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Schaltung zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzen in Uberlagerungsempfängern
Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf eine Schaltung zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzen
in Überlagerungsempfängern.
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Durch die bisher bekannten Schaltungen zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzen
in Überlagerungsernpfängern wird eine genügende Unterdrückung der Spiegelfrequenzen
nicht gesichert, was insbesondere in dem Mittel- und Hochfrequenzband sehr ungünstig
empfunden wird.
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Die Unterteilung des Mittelfrequenzbandes in zwei Teilbereiche, wobei
in dem Wege des von der Antenne kommenden Signals ein Sperrfilter für Spiegelfrequenzen
des gegebenen Frequenzteilbereiches geschaltet ist, hat eine beträchtliche Erhöhung
der Produktionskosten sowie auch eine umständliche Bedienung des Empfängers zur
Folge.
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Wird dagegen der Gütefaktor des Empfängereingangskreises erhöht, z.
B. durch Qualitätsverbesserung der benutzten Bestandteile oder durch Einführung
einer positiven Rückkopplung, ist die Erhöhung des Verhältnisses von Nutz- zu Spiegelfrequenzsignal
nur unbedeutend. Diese kleine Erhöhung wird. dabei nur durch Erhöhung der Produktionskosten
oder durch Einführung einer positiven Rückkopplung erzielt. Dabei ist zu beachten,
daß bei einer serienmäßigen Produktion die Erzielung eines konstanten Pegels der
positiven Rückkopplung nur schwierig zu erreichen ist und daneben die positive Rückkopplung
auch von der AVC-Spannung abhängig ist.
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Die beiden eben erwähnten Beispiele der bisherigen Lösung des Problems
der Spiegelfrequenzunterdrückung setzen außerdem einen besonders genauen Gleichlauf
voraus und haben meist eine Verschlechterung der Übertragungscharakteristik des
Empfängers zur Folge.
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Bei einer anderen bekannten Spiegelfrequenzsperre von Überlagerungsempfängern
ist eine um die doppelte Zwischenfrequenz über der Empfangsfrequenz liegende Spiegelfrequenz
über eine Bandfilterkopplung und über eine an eine Anzapfung der Antennenspule angeknüpfte
Koppelspule mit einem Trimmer an den Modulationskreis gekoppelt. Da die als Autotrafo
geschaltete Koppelspule das Spiegelsignal in Gegenphase zu der über die Bandfilterkopplung
gelieferten Spiegelsignalspannung bringt, kann durch Einstellen der Größe der an
der Koppelspule erzeugten Spannung mittels eines Trimmers, der sich in Serie zwischen
der Antennenspule und Koppelspule befindet, optimale Kompensation des an das Modulatorgitter
der Mischröhre gelieferten Spiegelsignals hergestellt werden. Bei dieser Ausführung
ist die Aufhebung des Spiegelempfanges nur für einen Bereich gedacht. Es handelt
sich bei dieser bekannten Einrichtung um eine Bandfilterschaltung mit einer zusätzlichen
Koppelspule.
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Es ist weiter bekannt, die Spiegelfrequenzunterdrückung in Überlagerungsempfängern
dadurch zu erzielen, daß ein Eingangskreis, insbesondere der Antennenkreis, einerseits
mit dem auf die Empfangsfrequenz abgestimmten Primärkreis eines Hochfrequenzübertragers,
andererseits mit der Sekundärseite desselben Übertragers derart gekoppelt ist, daß
die auf beiden Kopplungswegen auf die Sekundärseite übertragenen Spiegelfrequenzspannungen
sich aufheben. Auch diese Ausführung beansprucht bei jedem einzelnen Bereich eine
verhältnismäßig komplizierte Anordnung der Elemente.
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Schließlich ist es bekannt, die Abstimmittel gemeinsam mit einem Mittel
zur Unterdrückung der Spiegelfrequenzschwingungen zu betätigen.
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Die Erfindung bezweckt, die Unterdrückung von Spiegelfrequenzen in
Überlagerungsempfängern mit einfacheren und demzufolge auch billigeren Mittel zustande
zu bringen, als es bisher der Fall war. Sie geht aus von einer Schaltung mit einem
unabgestimmten Vorkreis (Antennenkreis) und einem abgestimmten Eingangskreis, die
durch veränderliche und unveränderliche Kopplungsglieder verbunden sind, welche
die unerwünschten Spiegelfrequenzschwingungen in Gegenphase zum Eingang der Mischstufe
hinführen und die so bemessen sind, daß sich die Spiegelfrequenzschwingungen kompensieren.
Das Neue besteht darin, daß ein mit dem die Empfangsabstimmung bestimmenden Abstimmkondensator
gemeinsam veränderbares. kapazitives Kopplungsglied vorgesehen ist, welches aus
drei zusätzlichen Kondensatoren, von denen mindestens einer veränderbar ist, besteht,
welche in Form eines T-Gliedes angeordnet sind, und daß die Werte dieser Kondensatoren
derart gewählt sind, daß die Übertragung der erwünschten Empfangsschwingung für
den gegebenen Abstimmungsbereich den größten Wert erreicht und die Spiegelfrequenzschwingungen
bis auf ein Minimum unterdrückt
werden. Zweckmäßig werden die drei
Kondensatoren des T-förmigen Kopplungsgliedes wie folgt geschaltet und betätigt:
Zwei der Kondensatoren liegen in Reihe zwischen dem Eingang und Ausgang des Vorkreises
(Antennenkreis). Der dritte, veränderbare Kondensator liegt zwischen dem Verbindungspunkt
der beiden genannten Kondensatoren und Erde. Die Veränderung des dritten Kondensators
geschieht gemeinsam mit der Veränderung des Abstimmkondensators.
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Die als wesentlicher Vorteil anzusprechende Vereinfachung und Verbilligung
der Mittel zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzenüberlagerungsempfängern ergibt
sich daraus, daß unter Anwendung nur eines unabgestimmten Vorkreises (Antennenkreises)
und eines abgestimmten Eingangskreises (also eines zweifachen Drehkondensators)
mit Hilfe der kleinen und billigen zusätzlichen Kondensatoren mindestens die gleiche
Wirkung erzielt wird, wie es sonst unter Anwendung eines Bandfilters (wo natürlich
mit einem dreifachen Drehkondensator und einer weiteren Spule gerechnet werden muß)
der Fall ist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Das prinzipielle
Schema der Schaltung zur Unterdrückung von Spiegelfrequenzen, bei der als veränderliches
Kopplungsglied ein Kondensator C benutzt wird, ist in der Fig. 1 veranschaulicht.
Das äquivalente Schema des betreffenden Stromkreises ist aus der Fig. 2 ersichtlich.
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Zur Bestimmung der Größe des Kondensators C kann das äquivalente Schema
in zwei parallel geschaltete Vierpole getrennt werden, wie in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht
ist. Diese beiden Vierpole weisen die gleiche Längsasymmetrie (Grenzwertasymmetrie)
auf, so daß ihre Admittanzmatrizen 1Y und 2Y miteinander summiert werden können:
Die Admittanzform der Vierpolgleichung kann wie folgt geschrieben werden:
Die Bedingung der verschwindenden Übertragung lautet: U2=0 I2=0.
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Wird dies in die Vierpolgleichungen gesetzt, verändern sich diese
folgendermaßen: il = YiiUi, 0 = Y2iUi.
Da Ui nicht verschwindet,
muß Y21 gleich Null gesetzt werden Y21 = 0.
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In der Admittanzgleichung für Y besitzt das Glied Y21 den Wert
Als Folge der eben aufgestellten Gleichungen ergibt sich die Gleichung
oder, nach Beseitigung der imaginären Einheit:
So bekommen wir für die Größe der Kapazität C endlich:
Der Kondensator C ist mit dem Abstimmkondensator (in der Fig. 1 gestrichelt gezeichnet)
z. B. mechanisch gekoppelt. Da kein Pol des Kondensators C am Nullpotential liegt,
wäre sein Momentanwert und deswegen auch die Übertragungscharakteristik von den
Streukapazitäten abhängig.
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Außerdem wäre die Kapazität dieses Kondensators in den meisten Fällen
sehr klein. Darum wird der Kondensator C durch ein T-Glied ersetzt, das denselben
charakteristischen Wert Y12 aufweist wie der Kondensator. Das T-Glied besteht aus
drei Teilkondensatoren Cl, C2, C3 (s. Fig. 5, 6 und 7).
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Die Beziehung zwischen der Kapazität des veränderlichen Kopplungskondensators
C und den Teilkapazitäten des äquivalenten T-Gliedes kann durch die bekannte Gleichung
ausgedrückt werden
Durch die eben beschriebene Schaltung zur Unterdrückung der Spiegelfrequenzen bei
den Überlagerungsempfängern kann mit relativ geringerem Aufwand ein sehr günstiges
Verhältnis der Spiegelfrequenzen zum Signal erzielt werden, ohne daß dadurch die
Selektivität des Eingangskreises für höhere Frequenzen ungünstig beeinflußt wird.
Außerdem braucht das Mittelwellenband nicht in zwei Unterbereiche geteilt zu werden.