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Schaltungsanordnung zum störungsfreien Empfang in der drahtlosen Telegraphie
und Telephonie Die bisher in der drahtlosen Empfangstechnik benutzten Einrichtungen
und Schaltungen zur Störbefreiung bestehen vorzugsweise aus Sperrkreisen oder Siebkreisen
usw. Hierdurch gelingt es zwar, die Amplitude der Störfrequenz zu reduzieren bzw.
zu begrenzen, eine völlige Beseitigung der Störfrequenz ist aber auf diese Weise
praktisch nicht möglich.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Kompensatiönsschaltung
zur Erzielung dieses Zweckes, die es gestattet, in der Empfangsantenne vorhandene
Störfrequenzen sowohl nach Amplitude als nach Phase praktisch derartig gegeneinander
auszugleichen, claß sie keine Wirkung auf einen an die Antenne angeschlossenen Empfangskreis
ausüben können. Diese Kompensation wird erreicht durch eine an sich bekannte Verzweigungsschaltung
nach Art einer Brücke. Zu diesem Zwecke sind in der Antenne zwei zueinander parallel
liegende Stromkreise vorgesehen, die je eine Spule enthalten und die gemeinschaftlich
mit einem- Empfangskreis gekoppelt sind. Der einje dieser Zweige enthält sodann
in an sich bekannter Weise einen auf die Empfangswelle abgestimmten Schwingungskreis
(Sperrkreis), und die in den beiden Stromzweigen liegenden, zur Kopplung mit dem
Empfangskreis dienenden Selbstinduktionen werden erfindungsgemäß derart groß bemessen,
daß die für eine praktisch vollständige Kompensation der Störschwingungen nötige
tlbereinstiinmung von deren Amplitude und Phase in beiden Zweigen erzielt wird.
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Das Wesen der Erfindung geht noch besser an Hand einer Betrachtung
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen hervor. In sämtlichen Abbildungen
bedeuten A eine Antenne und E den Erdanschluß einer in üblicher Weise verwandten
Empfangseinrichtung. Der Antennenkreis ist in zwei Stromzweige, von denen jeder
eine gleiche verhältnismäßig große Selbstinduktion L1 und L2 enthält und die mit
den ebenfalls -gleich großen Kopplungsspulen K1 und KZ eines gemeinsamen Empfangskreises
gekoppelt sind, unterteilt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß für die zu
empfangende Frequenz die Verzweigung nicht ausgeglichen ist, während für sämtliche
außerhalb dieser Empfangsfrequenz liegenden störenden Frequenzen die Abgleichung
praktisch vollkommen ist, so daß Ströme dieser Frequenzen im Empfangskreis nicht
zur Auswirkung gelangen können. Um dies erfindungsgemäß möglichst vollständig zu
erreichen, ist es wesentlich, die Größe der beiden Kopplungs-Selbstinduktionsspulen
L, und L2 der beiden -Antennenstromverzweigungen so hoch zu wählen, daß praktisch
durch sie die Amplitude und Phase der in beiden Zweigen fließenden- =Ströme bestimmt
ist. Sind also sodann die Ströme in den beiden- Zweigen genau groß und . stimmen
sie in ihrer Phase überein, so sind auch in den beiden Spulen K, und K2, die ebenfalls
einander
gleich sind und gleichen Wicklungssinn besitzen, vorausgesetzt,
daß die Kopplung zwischen El und L2 gleich der Kopplung zwi-. schen K2 und L,_ ist,
die Ströme im Empfangskreis F in der Amplitude gleich, in der Phase jedoch um iäo°
verschoben, wie dies durch die Pfeile in den Abbildungen zur Andeutung gebracht
ist. Die Ströme in K,. und K2 kompensieren sich also vollständig, so daß in einem
bei F direkt oder über eine Kopplungsschleife angeschlossenen Empfangskreis kein
Strom fließt.
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Um nun für die zu empfangende Frequenz die Kompensation ganz oder
teilweise aufzuheben, wird erfindungsgemäß in den einen Stromzweig ein auf die Empfangswelle
he abgestimmter Sperrkreis I_C eingeschaltet. Für die Sperrfrequenz sind dann die
Ströme in beiden Zweigen nicht mehr gleich, so d`aß diese Frequenz in den Empfangskreis
gelangen kann; Wird nun der Sperrkreis so ausgebildet, daß seine Kapazität groß,
seine Selbstinduktivität gering ist, so bietet er für die. niederen Frequenzen keinen
nennenswerten Widerstand, da diese Frequenzen von der Selbstinduktion durchgelassen
werden; die höheren Frequenzen dagegen nehmen ihren Weg über die große Kapazität.
Infolgedessen wird also die Stromverteilung für alle Frequenzen oberhalb und unterhalb
der Sperrfrequenz in beiden Zweigen gleich sein oder doch sehr nahe gleich sein,
so daß sie nicht auf den Empfangskreis übertragen werden. Eine wesentliche Voraussetzung
ist erfindungsgemäß allerdings, daß der Wert der beiden Selbstinduktionen L1 und
L" -wie schon erwähnt, so hoch gewählt wird, daß durch sie,im wesentlichen die Phase
in den beiden Stromzweigen bestimmt wird.
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Um die Abgleichung der Phase für alle außerhalb der Empfangsfrequenz
liegenden Frequenzen noch vollständiger zu erreichen, wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken
in den anderen Zweig der Verzweigungsschaltung noch ein zusätzliches Widerstandsausgleichselement
!eingeschaltet. Bekanntlich stellt ein Sperrkreis für Frequenzen unterhalb seiner
Eigenfrequenz einen induktiven, für Frequenzen oberhalb der Eigenfrequenz einen
kapazitiven Widerstand dar. Es können deshalb die unterhalb der Empfangsfrequenz
liegenden Störströme durch eine Induktivität geeigneter Größe L' '(gemäß Abb. 2)
praktisch vollständig ausgeglichen werden, während Störfrequenzen oberhalb der Empfangsfrequenz
durch einen entsprechenden Kondensator C' eine praktisch völlige Kompensierung erfahren
können. Damit nun sowohl die Frequenzen oberhalb als auch unterhalb der Empfangsfrequenz
völlig ausgeschieden werden, kann die Anordnung so getroffen werden, daß zwei Verzweigungsanordnungen
der beschriebenen Art in Hintereinanderschaltung benutzt werden. Der Anschluß der
Verzweigungen erfolgt dabei in der Weise, daß beispielsweise der eine Zweig, der
alle tiefen Frequenzen zu beseitigen hat, _mit den Punkten i und 2 an Antenne A
und Erdleitung E geschaltet wird und daß statt des Empfangskreises bei F dann die
andere Verzweigungsschaltung, die die hohen Frequenzen beseitigen soll, ebenfalls
mit ihren Punkten i und :2 angeschlossen wird und dann erst bei dieser an F der
eigentliche Empfangskreis liegt.
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Eine weitere an sich bekannte Möglichkeit, die beschriebene Wirkung
zu erzielen, zeigt die Abb. 3. Hier wird der Widerstand des einen Zweiges für die
Empfangsfrequenz gleichsam indirekt dadurch geändert, daß dieser Zweig mit einem
die Empfangsfrequenz #e führenden und auf. dieselbe abgestimmten Schwingungskreis
(in der Abb.3 durch die Spule L" angedeutet) gekoppelt wird und auf diese Weise
eine Hilfsschwingung eingeführt wird, was der Wirkung eines induktiv angekoppelten
Sperrkreises gleichkommt. In den anderen Verzweigungskreis ist dabei eine der Kopplungsspulen
im ersten Verzweigungskreis L' entsprechende Ausgleichsspule einzuschalten.
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Bei der praktischen Ausführung der. obigen Schaltung ist es zweckmäßig,
die Spulen L,., L2, K,., KZ als Differentialtransformator auszubilden. Die Schaltung
läßt sich auch in vereinfachter Form ausführen, indem die Kopplungsspulen K1 und
K2 fortgelassen werden und die Kopplungskreise für den Empfangskreis statt bei F
direkt an die beiden nicht gemeinsamen Endpunkte 3 und q. der Induktionsspulen L1
und L2 angeschlossen werden. Es bedeutet dies den Ersatz der induktiven Kopplung
durch eine galvanische. Die Wirkung ist aber, wie man leicht einsieht, genau die
gleiche wie im ersteren Falle.
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Zu bemerken ist noch, daß die beiden Selbstinduktionsspulen L1 und
L, und ebenso die Spulen K 1 und KZ nicht notwendigerweise genau gleich groß zu
sein , brauchen, wie bisher vorausgesetzt wurde. Vielmehr ist es durch Änderung
des Kopplungsgrades zwischen K1 und L, und K2 und L2 und geeigneten Bemessungen
der zusätzlichen Widerstände in den beiden Stromzweigen stets möglich, die gewünschte
Amplituden- und Phasenabgleichung zu erreichen.