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Überlagerungsempfänger Die Erfindung befaßt sich mit einem überlagerungsempfänger
für amplitudenmodulierte Schwingungen mit schmalem Frequenzspektrum und frequenzmodulierte
Schwingungen mit erheblich breiterem Frequenzspektrum, in dem sowohl die amplitudenmodulierten
Schwingungen als auch die frequenzmodulierten Schwingungen einen gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker
mit nur einem Frequenzbereich durchlaufen.
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Die erforderliche übertragungsbandbreite für die beiden Modulationsarten,
wie sie heute in der Rundfunktechnik verwendet werden, verhalten sich wie 1:15.
Die Sendefrequenz für die frequenzmodulierten Schwingungen liegt wesentlich höher
als die Sendefrequenz für die amplitudenmodulierten Schwingungen. Deshalb ist für
den Empfang der frequenzmodulierten Schwingungen zur Erzielung einer guten Spiegelfrequenzsicherheit
die Verwendung einer relativ hohen Zwischenfrequenz sinnvoll. Für den Empfang amplitudenmodulierter
Schwingungen ist es dagegen erforderlich, daß die Zwischenfrequenz relativ niedrig
liegt, um mit normalen Kreisgüten eine zufriedenstellende Selektion zu erreichen.
Aus diesem Grunde ist es heute allgemein üblich, Empfänger mit Zwischenfrequenzverstärkern
zu bauen, die zwei unabhängige Frequenzbereiche verstärken. Der Frequenzbereich
mit der niedrigen Frequenz (z. B. 470 kHz) ist schmalbandig (z. B. 3 bis 12 kHz
breit) und dient dem Empfang der amplitudenmodulierten Schwingungen, der Frequenzbereich
mit der hohen Frequenz (z. B. 10,7 MHz) ist breitbandig (z. B. 150 bis 200 kHz breit)
und dient dem Empfang der frequenzmodulierten Schwingungen.
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Dieses bekannte Empfangsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß der
sehr empfindliche Zwischenfrequenzverstärker zumindest an seinem Eingang, bei manchen
Empfängern sogar noch an einer zweiten Stelle von dem einen Zwischenfrequenzbereich
auf den anderen Zwischenfrequenzbereich umgeschaltet werden muß. Durch die Leitungen
zum Schalter entsteht entweder leicht eine unerwünschte Rückkopplung, oder es sind
zusätzliche Abschinnmaßnahmen erforderlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin,
daß etwa die doppelte Zahl der Schwingkreise notwendig ist, was nicht nur ein erheblicher
wirtschaftlicher Mehraufwand ist, sondern außerdem eine Verdoppelung der Abgleicharbeit
mit sich bringt.
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Eine andere bekannte Empfängerschaltung verwendet wie die erfindungsgemäße
Schaltung sowohl für die amplitudenmodulierten als auch für die frequenzmodulierten
Schwingungen einen gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker mit nur einem Frequenz-Bereich.
Dabei ist die Bandbreite des Zwischenfrequenzbereiches groß, nämlich dem Spektrum
der frequenzmodulierten Schwingungen angepaßt, so daß die Bandbreite für die amplitudenmodulierten
Schwingungen viel zu groß ist und die Selektion auf andere Weise, nämlich durch
Anwendung des bekannten Synchrodynverfahrens für die Demodulation, erreicht werden
muß. Dieses Verfahren ist jedoch nicht nur sehr aufwendig, sondern hat vor allem
große technische Nachteile. Beim Abstimmen auf den erwünschten Sender entstehen
vor Erreichen der Synchronisation starke Pfeifstörungen, außerdem besteht die Gefahr,
daß in dem breitbandigen Zwischenfrequenzverstärker durch einen frequenzbenachbarten
Sender Kreuzmodulation auftritt, weil die Selektion nicht vor und in dem Verstärker
erzielt wird, sondern erst hinter dem Verstärker bei der Demodulation.
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Um alle diese Nachteile zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, daß
die amplitudenmodulierten Schwingungen nach einmaliger Mischung und die frequenzmodulierten
Schwingungen nach zweimaliger Mischung den gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker
durchlaufen und daß die Bandbreite des Zwischenfrequenzverstärkers gering ist, nämlich
nur für den Frequenzbereich der amplitudenmodulierten Schwingungen bemessen ist,
und daß der Bereich der frequenzmodulierten Schwingungen mittels eines an sich bekannten
Verfahrens, nämlich der Synchronisation des Oszillators der zweiten Mischstufe mit
einem ganzen Vielfachen der Zwischenfrequenz, dermaßen in seiner Bandbreite komprimiert
wird, daß
sie ohne wesentliche Verzerrungen den schmalbandigen Zwischenfrequenzverstärker
passieren können.
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Die erste Mischstufe für den Empfang der frequenzmoduherten Schwingungen
befindet sich im UKW-Tuner. Die zweite Mischstufe ist dieselbe Mischstufe, die beim
Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen als erste und einzige Mischstufe Verwendung
findet. Der Oszillator der zweiten Mischstufe ist beim Empfang amplitudenmodulierter
Schwingungen in herkömmlicher Weise durchstimmbar. Nach dieser Mischstufe folgt
der Zwischenfrequenzverstärker mit einem Frequenzbereich, dessen Bandbreite schmal
ist, nämlich dem Bereich der amplitudenmodulierten Schwingungen angepaßt ist.
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Die Zeichnung läßt im Blockschema die einzelnen Stufen erkennen, die
beim Empfang frequenzmodulierter Schwingungen erforderlich sind. Die erste Mischstufe
und der erste Zwischenfrequenzverstärker sind nicht dargestellt. A ist die
zweite Mischstufe, B
ist der Mischoszillator, C ist der schmalbandige Zwischenfrequenzverstärker
und D der Diskriminator und Niederfrequenzverstärker. Vom Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers
C zweigt eine Zwischenfrequenzspannung ab, die zur Synchronisation des Mischoszillators
auf ein ganzes Vielfaches der Zwischenfrequenz dient. Auf diese Weise ergibt sich
eine starke, an sich bekannte Modulationsgegenkopplung, die es ermöglicht, das breite
Spektrum der frequenzmodulierten Schwingungen so zu komprimieren, daß sie ohne wesentliche
Verzerrungen den schmalbandigen Zwischenfrequenzverstärker passieren können.
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Ist f 1 die Frequenz der ersten Zwischenfrequenz, f 2 die Frequenz
der zweiten Zwischenfrequenz und f o die Frequenz des Mischoszillators, so gilt
die Bezeichnung f2 = f1 - f0. (1) Bei Synchronisation des Mischoszillators auf eine
Oberwelle der zweiten Zwischenfrequenz besteht zusätzlich die Beziehung fo
= n - f., (n = 1, 2, 3 ...). (2) Gleichung (2) in (1) eingesetzt ergibt f2=fl-nf2
Ändert sich f l um den kleinen Betrag df 1, so ist
Die kleine Frequenzabweichung df2 der zweiten Zwischenfrequenz ist also um den Faktor
1/(n+1) kleiner als die kleine Frequenzabweichung df, 1 der ersten Zwischenfrequenz.
Beim Empfang frequenzmodulierter Schwingungen wird der Frequenzhub um denselben
Faktor verkleinert, so daß das Spektrum so komprimiert wird, daß die frequenzmodulierten
Schwingungen ohne wesentliche Verzerrungen den schmalbandigen Zwischenfrequenzverstärker
passieren können. Während bei dem obengenannten bekannten Empfänger die Bandbreite
des Zwischenfrequenzbereiches groß ist, ist sie beim erfindungsgemäßen Empfänger
klein, so daß die Selektion für amplitudenmodulierte Schwingungen gut ist und Kreuzmodulation
nicht auftreten kann. Bei dem bekannten Empfänger findet beim Empfang amplitudenmodulierter
Schwingungen ein an sich bekanntes Synchronisierverfahren zur Demodulation Anwendung,
bei dem vor dem Erreichen der Synchronisation starke Pfeifstörungen auftreten. Im
Gegensatz dazu findet beim erfindungsgemäßen Empfänger ein an sich bekanntes Synchronisierverfahren
zur Bandbreitenkompression Anwendung, bei dem keine Pfeifstörungen entstehen können,
weil die Schwingungen frequenzmoduliert sind. Als weiterer wesentlicher Vorteil
ist zu nennen, daß ein schmalbandiger Verstärker im allgemeinen wesentlich höhere
Verstärkung erzielt als ein Breitbandverstärker, so daß man mit weniger Verstärkerstufen
auskommt.
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Das erfindungsgemäße Empfangsverfahren hat noch weitere Vorteile bei
der Verwendung von Transistoren. Transistoren sind für niedrige Frequenzen viel
leichter herstellbar als für hohe Frequenzen. Darüber hinaus müssen Transistorverstärker
neutralisiert werden, was bei Anwendung zweier Frequenzbereiche zu Schwierigkeiten
führt. Derartige Schwierigkeiten treten bei dem erfindungsgemäßen Empfänger nicht
auf, weil der Zwischenfrequenzverstärker nur einen schmalbandigen, relativ niedrig
in der Frequenz liegenden Frequenzbereich hat, bei dem eine Neutralisation leicht
möglich ist.
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Spitzenempfänger für amplitudenmodulierte Schwingungen haben zum Teil
Bandbreitenumschaltung im Verhältnis 1 : 1,5 bis 1: 2,5. Auch ein erfindungsgemäßer
Empfänger kann eine derartige Bandbreitenumschaltung haben. Man kann dann in Stellung
»schmal« Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen mit ausgezeichneter Trennschärfe
und in Stellung »breit« erstens Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen mit guter
Tonqualität und zweitens Empfang frequenzmodulierter Schwingungen mit guter Tonqualität
und erstklassiger Trennschärfe durchführen.
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Die ganz ungewöhnlich hohe Trennschärfe beim Empfang frequenzmodulierter
Schwingungen ist ein Vorteil des an sich bekannten Modulationsgegenkopplungsverfahrens
durch Synchronisation des Mischers mit einer Oberwelle der Zwischenfrequenz.