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Neutralisierter Empfänger für drahtlose Nachrichtenübermittlung Die
Erfindung betrifft einen Neutrodyneempfänger für drahtlose Nachrichtenübermittlung.
Durch Neutralisation bei Empfangskreisen will man zwei Wirkungen vermeiden, nämlich:
erstens daß Schwingungen in einem Ausgangskreis des Empfängers auf einen Eingangskreis
rückwirken und Strahlung der Empfangsantenne hervorrufen, und zweitens daß Rückkopplung
zwischen Anode und Gitter der Verstärkerröhren einen Verzerrungseffekt im Empfänger
hervorruft.
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Bei den bisher bekannten Neutrodyneschaltungen wird Energieausstrahlung
durch Anordnung einer Brücke vermieden, deren Zweige aus den beiden Teilen der Selbstinduktion
des Eingangskreises, einem die Röhrenkapazität neutralisierenden Kondensator und
der Röhrenkapazität gebildet sind. Da es jedoch unmöglich ist, eine hundertprozentige
Kopplung in den Teilinduktanzen des Eingangskreises zu erhalten, konnte eine vollkommene
Aufhebung der Rückkopplung bei allen Frequenzen des Empfangsbereiches nicht erzielt
werden.
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In vorliegender Erfindung wird ein Neutralisationskreis beschrieben,
der bei allen' Frequenzen vollständig frei von Verzerrung ist und bei dem die Strahlung,
wenn auch nicht vollkommen vermieden, so doch so klein gehalten wird, daß sie nahe
gelegene Empfänger nicht beeinträchtigt.
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Des weiteren besteht die Erfindung darin, ein Neutralisierungssystem
zu schaffen; bei dem die Neutralisierungsmittel konstant gehalten werden, bei dem
es also nicht nötig ist, die Neutralisierungsmittel bei Abstimmungsänderungen des
Empfängers zu verändern, um ein vollständiges Fehlen von Rückkopplungsv erzeri-ung
zu erbalten.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in drei Abbildungen dargestellt.
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Abb. i zeigt ein Schaltbild.
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Abb. z zeigt dasselbe Schaltbild in schematischer Darstellung.
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Abb.3 zeigt die Ankopplung des Kreises an eine Empfangsantenne.
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In Abb. i deuten C5, Li und L" einen abgestimmten Eingangskreis an.
Der mit L1 bezeichnete Teil der Selbstinduktion des abgestimmten Kreises liegt am
Gitter und Glühfaden der Röhr ei, a, so daß die an L, auftretenden Spannungsänderungen
zwischen Gitter und Kathode zur Wirkung gelangen.
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Die Rückkopplung bei einer solchen Schaltung kann man folgendermaßen
erklären. Wenn an Gitter a und Faden i eine Wechselspannung gelegt wird, tritt auch
im Anodenkreis eine Wechselspannung auf. Diese Spannung
bewirkt
einen Kapazitätsstrom i; von der Anode 3 zum Gitter 2. Ein Teil .dieses Stromes
fließt durch L1 und wird mit ix bezeichnet. Es wird also der Strom il einen Spannungsabfall
zwischen Gitter 2 und Faden i von einem Werte gleich i1, z1 verursachen, wo z1 die
Reaktanz von L, darstellt; diese unerwünschte Rückkopplung ruft Verzerrungen im
Telephon hervor.
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Um diese Rückkopplung und Strahlungseffekte zu verhindern, ist eine
Brücke gemäß Abb.2 vorgeschlagen worden, bei der die Kopplung zwischen Induktanz
L1 und Induktanz L2 i ooo'o sein sollte. Theoretisch würde man damit erreichen,
daß die Anodenwechselspannung keine Spannungen zwischen Gitter und Faden verursacht
und auch kein Strom in einer mit dem Eingangskreis gekoppelten Antenne erzeugt wird.
In der Praxis ist es aber unmöglich, eine hundertprozentige Kopplung zwischen den
Induktanzen Li und L2 zu erhalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Brücke unausgeglichen, wobei
aber eine Rückkopplung von Anode auf Gitter bei allen Frequenzen völlig vermieden'
ist. Um dieses zu erreichen, werden die Kapazitäten C3 und C4 konstant gemacht und
die Kopplung zwischen den Induktanzen L, und L2 gleich Null gemacht, indem sie voneinander
getrennt und unter rechtem Winkel gehalten werden, während das Verhältnis von L1
zu L2 gleich einer Konstanten I( gemacht wird.
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Die Ergebnisse dieser Änderungen lassen sich am besten mathematisch
erklären unter besonderer Bezuygnahme auf Abb. i, die die verschiedenen Ströme zeigt,
die in den verschiedenen Kapazitäten und Induktanzen fließen.
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Es soll begannen werden mit dem allgemeiner. Fäll, wo eine gegenseitige
Induktanz L,n besteht zwischen L,, und L2; bezeichnet man die verschiedenen Impedanzen
mit Z mit entsprechenden Indizes und wendet man die Kirchhoffschen Gesetze auf die
verschiedenen Stromverzweigungen an, so ergibt sich: 24z4 + 2z z2 __ 2i z2 - e (z)
2a2'3 + 71z1 - i2 z,. = 8 (2) 24z4 - i@ z5 - ia z3 = o (3)
24
- 22 25 il - 2s --@- i@ (5) Für verschwindende Rückkopplung wird keine Spannungsdifferenz
zwischen Gitter und Faden durch die Anodenspannung e induziert. Das heißt, wenn.
man von Punkte und von Punkt 17 zu Punkt :H geht, müssen sich die Wechsel-EMK zu
Null addieren; daher ist i.za - e. (6)
Wenn man nun die obigen sechs Gleichungen
löst, ergibt sich, daß -
Gleichung (7) gibt dann durch Umkehrung und durch Division durch eine Konstante
(da die verschiedenen Impedanzen in ihrer Wirkung Real-tanzen sind) den Wert, den
der neutralisierende Kondensator C4 bei der Frecluenz haben muß, auf die der Eingangskreis
abgestimmt ist, umverschwindende Rückkopplung zwischen Anode und Gitter zu ergeben.
Gleichung (;) gibt auch den Wert der neutralisierenden Kapazität, die für verschwindende
Rückkopplung nötig ist, wenn zwischen den Spülen L1 und L2 eine gegenseitige Induktanz
besteht.
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Unter Berücksichtigung, daß
ist, wo Z, bzw. ZZ die Scheinwiderstände einer Kapazität bzw. Selbstinduktion bei
der Frequenz/ bedeuten, ist klar, daß bei jeder Frequenz, auf die der Eingangskreis
abgestimmt ist, für verschwindende Rückkopplung ein neuer Wert der neutralisierenden
Kapazität C4 verlangt wird. Wenn jedoch erfindungsgemäß die 'Kopplung zwischen L1
und L2 gleich Null gemacht wird, wird der Wert der neutralisierenden Reaktanz für
verschwindende Rückkopplung
was wiederum zeigt, daß der Wert der neutralisierten Kapazität für verschwindende
Rückkopplung nicht unabhängig von der Frequenz ist.
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Wenn man jedoch die Frequenz betrachtet, auf die der Kreis abgestimmt
ist, und für die angenähert Zl, + z2 - z (9) ist und wenn erfindungsgemäß zusätzlich
dazu, daß die gegenseitige Induktanz zwischen L1 und L2 gleich Null gemacht wird,
gemacht wird, dann wird Gleichung (8) z4 .- (z3 + z;) K. (xz) Gleichung (i i) zeigt,
daß der Wert der neutralisierenden Kapazität für verschwindende Rückkopplung unabhängig
von der abgestimmten
Frequenz eine Konstante ist, vorausgesetzt,
daß die Kapazitäten CG und konstant gehalten werden und daß das In. duktionsverhältnis
I< konstant bleibt. Man kann also sagen, daß die vorliegende Anordnung ohne wechselseitige
Induktanz zwischen den mit Li und L2 bezeichneten Induktanzen verschwindende Rückkopplung
bei der Frequenz hat, auf die der Eingangskreis abgestimmt ist, und daß die neutralisierende
Kapazität unabhängig von der Frequenz ist, auf die der Eingangskreis abgestimmt
ist.
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Wenngleich bei dem vorliegenden System die Kapazität C5 konstant bleiben
muß, kann der Eingangskreis dadurch abgestimmt werden, daß die Induktanzen L1 und
L2 geändert werden, während ihr Verhältnis konstant gehalten wird.
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Eine erfindungsgemäße Schaltung ist in Abb. 3 dargestellt. Verschwindende
Rückkopplung wird dadurch erreicht, daß die SpülenLl und L2 weit voneinander gehalten
oderabgeschirmt oder rechtwinklig zueinander angeordnet werden. Das Induktanzverhältnis
wird durch eine geeignete Kopplungsverbindung i o 'konstant gehalten, die in gleicher
Weise beide Induktanzen ändert und gleichzeitig die natürliche Frequenz des Eingangskreises
ändert.