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Uberlagerungsempfänger für frequenzmäßig weit auseinanderliegende
Wellenbereiche Die Erfindung bezieht sich auf Überlagerungsempfänger für mehrere
Wellenbereiche, insbesondere auf die Ausbildung der Abstimmvorrichtungen, die zur
Bestreichung des üblichen Fernsehbereichs oder anderer ähnlicher Frequenzbänder
geeignet sein sollen.
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Bei bekannten Überlagerungsempfängern dieser Art sind im unteren Frequenzbereich
eine Hochfrequenzvorstufe, eine Mischstufe und ein frequenzmäßig unterhalb des unteren
Frequenzbereiches liegender Zwischenfrequenzverstärker, im oberen Frequenzbereich
eine an den Eingang der Hochfrequenzverstärkerstufe angeschlossene Vorsatzmischstufe
vorgesehen; für den Empfang im oberen Frequenzbereich arbeiten die Hochfrequenzverstärkerstufe
sowie die zugehörige Mischstufe als Zwischenfrequenzverstärker.
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Bei anderen bekannten Überlagerungsempfängern wird für jeden Wellenbereich
eine andere Zwischenfrequenz benutzt; ein bei dem Abstimmungsvorgang unveränderliches
Schaltungselement bildet beim Empfang der längeren Wellen einen Teil des Hochfrequenzteiles
der Empfangsschaltung, bei dem Empfang der kürzeren Wellen einen Teil des Zwischenfrequenzteiles.
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Endlich ist ein Überlagerungsempfänger bekannt, bei dem für den Langwellenbereich
eine vor die erste Detektorstufe geschaltete Röhre als Hochfrequenzverstärker, für
den Kurzwellenbereich die erste Gleichrichterröhre als Zwischenfrequenzverstärker
und die Vorröhre als erste Gleichrichterröhre geschaltet wird.
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Die bekannten Empfänger sind für verhältnismäßig niedrige Frequenzen
bestimmt. Ihre Schaltungen befriedigen aber nicht für frequenzmäßig weit auseinanderliegende
Wellenbereiche im Gebiet der hohen Fernsehfrequenzen. Die hierbei auftretenden Bemessungs-
und sonstigen Schwierigkeiten werden durch die Erfindung vermieden.
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Die Erfindung betrifft einen Überlagerungsempfänger mit Hochfrequenzverstärker-
und Mischstufe, der über den unteren Fernsehfrequenzbereich (VHF) zwischen 54 und
216 MHz abstimmbar ist. In Verbindung mit einer an sich bekannten Vorsatz-Mischstufe
für den UHF-Bereich kann auch der Höchstfrequenzfernsehbereich zwischen 470 und
890 MHz empfangen werden. Beim Empfang im UHF-Bereich wird mit Hilfe von zusätzlichen
Abstimmungs-Verlagerungsmitteln die Arbeitsfrequenz der Abstimmkurve der Hochfrequenzverstärkerstufe
und der VHF-Mischstufe so erniedrigt, daß sie als Zwischenfrequenzverstärkerstufen
arbeiten.
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Die zusätzlichen Abstimmungsverlagerungssmittel können in einer ergänzenden
Abstimmeinheit bestehen, die von der Hochfrequenzverstärker- und VHF-Mischstufe
getrennt ist, ohne daß etwa wegen der Verwendung langer Leitungen oder anderer Faktoren
wesentliche Opfer hinsichtlich der Wiedergabe gebracht werden müssen.
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Die zusätzlichen Abstimmungsverlagerungsmittel erfordern bei einfacher
und höchstwirksamer Ausbildung eine Mindestzahl von Schaltkontakten.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung
mit der Zeichnung. In letzterer ist Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer als
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellten Mehrbereichabstimmvorrichtung
mit zusätzlichen Mitteln zur Umschaltung der Arbeitsfrequenz zweier Stufen, Fig.
2 ein Ausschnitt aus einem Schaltbild einer abgeänderten Abstimmvorrichtung.
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Die Zeichnung stellt eine Abstimmvorrichtung für alle Frequenzbänder
dar, die den Eingangsteil eines sowohl für das Höchstfrequenzfernsehband (UHF) als
auch für das untere Fernsehband (VHF) eingerichteten Fernsehempfängers bildet. Die
Abstimmvorrichtung enthält eine Hochfrequenzverstärkerstufe 12, die in den unteren
Fernsehbändern und allen ähnlichen Fernsehbereichen auf die jeweilige Empfangsfrequenz
abstimmbar ist.
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Die Ausgangsspannung des Hochfrequenzverstärkers 12 wird einer Mischstufe
13 des genannten
unteren Frequenzbereichs (VHF) zugeführt, der auch
die Schwingungen eines örtlichen Oszillators 14 für den unteren Frequenzbereich
zugeführt werden. Nach dem bekannten Überlagerungsverfahren werden die empfangenen
Schwingungen in der Mischstufe 13 in Zwischenfrequenzschwingungen von bestimmter
festliegender Frequenz, wie z. B. -13,5 oder 22 2#IHz, umgewandelt. Die Zwischenfrequenzschwingungen
werden einem Zwischenfrequenzverstärker 15 zugeführt. Die folgenden Stufen des Empfängers,
die auf die Auswertung der vom Zwischenfrequenzverstärker kommenden Schwingungen
eingerichtet sind, können von jeder beliebigen bekannten oder geeigneten Bauart
sein und brauchen nicht dargestellt und beschrieben zu werden.
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Für den Fernsehempfang erhält der Hochfrequenzverstärker 12 seine
Eingangsspannung von einem abstimmbaren Eingangskreis 16 mit Eingangsklemmen 17
und 18, die an eine Fernsehantenne für die unteren Frequenzbereiche angeschlossen
werden können. Für Höchstfrequenzempfang wird der Eingang des Verstärkers 12 statt
dessen mit dem Ausgang einer Höchstfrequenz-Vorsatz-Mischstufe19 verbunden, derenEingangsklemmen
20 und 21 mit einer Höchstfrequenzantenne verbunden werden können. Der Höchstfrequenzmischstufe
19 werden die Schwingungen eines Höchstfrequenz-Lokaloszillators 22 zugeführt, dessen
Frequenz so gewählt ist, daß die empfangenen Schwingungen in die Frequenz des Zwischenfrequenzverstärkers
15 umgewandelt werden. Der Erfindung gemäß sind zusätzliche Abstimmungsverlagerungsmittel
23 vorgesehen, um den Hochfrequenzverstärker 12 und die VHF-Mischstufe 13 in zusätzliche
Zwischenfrequenzverstärkerstufen beim Höchstfrequenzempfang umzuwandeln. Die Bauart
und Wirkungsweise der Abstimmungs-Verlagerungsmittel werden sogleich im einzelnen
beschrieben werden.
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Der Hochfrequenzverstärker 12 kann von jeder bekannten oder geeigneten
Bauart sein; es sei aber des Interesses halber bemerkt, daß der dargestellte Verstärker
eine Pentode 24 mit einer Kathode 25, einem Steuergitter 26, einem Schirmgitter
27, einem Bremsgitter 28 und einer Anode 29 besitzt. Ein Umschalter 30 ist vorgesehen,
um das Steuergitter 26 entweder mit dem VHF-Vorkreis 16 für den unteren Frequenzbereich
oder der UHF-Mischstufe 19 zu verbinden. Wie ersichtlich, hat der Schalter 30 einen
zwischen festen Kontakten 32 und 33 beweglichen Kontakt 31; die Kontakte 32 und
33 sind mit dem VHF-Vorkreis 16 bzw. mit der UHF-Mischstufe 19 verbunden. Ein Kopplungskondensator
34 ist zwischen den beweglichen Kontaktarm 31 und das Steuergitter 26 geschaltet.
In üblicher Weise ist zwischen das Gitter 26 und eine zu einer RegelspannungsquelleAGC
führende Leitung 36 ein Gitterableitwiderstand 35 geschaltet.
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Die Kathode 25 der Röhre 24 ist unmittelbar mit dem Bremsgitter 28
und durch einen von einem Kondensator 38 überbrückten Widerstand 37 mit Erde verbunden.
Eine Leitung 39 führt vom Schirmgitter zu einer geeigneten Vorspannungsquelle.
Wie ersichtlich, ist ein Nebenschlußkondensator 40 zwischen das Schirmgitter 27
und Erde geschaltet.
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Die Anodenspannung wird der Anode 29 über eine Hochfrequenzdrossel41
zugeführt, die zwischen die Anode und eine zu einer geeigneten Spannungsquelle führenden
Leitung 42 geschaltet ist.
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Ein abstimmbarer Kopplungskreis 43 dient zur Kopplung des Ausgangs
der Verstärkerstufe 12 mit dem Eingang der @'HF-Mischstufe 13. Der Kopphtngskreis
43 kann beliebig ausgebildet sein, ist aber hier mit zwei Resonanzkreisen 44 und
45 dargestellt. Die folgende Erörterung richtet sich hauptsächlich auf den Resonanzkreis
44, da die beiden Kreise 44 und 45 im Prinzip identisch sind.
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Wie ersichtlich, enthält jeder der Resonanzkreise 44 und 45 eine Hauptinduktionsspule
46 mit Endzuleitungen 47 und 48. Die Leitung 47 bildet das obere Ende des Resonanzkreises.
Im vorliegenden Beispiel ist ein Kondensator 49 zwischen die untere Zuleitung 48
und Erde geschaltet. Auf diese Weise ist das untere Ende des Resonanzkreises geerdet.
Die Spule 46 bildet mit ihrer eigenen verteilten Kapazität und der Ausgangskapazität
der Verstärkerstufe 12 einen Resonanzkreis für Schwingungen des VHF-Bereiches. Wie
ersichtlich, ist ein Kopplungskondensator 50 zwischen die Anode 29 und die Leitung
47 des Resonanzkreises 44 geschaltet.
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Die Kopplung zwischen den Resonanzkreisen 44 und 45 kann in jeder
geeigneten Weise hergestellt werden. Im vorliegenden Fall ist für diese Kopplung
ein Kondensator 51 bestimmt, der zwischen die oberen Zuleitungen 47 der Resonanzkreise
44 und 45 geschaltet ist. Ein weiterer Kopplungskondensator 52 ist zwischen die
Leitung 47 des Resonanzkreises 45 und eine zur Mischstufe 13 führende Leitung 53
geschaltet. Der Resonanzkreis 45 wird von den verteilten Kapazitäten seiner Hauptspule
46 und der Eingangskapazität der Mischstufe 13 gebildet.
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Die Abstimmung der Resonanzkreise 44 und 45 kann in jeder bekannten
oder sonst geeigneten Weise verändert werden. Hierzu könnten veränderbare Abstimmkondensatoren
vorgesehen werden. Im vorliegenden Fall sind indessen die Hauptinduktionsspulen
46 in einem hinreichenden Bereich veränderbar, um die unteren Fernsehbänder oder
irgendeinen anderen VHF-Bereich zu überstreichen. Die Resonanzkreise 44 und 45 sind
zu einer Bandfilteranordnung verbunden, um hohe Selektivität herzustellen.
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Die Mischstufe 13 für den unteren Frequenzbereich kann von beliebiger
Bauweise sein, ist aber hier mit einer Pentode 54 dargestellt; diese hat eine Kathode
55, ein Steuergitter 56, ein Schirmgitter 57, ein unmittelbar mit der Kathode 55
verbundenes Bremsgitter 58 und eine Anode 59. Das Gitter 56 ist an die Leitung 53
und über sie durch den Kopplungskondensator 52 an den Resonanzkreis 45 angeschlossen.
In üblicher Weise ist ein Gitterableitwiderstand 60 zwischen das Gitter 56 und Erde
geschaltet. Die Schwingungen des VHF-Oszillators 14 werden dem Steuergitter 56 über
einen kleinen Kopplungskondensator zugeführt.
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Wie ersichtlich, ist die Kathode 55 unmittelbar geerdet. Das Schirmgitter
57 hat einen Nebenschluß nach Erde durch einen Kondensator 65 und ist durch eine
Leitung 66 an eine geeignete Vorspannungsquelle angeschlossen.
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Der Anode 59 wird über die Induktionsspule 67 und die Leitung 68 eine
geeignete Vorspannung zugeführt. Die Ausgangsschwingungen der Mischstufe 13 werden
von der Anode 59 mit Hilfe eines Kopplungskondensators 69 dem Zwischenfrequenzverstärker
15 zugeführt. Die Spule 67 kann für die Zwischenfrequenz mit der Ausgangskapazität
der Röhre 54 einen Resonanzkreis bilden.
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Es sind Mittel für ein wahlweises Außerbetriebsetzen des VHF-Oszillators
14 für den unteren Fernsehbereich und des UHF-Oszillators 22 vorgesehen. Schalter
70 und 71 liegen in Reihe mit Leitungen 72 und 73, welche den Oszillatoren 14 und
22 die erforderliche Anodenspannung zuführen. Die Oszillatoren
14
und 22 sind wirksam, wenn die entsprechenden Schalter 70 und 71 geschlossen sind.
Ein Oszillator ist in Tätigkeit, während der andere außer Betrieb ist.
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Die Abstimmungs-Verlagerungsanordnung 23 dient dazu, in die Resonanzkreise
44 und 45 zusätzliche Induktivität einzuführen, so daß sie auf die relativ niedrige
Frequenz des Zwischenfrequenzverstärkers 15 abstimmbar sind. Für Höchstfrequenzempfang
werden die Resonanzkreise 44 und 45 auf eine bestimmte Einstellung, z. B. auf ihre
Einstellung für niedrigste Frequenz, gebracht und die zusätzliche Abstimmungsanordnung
23 eingeschaltet. Das Ergebnis ist, daß die Resonanzkreise 44 und 45 auf die Zwischenfrequenz
abgestimmt werden, so daß die Hochfrequenzverstärkerstufe 12 und die Mischstufe
13 beim Empfang der UFH-Fernsehbänder als zusätzliche Zwischenfrequenzverstärkerstufen
wirken.
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Die Abstimmungs-Verlagerungsanordnung 23 enthält zwei gleichartige
Schaltungsteile 74 und 75, welche die Arbeitsfrequenz der Resonanzkreise 44 bzw.
45 herabsetzen. Jeder dieser Teile 74 und 75 enthält eine zusätzliche Induktionsspule
76, die in den entsprechenden Resonanzkreis eingeschaltet werden kann. Eine Leitung
77 liegt zwischen dem einen Ende der Zusatzspule 76 und dem unteren Ende 48 der
Hauptspule 46. Die Leitungen 77 können die notwendige Länge haben, so daß die Zusatzspulen
76 bei oder nahe der UHF-Mischstufe 19 und dem UHF-Oszillator 22 in einiger Entfernung
von der Verstärkerstufe 12 und der Mischstufe 13 angebracht werden können. Wünschenswert
ist es, die Leitung 77 mit einer geerdeten Abschirmung 78 zu umgeben. Wie ersichtlich,
liegt die Kapazität zwischen der Leitung 77 und der Abschirmung 78 parallel zum
Kondensator 49. Diese Kapazität ist im Schaltbild durch den Ersatzkondensator 79
wiedergegeben. Diese Kapazität kann bei der Wahl des Kapazitätswertes des Kondensators
49 berücksichtigt werden. Der Kapazitätswert kann im Vergleich zu den Kapazitäten
der Röhre und den Streukapazitäten zwischen der Zuleitung 47 und Erde verhältnismäßig
groß sein. Die Röhren- und Streukapazitäten können bei 5 oder 6 mluF liegen, während
die Kapazität 49 einen Nennwert etwa zwischen 33 und 47 mwF haben kann.
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Es muß ferner die Möglichkeit vorgesehen sein, das von der Leitung
77 abgekehrte Ende der Zusatzspule 76 zu erden. Dies geschieht im vorliegenden Fall
einfach durch einen zwischen der Zusatzspule 76 und Erde liegenden Schalter 80,
wobei für jeden der Teile 74 und 75 ein gesonderter Schalter 80 vorgesehen ist.
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Für Höchstfrequenzbetrieb werden die Schalter 80 geschlossen, so daß
die Zusatzspulen 76 die Arbeitsfrequenz der Resonanzkreise 44 und 45 auf die Zwischenfrequenz
herabsetzen. Die Wirkung der Spulen 76 ist etwas verwickelt, da jede bei Zwischenfrequenzbetrieb
zur Bildung einer Resonanz mit dem entsprechenden Kondensator 49 neigt. Wird Betrieb
auf den VHF-Fernsehbändern gewünscht, so werden die Schalter 80 geöffnet, so daß
die Resonanzkreise 44 und 45 über das untere Frequenzband abstimmbar sind. Wie bei
81 schematisch angedeutet, können alle Schalter 30, 70, 71 und 80 zu gemeinsamer
Betätiggung bei dem Umschalten gekuppelt sein.
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Wie erkennbar, ist die Abstimmungs-Verlagerungsanordnung durchaus
wirksam und dabei hinreichend einfach und billig. Die Zusatzspulen 76 und die Schalter
80 können zusammen mit der UHF-Mischstufe 19 und dem UHF-Oszillator 22 in einer
Baueinheit 82 untergebracht werden. In einer anderen Baueinheit 83 können der VHF-Vorkreis
16, der Hochfrequenzverstärker 12, die VHF-Mischstufe 13 und der VHF-Oszillator
14 vereinigt sein. Die sich dabei ergebende Länge der Verbindungsleitungen 77 hat
keinerlei nachteilige Wirkung. Die Induktivität dieser Leitungen vermehrt nur die
der Zusatzspulen 76. Ebenso vermehrt die Kapazität der Leitungen gegen Erde nur
die Kapazität der Reihenkondensatoren 49. Die Schaltanordnung erfordert eine geringe
Anzahl von Kontakten und ist außerordentlich einfach und verläßlich.
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Fig. 2 stellt eine abgeänderte Abstimmvorrichtung dar, bei der die
Erfindung auf den Kopplungskreis zwischen der Hochfrequenzverstärkerstufe 12 und
der VHF-Mischstufe 13 und außerdem auf den Antennen-oder Eingangskreis der Hochfrequenzverstärkerstufe
12 angewendet ist. Nur der Eingangskreis der Hochfrequenzv erstärkerstufe 12 ist
in Fig. 2 dargestellt, während der übrige Teil der Abstimmvorrichtung der gleiche
wie in Fig. 1 sein kann.
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Der Eingangskreis der Stufe 12 kann Schwingungen über getrennte Antennen
84 und 85 im UHF-Bereich und im VHF-Bereich empfangen. Die dargestelle Antenne 85
hat eine gegen Erde nicht abgeglichene Zuleitung. Ein Schirm 87 kann die Zuleitung
86 umgeben, durch welchen sie die Form eines koaxialen Kabels od. dgl. erhalten
kann.
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Die UIF-Antenne 84 ist mit der UHF-Mischstufe 19 verbunden, welche
die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sein kann.
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Wie bei der Abstimmvorrichtung nach Fig. 1 wird der Schalter 30 dazu
benutzt, den Eingang der Hochfrequenzverstärkerstufe 12 entweder an die VHF-Antenne
85 oder an den Ausgang der UHF-Mischstufe 19 zu schalten. Die Zuleitung 86 ist hierzu
mit dem Schalterkontakt 32 verbunden. Eine Leitung 88 führt von der UHF-Mischstufe
19 zum Schalterkontakt 33.
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Bei der hierbei verwendeten Abstimmungsverlagerungsanordnung ist zwischen
den Schalter 30 und das Steuergitter 26 der Hochfrequenzverstärkerröhre 24 ein Eingangskreis
89 geschaltet, welcher über den ganzen unteren Fernsehbereich (VHF) abstimmbar ist.
Für Höchstfrequenzbetrieb (UHF) kann der Eingangskreis 89 auf die Arbeitsfrequenz
des Zwischenfrequenzverstärkers 15 abgestimmt werden.
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Um die Abstimmung über den unteren Fernsehbereich zu bewirken, ist
der Kopplungskreis 89 mit einer veränderbaren Induktivität 90 versehen, die zwischen
den beweglichen Schalterkontakt 31 und den Kopplungskondensator 34 geschaltet ist.
Mit anderen Worten, die veränderbare Induktivität 90 und der Kondensator 34 sind
in Reihe zwischen den Schalterkontakt 31 und das Steuergitter 26 geschaltet. Die
veränderbare Induktivität 90 kann mechanisch mit den veränderbaren Induktivitäten
46 nach Fig. 1 gekuppelt sein.
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Als Ankopplungsglied ist ein Kondensator 91 zwischen den Schalterkontakt
31 und Erde geschaltet. Für den Betrieb im VHF-Bereich werden so die von der Antennenzuleitung
86 kommenden Schwingungen dem Kondensator 91 aufgedrückt, der mit der veränderbaren
Induktivität 90 in Reihe liegt. Die Induktivität 90 steht bei Betrieb im VHF-Bereich
in Resonanz mit der Eingangskapazität der Hochfrequenzverstärkerröhre 24, wobei
diese Eingangskapazität mit dem Kondensator 91 in Reihe liegt. Verschiedene Streukapazitäten
und verteilte Kapazitäten tragen auch zur Resonanz der Spule 90 in dem genannten
Frequenzbereich bei. Die von der Antennenzuleitung 86 kommenden Schwingungen werden
in den Kreis
89 an einer Stelle von ziemlich niedriger Impedanz
eingeführt.
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Für Höchstfrequenzbetrieb wird der Schaltarm 31 auf den Kontakt 33
umgestellt, so daß er Schwingungen von der UHF-Mischstufe 19 zur Stufe 12 weiterleitet.
Der Eingangskreis 89 wird in seiner Frequenz auf die Zwischenfrequenz berabgestimmt,
indem eine zusätzliche Spule 92 zwischen den Schaltarm 31 und Erde eingeschaltet
wird. Eigentlich ist die Induktivität 92 zwischen den Schaltarm 31 und einen Kontakt
93 eines zusätzlichen Umschalters 94 geschaltet, der mechanisch mit dem Schalter
30 und den anderen Umschaltern 71, 80 von Fig. 1 gekoppelt werden kann, wie durch
eine gestrichelte Linie 95 in Fig. 2 angedeutet ist. Wie ersichtlich, hat der Schalter
94 einen Kontaktarm 96, der geerdet ist und auf den Kontakt 93 bewegt werden kann.
Beim Empfang im VHF-Bereich ist der Kontaktarm 96 vom Kontakt 93 getrennt. Für UHF-Empfang
wird der Kontaktarm 96 auf den Kontakt 93 in die in Fig. 2 gestrichelt wiedergegebene
Stellung gebracht.
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Die zusätzliche Induktionsspule 92 kann mit dem Schaltarm 31 durch
eine Leitung 97 mit einer geerdeten Abschirmung 98 verbunden werden. Die Leitung
97 kann daher ziemlich beträchtliche Länge haben. so daß die Spule 92 und der Schalter
94 auf der Baueinheit 82 von Fig. 1 angebracht werden können. Die Induktivität der
Leitung 97 vermehrt nur die Induktivität der Spule 92, während die Kapazität zwischen
der Leitung 97 und Erde nur die Kapazität des Kondensators 91 vermehrt.
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Für UHF-Empfang wird der Kreis 89 auf die Zwischenfrequenz abgestimmt.
Beide Spulen 90 und 92 tragen zur Induktivität bei, wobei die Spule 90 vorzugsweise
auf ihre größte Induktivität eingestellt wird. Der Kondensator 91 sucht die Induktivität
92 für die Zwischenfrequenz in Resonanz zu bringen. Zusätzliche Resonanzwirkung
liefert die Eingangskapazität der Verstärkerröhre 24. Beim UHF-Empfang werden die
von der UHF-Mischstufe 19 kommenden Zeichen in den Kreis 89 an einer Stelle von
ziemlich hoher Impedanz eingeführt.
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Für Betrieb im VHF-Bereich hat die Spule 97 ein freies, nicht geerdetes
Ende mit unbestimmtem Potential; sie befindet sich daher tatsächlich außerhalb des
Kreises. Die verteilte Kapazität der Spule 92 gegen Erde vermehrt nur dieKapazität
desKondensators91.