DE1185668B

DE1185668B - Diode mixer

Info

Publication number: DE1185668B
Application number: DE1960A0035415
Authority: DE
Inventors: Francis Lucas Crowther; Robert Dunsmuir
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1959-08-25
Filing date: 1960-08-24
Publication date: 1965-01-21
Also published as: GB924155A; FR1266153A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: H03dBoarding school Class: H03d

Deutsche Kl.: 21 a4-24/01 German class: 21 a4- 24/01

Nummer: 1185 668Number: 1185 668

Aktenzeichen: A 35415IX d/21 a4File number: A 35415IX d / 21 a4

Anmeldetag: 24. August 1960Filing date: August 24, 1960

Auslegetag: 21. Januar 1965Opening day: January 21, 1965

Die Erfindung betrifft einen Diodenmischer mit zwei Kristalloden in einem hohlen, abgedichteten Gehäuse und einer darin in Axialrichtung isoliert gehalterten Elektrode, die gemeinsam mit den Leitern einer Koaxialleitung verbunden werden können, über die die gleichzurichtenden Eingangssignale zugeführt werden, die bei Erreichen der Kristallode an den elektrischen Mittelpunkt zwischen zwei in Reihe mit dem Ausgangskreis verbundenen Gleichrichtern gelangen, und dient zum Überlagern von Schwingungen verschiedener Frequenz mit Punktkontakt-Gleichrichtern, die im folgenden als »Mischkristalloden« bezeichnet sind, und im besonderen zur Herabsetzung des Rauschens, das auf an eine Mischkristallode angeschlossene Ton- und Zwischenfrequenzschaltungen übertragen wird. Der Gegenstand der Erfindung erweist sich besonders zweckmäßig bei als Mischer verwendeten Kristallgleichrichtern, d. h. zur Kombination von Hochfrequenzschwingungen aus einem Hilfsoszillator mit empfangenen signalmodulierten Hochfrequenzschwingungen, um eine Zwischenfrequenz zur Verstärkung zu erzielen.The invention relates to a diode mixer with two crystal electrodes in a hollow, sealed housing and an electrode held therein insulated in the axial direction, which together with the conductors can be connected to a coaxial line via which the input signals to be rectified are fed be that when reaching the Kristallode at the electrical midpoint between two in series with Rectifiers connected to the output circuit arrive, and is used to superimpose vibrations different frequency with point contact rectifiers, hereinafter referred to as "mixed crystal electrodes" are designated, and in particular to reduce the noise that is connected to a mixed crystal electrode Tone and intermediate frequency circuits is transmitted. The subject matter of the invention proves is particularly useful with crystal rectifiers used as mixers, d. H. for combination of high frequency oscillations from an auxiliary oscillator with received signal modulated High frequency vibrations to achieve an intermediate frequency for amplification.

Es hat sich herausgestellt, daß das in Tonfrequenzschaltungen, die einem als Mischstufe benutzten Kristallgleichrichter folgen, auftretende Rauschen wäh- »5 rend der Zeit andauert, in der der Gegenstrom im Gleichrichter fließt, d. h. in der Richtung, in der der Gleichrichter dem Strom eine größere Impedanz entgegensetzt. Solches Rauschen würde nicht auftreten, wenn der Gleichrichter während der Gegenstromperiode kurzgeschlossen wäre. Man könnte annehmen, daß ein ähnlicher Gleichrichter, der in umgekehrter Polarität dem ersten Gleichrichter parallel geschaltet wird, die erwünschte Wirkung herstellte.It has been found that in audio frequency circuits, which follow a crystal rectifier used as a mixer, select any noise that occurs rend the time in which the countercurrent flows in the rectifier, i.e. H. in the direction in which the Rectifier opposes a greater impedance to the current. Such noise would not occur if the rectifier were shorted during the reverse current period. One could assume that a similar rectifier running in reverse polarity in parallel with the first rectifier is switched, produced the desired effect.

Um jedoch zum Unterdrücken des Rauschens während der Zeitdauer des Gegenstromes im Mischer vollkommen wirksam zu werden, sollte der Gleichrichter, der in umgekehrter Polarität dem leitenden Gleichrichter parallel geschaltet ist, die Wellenform der Spannung von dem Hilfsoszillator, die an dem ersten Gleichrichter anliegt, so weit herabsetzen, daß sie während der negativen Halbschwingung fast Null wird. Falls der zweite Gleichrichter nur während dieser Perioden voll leitend wäre, wurde die Spannung an diesem zweiten Gleichrichter eine geeignete Wellenform besitzen. Diese Wellenform kann man sich aus einer sinusförmigen Grundschwingung und zahlreicher harmonischer Schwingungen entstanden denken. Falls der zweite Gleichrichter entsprechend dem Stand der Technik in einer genügenden Entfernung vom ersten angeordnet ist, können die sich ergebenden Phasenverschiebungen bei den DiodenmischerHowever, in order to suppress the noise during the period of countercurrent in the mixer To be fully effective, the rectifier should reverse the polarity of the conductive one Rectifier is connected in parallel, the waveform of the voltage from the local oscillator applied to the first rectifier is applied, reduce so far that it is almost zero during the negative half-oscillation will. If the second rectifier were only fully conductive during these periods, the voltage would be have a suitable waveform at this second rectifier. This waveform can one emerged from a sinusoidal fundamental oscillation and numerous harmonic oscillations think. If the second rectifier according to the prior art is sufficient Distance from the first, the resulting phase shifts in the Diode mixer

Anmelder:Applicant:

Associated Electrical Industries Limited, LondonAssociated Electrical Industries Limited, London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Robert Dunsmuir,Robert Dunsmuir,

Francis Lucas Crowther, Rugby, WarwickshireFrancis Lucas Crowther, Rugby, Warwickshire

(Großbritannien)(Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 25. August 1959 (29 064)Great Britain August 25, 1959 (29 064)

verschiedenen harmonischen Komponenten unterschiedlich sein, so daß die am ersten Gleichrichter auftretende Wellenform verändert und beim Herabsetzen des Gegenstromes und des dabei auftretenden Rauschens weniger wirksam ist.different harmonic components may be different, so that the rectifier on the first Occurring waveform changed and when reducing the countercurrent and the occurring Noise is less effective.

Die Erfindung besteht darin, daß die Gleichrichter (Kristalloden) elektrisch mit zwei in einer Achse angeordneten Leitern verbunden sind, die senkrecht zur Elektrodenachse verlaufen und durch Öffnungen isoliert in der Gehäusewand eingeführt sind, wobei die Gleichrichter zueinander in einem ein Zehntel der Wellenlänge der Eingangssignale nicht übersteigenden Abstand angeordnet sind.The invention consists in that the rectifiers (crystal electrodes) electrically with two in one axis arranged conductors are connected, which run perpendicular to the electrode axis and through openings insulated are inserted in the housing wall, the rectifiers to each other in a tenth spaced apart from the wavelength of the input signals.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is illustrated with reference to FIGS. 1 to 3 explained. It shows

F i g. 1 ein typisches Ersatzschaltbild gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a typical equivalent circuit according to the invention,

F i g. 2 ein anderes Ersatzschaltbild für die in Fig. 1 dargestellte Anordnung undF i g. 2 shows another equivalent circuit diagram for the arrangement shown in FIG. 1 and

F i g. 3 einen erfindungsgemäßen Aufbau zur Anwendung bei Schaltungen für Mikrowellen.F i g. 3 shows a structure according to the invention for use in circuits for microwaves.

Im Schaltbild gemäß F i g. 1 werden anzuzeigende Schwingungen den Speisepunkten zur Überleitung auf einen Ausgangskreis zugeführt, der als Hochfrequenztransformator T dargestellt ist und dessen Sekundärwicklung mit einem Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers verbunden werden soll. Zur Erzeugung von Zwischenfrequenzschwingungen werden dieEin-In the circuit diagram according to FIG. 1, vibrations to be displayed are fed to the feed points for transfer to an output circuit, which is shown as a high-frequency transformer T and whose secondary winding is to be connected to an input of the intermediate frequency amplifier. To generate intermediate frequency oscillations, the single

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gangssignale mit der Hilfsoszillatorfrequenz in einem Punktkontaktgleichrichter R1 gemischt, der zu einem Primärwicklungsteil des Transformators T parallel geschaltet ist. Die Verbindungen zwischen dem Eingangskreis und dem Verstärker enthalten den Kondensator C, während eine Induktivität L dazu dient, die Eingangssignale von der Primärwicklung des Transformators T fernzuhalten. Um das in dem Gleichrichter erzeugte Rauschen zu vermindern oder wenigstens wesentlich herabzusetzen und es am Eindringen in die Hörfrequenzschaltungen zu verhindern, bevor die Zwischenfrequenzschwingungen im Zwischenfrequenzverstärker verstärkt werden, ist ein Gleichrichter Rl während jeder zweiten halben Periode parallel geschaltet, in der er infolge eines zweiten Gleichrichters R2 nichtleitend ist, der wiederum über den Kondensator Cl und die Spule L1 parallel zu dem zweiten Teil der Primärwicklung des Transformators T und zum Eingangskreis liegt, wobei Cl und Ll C bzw. L entsprechen. Während der abwechselnden Halbperioden, wenn der Gleichrichter Rl praktisch nichtleitend ist, leitet der Gleichrichter R2 und besitzt eine wesentlich geringere Impedanz als diejenige der Spannungsquelle R, so daß die Spannung an den Zuleitungen von R 2 wesentlich geringer als die der Spannungsquelle ist. Da die Impedanz der Kondensatoren C und Cl vernachlässigbar und diejenigen derSpulenL und Ll bei Hilfs- und Signalfrequenzen sehr hoch ist, ist die Spannung an den Klemmen von Rl im wesentlichen die gleiche wie diejenige an den Klemmen von R2 und ist wesentlich geringer, als wenn R2 fehlen würde. Der Stromfiuß durch Rl während dieser Halbperioden und das in den Kristallen erzeugte Rauschen werden entsprechend reduziert.output signals mixed with the auxiliary oscillator frequency in a point contact rectifier R 1, which is connected in parallel to a primary winding part of the transformer T. The connections between the input circuit and the amplifier contain the capacitor C, while an inductance L serves to keep the input signals away from the primary winding of the transformer T. In order to reduce the noise generated in the rectifier or at least significantly reduce it and to prevent it from penetrating the audio frequency circuits before the intermediate frequency oscillations are amplified in the intermediate frequency amplifier, a rectifier Rl is connected in parallel during every second half period in which it is due to a second rectifier R2 is non-conductive, which in turn is parallel to the second part of the primary winding of the transformer T and to the input circuit via the capacitor Cl and the coil L1, with Cl and Ll corresponding to C and L, respectively. During the alternating half-cycles, when the rectifier R1 is practically non-conductive, the rectifier R2 conducts and has a significantly lower impedance than that of the voltage source R, so that the voltage on the leads of R 2 is significantly lower than that of the voltage source. Since the impedance of the capacitors C and Cl is negligible and that of the coils L and Ll is very high at auxiliary and signal frequencies, the voltage at the terminals of Rl is essentially the same as that at the terminals of R2 and is much lower than when R2 would be missing. The current flow through R1 during these half-cycles and the noise generated in the crystals are reduced accordingly.

Während der dazwischenliegenden Halbperioden setzt der GleichrichterR1 die Spannung über R2 (in der nichtleitenden Richtung) herab, so daß sie wesentlich geringer ist, als wenn Rl nicht vorhanden wäre. Es ist jedoch offensichtlich, daß, die Anordnung derjenigen üblicher Zweiweggleichrichter ähnelt und daß sowohl Rl als auch R2 vollkommen zum Mischvorgang der Hilfs- und Signalfrequenz in üblicher Weise beitragen können.During the intervening half-periods, the rectifier R 1 reduces the voltage across R2 (in the non-conductive direction) so that it is much lower than if Rl were not present. It is obvious, however, that the arrangement is similar to that of conventional full-wave rectifiers and that both R1 and R2 can contribute completely to the mixing process of the auxiliary and signal frequencies in the usual way.

Die in F i g. 2 dargestellte Anordnung ist eine Ersatzschaltung für die in Fig. 1 gezeigte und oben beschriebene Anordnung.The in F i g. 2 is an equivalent circuit for the arrangement shown in FIG. 1 and described above.

Eine praktische Ausführungsart der Erfindung ist in Fig.3 dargestellt, wenn sie in Verbindung mit einer Anordnung benutzt wird, in der die Eingangsschwingungen dem Kristallmischer durch ein Koaxialkabel, welches durch strichpunktierte Linien dargestellt ist, zugeführt werden. Die Gleichrichteranordnung enthält einen Körper 1 mit zwei Seitenarmen 2 und 3, die beide auf der gleichen Achse liegen können, sowie mit einem in der Mitte liegenden Leiter 4, wobei der Ringraum zwischen dem Leiter 4 und dem Körper mit einem geeigneten Material, z. B. Glas oder Keramik, an der Stelle 4' verschlossen ist. Die Elektrode 4 paßt in das Ende des inneren Leiters des Koaxialkabels.A practical embodiment of the invention is shown in Fig.3 when used in conjunction with an arrangement is used in which the input vibrations are fed to the crystal mixer through a coaxial cable, which is shown by dash-dotted lines, are supplied. The rectifier arrangement contains a body 1 with two side arms 2 and 3, both of which can lie on the same axis, and with a central conductor 4, the annular space between the conductor 4 and the Body with a suitable material, e.g. B. glass or ceramic, is closed at the point 4 '. the Electrode 4 fits into the end of the inner conductor of the coaxial cable.

ίο Auf der Elektrode 4 sitzt ein Metallteil 5, an dessen einer Seitenfläche das Ende einer Nadelelektrode 6 und an dessen anderer Seitenfläche ein Stück Halbleitermaterial 7 befestigt ist. In den Seitenarmen 2 und 3 sind zwei Leiter 8 und 9 dicht gefaßt; an einem Ende eines Stabes sitzt dort eine Nadelelektrode 10 und am Ende des anderen Stabes ein Stück Halbleitermaterial 11. Diese Teile werden beim Zusammenbau so justiert, daß sie normalerweise eine wirksame Gleichrichterwirkung ausüben. In einem Mischer für 3-cm-Wellen würde die mit A bezeichnete Abmessung in der Größenordnung von 2 mm liegen.On the electrode 4 sits a metal part 5, on one side face of which the end of a needle electrode 6 and on the other side face a piece of semiconductor material 7 is attached. In the side arms 2 and 3, two conductors 8 and 9 are held tightly; A needle electrode 10 sits there at one end of a rod and a piece of semiconductor material 11 at the end of the other rod. These parts are adjusted during assembly so that they normally have an effective rectifying effect. In a 3 cm shaft mixer , the dimension labeled A would be on the order of 2 mm.

Die Seitenarme könnten ein Viertel der Wellenlänge lang sein, und die Isolation zwischen den äußeren Hülsen 3 und 4 und den Stäben 8 und 9 kann aus einem geeigneten Dielektrikum bestehen. Damit läßt sich die erforderliche Induktivität und Kapazität für Isolierzwecke einführen.The side arms could be a quarter of the wavelength, and the isolation between the outer sleeves 3 and 4 and the rods 8 and 9 can consist of a suitable dielectric. This allows the necessary inductance and capacitance to be introduced for insulation purposes.

Claims

Claim:

Diode mixer with two crystal electrodes in a hollow, sealed housing and one in it axially insulated electrode held together with the conductors of a coaxial line can be connected via which the input signals to be rectified are supplied be that when reaching the Kristallode at the electrical midpoint between two in series Rectifiers connected to the output circuit arrive, characterized in that that the rectifiers (crystallodes) electrically with two conductors arranged in an axis are connected, which run perpendicular to the electrode axis and are inserted insulated through openings in the housing wall, wherein the rectifiers to each other at a one-tenth the wavelength of the input signals are arranged not exceeding the distance.

Considered publications:
German Patent Nos. 902509, 935556;
U.S. Patent No. 2,754,416.

1 sheet of drawings