DE445839C - Parallelschaltung zweier oder mehrerer UEberrueckkopplungen - Google Patents

Description

Die einfache, bisher bekannte Überrückkopplung, angewandt in der Telegraphie und Telephonie mittels Hochfrequenz, erzielt außerordentlich große Reichweiten durch Vereinigung eines sehr stark rückgekoppelten Hochfrequenzröhrenkreises mit einer Hilfsfrequenz-Wechselstromquelle. Die Hilfsfrequenz wird der Hochfrequenz im Überrückkopplungskreis überlagert.

ίο Die Arbeitsweise ist folgende: Die Hilfsfrequenz verändert dauernd in ihrem eigenen Tempo den resultierenden Widerstand, also die Dämpfung des überrückgekoppelten Hochfrequenzgitterkreises von negativen zu positiven Werten und umgekehrt. Während der ersten Halbschwingung der Hilfsfrequenz sei z. B. die Dämpfung des Gitterkreises stark negativ; minimale Impulse, beispielsweise die mittels der Antenne dem überrückgekoppelten Gitterkreis aufgedrückten Hochfrequenzschwingungen eines fernen Senders, werden als freie Schwingungen bis zu einem Maximum, das von der Stärke des Impulses und von der Dauer der negativen Dämpfung abhängt, aufgeschaukelt. Man kann also bereits mittels der bisher bekannten Überriickkopplungsschaltungen mit einem Empfänger von zeitweilig negativer Dämpfung arbeiten. Ehe jedoch im allgemeinen in diesen Überrückkopplungen die Sättigung durch die sich aufschaukelnde Eigenschwingung erreicht oder gar überschritten wird, bringt die zweite Halbschwingung der obenerwähnten Hilfsfrequenz die Dämpfung des Gitterkreises auf positive Werte. Infolge der nun vorhandenen positiven Dämpfung klingt sofort die ausgelöste, freie Schwingung ab. Dieser Vorgang wiederholt sich dauernd (um 20 ooomal in der Sekunde). Die Hilfsfrequenz reproduziert also in jeder Periode einmal den überempfindliehen Zustand der negativen Dämpfung im überrückgekoppelten Empfangskreis. Die Frequenz der Hilfsschwingung ist jedoch im Inter- ' esse der Verstärkung an ein bestimmtes Größengebiet gebunden, welches noch im Hörbereich liegt. Dadurch ist die Hilfsfrequenz als ein störender, hoher, konstanter Zischton allem Empfang überlagert; bei einer Hilfsfrequenz über dem Hörbereich wird die Verstärkung bedeutend schlechter. Auch Aussieben einer Hilfsfrequenz innerhalb des Hörbereichs ergibt keine vollkommen reine Wiedergabe des Empfanges, da dieser nur als pulsierende Niederfrequenzenergie durch das Ohr empfunden wird.

Die Wirkung dieser einfachen Überrückkopplung ist der Arbeitsweise eines Einzylindermotors vergleichbar, der ebenfalls stoßweisen Antrieb liefert.

Da die Verstärkung jeder Überrückkopplung mit der JEmission der überrückgekoppelten Röhre wächst, konnte man die Verstärkung und damit die Reichweite bisher dadurch erhöhen, daß man zwei oder noch mehr Röhren einfach parallel schaltete.

Eine derartige Parallelschaltung mehrerer Röhren bietet aber darüber hinaus noch die Möglichkeit, einen klangreineren Empfang ohne störenden Zischton durch Befreiung der Niederfrequenz von der Hilfsfrequenz zu erreichen, und zwar durch die Übertragung des aus dem Motorbau bekannten Gedankens der Mehrzylindermaschinen in die Hochfrequenztechnik.

Dieser Gedanke, auf dem die Erfindung beruht, besteht darin, daß die Arbeitstakte der einzelnen: n = 2, n = 3, n=4 oder noch mehr gleichen, parallel zueinander arbeitenden, überrückgekoppelten Hochfrequenzröhrenkreise möglichst gleichmäßig über eine Periode der Hilfsfrequenz verteilt werden.

Die steuernden Hilfsfrequenzwechselspannungen oder -ströme müssen also bei η überrückgekoppelten Hochfrequenzröhrenkreisen möglichst genau um 2 π/τι gegeneinander in der Phase verschoben sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt auf rein elektrischem Wege, könnte jedoch auch durch Hilfsfrequenzdynamos von hoher Pol- und Tourenzahl erreicht werden. Zwei Hilfsfrequenzkreise, die durch einen Hilfsfrequenzgenerator, etwa eine Röhre, gespeist werden, wirken als »Steuerkreise«. Die Steuerkreise sind Kombinationen von Induktivitäten, Kapazitäten und Ohmschen Widerständen. Die einzelnen Steuerteilspannungen sind also Wirk- oder Blindspannungen oder deren Kombinationen; sie müssen neben dem bestimmten Phasenabstand gegeneinander bei Verwendung gleicher Röhren auch die gleiche Größe untereinander einhalten. In Abb. i, die ein derartiges System mit zwei überrückgekoppelten Röhren, also einer An-Ordnung, die einer Zweizylindermaschine entspricht, darstellt, sind C₂, L₂ die beiden um 180 ° gegeneinander phasenverschobenen Steuerkreise. Um bei geringer Leistung des Hilfsfrequenzgenerators die notwendigen Steuerspannungen und zugleich möglichst reine Hilfsfrequenzsinusschwingungen zu erhalten, sind hier die beiden Steuerkreise C₂, L« fest auf die

Hilfsfrequenz abgestimmt. Hochfrequenz und Gittergleichstrom finden keine nennenswerten Widerstände.

Um auch die Arbeitstakte bei der Anwendung von drei oder vier überrückgekoppelten Röhrenkreisen, also bei Systemen, die den Drei- oder Vierzylindermaschinen entsprechen, gleichmäßig über eine Periode der Hilfsfrequenz zu verteilen, müssen entsprechend drei steuernde,

ίο je um 120 ° bzw. vier steuernde, je um 90 ° gegeneinander phasenverschobene Hilfsfrequenzspannungen erzeugt werden. Im Steuerkreis der Dreiröhrenanordnung (Abb. 2) kann der eine der beiden steuernden Hilfsfrequenzspannungsvektoren, der in dem einen Hilfsfrequenzresonanz-

_. kreis C₂, X₂ der Zweiröhrenanordnung auftrat, wieder verwendet werden. Der andere, um 180 ° gegen ihn phasenverschobene Spannungsvektor muß hier in zwei Komponenten, also Teilspannungen zerlegt werden, die gegeneinander und gegen den ersten Spannungsvektor einen Phasenabstand von je 120 ° haben. Dasselbe erreicht man außerdem, wie in Abb. 2 ausgeführt, folgendermaßen. Die erste Hilfsröhre erzeugt die Hilfsfrequenz selbst; die beiden folgenden (2 und 3) Hilfsröhren liegen mit ihren Gittern je an einer der um 90 ° gegeneinander phasenverschobenen Wirk- und Blindspannungen I · R und I\wC. In ihren beiden Anodenkreisen entsteht ein Zweiphasenstrom. Mittels der bei Sc dargestellten sogenannten Scottschen Schaltung wird dieser Zweiphasenstrom in Drehspannungen derselben Frequenz verwandelt.
Entsprechend läßt sich eine Vierröhrenüberrückkopplung (Abb. 3) nach dem Prinzip der zwei Steuerkreise ausführen. Jeder Steuerkreis muß zwei gegeneinander um 90 ° in der Phase verschobene Hilfsfrequenzteilspannungen erzeugen.

Das »Vierzylinderoszillogramm, die Arbeitsweise einer Anordnung von vier überrückgekoppelten Hochfrequenzkreisen/zeigt die zweckmäßige Verteilung der η = 4 Arbeitstakte. Die empfangene, eingezeichnete Hochfrequenzschwingung von beispielsweise »linear abfallender Amplitude« (Abb. 4) wird ebenso, nur verstärkt wiedererhalten. Der eingezeichnete Pfeil oben bedeutet Zuschaltung der Empfangshochfrequenz. Die Beachtung des Ordinatenmaßstabes ist nicht immer erfolgt; in den Gitter- und Anodenkreisen sind etwa gleiche Amplituden gesetzt.

Bei der Zusammenfassung der n-Anodenleistungen zu gleichmäßigem Empfang bildet sich bei reinen Hilfsfrequenzsinusschwingungen und η gleichen Zylindern die η-fache Frequenz der Hilfsschwingung aus, jedoch mit einem Bruchteil der Hilfsfrequenzamplitude. Die Hilfsfrequenz selbst verschwindet also für das Ohr. Man kann daher, da die Verstärkung bei Abnahme der Hilfsfrequenz unverhältnismäßig wächst, durch Erniedrigung der jetzt unhörbaren Hilfsfrequenz so lange die Verstärkung noch bedeutend erhöhen, bis die η-fache Frequenz der nun verlangsamten Hilfsschwingung mit schwacher Amplitude störend in den Hörbereich tritt.

Bei η parallelen, überrückgekoppelten Hochfrequenzröhrenkreisen wird nach obigen Darlegungen der überempfindliche Zustand der negativen Dämpfung in jeder Röhre während einer Periode der Hilfsfrequenz einmal, also in jeder Sekunde: η · γ η nacheinander reproduziert, wenn γ η die Hilfsfrequenz bedeutet. Die bisher bekannten einfachen Überrückkopplungsschaltungen arbeiten sämtlich mit abwechselnd positiver und negativer Dämpfung im Gitterkreis. Die nach dem Prinzip der Mehrzylindermaschinen arbeitende Gesamtanordnung soll im Gegensatz zu ihnen dauernd, mindestens mit einer negativen Dämpfung arbeiten, so daß also stets mindestens eine Teilanordnung sich in dem überempfindlichen Empfangszustand befindet.

Das Abklingen jedes einzelnen, überrückgekoppelten Hochfrequenzkreises während jeder zweiten Halbschwingung seiner Hilfsfrequenz ersetzt die für Schnelltelegraphie und für TeIephonie notwendige positive Dämpfung.

Den bisher bekannten einfachen, also »einzylindrigen« Überrückkopplungen kann man je nach der Gittervorspannung und der Anodenspannung entweder verstärkte Hochfrequenzenergie oder, z. B. bei Telephonie, direkt die Niederfrequenz entnehmen. Entsprechend kann man der »Mehrzylinderüberrückkopplung« Hochoder Niederfrequenz entnehmen, je nach Wahl des Arbeitspunktes auf der Röhrencharakteristik in allen n-Überrückkopplungen.

Die Steuerkreise dieser Mehrzylinderüberrückkopplung können ebenso wie in der normalen Armstrangüberrückkopplung sowohl eine periodische Veränderung der positiven Dämpfung als auch der negativen Dämpfung verursachen; auch eine gleichzeitige, sinngemäße Veränderung beider Dämpfungen ist möglich.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Parallelschaltung zweier oder mehrerer Überrückkopplungen nach dem aus dem Motorbau bekannten Mehrzylindergedanken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere parallele, überrückgekoppelte Hochfrequenzröhrenkreise im Tempo einer Hilfsfrequenz abwechselnd arbeiten bzw. abwechselnd ruhen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.