52 auf und werden über den Kopplungskondensator 57 und den Spannungsteiler 58 dem Steuergitter 49 der Röhre 81 zugeführt.
Die Kathode 46, das Steuergitter 49 und die Anode 50 bilden zusammen ein Niederfrequenzverstärkersystem. Der Ausgangskreis dieses Verstärkers ist mit dem Verstärker 4$'verbunden. Durch geeignete Einstellung des Spannungsteilers 58 kann die Ausgangsleistung auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
EMI2.9
<Desc/Clms Page number 3>
der zugehörige Belastungskreis enthält die Widerstände 6 () und 61, an wellen eine glek-r gerichtete Spannung entsprechend der Amplitude der zweiten Zwischenfrequenzsdlwingungen entwickelt wird.
Zur automatischen Verstärkungsregelung im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsamplitude wird die an den Widerständen 60 und 61 entwickelte Regelspannung über den Filter mit dem Widerstand 62 und dem Kondensator 68 dpn Steuergittern der Röhren des Hochfrequenzver- stärkers 10 und der Transponierungsstufen 13 und 15 zugeführt.
Die am Widerstand 61 entwickelte Spannung dient zur Regelung der Selektivität entsprechend der Amplitude der Empfangsschwing ! 1ngen. Zu diesem Zweck ist im Induktivitätszweig des Schwingungkreises 34, 35 ein Widerstand 36 vorgesehen. Die Impedanz dieses Widerstandes ist bei der normalen Oszillatorfrequenz, verglichen mit den Impedanzen der frequenzbestimmenden Elemente des Kreises, klein und hat auf den Schwingungskreis nur eine geringe Wirkung. Die Röhre 64 ist mit ihrem Eingangskreis über den Kondensator 65 parallel zu dem Widerstand 36 geschaltet und ihr Ausgangskreis liegt parallel zum ganzen Sehwingungskreis 34, 35. Die Anodenimpedanz der Röhre 64 soll im Vergleich zu der Impedanz des abgestimmten Kreises bei Resonanz verhältnismässig hoch sein, so dass die Phasenlage des Anodenstromes durch ihn nicht wesentlich beeinflusst wird.
Wenn auch an dieser Stelle wegen der hohen Anodenimpedanz vorzugsweise eine Penthode verwendet wird, ist es doch klar, dass auch andere geeignete Röhren hoher Impedanz verwendet werden können.
Da die Eingangsspannung der Röhre 64 an dem Widerstand 36 im Induktivitätszweig des
EMI3.1
der Spannung des Sehwingungskreises 34, 35 um ungefähr 900 zurück, was zur Folge hat, dass auch der Anodenstrom der Röhre 64 gegenüber der Schwingkreisspannung um etwa denselben Betrag nacheilt und die Röhre 64 den Charakter einer Induktivität von kleinem Verlustfaktor erhält, so dass sie dazu benutzt werden kann, die Abstimmung des Schwingungskreises durch Veränderung ihrer Gittervorspannung zu regeln. Dazu wird die am Widerstand 61 im Kreise des Diodengleichrichters 46, 48 entwickelte negative Vorspannung dem Steuergitter der Röhre 64 über einen geeigneten Filter mit dem Widerstand 68 und dem Kondensator 69 zugeführt.
Um die Selektivität der Schaltung entsprechend der Amplitude einer Störung zu beeinflussen, deren Frequenz dicht unterhalb der gewünschten Zeichenträgerfrequenz liegt, ist ein Selektor 70 mit dem Ausgangskreis der Transponierungsstufe 16 gekoppelt. Der Selektor 70 enthält eine Primärspule M, die mit dem Ausgangskreis der Röhre 20 über den Kopplungskondensator 72 verbunden und durch den Kondensator 13 auf die normale zweite Zwisehenträgerfrequenz der Störung abgestimmt ist, sowie eine Sekundärspule 74, die durch den Kondensator 75 auf die gleiche Frequenz abgestimmt ist.
Die Sekundärspule 74 ist mit dem Diodengleiehrichter 76 verbunden, dessen Belastungskreis den Widerstand 71 enthält, der durch den Kondensator 78 überbrüekt ist. An dem Widerstand 77 wird daher eine Regelspannung entwickelt, welche der Amplitude der Störungsschwingung entspricht,
EMI3.2
der Röhre 64 über einen Filter mit dem Widerstand 79 und dem Kondensator 80 zugeführt. Zwischen dem Gitter der Röhre 64 und Erde ist ein Schalter 82 vorgesehen, der dazu dient, die automatische Frequenzregelung auszuschalten, damit der Empfänger zunächst ohne deren Wirkung auf genaue Resonanz mit der gewünschten Empfangsfrequenz abgestimmt werden kann.
Bei der Betrachtung der Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung sei zunächst angenommen, dass beim Empfang eines schwachen Signals der Schwingungskreis 34, 35 zu Anfang bei einer geeigneten Vorspannung der Röhre 64 auf eine derartige Oszillatorfrequenz eingestellt ist, dass die aus den Empfangsschwingungen gebildete zweite Zwischenfrequenz ihren Normalwert von z. B. 365 kHz hat. Der Begriff "Normalwert" einer Frequenz soll hiebei immer die Betriebsbedingung bezeichnen, wenn nur sehr schwache Schwingungen aufgenommen werden. Der Selektor 16 ist dann so eingestellt, dass er nur ein verhältnismässig enges Frequenzband durchlässt, dessen mittlere Bandfrequenz gleich dem Normalwert der zweiten Zwischenfrequenz ist, so dass die Schaltung unter diesen Bedingungen hochselektiv ist.
Diese Beziehungen sind in Fig. 2 dargestellt, worin der Abszissenmassstab in Frequenzen und der Ordinatenmassstab in Amplitudenrelativwerten aufgetragen ist. Der Normalwert der zweiten Zwischenfrequenz von 365 ks ist durch die Linie C angedeutet und die Übertragungscharakteristik des Selektors 16 ist durch die Kurve A dargestellt, man erkennt, dass der Selektor nur angenähert 3 kHz nach jeder Seite durchlässt.
Wenn nun ein starkes Signal empfangen wird, steigt die Amplitude der zweiten Zwischenfrequenz und damit die Eingangsspannung der Diodengleichrichterstreeke 46, 48. Dementsprechend nimmt die negative Regelspannung an den Widerständen 60 und 61 und damit die dem Steuergitter der Röhre 64 zugeführte Gittervorspannung zu, so dass eine Erhöhung der scheinbaren Induktivität parallel zum Schwingungskreis 34, 35 bewirkt wird. Die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises wird dadurch zu einer niedrigeren Frequenz verschoben und dementsprechend wird die zweite Zwischenfrequenz in Abhängigkeit von der Amplitude der Empfangssehwingungen erhöht, so dass der Selektor 16 jetzt einen grösseren Teil des tieferen Seitenbandes durchlässt und sich eine verbesserte Wiedergabetreue ergibt.
Die Grenzlage der zweiten Zwisehenfrequenz beim Empfang eines starken Signals wird durch die gestrichelte Linie C'der Fig. 2 angedeutet. Dabei ist die Trägerfrequenz nahezu um 3 kHz
<Desc/Clms Page number 4>
verschoben worden und obgleich nur das tiefere Seitenband der Empfangsschwingungen durchgelassen wird, werden Modulationsfrequenzen bis zu 6 kHz wiedergegeben.
Wenn nun die Schaltung auf diese Weise für den Empfang eines starken Signals eingestellt ist und unter diesen Bedingungen ein unerwünschtes Signal von nennenswerter Intensität auf einem benachbarten Träger 10 kHz unterhalb der gewünschten Trägerfrequenz auftritt, wird am Widerstand 77 des Gleichrichters 76 eine grössere Spannung entwickelt. Diese Spannung liegt in positiver Polung am Steuergitter der Röhre 64 und wirkt der negativen Vorspannung entsprechend der Amplitude des gewünschten Signals entgegen ; auf diese Weise wird also die scheinbare Induktivität parallel zum Schwingungskreis herabgesetzt und eine Verschiebung der zweiten Zwischenfrequenz zu einer
EMI4.1
Empfangssehwingungen bewirkt wird.
Daher wird der Teil des niedrigeren Modulationsseitenbandes, welches von dem Selektor 16 durchgelassen wird, verkleinert und die unerwünschte Trägerschwingung wird von dem durch den Selektor 16 durchgelassenen Frequenzband entsprechend der Amplitude dieses unerwünschten Signals weg verschoben, so dass Störungen vermieden werden. Wenn dieses unerwünschte Signal stark genug ist, kann der gewünschte Zeichenträger zu einer niedrigeren Frequenz als seinem Normalwert verschoben werden, so dass ein zunehmend geringerer Betrag des niedrigeren Modulationsseitenbandes von dem Selektor 16 durchgelassen wird.
Es wurde bei der Erklärung zunächst angenommen, dass ein starkes gewünschtes Signal empfangen wurde, welches die oben erläuterte Frequenzversehiebung bewirkte, und dass sodann ein unerwünschtes Signal auftrat, welches eine Frequenzverschiebung in entgegengesetzter Richtung verursachte. Beim praktischen Gebrauch ist das unerwünschte Signal im allgemeinen gleichzeitig mit dem gewünschten Signal vorhanden, so dass sogleich beim Abstimmen des Empfängers die Differenz der beiden besprochenen Regelungen zur Wirkung kommt. Der Schalter 82 wird natürlich nur bei der Anfangsabstimmung des Empfängers auf einen neuen Sender geschlossen. Die notwendige Aufhebung der Regelwirkung, um eine einwandfreie Abstimmung zu gestatten, kann noch auf verschiedene andere Arten erreicht werden, wie z.
B. durch eine derartige Dimensionierung der Elemente der Regelschaltung, dass sie eine grosse Zeitkonstante erhält.
Das von dem Selektor 16 durchgelassene Band muss genügend eng sein, so dass ein unerwünschtes
EMI4.2
nennenswerte Störwirkung hat, selbst wenn ein gewünschtes Signal von geringer Stärke empfangen wird, und die gewünschte Zeichenträgerfrequenz gleich der mittleren Bandfrequenz des Selektors ist. Wenn ein starkes gewünschtes Signal aufgenommen wird, werden die Zwischenfrequenzen der benach- barten unerwünschten Signale als auch des gewünschten Signals in einer solchen Richtung verschoben, dass sich die aus dem oberen unerwünschten Signal gebildete Zwischenfrequenz von dem durch den Selektor durchgelassenen Frequenzband entfernt.
Da die Oszillatorfrequenz der zweiten Transponiemngsstufe15, abgesehen von den Einstellungen zur Regelung der Selektivität, konstant bleibt, wird die Regelwirkung von der Abstimmung des Empfängers vollständig unabhängig. Dies wäre natürlich nicht der Fall, wenn die abstimmbare erste Transponierungsstufe für die Selektivitätsregelung benutzt würde.
Die Schaltung kann auch für den Empfang von Signalen mit nur einem Modulationsseitenband mit den gleichen Vorteilen verwendet werden ; es ist nur wesentlich, dass die Verschiebung des ge- wünschen Zeichenträgers in der geeigneten Richtung erfolgt, so dass ein grösserer Teil des Modulationsseitenbandes durchgelassen wird.
Es wurde hier beschrieben, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrachtet wird, es wird jedoch den Fachleuten ol-ne weiteres klar sein, dass verschiedene Veränderungen gemacht werden können, ohne sieh vom Geiste der Erfindung zu entfernen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur automatischen Regelung der durchgelassenen Seitenbandbreite in einem Empfänger für modulierte Hoehfrequenzschwingungen in Abhängigkeit von den Empfangsbedingungen mit einem Selektor, der die Trägerwelle und mindestens die Breite eines Seitenbandes, jedoch weniger
EMI4.3
gelassene Teil des einen Modulationsseitenbandes vergrössert wird.