DE479265C

DE479265C - Verfahren zur Verstaerkung veraenderlicher elektrischer Stroeme

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Publication number: DE479265C
Application number: DEA38013D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1921-06-27
Filing date: 1922-06-25
Publication date: 1929-07-16
Also published as: NL16958C; US1424065A; GB182135A; FR553079A

Description

Die Erfindung hat ein neues Verfahren und neue Anordnungen zum Gegenstand, um in sehr vollkommener ,Weise außerordentlich hohe Verstärkungen elektrischer Ströme zu erzielen. Zur Verstärkung dienen die freien elektrischen Schwingungen, die durch Selbsterregung oder Rückkopplung in einem geeigneten Schwingungskreis auftreten, sobald der Stromkreis z. B. durch eine kurzzeitig aufgeprägte EMK angestoßen wird, falls der sogenannte negative Widerstand des Stromkreises den positiven überwiegt oder, mit anderen Worten, falls die Rückkopplung im Verhältnis zur Dämpfung groß ist.

Diese freien Schwingungen sind bereits verwendet worden, um auf mechanische Stromkreiseinrichtungen oder andere Schwingungskreise eine Relaiswirkung zu erzielen. Der Erfindung gemäß wird nun die Eigenschaft dieser freien Schwingungen benutzt, daß sie mit einer Amplitude einsetzen, die der der erzwungenen Schwingung gleich ist, die dem Stromkreis aufgeprägt wird, und daß die freie Schwingung bis zu unendlich großen Werten anwächst bzw. bis zu den Werten, die durch die Leistungsgrenze der Vakuumröhre gegeben sind, gleichgültig, ob die aufgeprägte elektromotorische Kraft entfernt wird oder nicht.

Die freien Schwingungen, die durch verschieden starke Impulse, z. B. signalelektromotorische Kräfte, ausgelöst werden, wachsen innerhalb bestimmter zeitlicher Grenzen proportional der Stärke der Impulse an, bis das weitere Anwachsen durch den Sättigungszustand der Röhre begrenzt wird.

Dieser Verlauf der anwachsenden Amplituden der freien Schwingung proportional der Größe der aufgeprägten (z. B. signal-) elektromotorischen Kräfte, soweit sich nicht die Amplituden der Sättigungsgrenze der Röhre nähern, wird der Erfindung gemäß zur Verstärkung veränderlicher elektrischer -Ströme nutzbar gemacht.

Um die freien Schwingungen zu löschen, bevor sie sich zu ihrer maximalen Amplitude aufgeschaukelt haben, wird in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens dem Schwingungskreis eine zusätzliche periodische EMK aufgeprägt, die abwechselnd das Verhältnis Rückkopplung zu Dämpfung vergrößert oder verkleinert, so daß von den zu verstärkenden Strömen erregte freie Schwingungen abwechselnd entstehen und unterdrückt werden, bevor sie sich zu Amplituden solcher Höhe aufgeschaukelt haben, die den der Größe der Impulse zeitlich proportionalen Anstieg beeinträchtigen.

Dieses Verfahren, das Verhältnis der Rückkopplung zur Dämpfung zu ändern, kann mit Frequenzen unterhalb der Hörgrenze, mit hörbaren Frequenzen oder auch mit Frequenzen oberhalb der Hörgrenze ausgeführt werden.

Bei der Anwendung der Erfindung zum Radioempfang oder zum Empfang von Funkensignalen, von modulierten, kontinuierlichen

Wellen oder zum Empfang drahtloser TeIephonie wird vorzugsweise die Frequenz, mit der das genannte Verhältnis geändert wird, oberhalb der Hörgrenze gewählt, wenn auch in besonderen Fällen eine Frequenz innerhalb der Hörgrenzen vorteilhaft sein mag.

Soll bei einer Radioanlage mittels einer Schreibvorrichtung empfangen werden, so wird man die Frequenz, mit der das Verhältnis ίο Rückkopplung zu Dämpfung verändert wird, unterhalb der Hörgrenze wählen. Beim Empfang telegraphischer Zeichen mittels ungedämpfter Wellen, die als Ton mittels des Ohres aufgenommen werden, kann man Veränderlichkeit des Verhältnisses innerhalb der Hörgrenze anwenden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele zur Durchführ rung des Verfahrens erläutert werden.

In Abb. ι ist zunächst ein einfacher Rückkopplungsstromkreis mit magnetischer Rückkopplung veranschaulicht. In ι kommen die zu verstärkenden elektromotorischen Kräfte an; 2 und 3 ist ein abgestimmter Kreis, der an den Gitterkreis der Röhre 4 angeschlossen ist. 5 ist eine Rückkopplungsspule, während 9 eine gewöhnliche Anodenbatterie darstellt. Mittels der Spule 6 wird die verstärkte Energie dem Nutzstromkreise 10 zugeführt, während die Energiequelle 13, Röhre 11, die Batterie 12 und der abgestimmte Kreis aus Selbstinduktion 7 und Kapazität 8 dazu bestimmt sind, die Hilfsfrequenz zu erzeugen, mit Hilfe deren im Hauptanodenkreis abwechselnd das Verhältnis Rückkopplung zu D ämpf ung vergrößert und verkleinert wird, so daß von den zu verstärkenden Strömen erregte freie Schwingungen abwechselnd entstehen und unterdrückt werden, bevor sie sich zu einer maximalen Amplitude" aufgeschaukelt haben.

Wird zunächst im Hauptanodenkreis die Rückkopplung vergrößert oder, mit anderen Worten, die zugeführte Schwingung mehr und mehr verstärkt, so gelangt man zu einem Schwingungszustande, bei dem die Rückkopplung stark genug ist, um selbsttätig eine freie Schwingung aufzubauen und sie mit Hilfe der aus der Anodenbatterie entnommenen Energie aufrechtzuerhalten. Diese selbsterregte Verstärkung ist ein Maximum in diesem Schwingungszustand oder in seiner unmittelbaren Nähe, je nach der Anfangsstärke des Signals, der Charakteristik der Röhre oder Röhren und der damit verbundenen Stromkreise.

Diese Größen müssen nun sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Man kann dann den selbsterregten Kreis auf maximale Empfindlichkeit einstellen, und falls man dann das Verhältnis zwischen Rückkopplung und Dämpfung periodisch ändert, so erhält man. einen neuen Gleichgewichtszustand, der im folgenden als Überrückkopplung bezeichnet werden soll und mit dessen Hilfe es möglich ist, vieltausendfach größere Verstärkungen zu erzielen als mit dem gewöhnlichen Rückkopplungssystem.

Zur Erläuterung der Verhältnisse soll ein Zahlenbeispiel betrachtet werden. Handelt es sich um die. Verstärkung einer 600-m-Welle, so verwendet man für 2 eine Induktanzspule von 0,1 Millihenry, für 3, eine Kapazität von 0,001 Mikrofarad. Die Röhre 4 hat eine Verstärkerkonstante von 6 bis 7 und eine Impedanz von ro 000 bis 20 000 Ohm. Die Induktivität der Rückkopplungsspule beträgt 0,1 Henry, ein Wert, der beträchtlich größer ist als jener, der bei der gewöhnlichen Rückkopplungsschaltung erforderlich ist, weil nach Einführung der Hilfsfrequenz die Rückkopplung über das normale Maß heraus gesteigert werden muß.

Die Spule 6 weist eine Induktanz von 0,05 Millihenry auf, wahrend 9 eine 40-Volt-Batterie darstellt. Die Spule 7 hat eine Induktivität von ι ο Henry, während 8 eine in weitem Bereich veränderliche Kapazität von maximal 0,01, Mikrofarad darstellt. Die Röhre 11 weist die gleiche Charakteristik wie die Röhre 4 auf; 12 stellt wiederum eine 40-Volt-Batterie dar, während 13 eine elektromotorische Kraft bedeutet, die bis zu 50 Volt gesteigert werden kann.

Die Erfindung ist naturgemäß nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Konstanten der einzelnen Elemente des Kreises können auch ganz anders gewählt werden, wesentlich ist nur, daß das gegenseitige Verhältnis der Größen geeignet gewählt ist.

Um das System gemäß der Erfindung einzustellen, bleibt zunächst StromqueEe 13 ausgeschaltet. Der Kondensator 8 wird auf einen hohen Wert eingestellt, darauf werden der Stromkreis 2, 3 und die Rückkopplung 5 in der für selbsterregte Stromkreise üblichen Weise so lange abgestimmt, bis der Eigenschwin;-gungszustand eintritt.

Jetzt wird die elektromotorische Kraft 13 allmählich erhöht und der Kondensator 8 no geregelt, gleichzeitig die Rückkopplung 5 verstärkt und der Kondensator 3 eingestellt. Wird die Regelung an diesen drei Stellen durchgeführt, so ergibt sich schließlich ein Punkt, an dem die im Stromkreis 10 beobachtete Zeichenstärfce beträchtlich erhöht wird. Sobald dies der Fall ist, befindet sich das System in dem neuen Zustand. Jetzt kann durch geeignete Einstellung des Kondensators 3, der Rückkopplung 5, des Kondensato rs 8 und der Frequenz 13 eine außerordentlich hohe Verstärkung erreicht -werden.

Die so entstehenden Schwingungen wachsen im Verlaufe der Zeit an, sind aber selbst der Stärke der ankommenden Zeichen proportional. Das zeitliche Anwachsen erfolgt nun theoretisch so, daß jede zugeführte elektromotorische Kraft zwar nicht bis zum Unendlichen anwächst, aber zu Werten, die durch die Charakteristik der Röhre beschränkt sind. Der zeitliche Verlauf dieses Anwachsens kann

ό etwa durch die Umkehrung der bekannten Kurve dargestellt werden, die eine Kondensatorentladung wiedergibt. Solange jedoch die Schwingungen nicht bis zum Sättigungszustand der Röhre angewachsen sind, sind

"5 die Amplituden, mit denen die Schwingung einsetzt, der Amplitude der ankommenden Zeichen proportional und wachsen im Laufe der Zeit um das gleiche Vielfache an, falls nur dieser Zeitabschnitt genügend kurz gewählt ist. Im übrigen stellt sich die Kurve, nach der die Amplituden im Laufe der Zeit anwachsen, als eine Expotentialkurve dar, die ihrem Charakter nach von der Dämpfung abhängt.

^a5 Die Rückkopplung zwischen Gitterkreis und Anodenkreis wird so stark gewählt, daß die Vorbedingungen für das Einsetzen der Schwingung erfüllt sind und die Schwingung sich entsprechend sehr schnell aufbaut. Um nun

so dieses proportionale Verhältnis sowohl in bezug auf die Stärke der Zeichen als auch auf den zeitlichen Aufbau auszunutzen, ohne Störungen dadurch befürchten zu müssen, daß die Amplituden der Schwingungen infolge des Sättigungszustandes der Rohre nicht mehr den aufgeprägten elektromotorischen Kräften proportional sind, wird die Frequenz der zusätzlichen elektromotorischen Kraft, die das Verhältnis Rückkopplung zu Dämpfung vergrößert und verkleinert, so gewählt, daß die Unterbrechung erfolgt, bevor die Amplituden der freien Schwingungen nicht mehr den! aufgeprägten elektromotorischen Kräften proportional sind.

♦5 Nimmt man beispielsweise an, daß dem Gitter einer Schwingungsröhre eine Welle von ι ooo ooo Perioden, die mit einer Hörfrequenz von iooo Perioden moduliert ist, aufgeprägt wird, und daß die Dämpfung mittels der Hilfswelle mit io ooo Perioden in der Sekunde erfolgt, so ergibt sich folgendes:

Betrachtet man die größte Amplitude der Welle, so bedeutet dieses, daß der arbeitenden Röhre eine gewisse elektromotorische Kraft aufgeprägt wird, die sich während einer Anzahl von Hochfrequenzschwingungen zu einem Werte von beispielsweise dem Hundertfachen des Anfangswertes aufbaut und dann durch die Hilfsröhre gelöscht wird. Dia Zahl der Schwingungen, während welcher sie sich aufbauen kann, wird durch die Frequenz der Dämpfung bestimmt. Sobald die elektromotorische Kraft sich aufgebaut hat und gelöscht worden ist, wird erneut eine elektromotorische Kraft der schwingenden Röhre aufgeprägt, deren Amplitude der Amplitude der Welle zu einem Vioooo Sekunde späteren Zeitpunkt entspricht. Diese aufgeprägte Amplitude wird wiederum mit Hilfe der freien Schwingung verstärkt. Die Amplitude, die erreicht werden kann, bevor diese freie Schwingung gelöscht wird, ist der Amplitude proportional, die von der freien Schwingung im vorherigen Spiele erreicht worden ist.

Auf diese Weise werden im Abstande von Vioooo Sekunde aufeinanderfolgende Punkte der Amplitudenkurve der aufgeprägten Welle proportional verstärkt, und der verstärkte Strom, den die freien Schwingungen dar¹-stellen, ist ein Bild der Amplitude der aufgeprägten elektromotorischen Kräfte und der aufgeprägten Wellen.

Bevor also die äußere elektromotorische Kraft aufgeprägt wird, befindet sich das System in einem Zustand äußerster Empfindlichkeit, da theoretisch jede noch so kleine elektromotorische Kraft einen Strom erzeugt, der sehr schnell auf unendlich große Werte anwächst. Diese Empfindlichkeit ist aber eine vorübergehende, da, sobald die Schwingung einmal eingeleitet ist, sie sehr schnell einen Wert erreicht, bei dem der Sättigungszustand der Röhre wirksam wird und das System gegenüber den aufgeprägten elektromotor!!- sehen Kräften unempfindlich macht. Dieses System wäre unbrauchbar, zumal da örtliche Störungen und Unregelmäßigkeiten beispielsweise im Drahte die Aufrechterhaltung des empfindlichen Zustandes ausschließen würden. Dadurch aber, daß der Erfindung gemäß der Verlauf der anwachsenden Amplituden der freien Schwingung proportional der Größe der aufgeprägten elektromotorischen Kräfte gehalten wird, soweit die Amplituden sich nicht der Sättigungsgrenze der Röhre nähern, im besonderen dadurch, daß dem Schwin^ gungskreis eine zusätzliche periodische EMK aufgeprägt wird, die abwechselnd das Verhältnis Rückkopplung zu Dämpfung vergrößert und verkleinert, kann dieser vorübergehende empfindliche Zustand in einwandfreier und zuverlässiger Weise ausgenutzt werden, so daß das System jederzeit im Überrückkopplungszustand gehalten werden kann.

Um abwechselnd das Verhältnis Rückkopplung zu Dämpfung zu vergrößern und zu verkleinern, kann entweder periodisch die Rückkopplung im Verhältnis zur Dämpfung geändert werden oder periodisch die Dämpfung im Verhältnis zur Rückkopplung oder beides zugleich.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. ι wurde periodisch die Rückkopplung im Verhältnis zur Dämpfung geändert, indem die Hüfsfrequenz in dem Anodenkreis der Hauptröhre eingeschaltet war.

Abb. 2 zeigt dagegen eine Anordnung, bei der die Hüfsfrequenz zur periodischen Änderung der Dämpfung im Verhältnis zur Rückkopplung geändert wird, indem der Hüfsfrequenzkreis an den Schwingungskreis 15 angeschlossen wird.

Abb. 3 zeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel der Anordnung nach Abb. 1 für eine Radioempfangsanlage. Die Empfangsantenne !■5 ist mit 22 bezeichnet, während 24 eine Detektoranordnung darstellt; 25, 26 bzw. 27, 28 sind abgestimmte Schwingungskreise, die an die Vakuumröhre 29 angeschlossen und so abgestimmt sind, daß sie die erforderliche Hilfsfrequenz erzeugen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 4, bei dem ebenfalls periodisch die Rückkopplung im Verhältnis zur Dämpfung nach dem Schema der Abb. 1 geändert wird, ist der *5 Hüfskreis über den zur Rückkopplung dienenden Zwischenkreis 31 mit dem Verstärkerkreis verbunden. 40, 41, 42 stellen eine Audionschaltung dar. Mit Hilfe der rückgekoppelten Schwingungskreise 36, 37, 38 wird die Röhre 35 erregt und schwingt mit einer der Abstimmung entsprechenden Frequenz. Infolge dieser Schwingung ändert sich mit ihr übereinstimmend die elektromotorische Kraft, die den Hauptelektroden der Verstärkerröhre 34 zugeführt wird.

Das Beispiel der Abb. 5 entspricht dem Schema der Abb. 2, in dem periodisch die Dämpfung im Verhältnis zur Rückkopplung geändert wird. Hierzu ist die Röhre 51 mit dem schwingenden System 52, 53 mittels der Rückkopplungsspule 54 rückgekoppelt. In den Gitterkreis ist die Induktanz 44 mit Hilfe der Anschlußstelle 55 eingeschaltet. Auf diese Weise liegt der Gitterkreis der Röhre, die die Hüfsfrequenz zur Veränderung des Verhältnisses von Rückkopplung und Dämpfung erzeugt, an dem abgestimmten Kreis 44, 45, 46 und führt diesem Kreis eine veränderliche Dämpfung zu, die von dem momentanen Wert des Gitterpotentials der Röhre 51 abhängig ist. Um das System wahlweise regeln zu können, ist noch ein Widerstand 45 und ein regelbarer Abzweigpunkt 55 vorgesehen.

Bei dem Beispiel der Abb. 6 dient die Verstärkerröhre als Detektor, im Anodenkreis liegt das Telephon 62.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 7 dagegen dient die die Hüfsfrequenz erzeugende Röhre als Detektor, so daß dement-So sprechend das Telephon im Anodenkreis dieser Verstärkerröhre 74 angeordnet ist.

Hierdurch ergibt sich eine günstige Anordnung insofern, als die eintretenden Zeichen in zwei Stufen verstärkt werden, und zwar zunächst mittels der Röhre 71, welche zugleich die verstärkte Energie in einen Strom von der gleichen Frequenz wie die Hüfsfrequenz umwandelt. Im Rückkopplungssystem der Röhre 74 wird dieser Strom verstärkt, und da er sich bereits im Synchronismus mit der in dem Kreis der Röhre 74 befindlichen Frequenz befindet, wird er von dieser Röhre schwebungsfrei und phasengleich, somit mit einem sehr hohen Wirkungsgrad im Detefctor nutzbar gemacht.

Die Anordnungen nach Abb. 6 und 7 können auch miteinander vereinigt werden, indem man die Telephonempfänger von den Anodenkreisen beider Röhren gemeinsam betätigen läßt, so daß es auf die vereinigte Detektorwirkung beider Kreise anspricht. Eine solche Anordnung ist wertvoll zur Verbesserung der lautgetreuen Wiedergabe von Telephongesprächen und der Tonreinheit von Funkensenderzeichen.

In Abb. 8 ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der die zur Veränderung des Verhältnisses von Rückkopplung zu Dämpfung dienende Hilfsspannung in die Dämpfung eines abgestimmten Anodenkreises eingeführt wird, und zwar dadurch, daß die Rückwirkung auf den Gitterkreis periodisch verändert wird. Die Röhre 88 wird durch den Rückkopplungskreis 8 s, 86, 87 erregt, während 85, 86 abgestimmt ist. Bei der besonderen, in der Zeichnung veranschaulichten Anordnung, bei der die Telephone unmittelbar im Anodenkreis des Schwingungserzeugers liegen, wird vorzugsweise eine außerhalb des Hörbereichs liegende Frequenz verwendet.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist ungefähr folgende: Da sich das Potential des Gitters der Röhre 88 ändert, wird gleichzeitig die effektive Reaktanz der Induktanz 84 periodisch geändert, so daß sich eine Änderung des Rückkopplungsbetrages und demzufolge Überrückkopplung im System 78, 79, 80, 81, 84 ergibt. Die verstärkten Signalströme, die im Kreis 79, 80 auf genommen werden, ändern ihre Amplituden entsprechend der Frequenz des Kreises 85, 86. Mit Rücksicht auf die Gleichrichterwirkung der Röhre 81 werden diese Amplitudenänderungen in einen Strom der gleichen Frequenz im Kreise 82, 83 umgewandelt und in den Kreis 85, 86 übertragen. Da diese Ströme von der gleichen Phase und Frequenz wie die im Kreise 85, 86 vorhandene Schwingung sind, werden sie durch die Röhre gleichgerichtet und von den Telephonen 89 sehr wirksam wiedergegeben. Dieses Verfahren ist im besonderen dann wirksam, wenn es sich darum handelt, mit möglichst germ-

gem Energieaufwand eine scharfe Abstimmung zu erzielen.

Abb. 9 zeigt eine Anordnung, um gleichzeitig den Betrag der Dämpfung des abgestimmten Kreises und die Rückkopplung zu ändern. Die Röhre ioo dient dazu, die Dämpfung im Kreise 91, 92 zu ändern, während die Röhre 104 dazu dient, den Rückkopplungsbetrag zu steuern. Die Gitterkreise beider to Röhren werden von der Stromquelle 105 gesteuert. Die Einstellung des Systems erfolgt auf folgende Weise:

Bei ausgeschalteter elektromotorischer Kraft 105 wird das System in gewöhnlicher Weise abgestimmt und die Rückkopplungsspule 94 so eingestellt, daß der Schwingungszustand entsteht. Dann wird die elektromotorische Kraft 105 eingeschaltet und allmählich gesteigert. Gleichzeitig werden die Kopplungen ι ο i, 102 und die Abstimmung des Kreises 91, 92 bzw. 97, 98 zusammen mit der Rückkopplung 94 geändert. Bei richtiger Einstellung des Systems können außerordentlich hohe Verstärkungen erzielt werden. Die Abb. 10 bis 12 zeigen nun Anordnungen, bei denen das Verfahren gemäß der Erfindung nach der Richtung hin weiter ausgebildet ist, daß mittels einer und derselben Vakuumröhre zugleich der Betrag der Rückkopplung und der Betrag der Dämpfung geändert werden. Die eintreffenden Signale werden von 106 aufgenommen, während 107, 108, 109, 110, in einen normalen Rückkopplungsverstärkerstromkreis darstellen. Mit 112 werden die verstärkten Signale abgenommen. 113, 114 und 115, 116 stellen ein Rückkopplungsschwingungssystem dar, um jene Frequenz zu erzeugen, mit der Rückkopplung und Dämpfung zugleich geändert werden.

Werden die Rückkopplungen 107, 109 und 114, 115 richtig zueinander eingestellt, _Kso wird eine gegenseitige Beeinflussung der Systeme derart erzeugt, daß eine weitere Verstärkung eintritt. Zur Einstellung des Systems wird zunächst der Kreis 107, 108 auf das zu verstärkende Signal in der üblichen Weise eingestellt, dann werden die Kreise 113, 114 und 115,116 auf eine Frequenz eingestellt, die verhältnismäßig nieder im Vergleich mit der zu verstärkenden Frequenz ist. Hierbei kann es sich um hörbare oder auch um nicht hörbare Frequenzen handeln, je nach der Art der Signale, die verstärkt werden sollen. _ Hierauf wird die Kopplung 114, 115 so lange vergrößert, bis die Schwingungen einsetzen. Hierauf kann die Kopplung wieder lose gewählt werden, bis die Schwingungen nahezu aufhören. Die erste Rückkopplung 107, 109 wird dann eingestellt, und zwar so lange, bis der Kreis 107, 108 gerade an die Schwingungsgrenze herankommt. Dann wird die Kopplung 114, 115 geregelt. Bei der Abstimmung der Kreise 113, 114 und 115,116 muß entweder der Kreis 113, 114 oder der Kreis 115, 116 eingestellt werden, so daß der eine oder andere allein praktisch die Frequenz der Schwingung bestimmt, damit die Phasenbeziehungen der Spannungen, die dem Gitter- und Anodenkreise durch Rückwirkung der Ströme zugeführt wird, sich richtig ergeben. Es kann dies dadurch erreicht werden, daß der eine Kondensator wesentlich größer als der andere, der ganz klein ausgeführt werden kann, ausgeführt wird. Die Frequenz ist dann durch, jenen Kreis bestimmt, der den größeren Kondensator hat. Für den kleineren Kondensator genügt ein Wert, der ausreicht, um die Ströme der Signalfrequenz gerade vorbeigehen zu lassen. Im allgemeinen zieht man es vor, die Frequenz durch den Gitterkreis bestimmen zu lassen, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich.

Werden die Kopplungen 107, 109 und 114, 115 in geeigneter Weise allmählich eingestellt, so ergibt sich schließlich ein Punkt, bei dem die normale Verstärkung des Rückkopplungskreises, wie sie im Kreise 112 beobachtet wird, in außerordentlichem Maße vergrößert wird. Dies zeigt, daß der neue Zustand eingetreten ist. Wird jetzt die Abstimmung des Kreises 107, 108, die Kopplung 107, 109 und die Abstimmung und Kopplung der Kreise 113, 114 und 115, 116 entsprechend eingestellt, so ergibt sich eine außerordentlieh hohe Verstärkung.

Um auch für diesen Fall einige praktische Angaben zur Durchführung des Verfahrens zu machen, so kann beispielsweise für 600-m-Wellen die Spule 107 eine Induktanz von ioo 0,1 Millihenry, der Kondensator 108 eine Kapazität von 0,001 Mikrofarad aufweisen. Die Rückkopplungsspule 109 hat eine Induktanz von ο, ι Millihenry, die Spule 111 eine solche von 0,5 Millihenry. Um Signale zu empfangen, bei denen das Verhältnis der Rückkopplung zu Dämpfung mit einer Frequenz oberhalb der Hörgrenze verändert werden soll, können 114 und 115 eine Induktanz von 50 bis 100 Millihenry aufweisen. Die Kondensatorenii3 und 116 haben eine maximale Kapazität von je 0,015 Mikrofarad. Sollen anderseits Signale aufgenommen werden, bei denen die Änderung von Rückkopplung zu Dämpfung mit hörbarer Frequenz erwünscht ist, so gibt man den Spulen 114, 115 je eine Induktanz von 1,5 Henry. Wird die Schaltung der Apparate mit den angegebenen Werten gemäß Abb. 10 ausgeführt und das System in der beschriebenen Weise eingestellt, so können Verstärkungen erzielt werden, die weit größer sind als jene, die man mit irgend-

einem der einfacheren Systeme, wie sie vorher beschrieben sind, erreichen kann.

Abb. 11 zeigt die Anwendung der Schaltung nach Abb. io für eine Radioübertragung, worin 126, 127 die Detektorschaltung darstellt.

In Abb. 12 schließlich ist ein Radiosystem ähnlich dem von Abb. 11 veranschaulicht, das jedoch gegenüber dieser Schaltung vereinfacht ίο ist insofern, als ein besonderer Detektorkreis fehlt und die Röhre 131 gleichzeitig zur Verstärkung, zur Änderung des Verhältnisses zwischen Rückkopplung und Dämpfung und als Detektor dient.

Bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens gemäß der Erfindung müssen gewisse Einstellungsgrundsätze beachtet werden, um den Erfolg zu erreichen. Diese Grundsätze weichen etwas voneinander ab, je nach der Art der Signale, die empfangen werden, und je nach dem Selektivitätsgrade.

So wird man beispielsweise beim Empfang ungedämpfter, (Wellentelegraphie, um ein Maximum an Selektivität zu erreichen, eher den *5 Betrag der Rückkopplung im Verhältnis zur Dämpfung ändern als den Betrag der Dämpfung.

Handelt es sich um ein System, bei dem sowohl Rückkopplung als auch Dämpfung geändert wird, dann ist es vorzuziehen, im Abstimmungskreis eine kleine Selbstinduktion, eine große Kapazität und eine möglichst große negative Ladung auf dem Gitter zu verwenden.

Bei der Radiotelephone dagegen, hei der sich keine so hohe Selektivität wie bei der Telegraphic mit ungedämpften Wellen erreichen läßt, kann jede Änderungsmethode verwendet werden. Im allgemeinen ist der Abstimmungsbereich um so breiter, je höher die Frequenz ist, mit der das Verhältnis von Rückkopplung zu Dämpfung geändert wird. Wählt man das Verhältnis dieser Änderungsfrequenz genügend hoch gegenüber der Signalfrequenz, so nimmt die Resonanzkurve des Systems die Charakteristik eines Bandfilters an, und das System kann vorteilhaft als ein Ersatz dieser Filter verwendet werden, da mit ihm bei wesentlich weniger Energieverlusten Wellenzüge im gleichen Maße ausgesiebt werden können.

Wie bei den bekannten Systemen kann auch hier die Antenne der Radioeinrichtung durch Leitungen ersetzt werden, falls man das' Verfahren gemäß der Erfindung in Verbindung mit drahtloser, an Leitungen geführter TeIegraphie, der sogenannten Hochfrequenzleitungstelegraphie, verwenden will.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Verfahren und die dargestellten Schaltungen zur Ausübung des Verfahrens beschränkt; es sind auch andere unter die Erfindung fallende Ausführungsformen möglich, wenn nur gemäß der Erfindung Überrückkopplung eintritt, wenn also der Verlauf der anwachsenden Amplituden der freien Schwingungen proportional der Größe der aufgeprägten elektromotorischen Kräfte ist, soweit die Amplituden sich nicht der Sättigungsgrenze der Röhre nähern.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verstärkung veränderlicher elektrischer Ströme mittels freier elektrischer Schwingungen, die in einem mit der Energiequelle rückgekoppelten Schwingungskreis durch die zu verstärkenden Ströme angestoßen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung nur das Intervall der freien Schwingungen benutzt wird,· währenddessen der Verlauf der anwachsenden Amplituden der freien Schwingungen proportional der Größe der aufgeprägten (z. B: signal-) elektromotorischen Kräfte ist, und solange sich die Amplituden nicht der Sättigungsgrenze der Röhre nähern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingungskreis eine zusätzliche periodische EMK aufgeprägt wird, die abwechselnd das Verhältnis des Mehrzuflusses an Energie durch Rückkopplung zur Energiezerstreuung durch Dämpfung vergrößert und verkleinert, so daß von den zu verstärkenden Strömen erregte freie Schwingungen abwechselnd entstehen und unterdrückt werden, bevor sie sich zu ihrer Maximalamplitude aufgeschaukelt haben. .

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der zusätzlichen EMK so hoch gewählt wird, daß die Unterbrechimg erfolgt, bevor die Amplituden der freien Schwingungen infolge der Leistungsgrenze der Röhre nicht mehr den aufgeprägten elektromotorischen Kräften proportional sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der Rück- · kopplung und der Dämpfung zugleich geändert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer und derselben Vakuumröhre zugleich der Betrag der Rückkopplung und der Betrag der Dämpfung geändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen