DE1119344B - Signalempfaenger fuer Mehrfrequenz-Signalsysteme zum selektiven Empfang einer Frequenz oder eines schmalen Frequenzbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalempfänger für sogenannte Mehrfrequenz-Signalsysteme.

Unter Mehrfrequenz-Signalsystemen versteht man allgemein eine Signalübertragung, bei der jedes Signal aus einer Kombination zweier oder mehrerer verschiedener Frequenzen besteht, die aus einer Gruppe solcher Frequenzen ausgewählt sind. Die Zahl der kombinierten Frequenzen eines Signals ist konstant, wodurch ein wirksamer Schutz gegen ein falsches Ansprechen des Empfängers gegeben ist, da beim *o Empfang zwischen richtig und nicht richtig übertragenen Signalen unterschieden werden kann. Ein »falsches« Signal enthält nämlich in der Regel mehr oder weniger als die festgesetzte Anzahl von Frequenzen. Sind z. B. η Frequenzen vorhanden und besteht jedes übertragene Signal aus m solcher Frequenzen, so ist die gesamte mögliche Zahl solcher Signale [" J. Zum Beispiel ergeben sich zehn, fünfzehn bzw. sechsundfünfzig verschiedene Signale für einen

Solche Mehrfrequenz-Signalsysteme sind unter anderem aus der USA.-Patentschrift 2826 638 bekannt.

Diese Systeme arbeiten meist mit Sprachfrequenzen als Signalfrequenzen und besitzen verschiedene Vorteile. Gewisse Probleme treten aber bei der Verwendung solcher Signalsysteme in Telefonanlagen auf. Der Anwendungsbereich derartiger Signalempfänger erstreckt sich dort über Fern-, Haupt- und Ortsämter. Die Übertragungsanordnung wird dabei im allgemeinen einem Register zugeordnet, welches mit verschiedenen mehr oder weniger weit entfernten Registern Informationen austauscht.

Dies bedeutet, daß die Übertragungsdämpfung zwischen einem Mehrfrequenz-Signalsender und dem dazugehörigen Empfänger bei einer Zweidrahtverbindung über einen großen Bereich von mehr als 30 db streuen kann.

Wegen dieser zwischen Signalsender und -empfänger zu erwartenden großen Pegelschwankungen ergibt sich beim Bau des Empfängers die schwierigste Aufgabe. Trotz dieser Pegelschwankungen sollen nämlich die auf die Ubertragungsfrequenzen abgestimmten Empfänger auch bei ungünstigen Bedingungen der Netzspeisung, der Temperatur, des Rauschens usw. noch bei eiriem mit dem kleinsten zulässigen Pegel ankommenden Signal exakt ansprechen. Andererseits soll jedes mit dem höchstmöglichen Pegel ankommende Signal nur von den auf seine Frequenzen abgestimmten Empfängern verarbeitet werden, ohne die restlichen Empfänger ansprechen zu lassen.

Signalempfänger

für Mehrfrequenz-Signälsysteme

zum selektiven Empfang einer Frequenz

oder eines schmalen Frequenzbandes

Anmelder;

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Helhnuth.-Hirth.-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 19. Januar 1959

Jean Victor Martens, Antwerpen (Belgien),
ist als Erfinder genannt worden

Diese Forderungen können theoretisch durch einen Empfänger verwirklicht werden, der mit sehr steilen Bandpässen ausgerüstet ist. Die Unterscheidungsmöglichkeit dieses Filters zwischen dem Frequenzbereich des gerade zu betätigenden Empfängers und dem der anderen Empfänger soll gleich der erwähnten Pegelschwankung von 30 db plus einem Spielraum sein, der alle möglichen Schwankungen des Sendepegels und der Empfängerempfindlichkeit erfaßt.

Es sei z. B. ein Zweirichtungs-Mehrfrequenz-Signalübertragungssystem angenommen, das unter Verwendung eines ί j-Code in jeder Richtung fünfzehn Signale zu übertragen erlaubt. Dann müssen zwölf verschiedene Frequenzen vorhanden sein, wenn die gleichzeitige Übertragung in beiden Richtungen und auf der gleichen Zweidrahtleitung erfolgen soll. Bei Verwendung von Sprachfrequenzen wird eine Gesamtbandbreite von 500 bis 2000 Hz zweckmäßig sein. Für das Beispiel mit zwölf Frequenzen, die eine arithmetische Reihe bilden, würde der größtmögliche Frequenzabstand zwischen zwei benachbarten Frequenzen etwa 136 Hz betragen. Ist eine engere Staffelung erwünscht, müssen wesentlich teurere Ernpfangs-

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filter verwendet werden, wodurch die Wirtschaftlich- nächsttieferen Frequenz gleich der nächsttieferen bzw.

keit eines solchen Systems in Frage gestellt wird. -höheren Frequenz. Es ist daher wünschenswert, die

Für die Filter ist ein besonders starker Kostenanstieg Frequenzen so zu wählen, daß sie alle ungerade

zu verzeichnen, wenn der Frequenzabstand unter Harmonische des halben Frequenzabstandes sind,

100 Hz sinkt. Deshalb ist ein Abstand von 120 Hz 5 damit die geraden Harmonischen, besonders die

für Mehrkanal-Signalübertragungssysteme wohl am zweite, der tieferen Frequenzen niemals mit einer der

wirtschaftlichsten. Ein Beispiel für die Frequenzauf- höheren Frequenzen übereinstimmen können. Weitere

teilung in einem solchen Fall ist: sechs Frequenzen von unerwünschte Intermodulationsprodukte können ent-

540 bis 1140 Hz in Stufen von 120 Hz für die Rück- stehen, da jede Frequenz gleich der Differenz zwischen

wärtsverbindung und sechs Frequenzen von 1380 bis io der r-ten Harmonischen der nächsthöheren Frequenz

1980 Hz in Stufen von 120 Hz für die Vorwärtsver- und der (r — l)-ten Harmonischen der nächsttieferen

bindung. Auch bei einer solchen Auslegung werden die Frequenz ist, wobei (2r + 1) das Verhältnis zwischen

Empfänger-Bandpaßfilter kompliziert und teuer, so der Scheinfrequenz und dem halben Frequenzabstand

daß die Wirtschaftlichkeit des oben betrachteten darstellt.

Systems nicht gewährleistet ist. 15 Die Sättigung ist eine zweite Erscheinung bei der

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Signal- Anschaltung von nichtlinearen Elementen. Liegen am empfänger für ein Mehrfrequenz-Signalsystem zu Eingang eines Begrenzers gleichzeitig zwei Schwinschaffen, in welchem relativ große Pegelschwankungen gungen verschiedener Frequenz, so wird sich die Ausauftreten. Dabei soll ein einfaches Bandpaßfilter in gangsenergie aus verschiedenen Frequenzen, nämlich Zusammenschaltung mit einem Begrenzer verwendet 20 den Grundfrequenzen und allen Intermodulationswerden. produkten, zusammensetzen. Der Ausgangspegel

Die Verwendung eines Begrenzerverstärkers, der für jeder Grundfrequenz wird von den relativen Pegeln der

die verschiedenen individuell abgestimmten Empfänger beiden Frequenzen am Begrenzereingang abhängig

benutzt wird, ist in der obenerwähnten USA.-Patent- sein. Sind die Pegel voneinander sehr verschieden,

schrift beschrieben, und zwar im Zusammenhang da- 25 wird die mit dem kleinsten Pegel ankommende Fre-

mit, daß ein schwaches Eingangssignal auf einen Wert quenz am Ausgang des Begrenzers kaum in Erschei-

verstärkt wird, der den entsprechenden Kanalver- nung treten. Somit kann der Empfang einer ankom-

stärker sicher ansprechen läßt, während ein mitgroßem menden Frequenz durch eine andere, am Begrenzer

Pegel ankommendes Signal einen maximalen Wert des betreffenden Empfängers mit genügend großem

nicht überschreiten kann. 30 Pegel auftretende Frequenz behindert werden.

Es ist ferner ein Signalempfänger für Fernsprech- Ein Signalempfänger für Mehrfrequenz-Signalanlagen zum Empfang einer mit der Signalfrequenz systeme zum selektiven Empfang einer Frequenz oder modulierten Trägerfrequenz bekannt, bei dem zwischen eines schmalen Frequenzbandes, der relativ große zwei Parallelresonanzkreisen eine Begrenzeranordnung Pegelschwankungen des Eingangssignals verarbeitet liegt. Hierbei ist der erste, vor dem Begrenzer liegende 35 und aus einem Verstärker, einem Begrenzer und einem Kreis auf die Trägerfrequenz abgestimmt, während der Bandpaßfilter besteht, ist daher erfindungsgemäß dazweite, hinter dem Begrenzer liegende, seine Resonanz durch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter in zwei bei der Signalfrequenz hat. Die beiden Parallel- Häuten aufgespalten und der Begrenzer zwischen resonanzkreise dieses bekannten Empfängers bilden diesen beiden Filterhälften angeordnet ist.
daher kein Bandfilter, zumal die Begrenzeranordnung 40 Durch die vor dem Begrenzer angeordnete Filterin Form einer Glimmlampe zugleich als Demodulator hälfte wird der oben geschilderte Sättigungseffekt verfür die modulierte Trägerfrequenz wirkt. Außerdem mindert. Andererseits erlaubt es die nach dem Besind Hochpaßfilter bekannt, bei denen an die Quer- grenzer angeordnete Filterhälfte, den Begrenzer beinduktivität Begrenzungsmittel für Ruf- und Wahl- sonders günstig auszubilden. Mit anderen Worten, der spannungen angekoppelt sind. 45 vordere Teil des Filters gestattet die Vermeidung der

Die Erfindung dagegen betrifft die Verwendung unerwünschten Intermodulationseffekte.

eines relativ einfachen Begrenzers in jedem Signal- Nach einer Ausbildung der Erfindung enthält jede

empfänger, wobei der Begrenzer so mit dem Filter Hälfte des Bandpaßfilters einen abgestimmten Kreis,

zusammengeschaltet wird, daß eine wesentliche Ver- und beide Kreise weisen den gleichen Durchlaß-

einfachung des Filters erzielt wird. 50 bereich auf.

Bei der Einfügung eines Begrenzers, der den größten Der Zweck des ersten abgestimmten Kreises des

Teil der zu erwartenden Pegelschwankungen ver- Bandpaßfilters besteht darin, zu verhindern, daß

arbeiten kann, treten beim gleichzeitigen Vorhanden- fremde Frequenzen mit großem Pegel am Begrenzer

sein von mehr als einer Frequenz, bedingt durch die ankommen, wo sie sonst Intermodulationsprodukte

Charakteristik von nichtlinearen Elementen, besondere 55 erzeugen oder die Übertragung der gewünschten

Probleme auf. Diese Effekte sind in der belgischen Frequenz erschweren würden. Der zweite abgestimmte

Patentschrift 510 949 allgemein betrachtet. Kreis, der nach dem Begrenzer folgt, ist ebenso wesent-

Der erste Effekt ist eine Intermodulation zweier lieh, da die Kombination des ersten Kreises mit dem Frequenzen, die gleichzeitig am Eingang des Empfän- Begrenzer allein keine ausreichende Unterscheidung gers liegen. Eine Auswirkung der Intermodulation ist 60 ergibt. Der Vorteil des Begrenzers gipfelt darin, daß die Entstehung von Summen- und Differenzfrequenz die Pegeldifferenzen an seinem Ausgang schon derart der Grundwelle und ihrer Harmonischen. Stimmt nun gedämpft erscheinen, daß die verlangte Frequenzuntereines der Intermodulationsprodukte mit der Signal- scheidung zwischen der gewünschten Frequenz und frequenz überein, so spricht der entsprechende den unerwünschten Frequenzen leicht mittels eines einEmpfänger fälschlicherweise an. 65 fachen, dem Begrenzer nachgeschalteten selektiven

Zum Beispiel ist, wenn die verwendeten Frequenzen Kreises erzielt werden kann.

eine arithmetische Reihe bilden, die zweite Harmo- Bei einer Anordnung rein linearer Filter vor und

nische jeder Frequenz minus der nächsthöheren oder nach dem Begrenzer muß, besonders bei Verwendung

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in Mehrfrequenz-Signalempfängern, die Einschwing- der Kondensatoren C₂ und C₂' geschaltet. An diesem kurve des gesamten Filters beachtet werden, da Punkt sind auch die beiden in Antiparallelschaltung Spannungsstöße auf der Übertragungsleitung vor- angeordneten Gleichrichter W₁ und W₂ angeschaltet, kommen, die kein Ansprechen der Empfänger ver- Wie schon erwähnt, ist das Bandfilter symmetrisch, Ursachen dürfen. Signalimpulse, die im wesentlichen 5 und die nur mit einem Buchstaben bezeichneten eine andere als die Empfangsfrequenz des Empfängers Elemente haben die gleiche Größe wie die entsprechenenthalten, wurden an sich den Empfänger nicht zum den, zusätzlich mit einem Strich, z. B. L', C, be-Ansprechen bringen. Diese Impulse werden aber im zeichneten Elemente. Läßt man den Begrenzer außer allgemeinen einen kleinen Prozentsatz Energie ent- Betracht, so könnte das Bandpaßfilter durch ein halten, die innerhalb der Frequenzbandbreite des io einfaches ersetzt werden, bei dem ein Serienkonden-Empfängers liegt. Kommen diese Impulse mit , ., , _π . C₂ ² , . _ „ , großem Pegel an, würde dieser kleine Prozentsatz an ^{sator mit dem Betra}S 2QT^ ^{und zwel ParaUel}-Energie ausreichen, um den mit einem gewöhnlichen kondensatoren, entsprechend C₁ und C₁', mit dem linearen Bandfilter ausgerüsteten Empfänger zum An- „, „, C₂C₃ i_ j · j τ-.· i. -j frechen zu bringen, il diesem Falle wäre es nutzlos, 15 ^{Betrag C}* + 2C^TQ ^{vorhanden smd}· ^{Die beiden} den Filteraufwand im Empfänger zu erhöhen. äquivalenten Parallelkondensatoren bestimmen in

Im Falle der rein linearen Empfangsfilter wäre die Verbindung mit der Induktivität L die Frequenz, auf

einzige, und zwar ziemlich aufwendige Lösung, die die der Empfänger abgestimmt ist. Es sind also ein

Impulse auf der Sendeseite durch Filter zu schicken, abgestimmter Ausgangs- und Eingangskreis vor-

die ungefähr die gleiche Durchlaßkurve wie die 20 handen, die auf die gleiche Frequenz abgestimmt und

Empfangsfilter hätten. kapazitiv gekoppelt sind. Den Kopplungsfaktor K

Die Einfügung eines Begrenzers in der erfindungs- kann man als das Verhältnis zwischen dem äquivalenten

gemäßen Art ändert jedoch die Ubertragungscharakte- Serienkondensator und der Summe des äquivalenten

ristik der Empfangsfilter für kurze Energiestöße, die Serienkondensators und des Betrags eines äquivalenten

eine im Frequenzband des Empfängers liegende Fre- 25 Parallelkondensators ansehen.

quenz aufweisen. Diese Frequenzen, die am Filterein- Der über dem Parallelkondensator C₃ liegende

gang als Impulse auftreten mögen, werden von auf Begrenzer beeinflußt den Kopplungsfaktor, ohne daß

benachbarte Frequenzen (nämlich die Frequenz am eine merkliche Reduzierung des Gütefaktors der

Anfang und Ende solcher Impulse) abgestimmten Resonanzkreise eintritt. Die Schwelle, oberhalb der

Empfängern empfangen. Die Störenergie ist auf kurze 30 der Begrenzer arbeitet, ist durch die Charakteristik

Zeitintervalle konzentriert und kann mit großem Pegel von W₁ und W₂ bestimmt. Verwendet man für diese

auftreten. z. B. Siliziumdioden, muß eine gewisse Vorspannung

Könnte der Begrenzer direkt am Filtereingang ange- vorgesehen werden, damit diese leitend werden, ordnet werden, so würde er diese unerwünschten Sobald die Spannung über C₃ die Schwellenspan-Energiestöße gut unterdrücken. Weiter weg vom 35 nung_ überschreitet, ist das Signal am Filterausgang von Filtereingang ist der Begrenzer nicht mehr so wirksam, der Übertragungscharakteristik von C₂', C₁' und L' da die zu unterdrückende Energie sich über längere abhängig, d. h. von der Frequenz des ankommenden Zeitintervalle verteilt und sie somit den Begrenzer Signals. Schwankungen des Eingangspegels haben ungestörter passieren kann. dabei nur einen kleinen Einfluß auf das Ausgangs-

Da ein Eingangsbegrenzer andererseits den Nachteil 4° signal. Der einzige Sekundäreffekt bei der Spannungs-

der Sättigung und der Erzeugung von Intermodu- begrenzung ist eine Frequenzbandverlagerung nach

lationsprodukten hat, besteht die nun vorgeschlagene tieferen Frequenzen, die durch das Anwachsen der

optimale Lösung darin, daß man einen Eingangsteil Kapazität des effektiv frequenzbestimmenden Konden-

des Filters verwendet, der gerade ausreicht, die durch sators bedingt ist. Da der Kondensator C₃ dann kurz-

diese Effekte verursachten Nachteile auszuschalten. 45 geschlossen ist, hat der effektiv frequenzbestimmende

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die „ , . , „_T , „ , „ , .. C₂C₃

einen abgestimmten Signalempfänger mit Transistoren ^{Kondensator nun den Wert C}i + ^c* ^anstatt '

für ein Mehrfrequenz-Signalsystem darstellt, erläutert. Diese Frequenzverschiebung muß beim Abgleichen

Wie aus der Figur zu ersehen ist, besteht der der Resonanzkreise in Rechnung gestellt werden.

Empfänger praktisch aus drei Teilen: einem Eingangs- 50 In erster Näherung könnte man den Kondensator C₃

bandpaßfilter mit dazwischengeschaltetem Begrenzer, weglassen, wenn eine entsprechende Umdimensionie-

einem Klasse-A-Transistorverstärker mit dem Tran- rung (C₂ und C₂' müßten kleiner gewählt werden) der

sistor T₁ und einem Ausgangs-Gleichrichterverstärker anderen Kondensatoren C₂, C₂' erfolgen würde,

mit dem Transistor T₂. Allerdings wäre die Impedanz, zwischen der der

Das Bandpaßfilter, das z. B. zwischen Impedanzen 55 Begrenzer arbeitet, bei mehreren, auf verschiedene

von 600 Ohm arbeitet, ist vom symmetrischen Ketten- Frequenzen abgestimmten Empfängern von diesen

leitertyp. Die erdfreie Eingangsklemme P₁ des Filters Frequenzen abhängig, und es wäre schwierig, für alle

ist über die Induktivität L, den Kondensator C₂, den Empfänger verwendbare einheitliche Gleichrichter zu

Kondensator C₂' und die Induktivität L' mit der Aus- finden. Die Schwellenspannungen der Begrenzer in den

gangsklemme P₂ des Filters, welche gleichzeitig die 60 verschiedenen Signalempfängern können überallgleich

Eingangsklemme des Klasse-Α-Verstärkers bildet, ver- sein, vorausgesetzt, daß die Impedanz an dem Verbin-

bunden. Der Verbindungspunkt der Induktivität L dungspunkt der beiden Gleichrichter unabhängig von

und des Kondensators C₂ ist durch den Kondensator C₁ der zu übertragenden Frequenz ist.

mit Erde bzw. der Klemme P₃ verbunden. In der Das kann man auch so betrachten: Die absolute

gleichen Weise ist der Verbindungspunkt des Konden- 65 Bandbreite des Filters kann frequenzunabhängig sein,

sators C₂' mit der Induktivität L' durch den Konden- wenn gleiche Frequenzabstände vorgesehen sind,

sator C₁' mit Erde verbunden. Ein weiterer Konden- So kann man z. B. bei einem Frequenzabstand von

sator C₃ ist zwischen Erde und den Verbindungspunkt 120 Hz bei Einkalkulierung aller möglichen sende- und

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empfangsseitigen Toleranzen mit einer Bandbreite von Aus den Gleichungen (1) und (2) erhält man:

48 Hz für jeden Empfänger rechnen. Bei 24 Hz über _{c s} — k

oder unter der Mittelfrequenz soll die Dämpfung an- -~ = —y—, (3)

steigen und im Abstand von 120 — 24 = 96 Hz von ^C2 ^/c

der Mittelfrequenz bereits einen hohen Betrag auf- 5 q χ + k — 2m

weisen, also dort, wo der Empfangsbereich des be- ~~ = ■ . (4)

nachhalten Empfängers erreicht ist. ^{a s}

Bei einer solchen absoluten Bandbreite des Filters, Da dies eine weitere Beziehung ist, durch die die

die unabhängig von der Frequenz ist, wäre der Güte- Frequenz bestimmt wird, auf die der Signalempfänger

faktor Q der Resonanzkreise proportional der Fre- io abgestimmt ist, sind die Werte aller Kondensatoren

quenz. Mit anderen Worten, bei konstantem Serien- nun ermittelt. Der endgültige Abgleich wird am besten

widerstand der Spulen können diese hinsichtlich ihrer experimentell durchgeführt. Da C₃ einigen Einfluß auf

Induktivität für alle Frequenzen gleich sein. Diese die Bestimmung der Abstimmfrequenz hat, denn er

Tatsache erlaubt es, die Spulen für alle Signalfrequenz- gehört zum effektiv frequenzbestimmenden Konden-

empfänger zu vereinheitlichen, was bei Verwendung 15 sator, und da dieser, wenn der Begrenzer im Bereich

von Ferritspulen sehr günstig ist. oberhalb seines Begrenzungswertes arbeitet, gleich

Mit einer konstanten Induktivität!, (unabhängig C₁ + C₂ ist, wäre es wünschenswert, daß C₃ wegen der

von der Frequenz, auf die der Empfänger abgestimmt Frequenzverschiebung nicht zu klein gewählt wird,

ist) und mit dem effektiven, von der Frequenz unab- Bei der Ermittlung der Kondensatortoleranz wird C₃

hängigen Serienwiderstand dieser Spule wird das Ver- 20 der ausschlaggebende Faktor sein, und die kleinsten

hältnis zwischen der Spannung über dem Konden- Werte für die Kondensatoren erhält man, wenn C₃

sator C₁ und der Eingangsspannung zwischen den gleich Null ist und daher für die tiefste Signalfrequenz

Klemmen P₁ und P₃ der Frequenz proportional sein, weggelassen werden kann, d. h. wenn χ gleich Null ist.

auf die der Empfänger abgestimmt ist. Wenn, wie oben Aus Gleichung (4) erhält man die folgende Beziehung

dargelegt, der Begrenzer für alle Signalempfänger 25 zwischen s und Ic:

gleich ist, wird das Verhältnis zwischen der Spannung 1 — jfc

über den Kondensator C₃ und der am Empfängerein- s = - . (5)
gang liegenden Spannung für alle Signalempfänger

gleich sein. Dies bedeutet, daß das Verhältnis zwischen Aus den Gleichungen (3) und (4) erhält man:

der Spannung über dem Kondensator C₃ und der- 30 r \ —k

jenigen über dem Kondensator C₁ umgekehrt propor- _rL — - , (6)

tional der Frequenz sein wird. C₂ 2 A:

Es ist auch wünschenswert, daß für alle Signal- q 2Cx-I)

empfänger das Produkt k · Q konstant ist. (k ist der ~ = ■— ■ O)

Kopplungsfaktor des Filters.) Wie bereits erwähnt, 35 C₂ l + /c

sollen die Faktoren Q proportional der Frequenz sein, Aus den Gleichungen (6) und (7) genauso wie aus (3)

£Si

de_r Spannung über dem „ *«■« * ™hre»d -f eine lineare Funktion der Kondensator C₃ und derjenigen über dem Konden- Signalfequenz ist.

sator C₁ kann näherungsweise berechnet werden, Die Gleichrichter W₁ und W₂, die den Begrenzer

wobei man nur das Netzwerk, bestehend aus den fünf bilden, sind mit entgegengesetzter Polarität direkt Kondensatoren C₁, C₂, C₃, C₂' und C₁', betrachtet. parallel zum Kondensator C₃ geschaltet. Bei Ver-Dieses Verhältnis ist 45 Wendung von Siliziumdioden ist eine kleine positive

Vorspannung nötig, damit sie leitend werden. Bei

s C₂ · (C₁ + C₂) anderen Diodenarten, z. B. aus Germanium, ist eine

~ ⁼ fr 4- O (C -I- C Ϊ 4- C C ' ^ besondere Vorspannungsquelle erforderlich. In diesem

Vi-r 2)-k 2-r .3)-r 12 _{Falle werden die} Kathode von W₁ und die Anode von

50 W₂ nicht direkt an Erde gelegt, sondern durch ein

worin s den Betrag des Verhältnisses für den auf die passendes Potential vorgespannt, das vorzugsweise aus

niedrigste Frequenz abgestimmten Empfänger dar- dem Emitterkreis des Transistors T₁ abgeleitet wird,

stellt und χ ein direkt der Frequenz proportionaler, Eine gewisse Unsymmetrie dieser Vorspannung ist

dimensionsloser Parameter ist, der für die niedrigste tragbar.

Frequenz, auf die ein Signalempfänger abgestimmt ist, 55 Es kann auch von einigem Vorteil sein, die Kathode

gleich Eins wird. des Gleichrichters W₁ von Erde zu trennen und sie

Der Kopplungsfaktor, der umgekehrt proportional durch ein Potential vorzuspannen, das beim Eintreffen

der Frequenz ist, kann leicht unter Betrachtung eines unechter Eingangssignale, wie z. B. induktive Stöße,

π-Kondensatornetzwerkes (das nicht gezeigt ist), das negativ wird. In diesem Falle können die unechten

äquivalent zu dem Fünf-Kondensator-Netzwerk der 60 Impulse kein unerwünschtes Ansprechen des Empfän-

Figur ist, berechnet werden. Der Kopplungsfaktor gers verursachen, da diese Maßnahme dazu führt, daß

errechnet sich zu dann beide Gleichrichter W₁, W₂ leitend werden.

Die Klemme P₂, die Ausgangsklemme des Filters

Ji ^V⁵ _und gleichzeitig Eingangsklemme des Klasse-A-Ver-

jc (C₁ + C₂) · (C₂ + C₃) + C₁C₂ ' ^w 65 stärkers ist, ist mit der Basis des pnp-Transistors T₁

und über den Widerstand R₁ mit dem negativen Pol

wobei k der Kopplungsfaktor bei der tiefsten Frequenz der 48-Volt-Batterie sowie über den Widerstand i?₂

ist, auf die der Empfänger abgestimmt ist. mit Erde verbunden. Der Transistor T₁ arbeitet in

Emitterschaltung, und der Emitter ist über den relativ hochohmigen Widerstand R₃ mit Erde verbunden, zu dem der Kondensator 4 großer Kapazität parallel liegt. Die Basis des Transistors T₁ erhält entsprechend der Dimensionierung des Spannungsteilers R₁, R₂ eine Vorspannung. Der Kollektor des Transistors T₁ ist über den Widerstand 2?₄ mit dem negativen Pol der Batterie verbunden.

Der Kollektor des Transistors T₁ ist außerdem direkt mit der Klemme P₄ und diese direkt mit der Basis des Transistors T₂ verbunden, der eine große Stromverstärkung hat und welcher das Ausgangssignal von seinem Kollektor über die Klemme P₅ abgibt.

Der Emitter von T₂ erhält über den Widerstand R₅ eine Spannung von —28 Volt. Die Klemme P₅ ist über die Wicklung des Ausgangsrelais Tr mit dem negativen Pol der Batterie verbunden. Parallel zum Relais liegt ein Kondensator C₅. Das Potential von —28 Volt erhält man durch Teilung mittels der Widerstände R₆ und R₇, die zwischen dem negativen Pol der Batterie und Erde liegen. Parallel zu diesen Widerständen liegen die Kondensatoren C₆ und C₇.

Wird kein Signal empfangen, so ist der Transistor T₂ gesperrt, da die Basisspannung etwa —24 Volt beträgt, während am Emitter dieses pnp-Transistors —28 Volt liegen.

Wenn ein Signal ankommt, das groß genug ist, um die Vorspannung umzukehren, fließt in T₂ ein Kollektorstrom, und das Relais Tr zieht an. Erreicht das Eingangssignal einen vorbestimmten Wert, fließt ein starker Kollektor-Ausgangsstrom des Transistors T₂, und der Ausgangsstrom ist dann praktisch unabhängig vom Eingangspegel. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß das Relais bei einem Kollektorstrom des Transistors T₂ von 4 mA angezogen ist, während es im abgefallenen Zustand verbleibt, solange der Kollektorstrom nicht 2 mA erreicht. Somit ist der Arbeitspegel am Empfängereingang praktisch unabhängig von der Relaisempfindlichkeit. Der kleine Betrag des Kollektorstromes wird bei Verwendung eines Relais mit kleinem Abfallstrom besonders günstig sein.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Signalempfänger für Mehrfrequenz-Signalsysteme zum selektiven Empfang einer Frequenz oder eines schmalen Frequenzbandes, der relativ große Pegelschwankungen des Eingangssignals verarbeitet und aus einem Verstärker, einem Begrenzer und einem Bandpaßfilter besteht, da durch gekennzeichnet, daß das Bandpaßfilter in zwei Hälften aufgespalten und der Begrenzer zwischen diesen beiden Filterhälften angeordnet ist.

2. Signalempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hälfte des Bandpaßfilters einen abgestimmten Kreis enthält und beide Kreise den gleichen Durchlaßbereich aufweisen.

3. Signalempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ein Bandpaß in Kettenschaltung ist, bei dem zwischen der erdfreien Eingangs- und Ausgangsklemme (P₁ bzw. P₂) eine Serienschaltung aus einer ersten Induktivität (L), einem ersten und zweiten Kondensator (C₂ bzw. C₂') und einer zweiten Induktivität (L') angeordnet ist und die drei Verbindungspunkte dieser Elemente über einen dritten, vierten und fünften Kondensator (C₁ bzw. C₃ bzw. C₁') geerdet sind, während der Verbindungspunkt des ersten, zweiten und vierten Kondensators (C₂ bzw. C₂' bzw. C₃) mit dem Begrenzer (1^F₁, W₂) verbunden ist.

4. Anordnung aus mehreren Signalempfängern für unterschiedliche Frequenzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von der Frequenz, auf die die einzelnen Empfänger abgestimmt sind, stets die gleichen Werte für die Induktivitäten (L, L') verwendet sind und der Gütefaktor (Q) proportional der Frequenz ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Kondensator (C₃) so dimensioniert ist, daß das Verhältnis zwischen der an diesem Kondensator liegenden Spannung zu der Eingangsspannung des Bandpaßfilters für alle Signalempfänger, unabhängig von der Eingangsfrequenz, auf die sie abgestimmt sind, praktisch konstant bleibt.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Empfänger praktisch die gleiche absolute Bandbreite besitzen und auf eine arithmetische Reihe bildende Mittenfrequenzen abgestimmt sind, wobei die Mittenfrequenzen ungerade Vielfache des Abstandes zwischen benachbarten Mittenfrequenzen sind.

7. Signalempfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer aus zwei in Antiparallelschaltung angeordneten Gleichrichtern (W₁, W₂) besteht.

8. Signalempfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Begrenzer Gleichrichter (W₁, W₂) verwendet sind, die eine gewisse Vorspannung benötigen, um leitend zu werden, und parallel zu dem vierten Kondensator (C₃) geschaltet sind.

9. Signalempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung eine Vorspannungsquelle solcher Polarität enthält, daß beim Auftreten von Störsignalen, z. B. induktiven Spannungsspitzen, beide Gleichrichter (W₁, W₂) leitend werden.

10. Signalempfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Bandpaßfilters einen Klasse-Α-Verstärker speist, der mit einem Gleichrichterverstärker verbunden ist, damit ein starkes Anwachsen des Ausgangsgleichstromes in Abhängigkeit eines den vorgeschriebenen Pegel erreichenden Eingangssignals erzielt wird.

11. Signalempfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die direkt gekoppelten, mit Transistoren bestückten Klasse-Α-Verstärker und Gleichrichterverstärker in Emitterschaltung betrieben sind und bei NichtVorhandensein eines Signals an der Basis des Gleichrichterverstärkers ein solches Potential liegt, daß er gesperrt ist oder nur ein sehr kleiner Kollektorreststrom fließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 634 615, 935 976.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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