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Pendelrückkopplungsempf nger
Ein Nachteil des üblichen Pendelrückkopplungs- empfängers besteht darin, dass die in der Schwing- stufe während jeder Pendelperiode erzeugten
Schwingungen ausgestrahlt werden können, wenn man dies nicht durch besondere Massnahmen ver- hindert. Diese Strahlung hat entsprechend der Ar- beitsweise der Schwingstufe die Form einer impuls- modulierten Welle, deren Modulationskompo- nenten sich über einen sehr grossen Teil des
Frequenzbandes erstrecken können, so dass der Empfänger den Betrieb von innerhalb eines Umkreises von mehreren Kilometern gelegenen anderen Empfängern stören kann. Diese Eigenschaft des Pendelrückkopplungsempfängers hat es oft unmöglich gemacht, die Schwingstufe unmittelbar an die Empfangsantenne anzuschliessen.
Man hat daher zwischen die Antenne und die Schwingstufe eine oder mehrere Trägerfrequenzverstärkerstufen eingefügt. Diese Massnahme erhöht jedoch die Kosten des Empfängers wesentlich und ist überdies auch nicht immer dazu geeignet, die Strahlung ganz zu unterdrücken.
Der vorgenannte Nachteil wird gemäss der Erfindung durch einen Pendelrückkopplungs- empfänger beseitigt, der gekennzeichnet ist durch eine solche Abstimmung des Resonanzkreises der superregenerativen Schwingstufe, dass eine Harmonische, der dem Eingangskreis der Schwingstufe zugeführten Trägerwelle in den Resonanzbereich des Kreises fällt.
Das allgemeine Prinzip, bei einem Pendelrückkopplungsempfänger eine Harmonische auszunützen, ist zwar an sich durch die deutsche Patentschrift Nr. 635972 bekannt. Hier handelt es sich aber um eine Harmonische der Pendelfrequenz, welche als Überlagerungsfrequenz verwendet wird.
Die Erfindung wird an Hand ihres in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Der dargestellte Empfänger enthält eine Schwingstufe, welche aus einer Elektronenröhre 10 mit einer Steuerelektrode 11 und einer Anode 12 sowie aus einem aus einer Spule 13 und den miteinander in Reihe geschalteten Kondensatoren 14 und 15 zusammengesetzten Parallelresonanzkreis besteht. Dieser Resonanzkreis ist auf eine Frequenz abgestimmt, welche von der Frequenz der empfangenen amplitudenmodulierten Träger- welle verschieden ist, jedoch in harmonischer Beziehung zu ihr steht. Die genannte Resonanzfrequenz kann vorteilhaft eine obere Harmonische, z. B. die dritte obere Harmonische, der Frequenz der empfangenen amplitudenmodulierten Trägerwelle sein.
Die Kathode 16 der Elektronenröhre 10 ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 14 und 15 angeschlossen und ist über eine Hochfrequenzdrosselspule 17 und einen Kathodenwiderstand 9 geerdet. Dieser Widerstand hat die Wirkung, dass die Steuerelektrode 11 eine negative Vorspannung derartiger Grösse erhält, dass sie die Röhre sperrt. Der obenerwähnte Resonanzkreis enthält aus den weiter unten darzulegenden
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lung erforderliche Löschspannung wird von einem
Schwingungserzeuger 20 geliefert, der seine Anodenspannung von der Spannungsquelle + B erhält und an einen aus der Spule 21 und dem Kondensator 22 bestehenden Resonanzkreis angeschlossen ist, welcher auf die die Pendelfrequenz darstellende Betriebsfrequenz des Schwingungserzeugers abgestimmt ist.
Die sich in diesem Kreis ergebenden Schwingungen werden über die
Spule 13 der Anode 12 der Röhre 10 zugeführt.
An Stelle dieser Anordnung kann auch eine selbstpendelnde Schwingstufe verwendet werden.
Die vom Antennensystem 24, 25 empfangene Trägerwelle gelangt über den auf die Frequenz dieser Welle abgestimmten Eingangskreis 23 zu den Eingangselektroden der Elektronenröhre 10.
Für den Fall, dass der Empfänger mit linearer Arbeitsweise betrieben werden soll, ist ein Demodulator vorgesehen, welcher aus einem über einen Kondensator 31 an den Resonanzkreis der Schwingstufe angeschlossenen Diodengleichrichter 29 und einem Belastungswiderstand 30 für diese Diode besteht. Dieser Belastungswiderstand ist über eine Hochfrequenzdrosselspule 32 an den Eingangskreis eines Hochfrequenzverstärkers 33 angeschlossen, dessen Ausgangskreis mit einem Lautsprecher 34 in Verbindung steht.
Im Falle eines mit logarithmischer Arbeitsweise betriebenen Empfängers können die Teile 29-32 weggelassen werden, weil in diesem Fall der Ausgangskreis der Röhre 10 in üblicher Weise dirket
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an den Verstärker 33 angeschlossen werden kann.
Die Frequenz des Pendelspannungserzeugers 20 ist niedriger als diejenige der empfangenenTräger- welle und als die Resonanzfrequenz des Resonanz- kreises 13, 14, 15. Die Amplitude der Pendelspannung soll vorzugsweise grösser sein als diejenige der empfangenen Trägerwelle.
Die Wirkungsweise des Empfängers ist wie folgt :
In denjenigen Zeiträumen, in welchen die der Anode 12 der Röhre 10 zugeführte Gleichspannung infolge der Wirkung des Pendelspannungserzeugers 20 klein ist, arbeitet die Röhre mit einer nichtlinearen Eingangs-Ausgangscharakteristik und infolgedessen ergibt sich in diesen Zeiträumen im Ausgangskreis der Röhre eine Schwingung, deren Frequenz eine Harmonische, beispielsweise die dritte Harmonische der Frequenz der empfan-
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Amplitude dieser Harmonischen ändert sich in Übereinstimmung mit der Amplitude der empfangenen Trägerwelle.
Der Widerstand des
Resonanzkreises 13, 14, 15 wechselt unter der
Einwirkung der die Röhre 10 steuernden Pendel- spannung zwischen positiven und negativen
Werten und die Empfindlichkeit der Schwingstufe wechselt dementsprechend, wobei die grösste
Empfindlichkeit in diejenigen Zeitpunkte fällt, in welchen der Widerstand des Resonanzkreises beim Hinüberwechseln von seinen positiven zu seinen negativen Werten annähernd den Wert Null annimmt. Infolge der Rückkopplung der Schwingstufe werden im Resonanzkreis 13, 14, 15 während dieser Empfindlichkeitsperiode der Schwingstufe Schwingungen erregt, deren Frequenz gleich der dritten Harmonischen der empfangenen Trägerwelle ist und die Amplitude dieser Schwingungen nimmt so lange zu, bis der Widerstand des Resonanzkreises positiv wird, worauf diese Schwingungen nach einer Exponentialkurve abklingen.
Die Amplitude dieser Schwingungen ist vielfach grösser als diejenige der sich im Ausgangskreis der Röhre 10 infolge der nichtlinearen Charakteristik der Röhre ergebenden Schwingungen, welche lediglich die Anfangsamplitude der erregten Schwingungen bestimmt. Es kommt also eine Pendelrückkopplungsverstärkung der dritten Harmonischen der empfangenen Trägerwelle zustande, welche gleichbedeutend mit einer entsprechenden Verstärkung der empfangenen Trägerwelle selbst ist, aber die weiter unten angeführten wesentlichen Vorteile gegenüber der unmittelbaren Verstärkung der. Trägerwelle selbst mit sich bringt. Die Amplitude der sich im Ausgangskreis der Röhre 10 ergebenden harmonischen Schwingung ist ungefähr in den Zeitpunkten der grössten Empfindlichkeit der Schwingstufe am grössten, wodurch die grösstmögliche Verstärkung gesichert ist.
Dies hat eine hohe Empfindlichkeit sowie ein günstiges Verhältnis der Zeichenspannung zur Rauschspannung zur Folge. Die im Resonanzkreis 13, 14, 15 erzeugten Schwingungen werden in der Diode 29 gleichgerichtet und man erhält auf diese Weise am Belastungswiderstand 30 die Modulationskomponente der empfangenen Träger- welle, die dann im Niederfrequenzverstärker 33 verstärkt und dem Lautsprecher 34 zugeführt wird.
Der aus dem Kondensator 15 und der Spule 19 bestehende Serienresonanzkreis ist auf die Frequenz der empfangenen Trägerwelle abgestimmt, um die Kathode 16 der Röhre 10 für diese Frequenz zu erden und dadurch eine Gegenkopplung zu vermeiden.
Auf diese Weise ergibt sich die grösstmögliche Zeichenspannung zwischen der Steuerelektrode 11 und der Kathode 16 der Röhre 10 und infolgedessen erhält man im Ausgangskreis der Röhre 10 die gewünschte Harmonische der Trägerfrequenz mit der grösstmöglichen Amplitude. Gegebenenfalls können die Schaltelemente 15 und 19 auch so bemessen werden, dass sie für die Trägerfrequenz einen kapazitiven Widerstand darstellen. In diesem Fall ergibt sich eine gewisse Rückkopplung der Trägerfrequenz, welche die Trennschärfe und die Verstärkung erhöht.
Es ist augenscheinlich, dass der Eingangskreis 23 des Empfängers nur über die Röhre 10 mit dem Resonanzkreis 13, 14, 15 gekoppelt und dieser daher vom Antennensystem 24, 25 gut isoliert ist.
Dies hat den wichtigen Vorteil, dass der genannte Resonanzkreis durch den Antennenwiderstand nur wenig belastet ist und infolgedessen höhere Werte negativer Leitfähigkeit mit entsprechend höherer Entdämpfung erreichen kann. Ein weiterer Vorteil der genannten Tatsache besteht in der Erhöhung der Betriebsstabilität der Schwingstufe, sowie darin, dass Änderungen des Antennenwiderstandes bzw. der Antennenbelastung weder die Entdämpfung noch die Stabilität ungünstig beeinflussen können.
Weiterhin hat der erfindungsgemässe Empfänger noch den Vorteil, dass zu der Frequenztransformation der empfangenen Trägerwelle und zur Herbeiführung der Pendelrückkopplungswirkung nur eine einzige Röhre erforderlich ist. Bei logarithmischer Arbeitsweise der Schwingstufe erfüllt diese Röhre gleichzeitig alle jene Funktionen, welche der Funktion der Mischröhre, der Zwischenfrequenzverstärkerröhre und der Demodulatorröhre eines üblichen Überlagerungsempfängers entsprechen, wobei diese sämtlichen Funktionen von einer einfachen Triode ausgeführt werden können. Bei linearer Arbeitsweise der Schwingstufe führt diese einzige Röhre ebenfalls alle obgenannten Funktionen mit Ausnahme derjenigen des Demodulators aus ; hiefür ist hiebei eine zusätzliche Röhre erforderlich.
Ein sehr wesentlicher Vorteil des erfindunggemässen Empfängers besteht schliesslich darin, dass er von dem bei gewöhnlichen Pendelrückkopplungsempfängem unvermeidlichen Nachteil der Antennenrückstrahlung praktisch frei ist, weil die Resonanzfrequenz des Eingangskreises 23 sich in so grossem Masse von der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 13, 14, 15 unterscheidet, dass der Eingangskreis für die im Resonanzkreis 13, 14, 15
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erzeugten Schwingungen nur einen sehr kleinen Widerstand darstellt und diese Schwingungen infolgedessen im Eingangskreis nur eine äusserst kleine Spannung erzeugen können.
Beim Empfang frequenzmodulierter Trägerwellen kann der Resonanzkreis 13, 14, 15 so abgestimmt werden, dass die sich im Ausgangskreis der Röhre 10 ergebende Harmonische der Trägerfrequenz etwa auf die Mitte des geradlinigen Teiles des einen Astes der Resonanzkurve dieses Kreises fällt, so dass dieser Kreis gleichzeitig die die Frequenzmodulation in eine Amplitudenmodulation verwandelnde Umformerstufe darstellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pende1rückkopplungsempfÅanger, gekennzeichnet durch eine solche Abstimmung des Resonanzkreises der superregenerativen Schwingstufe, dass eine Harmonische der dem Eingangskreis der Schwingstufe zugeführten Trägerwelle in den Resonanzbereich des Kreises fällt.