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Radioempfänger mit Mitteln zur Unterdrückung von aperiodischen Störungen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Radioempfänger, der mit Mitteln zur Unterdrückung
von aperiodischen Störungen versehen ist.
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Es ist bekannt, eine Vorrichtung anzuwenden, die während der Dauer
einer Störung den Niederfrequenzverstärker unwirksam macht. Eine derartige Vorrichtung
darf naturgemäß vom gewünschten Signal nicht in Tätigkeit gesetzt werden und es
wurde daher bereits vorgeschlagen, die Vorrichtung derart auszubilden, daß sie nur
auf Störungsamplituden reagiert, die größer als die doppelte Trägerwellenamplitude
des gewünschten Signals ist. Bei 100°/o Modulationsgrad ist nämlich die größte Signalamplitude
dem Zweifachen der Trägerwellenamplitudegleich. Nur Störspannungen, die größer als
das Zweifache der Trägerwellenamplitude sind, können die genannte Vorrichtung in
Tätigkeit setzen und hierdurch den Niederfrequenzverstärker sperren. Um auch kleinem
Störspannungen unterdrücken zu können, wurde vorgeschlagen, die Vorrichtung zum
Unwirksammachen des Niederfrequenzverstärkers durch Spannungen zu betätigen, die
innerhalb eines Frequenzspektrums auftreten, das nicht von einem Rundfunksender
besetzt ist und das möglichst nahe am empfangenen Frequenzspektrum liegt. Der Schwellenwert,
oberhalb dessen Störungsunterdrükkung stattfindet, kann in diesem Fall willkürlich
niedrig gewählt werden. Es sind damit jedoch die folgenden Nachteile verbunden.
Es läßt sich zunächst selten ein unbesetztes Frequenzspektrum ermitteln, und wenn
ermittelt, liegt es meist nicht nahe am gewünschten Signal. Die Störspannung besitzt
im allgemeinen nicht über das ganze Frequenzspektrum eine gleichbleibende Intensität,
so daß unter diesen Umständen der Niederfrequenzverstärker unwirksam gemacht wird,
wenn es nicht nötig ist, oder umgekehrt nicht unwirksam gemacht wird, wenn es nötig
ist.
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Die Erfindung hat den Zweck, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels
deren ein Teil der Störspannungen, die kleiner als das Zweifache der Trägerwellenamplitude
sind, unterdrückt werden können.
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Dieser Zweck wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die empfangenen
Hoch-, Zwischen- bzw. Niederfrequenzschwingungen einem Hilfskanal, zugeführt werden,
in den ein Filter aufgenommen ist, das wenigstens die Trägerwelle und die den niedrigsten
Modulatiönsfrequenzen entsprechenden Seitenbandfrequenzen der Hoch- bzw. Zwischenfrequenzschwingungen
bzw. die niedrigsten Modulationsfrequenzen der Niederfrequenzschwingungen nicht
durchläßt, während die Spannungen der restlichen Frequenzen nach dem Überschreiten
eines gestimmten Schwellenwertes eine Vorrichtung zum Unwirksämmachen des Niederfrequenzverstärkers
in Tätigkeit setzen. Das in den Hilfskanal aufgenommene Filter kann z. B. ein Bandsperrfilter
sein. Wenn dem Hilfskanal die empfangenen Hoch- oder Zwischenfrequenzschwingungen
zugeführt werden, kann das in den Hilfskanal aufgenommene Filter auch ein Tiefpaß-
oder ein Hochpaßfilter sein.
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Die Spannungen der restlichen Frequenzen werden zweckmäßig einem Gleichrichter
mit einer Vorspannung zugeführt, so daß sie erst nach dem Überschreiten eines bestimmten
Schwellenwerts gleichgerichtet werden und als eine Regelgleichspannung der genannten
Vorrichtung zum Unwirksammachen des Niederfrequenzverstärkers zugeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Spannungen
der restlichen Frequenzen gleichgerichtet und als eine Regelgleichspannung der Vorrichtung
zum Unwirksammachen des Niederfrequenzverstärkers zugeführt, derart, daß diese Vorrichtung
zu wirken anfängt, sobald die genannte Regelgleichspannung einen bestimmten Schwellenwert
überschreitet.
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Es ist empfehlenswert, diese Schwellenwerte in Abhängigkeit von der
Stärke der Trägerwelle des empfangenen Signals träge zu regeln, und zwar derart,
daß die Schwellenwerte bei zunehmender Stärke der Trägerwelle zunehmen.
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Es können auch` die genannten Schwellenwerte in Abhängigkeit von der
Stärke der Spannungen der restlichen Signalfrequenzen träge geregelt werden, und
zwar
derart, daß die Schwellenwerte bei zunehmender Stärke der genannten Spannungen zunehmen.
Es werden in diesem Fall zweckmäßig Mittel vorgesehen, die verhindern, daß die Schwellenwerte
einen voTausbestimmten Wert übersteigen; dieser Höchstschwellenwert kann in diesem
Fall durch die Stärke der Trägerwelle des empfangenen Signals bestimmt werden.
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Die Erfindung ergibt die Möglichkeit, einen Teil der Störungen, die
kleiner als das Zweifache der Trägerwellenamplitude sind, zu unterdrücken, da die
Vorrichtung zum Unwirksammachen des Niederfrequenzverstärkers jetzt durch Störspannungen
betätigt werden kann, die größer als die Signalspannungen sind, die von den hohen
Modulationsfrequenzen, die z. B. oberhalb 2500 Hertz liegen, geliefert werden und
erheblich kleiner als die doppelte Trägerwellenamplitude sind. Der Modulationsgrad
der Frequenzen oberhalb 2500 Hertz beträgt in gewöhnlichen Verhältnissen höchstens
etwa 10°/o. Wird der Hilfskanal vom Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärker abgezweigt,
so müssen die Trägerwelle sowie die den niedrigsten Modulationsfrequenzen entsprechenden
Frequenzen in diesem Hilfskanal unterdrückt werden. Es ist zu diesem Zweck ein Bandsperrfilter
anwendbar, aber es ist auch möglich, ein Hoch- oder Tiefpaßfilter anzuwenden, mittels
deren außer der Trägerwelle und den niedrigeren Modulationsfrequenzen außerdem noch
der restliche Teil eines der Seitenbänder unterdrückt werden kann. Es wird auf diese
Weise der Vorteil erhalten, daß zur Unterdrückung der aperiodischen Störungen jenes
Seitenband angewendet werden kann, das von einem frequenzbenachbarten Sender nicht
oder am wenigsten gestört wird. Wenn nämlich eines der Seitenbänder des empfangenen
Signals Frequenzen enthält, die von einem frequenzbenachbarten Sender herrühren,
so besitzen insbesondere die Spannungen der den hohen Modulationsfrequenzen entsprechenden
Seitenbandfrequenzen einen höheren Wert, so daß die Schwelle, unterhalb deren Störungen
nicht mehr unterdrückt werden können, auch höher zu liegen kommt.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig.
1 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Radioempfängers mit Störungsunterdrückung
gemäß der Erfindung darstellt; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltung
eines derartigen Empfängers; Fig. 3 stellt eine Schaltung zur Begrenzung der Schwellenspannung
dar.
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In Fig. 1- werden die von einer Antenne 1 empfangenen Hochfrequenzschwingungen
einem mit 2 bezeichneten Hochfrequenzverstärker mit einer Mischröhre zugeführt und
nach Verstärkung und Frequenztransformation einem Zwischenfrequenzverstärker mit
Detektor 3 übermittelt. Die Zwischenfrequenzschwingungen werden hier detektiert
und einem Niederfrequenzverstärker 5 zugeführt, worauf die Niederfrequenzschwingungen
von einem Lautsprecher 6 hörbar gemacht werden. Eine Regelspannung zur selbsttätigen
Lautstärkeregelung wird über eine Leitung 4 dem Zwischenfrequenzverstärker und dem
Hochfrequenzverstärker zugeführt. An den Zwischenfrequenzverstärker ist ein Filter
7 angeschlossen, daß die Trägerwelle und die den niedrigen Modulationsfrequenzen
entsprechenden Seitenbandfrequenzen nicht durchläßt. Hinter diesem Filter ist eine
Vorrichtung 8 geschaltet, die mit Hilfe eines Relais 9 einen im Niederfrequenzverstärker
5 befindlichen Schalter 10 bedienen kann. Diese Vorrichtung kann durch Spannungen,
die das Filter 7 passieren, in Tätigkeit gesetzt werden und steht über eine Leitung
11 mit dem Zwischenfrequenzverstärker 3 in Verbindung zur Einstellung des Schwellenwertes,
den die Störspannungen überschreiten müssen, um unterdrückt werden zu können.
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In Fig. 2 ist diese Vorrichtung im einzelnen dargestellt. Entsprechende
Teile sind in Fig. 2 mit den gleichen Nummern wie in Fig. 1 bezeichnet. Die von
einer Antenne 1 empfangenen Hochfrequenzschwingungen werden auf bekannte Weise von
einer Mischröhre 12 in Zwischenfrequenzschwingungen umgesetzt und über ein Zwischenfrequenzbandfilter
13 einer Zwischenfrequenzverstärkerröhre 14 zugeführt. Im Anodenkreis dieser Verstärkerröhre
liegt der Schwingungskreis 15 eines zweiten Zwischenfrequenzbandfilters 17. Dieser
Kreis isst über einen Kondensator 18 mit einer in einer Niederfrequenzverstärkerröhre
29 angeordneten Diodenanode 19 und über die Kondensatoren 23 und 24 mit der Kathode
25 dieser Röhre verbunden. Durch Gleichrichtung entsteht über einen Widerstand 20
eine Regelgleichspannung, die über ein durch einen Widerstand 21 und einen kondensator
22 gebildetes Filter den Steuergittern der Mischröhre 12 und der Verstärkerröhre
14 zugeführt wird und zur selbsttätigen Lautstärkeregelung dient.
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Der Schwingungskreis 16 des Zwischenfrequenzbandfilters 17 ist einerseits
mit der gleichfalls in der Vzrstärkerröhre 29 aufgenommenen Diodenanode 26 und andererseits
über die Parallelschaltung eines Kondensators 27 und eines Widerstandes 28 mit der
Kathode der Verstärkerröhre 29 verbunden. Die infolge der Detektion über den Widerstand
28 auftretenden Niederfrequenzspannungen werden über einen Gleitkontakt 30 und einen
Kondensator 31 dem Steuergitter 32 der Verstärkerröhre 29 zugeführt. Über ein durch
einen Widerstand 33 und einen Kondensator 34 gebildetes Filter wird dem Widerstand
28 eine Regelspannung für einen in der Figur nicht dargestellten Kathodenstrahlanzeigerentnommen.
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Die Verstärkerröhre 29 ist über ein aus einem Widerstand 35 und einem
Kondensator 36 bestehendes Filter und über einen Schalter 10 mit dem Steuergitter
37 der Endverstärkerröhre 38 verbunden; dieses Steuergitter erhält über einen Widerstand
39 eine negative Vorspannung.
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Im Anodenkreis der Endverstärkerröhre 38 liegt unter Zwischenschaltung
eines Transformators 40 ein Lautsprecher 6.
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Der Schalter 10 wird vom Relais 9 bedient und ist derart eingerichtet,
daß bei Abnahme des das Relais 9 durchfließenden Stroms der Kontakt unterbrochen
und der Niederfrequenzverstärker unwirksam gemacht wird. An das Zwiischenfrequenzbandfilter
13 ist außerdem eine Verstärkerröhre 41 angeschlossen. Diese Verstärkerröhre besitzt
nahezu die gleiche Charakteristik und Einstellung wie die Verfltärkerröhre 14. Die
Ausgangsspannung der Verstärkerröhre 41 ist somit auch nahezu konstant, da das Steuergitter
42 der Verstärkerröhre 41 mit dem Steuergitter der Verstärkerröhre 14 verbunden
ist. In den Anodenkreis der Verstärkerröhre 41 ist ein Widerstand 43 eingeschaltet,
und die Anode der Röhre 41 ist über einen Kondensator 44 und das Filter 7 angeschlossen.
Dieses Filter besteht aus einem Parallelresonanzkreis 45, der auf beiden Seiten
über die Reihenresonanzkreise 46 und 47 mit Erde verbunden ist. Die Kreise 45, 46
und 47 sind auf die Zwischenfrequenzträgerwelle abgestimmt. Die Anode der Verstärkerröhre
14 ist über eilten Kondensator 48 mit der Diodenanode 49 verbünden, während der
Ausgang des Filters 7 über einen
Kondensator 50 mit der Diode 51
in Verbindung steht. Die beiden Diodenanoden 49 und 51 bilden zusammen mit einer
Kathode 52 eine Duodiode 53. Die Kathode 52 ist über die Parallelschaltung eines
Widerstandes 54 und eines Kondensators 55 mit Erde verbunden. Die Anoden 49 und
51 sind über die Widerstände 56 bzw. 57 geerdet. Die Anode 51 ist über ein aus einem
Widerstand 58 und einem Kondensator 59 bestehendes Filter mit dem Steuergitter 60
einer Verstärkerröhre 61 verbunden, in deren Anodenkreis das Relais 9 in Reihe mit
einem Widerstand 62 liegt. Eine Parallelschaltung eines Widerstandes 63 und eines
Kondensators 64 beschafft eine Vorspannung des Steuergitters 60. Die Wirkung dieser
Schaltung ist folgende: Die von einer Antenne 1 empfangenen Hochfrequenzschwingungen
werden dein Steuergitter einer Mischröhre 12 zugeführt, in der auf bekannte Weise
die Frequenztransformation erfolgt. Das im Anodenkreis der Mischröhre 12 liegende
Zwiechenfrequenzbandfilter 13 führt die aus der Mischröhre 12 empfangene Zwischenfrequenzspannung
einer Zwischenfrequenzverstärkerröhre 14 und außerdem einem Hilfskanal zu, dessen
Eingang durch die Verstärkerröhre 41 gebildet wird.
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Die beiden in der Niederfrequenzverstärkerröhre 29 befindlichen Diodenanoden
19 und 26 bewirken zusammen mit der Kathode 25 auf bekannte Weise die Detektion
sowie die selbsttätige Lautstärkeregelung, wie im vorstehenden bereits beschrieben
wurde.
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Die über den in den Anodenkreis der Verstärkerröhre 29 geschalteten
Widerstand 35 auftretenden Niederfrequenzwechselspannungen werden über einen Trennkondensator
36 und einen Schalter 10, der beim normalen Empfang geschlossen ist, dem Steuergitter
37 der Endverstärkerröhre 38 zugeführt, von der letzteren verstärkt und von einem
Lautsprecher 6 wiedergegeben.
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Dem Steuergitter 42 der am Eingang des Hilfskanals befindlichen Verstärkerröhre
41 werden die vom Bandfilter 13 gelieferten Zwischenfrequenzschwingungen zugeführt,
die aus einer Trägerwelle mit auf beiden Seiten nach der ersten Zwischenfrequenzselektion
noch ziemlich breiten Seitenbändern bestehen.
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Das im Anodenkreis der Verstärkerröhre 41 befindliche Bandfilter 7
läßt lediglich die den höchsten Modulationsfrequenzen entsprechenden Zwischenfrequenzen
durch.
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Die in der Duodiodenröhre 53 befindliche Diode 49-52 erhält über einen
Kondensator 48 Zwi.schenfrequenzspannung aus dem Anodenkreis der Verstärkerröhre
14. Da die Diode 19-25 zur selbsttätigen Lautstärkeregelung gleichfalls an diesen
Anodenkreis angeschlossen ist, ist diese Zwisehen:frequenzspannung nahezu konstant.
Der von der Diode 49-52 gelieferte Strom durchfließt außer dem Widerstand 56 auch
den Widerstand 54, der zusammen mit dem Kondensator 55 eine derartige Zeitkonstante
besitzt, daß der g&-nannte Strom lediglich von der Größe der Trägerwelle des
empfangenen Signals abhängig ist. Die von diesem Strom über den Widerstand 54 gelieferte
Spannung bildet also für die Diode 51-52 eine von der Trägerwelle abhängige Vorspannung.
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Der letztgenannten Diode werden über einen Kondensator 50 die den
hohen Modul:ationsfrequenzen entsprechenden Zwischenfrequenzseitenbandfrequenzen
zugeführt. Da die Verstärkerröhre 41 nahezu die gleiche Charakteristik wie die Verstärkerröhre
14 besitzt, bleibt das Verhältnis der den beiden Dioden 49-52 und 51-52 zugeführten
Spannungen von der Stärke des gewünschten Signals nahezu unabhängig. Die Widerstände
54 und 56 sind derart bemessen, daß die Torspannung der Diode 51-52 größer als die
normalerweise vorkommenden, den hohen ModulationsfrecIuenzen entsprechenden Zwischenfrequenzseitenbandfrequenze.n
ist.
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In gewöhnlichen Verhältnissen wird also die Diode 51-52 nicht gleichrichten,
so daß sich das Steuergitter 60 der Röhre 61 auf Erdpotential befindet.
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Wird jedoch von der Antenne eine aperiodische Störung empfangen, deren
Amplitude größer als die der hohen Seitenbandfrequenzen ist, so übersteigt sie wohl
die Schwellenspannung am Widerstand 54 und wird sie von der Diode 51-52 gleichgerichtet,
so daß infolgedessen die Diodenanode 51 ein negatives Potential erhält und dieses
Potential dem Steuergitter 60 der Röhre 61 erteilt. Dies hat eine Herabsetzung des
die Relaiswicklung durchfließenden Anodenstromes der Röhre 61 zur Folge. Dieses
Relais ist derart eingerichtet, da.ß bei Stromabnahme der Schalter 10 geöffnet und
der Niederfrequenz.verstärker unwirksam gemacht wird. Befindet sich der Schalter
10 an einer Stelle in der Schaltung, an der nur Wechselspannungen oder Wechselströme
vorhanden sind, so führt das Öffnen oder Schließen dieses Schalters keine neue Störung
herbei.
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Tritt also eine aperiodische Störung auf, deren Amplitude größer als
die der den höchsten Modulationsfrequenzen entsprechenden Seitenbandfrequenzen ist,
so wird die Wirkung des Ni;ederfrequenzverstärkers zeitweilig unterbrochen. Wenn
dies sich in einem Zeitraum abspielt, der kurz genug ist, so, wird davon nichts
bemerkt.
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In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, bei welcher der Schwellenwert,
oberhalb dessen Störungsunterdrückung stattfindet, von den den hohen Modulationsfrequenzen
entsprechenden Seitenbandfrequenzen abhängig ist und bei der dieser Schwellenwert
durch die Trägerwellen des gewünschten Signals begrenzt wird. Der Schwellenwert
ist in diesem Fall in jedem Augenblick nicht größer als unbedingt erforderlich ist
und kann außerdem nicht eine bestimmte Grenze überschreiten. Entsprechende Teile
sind in Fig. 3 mit den gleichen Bezugsz.eiahen wie in Fig. 2 bezeichnet. Die Diodenanode
49 ist jetzt über den Kondensator 48 ebenso wie die Diodenanode 51 über den Kondensator
50 mit dem Bandsperrfilter 7 verbunden. Der Gleichstromkreis für die Diode 49-52
wird durch die in Reihe liegenden Widerstände 54 und 56 gebildet. Es tritt über
den Widerstand 54 eine Gleichspannung auf, die eine Schwellenspannung für die Diode
51-52 bildet. Die Größe der über den Kondensator 50 dieser Diode zugeführten Wechselspannung
wird mit Hilfe dieses Kondensators derart eingestellt, daß beim normalen Empfang
in der Diode 51-52 noch keine Gleichrichtung stattfindet. Wird eine Störung empfangen,
so wird diese wohl gleichgerichtet und bewirkt auf die bereits beschriebene Weise,
daß das Steuergitter 60 der Röhre 61 negativ wird, wodurch der Niederfrequenzverstärker
unwirksam gemacht wird.
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In der Schaltung nach Fig. 3 ist noch eine Duodiode 65 vorhanden,
deren Diodenano.de 66 mit der Kathode 52 der ersten Duodiode 53 verbunden ist. Die
andere Diodenanode 67 ist über eine Spule 68 mit Erde verbunden. Die Kathode 69
ist über die Parallelschaltung eines Widerstandes 70, der klein in bezug auf den
Widerstand 54 ist, und eines Kondensators 71 geerdet. Die Duodiode 65 hat zur Aufgabe,
die Größe der Schwellenspannung der ersten Duodiode 53 zu begrenzen. Tritt nämlich
eine Reihe nacheinanderfolgender
Störungen auf, so steigt allmählich
die Schwellenspannung über den Widerstand 54, wodurch das Niveau, über dem die Störungen
das Unwirksammachen des Niederfrequenzverstärkers bewirken, gleichfalls steigt.
Durch die Begrenzung der Schwellenspannung wird auch dieses Niveau begrenzt. Überschreitet
die Spannung über den Widerstand 54 einen bestimmten Wert, der durch die positive
Spannung bedingt wird, auf der sich die Kathode 69 der Duodiode 65 in bezug auf
Erde befindet, so wird die Diode 66-29 leitend, wodurch der Widerstand 70 in Reihe
mit der Diode 66-69 parallel zum Widerstand 54 geschaltet wird. Diese Parallelschaltung
veranlaßt in Reihe mit dem Widerstand 56 eine derartige Teilung der über die Diode
49, 52 herrschenden Gleichspannung, daß die Amplitude der Störspannungen, welche
die ursprüngliche Schwellenerhöhung herbeiführen, größer als die Teilspannung über
die Parallelschaltung der Widerstände 56 und 70 ist, so daß diese Störspannungen
unterdrückt werden.
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Die positive Spannung, auf der sich die Kathode 69 der Duodiode
65 in bezug auf Erde befindet, wird durch die Größe der zwischen der Diodenanode
67 und Erde herrschenden Wechselspannung bestimmt, die z. B. mit Hilfe der Selbstinduktionsspule
68 dem im Anodenkreis der Verstärkerröhre 14 liegenden Schwingungskreis 15 induktiv
entnommen werden kann.