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Es ist bereits bekannt, den örtlichen Oszillator eines Überlagerungsempfängers zum Zwecke der selbsttätigen Scharfabstimmung durch eine von der Abweichung der Zwischenfrequenz von ihrem Sollwert erzeugte Regelspannung in seiner Frequenz so zu beeinflussen, dass die Zwischenfrequenz angenähert konstant bleibt. Diese Beeinflussung wurde bisher dadurch vorgenommen, dass eine besondere Frequenzregelröhre, die z. B. auf den Oszillatorsehwingkreis eine wattlose Rückkopplung ausübt, in ihrer Verstärkung durch die Regelspannung geregelt wurde.
Gemäss der Erfindung wird ein rückgekoppelter Röhrenoszillator dadurch in seiner Frequenz beeinflusst, dass die die Selbsterregung des Oszillators bewirkende Rückkopplung ausser einer entdämpfenden phasenreinen eine wattlose Komponente besitzt und dass die Verstärkung der Oszillatorröhre regelbar ist.
Man erzielt dann bereits durch Beeinflussung der Oszillatorrückkopplung selbst eine Verstimmung. Der Vorteil liegt also in der Ersparung einer besonderen Frequenzregelröhre.
Ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1. Die durch die Spule L des Oszillatorschwingkreises in der Rückkopplungsspule L, induzierte Spannung wird nicht unmittelbar, sondern über den die Phase verschiebenden Vierpol P dem Steuergitter G der Oszillatorröhre E zugeführt.
Gleichzeitig wird dem Gitter über den Ableitwiderstand W eine mehr oder weniger stark negative Regelspannung zugeführt. Die Phasendrehung kann z. B. 20-300 betragen, so dass die Rückkopplung eine starke phasenreine Komponente und eine immerhin noch merkliche wattlose Komponente, die gegenüber der ersten um 900 verschoben ist, besitzt. Die Änderung der wattlosen Komponente der Rückkopplung durch die Verstärkungsregelung bedingt die Verstimmung.
Um ein Aussetzen der Schwingungen bei der Regelung weniger leicht eintreten zu lassen, empfiehlt es sich nach Fig. 2, Rückkopplungsspannung und Regelspannung an zwei getrennte Gitter G und G2, die hintereinander liegen und durch ein Schirmgitter getrennt sein können, zu legen. In den folgenden Fig. 3 bis 6 ist der Einfachheit halber stets nur ein Gitter dargestellt.
Die Ausführung des Phasenschiebers P kann z. B. nach Fig. 3 und 4 dadurch erfolgen, dass in Reihe mit der Rückkopplungsspule Lr eine Reihenschaltung eines Widerstandes R und einer Spule Ll oder einer Kapazität Ci gelegt wird. Die Gitterspannung wird am Verbindungspunkt des Wirk-und Blindwiderstandes abgenommen. Das untere Ende des Widerstandes R kann unmittelbar an die Regelspannungsquelle gelegt sein, deren anderer Pol mit der Kathode der Oszillatorröhre verbunden ist und die gegebenenfalls durch Parallelschaltung einer grossen Kapazität für die Hochfrequenz praktisch einen Kurzschluss darstellt.
Selbstverständlich kann man auch Anordnungen benutzen, bei denen der Schwingkreis am Gitter, die Rückkopplungsspule oder der Rückkopplungskondensator dagegen im Anodenkreise liegen. Bei Resonanz des Schwingkreises verhält sich die Rückkopplungsspule bei 100% iger Kopplung dem Anodenstrom gegenüber wie ein Ohmscher Widerstand. Um die notwendige kleine Phasenverschiebung gegenüber dem Anodenstrom zu bekommen, braucht man nur gemäss den Fig. 5 und 6 eine Induktivtät oder eine Kapazität Ci in Reihe mit der Rückkopplungsspule Lr zu schalten. Häufig wird die Streuinduktivität des aus Schwingkreis- und Rückkopplungsspule bestehenden Transformators bereits die Spule Li ersetzen können.
Die Gleichspannungszuführungen sind in den Fig. 1 bis 6 der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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Die bisher beschriebenen Anordnungen besitzen noch den Nachteil, dass sich bei einer Verstärkungsänderung nicht nur die wattlose Komponente der Rückkopplung, sondern auch die phasenreine Komponente und damit die Schwingungsamplitude ändert. In manchen Fällen mag dies nichts schaden, in anderen Fällen wird man durch eingeschaltete Amplitudenbegrenzer die Ausgangsspannung des Oszillators einigermassen konstant halten können. Es ist aber möglich, durch Verwendung einer Röhre mit mehreren Teilsystemen die phasenreine Komponente der Rückkopplung bei der Verstärkungsregelung angenähert konstant zu halten.
So können z. B. zwei Rückkopplungswege über je ein Teilsystem der Röhre vorgesehen sein, von denen mindestens einer eine nicht phasenreine Rückkopplung auf den Schwingkreis ausübt, wobei die Verstärkungen der beiden Teilsysteme derart gegensinnig geregelt werden, dass die Summe der phasenreinen Komponenten der beiden Rückkopplungen im Regelbereieh angenähert konstant bleibt, die Summe der wattlosen Komponenten sich jedoch ändert.
Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung zeigt Fig. 7. Die Oszillatorröhre besitzt eine Anode, eine Kathode und zwei Gitter G und G', die so angeordnet sind, dass Spannungsänderungen an einem Gitter den durch das andere Gitter fliessenden Elektronenstrom nicht merklich beeinflussen.
Die Gitter sind vorzugsweise parallel nebeneinander angebracht und können durch ein Schirmgitter voneinander getrennt sein. Die Spule des in der Anode befindlichen Schwingkreises ist in zwei Anteile L und L'aufgeteilt, die mit je einer Rückkopplungsspule Lr bzw. L/gekoppelt sind. Jede führt dem
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gerichtete (entdämpfende) phasenreine Komponenten, aber entgegengesetzt gerichtete wattlose Komponenten besitzen. Werden jetzt beide Gitter gegensinnig geregelt, so dass der Verstärkungsgrad des einen Systems zunimmt, der des andern abnimmt, so nimmt auch die phasenreine Rückkopplungskomponente des einen Systems zu, die des andern ab. Bei passender Bemessung kann man die Summe der phasenreinen Komponenten und damit die Schwingungsamplitude in ziemlicher Annäherung konstant halten.
Die Rechnung ergibt, dass sich diese Forderung recht genau erfüllen lässt, wenn die Steilheits-Gitterspannungskennlinien beider Gitter gleich sind und in der Umgebung ihres Arbeitspunktes Hyperbeln darstellen.
Da die wattlosen Komponenten beider Rückkopplungen entgegengesetzten Sinn haben, ändert sich bei einer gegensinnigen Verstärkungsregelung die resultierende wattlose Komponente in starkem Masse und es tritt eine starke Verstimmung ein.
Dieser Erfolg wird auch bereits erreicht, wenn etwa nur ein Rückkopplungsweg eine wattlose Komponente aufweist. Die hier dargestellte Anordnung mit entgegengesetzt gerichteten wattlosen Rückkopplungskomponenten ergibt demgegenüber aber eine angenähert verdoppelte Regelsteilheit.
Es empfiehlt sich, die beiden wattlosen Komponenten so zu bemessen, dass sie bei fehlender Regelspannung, wenn also beide Gitter die gleiche Anfangsvorspannung besitzen (die in Fig. 7 durch die Batterie B geliefert wird), genau entgegengesetzt gleich sind. Bei fehlender Regelspannung ist also die Verstimmung Null, und der Oszillator schwingt in seiner wirklichen Eigenfrequenz. Dies hat insbesondere bei Überlagerungsempfängern mit selbsttätiger Scharfabstimmung den Vorteil, dass sich der Gleichlauf zwischen dem Oszillatorschwingkreis und den Hochfrequenzkreisen über den Abstimmbereich und bei verschiedenen Wellenbereichen leichter erzielen lässt.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist allerdings die Grösse der wattlosen Rückkopplungskomponente von der Frequenz abhängig, und eine Gleichheit lässt sich an sich genau nur bei einer einzigen Frequenz erzielen. Es sind aber viele an sich bekannte Anordnungen möglich, welche die Grösse der Verstimmung von der Frequenz unabhängig machen. So kann z. B. in Reihe mit der Kapazität C, eine Spule geschaltet werden, die so gross ist, dass der entstehende Reihenresonanzkreis auf eine Frequenz abgestimmt ist, die etwas unterhalb der tiefsten Frequenz des vom Oszillator überstrichenen Bereiches liegt. Dadurch wird die Vergrösserung des Einflusses der Kapazität bei tieferen Frequenzen ausgeglichen.
Umgekehrt müsste der aus Li und Lr bestehende Zweig (etwa durch den Kondensator Oa, der hier ausserdem als GIeichspannungs-Blockierungskondensator dient) auf eine oberhalb des Bereiches liegende Frequenz abgestimmt sein.
Bei fehlender Regelspannung haben zweckmässigerweise auch die phasenreinen Komponenten der Rückkopplungen gleiche Grösse.
Die Regelspannungsquelle ist in Fig. 7 in ihrem unteren Teil so dargestellt, wie sie bei Überlagerungsempfängern mit geregeltem örtlichem Oszillator bekannt ist. Die in beiden gegen den Sollwert der Zwischenfrequenz verstimmten Kreise L C ; ; bzw. L/C/durch die Spule La induzierten Zwischenfrequenzen werden mittels der Dioden D und D'gleichgerichtet. An den Widerständen r und r'entstehen Gleichspannungen, die nur bei Übereinstimmung der Zwischenfrequenz mit ihrem Sollwert gleich Null sind. Die Differenz der beiden Spannungen, die an den nicht unmittelbar miteinander verbundenen oberen Enden der Widerstände r und r'entsteht, wird durch die gleich grossen Widerstände ssi und E/halbiert. Der Verbindungspunkt der beiden Widerstände RI und Ré'liege am negativen Pol der Gitterbatterie B.
Die beiden Hälften der Regelspannung werden gegensinnig den Gittern G und G' über die Ableitwiderstände Ra und ss'zugeführt.
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Eine ähnliche Wirkung lässt sich mit einer normalen Röhre erzielen, wenn man die Anordnung nach Fig. 8 verwendet. Bei dieser dient eine Mischhexode als Oszillatorröhre. Der Schwingkreis LC ist an das innere Gitter angeschlossen, die bei den Rückkopplungsspulen Lr und L/an die Anode A bzw. die Hilfsanode A'. In Reihe mit den Rückkopplungsspulen sind zur Erzielung der gegensinnigen
Phasenverschiebung Impedanzen L1 und Ci geschaltet. Den ; Stromverteilungsgitter ss, das zwischen Anode und Hilfsanode angeordnet ist, wird ausser einer Anfangsvorspannung geeigneter Grösse die verstimmungsabhängige Regelspannung zugeführt. Je nach deren Vorzeichen wird die Gittervorspan- nung grösser oder kleiner.
Im ersteren Falle sinkt der Anodenstrom, während der Hilfsanodenstrom steigt, im zweiten Falle ist es umgekehrt. Dadurch tritt einmal mehr die Hilfsanode, das andere Mal mehr die an die Anode angeschlossene Rückkopplungsspule in Wirksamkeit, wodurch die Frequenz in der oben erläuterten Weise geregelt wird.
Statt der Mischhexode kann auch eine gewöhnliche Doppelgitterröhre verwendet werden, bei der das erste Gitter (Raumladegitter) wie die Hilfsanode in Fig. 8 geschaltet wird, während an das zweite Gitter sowohl die Regelspannung wie die Schwingkreisspannung gelegt wird.
Schliesslich ist in Fig. 9 noch eine Anordnung dargestellt, bei welcher ebenfalls die Amplitude des Oszillators bei der Regelung konstant gehalten wird. Diese arbeitet wie die Anordnung nach Fig. 7 mit einer Röhre mit gemeinsamer Anode und gemeinsamer Kathode und zwei getrennten Gittern G und', von denen je eines den durch das andere fliessenden Elektronenstrom nicht merklich beeinflussen darf. An das eine Steuergitter G wird in üblicher Weise eine angenähert phasenreine Rückkopplungs- spannung, die in der Rüekkopplungsspule Lr induziert wird, in Reihe mit einer festen Vorspannung gelegt, an das andere Gitter G'eine möglichst genau um 90 0 phasenverschobene Rückkopplungs- spannung, die z.
B. von dem in Reihe mit der Schwingkreisspule L liegenden Widerstand R abgenommen werden kann, und ausserdem die Regelspannung. Auf diese Weise wird nur die wattlose Komponente der Rückkopplung geregelt, während die phasenreine Komponente konstant bleibt. Auch hier dürfte es zweckmässig sein, die beiden Steuergitter durch Schirmgitter voneinander abzuschirmen.
Die Erfindung lässt sich auch zur Frequenzmodulation verwenden, wobei die Anordnungen nach
Fig. 7,8 und 9 den Vorteil besitzen, dass eine gleichzeitige Amplitudenmodulation vermieden wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Frequenzbeeinflussung eines Röhrenoszillators mittels geregelter wattloser Rückkopplung, insbesondere zur selbsttätigen Scharfabstimmung eines Empfängers, dadurch gekennzeichnet, dass die die Selbsterregung des Oszillators bewirkende Rückkopplung ausser einer entdämpfen- den phasenreinen eine wattlose Komponente merklicher Grösse besitzt und dass die Verstärkung der
Oszillatorröhre durch Gittervorspannungsänderung regelbar ist.