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Empfangsanordnung für hochfrequente Signalströme mit automatischer
Begrenzung der Signallautstärke Die Erfindung betrifft eine Empfangsanordnung für
drahtlose Signale, durch die die Intensität,des empfangenen-Signals selbsttätig
begrenzt wird.
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Bekanntlich werden, wenn die Empfangsanordnung so eingestellt ist,
daß. Signale von einer weit entfernten Station laut genug aufgenommen werden, die
Signale von einer näher liegenden Station viel stärker aufgenommen als man wünscht.
Anderseits können sich während des Empfanges die Empfangsverhältnisse in den tibertragungsmedien
ändern und ein Neueinstellen erforderlich machen, damit man wieder die gewünschte
Empfangsstärke erhält.
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Nun sind Einrichtungen. zum automatischen Steuern der Empfangsintensität
an sich bekannt. Diese Mittel sind z. B. Relais in Verbindung mit entsprechenden
Motorkreisen und ähnlichen Einrichtungen.
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Alle diese bekannten Systeme haben gewisse Nachteile. Sie erfordern
gewöhnlich einen geübten Arbeiter zur Bedienung oder sind in ihrer Schaltung sehr
kompliziert, oder sie haben bewegliche Teile, die Störungen und Verzerrungen zur
Folge haben können. Diese Nachteile sollen durch die Einrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung beseitigt werden.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in drei Abbildungen dargestellt.
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Abb. i zeigt das Schaltbild einer Ausführungsform.
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Abb. z zeigt Kurven, die die Arbeitsweise darstellen.
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Abb.3 zeigt eine Abänderung der Schaltung gemäß Abb. i.
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Abb. i. i ist die Antenne, z und 3 die Verstärker, wobei Verstärker
z vom Eingangstransformator 4. und Eingangskreis 5 gespeist wird, der mit dem Gitter
6 des Verstärkers @ verbunden ist. In gleicher Weise wird die Energie vom Ausgangskreis
7 der Röhre z durch den Transformator 8 und den Kreis 9 zu dem Gitter io des Verstärkers
3 geliefert. i i ist die Audionröhre, die vom Ausgangskreis 1z durch den Transformator
13 und den Eingangskreis i q. gespeist wird: Die niederfrequenten Ströme werden
vom Ausgangskreis 15 durch den Transformator 16 auf den Niederfrequenzverstärker
17 und dann zu dem Telephon 18 übertragen.
Die Anodenbatterie B
enthält eine einstellbare Anschlußstelle 3 i, von der eine geeignete Spannung durch
die Leitung 32 und Primärwicklung 33 zur Anode des Verstärkers 2 durch die Primärwicklung
33 des Transformators 8 geliefert werden kann, während die Spannung .der Anode des
Verstärkers 3 durch die Primärwicklung 34 des Transformators 13 und der Anode des
Verstärkers 17 durch die Telephone 18 geliefert wird. In gleicher Weise erfolgt
die Zuführung der Spannung zu den Steuerkreisen der Verstärker 2 und 3 durch folgenden
Kreis: Kathodenleitungen 23', Leitung 24, der Teil. der Batterie 27, der zwischen
den Teilen 24 und 24' liegt, einstellbare Abzweigstelle 24, Widerstand 35, Leitung
36, Batterie 37, Leitung 38, Leitung 39, Teil 40 der Sekundärwicklung des Transformators
8 zum Gitter io der Röhre 3, Leitung 41 und Teil 42 der Sekundärwicklung des Transformators
4 zum Gitter 6 der Röhre 2. Man erkennt, daß die Batterie 37 in Reihe liegt mit
den Teilen der Batterie 27, die zwischen der Leitung 24 und der einstellbaren Abzweigstelle
24' liegt. Infolgedessen wird das wirksame Potential an der. Gitter n6 und io der
Röhren 2 und 3 gegenüber ihren Kathoden durch die Summe dieser beiden Spannungsquellen
und durch die Spannung am Widerstand 35 bestimmt.
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Der Widerstand 28 liegt im Ausgangskreise der Röhre i i. Infolgedessen
fließt der Gleichstrom, der im Ausgangskrdise der Röhre i i fließt, durch den Widerstand
28. Da dieser Strom sich mit der Stärke der Hochfrequenzimpulse ändert, die auf
die Empfangsröhre i i aufgedrückt werden, ändert sich die Spannung am Widerstand
28 entsprechend. Diese Spannung wird erfindungsgemäß dazu benutzt, um die Verstärkung
der Verstärker 2 und 3 zu, steuern. Zu diesem Zweck dient der Verstärker 43 mit
Anode 44, Kathode 45 und Gitter 46. Die Aufdrückung der Spannung auf das Gitter
46 gegenüber der Kathode 45 erfolgt durch den Eingangskreis mit Kathode 45, Kathodenleitungen
23'. Leitung 24, Batterie 27, Widerstand 28, Leitung 29, einstellbare Abzweigstelle
47, den Teil des Widerstandes 48 zwischen den Teilen 47 und 49, einstellbare Abzweigstelle
49, den Teil der Batterie. 5o zwischen den Teilen 49 und 51, Leitung 51 zum Gitter
46. Ein Teil der Batterie 50 ist kurzgeschlossen durch die einstellbare Abzweigstelle
49, den Widerstand 48 und die Leitung 52. Der Zweck dieser Anordnung wird später
beschrieben. Die Zuführung der Spannung zur Anode 44 des Verstärkers 43 gegenüber
der Kathode 45 erfolgt durch einen Ausgangskreis mit Kathode 45, Kathodenleitungen
23', Leitung 24, den Teil der Batterie 27 zwischen den Teilen 24 und 24', einstellbare
Abzweigung 24 ', Widerstand 35, Leitung 53 zur Anode 44.
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Zum Fernhalten von Wechselströmen von der Verstärlwxröhre 43 dient
der Kondensator 55.
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Die Arbeitsweise der vorliegenden Anordnung ist folgende: normalerweise,
wenn das aufgenommene Signal sich auf oder unterhalb einer vorher bestimmten Stärke
befindet, fließt der Strom im Anodenkreis der Empfangsröhre 15 und durch den Widerstand
28. Die Summe .der Spannungen in dem Gitterkreis von 43 (27, 28, 48, 5o) ist so,
daß der Elektrode 46 eine starke negative Spannung aufgedrückt wird. Dann fließt
kein Strom im Anodenkreis des Verstärkers 43, so daß am Widerstand 3 5 keine Spannung
auftritt. Die Summe .der Spannung 37 und des Teiles der Batterie 27 zwischen 24'
und 24 ist so, daß die Verstärkung der Verstärker 2 und 3 ein Maximum ist und Empfang
auf dem üblichen Wege erfolgt.
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Jetzt werde angenommen, daß ein Signal von höherer Stärke .dem Empfänger
aufgedrückt werde. Dann vermindert sich 'die Spannung am Widerstand 28, so daß die
Elektrode 46 eine weniger negative oder sogar positive Spannung annimmt, die von
der Stärke der aufgenommenen hochfrequenten Impulse abhängt. Daher fließt der Strom
im Anodenkreis des Verstärkers 43 und durch den Widerstand35 und erzeugt eine Spannung
an diesem Widerstand, deren Polarität in der Zeichnung angegeben ist. Da diese Spannung
mit der Batterie 37 in Reihe liegt, wächst die Spannung der Gitter der Verstärkerröhren
in negativem Sinne. Durch passende Wähl der Verhältnisse, also insbesondere der
Spannung der Batterie 37 und der Größe der Widerstände 28 und 35, läßt es sich erreichen,
daß die negative Gittervorspannung der Verstärkerröhren beim Ansteigen der Signalstärke
so weit steigt, daß. sich der Arbeitspunkt auf der Kennlinie dieser Röhren so weit
verschiebt, daß. eine Verringerung der Verstärkung die Folge ist, und zwar, daß
die Verstärkungsverminderung eintritt beim Erreichen einer bestimmten Lautstärkegrenze,
die dann nicht mehr überschritten werden kann.
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Abb.2. Diese Arbeitsweise erkennt man aus Abb.2, in der die Stärke
der Hochfrequenziinpulse als Abszissen und die Signalstärke an den Telephonen für
einen gegebenen Prozentsatz von Modulation als Ordinaten aufgetragen sind.
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Die Kurve i zeigt die Arbeitsweise des Kreises,, wenn die Spannung
der Elektrode 46 so stark negativ ist, daß kein Strom durch den Anodenkreis dieses
Verstärkers oder
durch den Widerstand 3 5 fließt. Angenommen, man
will die Stärke der empfangenen Signale am Telephon auf einer Höhe halten, die durch
die Kurve 2 angegeben ist. Die Kontakte 47 und 49 werden so eingestellt, daß sie
auf das Gitter 46 eine solche negative Spannung aufdrücken, daß kein Strom durch
den Widerstand 3 5 fließt, bis die der Audionröhre aufgedrückten Hoclifrequenzsignale
so eine Stärke haben, daß sie an den Telephonen ein Signal erzeugen, entsprechend
der Stärke, die durch die Kurve :2 bei dem gegebenen Prozentsatz Modulation dargestellt
wird. Dann ist die Verstärkung des Kreises für alle Hochfrequenzstärken, die Signale
unterhalb dieses Niveaus erzeugen, ein Maximum und tritt Empfang auf Kurve i auf.
Wenn die Stärke der Hochfrequenzimpulse, die auf die Röhre i i aufgedrückt sind,
so groß wird, daß die Signale am Telephon das durch die Kurve 2' dargestellte Niveau
überschreiten, dann wird die negative Spannung am Gitter 46 so verringert, daß der
Strom durch den Anodenkreis des Verstärkers 43 fließt und dadurch eine Verringerung
der Verstärkung durch die Röhren 2 und 3 bewirkt. Daher werden alle Hochfrequenzimpulse,
die Signalstärken oberhalb des Niveaus 2 erzeugen, auf dieses Niveau verringert,
während Stärken unterhalb dieses Niveaus unbeeinflußt bleiben. Wenn man das Niveau
des empfangenen Signals vergrößern will, dann kann man die Kontakte ,i7 und 49 so
einstellen, daß dem Gitter 46 eine stärkere negative Spannung aufgedrückt wird.
Bei solcher Einstellung muß dem Widerstand 28 eine größere Spannung aufgedrückt
werden, bevor die negative Spannung des Gitters 46 genügend verringert ist, um das
Fließen eines Stromes durch den Anodenkreis des Verstärkers 43 zu gestatten. Daher
werden nur Intensitäten oberhalb der Kurve 3 verringert und erfolgt der Empfang
entsprechend der Kurve 3. Durch Einstellen der Kontakte 47 oder 49 in entgegengesetzter
Richtung kann man den Empfang auf der Kurve 4 halten.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb.3 kommt der Verstärker 43 in Fortfall.
In diesem Falle sind die Leitungen 39 und 41 durch die Batterie 37, den Widerstand
48', den Schiebekontakt 54 und die Leitung 55' mit dem Punkt des Widerstandes 28
verbunden, der mit dem Ausgangskreis der Röhre i i verbunden ist. Daher werden alle
Spannungsschwankungen <des Widerstandes 28 direkt den Gitterkreisen der Verstärker
2 und 3 aufgedrückt. Diese Anordnung gemäß Abb.3 ist zweckmäßig in einem Kreise,
wo nur kleine Einstellungen erforderlich sind und wo die Änderungen im Sendemedium
klein sind oder meinem Kreise, in dem eine größere Anzahl von Verstärkern verwendet
wird, so daß, die Einstellung auf mehrere Verstärker wirksam wird. Diese Anordnung
ergibt eine wesentliche Okonomie der Apparatur.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich naturgemäß nicht nur für das
dargestellte Gerät, sondern auch für alle Empfänger, bei denen ein bestimmtes Maß
von Leistung verlangt wird. Ferner eignet sich die Erfindung auch zur Betätigung
von Verstärkern, die hinter der Röhre i i liegen anstatt davor; solche Anordnung
hat gewisse Vorteile, die sich daraus ergeben, daß das Selbstschwingen vollständig
vermieden wird. Infolgedessen können die Kondensatoren 55 und 56 auch sehr klein
gehalten werden. Es hat sich jedoch ergeben, daß diese Anordnung größere Schwierigkeiten
ergibt, um die wagerechte Kennlinie der Abb. 2 über einen großen Intensitätsbereich
zu erzielen. Die vorliegende Anordnung ist einfach in ihrem Aufbau und ihrer Bedienung
und verlangt keine gelernten Beamten; sie hat den ferneren Vorteil, daß sie rein
elektrisch ist und keine mechanischen beweglichen Teile, wie Motoren, Relais u.
dgl., besitzt.