DE463580C - Empfaenger fuer modulierte Traegerwellentelegraphie und -telephonie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfang modulierter Trägerwellen für telephonische und telegraphische Zwecke, bei denen vor der Detektion oder Entmodulierung die Trägerwellenkomponente der empfangenen Schwingungen, gegenüber den Seitenbandwellenkomponenten verstärkt wird, um einen wirksameren Empfang und geringe Verzerrung zu erzielen. Gemäß der Erfindung sind die Trägerwellenkomponenten in Röhrenkreisen verstärkt, die negative Widerstandscharakteristik aufweisen, um schwach schwingend zu sein, derart, daß die resultierenden Schwingungen von den empfangenen Wellen kontrolliert und damit zwangsweise in Phase gehalten sind.

Die Erfindung sei im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die an Hand der Schaltungsschemata die Erfindung als solche sowie verschiedene Ausführungsbeispiele erläutern.

Abb. ι veranschaulicht das Erfindungsprinzip.

Die empfangenen Schwingungen fließen in

as einem Stromkreise 1 und 2. Die Trägerwellen sind mittels, eines Verstärkers 4 verstärkt, der nur für diese Wellen wirksam ist. Die verstärkten Trägerwellen werden wieder mit den übrigen Wellen, und zwar vor oder während der Entmodulierung, zusammengesetzt, die bei 3 stattfindet. Der entmodulierte Strom erscheint in einem Kreise 5.

Nach dem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung weist der Verstärker 4 einen Röhrenkreis auf, der so eingestellt ist, daß er, gesteuert von den Wellen, die im Kreise 1, 2 einlaufen, schwach selbstschwingend ist, wodurch eine verstärkte Trägerwellenkomponente von wesentlich konstanter Amplitude erzielt wird.

Abb. 2 veranschaulicht ein Beispiel dieses Systems in Anwendung auf den Empfang von drahtloser Telephonie. Die Antennenkopplungsspule ist bei 6 gezeichnet. Sie ist an den abgestimmten Schwingungskreis 7 gekoppelt, und die empfangenen Schwingungen werden in der üblichen Weise mittels des Verstärkers verstärkt, der eine Röhre 8 und den Transformator 13 aufweist. Die Trägerwellen werden getrennt durch die Röhre 9 verstärkt, deren Sekundärkreis den schwachgedämpften -Kreis ι ο erregt. In. dem dargestellten Beispiel wird der Widerstand des Stromes 10 durch die Einbringung eines negativen Widerstands, ausgeglichen, der mit Hilfe einer Röhre 11 und einer Rückkopplung 12 geschaffen ist. Infolge der schwach selbsltschwingenden Röhre 11 sind die Schwingungen im Kreise 10 auf diese Weise groß und von im wesentlichen konstanter Amplitude. Die Schwingungen in dem Kreise 10 läßt man auf die Sekundärspulen des Transformators 13 wirken und darin Schwingungen von Trägerwellenfrequenz induzieren, welche vereinigt

mit den verstärkten Seitenbändem der empfangenen Schwingungen in einem Ventil 14 entmoduliert werden. Die Röhre 11 wird zweckmäßig schwach geheizt, um die Schwingungen im Kreise ι ο in höherem Grade konstant zu erhalten. In solch einem Falle sollte zweckmäßig die Anordnung so getroffen werden, daß das Arbeitspotential des Gitters¹ so hoch liegt, daß das Ventil am Knickpunkt seiner Anodencharakteristik arbeitet.

Abb. 3 veranschaulicht eine andere Art der Anwendung der Erfindung. Die empfangenen Schwingungen durchfließen Kopplungsspulen

15. Die Trägerwellen werden mit Hilfe der Stromkreise und Röhren verstärkt, die bei

16, 17, 18 und 19 dargestellt sind. Der Kreis 16 besteht aus einem sekundären Schwingungskreis, der an die Antennenkopplungsspule 1S gekoppelt ist. Die empfangenen Trägerwellen werden in der Röhre 17 verstärkt und wirken durch Induktion auf den Schwingungskreis 18, dem mit Hilfe der Rückkopplung der Röhre 19 ein negativer Widerstand gegeben ist. Die Seitenbandschwingungen werden mit Hilfe der Röhre 20 verstärkt, und der Verstärker ist ein solcher mit Widerstandskopplung; der Widerstand ist bei 21 dargestellt. Die Trägerwellenschwingungen werden rückgekoppelt an die Seitenbandschwingungen mit Hilfe des Kondensators 22, und als Detektor wirkt in der üblichen Weise die Röhre 23. Mit Rücksicht darauf, daß es wünschenswert ist, daß die Dämpfungen der Schwingungskreise in dem Verstärker, der bei den Seitenbandfrequenzen wirkt, hoch sein sollten, ist wenig dadurch zu gewinnen, daß ein sekundärer Schwingungskreis benutzt wird, der an die Antenne gekoppelt ist, und infolgedesisen ist es vorzuziehen, daß die erste Röhre des genannten Verstärkers unmittelbar an den Luftdraht angeschlossen ist, um einen möglichst hohen Energiebetrag zu schaffen. Dem Kreise 16 kann gewünschtenfalls eine schwache Dänipfung durch Rückkopplung von der Röhre 17 gegeben werden.

Abb. 4 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf drahtlose Empfängerapparate, wenn die Frequenz der Grundwellen vergleichsweise niedrig ist. Mit Rücksicht darauf, daß bei derartigen verhältnismäßig niedrigen Trägerwellenfrequenzen die Schwankung der Seitenbandfrequenzen ein beträchtliches Verhältnis zu der Trägerwellenfrequenz darstellt, ist es notwendig, daß dort, wo abgestimmte Kreise angewendet werden, diese breite Reso¹-nanzlagen aufweisen, d. h. daß diese Kreise im wesentlichen die gleiche Impedanz gegenüber allen Schwingungen der Seitenbandfrequemen aufweisen, die verstärkt oder sonstwie behandelt werden müssen. Das kann dadurch bewirkt werden, daß als Stromkreise sogenannte Filter verwendet werden, wie beispielsweise eine Mehrzahl von Schwingungskreisen, von denen jeder auf eine etwas ver- schiedene Wellenlänge abgestimmt ist. In dem dargestellten Beispiel werden die Seitenbands chwingungen durch die Antenne empfangen, der eine verbreiterte Resonanz durch mehrere Schwingungskreise 24 gegeben ist. Diese Schwingungen werden, wie dargestellt, mit Hilfe von durch Transformator gekoppelten Verstärkern verstärkt. Die Dämpfung der Antenne 2 5 kann mittels der Rückkopplung 26 von der ersten Röhre dieses Verstärkers vermindert werden. Die Trägerwellenschwingungen erregen den schwachgedämpften Kreis 27. Sie werden mit den Seitenbands chwingungen mit Hufe der Spulen 28 gekoppelt, die in den Anodenkreis der letzten Röhre des Grundwellenverstärkers eingeschaltet sein mag. Diese Spule ist magnetisch mit der Sekundärwicklung des Transformators 29 gekoppelt. Die kombinierten Schwingungen werden durch das Rohr 30 entmoduliert. Statt dessen können die verstärkten Trägerwellen in den Seitenbandwellenverstärker an einer früheren Stufe eingeführt werden, und eine solche Anordnung würde eine verstärkte Wirkimg der Detektoreinrichrung ergeben. Infolge der Rückkopplung durch die Röhren, infolge der Röhrenkapazität und infolge der Kopplung zwischen den Antennen würde eine solche Anordnung jedoch leicht Schwingungen ausgesetzt sein, und um das Bestreben der Schwingungen zu vermindern, kann eine entsprechende Zahl von Verstärkerröhren zwischen der Antenne und dem Punkt eingeschaltet werden, an welchem die verstärkten Trägerwellen eingeführt werden. In entsprechender Weise kann bei allen anderen Empfängeranordnungen, wo ein starkes Bestreben zum Schwingen besteht, dieses Bestreben dadurch vermindert werden, daß die Zahl der Röhren in dem Seitenbandwellenverstärker vor der Einführungsstelle der verstärkten Trägerwellen vergrößert wird.

Abb. 5 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf Empfängersysteme für Hochfrequenz signalisierströme, die längs Drähten übermittelt werden. Die empfangenen Schwingungen laufen bei 31 ein. Die Trägerwellen werden gesondert mittels. Röhren 40 und 43 und des schwach gedämpften Kreises 41 verstärkt. Dem Kreisel wird eine schwache Dämpfung mittels der Rückkopplung vom Anodenkreis der Röhre 43 verliehen. Die Schwingungen werden mit Hilfe von Röhren entmoduliert, die nach dem sogenannten »Gegentakt«-Prinzip arbeiten. Diese Röhren sind bei 34 und 35 dargestellt. Die überlagerten Schwingungen werden auf die Gitter

dieser Röhren mit Hilfe von Transformatoren übertragen, welche durch die beiden Wicklungen 32 und 23 gebildet sind. Die verstärkten Grundwellen werden in diesen Kreis mit Hilfe des Transformators übertragen, der durch die beiden Wicklungen 38, 39 gebildet ist, wobei die Wicklung 39 in den Anodenkreis der Röhre 43 geschaltet ist. Nach der Entmodulierung wird der Röhrenstrom durch einen Transformator 36 auf den Stromkreis 37 übertragen.

Um ein sparsames Arbeiten der Röhren herbeizuführen, kann die besondere Verstärkung der Grundwellen und der Überlagerungswellen durch einen Röhrensatz bewirkt werden, wobei die Kopplungskreise derartig sind, daß jeder sich aus einer Mehrzahl von Kreisen zusammensetzt, die so bemessen sind, daß die Grundwellen in einem höheren Maße verstärkt werden als die Überlagerungswellen, und daß die Grundwellen in schwach gedämpften Kreisen verstärkt werden, während die Seitenbandwellen in Stromkreisen verstärkt werden, die die Hüllenform dieser Wellen aufrechterhalten.

Abb. 6 zeigt ein Verfahren zur getrennten Verstärkung der Grundwellen und der Wellen der Seitenbandfrequenz, wobei eine Verstärkung mit Hilfe von Röhren bewirkt wird, die beiden Kreisen gemeinsam sind. Das Beispiel ist in Anwendung auf den Empfang drahtloser Telephonic dargestellt. Die empfangenen Schwingungen gehen durch die Kopplungsspule 44. Diese ist mit einer Mehrzahl von bei 47 dargestellten Spulen gekoppelt;, die eine Vorrichtung mit breiter Resonanz schaffen" und auf die Überlagerungsfrequenz ansprechen.

Die Grundwellen werden hauptsächlich im Schwingungskreise 45 induziert, dem eine negative Dämpfung mit Hilfe der Rückkopplung verliehen ist, welche durch die Spule 46 geschaffen wird. Diese Kopplung sollte so angeordnet werden, daß sie keine in Betracht kommende Wirkung in dem Filter 47 oder in der Antennenkopplungsspule 44 hervorruft. Um weiter die Möglichkeit zu vermindern, daß eine negative Widerstandswirkung in jene Teile der Stromkreise eingeführt wird, die auf die Schwingungen in den Seitenbändern ansprechen (im dargestellten Falle ist dies das Filter 47), kann auch die Ausführung so getroffen werden, daß der Widerstand des Schwingungskreises 45 mit Hilfe einer negativen Widerstandsvorrichtung vermindert wird, die so damit gekoppelt ist, daß er nur für Schwingungen wirksam wird, die innerhalb des erwähnten Kreises fließen. Das kann vorzugsweise dadurch bewirkt werden, daß eine Röhre angeordnet wird, deren Eingangs- und Ausgangskreise magnetisch nur mit dem Kreise 45 gekoppelt sind. Die übrigen Kreise negativer bzw. schwacher Dämpfung können in ähnlicher Weise behandelt werden. Die Wellen von Seitenbandfrequenz werden mit Hilfe der Transformatorkopplung 48 verstärkt, während die Grundwellen in dem schwach gedämpften (zweckmäßigerweise nicht selbstschwingenden) Kreise 49 verstärkt werden; diese Kreise sind in Reihe geschaltet. Der Anodenkreis der ersten Röhre ist mit dem Schwingungskreis 49 mittels der Induktanz 50 verbunden, und diesem Schwingungskreis 49 wird eine schwache Dämpfung mit Hilfe der Rückkopplung erteilt, die durch die Spule 51 geschaffen wird. Bei dem Vorgang der Entmodulierung gehen die Überlagerungswellen durch einen Transformator 52, während die Grundwellen in einen Schwingungskreis 53 mit Hilfe der Kopplung induziert werden, die durch die Spule 54 geschaffen ist. Dem Stromkreis 53 wird eine schwache oder negative Dämpfung mit Hilfe der Röhre 56 und der Rückkopplung 55 erteilt. Die Wellen werden= mit Hilfe der beiden Röhren 57 und 58 entmoduliert, die nach dem »Gegentakt«-Prinzip arbeiten. Die Schwingungen akustischer Frequenz werden dann zu dem Telephon 60 durch den Übertrager 50 geleitet.

Abb. 7 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Kombination der verstärkten Trägerwellen mit den verstärkten Überlagerungswellen. In der Abbildung sind die Verstärkungskreise ähnlich den schon beschriebenen, aber die Röhre 61 zum Entmodulieren hat zwei Gitter. Ein Gitter ist an den Sekundärkreis des Verstärkers geschaltet, das die Überlagerungswellen oder Seitenbandwellen verstärkt, und das andere Gitter ist an den Sekundärkreis des Verstärkers geschaltet, der die Grundwellen verstärkt.

Es ist erwünscht, daß, wenn die Trägerwellen mit den Seitenbandwellen wieder zusammengelegt werden, diese dann die richtige Phasenbeziehung zu jenen haben. Sie sollten die gleiche Phasenbeziehung aufweisen, wie wenn sie nicht unabhängig verstärkt worden wären. Das kann dadurch erzielt werden, daß die Konstanten der Stromkreise in geeigneter Weise bemessen werden, und daß erforderlichenfalls die Richtung der Kopplungs,-spule umgekehrt wird.

Die Phase kann in besonderen Fällen dadurch eingestellt werden, daß das Verhältnis von Kapazität und Induktanz in den Kreisen verändert wird, und ferner durch Veränderung der Kopplung zwischen zwei oder mehr von diesen Stromkreisen. Beispielsweise kann die Phase der Schwingungen in der Kopplungsspule 28 (Abb. 4) durch den Kondensator 28« verändert werden, wie in punktierten Linien angedeutet ist.

Um die Stromkreise sehr empfindlich zu halten, ist es notwendig, daß sie keine Rück!- kopplungswirkung aufweisen. Das kann da-• durch erzielt werden, daß man das Gitterpotential der in Betracht kommenden Röhren am Knickpunkt der Röhrencharakteristiken hält (oder im geraden Teil der Charakteristik, wenn kein scharf ausgesprochener Arbeitspunkt vorhanden ist). Dies kann mittels eines to Gitterpotentiometers erzielt werden, und für diese Stromkreise mit geringem Dekrement sind Potentiometer wesentlich, wenn die Stromkreise nicht in anderer Weise geeignet bemessen sind. Es ist oben ausgeführt, daß die Frequenz der Sendewellen konstant gehalten werden sollte. Wenn dies nicht möglich ist und die Trägerwellen etwas mit dem Maße der Modulation schwanken, wie z. B. in einem durch Widerstand modulierten Antennenstrom in der Sendeantenne, dann kann der schwach gedämpfte Kreis vorzugsweise verstimmt werden, so daß normal, d. h. für volle Amplitude der Trägerwelle, die Arbeitsbedingungen in diesem Stromkreis sich auf einer Seite der Resonanzspitze befinden. Es sollte dann so sein, daß, wenn die Abnahme der* Amplitude der Trägerwelle eine unausbleibliche Veränderung der Frequenz verursacht, dann dieser Frequenz wechsel derart ist, daß die Reaktanz des schwach gedämpften Kreises auf die Trägerwelle abnimmt, d. h. es sollte derart eingerichtet werden, daß der betreffende Punkt nahe der Resonanzspitze liegt. Beispielsweise wird bei einem durch Widerstand modulierten Sendestrom die Wellenlänge mit der Zunahme des Widerstandes wachsen, d. h. mit einer Abnahme der Amplitude der Trägerwelle. Die Arbeitsbedingung des schwach gedämpften Kreises würde in diesem Fall so sein, daß bei der gesteigerten Wellenlänge der Trägerwellen die Reaktanz geringer wird, so daß die resultierenden Schwingungen bestrebt sind, näher an dem konstanten Wert zu bleiben. Da es ersichtlich möglich ist, abweichende Stromkreisanordnungen zu schaffen, so ist die Erfindung nicht auf die im vorstehenden· beschriebenen Stromkreise beschränkt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Empfänger für modulierte Trägerwellentelegraphie und -telephonie, bei dem die Trägerwellenkomponente gegenüber den Seitenbandkomponenten der "empfangenen Schwingungen vor der Detektion oder Entmodulierung verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwellenkomponente in Röhrenkreisen, verstärkt wird, die negative Widerstands.-charakteristik aufweisen, derart, daß sie schwach schwingend unter Abhängigkeit von und in Phase mit den empfangenen Schwingungen sind.
2. 2. Empfänger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der empfangenen Trägerwellenkomponente durch Anwendung einer Strombegrenzungseinrichtung, z. B. durch Einschaltung einer schwach geheizten Röhre, konstant gehalten wird, die vorzugsweise so eingestellt ist, daß sie am Knie ihrer Anodencharakteristik arbeitet.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbandkomponenten in einem stark gedämpften Kreise verstärkt werden, der unmittelbar mit dem Antennenkreis verbunden ist, während der schwach gedämpfte Verstärkerkreis für die Trägerwellenkomponente lose magnetisch mit dem Antennenkreis gekoppelt ist.
4. 4. Empfänger nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbandkomponenten einer Mehrzahl von Filterkreisen zugeführt werden, die eine breite Resonanzkurve besitzen.
5. 5. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkreis mit breiter Resonanz einer Antenne zugeteilt ist, während der Trägerwellenverstärkerkreis zu einer anderen Antenne gehört.
6. 6. Empfänger nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Herabsetzung der Dämpfung eines Kreises unter Null durch eine getrennte Röhre (z. B. 56, Abb. 6) erfolgt.
7. 7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichen Röhren sowohl Seitenband wie Trägerwellenkomponenten verstärken.
8. 8. Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennt verstärkten Trägerwellen- und die Seitenbandkomponenten dadurch kombiniert werden, daß sie zu den entsprechenden Gittern einer Zweigitterröhre geleitet werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen