DE1069217B

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Publication number: DE1069217B
Application number: DENDAT1069217D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-19

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Symmetrierschaltung für Ratiodetektoren. Bei der praktischen Ausführung von Ratiodetektoren zeigt sich immer wieder, daß selbst bei anscheinend vollständig symmetrischem Aufbau eine starke Unsymmetrie der Begrenzereigenschaften vorhanden ist. Durch diese Unsymmetrie wird die Qualität des Ratiodetektors entscheidend verschlechtert.

Es ist bereits bekannt, zur Behebung der Unsymmetrie ungleiche Zusatzwiderstände in Reihe zu den Dioden zu schalten. Diese Maßnahme ergibt jedoch eine nachteilige unsymmetrische Verformung der Frequenzdemodulatorkennlinie und eine schlechte Kompensation der entstehenden Oberwellen der Amplitudenmodulation.

Es ist außerdem bekannt, den Sekundärkreis unsymmetrisch anzuzapfen, wodurch dieselben Nachteile wie bei der Verwendung der ungleichen Zusatzwiderstände auftreten. Ferner sind bereits Schaltungen bekannt, bei denen eine Kapazität (Kapazität der Primärwicklung gegen die Tertiärwicklung) in Verbindung mit einem Wirkwiderstand einen phasenschiebenden Spannungsteiler bildet, dessen Ausgangsspannung in Reihe zur Spannung der Tertiärwicklung geschaltet ist. Diese Anordnung vermeidet zum Teil die Nachteile der vorgenannten beiden Schaltungen, ergibt jedoch infolge der großen Toleranzen der Kapazitäten in der Massenfertigung merkliche Streuungen der Eigenschaften.

Bei einer anderen bekannten Schaltung ist der Tertiärspule eine Spule in Serie geschaltet. Die an dieser Spule abfallende Spannung wird den Dioden des Ratiodetektors nochmals zugeführt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Tertiärkreis infolge des größeren LC-Verhältnisses hochohmiger und damit die Phasenverschiebung zwischen Sekundär- und Tertiärkreis von der Eingangsspannung abhängiger wird. Da die Diodendämpfung spannungsabhängig ist, ändert sich die Dämpfung des Tertiärkreises um so mehr mit der Eingangsspannung, je größer seiii Resonanzwiderstand ist.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Nachteile der bisher bekannten Schaltungen dadurch vermieden werden können, daß erfindungsgemäß bei einer Symmetrierschaltung für Ratiodetektoren mit zu der Tertiärspule parallel geschalteten Zusatzkapazität die Zusatzkapazität zur Tertiärspule so gewählt ist, daß

Symmetrierschaltung für Ratiodetektoren

Anmelder:
Max Grundig, Fürth (Bay.), Kurgartenstr.

Xo =

worm

χ, =

«23	Qi ·<	'h —	■ k	?,
Kt	' ^23 '	Qt ■{	+ W₃
W₀ -		W₀

13

Franz Grygelewicz und Richard Wagiier, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden

= Resonanzfrequenz des Sekundärkreises

W_n

Wr.

w_z = Resonanzfrequenz des Tertiärkreises

Q₂ = Betriebsgüte des Sekundärkreises
Q₃ = Betriebsgüte des Tertiärkreises

Durch die Bemessung der Parallelkapazität entsprechend der erfindungsgemäßen Dimensionierungsformel wird eine vollständige Symmetrierung der Begrenzereigenschaften erzielt. Außerdem wird durch die Parallelkapazität die Schaltung unempfindlicher gegen, Streuungen der Verdrahtungskapazität.

Die physikalische Begründung der erfindungsgemäßen Dimensionierung ist in folgenden Tatsachen zu sehen:

Bei der Betrachtung des geraden Teiles der Kennlinie eines sonst optimal dimensionierten Ratiodetektors, beispielsweise mit dem Oszilloskop, läßt sich immer noch ein Einfluß der Amplitudenmodulation feststellen. Es ergibt sich eine Parallelverschiebung des linearen Teils der Kennlinie um einen Betrag von id λ;. Diese Parallelverschiebung kann im wesentlichen vier verschiedene Ursachen haben:

1. Ungleiche Kennlinienkonstanten der beiden Dioden. Diese Ursache ist allgemein bekannt, und es erübrigt sich daher, darauf näher einzugehen.

2. Ungleiche Sperrwiderstände der beiden Dioden. Diese kommen praktisch nur bei Halbleiterdioden vor. Sie verursachen eine Wirkwiderstandskopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis.

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3. Eine weitere Ursache bildet die Kapazitätsmodulation. Bei Änderung des Stromflußwinkels ändert sich im allgemeinen auch die Kapazität der Dioden und damit die Abstimmung des Sekundärkreises. Bei heißen Dioden (Elektronenröhren) ist diese Kapazitätsmodulation so klein, daß sie meistens nicht bemerkbar wird. Bei Halbleiterdioden ist sie jedoch infolge deren großen Toleranzen sehr störend. Übrigens

; kann durch ungünstige Dimensionierung der Überbrückungskondensatoren eventuell eingeschalteter Reihenwiderstände ebenfalls eine Kapazitätsmodulation verursacht werden.

4. Abweichungen von der benötigten Phasenverschiebung im Tertiärkreis.

15

Die unter 1 bis 3 genannten Ursachen betreffen im wesentlichen Eigenschaften der Schaltelemente, auf welche der Schaltungstechniker keinen Einfluß hat. Die unter Punkt 4 genannten Ursachen sind ausschlaggebend für die eventuellen Unsymmetrien, während die anderen ao Ursachen in ihren Wirkungen dagegen zurücktreten. Wenn nach der erfindungsgemäßen Bemessungsvorschrift die drei Kreise richtig abgeglichen sind, dann werden gleichzeitig auch die Wirkungen der unter 1 bis 3 genannten Ursachen nahezu vollständig behoben. Es wird im folgenden gezeigt, bei welcher Dimensionierung die notwendige Phasenverschiebung um 90° zwischen den Kreisen 2 und 3 hergestellt werden kann.

Es sei

U₁ =
U₂ =

U₃ = u₃

K
A,

Q₁ Q₂

C₁ C₁

K₂ K-

Q₁ =

12

"■23 «23

= κ

23

Q*

Qr

= Κ_Λ

Dabei sind die u_{ die tatsächlichen, meßbaren, momentanen Spannungen. Die Ui bedeuten die normierten HF-Spannungen. Die üTy sind die normierten Kopplungsfaktoren, und die Xi sind die normierten Verstimmungen, insbesondere ist X₁ die normierte Verstimmung des Kreises 1 gegen die Trägerfrequenz. Es kann gezeigt werden, daß:

I₀-R₁= CZ₁(I + / · X₁) + U₂-J- K₂₁ + U₃-J- K

Ei

J-K₁₂ J-K₁₃

Der Realteil wird zu 0, wenn (K₃₂

j-K

13

1 I₀ ■ R₁ 0 0

i ■ K₃₁ i · K₃₂,

1 + i · x_s

i ■ K₂₁ 1 / · K₂₃

0 0 0 = U₁ ■ j ■ K₁₂ + CZ₂(I + / · X₂) + U₃-J- K₃₂ 0 = U₁-J- K₁₃ + U₂-J- K₂₃ + U₃-(I +j- X₃)

Um die Phasenverschiebung von 90° sicherzustellen, muß CZ₂ : CZ₃ für X₁ = X₂ = 0 imaginär werden. Es muß also der Realteil 0 sein.

K₁₃ + j ■ K₁₂ (1 + / ■ X₃)

K₉

Λ» ■

K₁₃ K₁₂ · X₃) - 1

K-

12 • K₂₃ = K₁₂ - K₁₃ oder umgeformt:

Qz

k₂₃

Aus dieser Formel für die Verstimmung des Kreises 3 läßt sich die Kapazität im Zusammenhang mit der Formel dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkapazität der Tertiärspule so gewählt ist, daß

Xo =

W_n — Wo

W_n

45

w.

Xo =

W_n

• Q₂ ■ Qz

hz ^

berechnen.

Bei einer ausgeführten Schaltung beträgt die Kapazität des Kondensators C₃ etwa 100 pF. Ein weiterer Vorteil dieser so bemessenen Parallelkapazität besteht darin, daß die bei der Demodulation entstehenden Oberwellen der Hochfrequenz kurzgeschlossen werden und eine Rückwirkung auf den Eingang des Gerätes vermieden wird.

Die Fig. 1 zeigt schematisch die bekannte Schaltung eines Ratiodetektors. In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Kondensator C₃, welcher parallel zur Spule L₃ angeordnet ist, eingezeichnet, und ebenso sind die verschiedenen Kopplungsverhältnisse näher bezeichnet. Es hat sich weiter gezeigt, daß eine besonders günstige Unempfindlichkeit des; Ratiodetektors gegenüber Streuungen der Bauteile darin erreicht wird, wenn £₂₃, k₁₂, k₁₃, Q₂, Q₃ so gewählt werden, daß X₃ zwischen 0 und 1 liegt.

Claims

Patentanspruch:

<,: Symmetrierschaltung für Ratiodetektoren mit zu ;■-': der Tertiärspule parallel geschalteter Zusatzkapazität, worm

— w₃

Xo =

W_n +W₃

W_n

Wo

w₃ — Resonanzfrequenz des Tertiärkreises W₀ = Resonanzfrequenz des Sekundärkreises

Q₂ — Betriebsgüte des Sekundärkreises Q₃ — Betriebsgüte des Tertiärkreises

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 961 990; USA.-Patentschrift Nr. 2 501 077.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 649/295 1-1.59