DE536049C - Empfangs- und Verstaerkungsverfahren fuer drahtlose Telegraphie und Telephonie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum

Empfang elektrischer Hochfrequenzenergie, insbesondere zum drahtlosen Telegraphie- und Telephonieempfang, und Vorrichtungen zur Ausübung dieses Verfahrens.

Zweck der Erfindung ist die Erzielung einer möglichst großen Freiheit von Störungen, die durch atmosphärische Einflüsse oder durch die von fremden Stationen ausgehenden Schwingungen hervorgerufen werden können; ferner soll eine möglichst hohe Selektivität erzielt werden.

Die am Empfangsort ankommende Hochfrequenzenergie wird in bekannter Weise einer Frequenzumwandlung ζ. Β. mittels örtlich erzeugter Schwingungen mit darauffolgender Gleichrichtung unterworfen, derart, daß die neue Frequenz, welche als Zwischenfrequenz zu bezeichnen ist, wieder eine Hochfrequenz ist, d. h. außerhalb des Hörbarkeitsbereichs liegt. Zur Wiedergabe der zu übermittelnden Nachrichten kann nach einem im allgemeinen bekannten Verfahren eine zweite Gleichrichtung behufs Umwandlung in eine hörbare Frequenz benutzt werden. Dies kann, wenn es sich um Telegraphieempfang handelt, z. B. mit Hilfe eines Überlagerers erfolgen, oder, wenn es sich um Telephonieempfang handelt, dadurch, daß die Energie der Zwischenfrequenz in einem Detektor gleichgerichtet und der so gewonnene Strom einem Telephon zugeführt wird.

Gemäß der Erfindung wird nach der Umwandlung der Empfangs frequenz in eine über der Hörbarkeitsgrenze liegende örtliche Frequenz die Energie dieser neuen Frequenz verstärkt.

Gemäß der Erfindung werden ferner vor oder während dieser Verstärkung eine oder mehrere Aussonderungen auf der über Hörfrequenz liegenden, örtlich erzeugten Frequenz vorgenommen.

Der Empfang nach diesem Verfahren spielt sich in der Weise ab, daß die Empfangsenergie zunächst einem auf die Empfangsfre- quenz abgestimmten Schwingungskreis zugeführt wird. Zur Umwandlung der Empfangs-¹ frequenz in die Zwischenfrequenz kann ein Überlagerer benutzt werden, dessen Frequenz von "der Empfangsfrequenz um eine der. gewünschten Zwischenfrequenz entsprechende Periodenzahl abweicht. Die durch die Überlagerung erzeugte Energie wird dann über einen Detektor einem Schwingungskreis zugeführt, welcher auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist. Durch diesen auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreis wird nicht nur die Selektivität des Empfängers um ein Vielfaches größer, als wenn nur der erste auf die Empfangsfrequenz abgestimmte Schwingungskreis zur Anwendung gelangte, sondern es wird durch ihn auch eine fast vollständige Beseitigung von Störungen erreicht, welche aus der Atmosphäre oder von fremden ge-

dämpften oder ungedämpften Sendern herrühren können. Solche Störungen sind im allgemeinen nicht imstande, den Schwingungszustand des auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreises zu ändern, da in diesem erhebliche Energiemengen schwingen.

Das neue Verfahren bietet ferner die Möglichkeit einer außerordentlich weitgetriebenen Verstärkung, da einmal eine Hochfrequenzverstärkung der Empfangsenergie, ferner eine Hochfrequenzverstärkung der Zwischenfrequenzenergie vorgenommen werden kann und schließlich gewünschtenfalls eine Verstärkung der Niederfrequenzenergie, wobei natürlich für jede Verstärkung mehrere Stufen zur Anwendung gelangen können.

Eine weitere Ausbildung des Empfangsverfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß nicht nur eine einzige außerhalb der Hörbarkeitsgrenze liegende Zwischenfrequenz zur Anwendung gelangt; sondern daß deren mehrere verwendet werden. Die Anordnung kann dabei so getroffen werden, daß die bereits in der beschriebenen Weise erzeugte Zwischenfrequenzenergie von neuem so überlagert wird, daß die Frequenz der neu entstehenden Schwebungsenergie ebenfalls außerhalb des Hörbarkeitsbereiches liegt. Nach ihrer Gleichrichtung kann diese Energie mit der neuen oder zweiten Zwischenfrequenz dann einem auf diese abgestimmten Schwingungskreis zugeführt werden.

In entsprechender Weise läßt sich die Anordnung noch weiter vervielfachen, d. h. die Empfangsfrequenz kann mehrere Male in immer kleiner werdende Zwischenfrequenzen außerhalb des Hörbarkeitsbereiches umgewandelt werden und schließlich in Frequenzen innerhalb des Hörbarkeitsbereiches. Durch die angegebene weitere Ausbildung des Verfahrens wird die Selektivität und Verstärkungsmöglichkeit entsprechend der Anzahl der verwendeten Zwischenfrequenzen vergrößert.

Um eine möglichst vollkommene Störbefreiung zu erzielen, kann noch eine Siebkette oder künstliche Leitung zur Anwendung gelangen, über welche die Energie mit Zwischenfrequenz geführt wird. In den Zeichnungen sind Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens beispielsweise dargestellt.

Fig. ι zeigt die Schaltungsanordnung einer Empfangsanlage.

Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten, welche zur Vervollkommnung bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zur Anwendung gelangen können.

Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält einen Empfänger, beispielsweise einen Induktionsempfänger, der aus den Spulen 28, 29 und einer Kapazität 30 und einem beispielsweise durch eine Kathodenröhre 40 gebildeten Detektor besteht. Statt der Kathodenröhre könnte natürlich auch irgendein anderer Detektor zur Anwendung gelangen. Der Sekundärkreis 29, 30 liegt in Reihe mit der Kapazität 41, zu der ein Widerstand 42 parallel geschaltet ist, im Gitterkreis 43, 44. Die Spule 65, welche mit der Spule 29 gekoppelt ist, wird von einem nicht näher dargestellten Hilfsgenerator, welcher vorzugsweise ein Röhrengenerator ist, mit Hochfrequenzwechselstrom gespeist. Die Hochfrequenz dieses Stromes ist derart, daß sie mit dem ungedämpften, zu empfangenden Wellenzug übertonfrequente Schwebungen ergibt. Eine Einstellung der Schwebungsfrequenz kann durch Veränderung der vom Hilfsgenerator erzeugten Frequenz erreicht werden. Die Größen-Verhältnisse des Kondensators 30 und des Widerstandes 42 müssen derart sein, daß die Zeitkonstante des Gitterkreises praktisch den hochfrequent modulierten Empfangsschwingungen entspricht.

Im Anodenkreis 43, 45 sind eine Batterie 46 und eine Induktionsspule 47 hintereinandergeschaltet. Letztere ist mit dem Hochfrequenzschwingungskreis 48, 49 gekoppelt, der an einen Detektor angeschlossen ist, Vorzugs- go weise eine Kathödenröhre 50. Dieser Schwingungskreis 48, 49 liegt in Reihe mit einem Kondensator 51, zu dem ein Widerstand 52 parallel geschaltet ist, im Gitterkreis der Kathödenröhre 50. Im Anodenkreis 53, 55 sind eine Batterie 56 und ein Empfangstelephon 57 hinter einandergeschaltet.

Der.Schwingungskreis 48, 49 ist auf die Zwischenfrequenz abgestimmt, welche durch die Überlagerung der Ströme in den Spulen 29 und 65 und durch die Gleichrichtung erzeugt worden ist. Mit Hilfe der Spule 64 kann die im Kreis 48, 49 schwingende Energie nochmals überlagert werden, um im Falle telegraphischer Zeichenübermittlung einen hörbaren Ton im Empfangstelephon 57 zu erzeugen.

Durch den zweiten Schwingungskreis 48, werden alle die hochfrequenten Schwebungen ausgesondert, welche im Kreise 29, 30 11 ο durch Sendestellen erzeugt werden, die mit einer von der zu empfangenden Frequenz nicht erheblich abweichenden Frequenz arbeiten.

Die mit gedämpften Wellen arbeitenden Sendestellen und die sehr gedämpften Störungsschwingungen ergeben bei einer passenden Wahl der Frequenz des ersten Hilfssenders und der Zeitkonstanten der Detektorkreise eine einzige Schwebung infolge der kurzen Dauer des Wellenzuges. Nach der ersten Gleichrichtung hat die von dieser

Schwebung herrührende einzige Periode bei genügend loser Kopplung des Sekundärkreises eine geringe Wirkung auf den Schwingungszustand des letzteren. In jedem Falle werden sich im allgemeinen mit einem zweiten Hilfsgenerator keine Schwebungen ergeben. Letzteres Verfahren gestattet also eine genügende Auswahl der ungedämpften Wellen.

Anstatt eine Vakuumröhre mit Gleichstrom

to zu speisen, ist es auch möglich, "diese Röhre durch einen Strom mit Zwischenfrequenz zu speisen, indem die Batterie 56 durch eine Spule ersetzt wird, die mit einem Generator gekoppelt ist, der Schwingungen mit Zwischenfrequenz liefert, beispielsweise ein Röhrengenerator, derart, daß die genannte Röhre nur während einer halben Periode als Detektor wirkt, und zwar mit einer übertonfrequenten Periodizität.

Um sofort nach dem ersten Empfang die infolge von atmosphärischen Störungen, Funkensendestellen und Stellen mit ungedämpften Wellen im Anodenkreis der Röhre 40 auftretenden Niederfrequenzströme von den Hochfrequenzströmen zu trennen, kann man zwischen die primären und sekundären Wählerdetektorkreise einen Aussonderungskreis einschalten, der nur die Hochfrequenzströme hindurchgehen läßt. In diesem Falle wird die Induktionsspule 47 durch eine Spule 58 (Fig. 2) von großer Selbstinduktion und schwacher verteilter Kapazität ersetzt. Die beiden Enden der letzteren werden mit den beiden Enden einer Spule 59 unter Zwischenschaltung von Kapazitäten 60 und 61 geringer Größe verbunden; diese Spule 59 ist mit der Spule 48 des sekundären Wählerkreises, wie vorher erwähnt, gekoppelt.

Man kann auch auf dieselbe Weise, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Reihe von Spulen 62, 63 unter Zwischenschaltung von Kapazitäten 66, 67, 68, 69 anordnen, zu dem Zweck, eine vollständigere Aussonderung der Hochfrequenzströme zu erzielen.

Weiter können zur Verstärkung der Hochfrequenzströme dienende Einrichtungen zwischen die erwähnten Kreise und dieDetektoren geschaltet werden, welche Einrichtungen auf die Kreise 29, 30 bzw. 48, 49 abgestimmte Wählerkreise umfassen können oder nicht, ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszufallen.

Im vorstehenden ist die Umwandlung der Hochfrequenzströme in eineZwischenfrequenz beschrieben, welche niedriger ist als die Sendefrequenz. Es ist jedoch klar, daß dieselben Verfahren auch angewendet werden können, um eine Umwandlung der empfangenen Ströme in eine örtlich erzeugte Frequenz vorzunehmen, welche höher ist als die Frequenz der empfangenen Wellen.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Empfangs- und Verstärkungsverfahren für drahtlose Telegraphie und TeIephonie, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umwandlung der Empfangsfrequenz in eine über der Hörbarkeitsgrenze liegende örtliche Frequenz die Energie dieser neuen Frequenz verstärkt wird.

2. Empfangs- und Verstärkungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Aussonderungen auf der über der Hörbarkeitsgrenze liegenden, örtlich erzeugten Fre- quenz vor oder während der Verstärkung dieser Frequenz vorgenommen werden.

3. Empfangs- und Verstärkungsverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung der Frequenz durch Überlagerung der Energie der Empfangswelle und der Energie der örtlich erzeugten Welle bewirkt wird, welch letztere von der Empfangswelle um-eine hohe Periodenzahl abweicht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mehrmals wiederholt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der Empfangsvorrichtung mit einer über der Hörbarkeitsgrenze liegenden Frequenz veränderlich ist.

6. Vorrichtung zum Empfang drahtloser Telegraphie und Telephonie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Kombination folgender Teile besteht:

1. eines Primärerzeugers (65), der auf too eine Frequenz abgestimmt ist, die von der Empfangsfrequenz um eine über der Hörbarkeitsgrenze liegende Periodenzahl abweicht und dessen Energie der Energie der Empfangswelle überlagert wird,

2. eines Detektors (40), der die Schwebungen in Ströme von über der Hörbarkeitsgrenze liegender Frequenz umwandelt,

3. einer Anordnung zur Verstärkung des übertonfrequenten Stromes, welche die von dem Detektor (40) kommende Energie aufnimmt und sie verstärkt,

4. einer Anzeigevorrichtung (z. B. Telephon 57), die unmittelbar oder mittelbar durch die übertonfrequente Energie betätigt wird.

7. Vorrichtung zum Empfang drahtloser Telephonie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärker· und der Anzeigevorrichtung (57) ein' zweiter Detektor (50) zur Verwendung

kommi:, der den unhörbaren Strom in hörbaren Strom umwandelt.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen ersten Aussonderungskreis (29, 30) enthält, der auf die Empfangsfrequenz abgestimmt und mit dem Detektor -verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkung des hochfrequenten Stromes vor dem primären Detektor ausgeführt wird.

10. Vorrichtung nach einem, der vorstehenden Ansprüche, insbesondere zum Telegraphieempfang, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Stromkreisen von sekundärer Frequenz ein zweiter örtlicher Erzeuger (64) gekoppelt ist, der auf eine Frequenz abgestimmt ist, die von der sekundären Frequenz um eine tonf requente Periodenzahl abweicht.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß künstliche Leitungen verwendet werden, um die Aussonderungen zu bewirken.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vakuumröhre, deren Anoden-Stromkreis durch einen Generator mit übertonfrequentem Strom gespeist wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen