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Empfänger für amplitudenmodulierte Radiosignale
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Die Erfindung betrifft einen Empfänger für amplitudenmodulierte Radiosignale
mit Frequenzen, die innerhalb eines kontinuierlichen Frequenzbereiches liegen, der
sich vorzugsweise von etwa 150 kHz bis etwa 1.620 kHz erstreckt, mit einer Überlagerungsschaltung,
welche eine Signaleingangseinihtung, einen Überlagerungsoszillator, einen Mischkreis
und ein Zwischenfrequenzfilter aufweist, also eine Schaltungsanordnung für AM-Radioempfänger,
vorzugsweise für Empfänger im Mittelwellen- und Langwellenbereich, aber, infolge
einer geeigneten Auswahl von Frequenzen in den Filtern des AM-Empfängers, auch für
den Kurzwellenbereich.
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Bisher wird in Radioempfängern für den Mittelwellen- und Langwellenbereich,
in denen Amplitudenmodulation (A) verwendet wird, üblicherweise eine Uberlagerungsschaltung
verwendet, in der einem Mischkreis ein Kreis vorgeschaltet ist, der auf das empfangene
Radiosignal abstimmbar ist, wobei durch einen ebenfalls abstimmbaren Uberlagerungsoszillator
ein Zwisdienfrequenzsignal erzeugt wird, dessen Frequenz gleich der Differenz zwischen
der Frequenz des Überlagerungsoszillators und der ankommenden Signalfrequenz ist.
Diese Zwischenfrequenzschwingung , welche die Modulation der ankommenden Signalfrequenz
trägt, muß, um eine Verstärkung in einem fest abgestimmten Zwischenfrequenzverstrker
zu ermöglichen, für jedes ankommende Signal einen konstanten Wert haben. Dies läßt
sich natürlich durch eine entsprechende Einstellung der Frequenz des überlagerungsoszillators
mittels eines Einstellknopfes oder mittels ähnlicher Einrichtungen bewerkstelligen.
Zusätzlich hierzu muß aber der Abstimmkreis, welcher der Mischschaltung vorangeht,
gleichzeitig auf die Frequenz des ankommenden Signales abgestimmt werden. Bei bekannten
Rutidfunkemp fängern erfolgt dies in mehr oder weniger guter Näherung dadurch, daß
für die Abstimmung des Sicjnilkreises, welcher der Mischeranordnung vorgeschaltet
ist, und der Uberlagerungsschaltung Drehplattenkonderlsatorell verwendet werden,
die auf ein und derselben Welle liegen und entweder für die beiden Kreise in Abhängigkeit
vom Abstimmwinkel unterschiedliche Kapazitätskurven aufweisen oder dadurch ergänzt
sind, daß Festkondensatoren in Reihe mit oder parallel zu einem oder beiden Drehplattenkondensatoren,
vorzugsweise im Oszillatorkreis, geschaltet sind.
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In diesem Fall hat man bei einem App.lrat, der einen
Mittelwellenbereich
von 550 bis 1.620 kflz und einen Langwellenbereich von wenigstens 150 bis 300 kIlz
umfaßt, eine Zwischenfrequenz in der Größenordnung von 450 kllz verwendet. Zu diesem
Zweck sind bisher Schalter zum Verbinden verschiedener Induktivitäten und Festkondensatoren
für jeden der Mittelwellen- und Langwellcnbereiche und außerdem eine sogenannte
Trimmung erforderlich, mittels Schaltungskomponenten, die eine einmalige Einstellung
ermöglichen, um die Herstellungstoleranzen zu berücksichtigen, die bei den kapazitiven
und induktiven Schaltungskomponenten, welche verwendet werden, notwendigerweise
vorliegen.
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Auch der fest ahgestimmte Zwischenfrequenzverstürker erfordert eine
derartige Trimmung, damit man eine Filtercharakteristik erhält, die von der @@wünschten
Art ist, trägt man die Verstirkung als Funki@n der Frequenz auf.
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Es ist k@r@ daß ein Radioenptänger für den Mittetwellen-und Dahgwellenbereich
der verstehend beschriebenen Art wegen der @@rhältnismäßig zahlreichen variablen
und Festen Schaltungselemente, die in der Mischeranordnung erforderlich sind, und
der Trimmung der Mischeranordnung und des Zwischenfre quenzverstärkers infolge der
heutzutage hohen Arbeitskosten kostspielig ist. Außerdem ist ein derartiger Empfänger
nicht besonders stabil, weil die zahlreichen einstellbaren Schaltungselemente bei
normaler Konstruktion Femperaturabhängigkeit und Verschiebangen während des Gebrauches
aufweisen. Auch bereitet es Schwierigkeiten, eine hinreichend hohe Spiegelfrequenzdämpfung
ohne Verdoppeln der Anzahl der Signalkreise zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen AM-Radioempfänger
zu
schaffen, in erster Linie für den Mittelwellen-und Langwellenbereich, der einerseits
infolge seines Aufbaus ein Minimum an Trimm- und Einstellarbeit erfordert und dessen
Aufbau andererseits durch die Verwendung derzeit verfügbarer Schaltungselemente
einfach und kostengünstig ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Empfänger der gattungsgemäßen
Art gelöst, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Signaleingangseinrichtung
ein Festeingangsfilter aufweist, welches mit im wesentlichen gleichförmiger Dämpfung
Radiosignale innerhalb des Frequenzbereiches durchläßt; daß der Uberlagerungsoszillator
innerhalb eines Frequenzbereiches abstimmbar ist, der dazu führt, daß der Mischkreis,
auf der Basis eines beliebigen Eingangssignales innerhalb des Frequenzbereiches,
eine Zwischenfrequenz erzeugt, die gleich der Summe oder der Differenz zwischen
der Oszillatorfrequenz und der Signalfrequenz ist und einen Wert hat, der größer
ist als wenigstens das Doppelte des Wertes der oberen Grenzfrequenz des Eingangsfilters;
und daß das Zwischenfrequenzfilter ein Quarzkristallfilter mit kleiner iiöchstbandbreite
ist.
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Ein Ausgangspunkt war es bei der Erfindung, durch die Auswahl einer
Zwischenfrequenz, die beträchtlich höher ist als das höchste in Betracht kommende
Eingangssignal in der Lage zu sein, eine Mischeranordnung zu verwenden, bei der
für den Mittelwellen- und Langwellenbereich ein geeignet dimensioniertes Tiefpaßfilter
verwendet werden kann, welches vollständig aus festen Schaltungselementen aufgebaut
ist und nach der Herstellung keine Trimmung erfordert, wobei die Verwendung
des
Tiefpaßfilters als Eingangsstufe der Mischer anordnung außerdem die Möglichkeit
gibt, Sender innerhalb des Bereiches zwischen 300 kllz und 550 kHz, in dem das sogenannte
Marineband liegt, zu empfangen.
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Durch die erfindungsgemäße Auswahl der hohen Zwischenfrequenz ist
es weiterhin möglich, zur Erzielung der gewünschten Selektivität Quarzkristalle
zu verwenden, die heutzutage preiswert herstellbar sind, aber nichtsdestoweniger
derart geringe Toleranzen aufweisen, daß sie ohne weitere Zwischenschritte in ein
in geeigneter Weise ausgelegtes Filter eingebaut werden können, wodurch dieses Filter
völlig akzeptable und vorteilhafte Eigenschaften bekommt. Beispielsweise wird, wie
erwähnt sei, bei einem normalen modernen Farbfernsehempfänger ein Oszillator für
die soaenannte Zwischenträgerfrequenz, die etwa 4,43 Iz beträgt, eingesetzt, wobei
in dem hiei für verwendeten Schwingkreis ein Kristall verwendet wird.
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Bei einem Farbfernsehempfänger sind spezielle Schaltungen zum Einstellen
der Frequenz des Unterträgeroszillators auf einen sehr sorgfältig bestimmten Wert
während des Betriebes vorgesehen, jedoch kann dies selbst dann erfolgen, wenn die
verwendeten Kristalle Toleranzen aufweisen, die hinreichend breit sind, so daß die
Kristalle sehr preiswert hergestellt werden können.
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Da es erfindungsgemäß möglich ist, die in Rede stehende Zwischenfrequenz
verhältnismäßig willkürlich anzuordnen, jedenfalls aber beträchtlich oberhalb der
höchsten in Rede stehenden Empfangsfrequenz, läßt sich beispielsweise eine Zwischenfrequenz,
welche nominell 4,43 MHz beträgt, wählen, wobei für die Konstruktion des entsprechenden
Zwischenfrequenzfilters kommerziell erhältliche Kristalle verwendet werden können,
die für
Unterträgeroszillatoren mit der Nennfrequenz 4,43 MHz bestimmt
sind, jedoch in der Praxis von dieser Nennfrequenz um einen bestimmten Wert abweichen.
Bei dem erfindungsgemäßen Empfänger kann diese Abweichung der Kristalle voneinander
bis zu etwa 1 kHz betragen.
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Der überlagerungsoszillator muß innerhalb eines Frequenzbereiches
abstimmbar sein, der so bemessen ist, daß sich für jede Signalfrequenz innerhalb
des Bereiches von 150 bis 1.620 kHz die gewünschte Zwischenfrequenz realisieren
läßt. Wenn die gewünschte Zwischenfrequenz mit f bezeichnet wird, die höchste zu
empfangende m Signalfrequenz mit fh, die niedrigste zu empfangende Signalfrequenz
mit fr so erhalt man hinsichtlich des Höchstwertes foh und des niedrigsten Wertes
fon der Oszillatorfrequenz die nachfolgenden Gleichungen: f = f + f und f = f +
f (1) m m h on m n bzw.
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foh = fm - fn und fon = fm - fh# (2) Bei einem angenommenen Signalfrequenzbereich
von 150 bis 1.620 kHz und einer Zwischenfrequenz von 4,43 MHz bedeutet dies nach
Gleichung (1) einen Oszillatorfrequenzbereich von 4,58 bis 6,05 MHz und nach Gleichung
(2) einen Oszillatorfrequenzbereich von etwa 2,81 bis 4,28 MHz. In der Praxis hat
es sich aus verschiedenen Gründen als vorteilhaft herausgestellt, den durch Gleichung
(1) definierten Oszillatorfrequenzbereich zu verwenden, jedoch umfaßt der Erfindungsgedanke
beide Alternativen.
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Hinsichtlich der Auswahl der Zwischenfrequenz ist weiter zu beachten,
daß, betrachtet man die Erzeugung von Harmonischen, die in einem Mischer stattfinden
kann, die Zwischenfrequenz erfindungsgemäß höher als das Doppelte der höchsten Signalfrequenz
und vorzugsweise zwischen 3,5 und 11 MHz gewählt werden sollte. Eine höhere Zwischenfrequenz
kann ebenfalls verwendet werden, jedoch bestehen dann gewisse Schwierigkeiten darin,
einen hinreichend stabilen Uberlagerungsoszillator zu erhalten.
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Als Mischkreis läßt sich prinzipiell ein beliebiger Mischkreis verwenden.
Da es aber wünschenswert ist, Zwisclienmodulation soweit wie möglich zu vermeidell,
hat sich ein symmetrischer Mischkreis als vorteilhaft herausgestellt, insbesondere
ein solcher, bei dem die in dem Kreis vorhandenen Transistoren durch die von dem
Uberlagerungsos z i Ilator abgeleitetenSchwingunf3en zvziscilerl nichtleitenden
und leitenden Zuständen geschaltet werden. Als symmetrische Mischkreise lassen sich
auch Diodenmischer oder sogenannte Ringmischer verwenden.
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Das Eingangsfilter muß innerhalb des in Rede stehenden Empfangsbereiches,
vorzugsweise also innerhalb des Bereiches von 150 bis 1.620 kHz, Signalfrequenzen
durchlassen. Hierfür läßt sich ein Filter verwenden, welches im wesentlichen als
Tiefpaßfilter ausgelegt ist, wobei aber die untere Abschneid- oder Grenzfrequenz
nicht Null ist, sondern zwecks eines Kondensators, der im Filter vorliegt und zum
Entkoppeln des Mischkreises hinsichtlich externer Gleichspannungen dient, bei einigentzig
kflz liegt. Die obere Grenzfrequenz muß natürlich höher sein als die höchste Signalfrequenz
(1.620
kHz) und dazu deutlich ausgeprägt, so daß also die Dämpfung oberhalb der Grenzfrequenz
rasch ansteigt, um zu erreichen, daß die sogenannten Bildfrequenzen nicht fühlbar
werden und die Abstrahlung der Uberlagerungsoszillatorwellen von der Antenne so
niedrig wie möglich ist.
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Gemäß einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist das Eingangsfilter
so konstruiert, daß es für die zu empfangenden Signalfrequenzen eine gewisse Dämpfung
aufweist. Der Grund hierfür liegt darin, daß es wünscheswert ist, eine mögliche
Zwischenmodulation in der Mischeranordnung soweit wie möglich zu reduzieren. Es
hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß diese Dämpfung, welche im Eingangsfilter
vorgesehen ist, praktisch kein nachteiliges Anwachsen des Rauschpegels des Empfängers
bewirkt. Dies hängt offenbar damit zusammen, daß der verwendete Mischkreis einen
sehr niedrigen Rauschpegel hat und das atmosphärische Rauschen und das Rauschen
aufgrund äußerer Störungen ein beträchtliches Niveau haben. Dementsprechend bestimmt
das mit dem Signal ankommende Rauschen das Signalrauschverhältnis beim Empfang.
Da das Eingangsfilter das ankommende Signal und das Rauschen in gleichem Ausmaß
dämpft, während andererseits die Zwischenmodulation mit abnehmender Signalstärke
abnimmt, ergibt sich als Gesamtergebnis eine Verbesserung der Empfangseigenschaften
des Gerätes infolge der durch das Eingangsfilter erfolgenden Dämpfung.
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Das Zwischenfrequenzfilter ist, anders als bei herkömmlicherweise
verwendeten Kristallfiltern, aus einer Anzahl von Filtergliedern aufgebaut, die
jeweils einen
Kristall der vorbeschriebenen Art aufweisen. Der
Kristall jedes Gliedes hat dieselbe Reihen-Resonanzfrequenz.
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Mittels eines Kondensators, der eine geringe Kapazität hat und im
Filter vorgesehen ist, kann der relative Kopplungsfaktor der Filterglieder bestimmt
werden, damit auch die Bandbreite des Filters. In diesem Zusammenhang hat es sich
unter Berücksichtigung der heutigen Empfangsbedingungen als zweckmäßig herausgestellt,
dem Filter eine schmale Bandbreite und eine Gesamt-Höchstbandbreite von beispielsweise
5 kHz zu geben, während an dem Punkt der Filterkurve, an dem die Gesamt-Bandbreite
auf 20 kHz angewachsen ist, die Dämpfung einen Wert von 70 dB aufweist.
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Ein Bandfilter mit geringer Bandbreite führt dazu, daß die höchsten
Modulationsfrequenzen des AM-Signales unterdrückt werden, wie dies bekannt ist.
Gleichzeitig wird aber die heutzutage vorliegende wechselseitige Störung unterdrückt,
die darauf zurückzuführen ist, daß die Sender im Mittelwellen- und Langwellenbereich
häufig in ihrer Frequenz dicht beieinanderliegen und nicht exakt auf den international
festgelegten Frequenzen gehalten werden. Versuche haben gezeigt, daß die Empfangsqualität,
die man bei der Verwendung eines derartigen Schmalbandfilters für die Zwischenfrequenz
erhält, besser ist als dasjenige Empfangsergebnis, welches sich im Falle eines Zwischenfrequenzfilters
mit einem breiteren Band ergibt.
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Die Merkmale der Erfindung, die besonders vorteilhaft sind, lassen
sich wie folgt zusammenfassen: 1) Der erfindungsgemäße Empfänger erfordert nur eine
geringe Nachstellung oder Trimmung, wobei diese Trimmung
sich leicht
bewerkstelligen läßt.
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2) Zum Abstimmen des Oszillators lassen sich preiswerte Kapazitätsdioden
verwenden.
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3) Mit einer niedrigen maximalen Abstimmspannung läßt sich der gesamte
Mittelwellen- und Langweilenbereich abdecken, ein Merkmal, welches bei nicht ortsfesten,
insbesondere tragbaren Radioemp fängern höchst vorteilhaft ist, da die Betriebsspannung
des Empfängers selbst als Abstimmspannung verwendet werden kann.
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4) Durch die Auswahl der Zwischenfrecruenz ergeben sich bei der Erfindung
eine starke Spiegelfrequenz dämpfung und eine geringe Schwingungsabstrahlung von
der Antenne.
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5) Um den gesamten Frequenzbereich zwischen 150 und 1.620 kEIz empfangen
zu können, ist kein Schalten von Kreisen erforderlich.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der
Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt: Fig. 1 ein Blockdiagramm, welches
den allgemeinen Aufbau eines Aus führungsbe ispieles des erfindungsgemäßen Empfängers
erkennen läßt; Fig. 2 ein detailliertes SclIaltdiagramm des in Fig.
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1 wiedergegebenen Eitpfängers; Fig. 3 eine Darstellung der allgemeinen
Charakteristik der Dätmrzfungs eigenschaften eines Eingangsfilters,
welches
bei dem erfindungsgcmäßen Empfänger verwendbar ist; und Fig. 4 die allgemeinen Dämprungseigenschaften
eines Zwischenfrequenzfilters, welches bei dem erfindungsgemäßen Empfänger verwendbar
ist.
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Wie Fig. erkennen läßt, ist ein erster Block Bl über einen Anschluß
A an eine Antenne angeschlossen. Der Block Bl weist ein Eingangsfilter auf, welches
alle Frequenzen, die empfangen werden sollen, durchläßt und im vorliegenden Fall
den gesamten Bereich zwischen etwa 150 kHz (die niedrigste Frequenz innerhalb des
Rundfunk-Langwellenbereiches) und etwa 1.620 kilz (die höchste Frequenz im Run(lfunk-Mittelwellenbereich)
umfaßt. Das Eingangsfilter weist keine variablen Abstimmelemente auf, sondern Läßt
sich als Tiefpaßfilter bezeichnen, welches aus festen Elementen aufgebaut ist und
im wesentlichen dieselbe Schwächung oder Dämpfung im gesamten Bereich von 150 bis
1.620 kliz sowie eine rasch ansteigende Dämpfung für Frequenzen von mehr als 1.620
kHz aufweist.
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Die Signale, welche durch das Eingangsfilter in Block B1 hindurchgehen,
<ielangen zum Block B2, der eine Oszillator- und Mischstufe bildet, die aus Transistoren
aufgebaut ist und als variable Abstimmelemente Kapazitätsdioden aufweist, wobei
die Abstimmung mittels einer variablen Abstimmspannung erfolgt, die filter einen
Anschlußpunkt AS zugeftihrt will. Im Block B2 wird eine Oszillatorspannung erzeugt,
die in diesem Fall so ausgewählt ist, daß sie oberhalb der hohen Zwis(lenfre<iuenz
lie<1t und daher die Summe aus der gewünschten Signalfnequenz, die empfangen
werden soll, zuzüglich
der Zwischenfrequenz ist, d.h. also, bei
einer angenommenen Zwischenfrequenz von 4,43 MHz zwischen 4,58 und 6,05 MHz liegt.
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Die in Block B2 erzeugte Zwischenfrequenz wird auf einen Block B3
übertragen, der aus einem Zwischenfrequenzfilter besteht, welches über ein verhältnismäßig
schmales Frequenzband um die in Rede stehende Zwischenfrequenz eine im wesentliche
konstante Dämpfung hat, während für Frequenzen, die von der Zwischenfrequenz weiter
weg liegen, eine rasch ansteigende Dämpfung vorliegt. Ein derartiges Filter läßt
sich durch die Verwendung von Quarzkristallen realisieren. Im vorliegenden Fall
sind derartiae Kristalle verwendet, die ein Zwischenfrequenzfilter ergeben, welches
die gewünschten Eigenschaften um eine Mittelfrequenz von 4,43 MHz aufweist.
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Von Block B3 wird die gebildete Zwischenfrequenz zu einem Zwischenfrequenzverstärker
geleitet, der niederselektiv oder aperiodisch sein kann und dem ein Detektor für
AM-modulierte Signale und daran anschließend ein Audiofrequenzverstärker sowie Lautsprecher
oder Kopfhörer nachgeschaltet sind. Dieser Teil des Gerätes, der auch eine automatische
Verstärkungsgradsteuerung des Zwischenfrequenzverstärkers aufweisen kann, bildet
keinen Teil der Erfindung und wird daher nicht im einzelnen beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun das gezeigte Ausführungsbeispiel
in seinen Einzelheiten erläutert.
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Das Eingangsfilter oder der Block B1 weist, in seinem
Reihenzweig,
eine Induktivitätsspule L1 in Reihe mit einem Kondensator C3 auf. Vom Eingang A
aus sind ein geerdeter Widerstand Rl, ein erster Filterkondensator C1, ein zweiter
Filterkondensator C2 nach der Induktivitätsspule L1 und nach dem Kondensator C3
ein zusätzlicher Widerstand R2 vorgesehen, der in Reihe mit einem Kondensator C4
mit Erde verbunden ist. Der Widerstand R1 dient dazu, von der Antenne Ladungen zur
Erde abzuleiten, und bewirkt zusammen mit dem Widerstand R2 eine Dämpfung im Filter.
Die Induktivität L1 und die Kondensatoren C1 und C2 bilden ein Tiefpaßfilter, bei
dem aber infolge des Kondensators C3 die niedrigen Frequenzen in steigendem Ausmaß
gedämpft werden und keinerlei Gleichstrom durchgeht. Die allgemeine Charakteristik
des Eingangsfilters ist in Fig. 3 wiedergegeben. Innerhalb des Erfindungsgedankens
ist vorgesehen, das Eingangsfilter mit zusätzlichen Filtergliedern zu versehen und/oder
das Eingangsfilter anders aufzubauen, jedoch haben Versuche gezeigt, daß die vorstehend
beschriebene Konstruktion eine befriedigende und billige Lösung darstellt.
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Der Block B2 weist den Abstimmoszillator und den Mischer auf. Der
Oszillator weist zwei NPN-Transistoren T2 und T4 auf, die zusammen mit einer Abstimminduktivitätsspule
L2, Kapazitätsdioden CD1 und CD2 und einer Rückkopplungswicklung La einen symmetrischen
oder abgeglichenen Schwingkreis bilds , der als Hilfselemente Widerstände R7, R8,
R9, R10, R11 und R12 und Kondensatoren C6 und C7 zur Gleichspannungsentkopplung
aufweist. Die Induktivität L2 ist auf einen gewünschten Wert voreinstellbar, beispielsweise
mittels eines beweglichen Eisenkernes oder auf andere, dem Fachmann geläufige
Art.
Die Einstellung der Kapazitätsdioden CD1 und CD2 auf einen gewünschten Kapazitätswert
erfolgt mittels einer Spannung, die beispielsweise von einem Potentiometer in einer
nichtgezeigten Abstimmanordnung abgeleitet wird und von dem Anschlußpunkt AS über
einen Widerstand R13 und einen Entkopplungskondensator C8 zu den beiden symmetrisch
geschalteten Kapazitätsdioden CD1 und CD2 geleitet wird. Im Fall herkömmlicherweise
verwendeter Kapazitätsdioden ist die höchste Abstimmspannung, die zugeführt werden
kann, etwa 30V. Im vorliegenden Fall ist das Verhältnis der höchsten Frequenz des
Oszillators zur niedrigsten Frequenz 6,05:t,58 (bei einer Zwischen- oder Mittelfrequenz
von 4,43 MHz). Dieses Verhältnis von 1,3 gibt die Möglichkeit, die Abstimmspannung
von 0,5V bis etwa 12V zu begrenzen, wodurch sich besonders vorteilhafte Abstimmbedingungen
ergeben, da die Betriebsspannung des Empfängers als Abstimmspannung verwendet werden
kann. Die NPN-Transistoren T1, T3, T5 und T6 befinden sich in der in Fig. 2 gezeigten
Weise in einem symmetrischen Mischkreis. Die Kollektor-Emitter-Wege dieser Transistoren
liegen in Reihe mit den Kollektor-Emitter-Wegen der entsprechenden Oszillatortrarisistoren
T2 bzw. T4. Die Mischtransistoren werden durch die ankommenden Signalschwingungen
betätigt, die auf die Basis von T1 und T6 übertragen werden. Hierdurch wird eine
Frequenz formation gebildet, welche die Summe aus der Oszillatorfrequenz und der
aufgegebenen Signalfrequenz oder aber die Differenz hierzwischen ist. Im vorliegenden
Fall wird die Differenz zwischen diesen Frequenzen als Zwischen frequenz voll verwendet,
wobei die Summenfrequenz innerhalb eines Frequenzbandes (4,73-7,67 MHz) liegt, welches
keinen schädlichen Einfluß hat.
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Wie bereits erwähnt wurde, läßt sich für die Bildung der gewünschten
Zwischenfrequenz aber auch die Summe aus der Signalfrecuenz und der Oszillatorfrequenz
verwenden, wobei diese Verwendting als Alternative ebenfalls innerhalb des Erfindungsgedankens
liegt.
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hinsichtlich der Zwischenmodulation, die im Mischer auftreten kann,
hat es sich aber als am vorteilhaftesten erwiesen, eine Zwischenfre<luenz zu
verwenden, welche die Differenz zwischen der Oszillator-und der Signalfrequenz ist
und im übrigen vorzu(Jsweise doppelt so hoch ist, wie das doppelte der höchsten
Signalfrequenz oder mehr und vorzugsweise zwischen 3,5 und 11 MHz liegt, so daß
durch Zwischenmodulation gebildete kombinationsfrequenzen sowenig wie möglich stören
können. Um sie Erzeugung von Kombinationsfrequenzendurch Zwischenmodulation soweit
wie möglich zu vermeiden, ist es auch wünschenswert, <laß <las Eingangssignal
zum Mischer niedrig ist. Dies wird durch die bereits erwähnte Dämpfung erreicht,
die im Eingangsfilter infolge von 1 und R2 stattfindet. Der symmetrische Mischkreis,
der gezeigt ist, trägt auch dazu bei, die Zwischenmodulation und den Rauschpegel
im Mischer niedrig zu halten.
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Das Zwischenfrequenzfilter, welches durch den Block B3 definiert ist,
ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel für eine Nenn-Zwischenfrequenz von 4,43
ll1z ausgelegt, <la Kristalle, welche diese Nenn-Resonanzfrequenz und in ihrer
tatsächlichen Resonanz frequenz nur geringe Abweichungen hiervon aufweisen, preiswert
erhältlich sind, da Quarzkristalle mit der Frequenz von 4,43 MHz in großen Mengen
und mit geringen Toleranzen zur Verwendung in Farbfernsehempfängern hergestellt
werden,
die beim PAL-System mit dieser Frequenz in einem kristallgesteuertenFarb-Zwiscilulträgeroszillator
arbeiten.
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Die Erfindung ist aber nicht auf die Verwendung der Frequenz von 4,43
Mz beschränkt, sondern die Auswahl der Zwischenfrequenz hängt natürlich von der
Möglichkeit. ab, Quarzkristalle mit einer bestimmten Nenn-Resonanzfrequenz und geringen
Toleranzen zu günstigen Preisen zu erhalten. Quarzkristalle mit einer Frequenz von
etwa 4 MHz, die in bestimmten quarzkristallgesteuerten Uhren verwendet werden, die
im Haushalt gebräuchlich sind, lassen sich ebenfalls verwenden, auch Frequenzen
von 3,58 MIIz oder 8,867 MHz, die als Oszillatorfreqeunzen bei Fernsehgeräten verwendet
werden.
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Hinsichtlich der Abweichungstoleranz der Resonanzfrequenz von der
Nenn-Resonanzfrequenz hat es sich herausgestellt, daß Kristalle, welche selbst Resonanzfrequenzen
haben, die innerhalb eines Streubandes liegen, welches insgesamt 1.000 Hz umfaßt,
ohne Auswahl in dem zu beschreibenden Kristalifilter verwendet werden können.
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Bessere Resultate hinsichtlich der Charakteristik der Filterkurve
lassen sich erhalten, wenn das gesamte Streuband 500 Hz beträgt. Heutzutage ist
es möglich, zu vernünftigen Kosten Quarzkristalle zu erhalten, welche der letztgenannten
Forderung genügen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden derartige Kristalle im Zwischenfrequenzfilter verwendet. Fig. 2 zeigt,daßeinerstes
Filterglied, welches aus dem Kondensator C9, der zentral abgegriffenen Induktivitätsspule
L3, dem Kristall K1 und dem Kondensator C10 besteht, jeweils mit einem Paar Kollektoren
in
den Mischtransistoren 11, T2, T5 und T6 gekoppelt ist.
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Die Induktivitätsspule I.3 ist auf einen gewünschten Wert einstellbar,
beispielsweise mittels eines verstellbaren Eisenkernes oder auf jedwede andere Weise,
die zu dem Ergebnis führt, daß die Filterkurve des Zwischenfrequenzfilters die gewünschte
Cliarakterist-ik oder das gewünschte Aussehen hat. Mittels des Kondensators C11
wird das erste Filterglied mit einem zweiten, zusammengesetzten Filterglied gekoppelt,
welches aus Kristallen K2 und K3, Kondensatoren C12 und C14 sowie der Induktivitätsspule
L4 und dem Kondensator C14 besteht. L4 ist in derselben Weise wie die Spule L3 voreinstellbar
und weist in derselben Weise einen Zentralabgriff auf, der in diesem Fall geerdet
ist. Das zusammengesetzte Filterglied ist durch einen Widerstand R14 aI>geschlossen.
um'er einen Kondensator C15 wird das Zwischenfrequenzsignalband, welches durch das
Filter durchgelassen wird, zu einem Ansclllußpunkt MF und weiter zu einem nicht-selektiven
oder aE)eriodischen Zwischenfrequenzverstärker geleitet, dem ein AM-Detektor nachgeschaltet
ist und der hiervon eine automatische Verstärkungsgradsteuerung erhält. Dem Detektor
folgen ein Audiofrequenzverstärker und ein Lautsprecher oder Kopfhörer.
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Das Zwischenfrequenzfilter, welches vorstehend beschrieben wurde,
kann beispielsweise eine Filterkurve haben, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist und die
an der verhältnismäßig flachen oder ebenen höchsten Stelle eine gesamte Bandbreite
von beispielswesie 5 kllz hat und an dem Punkt der Kurve, an dem die gesamte Bandbreite
20 kHz beträgt, eine Dämpfung von wenigstens 50 dB und vorzugsweise 60-70 dB im
Verhältnis zur Dämpfung beim
Höchstwert aufweist. Es hat sich herausgestellt,
daß die geringe Bandhreite den großen Vorteil hat, daß sich im Nittelwellen- und
Eangwellenbereich leichter akzeptable @mpfangsergebnisse erreichen lassen, wo zu
viele Sender hinsichtlich ihrer Trägerfnequenzen zu dicht beieinanderliegen. Das
Abschneiden der höheren Audiofrequenzen in der Modulation, welches hierdurch bewirkt
wird, läßt sich wenigstens teilweise kompensieren, indem der Aufiofrequenzverstärker
des Empfängers so ausgelegt wird, daß er die höheren Audiofrequenzen betont.
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Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß erfindungsgemäß ein Empfänger
zum Aufnehmen von AM-Signalen vorzugsweise im Mittelwellen- und Langwellenbereich
geschaffen worden ist, der Signale, die innerhalb des Bereiches zwischen dem Mittelwellenbereich
und dem Langwellenbereich liegt, ohne jede Schaltoperation und mit großer Spiegelfrequenzdimpfung
empfangen kann, wobei der Empfänger preiswerte kapazitdtsdioden und kristalle verwendet
und leicht eingestellt werden kann.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel haben die Komponenten die
nachfolgenden Werte : R1 330 Ohm C1 390 pF L1 34 µH R2 330 Ohm C2 390 pF L2 42 µH
R3 8 kiloohm C3 4,7 nF L3 17 µH R4 170 Ohm C4 0,1 uF L4 17 µH R5 2,2 kiloohm C5
22 nF R6 2,2 kiloohm C6 2,2 nF R7 3,3 kiloohm C7 2,2 nF R8 3,3 kiloohm C8 2,2 nF
R9
1,4 Kiloohm C9 68 pF R10 1,1 Kiloohm C10 6,8 pF R11 100 Kiloohm C11 68 pF R12 100
Kiloohm C12 8,7 pF R13 100 Kiloohm C13 68 pF R11 680 Ohm C11 6,8 pF 615 47 pF CD1,
CD2 sind vom Typ BB204. Die NPN-Transistoren T1-T6 sind vom integrierten Schaltkriestyp
SO12P. K1, K2 und K3 sind Quarzkristalle mit einer Nenn-Resonanzfrequenz von 1,43
MHz.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene ubd
dargestellte Ausführungsbeipiel beschränkt, sondern umfaßt alle durch die Ansprüche
abgedeckten Änderungen und Modifikationen.