DE1261903B - Schaltungsanordnung eines Doppelueberlagerungsempfaengers fuer Lang-, Mittel- und Kurzwelle - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung eines Doppelüberlagerungsempfängers für Lang-, Mittel- und Kurzwelle Es sind Kurzwellenempfänger bekanntgeworden, die das Doppelüberlagerungsprinzip verwenden, um gute Selektionseigenschaften zu erhalten. Für Lang-und Mittelwellenempfang beschränkte man sich jedoch auf einfache Überlagerung. Dabei stieß man anfangs auf die Schwierigkeit, daß bei einer Zwischenfrequenz von 127 kHz ein durchstimmbares Bandfilter im Eingang erforderlich ist, um ausreichende Fernselektion zu erzielen. Erst durch die Entwicklung von Bandfiltern mit hoher Güte wurde es ermöglicht, auf eine Zwischenfrequenz von etwa 470 kHz überzugehen. Nunmehr wurde durch einen einzigen Eingangskreis eine im allgemeinen ausreichende Fernselektion gewährleistet. Für Kurzwellenempfang ist ein Einzeleingangskreis jedoch nicht geeignet, ausreichende Fernselektion zu erzielen. Die dadurch entstehenden Pfeifstörungen und Mehrdeutigkeiten wurden jedoch in den meisten Rundfunkempfängern in Kauf genommen.
• Es sind auch Kurzwellenempfänger bekanntgeworden, die auf einen durchstimmbaren Eingangskreis verzichten und statt dessen umschaltbare, fest abgestimmte Kreise verwenden. Eine Variante eines solchen Empfängers (deutsches Patent 821802) nützt ferner die Tatsache aus, daß für den Empfang von zwei um etwa zwei Zwischenfrequenzen voneinander entfernt liegenden Kurzwellenbändern derselbe Oszillatorfrequenzbereich verwendet werden kann, so daß lediglich der Eingangskreis umgeschaltet zu werden braucht. Ein solcher Empfänger bietet jedoch nur selten Vorteile, da für Lang- und Mittelwellenempfang doch ein durchstimmbarer Eingangskreis erforderlich ist. Bei Kurzwellenempfang wird auf diesen verzichtet, wodurch die ohnehin nicht ausreichende Fernselektion noch verschlechtert wird.
• Es ist auch bekannt, die Zwischenfrequenz eines Mittelwellenempfängers so weit zu erhöhen, daß die Spiegelfrequenzen außerhalb des Empfangsbereiches liegen (deutsches Patent 676 206). Man kann dann auf einen durchstimmbaren Eingangskreis verzichten, wenn durch eine Siebkette die kurzwelligen Schwingungen ferngehalten werden. Der Abschlußwiderstand einer solchen Siebkette muß jedoch niedrig gehalten werden, da sonst in der Praxis die Parallelkapazitäten der Spulen zu groß werden, wodurch die Abschwächung der kurzwelligen Schwingungen verringert wird. In einer Röhrenschaltung bedeutet das, daß die Empfindlichkeit zu niedrig wird, wenn man ausreichende Abschwächung der Spiegel- und sonstiger Störfrequenzen erreichen will. Außerdem sind die Selektionseigenschaften eines Empfängers mit so hoher Zwischenfrequenz und einfacher Überlagerung nicht ausreichend. Daher hat dieser Empfänger keine größere Bedeutung erlangen können, obwohl er noch die Möglichkeit aufweist, daß man durch Umschaltung der Siebkette die kurzwelligen Schwingungen empfangen kann.
• Ein Nachteil der üblichen Schaltungsanordnungen für MW-Empfänger besteht darin, daß sich eine frequenzgerade Skala nur schwierig herstellen läßt. Es ist dazu erforderlich, daß sich die Kapazität, beziehungsweise Induktivität von Eingangs- und Oszillatorkreis reziprok-quadratisch zur Frequenz ändert. Dies führt zu herstellungstechnischen Schwierigkeiten, da der Frequenzkoeffizient des Eingangskreises zu groß ist. Man begnügte sich daher meistens mit einer Skala, auf der die Sendestationen am kurzwelligen Ende der Skala wesentlich enger aneinanderliegen als am langwelligen.
• Die Aufgabe besteht darin, die geschilderten Nachteile zu vermeiden, und wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
• Mit dieser Schaltungsanordnung wird die Gegebenheit, daß Lang- und Mittelwellenbereich zusammengelegt etwa den gleichen Frequenzumfang aufweist, wie 41-m- und 49-m-Rundfunkband, nämlich etwa 1500 kHz, ausgenutzt. Die Schaltungsanordnung weist gegenüber den bisher bekanntgewordenen den Vorteil auf, daß die genannten vier Rundfunkbereiche ohne Umschaltung der Oszillatorfrequenz erfaßt werden. Außerdem wird die Ausführung einer frequenzgeraden Skala praktisch ermöglicht. Gegenüber den zur Zeit üblichen Rundfunkempfängern weist sie den Vorteil auf, daß die Fernselektion auch auf dem Kurzwellenbereich ausreichend ist. Dies wird durch die an sich bekannte doppelte Mischung erreicht. Dieser Mehraufwand wird dadurch aufgewogen, daß kein abstimmbarer Eingangskreis vorhanden ist. Die Schaltungsanordnung weist außerdem den an sich bekannten Vorteil besserer Nahselektion bei Verwendung einer niedrigeren Zwischenfrequenz auf.
• Bei der Schaltungsanordnung gemäß Bild 1 ist die erste Zwischenfrequenz so gewählt, daß die Spiegelfrequenz zurr Lang-Mittel-Wellenbereich im Gebiet der beiden Kurzwellenrundfunkbänder liegt. Daher kann für beide Bereiche derselbe Oszillatorfrequenzbereich verwendet werden. Im ersten Fall ist die empfangene Frequenz durch die Differenz von Oszillator- und Zwischenfrequenz definiert. Im zweiten Fall durch deren Summe. Die Oszillatorfrequenz wird höher gemacht als die Zwischenfrequenz. Würde man sie niedriger machen, ergäbe sich, daß bei bestimmter Einstellung ihre Harmonische mit der Empfangsfrequenz übereinstimmt. Ferner würden die Selektionseigenschaften schlechter und die Skalen für die beiden Bereiche gegenläufig. Wenn die Rundfunkbereiche LW, MW, 49-m- und 41-m-Band voll erfaßt werden sollen, ergibt sich eine erste Zwischenfrequenz von 2,8 bis 2,9 MHz. Dies veranschaulicht Bild 3.
• Ein fest abgestimmtes, umschaltbares Netzwerk im Eingang sorgt für die Unterdrückung der jeweiligen Spiegelfrequenz und sonstiger Störfrequenzen. Für die Ausführung dieses Netzwerkes ergeben sich mehrere prinzipielle Möglichkeiten. Zweckmäßig ist es, für den Kurzwellenbereich ein breites, zweikreisiges Bandfilter zu verwenden, dessen Elemente bei Lang-und Mittelwellenempfang zur Abschwächung der höheren Frequenzen verwendet werden. Ein solches Netzwerk wird an Hand des Ausführungsbeispiels im folgenden genau beschrieben.
• Die zweite Zwischenfrequenz liegt unterhalb der niedrigsten Empfangsfrequenz. Bei einer Zwischenfrequenz von 127 kHz erreicht man bereits mit drei Kreisen ausreichende Nahselektion, für die bei einer Zwischenfrequenz von 470 kHz vier Kreise erforderlich wären. Für die erste Zwischenfrequenz wären in beiden Fällen zwei Kreise erforderlich.
• Die zweite Oszillatorfrequenz, die fest eingestellt ist, wird niedriger gemacht, als die erste Zwischenfrequenz. Andernfalls würde die Spiegelfrequenz zur ersten Zwischenfrequenz im Oszillatorfrequenzbereich liegen.
• Zu erwähnen ist noch, daß die Verwendung einer Ferritantenne nicht vorgesehen ist, und daß als aktive Elemente Transistoren verwendet werden. Ein Ausführungsbeispiel zeigt der Schaltplan, an Hand dessen eine genaue Beschreibung folgt.
• Bei Kurzwellenempfang (Bereich 2) gelangt das Antennensignal über S 1 und C 2 auf ein zweikreisiges Filter, dessen Mittenfrequenz bei 6,6 MHz liegt. Die Kopplung geschieht über C5 im Fußpunkt. Das Filter ist überkritisch gekoppelt. Dadurch läßt sich ausreichende Bandbreite bei hoher Kreisgüte erlangen. Die Einsattelung in der Mitte des Bereiches ist bis zu einem gewissen Grade tragbar, vielleicht sogar erwünscht, da in diesem Gebiet ohnehin keine Rundfunksender arbeiten. Um gleiche Dämpfung der beiden Kreise zu erreichen, wird die Spule L 1 des ersten Kreises durch den Widerstand r zusätzlich bedämpft. Die Kapazität C 2 ist so klein wie möglich zu machen, damit das Filter durch die Antenne nur wenig verstimmt wird. Der zweite Kreis des Filters, der aus L3, C7, C 8 und der Basis-Emitter-Kapazität des Transistors T1 gebildet wird, ist über einen kapazitiven Spannungsteiler an den Transistor angepaßt. Das übersetzungsverhältnis ist von der Eingangskapazität des Transistors abhängig. Dadurch werden die oft beträchtlichen Exemplarstreuungen handelsüblicher Transistoren, die für diese Stufe geeignet sind, teilweise kompensiert. Bei gleicher Induktivitäf der Spulen L 1 und L 3, einer Betriebsdämpfung von d = 0,065 für beide Kreise und einem Kopplungsfaktor kld = 3 erhält man den Frequenzgang, der in B il d 1 oben dargestellt ist.
• Bei Lang- und Mittelwellenempfang (Bereich 1) gelangt das Antennensignal über S1 und C1 an einen Serienresonanzkreis, gebildet aus C 3 und L I, der auf etwa 6,0 MHz abgestimmt ist. C 1 hat die Aufgabe, niederfrequente Einstreuungen von der Antenne fernzuhalten. über einen Parallelresonanzkreis mit geringer Güte und einer Resonanzfrequenz von 6,6 MHz gelangt das Signal nochmals auf einen Serienresonanzkreis, gebildet aus C 8 und L 3, der auf etwa 7,2 MHz abgestimmt ist. Wenn der Parallelresonanzkreis eine Dämpfung d = 0,2 und einen Resonanzwiderstand Z, = 5 kQ aufweist und wenn der Resonanzwiderstand der Serienresonanzkreise bei 110 9 liegt, erhält man eine Spiegelselektion von etwa 55 db, wie aus Bild 1 unten ersichtlich ist. Die Schaltkontakte S1, S2 und S3 sind in Stellung »Bereich 1« gezeichnet.
• Im Bereich 1 arbeitet die erste Stufe als aperiodischer Hochfrequenzverstärker. Um ein günstiges Signal-Rausch-Verhältnis zu erzielen, ist diese Stufe unerläßlich. Sie dient außerdem zur Regelung. Durch die Diode D 2 in der Regelleitung wird die Bedämpfung des Eingangsfilters bei Kurzwellenempfang weitgehend unabhängig von der Regelspannung.
• Die erste Mischstufe ist in bekannter Weise aperiodisch an die Hochfrequenzverstärkerstufe angekoppelt. Der Oszillator kann mittels C 10 von 3,0 bis 4,48 MHz durchgestimmt werden. Während der Kapazitätsquotient des Oszillatordrehkondensators eines herkömmlichen Mittelwellenempfängers etwa 4,4 beträgt, ist er in dieser Schaltungsanordnung nur 2,2. Dieser niedrige Wert erlaubt die Herstellung einer frequenzgeraden Skala. Das erste Zwischenfrequenzfilter ist auf 2,85 MHz abgestimmt. Somit ergibt sich für Bereich 1 ein Empfangsfrequenz= bereich von 0,15 bis 1,63 MHz. Auf Bereich 2 werden die Frequenzen von 5,85 bis 7,33 MHz erfaßt. Das erste Zwischenfrequenzfilter ist unterkritisch gekoppelt, um die Selektion zu verbessern. Wenn k/d = 0,5 gemacht wird, ist der Verstärkungsverlust lediglich 2 db. Die Selektion wird um 4 db besser als bei kritischer Kopplung. Die Kreisgüte soll möglichst hoch sein. Bei einer Betriebsdämpfung von 1,5 1/o beträgt die Abschwächung der durch die zweite Mischung hervorgerufenen Spiegelfrequenzen 41 db. Falls ein noch besserer Wert gewünscht wird, kann das Filter durch eine Rückkopplung auf die erste Mischstufe weiter entdämpft werden. Die dadurch verursachte Instabilität wäre nicht größer als bei Verwendung eines Filters mit der entsprechenden Güte.
• Der Oszillator der zweiten Mischstufe ist fest auf eine Frequenz von 2,732 MHz eingestellt. Die zweite Zwischenfrequenz beträgt 127 kHz. Die zweite Mischung verursacht eine Spiegelfrequenz von 2,596 MHz. Für die Fernselektion ist in erster Linie die Abschwächung dieser Frequenz maßgebend. Das 127-kHz-Filter ist überkritisch gekoppelt. Die dadurch verursachte Einsattelung wird durch einen Einzelkreis im Ausgang der Stufe wieder ausgeglichen. Auf diese Weise kommt man mit einem Einzelkreis und einem Filter näher an die Idealform der Durchlaßkurve heran als mit zwei kritisch gekoppelten Filtern. Da die Spannung unmittelbar nach der Demodulation den Regelleistungsbedarf nicht decken würde, muß die Regelspannung in der nächsten Stufe mit T5 verstärkt werden. Diese Stufe dient zugleich als Niederfrequenzvorverstärker.
• B i 1 d 2 zeigt die einzelnen Zwischenfrequenzdurchlaßkurven unter Zugrundelegung der folgenden Werte: 2850-kHz-Filter . . . . . . . . k/d = 0,5, d = 0,015 127-kHz-Filter . . . . . . . . k/d = 5,0,d = 0,0125 127-kHz-Einzelkreis.... d = 0,025 Die Bandbreite des gesamten Verstärkers beträgt 8,9 kHz, bei einem Abfall von 3 db. Die Nahselektion bei 9 kHz beträgt 29 db; bei 18 kHz 50 db.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung eines Doppelüberlagerungsempfängers für Lang-, Mittel- und Kurzwelle, mit nur einem abzustimmenden Schwingungskreis und umschaltbarem, fest abgestimmtem Netzwerk im Eingang, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß Lang- und Mittelwelle auf dem einen Empfangsbereich und das 41-m- und 49-m-Kurzwellen-Rundfunkband auf dem anderen Empfangsbereich mit dem gleichen abstimmbaren Oszillator in die erste Zwischenfrequenz, welcheniedriger als die erste Oszillatorfrequenz, jedoch höher als die zweite Oszillatorfrequenz liegt, umgesetzt werden, während die zweite Zwischenfrequenz unterhalb des Langwellenbereiches liegt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang bei Lang-und Mittelwellenempfang zwei Serienresonanzkreise über einen Parallelresonanzkreis annähernd gleicher Resonanzfrequenz gekoppelt sind und bei Kurzwellenempfang mit den Elementen der beiden Serienresonanzkreise ein zweikreisiges, kapazitiv fußpunktgekoppeltes Bandfilter gebildet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 703 273; deutsche Auslegeschrift Nr.1041110.