Radio-Empfänger. Die vorliegende Erfindung stellt eine wei tere Ausbildung des im Patentanspruch 1I des Hauptpatentes gekennzeichneten Radio empfängers dar. Wie aus dem Hauptpatent hervorgeht, dient der Empfänger zum Emp fang zeichenmodulierter Trägerwellen, wobei nur der Träger und eines der beiden Modula- tionsseitenbänder verwendet wird.
Ein sol ches System hat eine ganze Anzahl von Vor teilen, unter welchen die erhöhte Selektivität und damit ein Minimum von Interferenzen und Geräuschen hervorgehoben sein mag.
Die Erfindung bezweckt, in einem sol chen Empfänger Mittel vorzusehen, welche eine solche Einstellung der greise veranlas sen, dass der Zeichenträger entweder an die eine oder die andere gante des schmalen Fre quenzbandes, das durch die auswählenden Kreise hindurchgelassen wird, zu liegen kommt, wobei ausserdem nur Empfangszei chen oberhalb einer gewünschten Minimal stärke gut übertragen werden. sollen.
Die weitere Ausbildung der im Haupt- patent beschriebenen Erfindung besteht darin., dass als Mittel zur Unwirksammachung des Empfängers bei Einstellungen, bei denen er nicht genau auf ein Seitenband abgestimmt ist, eine mit einem Schirmgitter ausgestattete Niederfrequenzverstärkerröhre des Empfän gers dient, die über einen hochohmigen Wi derstand mit der Anodenspannungsquelle ver bunden ist,
während das Schirmgitter mit der Spannungsquelle über einen im Verhält nis zum erstgenannten Widerstand kleinen Widerstand in Verbindung ist und die An ordnung so getroffen ist, dass nur beim Emp fang von Zeichen oberhalb einer gewünschten Minimalstärke die Steuergittervorspannung der Verstärkerröhre auf einen solchen Wert gebracht wird, dass gute Verstärkung gewähr leistet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben: Die Hauptprinzipien des Einzelseiten- bandempfanges und seiner Anwendung auf einen Superheterodyne-Radioempfänger sind ausführlich in der Beschreibung des Haupt patentes besprochen. Die zeichenauswählen den Kreise sind beispielsweise so ausgebildet und eingestellt, dass sie nur den Träger, ein Seitenband und den innern Teil des andern Seitenbandes durchlassen, so dass das voll ständige Niederfrequenzspektrum durchgelas sen wird.
Kreisanordnung <I>und</I> allgemeine Betätigung Fig. 1 ist eine verallgemeinerte, schema tische Darstellung eines Superheterody ne Einseitenbandempfängers.
Es ist eine An tenne 30 und die Erde 31 zur Aufnahme der Wellen vorgesehen, welche dann einem Hoch frequenzverstärker 32, einem örtlichen Os- zillator und Modulator 33, einem Zwischen- frequenzverstärker 34, einem Diodengleich- richter 35, einem Niederfrequenz-Stillegungs- verstärker 36, einem Niederfrequenzverstär- ker 37 und einem Lautsprecher 38 zugeführt werden.
Was diesen Hauptverstärkungsweg anbe trifft, so wird das Hochfrequenzzeichen in der gewöhnlichen Weise durch die Antenne 30 empfangen und ausgewählt und in dem Hochfrequenzverstärl,:er 32 verstä.rl,:t, welcher für Rundfunkempfang über den Frequenz bereich von ungefähr 550-1500 kHz abge stimmt werden kann. Das Oszillator- und Modulatorsystem 33 wandelt die Hochfre quenz in die Zwischenfrequenz um, die im Verstärker 34 selektiv verstärkt wird.
Der Zwischenfrequenzverstärker 34 lässt ein schmales Frequenzband hindurch, das um die Frequenz 175 kHz zentriert ist. Der Empfän ger besitzt nun noch besondere Einrichtun gen, die den Benutzer veranlassen, die Ab stimmung mit Hilfe des Oszillators gegen über der Mittelfrequenz des Zwischenfre- quenzverstärkers ein wenig zu verschieben. Diese besonderen Einrichtungen werden wei ter unten beschrieben; sie bewirken die wahl weise Einstellung einer um 173,5 oder um 176,5 kHz zentrierten Zwischenfrequenz.
Weil aber der Zwischenfrequenzverstärker auf ein um<B>175</B> kHz zentriertes Band abge- stimmt ist. lässt er im wesentlichen nur die Trägerwelle und ein Seitenband hindurch. Der Diodengleichrichter 35 leitet vom Träger und dem Einzelzwischenfrequenzseitenband die Modulationsfrequenzen ab, welche dann, durch die Niederfrequenzverstärker 36 und 37 verstärkt, dem Lautsprecher 38 zugeleitet werden.
Zur Konstanz des Ausganges des Emp fängers, trotz grosser Variationen der empfan genen Zeichenintensitäten. ist eine automa tische Verstärkungsregelung vorgesehen, die die Verbindungen 40' von den Ausgangs klemmen des Zwischenfrequenzverstärkers 34 zu den folgenden Elementen enthält: eine Zwischenfrequenzfalle 41, ein Zwischenfre- quenzverstärker 42, ein Diodengleichrichter 43 und ein Diodenunterbrecher 44. Die Wir kungsweise der Zwischenfrequenzfalle 41 und des Diodenunterbrechers 44 werden unten be schrieben.
Gemäss der Tätigkeit der automa tischen Verstärkungsregelung wird in dem Diodenunterbrecher 44 eine gleichgerichtete Spannung erzeugt, welche mit der empfange nen Zeichenintensität variiert; diese gleich gerichtete Spannung ist durch die Verbin dung 45 an die Steuerelemente der Verstärker 32 und 34 und des Oszillatormodulators 33 angelegt.
Um die geeignete Variation der Steuer vorspannung über einen weiten Bereich sicher zustellen, ist eine Verbindung 46 von dem Zwischenfrequenzverstärker 34 des Haupt verstärkungsweges zu einem Steuerelement des Zwischenfrequenzverstärkers 42 in dem automa.tischenLeistungssteuerungssystemvor- gesehen. Dies ist eine "umgekehrte" Steuer vorspannungsverbindung, deren Wirkungs weise und Betätigung unten vollständiger be schrieben werden wird.
Der Empfänger besitzt eine noch näher zu beschreibende "selektive Aufnahme", durch die der Benutzer gezwungen wird, den Empfänger so abzustimmen, dass die Zwi- schenträgerfrequenz an eine der beiden Kan ten des ausgewählten Zwischenfrequenzban des, d. h. in diesem Falle 173,5 oder 176,5 kHz gelegt wird.
Die selektive Auf- nahme wird durch die Tätigkeit der Zwi- schenfrequenzfalle 41 des automatischen Lei- stungssteuerungssystems bewirkt und wird durch die Zusammenarbeit des Stillegungs- systems, das dem Verstärker 36 zugeorduet ist, weiter vervollständigt.
Die Falle 41 ent hält einen selektiven greis, der so bemessen ist, dass! er die automatischen Verstärkungs- regelungsvorspannungen des Leiters 45 ver anlasst, teilweise schwächer zu werden, wenn der Empfänger so abgestimmt ist, dass die Zwischenträgerfrequenz genau in der Mitte des ausgewählten Zwischenfrequenzbandes, das heisst in diesem Falle 175 kHz, ge legt ist.
An diesem Abstimmungspunkt wird die Zwischenfrequenzspannung, die über die Verbindung 40' übertragen wird, auf einem wesentlich höheren Niveau erhalten, als im Falle irgend welcher anderer Abstimmungs punkte.
Der Niederfrequenzverstärker 36 ist mit einem Stillegungssystem ausgestattet, durch welches Seitenbandauswahl und Stillegung zwischen Stationen durch die Wirkungsweise des Verstärkers erzielt werden. Um diese Wirkung zu sichern., ist die Verstärkerröhre so eingestellt, dass ihre. Leistung ein Maxi mum bei einem kritischen negativen Wert der Gittervorspannung ist, und sich für grö ssere oder niedrigere Vorspannungen schnell dem Wert Null nähert.
Die Vorspannimg für die Stillegungsröhre wird von dem Diodengleichrichter 35 erhalten und ist der Trägerspannung in der Verbin dung 40' proportional. Wenn kein Zeichen vorhanden ist, oder wenn der Durchschnitt der gleichgerichteten Zeichen- oder Geräusch spannung niedriger ist, als die kritische Vor spannung, ist die Leistung durch den Stille gungsverstärker 36 im wesentlichen Null, und es findet praktisch keine Übertragung durch den Empfänger statt.
Auch wenn ein starkes Zwischenfrequenzträgerzeichen auf die Mitte des Bandes (175 kgz) abgestimmt ist, wird die durch den Gleichrichter 35 ent wickelte Vorspannung beträchtlich grösser als der kritische Wert, und die Leistung des Verstärkers 36 ist wiederum auf nahezu Null reduziert.
Die kritische Vorspannung, welche diese wirksame Bedingung hervor bringt, wird nur erhalten, wenn der Zwi- schenfrequenzträger auf eine der beiden Kan ten des ausgewählten Bandes abgestimmt wird (173,5 oder 176,5 kHz). Es ist zu be achten, dass die Gittervorspannung durch die Amplitude der Trägerspannung in der Ver bindung 40 bestimmt wird.
Diese Amplitude wird wiederum durch die Ansprechcharakte- ristik des Zwischenfrequenzkreises oder der Falle 41 in Zusammenarbeit mit dem auto matischen Leistungssteuerungssystem be stimmt. Die Falle soll daher eine solche Cha rakteristik haben, dass die kritische Vorspan- nuug an irgendeiner Kante des Zwischenfre quenzbandes erhalten wird.
Fig. 2 ist ein ins Einzelne gehendes Schaltschema, das einen Superheterodyne- Empfänger darstellt, der für Einzelseiten- bandbetätigung geeignet ist und entsprechend der allgemeinen Anordnung der Fig. 1 ent worfen ist.
Die Rechtecke der Fig. 1 sind in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet und sind gleichartig numeriert.
In Fig. 2 enthält der Hochfrequenzver- stärker 32 eine Pentodenröhre 51, die mit der Antenne 30 gekoppelt ist. Ferner hat er drei gleichzeitig abstimmbare, selektive greise, von denen 130 und 131 vor der Verstärker röhre und 132 zwischen der Röhre 51 und der Röhre 53 liegen. Diese greise werden durch variable Kondensatoren 135, 136 und 137 abgestimmt.
Die Oszillator- und Modulatoranordnung 33 enthält die Hegoden-Oszillator-Modulator- röhre 52. Dieser Oszillator-Modulator enthält einen freqüenzbestimmenden greis 99, der einen variablen Abstimmungskondensator 215 hat.
Die Abstimmungskondensatoren 135, 136, 137 und 215 sind durch eine mechanische Einknopfsteuerungseinrichtung, die durch die gestrichelten Linien 1T angezeigt ist, mitein ander verbunden.
Der Ausgang des Oszillator-Modulators ist mit dem Eingang des Zwisehenfrequenz- verstä.rkers 34 gekoppelt; dieser enthält zwei Verstärkerröhren 53 und 54 und die drei Zwischenfrequenzkopplungssysteme 160,<B>161</B> und 162, welche vor, zwischen und hinter den Verstärkerröhren angeordnet sind.
Die Zeichen werden im Diodenteil einer Doppel-Dioden-Pentodenröhre 55' in Stufe 35 gleichgerichtet. Nur eine von den Dioden wird für diese Gleichrichtung benötigt; diese besondere Diode enthält die Kathode 163 und eine der Diodenanoden 164. Die Pentoden- elemente dieser Röhre werden in dem Nieder frequenz-Stillegungsverstärker 36 benutzt. Daher ist zum Zwecke der Darstellung Röhre 55' wiederum in dem Niederfrequenzverstär- kerteil 36, wo sie als Röhre 55 bezeichnet ist, gezeigt.
Diese doppelte Darstellung derselben physikalischen Elemente ist zweckmässig, weil in bezug auf die Wirkung die Röhre zwei getrennten und verschiedenen Röhren äquivalent ist.
Der gleichgerichtete Strom fliesst durch einen Widerstand 83, von dem aus die gleich gerichtete Spannung auf das Steuergitter des Pentodenverstärkers 55 über den Leiter 166 und 'die Widerstände 84, 87 und 90 und die Kondensatoren 86, 89 und 88 geleitet wird. Der Widerstand 87 und der Kondensator 89 sind so proportioniert, dass sie die geeignete Niederfrequenzkompensation, wie es ausführ licher später beschrieben wird, bewirken.
Die Anode des Pentodenverstärkers 55 ist mit der zweiten Niederfrequenzverstä.rker- röhre 56 durch ein System von Kondensato ren und Widerständen, das den Spannungs teiler 100 einschliesst, von welchem ein ge wünschter Anteil der Niederfrequenzspan- nung im Ausgang der Röhre 55 an den Ein gang der Röhre 56 angelegt werden kann, ge koppelt. Die Niederfrequenzströme werden weiter in dem Gegentaktverstärker, der die Röhren 57 und 165 einschliesst, verstärkt, von wo sie dem Lautsprecher 38 übermittelt werden.
Es ist von Wichtigkeit, dass das Emp fangssystem ein Frequenzband auswählt, de,5sen Breite ungefähr gleich der höchsten geforderten Modulationsfrequenz ist. Weil die selektiven Kreise des Hochfrequenzver- stärkers 32 nicht so genau wie diejenigen des Zwischenfrequenzverstärkers 34 abgestimmt werden können, werden sie zweckmässig so breit abgestimmt, dass sie ein Band dieser Breite mit einer Gleichförmigkeit innerhalb eines Dezibels durchlassen.
Die notwendige Selektivität ist daher hauptsächlich durch die permanent abgestimmten Kopplungssysteme des Zwischenverstärkers 34 geschaffen. Die ser Verstärker enthält ein Kopplungssystem 160, das zwei doppelt abgestimmte Transfor matoren 167 und 168 hat, von denen jeder vorzugsweise so eingerichtet ist, dass er nahezu Optimumkopplung hat, sowie ein Kopplungssystem 161, das einen doppelt ab gestimmten Transformator enthält, der vor zugsweise eine gleichmässige Übertragungs- charakteristik über ein Frequenzband, das in der Breite einem Seitenband entspricht, hat.
Die Selektivitätscharakteristik eines Emp fangssystems der beschriebenen Type, das ein Zwischenfrequenzband von 173,5 bis 176,5 kFlz durchlassen soll, ist in Fig. 3 ge zeigt. In dieser Figur ist das Zwischenfre- quenzspektrum eines Zeichens bei 26 darge stellt, das bei der Frequenz f i, von 173,5 kHz zentriert ist und welches obere und untere Zwischenfrequenzseitenbänder mit entspre chenden Grenzen fib , fib' hat.
In der gleichen Figur stellt die Kurve<B>110</B> die Selektionscha- rakteristik der zwischenfrequenzauswählen- den Kreise des Verstärkers 34 dar, die bei einer Frequenz<B>f</B> i, von 175 kHz zentriert und flach (innerhalb eines Dezibels) über ein Band von 3 kHz ist, d. h.
über dem obern Zwischenfrequenzseitenband. In dieser Figur ist ebenfalls das Zwischenfrequenzspektrum von zwei andern Zeichen 111 und 112, die benachbarten Rundfunkkanälen entsprechen, gezeigt.<B>f i,</B> -10 und<B>f l,</B> -I- 10 kHz sind wie der die Zentrierungsfrequenzen, die um 1.0 kHz von f ie, getrennt sind.
Für dieses Beispiel wird angenommen, dass das Zeichen 111 stärker als das Zeichen 112 ist; daher ist der Empfänger so darge- stellt, dass er auf das Seitenband, welches am weitesten von dem stärkeren Zeichen ent fernt liegt, abgestimmt ist. Die Zwiscllenträ- gerfrequenz des Zeichens 111 ist um 16 Dezi bels mehr geschwächt als die Trägerfrequenz des Zeichens 112. Beide benachbarten Zei chen sind viel mehr herabgesetzt, als sie es ein würden, wenn die Kurve 110 in der s <B>i</B> Breite verdoppelt wäre, um beide Seitenbän der einzuschliessen; es ist somit gezeigt, wie der Empfänger abgestimmt werden kann, um das stärkere der Zeichen in den zwei benach barten Kanälen zu benachteiligen.
Zwei der wichtigsten Probleme, die sich beim Gebrauch dieses Empfängers für Ein zelseitenbandempfang stellen, sind: 1. den Benutzer zu veranlassen, den Empfänger so genau abzustimmen, dass die Zwischenträger frequenz an eine Kante des ausgewählten Frequenzbandes, wie in Fig. 3 gezeigt, ge legt ist, und. 2. -den Verlust des nahezu gar nicht benutzten Seitenbandes zu kom pensieren. .
Das erste dieser Probleme wird durch ein System "selektiver Aufnahme", welche das Ansprechen des Empfängers, wenn nicht genau abgestimmt wird, stark verringert oder gänzlich aufhebt, gelöst. Dieses System, das weiter unten im einzelnen beschrieben wird, ist wünschenswert geworden, weil der Ton im Lautsprecher hart und unangenehm ist, wenn die Trägerfrequenz zu weit ab von der Kante des übermittelten Seitenbandes abge stimmt wird.
Das zweite dieser Probleme wird durch die Verwendung des Widerstandes 87 und Kondensators 89 in Verbindung mit der Nie derfrequenzröhre 55 gelöst. In der Fig. 4 zeigt die Kurve 113 den Verlust an Nieder frequenzleistung in Funktion der Nieder frequenzen, der aus der praktisch vollkom menen Unterdrückung eines Teils des einen Seitenbandes resultiert. Dieser Verlust ist ungefähr 3 Dezibel bei 1 kHz und 6 Dezibel bei 3 kHz beim besprochenen Empfänger.
Demgemäss sind die Elemente 87 und 89 so proportioniert, dass sie für sich allein eine relative Niederfrequerizleistung, welche im wesentlichen entsprechend Kurve 114 vari iert, hervorbringen würden. Da diese letztere Variation derjenigen der Kurve 118 ent gegengesetzt ist, erfolgt ein gleichförmiges Gesamtniederfrequenzansprechen, wie durch Kurve 115 dargestellt. Zur Erzeugung dieser Kompensation hat es sich als geeignet erwie sen, die Impedanzen der Elemente 87 und 89 auf die gleiche Grössenordnung bei einer Frequenz von 1 kHz zu bringen.
Automatische Leistungssteuerung. Die geeignete Betätigung des Stillegungs- systems erfordert, dass der Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 34 auf einem konstanten, vorherbestimmten Wert gehalten wird, der im wesentlichen von der empfange nen Zeichenintensität und dem Prozentsatz der Modulation unabhängig ist. Die Anord nung und Betätigung des automatischen Ver- stärkungsregelungssystems wird in Verbin dung mit den Fig. 1, 2 und 7 beschrieben.
Zwischenfrequenzspannung wird durch eine Spule 71, die durch einen Kondensator 7 2 abgestimmt wird und mit der Primärspule des Zwischenfrequenzkopplungssystems 162 gekoppelt ist, abgenommen. Mittels der Ver bindung 40', der Kopplungstransformatoren 74 und 67 der Zwischenfrequenzfalle 41 und Zwischenfreqüenzverstärkerröhre 58 wird sie zwischen die Kathode 61 und die Dioden anoden 60 und 172 einer Doppel-Dioden-Pen- todenröhre 59 angelegt, die später die Ver- stärkungsregelungsdiode genannt wird,
weil sie die Tätigkeit der automatischen Ver stärkungsregelung bestimmt.
Dem Diodengleichrichter in der Röhre 59 ist ein Spannungsteiler zugeordnet, der die Widerstände 62 und 63 enthält, die in Serie mit einer Batterie 66 und der Diode 55", wel che durch die Kathode 163 und die Dioden- Anode 175 der mehreren Zwecken dienenden Röhre 55 gebildet wird, geschaltet sind; die Diode 55" wird als Unterbrecherdiode be zeichnet.
Die Anoden 60 und 172 sind an die Verbindungsstelle 64 der Widerstände 62 und<B>63</B> geschaltet; diese sind so bemessen, dass, wenn kein Zeichen vorhanden ist, die Anoden im wesentlichen auf der gleichen Spannung wie die Kathode 61 gehalten wer den; die Kathode 61 wird in bezug auf Erde, entsprechend dem Anodenstrom des Pentoden- teils der Röhre 59, durch den Widerstand 65 vorgespannt. Das Ergebnis ist, dass im we sentlichen kein Stromfluss im Diodenteil der Röhre 59 vorhanden ist; der Strom beginnt jedoch zu fliessen, sobald Zwischenfrequenz spannung zu den Anoden 60 und 172 geführt wird.
Beim Fehlen von Zwischenfrequenz sind die Punkte 39 und 107, welche an das Steuer gitter der Pentode 59 bezw. an die Anode 175 der Diode 55" geschaltet sind, also durch die Diode 55" geerdet, so dass keine automa tische Leistungssteuerungsspannung zum Lei ter 45 geführt wird.
Beim Empfang eines Signals wird indes sen eine Zwischenfrequenzspannung auf die Diode der Röhre 59 aufgedrückt. Dann fliesst gleichgerichteter Strom durch den Wider stand 62 und setzt den Spannungsabfall in 63 herab. Wenn die Zwischenfrequenzspa.n- nung einen Wert entsprechend einer vorher bestimmten Zeichenintensität erreicht, wird der Punkt 64 in bezug auf Erde negativ. Un ter diesen Bedingungen ist. die Diode 55" un wirksam, so dass die Punkte 39 und 107 ebenso negativ werden wie der Punkt 64.
Ein weiteres Ansteigen der Zeichenintensität erhöht die negative Spannung dieser Punkte, so dass durch die Leitungen 45 und 45' eine negative Spannung gegen Erde an die Steuer gitter der Zwischenfrequenzverstärkerröhren 53 und 54, der Hochfrequenzverstärkerröhre 51 und der Oszillator-Modulatorröhre 52 an gelegt wird. Das Steuergitter 173 der Röhre 59 ist ebenfalls unter diesen Bedingungen dahin wirksam, den Strom in dieser Röhre und daher die Spannung am Widerstand 65 zu reduzieren.
Die Änderung der Spannung der Kathode 61 in bezug auf Erde erhöht die Spannung der Anoden 60 und 172 in bezug auf die Kathode 61, wodurch die resultie rende negative Spannung, die am Punkt 64 bezw. an den Punkten 39 und 107 vorhanden ist, vergrössert wird. Die Arbeitscharakteristiken eines auto matischen Leistungssteuerungskreises, der nach diesen Prinzipien arbeitet, sind in Fig. 7 gezeigt; hier stellt die Linie 123 die Span nung des Punktes 64 in bezug auf Erde dar, welche Spannung proportional zur Zeichen intensität negative Werte annimmt.
In dieser Figur zeigt. der Abstand 124 die Spannung am Widerstand 62 und der Abstand<B>125</B> die jenige am Widerstand 63 an. Wenn die Zei chenintensität bis zu dem Punkt ansteigt, wo die Spannung des Verbindungspunktes 64 negativ wird, wird der Strom in der Diode 55" auf Null reduziert, und die mitt lere Spannung, die an die Verstärkungsrege lungsleitungen 45 und 45' von den Punkten 39 und 107 angelegt wird, wird gleich der jenigen am Punkt 64.
Wie oben festgestellt, vermindert eine Abnahme der Spannung an den Punkten 39 und<B>107</B> kraft ihrer Verbindung mit dem Gitter 173 den Raumstrom in der Röhre 59, und erhöht auf diese Weise die negative Spannung der Diodenanoden 60 und 172. was wiederum eine Erhöhung der negativen Span nung des Punktes 64 bewirkt. Dies ist durch die zunehmende Abschrägung der Kurve 123 bei ihrem Schnittpunkt. mit der Nullachse dargestellt.
Wenn die Wirkung der Pentode 59 nicht vorhanden wäre, würde die Kurve 123 sich in ihrer ursprünglichen Neigung, wie durch die gestrichelte Linie 127 darge stellt, fortsetzen. In dieser Zeichnung stellt die Ordinate 126 die Spannung des Punktes 107 in bezug auf Erde dar.
Die Wirkung einer solchen automatischen Verstärkungsregelung zur Steuerung der Lei stung der Verstärker und Modulatoren ist be kannt und bedarf keiner eingehenden Be sprechung. Es genügt festzustellen, dass die Verbindungen 45 und 45' die Steuergitter der gesteuerten Röhren veranlassen, negativer zu werden, wenn die Zeichenstärke über einen vorher bestimmten Wert ansteigt, wodurch das Zwischenfrequenzleistungniveau gleich förmig erhalten wird.
Die gewünschte gleichförmige Leistung des Zwischenfrequenzverstärkers - 34 wird durch eine "umgekehrte" automatische Regel spannung, die durch eine Verbindung 46 zwi schen der Kathode der Verstärkerröhre 54 und der Kathode der Verstärkerröhre 58 der automatischen Verstärkungsregelung vorge sehen ist, vervollständigt.
Diese gebräuch liche Kathodenverbindung 46 ist durch einen Widerstand 68, welcher den Strom beider Röhren führt, mit Erde verbunden; daher steuert der Strom der Röhre 54 teilweise die Gitter-Kathodenvorspannung der Röhre 58 und daher die Leistung der letzteren Röhre. Diese Vorspannung an Röhre 58 variiert ent gegengesetzt derjenigen an den gesteuerten Verstärker- und Modulatorröhren des Haupt verstärkungsweges.
Wenn die Gitter-gatho- denvorspannung der Röhre 54 grösser wird, nimmt ihre Verstärkung und ihr Strom ab, und folgerichtig nimmt die Gitter-gathoden- vorspannung der Röhre 58 ab und veranlasst, die Leistung der letzteren Röhre etwas zu steigen.
Daher wird die Zunahme an Zwi- schenfrequenzspannung, welche von der auto matischen Leistungssteuerungsdiode in Röhre 59 gefordert wird, um die Verstärkung des Verstärkers 34 herabzusetzen, ergänzt durch die erhöhte Leistung der Röhre 58, ohne dass eine Erhöhung der Eingangswechselspan nung der letzteren Röhre oder der Ausgangs wechselspannung des Verstärkers 34 nötig ist.
Diese Wirkungsweise wird "umgekehrte" automatische Leistungssteuerung genannt, weil die Leistung der Röhre 58 automatisch entgegengesetzt derjenigen der Röhren 51, 52, 53 und 54 variiert wird.
Quantitativ kann die Leistung der Röhre 58 gerade ungefähr durch diese umgekehrte automatische Lei- stungssteuerungsverbindung verdoppelt wer den, was hinreichend ist, um die Zwischen frequenzspannung an der automatischen Lei- stungssteuerungsdiode der Röhre 59 über den gewünschten weiten Bereich ohne Steigerung des Zwischenfrequenzeingangs zur Röhre 58 zu variieren.
Beide automatischen Verstärkungsrege lungen wirken zusammen, um die Leistung des Zwischenfrequenzverstärkers 34 während des tmpfanges grosser 2eichenintensitäts- variation nahezu gleichförmig zu erhalten. <I>Selektive</I> Aufnahme.
Durch die oben erwähnte "selektive Auf nahme" wird der Oszillator in die Lage ver setzt, den Empfänger für Einzelseitenband- empfang genau abzustimmen. Sie umfasst Mittel zum Zwecke, dass die Niederfrequenz leistung dann genau einen Magimumwert er reicht, wenn die Zwischenfrequenzträgerwelle auf eine der ganten des Bandes, das im Zwi- schenfrequenzverstärker 34 ausgewählt wird, abgestimmt ist.
Diese Wirkung ergibt sich aus einer Zusammenarbeit zwischen der Zwi- schenfrequenzfalle 41 mit dem übrigen auto matischen Verstärkungsregelungssystem und dem Stillegungssystem, verbunden mit Ver stärker 36.
Der Fallenkreis enthält einen Neben schlusszweig zur Erde, der eine Induktanz 69 und einen Kondensator 70 umfasst. Diese zwei reaktiven Elemente werden sehr scharf auf die Mitte des Zwischenfrequenzbandes (in diesem Falle 175 kHz) abgestimmt, so dass diese Mittelfrequenz scharf gedämpft ist. Der. Kondensator 70 ist zum Zwecke, dass die Falle leicht auf die Mittelfrequenz ab gestimmt werden kann, einstellbar.
Die Spule 71 ist, um eine Abwärtsspannung von dem Ausgang der Röhre 54 zum Fal- lenkreis zu. erzeugen, kleiner als die Pri märspule des Kopplungssystems 162.
Der Transformator 74, der die Falle an den Ein gang der Röhre 58 koppelt, ist ein Aufwärts transformator, in welchem die Sekundärspule 48 grösser als die Primärspule 49 ist. Ein Kondensator 75 ist in Serie mit der Primär spule 49 des Transformators 74 eingeschaltet und dient dazu, die besagte Primärspule breit auf die Mitte des ausgewählten Bandes (175 kHz) abzustimmen. Der Widerstand 77 hat den geeigneten Wert, um die Resonanz der Elemente 49 und 75 zu verbreitern, und cler- Widerstand 76 dient dazu, den Strom, der in die Falle von Spule 71 eintritt,
zu be grenzen. Die Verhältnisse der Transformato ren im Eingang und Ausgang der Falle sind so gewählt, dass die Spule 69 von derselben Grössenordnung wie die Sekundärspule 48 des Transformators sein kann, trotz der Tat sache, dass die Primärspule des Transforma tors 73 und die Sekundärspule des Transfor mators 74 innerhalb von Kreisen hoher Impe danz arbeiten.
Die Wirkungsweise des die Zwischen- frequenzfalle 41 einschliessenden Verstär- kungsregelungssystems auf die gleichgerich tete Ausgangsleistung des Gleichrichters in Röhre 55' ist in Fig. 6a gezeigt, in der die Kurve 118 die gleichgerichtete Zeichenspan nung darstellt, die vorhanden ist, wenn im Eingang zu Teil 34 auf ein Zeichen inner halb des Bandes, das durch die Zwischen- frequenzselektoren des Teils 34 gleichförmig übertragen wird, abgestimmt wird.
Die scharfe Spitze der Kurve 118 wird durch die Wirkung des Fallenkreises hervorgerufen, die die automatische Verstärkungsregelungs- spannung abschwächt und daher die Verstär kung in Teil 34, wenn die Trägerfrequenz auf die Fallenfrequenz 175 kIlz abgestimmt wird, erhöht. Das resultierende Zeichenniveau im Eingang von Teil 36 erreicht, wie Kurve 118 zeigt, ein scharfes Maximum, wenn der Träger auf 175 kHz abgestimmt wird.
Die Wirkung der Fallencharakteristik 118, die er möglicht, dass der Empfänger geeignet abge stimmt werden kann, wird in der folgenden Besprechung des Stillegungssystems ausführ lich erklärt werden. Automatische Stillegurig Die automatische Stillegungswirkung legt den Empfänger, ausgenommen im Falle, dass die Zwischenträ,gerfrequenz genau auf eine Kante des Zwischenfrequenzbandes abge stimmt ist, still. Dieses System unterdrückt unerwünschte Geräusche und störende Zei chen, welche wiedergegeben werden, wenn der Empfänger nicht genau abgestimmt ist.
Das Stillegungssystem wirkt mit der Falle 41 und dem automatischen Leistungs- steuerungssystem zur Erzeugung der "selek- tiven Aufnahme" zusammen. Die Stillegungswirkung wird durch die ei gentümliche Übertragungscharakteristik, wel che der übertragenden Pentodenröhre 55 ge geben ist, erzielt. Für Einseitenbandempfang werden die Schalter 79 und 80, die für Ein knopfbedienung eingerichtet sind, nach rechts gedreht, so dass Schalter 80 einen Widerstand 81 in Serie zwischen das Gitter 202 und die positive Klemme der Anode 203 legt.
Wider stand 81 hat einen relativ niedrigen Wert, so dass die Spannung am Schirm 202 im we sentlichen vom Schirmstrom unabhängig ist. Ein relativ hoher Widerstand 78 ist in Serie zwischen die Anode 177 und die positive Seite der Gleichspannungsquelle 205 geschal tet; diese Quelle liegt mit Quelle 203 in Serie.
Der Zusammenhang zwischen der Gitter- vorspannung und dem Anodenstrom dieser Pentode ist bei dieser Schaltung durch Kurve <B>116</B> der Fig. 6b gezeigt, worin die Gittervor- spannung gegenüber dem Anodenstrom in Milliampere aufgetragen ist.
Die Anoden spannung wird bei einem Anodenstrom von ungefähr 1 Milliampere durch Widerstand 78 auf Null reduziert; der verbleibende Strom der Röhre fliesst zum Schirm 202. Aus Kurve <B>116</B> ist ersichtlich, dass, wenn die negative Gittervorspannung auf ungefähr 9 Volt her abgeht, der Anodenstrom auf ungefähr 1 blilliamp@,re ansteigt. Daher ist für Werte negativer Gittervorspannung, die kleiner als 9 Volt sind, die Anodenspannung im wesent lichen Null.
Für Werte negativer Gittervor- spannung, die grösser als 9 Volt sind, wird der Gesamtstrom reduziert; der Anodenstrom fällt daher schnell und nähert sich jenseits 15 Volt Vorspannung dem Wert Null.
Das Leistungs- oder Verstärkungsverhält nis der Stillegungsröhre 55 hängt von der Steilheit der Kurve 116 ab und ist daher in dem Teil zwischen den begrenzenden Werten von 10 und 12 Volt negativer Vorspannung ein Maximum. Die Steilheit in diesem Teil stellt eine ungefähr fünfzigmalige Verstär kung für die verwendete besondere Röhrenan ordnung dar.
Die Verstärkung der Pentoden- verstärkerröhre 55 wird durch Kurve 117 in Fig. 6c dargestellt, in welcher die prozentuale Verstärkung gegenüber der negativen Gitter- v orspannung aufgetragen ist.
Für die be schriebene besondere Röhrenanordnung ist 11 Volt ein kritischer Gittervorspannungs- wert, weil nur diejenigen Vorspannungen. welche nahe bei diesem Wert liegen, der Röhre gestatten, die Zeichen zu übertragen.
Die Zwischenfrequenzspannung im Sekun därteil des Kopplungssystems 162 wird linear in der Diode 55' gleichgerichtet; diese gleich gerichtete Spannung erscheint am Wider stand 83 und Kondensator 82. Kondensator 82 hat wegen seiner Kleinheit eine vernach- lässigbare Wirkung auf Niederfrequenzen und dient mit Widerstand 84 und Kondensa tor 85 dazu, die Trägerfrequenzkomponente zu beseitigen.
Die niedrigeren Modulations- komponenten der gleichgerichteten Spannung folgen dem Weg der Elemente 86, 87 und 88 zum Steuergitter 176 der Pentode 55. Die Impedanz des Eingangskreises der Röhre 55 für höhere Niederfrequenzen wird durch Kondensator 89 und einen relativ niedrigen Widerstand 90, der parallel zu dem hohen Widerstand 87 geschaltet ist, vermindert. Dieser@niedrigere Impedanzweg 88, 90 ersetzt die Selektion der niedrigeren Niederfrequen zen beider Seitenbänder.
Die Gittervorspan- nung, welche proportional zur durchschnitt lichen gleichgerichteten Zeichenspannung ist, wird an das Steuergitter 176 durch einen Weg, der die hohen Widerstände 84, 91 und 92 einschliesst, angelegt. Der Kondensator 93 hat eine hinreichend grosse Kapazität, um alle Modulationskomponenten zu dieser Vorspan- ii.ungsverbindung nebenzuschliessen.
Die gesamte Gleichspannung, die am Wi derstand 83 erscheint, wird an Gitter 176 als Stillegungsvorspannung angelegt. Jedoch nur ein kleiner Teil (ungefähr ein Sechstel) der Niederfrequenzkomponente der gleichgerich teten Spannüng wird an das Gitter 176 als ein Zeichen angelegt.
Die von der Niederfre quenz herrührenden Gitterspannungsschwan- kungen sind daher so gering, dass, ihre Am plituden die Gesamtgittervorspannung nicht Oer den geradlinigen Teil der Kurve<B>116</B> in der Anodenstrom-Gitterspannungscharakte- ristik verschieben können.
Die von der Diode 55' entwickelte Vor spannung variiert entsprechend Kurve<B>118</B> der Fig. 6a. Aus Kurve<B>118</B> ist zu ersehen, dass die Falle 41, welche diese Charakteristik hervorbringt, so bemessen ist, dass die kri tische Vorspannung (11 Volt in Fig. 6b) er halten wird, wenn der Träger auf irgendeine gante des ausgewählten Zwischenfrequenz- bandes abgestimmt ist (1,5 kHz von der Mitte nach jeder Seite).
Wegen dieses Zusammen hanges zwischen den Kurven 116 und _118 ist die Pentodenröhre 55 nur dann fähig, Zei chen durchzulassen, wenn die Zwischenträ- gerfrequenz für Einseitenbandempfang genau an einer der beiden ganten des ausgewählten Bandes liegt.
<I>Anzeiger</I> zur Sichtbarmachuny <I>der</I> <I>Abstimmung.</I> In Serie mit einem Widerstand 78 ist in den Anodenkreis der Röhre 55 ein Anzeiger zur Sichtbarmachung der Abstimmung in Form eines Milliameters 98 geschaltet.
Wenn der Empfänger in Tätigkeit ist, hat dieses Milliameter eine Magimumablenkung von 1 Miniampere und eine Minimumablenkung von Null, wie es in Fig. 6b beobachtet wer den kann. Das Milliameter zeigt die genaue Abstimmungsstellung für Einzelseitenband- betätigung an, wenn der Messer halbe Ab lenkung, 0,5 Milliampere, zeigt.
Fig. 6b zeigt, dass dies der Anodenstrom ist, wenn die kri tische Gittervorspannung von 11 Volt er reicht wird. Die entsprechenden Kurven 119 der Fig. 6d und 120 der Fig. 6e zeigen die Variationen im Anodenstrom und in der re lativen Verstärkung in Röhre 55, wenn die Zwischenträgerfrequenz in der Gegend von 175 kHz abgestimmt wird.
Die zwei scharfen Spitzen der Kurve 120 zeigen als Punkte guter Hörbarkeit die Punkte genauer Abstim mung der Zwischenträgerfrequenz bei 1,5 kHz oberhalb oder unter der Mittelpunktfrequenz von 175 kHz und entsprechend der Mittelab lenkung des Abstimmungsmessers. <I>Doppelseiten</I> bandempfang.
Wenn der Empfänger wie ein Doppel- seitenba.ndempfänger wirken soll, so werden die Schalter 79 und 80 in die Linkslage ge bracht. Dann veranlasst der Schalter 80, dass der Widerstand 81 abgeschaltet wird, so dass die Schirmspannung von der positiven Seite der Spannungsquelle 205 durch einen relativ hohen Widerstand 96 geliefert wird. Dann schliesst Schalter 80 auch eine Verbindung, die in den Gittervorspannungskreis einen Wi derstand 97 hineinbringt, der die Gittervor- spannung auf einen niedrigeren Wert als denjenigen, der für die Einzelseitenbandein- stellung gebraucht wird, reduziert.
Eine Vor spannung, welche einen 0,5 lfilliamp6re- Anodenstrom erzeugt, wenn ein Zeichen auf 175 kHz abgestimmt wird, ist als richtig be funden worden. Die durchschnittliche Schirm spannung und der Schirmstrom werden unter dieser Bedingung für kleine Werte der Git- tervorspannung nahezu konstant gehalten. Daraus resultiert eine Verstärker-Anoden- strom-Gittervorspannungskurve von normaler Form, in welcher die Steilheit immer posi tiv ist.
Der Schalter 79, in linker Stellung, schliesst nun den Widerstand 95 kurz, der die Niederfrequenzspannung reduziert, die an das Steuergitter 176 angelegt wird. Gleich zeitig schafft dies für die höheren Nieder frequenzen einen niedrigeren Impedanzweg zur Erde durch Widerstand 94. Die erhöhte Verstärkung der hohen Niederfrequenzen (bei Einzelseitenbandempfang) wird auf diese Weise beseitigt, weil hohe Niederfrequenz- kompensation bei Doppelseitenbandempfang nicht erforderlich ist.
Die Widerstände 94 und 95 sind so bemessen, dass, die Nieder frequenzspannung an der Anode 177 für Ein zel- und Doppelseitenbandempfang gleich sein wird.
Unter der Bedingung des Doppelseiten bandempfanges wird der Empfänger auf eine Minimumablenkung an dem Abstimmungs messer, was ungefähr Mittelskala sein wird, abgestimmt. Dies entspricht. einer solchen Abstimmung, dass die Zwischenträgerf re- quenz genau im Zentrum des zwischenfre- quent ausgewählten Bandes (175 kHz) liegt und wird durch die lauteste Wiedergabe an gezeigt.
Bei Einseitenbandempfang werden alle Zeichen von einer Intensität, die grösser als ein Schwellenwert ist, an zwei Punkten auf der Abstimmungsskala, entsprechend dem einen oder dem andern der zwei Seitenbän der, empfangen. Zeichen von grösserer oder niedrigerer Intensität als der Schwellenwert können durch Drehung der Schalter 79 und 80 in der Doppelseitenbandstellung empfan gen erden. Das Zeichen wird dann an nur einem Punkt empfangen, der der 'Mittelab- stimmung und dem hochselektiven Doppel seitenbandempfang entspricht.
Die Bevor zugung der Niederfrequenz und folglich das Geräusch, welches Zeichen von niedriger In tensität begleitet, werden auf diese Weise durch diesen hochselektiven Doppelseiten ba.ndempfang reduziert.
Bei der Stellung der Schalter 79, 80 in der Lage für Einseitenbandempfang werden Zeichen von niedrigerer als Schwellenintensi tät automatisch auf nur einem Punkt, der der Mittelabstimmung und dem Doppelseiten- bandempfang entspricht, empfangen.
Der Übergang von Einseitenband- zu Doppelseitenbandbetrieb findet automatisch statt, wenn die Zeichenintensität nur um einen gewissen Betrag unter den Schwellen wert fällt. Der Grund für diesen Übergang kann aus einer Betrachtung der Kurve 108 der Fig. 6a ersehen werden. Diese Kurve stellt die gleichgerichtete Spannung dar, die als Vorspannung an das Gitter der Still- legungsröhre angelegt wird, wenn das Zei chen, auf das abgestimmt wird, gerade stark genug ist, dass die Spitze den kritischen Wert von 11 Volt erreicht.
Unter dieser Bedingung ist. das Zeichen an dem Punkt der Skala, der 175 kKz entspricht, abgestimmt.
Oszillatormodulator. Die Oszillator-Modulatorröhre 52 ist eine Hegode, die folgende Elektroden hat: Ka thode 207, inneres Gitter 208, innerer Schirm oder Oszillatoranode 209, äusseres Gitter 210, äusserer Schirm 211 und Anode 212.
Das Oszillatorsystem ist mit den innern Elektroden 207, 208 und 209 verbunden. Eine Rückkopplungsspule 213 ist in Serie mit einer Drosselspule 217 und einer Gleich stromquelle 218 zwischen den innern Schirm oder die Oszillatoranode 209 und Erde ge schaltet. Spule 213 ist mit einer Spule 214, die in dem Oszillatorsystem liegt, gekoppelt.
Der oszillatorfrequenzbestimmende greis 99 setzt sich aus der Spule 214, einem variablen Kondensator 215 und einem halbeinstellbaren Kondensator 216 zusammen. Ein Kopplungs kondensator 219 ist zwischen den Verbin dungspunkt der Elemente 213 und 217 und den Verbindungspunkt der Elemente 214 und 216 geschaltet. Daher ist dort kapazitive wie auch magnetische Rückkopplung von Elek trode 209 zum Oszillatorkreis 99 vorhanden.
Diese Anordnung des Oszillatorsystems be wirkt eine gleichförmige Oszillatorspannung über den gesamten Frequenzbereich des Oszil- la tors.
Der Oszillatorkreis 99 ist ebenfalls auf beide Arten, kapazitiv und magnetisch, mit dem Kreis des Gitters 208 gekoppelt. Die magnetische Kopplung ist zwischen Spule 214 und einer Spule 220 des Gitterkathoden kreises vorhanden und die kapazitive Kopp lung ist abhängig von einer offenen Win dung 221, die mit Spule 220 verbunden ist und sich elektrostatisch mit Spule 214 kop pelt.
Auf Grund dieser Anordnung erzeugt irgendwelcher Kapazitätswechsel in dem Kreis des Gitters 209 einen Frequenzwechsel, der sehr klein und im wesentlichen für alle Oszillatorfrequenzen der gleiche ist.
Die Kopplungselemente 213, 219, 220 und 221 bleiben, wenn sie auf geeignete Werte eingestellt sind, dauernd fest.
Lautstärke-Niveausteuerung und Tonkompensation. Die Lautstärke-Niveausteuerung und der Tonausgleicher enthalten den einstellbaren Spannungsteiler 100 im Eingang der Nieder frequenzverstärkerröhTe 56. Der Spannungs- teiler ist dazu bestimmt, .ein annähernd ex ponentielles Verhältnis zwischen der Dämp fung in Dezibel und dem Drehungswinkel des Kontaktdrehknopfes (dargestellt durch den Pfeil) zu schaffen.
Die Erfahrung lehrt, dass das normale Ohr in den höheren und niedrigeren Nieder frequenzen weniger Intensitätsänderung als in den mittleren Niederfrequenzen wünscht. Die Lautstärkeniveausteuerung ist dazu be stimmt, diesen Wunsch des Ohres zu befrie digen. Bei der grössten Lautstärke befindet sich der Kontakt des Potentiometers 100 an seinem obern Ende. In dieser Stellung sind die Elemente, die mit dem Potentiometer ver bunden sind, so proportioniert, dass die Wie dergabegenauigkeit in Übereinstimmung mit Kurve 121 in Fig. 5 ist.
Diese Figur ist eine Aufzeichnung, in welcher die relative Lei- stung in Dezibel gegenüber Frequenzen des ausgewählten Niederfrequenzbereiches aufge tragen ist.
Bei sehr niedrigem Lautstärkeniveau be findet sich der Kontakt am untern Ende des Potentiometers 100; die Kondensatoren 104 und 105 und Widerstände 103 und 166 lassen die Wiedergabegenauigkeitscharak- teristik schräg aufwärts in Richtung der nie drigeren Frequenzen, wie durch Kurve 122 gezeigt, verlaufen.
Die Kondensatoren 101 und 102 lassen die Kurve 122 schräg auf wärts in Richtung der höheren Frequenzen verlaufen. Beim Mittellautstärkeniveau ist die Wiedergabegenauigkeitskurve im wesent lichen flach, wie durch Kurve 109 gezeigt. Bei dieser Potentiometeranordnung sind die Elemente 101 und 102 kleine gleiche Kon densatoren, welche die Dämpfungswechsel in den höheren Niederfrequenzen reduzieren; die Elemente 104 und 105 sind grosse, gleiche Kondensatoren, welche die Dämpfungswech- sel in den niedrigeren Niederfrequenzen reduzieren.