-
Verfahren zum störungsfreien Empfang für drahtlose Übertragung. Die
Erfindung betrifft eine Empfangsanordnung für drahtlose Übertragung, welche die
Ausscheidung von störenden Stromstößen von größerer Amplitude als derjenigen der
zu empfangenden Zeichen gestattet.
-
Bekanntlich werden zur Ausscheidung von störenden Stromstößen in den
Empfängern für drahtlose Übertragung Amplitudenbegrenzer verwendet. Die bisher benutzten
Einrichtungen hatten jedoch nur die unmittelbare Wirkung, die Amplitude der störenden
Stromstöße herabzusetzen, ohne ihre Dauer zu verringern.
-
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine weit wirksamere Ausscheidung
der störenden Stromstöße, sowohl was deren Amplitude als auch Dauer betrifft.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Einfluß Itiftelektrischer
störender Stromstöße dadurch herabzusetzen, daß die Empfangs-:cliwingtingskreise
mit Hilfe eines Widerstandes (beispielsweise Dä mpfungsröhre 5, j, Abb.4) überbrückt
werden, dessen Wert selbsttätig abnimmt, sobald störende Stromstöße auftreten, die
eine bestimmte Amplitude überschreiten. Infolgedessen wird der Empfang während dieser
Zeit stärker gedämpft, und die störenden Ströme, welche, sich selbst überlassen,
nach der Gleichrichtung die Gestalt der Kurve Ö,_ (Abb. r) annehmen würden, verlaufen
durch die Dämpfung nach der Kurve O=.
-
Gleichfalls zu dem Zweck, die luftelek-. trischen störenden Stromstöße
zu verringern, wurde schon vorgeschlagen, die unter dein amen » Amplitudenbegrenzer«
bekannte Vorrichtung auszunutzen, und zwar wurde der Amplitudenbegrenzer zwischen
zwei Reihen von Stromkreisen angeordnet, von denen die vor dem Begrenzer gelegenen
Stromkreise eine so kurze Zeitkonstante haben, daß es möglich ist, den Empfänger
selektiv zu erhalten, während die dem Amplitudenbegrenzer nachgeordneten Stromkreise
viel höhere Konstanten aufweisen. Diese Anordnung bildet einen Ausgleich zwischen
zwei widersprechenden Notwendigkeiten: einerseits der Notwendigkeit, die Dauer der
störenden Stromstöße zu verkürzen, weil ihre natürliche Dauer den Empfang des Zeichens
behindert, andererseits der Notwendigkeit, den Empfänger selektiv zu erhalten, wodurch
wiederum die Anwendung vollständig aperiodischer Stromkreise vor dieser Einrichtung
unmöglich wurde.
-
Die vorliegende Erfindung benutzt nun
außer diesen
Mitteln noch eine Schaltanordnung, durch die es möglich ist, die Elektrizitätsmenge,
die durch die störenden Stromstöße bewegt wird, zu verringern.
-
Wenn man diese Anordnung in ihrer Wirkung in der Reihenfolge nach
der Erfindung finit den beiden bekannten Anordnungen verbindet, erhält man eine
nahezu vollkommene Ausscheidung der störenden Stromstöße.
-
Die Erfindung besteht darin, daß störende, eine bestimmte Amplitude
überschreitende Stromstöße durch eine nach der Größe der Amplitude veränderliche
Dämpfung zeitlich, darauf durch einen Amplitudenbegrenzer in ihrer Größe begrenzt,
dann durch eine Impedanz mit großer Zeitkonstante verflacht werden und ihr Rest
durch eine Ströme unter einer bestimmten Amplitude ausscheidende Schaltanordnung
ausgesiebt wird.
-
An Hand der Abbildungen ist der Erfindungsgedanke erläutert.
-
Abb. r zeigt in graphischer Darstellung den Verlauf der Kurvenform
des störenden Stromstoßes.
-
Abb. 2 gibt in graphischer Darstellung die Möglichkeit, die Wirkungsweise
von Röhren in bestimmten Schaltungen zu erklären.
-
Abb.3 stellt eine Schaltanordnung einer Röhre als Amplitudenbegrenzer
dar.
-
Abb. 4 und 5 zeigen zwei Beispiele für die Anwendung des Erfindungsgedankens
bei einfachen Empfängern und Überlagerungsempfängern.
-
In den Empfängern gelange ein störender Stromstoß, der im Empfänger
einen Zug gedämpfter Wellen hervorrufe, der nach seiner Gleichrichtung ohne Maßnahmen
zu seiner Unterdrückung die Kurvenform 0, haben würde. Dadurch, daß man im Nebenschluß
zu dem Schwingungskreis einen Widerstand legt, der dann, wenn die empfangenen Ströme
eine bestimmte Amplitude überschreiten, geringer wird, wird während der Dauer eines
störenden Stromstoßes der Schwinb ngskreis so stark gedämpft, daß der störende Stromstoß
nach Gleichrichtung der von ihm hervorgerufenen gedämpften Wellen die Kurvenform
O= hat. Die Dauer des störenden Stromstoßes ist dadurch von t1 auf den Wert t. herabgesetzt.
Nur während dieser Zeit t, ist der Schwingungskreis gedämpft. Für diese Dauer ist
die Dämpfung auch für das Zeichen wirksam, das also nur. während dieser kurzen Zeit
etwas geschwächt wird. .
-
Der störende Stromstoß von der Kurvenform 0. wird dann durch einen
Amplitudenbegrenzer auf die Form 03 gebracht.
-
Danach wird der störende Stromstoß durch eine Impedanz mit großer
Zeitkonstante auf die Kurvenform 04 abgeflacht, indem die vom Kurvenzug 03 eingeschlossene
Elektrizitätsmenge während einer größeren Zeit t4 abfließen kann. Dadurch unterschreitet
die Amplitude des störenden Stromstoßes den Wert der Zeichen und kann daher durch
eine Ströme unter einer bestimmten Amplitude ausscheidende Anordnung ausgesiebt
«-erden. Der störende Stromstoß besitzt dann, wenn er überhaupt noch vorhanden ist,
die den Empfang nicht mehr störende Kurvenform 0 ;.
-
Als Widerstand, der bei Überschreitung einer vorgeschriebenen Amplitude
geringer wird, kann man eine Röhre benutzen, die mit Kathode und Anode im Nebenschluß
zum Schwingungskreis des Empfängers liegt und deren Gitterspannung gegebenenfalls
über Zwischenkreise und Zwischenverstärker mit dem Schwingungskreis gekoppelt ist
(Dämpfungsröhren 5, 5, Abb. 4). Ist dann für die bestimmte Amplitude des Zeichens
die Gitterspannung so stark negativ, daß der innere Widerstand der Röhre praktisch
unendlich groß ist, so wird die Röhre nicht dämpfend wirken können. Sobald aber
die Gitterspannung größer wird, wird der innere Widerstand der Röhre kleiner, und
sie dämpft den Schwingungskreis.
-
Als Amplitudenbegrenzer läßt sich eine Röhre in der Schaltung nach
Abb. 3 verwenden. In dem Gitterkreis liegt ein sehr hoher Widerstand von mehreren
Megohm. Ist die angelegte Spannung V'G negativ, so fließt kein Gitterstrom, und
die volle angelegte Spannung U'G wirkt auf die Röhre. Sobald die angelegte Spannung
h'G jedoch positiv wird, fließt ein Gitterstrom und ruft in dem Widerstand einen
Spannungsabfall hervor, der wegen der Größe des Widerstandes nur einen Bruchteil
der angelegten Spannung V'G an das Gitter als Gitterspannung V"G gelangen läßt.
Dieser Vorgang läßt sich an Hand der Abb. 2 anschaulich beschreiben.
-
Auf der Abszisse ist die Gitterspannung aufgetragen, auf der Ordinate
für die Kurve Y der Anodenstrom in kleinerem, für die Kurve Z der Gitterstrom in
größerem Maßstäbe. Links von dem Punkt 0 ist der Gitterstrom Null. Der Anodenstrom
verläuft also bis zum Schnitt mit der Ordinate nach der Kurve Y. Wird aber die angelegte
Spannung V'G positiv, z. B. entsprechend dem Wert 0 - V'G, so ist am Gitter selbst
nur die Gitterspannung O - V"G wirksam.
-
Diesen Wert findet man, wenn man in PC,
(dem Endpunkt des auf
der Abszisse aufgetragenen Wertes der angelegten Spannung) einen Winkel u, anlegt,
dessen tang
ist. Der Schnittpunkt des freien Schenkels dieses Winkels teilt auf der Kurve Z
den tatsächlich sich einstellenden Gitterstrom i"9 ab.
Wie nämlich
aus der Abbildung zu erselieri ist. ist
also V'G - V"G = i"" . R. Es bleibt also tatsächlich am Gitter
nur die Spannung n - f'"(; wirksam. l"G - >=V"C, ist der Spannungsabfall
im Widerstand R.
-
Den zu der Gitterspannung TT"G gehörigen Wert des Anodenstromes kann
man also als zu der angelegten Spannung I"G gehörig betrachten. Führt man diese
Konstruktion für mehrere Punkte durch, so erhält man für den Anodenstrom in Abhängigkeit
von der angelegten Spannung I"G den- gestrichelten Verlauf rechts von der Ordinate.
Aus dieser Kurve ist zu erkennen, daß bei Überschreitung der Gittervorspannung der
Anodenstrom nicht mehr wesentlich zunimmt.
-
Un. von der K=urvenform Q., zu der Form Q., zu kommen, legt man z.
B. bei Widerstandskopplung (Abb. q:) für die gleichgerichteten Ströme im 2,#ebenschluß
zu denn Kopplungswiderstand 32 einen Kondensator 31, der eine so große Kapazität
hat, wie es die Tastgeschwindigkeit gestattet. Bei induktiver Kopplung (Abb. 5)
kann man <las scheinbare Dekrement des Zwischenkreises 33, 3=1- z. B. durch regelbare
Rückkopplung 36 beeinflussen und so die Zeitkonstante des Zwischenkreises auf den
geeigneten Wert bringen. Dadurch, daß darin für (las Abfließen der Elektrizitätsmenge
des Störungsstromstoßes eine größere Zeit zur Verfügung steht, ist der Entladungsstoß
von geringer Amplitude. Die Zeichenströme bleiben von dieser Anordnung unberührt,
da sie nicht stoßartig wirken.
-
Um schließlich den störenden Stromstoß, der inzwischen eine kleinere
Amplitude besitzt als das Zeichen, restlich auszusieben, kann man eine Röhre verwenden,
deren Gittervorspannung für eine bestimmte Anodenspannung so eingestellt ist, daß
die Gitterspannung mindestens den Wert M-X (Abb.2) haben muß, ehe sie einen Anodenstrom
hervorrufen kann. Ruft daher der störende Stromstoß nur noch eine Gitterspannung
I', hervor, das Zeichen dagegen die Spannung f's, so wird das Verhältnis der 2#u
diesen Gitterspannungen gehörigen Anodenströme der Kurve Y erheblich kleiner sein
als (las Verhältnis der Gitterspannungen.
-
Ein störender Stromstoß wird also nur noch die Wirkung haben, daß
für die kurze Zeit t;, das Zeichen unwesentlich gedämpft ist.
-
In den Schaltungen nach Abb. ,I und 5 sind nun die beschriebenen Anordnungen
enthalten. Durch eine Antenne oder einen Raliinen empfängt der Schwingungskreis
1; -2 die gesendeten Wellen. Über eine Spule 6 ist der Schwingungskreis mit einem
zweiten Irreis 3, 4. gekoppelt. Im Nebenschluß züi diesen beiden Schwingungskreisen
liegt je eine Dänipfungsröhre 5 mit ihrer Anode und ihrer Kathode. Der Schwingungskreis
3, 4 ist über einen Z'erstärker i i mit einer Gleichrichterröhre =d. gekoppelt.
12 und 13 sind der Gitterkondensator mit Überbrückungswiderstand zu der Röhre 1.4.
Die Kopplung zwischen dem Schwingungskreis 1, 2 und dein Gleichrichter 14 ist so
ausgeführt, daß dann, wenn die Amplitude des Stromes im Schwingungskreis 1, -2 zunimmt,
das Gitter der Röhre =d. negativ polarisiert wird, so daß der Anodenstrom abnimmt
und infolgedessen das Potential der Anode der Röhre =q. wächst. Über eine mit Hilfe
des Kontaktes 7 einstellbare negative Vorspannung für die Gitter der Dämpfungsröhren
5, 5, unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Niederfrequenzfilter S, g, 1o
zur Vermeidung von Rückkopplungen, ist die Anodenspannung der Röhre =q. an das Gitter
der Dämpfungsröhren 5, 5 geführt. Gelangt also ein störender Stromstoß in den Empfänger,
so wird er bei Überschreitung der bestimmten Amplitude im Schwingungskreis 1,:2
in der Röhre =q eine solche Erhöhung des Anodenpotentials hervorrufen, daß die Gitterspannung
der Dämpfungsröhren 5, 5 deren inneren Widerstand verkleinert. Dadurch wird im Augenblick
des Entstehens schon der störende Stromstoß auf eine Kurvenform Q " von der Dauer
t_ gebracht (Abb. i).
-
In dieser Form wirkt er gegebenenfalls über eine Verstärkerstufe 23
mit durch einen Kontakt 25 einstellbarer Gittervorspannung auf das Gitter der Röhre
26. Der Widerstand -27 im Gitterkreis dieser Röhre hat einen Wert von mehreren Megohm
und wirkt in der zu Abb. 3 beschriebenen Art. Durch ihn wird also der störende Stromstoß
auf die Kurvenform Q3 gebracht.
-
In dieser Form gelangt der störende Stromstoß zu der Impedanz 31,
32 mit großer Zeitkonstante. Da die Zeichenströme gleichgerichtet sind und sich
wie ein Gleichstrom verhalten, werden sie ohne weiteres durch den Widerstand 3 2
dein Gitter der Röhre 4.3 zugeführt. Der störende Stromstoß verhält sich dagegen
trotz seiner Gleichrichtung wie ein augenblicklicher Ladestrom, der über den Kondensator
31 und den Widerstand 32 stark zeitlich verlängert zu- und abfließt. Dadurch sinkt
aber seine Amplitude, da die Elektrizitätsmenge des Stromstoßes die gleiche bleibt.
So erhält er die Kurvenform Q, In dieser Form kommt der störende Strom stoß an das
Gitter der Röhre .I3. Über den Kontakt .I1 ist mit Hilfe einer Batterie die Vorspannung
dieser Röhre auf den dem Punkt 31 der Abb. 2 entsprechenden Wert
eingestellt
und bringt in der beschriebenen Weise den Stromstoß auf die Kurvenform Q;,. In dieser
Form wirkt er in den Sendepausen zwischen zwei Zeichen nicht mehr störend, während
er die Zeichen geringfügig verstärkt.
-
In der Abb. 5 ist ein- Überlagerungsempfänger dargestellt. In dieser
Schaltung bringen die Dämpfungsröhren 5, 5, wie bei Abb.4, den störenden Stromstoß
gleich bei seiner Entstehung auf die Kurvenform Q2. Die Röhre 26 in Verbindung mit
dem Gitterwiderstand 27 bringt ihn auf die Kurvenform Q3. Die Kopplung der Röhren
26 und 43 erfolgt über den Zwischenkreis 33= 34, dessen scheinbares Dekrement durch
eine einstellbare Rückkopplung 36 beeinfiußt werden kann. Mit der Erhöhung des scheinbaren
Dekrements des Kreises ist aber eine Vergrößerung der Zeitkonstanten verbunden.
Dadurch wird der störende Stromstoß auf die Kurvenform Q4 gebracht. Das Zeichen
selbst bleibt ungeändert, da die Zeitkonstante nur so groß gewählt ist, als der
Tastgeschwindigkeit beim Sender entspricht. In der Röhre 43 schließlich erhält der
störende Stromstoß (wie in Abb.4) die Kurvenform Q, Die Röhre 56 dient über den
Transformator 44, 45 zur Verstärkung, 51, 52, 53 und 54 sind Empfangs- und Meßgeräte.
55 in der Abb. 5 ist die Eigenstromquelle des Überlager ers, 56 eine einfache Verstärkerröhre.