-
Tragbarer Selektivrufempfänger für drahtlos übertragene Rufzeichen
Die Erfindung betrifft einen tragbaren Selektivrufeinpfänger für drahtlos übertragene
Rufzeichen, bei dem die ankommenden Rufzeichen über einen mit einer Begrenzerstufe
abgeschlossenen Verstärker einem Selektionsfilter zugeführt werden.
-
Ein bekannter Begrenzungsverstärker mit nachgeschaltetem frequenzselektivem
Filter ist gewichtsmäßig schwer, nimmt verhältnismäßig viel Raum ein und benötigt
große Leistung der Stromversorgungsquelle, so daß er für einen kleinen tragbaren
Taschenempfänger nicht geeignet ist.
-
Beim Bau von Miniatur-Tonfrequenzsignalvorrichtungen bestehen beträchtliche
Schwierigkeiten, ausreichende Selektivität ohne zu breiten Abstand der Ruffrequenzen
zu erzielen. Somit bestand bisher der Nachteil, daß entweder nur eine sehr kleine
Anzahl Rufkanäle zur Verfügung stand oder durch gegenseitige störende Beeinflussung
von zu dicht beieinander liegenden Kanälen häufige Fehlanrufe erfolgten, so daß
die Anlage unwirtschaftlich oder unzuverlässig arbeitete.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile
durch Schaffung eines verbesserten Selektivrufempfängers der obigen Art, der besonders
leicht und klein ist, trotz seines sehr gedrängten Aufbaues einwandfreie, stabile
Arbeitsweise ohne Selbsterregung gewährleistet und soausreichendtrennscharf arbeitet,
daß er in einem einebeträchtlicheAnzahl voll #,erschiedenen Frequenzen umfassenden
Selektivrufsystem verwendet werden kann und zuverlässigen Betrieb des Systems ermöglicht.
-
Dies wird erfindungsgemäß durch einen dem Selektionsfilter nachgeschalteten,
mit einem Transistor bestückten Niederfrequenzoszillator erreicht, der nur durch
die über dem Selektionsfilter auftretende Spannung, die für einen Teil der Periode
die Basis gegen den Emitter des Transistors negativ macht, eine zur Selbsterregung
ausreichende Vorspannung erhält.
-
Der Oszillator besteht aus einem Transistor und einem Übertrager,
der den Ausgangskreis an den Kreis zwischen Basis und Ernitter in dem Sinne koppelt,
daß Rückkopplung entstellt. Dabei wird vorzugsweise ein temperaturempfindlicher
Widerstand parallel an eine Wicklung des Übertragers geschaltet. Bei einer abgeänderten
Ausführungsform kann der Ausgang des Selektionsfilters über einen Gleichrichter
an die Parallelschaltung eines in Reihe zu der Rückkopplungswicklung des Übertragers
im Basis-Einitterreis des Transistors liegenden Kondensators und eines Widerstandes
angeschlossen sein.
-
Auf diese Weise setzt die Schwingung des Oszillators erst ein, wenn
ein Signal bestimmter Frequenz und mit einer Amplitude oberhalb eines Schwellenwertes
empfangen wird. Der dadurch erreichteVorteil besteht einerseits darin, daß ein sehr
schwaches Signal bei der bestimmten Frequenz von dem Begrenzungsverstärker auf einen
Wert verstärkt wird, der diesen Schwellenwert überschreitet, und durch das Filter
zu dem Oszillator zwecks Einleitung der Schwingung hindurchgelassen wird. Andererseits
ist es ein Vorteil, daß die stärksten Signale, die nicht in der bestimmten Frequenz
schwingen, von dem begrenzenden Verstärker nur auf die gleiche Größe wie das obenerwähnte
sehr schwache Signal verstärkt werden, und zwar auch dann, wenn ein Teil
dieses Signals durch das Selektionsfilter verläuft und so gedämpft wird, daß es
zur Anregung der Schwingung nicht stark genug ist. Dadurch wird erreicht, daß das
schwächste Signal bei der bestimmten Frequenz immer die Signalvorrichtung betätigt,
wogegen diese von dem stärksten Signal, das nicht in der bestimmten Frequenz schwingt,
nicht betätigt wird.
-
Durch die negativen Halbperioden von Signalen ausreichender Stärke
am Selektionsfilter wird der Oszillator in Kippschwingung versetzt. Diese Schwingung
kann nicht durch die schwachen Spannungen verursacht werden, die am Selektionsfilter
durch starke Signale einer der Filterfrequenz benachbarten Frequ,enz erzeugt werden.
Die Frequenz des Anzeigesignals ist von der Frequenz des den Oszillator in Kippschwingung
versetzenden empfangenen Signals weitgehend unabhängig.
-
Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines
tragbaren Selektivrufernpfängers nach der Erfindung und
Fig. 2 bis
5 Schaltbilder von abgeänderten Teilen der Schaltung nach Fig.
1.
-
Die Schaltung nach Fig. 1 umfaßt im wesentlichen folgende Teile:
eine Ankopplungsspule Ll, eine von drei Flächentransistoren T 1, T
2 und T 3, Widerständen R 1 bis R 7, Kondensatoren C
1 und C 2 und einem Übertrager L2 gebildete Verstärker-Begrenzerstufe,
einvoneinemÜbertragerL3 und einemveränderbaren Kondensator C3 gebildetes
Selektionsfilter, einen aus einem Transistor T 4, einem Übertrager L 4 und einem
Widerstand R9 bestehenden Niederfrequenzoszillator und einen elektroakustischen
Wandler oder Lautsprecher TD. Die Schaltung nach Fig. 1 enthält außerdem
einen Umschalter S und einen diesem zugeordneten Widerstand R 8 zum
Umwandeln des Empfängers in einen Tonfrequenzverstärker für die Sprachwidergabe.
-
Die Ankopplungsspule L 1 besteht aus einer kleinen, etwa 25,4
mm lange Kernbleche enthaltenden Magnetspule. Diese Spule kann für sämtliche Frequenzen
in dem durch den Sender bestrichenen Band ungeändert bleiben. Für maximale Empfindlichkeit
ist es jedoch vorteilhaft, bei Frequenzerhöhung weniger Windungen zu verwenden.
Die Spule L 1 ist mit dem Transistor T 1 verbunden, dessen Kollektor
am geerdeten Minuspol einer Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Widerstände Rl
und R2 steuern das Basispotential und somit den durch den Widerstand R3 fließenden
Strom. Der Emitter des Transistors TI ist an die Basis des Transistors T2 angeschlossen,
dessen Emitter über den parallel zu dem überbrückungskondensator C 2 geschalteten
Widerstand R 4 gespeist wird. Der Kollektor des Transistors T2 ist über den Abwärtstransformator
L2 mit der Basis des Transistors T3 verbunden. Die geerdete Seite des Transformators
L2 ist sekundärseitig an die Verbindungsleitung der SpannungsteilerwiderständeR5
und R6 angeschlossen. DerWiderstandR6 kann mit Vorteil als ein solcher mit einem
hohen negativen Temperaturkoeffizienten ausgebildet werden, da andernfalls der Strom
,durch den Transistor T3 mit der Temperatur schnell zunehmen würde. Durch das Einstellen
der Widerstände R 5 und R 6 in der Weise, daß die Speisespannung am
Widerstand R 7 annähernd auf die Hälfte abfällt, wenn starke Signale aufgefangen
werden, wird die Entstehung der 2. Harmonischen in dem Kollektorkreis des Transistors
T3 weitgehend unterbunden. Der Kollektorkreis des Transistors T3 enthält den Begrenzungswiderstand
R7 in Reihe mit dem Teil der Primärwicklung des Übertragers L3, der seinerseits
einen Masse- oder Eisenpulverkern aufweist. Dieser ist zwecks Bildung des Selektionsfilters
mit dem einstellbaren Glimmerkondensator C3 abstimmbar.
-
Die Basis des Oszillatortransistors T4 kann mittels des
Schalters S über den Widerstand R 8 an den Kollektor des Transistors
T3 angeschaltet werden, so daß in diesem Falle die empfangene Sprache verstärkt
werden kann, da der Empfänger auf sämtliche Frequenzen anspricht. Der Selektionseffekt
des von dem Übertrager L3 und dem Kondensator C 3 gebildeten, abgestimmten
Filterkreises ist gering, sofern er mit dem Widerstand R7 in Reihe geschaltet ist.
Die Basis kann wahlweise über die Sekundärwicklung des übertragers L3 an
den Abgriff der Wicklung des übertragers oder Spartransformators L4 angeschlossen
werden, die außerdem mit dem Emitter des Transistors T4 und mit der positiven Speiseleitung
verbunden ist.
-
Der an einen Teil der Wicklung des Übertragers L 4 angeschlossene
Wandler TD besteht normalerweise aus einer Miniaturhörmuschel- mit einem mittleren
Scheinwiderstand von etwa 300 Ohm bei 1 kHz. Der im Nebenschluß zum
übertrager L4 geschaltete Widerstand R9 besitzt einen negativen Temperaturkoeffizienten,
um eine vollständige bzw. teilweise Kompensation bei der von der Teniperaturänderung
des Transistors T4 herrührenden Änderung der Rückkopplung herbeizuführen. Der von
dem Widerstand R 9 und dem Übertrager L4 gebildete Stromkreis ist derart
gewählt, daß der Transistor T4 schwingt, wenn an der Basis eine geeignete, gegen
den Emitter negative Vorspannung vorhanden ist. Dieser Stromkreis ist zugleich so
ausgeführt, daß beim Fehlen der Vorspannung etwa angeregte Schwingungen nicht aufrechterhalten
werden. Die Spannung von der Sekundärwicklung des Transformators L3 ruft
jedoch eine Schwingung hervor, die solange dauert, wie die Spannung zugeführt wird.
Der Widerstand R 9 ist in der gezeigten besonderen Weise angeschlossen, um
eine geeignete Anpassung an einen vorhandenen Wert des thermisch veränderlichen
Widerstandes zu erreichen.
-
Fig. 2 zeigt zwei Abwandlungen der mit den Transistoren T3 und T4
nach Fig. 1 zusammenwirkenden Stromkreise. Erstens ist der veränderbare Kondensator
C 3 durch einen Festkondensator C 5 ersetzt, wobei jedoch zusätzlich
zwei Festkondenstoren C 6 und C 7 verwendet werden, die zwecks
Einstellung der Fre.-quenz des Selektionsfilters an eine Anzahl Abgriffe am übertrager
L3 angeschlossen werden können. Zweitens ist der Emitter des Transistors
T4 über einen Widerstand R 10 mit dem Abgriff am übertrager L 4 und über
einen Widerstand R 11 mit der negativen Speiseleitung verbunden. Die Wirkung
dieser Anord nung besteht darin, die Steuerelektrode beim Fehlen eines
Signals auf einem negativen Potential mit Bezug auf die Basis zu halten,
so daß zum Einleiten einer Schwingung ein stärkeres Signal erforderlich ist. Auf
diese Weise wird der Empfänger auf die durch Temperaturänderungen oder durch den
Austausch des Transistors T4 gegen einen Transistor mit etwas abweichenden Kennlinien
verursachten Kennlinienänderungen weniger empfindlich.
-
Bei dieser Anordnung ist für die Sekundärwicklung des Übertragers
L3 ein niedrigeres Verhältnis der Abwärtstransformierung als bei der Schaltung
nach Fig. 1 erforderlich. jede der beiden in Fig. 2 wiedergegebenen Modifikationen
kann unabhängig von der anderen verwendet werden.
-
Fig. 3 veranschaulicht eine Abwandlung der Schaltung nach Fig.
1, bei der die Sekundärwicklung des Übertragers L 3 mit einem Gleichrichter
K und mit einem Kondensator C 8 sowie einem Widerstand R 12 verbunden ist,
um auf diese Weise beim Eintreffen eines Signals an die Basis des Transistors T4
eine negative Vorspannung in bezug auf die positive Speisespannung anzulegen. Dem
Emitter des Transistors T4 wird wie in Fig. 2 eine gegen seine Basis negative Vorspannung
über die Widerstände R 10 und R 1 1 gegeben. In dieser
Schaltung ist L 4 ein mit zwei Wicklungen versehener Übertrager, dessen Verbindungen
in der gezeigten Weise abgewandelt sind.
-
Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Form der Schaltung nach Fig.
1, gemäß welcher der Übertrager L4 durch eine Sekundärwicklung an dem elektroakustischen
Wandler TD gebildet wird. Die Vorspannungsanordnungen für den Transistor T 4 sind
wie in Fig. 2 und ausgebildet.
-
Obgleich es mit den oben beschriebenen Anordnungen möglich ist, sämtliche
Empfänger gleichzeitig durch nacheinander erfolgende Übertragung ihrer Frequenzen
oder durch das Abtasten des Frequenzbandes anzurufen, erfährt dieses Verfahren dann
eine Beschränkung,
wenn eine große Anzahl Empfänger verwendet werden,
weil das Rufsignal im Verhältnis zu dem Intervall, in dem es wiederholt werden kann,
von zu kurzer Dauer ist. Dementsprechend kann es erwünscht sein, alle Empfänger
sowohl auf eine gemeinsame Frequenz als auch auf ihre eigenen besonderen Ruffrequenzen
ansprechen zu lassen. Diese gemeinsaine Frequenz wird angewandt, um für alle Empfänger
bestimmte Gesamtanrufe zu übertragen. Eine Anordnung für diesen Zweck, die eine
Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1 darstellt, ist in Fig. 5 wiedergegeben.
Sie enthält einen zweiten Selektionskreis, der aus einem Übertrager L6 und
einem Kondensator Cg besteht, die auf die gemeinsame Frequenz abgestimmt sind. Dieser
zweite Selektionskreis kann verkleinert werden, wenn den allgemeinen Anrufen ein
ziemlich breites Frequenzband am hochfrequenten Ende zugeteilt wird. Ein solcher
Stromkreis kann beispielsweise lediglich aus einem auf Eigenkapazität zum Abstimmen
beruhenden Lufttransformator bestehen.
-
Während es nur erforderlich ist, daß die Empfänger für verschiedene
Frequenzen sich hinsichtlich der Induktivität der Wicklungen und/oder der Kapazität
des Abstimmkondensators des Selektionsfilters unterscheiden, kann eine größere Empfindlichkeit
durch Änderung der Wicklungen der Ankopplungsspule und auch des Kopplungstransformators
erreicht werden.
-
Bei einer abgewandeltenBauart desEmpfängers gemäß der Erfindung ist
die Oszillatorschaltung so bemessen, daß die einmal erregte Schwingung so lange
fortdauert, bis der Schwingungskreis beispielsweise durch Kurzschließen der Rückkopplung
von dem elektroakustischen Wandler entweder durch einen Handschalter oder durch
einen Schalter unterbrochen wird, der durch bewegungsbedingte Vibration des Ernpfängers
betätigt wird.
-
Es kann eine abgeänderte Form der Erfindung verwirklicht werden, indem
ein Lautsprecher normalen Typs in einem Raum aufgestellt wird, um die
jeweilige Person in einem solchen Raum anzurufen. In diesem Fall kann die
Schaltung bis zu dem Selektionsfilter ungeändert bleiben. jedoch muß der Kipposzillator
größere Leistung haben oder mit einer zusätzlichen Verstärkerstufe versehen sein,
falls die beschriebene Ausführungsform verwendet werden soll. Bei jeder dieser Anordnungen
soll der Ruhestrom gering bzw. nötigenfalls etwas stärker als bei der in bezug auf
Fig. 1 vollständiger beschriebenen Ausführung sein.
-
Bei einer anderen für die Verwendung durch Schwerhörige geeigneten
Ausführungsform kann der Lautsprecher durch einen Wandler ersetzt werden, der mechanische
Schwingungen erzeugt, die entweder durch Knochenleitungsvorgang oder durch Hautempfindung
wahrgenommen werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Ausgangsspannung
vom Oszillator herauftransformiert und auf die Haut zwischen zwei kleinen Kontaktelektroden
zur Einwirkung gebracht werden, um eine elektrische Reizung beim Empfang eines Signals
zu erzeugen.
-
Obgleich die Erfindung insbesondere in ihrer Anwendung auf durch Tonfrequenzinduktion
betriebene Systeme erläutert wurde, kann sie auch auf Systeme fürmodulierte oder
unmodulierteRundfunkfrequenzen oder noch höhere Hochfrequenzen sowie auf Systeme
angewandt werden, bei denen die zentrale Sendestation durch Drähte mit den zugehörigen
Empfängern verbunden ist.