<Desc/Clms Page number 1>
Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstärkung von Hochfrequenzsignalen.
Die Erfindung bezieht sich auf Wellenanzeige-oder Signalsysteme, u. zw. besonders auf solche
Systeme, die Vorrichtungen zur Verminderung der Wirkung vorübergehender elektrischer Störungen enthalten, während gleichzeitig die Übertragung oder der Empfang der gewünschten Zeichen be- günstigt wird.
Bei dem Gebrauch von Wellenzeichenempfängern, sowohl der raumstrahlenden wie auch der mit Draht arbeitenden Art, stellen sich oft beträchtliche Schwierigkeiten durch elektrische Störungen oder vorübergehende Stromstösse beträchtlicher Grösse ein, die ausserhalb des Empfängers ihren Ur- sprung haben und zusammen mit den Zeichenwellen auf die Speisepunkte des Empfängers übertragen werden.
Solche vorübergehende Störungen können natürlichen Ursprung haben, wie Blitzentladungen od. dgl. in Verbindung mit örtlichen Gewittern oder atmosphärischen Störungen, oder solche vorüber- gehende Störungen können eine technische Ursache haben, die vom Funkenüberspringen an fehler- haften Isolationspunkten in Kraftleitungen, vom Funken an Motoren, Schaltern und Gleitkontakten, von elektrischen Bahnen, elektrischen Geräten in Haushalten und Werkstätten u. dgl. oder von
Zündungsvorgängen an Verbrennungsmotoren oder anderen bekannten Quellen herrühren, die zu zahlreich sind, als dass sie aufgeführt werden könnten.
Solche elektrischen Störungen werden gewöhnlich an der Empfangsantenne eines drahtlosen
Systems direkt oder auf die Übermittlungsleiter eines Drahtsystems induziert, und, obgleich sie gewöhnlich vorübergehender Natur und im Einzelfalle von kurzer Dauer sind, so kann doch die Nähe ihrer
Quelle zum Empfänger sehr grosse Amplituden solcher Störungen im Verhältnis zur Intensität des gewünschten Signals ergeben. Dies trifft besonders zu, wenn solch ein Empfänger dazu dient, Wellen von sehr verschiedener Stärke aufzunehmen, wie z. B. von entfernten und Ortssendern. Elektrische
Störungen der vorbeschriebenen Art kann man als solche ansehen, die anteilige Wellen innerhalb der Frequenzen besitzen, auf die der Empfänger abgestimmt ist.
Deshalb lassen die Siebkreise des Empfängers diese Wellen bis zum Schlussdetektor durch, wo sie in Schwingungen verwandelt werden, die durch die Niederfrequenzkreise wandern und im Ausgang als Geräusch in direkter Konkurrenz mit den gewünschten Zeichen in Erscheinung treten. Die Verständlichkeit der Signale und im Falle eines Rundfunkunterhaltungsprogramms auch der Genuss werden dadurch beeinträchtigt. Ist das Geräusch viel stärker als das Signal, obwohl nur absatzweise auftretend, so wird der Empfang des Signals nahezu unmöglich.
Während man früher Anordnungen für die selbsttätige Steuerung der Verstärkung eines Signale übertragenden oder empfangenden Systems zum Ausgleich von Änderungen in der Intensität der eingehenden Signalwellen schuf, haben solche Anordnungen notwendigerweise eine Zeitkonstante von , genügender Grösse, um zu verhindern, dass sie der Modulationsumgrenzung der Signalträgerwelle folgen, und sind daher gewöhnlich in ihrer Arbeitsweise nicht rasch genug, um die Übertragung oder Wiedergabe solcher zeitweisen elektrischen Stromstösse von kurzer Dauer zu verringern.
Zur speziellen Unterdrückung von Empfangsstörungen, z. B. kurzen Spannungsstössen, ist auch eine Schaltung bekanntgeworden, bei welcher diejenigen Beträge der Störimpulse, welche die normale Stärke der Empfangsschwingungen überragen, durch eine Schwellwerteinrichtung aus dem Empfangsgemisch ausgesondert und sodann auf eine besondere Verstärkerröhre geleitet werden, durch welche in der Empfangsschaltung den Störungen entsprechende gegenphasige Kompensationsströme hervorgerufen werden sollen.
<Desc/Clms Page number 2>
Als Schwellwerteinrichtung wurden hiebei Entladungsröhren parallel zum Empfangskreis verwendet, welche unterhalb eines gewissen Grenzwertes der Empfangswechselspannung einen sehr grossen Widerstand und darüber eine möglichst rasche Abnahme dieses Widerstandes aufweisen sollte.
Die Erfindung besteht demgegenüber in einer Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstärkung von Hochfrequenzsignalen, bei welcher eine Einrichtung zur selbsttätigen Herabsetzung des Verstärkungsgrades bei Vergrösserungen der Eingangsamplitude vorgesehen ist, die mit einer genügend kleinen Zeitkonstante arbeitet, um plötzlichen Zunahmen der Eingangsamplitude zu folgen, und bei welcher in mindestens einer Verstärkerstufe die Übertragung von Schwingungen im wesentlichen unterdrückt wird, wenn die Momentanamplitude der Eingangsspannung einen vorgeschriebenen Grenzwert überschreitet ; diese Unterdrückung der Verstärkung bzw. Übertragung von Schwingungen wird vorzugsweise durch Zuführung einer durch Gleichrichtung der Übertragungsschwingungen
EMI2.1
Obwohl die Erfindung allgemein anwendbar ist, behandelt die nachfolgende Beschreibung die Verkörperung in einem Rundfunkempfänger mit Einschluss der üblichen Kreise zur Aussiebung einer modulierten Trägerwelle, Verstärkung und Demodulation, gefolgt von einem Niederfrequenzverstärker. Gemäss der Erfindung sind eine Vakuumröhre oder-röhren einer oder mehrerer der Übertragungstufen des Systems mit einer Steuerungselektrode versehen, die für normale und höchste Stärken des Signals an oder nahe bei dem Punkte der Röhrencharakteristik vorgespannt ist, über dem die Ver- stärkung der Röhre sich stark vermindert.
Eine Vorspannung ergibt sich durch Gleichrichten der Eingangswelle entweder durch gewisse Elektroden der Röhren des Systems oder durch Hilfselektroden oder-röhren, und diese Vorspannung wird einer Steuerelektrode einer Lärmsteuerungsröhre zugeführt.
Die normale Vorspannung dieser Steuerelektrode kann einfach aus einer festen Vorspannung oder aus einer festen Vorspannung zuzüglich der eben beschriebenen gleichgerichteten Spannung bestehen. In jedem der beiden Fälle ist die Vorspannung insgesamt entsprechend der grössten Signalstärke auf den Punkt kurz vor dem Eintreten des Abschneidens in der Geräuschsteuerröhre eingestellt. Übersehreitet der Gesamteingang in das System, d. h.
das Signal zuzüglich des störenden elektrischen Stosses, wesentlich den normalen Signalhöchsteingang des Gleichrichters, so bewirkt die durch Gleichrichtung der
Signalwelle erzeugte Spannung an der Steuerelektrode der Röhre die wesentliche Unterdrückung-nicht Begrenzung-der Übertragung des Signals und/oder Geräusches durch das System, d. h. die Verringerung der Signalübertragungsleistung des Systems auf einen sehr niedrigen Wert. Im Falle, dass die Vorspannung der Steuerröhre nur aus einer festen Vorspannung besteht, wird keine zusätzliche gleichgerichtete Spannung hinzugefügt, bis der Gesamteingang in das System die normale Signalstärke überschreitet.
Die Zeitkonstante des vorspannenden Steuerkreises, wie eben beschrieben, ist vorzugsweise klein genug gehalten, dass man unnötige Verlängerung der Dauer von "Löchern" in der Kette von wiedergegebenen Signalen oder des Programms vermeidet, bis auf den von der unerwünschten elektrischen Störung tatsächlich eingenommenen Zeitraum.
Im Einklang mit einer weiteren Eigenschaft der Erfindung wird eine Schaltung nach der obigen Beschreibung mit einer selbsttätigen Verstärkungsregelvorrichtung versehen, zur Konstanthaltung des gewünschten Signaleinganges im Geräuschunterdrücker, unabhängig von der Amplitude der eingehenden Trägerwelle, um damit zu ermöglichen, dass das System mit einem sehr günstigen Verhältnis der Signalamplitude zu der der störenden Stromstoss arbeitet.
Damit die Erfindung wie auch andere und weitere Gegenstände und Teile der Erfindung besser verständlich werden, wird auf folgende Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung bezug genommen.
Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung eines vollständigen Rundfunkempfängers der Superheterodynebauart einschliesslich einer schematischen Darstellung einer Schaltung zur Unterdrückung elektrischer Störungen gemäss der Erfindung ; Fig. 2 ist ein in Einzelheiten gehendes Stromkreisdiagramm einer Schaltung zur Unterdrückung elektrischer Störungen nach Fig. 1 ; Fig. 3 ist ein in Einzelheiten gehendes Schaltbild einer geänderten Form des Systems nach Fig. 2, während Fig. 4 eine Schaltung ähnlich Fig. 3 ist, aber mit der Änderung, dass ein Ausgangsstromkreis vorgesehen ist, der mit einer einzelnen Röhre arbeitet.
Um nun besonders aul Fig. 1 einzugehen, wird hier schematisch ein Rundfunkempfänger der Superheterodynebauart gezeigt, der die Erfindung verkörpert, in der modulierte Wellen von einer Antenne 10 aufgefangen und einem abgestimmten Hochfrequenzverstärker 14 zugeführt werden, wobei der Antennenkreis durch eine Erdverbindung 12 geschlossen wird. Die Ausgangsleistung des Hoch- frequenzverstärkers. M wird dem Eingang eines schwingenden Modulators 16 aufgedrückt, mittels dessen die Hochfrequenzschwingungen in signalmodulierte Zwischenfrequenzschwingungen verwandelt werden. Die Zwischenfrequenzschwingungen werden weiter durch einen Zwischenfrequenzverstärker 18 verstärkt und auf den Eingang eines zweiten Detektors gegeben, der in einer Einheit 20 enthalten ist.
Die Einheit 20 enthält auch eine übliche Vorrichtung zur Ableitung einer einseitig gerichteten Spannung, die gemäss der Durchschnittsamplitude der empfangenen Trägerwelle veränderlich ist, und kann weiter
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
entwickelt wird, die auf die Fanggitter der Röhren VT2 und VT3 gegeben wird, die man auch als Regel- elektroden bezeichnen kann.
Die normalen Vorspannungen der verschiedenen Regel-bzw. Steuerelektroden der Röhren VT, und VT3 sind so gewählt, dass diese Röhren normal und ständig die Übermittlung der eingegangenen
Signale besorgen, aber in der Nähe ihres Absehneidewertes für die normale höchste Signalintensität arbeiten.
Deshalb wird jede Erhöhung der Vorspannungen, die auf die Elektroden der Röhren VU, und VT3 aufgeprägt werden, sofort dahin wirken, dass diese Röhren abgeschaltet werden oder ihre Verstärkung wesentlich verringert wird und dass so die Signalübermittlungsleistung des Stromkreises 'vermindert und nicht nur der elektrische Stromstoss oder die Störung, sondern auch das Signal unter-
EMI4.2
Vorspannung an den Steuerelektroden der Röhren VT2 und VT3 nach dem Aufhören des elektrischen Stromstosses oder der Störung schnell aufgezehrt wird. Zu diesem Zweck wird die Zeitkonstante des Stromkreises R#C klein gehalten und kann z. B. bei 0'001 set liegen.
Es ist auch erwünscht, dass diese Zeitkonstante klein genug ist, so dass sie der Geräuschunterdrückungssteuerung ermöglicht, der Modulationsumgrenzung zu folgen, um schnelles Ansprechen auf die Niederfrequenzstörungen zu sichern.
In gewissen Fällen kann der Kondensator C völlig weggelassen werden, ohne dass das Arbeiten des Stromkreises beeinträchtigt wird.
Es ist wünschenswert, dass eine Vollweggleiehrichtung der Eingangswelle stattfindet, damit eine Regelspannung zum Aussperren von Lärm vorhanden ist, unabhängig von ihrer Polarität. Die Verwendung der Gegentaktverstärkerschaltung verhindert auch die Bildung eines beträchtlichen Spannungsstosses in der Sekundärwindung des Transformators T2 infolge Abschneidens der Anodenströme durch die Lärmunterdrückungssteuerung.
Die Unterdrückung der vorübergehenden störenden elektrischen Stösse ist am wirksamsten, wenn die Amplitude des normalen maximalen Signals nur ganz wenig niedriger gehalten wird, als die Grösse der Vorspannung über den Widerstand R4, d. h. die Vorspannung der Eingangsgitter der Röhren VT2 und VTa, wobei dieses Verhältnis einem Maximalverhältnis Signal zu Störungsstoss entspricht. Daher ist es wichtig, dass Änderungen in der Amplitude der einlaufenden modulierten Trägerwellen, die auf den Empfänger aufgelegt sind, keine nennenswerte Änderung in der Amplitude des Signals hervorrufen, die auf die Gitter der Lärmunterdriickungsröhren auflaufen.
Durch das Anlegen der selbsttätigen Verstärkungsregelvorspannung durch die Klemme X an die Steuerelektrode der Röhre Vu, wired die Einebnung der Signalstärke, die normal durch den Hochfrequenzteil des Empfängers erfolgt, so ergänzt, dass Schwankungen in der Stärke der Signale, die auf die Steuerelektroden VT2 und VT3 auflaufen, vermindert werden. Wenn die Einebnung des Signaleinganges in die Gegentaktstufe mit den Röhren VT2 und VT3 sich der idealen nähert, d. h. für die Praxis dicht genug am konstanten Niveau liegt innerhalb der normalen Arbeitsgrenzen des Systems, so kann das Potentiometer PI dauernd so gestellt werden, dass eine mit 100% modulierte Trägerwelle den Steuergittern der Röhren VT2 und VT3 den kritischen Eingangsspannungswert erteilt.
Da jedoch manche Sendestationen nicht dauernd 100% ige Modulation halten, ist es erwünscht, dass man ? i auf einen Wert einstellen kann, der von dem Modulationsgrad der gerade empfangenen Station abhängig ist.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 werden die Elektroden, die zur Steuerung der Unterdrückung elektrischer Stromstösse oder Störungen verwendet werden, normal durch eine feststehende Spannung von solcher Grösse vorgespannt, dass die Röhren in der Gegentaktstufe nahe der Abschneidungsgrenze
EMI4.3
und Gittergleichrichtung stattfindet.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird die feste negative Vorspannung der Steuerelektroden zur Unterdrückung elektrischer Stromstösse beständig durch eine zusätzliche Vorspannung ergänzt, die mit der Amplitude des Eingangs zu den Klemmen AB schwankt, und wenn die Summe dieser zwei Vorspannungen einen vorherbestimmten Wert übersehreitet, arbeiten die Röhren VT2 und VT3 und schalten die Übertragung des Signals ab.
Bei der Übertragung nach Fig. 3 erreicht man dieses Ergebnis entweder mittels einer Gleichrichterröhre oder, wie gezeigt, durch Hilfselektroden einer doppelten Verstärker-und Gleichrichterröhre VT4, die an die Stelle der Röhre VT, in Fig. 1 tritt. In diesem Falle wird auch der Transformator ? i nach Fig. 1 ersetzt durch den Transformator T3, der eine Tertiärwicklung besitzt, die mit den gleichrichtenden Elektroden der Röhre VT4 im Stromkreis mit dem Widerstande R und dem Kondensator G verbunden ist, über welche die zusätzliche Vorspannung entwickelt wird, die an die Fanggitter der Röhren VT2 und VT3 angelegt wird.
Bei dieser Anordnung ist die Vorspannung der Eingangselektroden der Röhren VT2 und VT3 nicht kritisch und diese können mit jedem geeigneten Punkte in dem Spannungsteiler R2, , F verbunden werden, je nach der gewünschten Arbeits- eharakteristik des Systems.
<Desc/Clms Page number 5>
Die Arbeitsweise des Gerätes nach Fig. 3 ist ähnlich der nach Fig. 2, wie vorbeschrieben, mit der
Ausnahme, dass die elektrischen Konstanten der Schaltung so gewählt sind, dass unter normalen Arbeits- bedingungen die feste negative Vorspannung, die an die Fanggitter der Röhren VT"und VT., zuzüglich der gleichgerichteten, über den Widerstand R erscheinenden Vorspannung angelegt wird, entsprechend dem maximalen Signaleingang, die Röhren T2 und Tg gerade kurz vor ihren Abschneidepunkt ein- stellt.
Unter diesen Bedingungen verursacht das Auftreten vorübergehender elektrischer Störungen das Auftreten einer verstärkten gleichgerichteten Vorspannung über den Widerstand R, der mit der festen negativen Vorspannung zusammen die Röhren VTund FTg über ihren Abschneidepunkt hinaus- drängt, was zur Unterdrückung der vorübergehenden Stromstösse führt.
Die gleichen Faktoren bestimmen die Wahl der Konstanten des Widerstandes R und Konden- sators 0 und/oder den Wegfall des Kondensators C, wie sie auf den oben beschriebenen Stromkreis nach Fig. 2 anwendbar sind. Mit der Ausnahme, dass die vorspannenden Widerstände R2 und jRg in dem gemeinsamen Kathodenkreis der Röhren VT2 und VTg statt in dem der Röhre der ersten Stufe liegen, ist der übrige Teil des Kreises dem nach Fig. 2 gleichartig und die Arbeitsgrundsätze sind die- selben.
Der Stromkreis nach Fig. 4 ist ähnlich dem in Fig. 3 mit der Ausnahme, dass die zweite Stufe so geändert ist, dass man den Vorteil eines Gegentaktverstärkers bei der Unterdrückung von elek- trischen Stromstössen durch eine einzige Röhre VT5 erreicht. Die Absehirmungs-und Anodenkreise der
Röhre VT5, die als Pentode gezeigt wird, sind in Gegentaktschaltung mit dem Ausgangstransformator T2 verbunden. Ein Widerstand R9 und ein Kondensator 05 werden vorzugsweise in den Anodenkreis eingefügt, um die Schirm-und Anodenkreise im Gleichgewicht zu halten und Verzerrung in dem Gegen- taktkreis zu verhindern.
In diesem Falle wird auch die Vorspannung, die die elektrischen Störungen unterdrückt, an das innere Steuergitter der Röhre VT5 angelegt, das normal als Eingangsgitter benützt wird, während der Eingangskreis von dem Transformator Tg her mit dem äusseren, d. h. Fanggitter verbunden ist. Die Arbeitsweise ist sonst gleich der des Stromkreises in Fig. 3.
Wie in der Anordnung nach Fig. 2 ist das Potentiometer PI gewöhnlich dauernd in den Stromkreis von Fig. 3 und 4 so eingeregelt, dass der höchste Signaleingang die Röhre oder Röhren der End- verstärkungsstufe im wesentlichen an dem Absehneidepunkt einstellt, während die Lautstärkensteuerung von Hand in erster Linie durch das Potentiometer P2 bewirkt wird.
Bei jeder der obigen Anordnungen ist es zur Erreichung der besten Arbeitsweise des Stromstossunterdrüekungskreises vorzuziehen, dass in dem Empfänger vor dem Gegentaktverstärker keine begrenzende Wirkung an den Geräuschstössen stattfindet. Es empfiehlt sich, diesen Punkt bei der Wahl der Umformerverhältnisse, der Betriebsspannungen an den verschiedenen Elektroden der Röhren und der Signaleingangsamplitude zu berücksichtigen.
Wenn auch die Erfindung als in einer Stromkreisanordnung unter Benützung besonderer Röhrentypen mit besonderen Anordnungen und Verbindungen von Steuerelektroden verkörpert beschrieben worden ist, so muss doch betont werden, dass diese besonderen Anordnungen von Röhren und Elektroden nicht von wesentlicher Bedeutung sind und dass jederlei gleichwertige Röhren, einfache oder doppelte, oder jede gleichwertige Elektrodenverbindung in der Ausübung der Erfindung verwendet werden können.
Des weiteren, wenn auch die Vorspannungen, die an die Steuerelektroden angelegt werden, um die Betriebscharakteristiken ihrer angeschlossenen Röhren und Stromkreise zu bestimmen und die Gittergleiehriehtung im Stromkreis nach Fig. 2 zu begrenzen, als von den vorspannenden Widerständen in den Raumstromwegen der Röhren abgeleitet gezeigt werden, so geht doch ohne weiteres hervor, dass diese Spannungen von Batterien oder irgend anderen geeigneten direkten Spannungquellen abgeleitet werden können. Ferner, wenn auch die Erfindung in ihrer Anwendung auf den Niederfrequenzteil eines Rundfunkempfängers beschrieben worden ist, so ist doch ohne weiteres klar, dass sie auch in Verbindung mit Hochfrequenz-oder Zwischenfrequenzteilen eines solehen Rundfunkgerätes durch die Wahl entsprechender Schaltungselemente Anwendung finden kann.
In gleicher Weise kann sie bei Signalübermittlungssystemen angewandt werden, die einen Teil eines drahtlichen Nachrichtensystems bilden, das entweder mit Nieder-oder Trägerfrequenzen für die Aufnahme oder Weiterleitung von Wellensignalen arbeitet.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.