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Mischschaltung für Dezimeter-und Zentimeterwellen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischschaltung für Dezimeter-und Zentimeterwellen, bei der zum Mischen einer Eingangsschwingung und einer örtlich erzeugten Schwingung eine Diode oder ein Kristalldetektor verwendet wird. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses bei solchen Mischschaltungen.
Für die Frequenztransformierung, durch Mischung,-von Dezimeter-und Zentimeterwellen werden vorzugsweise Dioden oder Kristalldetektoren verwendet. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Konversionssteilheit bei einer Diodenmischschaltung dadurch zu erhöhen, dass der Diode eine hohe negative Vorspannung gegeben wird, und der Oszillator eine so hohe Spannung erzeugt, dass die Diode während jeder Periode der Oszillatorschwingungen nur kurzzeitig einen Strom führen kann, so dass in der Diode periodische Stromspitzen mit der Oszillatorfrequenz auftreten.
Es hat sich aber ergeben, dass hiebei bei sehr hohen Frequenzen starkes Rauschen auftritt, das wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass während der Zeit, in welcher die Diode keinen Strom führt, also während des grössten Teiles der Periode der Oszillatorspannung, die von der Elektronenwolke bei der Kathode in der Anode influenzierte Rauschspannung (das sogenannte gesamte Emissionsgeräusch) aufrechterhalten wird. Ausserdem entsteht bei hohen positiven Werten der Anodenspannung (z. B. höher als 5 Volt) eine Zunahme des Geräusches infolge des Auftretens reflektierter Elektronen und Sekundäremission. Wird eine sinusförmige Oszillatorspannung verwendet, so muss sie bei hohen Frequenzen (Wellenlänge kleiner als 1 m) eine kleine Amplitude aufweisen (wenige Volt), so dass die Konversionssteilheit infolge des Verschwindens der Spitzenwirkung gering wird.
Die Erfindung besteht nun darin, dass der Ortsoszillator eine periodische Reihe positiver Spannungsimpulse erzeugt, welche unmittelbar dem Stromkreis der Diode oder des Kristalldetektors zugeführt werden, in der Weise, dass die Diode oder der Kristalldetektor während der Zeitintervalle, in denen kein Impuls vorhanden ist, nicht oder höchstens in sehr geringem Masse negativ von der Spannung des Oszillators polari- siert wird. Unter einem positiven Impuls wird hiebei ein Impuls verstanden, der eine solche Polarität aufweist, dass er einen Stromdurchgang durch die Diode oder den Kristalldetektor herbeiführt.
Auch bei einem nicht zu hohen Wert der positiven Spitzenspannung ist eine hohe Konversionssteilheit erzielbar, sowohl beim Mischen mit der ersten als auch beim Mischen mit einer höheren Harmonischen der Oszillatorspannung, vorausgesetzt, dass die Spitzen hinreichend schmal sind und der Abstand zwischen der Kathode und der Anode hinreichend klein ist. Im übrigen kann die Spitzenhöhe bei steilen Flanken grösser gewählt werden, da dann der Spannungsbereich, innerhalb dessen infolge der Elektronenreflexion in der Diode starkes Rauschen auftritt, schnell passiert wird, und die Spitzenhöhe in ein Gebiet fällt, in dem das Geräusch infolge der Reflexion einer geringeren Elektronenzahl geringer ist.
Die Impulse hoher Frequenz können durch Einphasengleichrichtung einer Hochfrequenzwechselspannung erzeugt werden.
Eine besonders günstige Wellenform der Oszillatorspannung entsteht, wenn gemäss einer bevorzugtenAusführungs- form der Erfindung der Impulsgenerator eine Röhre enthält, in der ein Elektronenbündel erzeugt wird, welches von einer Steuerschwingung in der Querrichtung gesteuert und von einer Auffangelektrode aufgefangen wird, und die verschiedenen Teile der Auffangelektrode in verschiedenen Abständen von der Elektronenquelle angebracht sind, so dass die Elektronen des Bündels zum Erreichen der Auffangelektrodenteile verschiedene Zeiten brauchen, wobei die Frequenz und die Form der Auffangelektrode derart sind, dass immer eine Anzahl in verschiedenen Zeitpunkten von der Elektronenquelle emittierter Elektronen die Auffangelektrode gleichzeitig erreichen, so dass an der Auffangelektrode eine pulsierende Spannung auftritt.
Auf diese Weise lassen sich scharfe Impulse von sehr hoher Frequenz erzeugen, die sich sehr gut bei der erfindungsgemässen Schaltung als örtliche Oszillatorschwingung eignen.
Es ist ferner bekannt, dass ein Kristall darin mit einer Diode übereinstimmt, dass im Kreis eines Kristalldetektors starkes Rauschen auftritt, wenn der Kristall eine hohe negative Vorspannung aufweist. Dieser Nachteil kann ebenfalls durch
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verbundenen, rohrförmigen Leiter besteht, in dem zwei Leitungen untergebracht sind, die mit dem Leiter 9, bzw. mit dem in Flucht damit liegenden Leiter 9'verbunden sind. Der Impedanztransformator wird mittels zweier Überbrückungsleiter eingestellt, von denen der eine (12) die Innenleiter gegenseitig und der andere (13) die Innenleiter mit dem Mantel verbindet. Durch eine Verschiebung der Leiter 12 und 13 kann jede gewünschte Übersetzung erzielt werden.
Der Leiter 9'ist mit der Anode der Diode 1 verbunden, deren Kathode mit dem oberen Anschlusspunkt des Zwischenfrequenzkreises 4 verbunden ist. Der untere Anschlusspunkt ist mit dem geerdeten Mantel des Systems verbunden.
Eine einfache Betrachtung lehrt, dass die ausgeführte Schaltung nach Fig. 3 in jeder Hinsicht mit dem Prinzipschema der Fig. 1 übereinstimmt.
Die Ortsschwingung- wird über den Leiter 14 der Anode der Diode 1 zugeführt.
In Fig. 3 ist ferner noch schematisch dargestellt, in welcher Weise die Ortsschwingung erzeugt wird. Mit 17 ist eine als Generator nach dem Dreipunktschema geschaltete Triode bezeichnet, deren Ausgangskreis 18 mit dem zwischen der Anode und der Kathode einer Diode 20 geschalteten Kreis gekoppelt ist. Die Anode der Diode 20 ist mit dem rohrförmigen Leiter 15 verbunden, der den Leiter 14 umgibt. Letzterer Leiter ist mit der Kathode der Diode 20 verbunden. Der Kreis kann eine Vorspannungsquelle 22 enthalten, welche bewirkt, dass die Diode nur während eines kleinen Teiles der Halbwelle stromdurchlässig ist. Durch Gleichrichtung entsteht eine impulsförmige Spannung, die derart ist, dass die Diode 1 in keinem einzigen Augenblick eine negative Polarisationsspannung erhalten kann.
DieLeiter und 15 können in bekannter Weise als Filter ausgebildet sein, welches verhütet, dass die Signalschwingungen die Oszi1latorschaltung erreichen.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 kann die Induktivität 21 in Reihe mit dem Kreis 3 geschaltet sein, deren Aufgabe darin besteht, die impulsförmige Spannung von dem Kreis 3 entfernt zu halten. Das gleiche Ergebnis kann bei der Schaltung nach Fig. 3 durch eine geeignete Einstellung der Transformatorimpedanz 11 erreicht werden.
Bei der erfindungsgemässen Schaltung kann vorteilhaft ein Impulsgenerator besonderer Art verwendet werden, dessen Prinzip in Fig. 4 dargestellt ist. Dieser Generator enthält eine Röhre, in der in bekannter Weise von einer Kathode 22 ein Elektronenbündel erzeugt wird. Dieses Bündel wird von dem Ablenkelektrodensystem 23, an dem eine Hochfrequenzspannung der Oszillatorfrequenz wirksam ist, derart gesteuert, dass das Bündel rechts vom System 23 eine Bewegung über eine Kegeloberfläche ausführt.
Das Bündel trifft die Elektrode 24, die vorzugsweise gemäss der schaubildlichen Darstellung in Fig. 5 ungefähr als einzige flache Schraubenwindung ausgebildet ist und deren Enden so weit voneinander entfernt sind, dass die Zeit, welche ein Elektron
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braucht, um von einem Ende zum anderen zu gelangen, etwa gleich der Periode der Oszillatorschwingung ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Anzahl von Elektronen, welche die Kathode in verschiedenen Zeitpunkten verlassen haben, die Auffangelektrode 24 alle ungefähr in demselben Zeitpunkt erreichen werden, so dass an der Elektrode 24 eine scharfe Spannungsspitze auftritt. Diese kann in bekannter Weise über die Leiter 14 und 15 der Diode 1 zugeführt werden.
Der Leiter 14 kann z. B. mit einem der Auffangelektrode 24 vorangehenden Gitter 25 verbunden sein, welches die gleiche Form aufweist wie die Elektrode 24 und in dem durch Influenzierung eine Spannung auftritt. Es ist in diesem Falle auch möglich, die Elektrode 24 flach zu gestalten. Mittels eines solchen Oszillators lassen sich scharfe Stromspitzen bei sehr hoher Frequenz erzeugen, wodurch bei der erfindungsgemässen Schaltung eine hohe Konversionssteilheit bei geringem Rausch auftritt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischschaltung für Dezimeter-und Zentimeterwellen, bei der zum Mischen einer Eingangsschwingung und einer örtlich erzeugten Schwingung eine Diode oder ein Kristalldetektor verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ortsoszillator (6) eine periodische Reihe positiver Spannungsimpulse erzeugt, welche unmittelbar dem Stromkreis der Diode (1) oder dem Kristalldetektor zugeführt werden, in der Weise, dass die Diode oder der Kristalldetektor während der Zeiten, in denen kein Impuls vorhanden ist, nicht oder höchstens in sehr geringem Masse negativ von der Spannung des Oszillators polarisiert wird.