DE561913C - Vakuumroehren-Hochfrequenzempfaenger mit nicht abstimmbarem Antennenkreis und abstimmbarem Eingangskreis - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumröhren - Hochfrequenzempfänger, insbesondere Rundfunkempfänger und ähnliche Geräte.

Die Erfindung verfolgt zwei Hauptzwecke. Erstens soll für alle Wellen eines Frequenzbereiches, z. B. eines Rundfunkbereiches, mit einem einfachen Gerät eine gleichmäßige Verstärkung erzielt werden, so daß der ganze Bereich mit annähernd gleichen Empfangsstärken aufgenommen werden kann, und zweitens soll der Einfluß des Antennenkreises auf die gegenseitige Resonanz der abstimmbaren Kreise erheblich vermindert werden.

Die Erfindung bezieht sich ausschließlich auf Vakuumröhrenempfänger, insbesondere auf Empfänger mit abgestimmten Hochfrequenzverstärkern, die einen nicht abstimmbaren Antennenkreis und einen mit diesen durch einen an sich die hohen Frequenzen bevorzugenden

ao Transformator gekoppelten abstimmbaren Eingangskreis haben und über einen ziemlich weiten Frequenzbereich arbeiten sollen, z. B. über den heutigen Rundfunkbereich.

Bei den bisher bekannten Empfängern dieser Art hat der Antennenkreis im ganzen Frequenzbereich eine kapazitive Reaktanz und infolgedessen eine starke Xeigung, Kapazität in den ersten abstimmbaren Kreis hineinzureflektieren.

Die reflektierte Kapazität wirkt, als wenn sie der Kapazität des ersten Abstimmkondensators parallel läge. Deshalb müssen gewöhnlich in allen mit gemeinsamer Einstellung versehenen Kreisen, mit Ausnahme des ersten, dem Kondensator kleine Ausgleichskondensatoren parallel geschaltet werden, um die Resonanz zwischen den Kreisen aufrechtzuerhalten. Das erfordert wieder eine beträchtliche Vergrößerung der Maximalkapazität bei allen Abstimmkondensatoren (um den ganzen Frequenzbereich beherrschen zu können), und damit erhöhen sich die Kosten.

Der kapazitive Antennenkreis hat ferner den Nachteil, daß er sehr empfindlich gegen Veränderung der günstigsten Antennenlänge ist. Jede wesentliche Abweichung von der günstigsten Antennenlänge kann sich, infolge Änderung der reflektierten Kapazität, in einer deutlichen Verstimmung des ersten abstimmbaren Verstärkerkreises äußern. Daraus kann ein bedeutender Verlust an Empfindlichkeit und Wahlfähigkeit entstehen.

Da außerdem ein nicht abstimmbarer Antennenkreis mit einer Resonanzfrequenz in der Größenordnung der höchsten Arbeitsfrequenz natürlich den höchsten Frequenzen die geringste Impedanz darbietet, und umgekehrt, und da

der Transformator zwischen Antennen- und Eingangskreis die höheren Frequenzen bevorzugt, so überlagern sich diese beiden Wir kungen und führen zu einer stark betonten Hervorhebung der höheren Frequenzen auf Kosten der niederen Frequenzen. In der Praxis ist bei kapazitivem Antennenkreis die Verstärkung am Hochfrequenzende des Arbeitsbereiches (wenn dieser beispielsweise die Breite ίο des augenblicklichen Rundfunkbandes hat) mehrmals so groß wie am Niederfrequenzende. Da gleichmäßige Verstärkung im ganzen Bereich das Ideal darstellt, so ist die erwähnte, sehr veränderliche Verstärkung unvorteilhaft. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß die effektive Induktanz und die effektive, die Luftleiterkapazität einschließende Kapazität des Antennenkreises eine Resonanzfrequenz ergeben, ao die etwa niedriger ist als die niedrigste Frequenz des Abstimmbereiches des Empfängers.

Daraus ergeben sich zwei wesentliche Vorteile, nämlich: eine bedeutend größere Gleichförmigkeit in der Aufnahmestärke von Wellen stark verschiedener Frequenz und eine erhebliche Verminderung des vom Antennenkreis auf die gegenseitige Resonanz der äbstimmbaren Kreise ausgeübten Einflusses gegenüber dem entsprechenden Einfluß bei kapazitivem Antennenkreis.

Ein induktiver Antennenkreis nach der Erfindung reflektiert in keinen der abstimmbaren Kreise des Verstärkers Kapazität, vielmehr entzieht er dem ersten abstimmbaren Kreis Induktanz, ohne seine Kapazität zu beeinflussen. Bei oberflächlicher Betrachtung scheint beides auf dasselbe herauszukommen, jedoch gibt es gegen das letztgenannte Übel ein sehr einfaches und wirksames Mittel, gegen das erstgenannte aber nicht; man braucht nämlich nur die wahre Induktanz des ersten abstimmbaren Kreises etwas größer zu machen als die der folgenden abstimmbaren Kreise. Wenn dann der Antennenkreis dem ersten abstimmbaren Kreis Induktanz entzieht, so wird dessen verbleibende Induktanz gleich der der übrigen Kreise, und so kommen alle auf Resonanz. Da die Induktanzen nicht wie die Abstimmkondensatoren bei der Abstimmung verändert werden, entstehen keine Schwierigkeiten, und wenn die richtige Windungszahl für die Induktanz des ersten abstimmbaren Kreises bestimmt ist, so ist damit das Problem vollständig gelöst. Diese richtige Windungszahl kann nun leicht durch Versuche bestimmt oder berechnet werden, wie bei der Beispielsbeschreibung näher erläutert werden soll.

Der Hersteller eines Rundfunkempfängers hat praktisch keine Möglichkeit, die Länge und die elektrischen Konstanten der Luftleiter und Erdverbindungen, die vom Benutzer an den Apparat angeschlossen werden, zu beeinflussen. Von dem Käufer kann man gewöhnlich nicht erwarten, daß er die günstigsten Abmessungen bestimmt und danach Antennen- und Erdleitungen ausführt. Jede erhebliche Änderung der Antennenlänge, oder mehr technisch ausgedrückt, jede Änderung der Kapazität zwischen Antenne und Erde, stört aber die gegenseitige Resonanz der abstimmbaren Kreise.

Wird der Antennenkreis induktiv gemacht, wie es die Erfindung verlangt, so fallen die Abmessungen der Antenne viel weniger ins Gewicht, weil die Reaktanz des Antennenkreises wesentlich induktiv und die Induktanz eine konstante, vom Hersteller festgelegte Größe ist. Daher kann man die Abmessungen und elektrischen Konstanten der Antenne stark verändern, ohne dadurch die gesamte Reaktanz des Antennenkreises wesentlich zu ändern und ohne demgemäß einen großen Einfluß auf den ersten abstimmbaren Kreis auszuüben. Das heißt nicht, daß die Antennenlänge ganz ohne Einfluß ist, sondern nur, daß eine Änderung der Antennenlänge in ziemlich weiten Grenzen einen sehr geringen Einfluß hat; die Grenzen liegen so, daß sie jede Antenne, die erfahrungsgemäß beim Rundfunk vorkommt, einschließen.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt in zwei Kurven vergleichsweise die Empfangsstärke, mit der einfallende Wellen stark veränderlicher Frequenz von einem nicht abgestimmten Antennenkreis aufgenommen werden, und zwar einmal von einem Kreis mit hoher Resonanzfrequenz und demgemäß kapazitiver Reaktanz im ganzen Frequenzbereich und ein andermal von einem Kreis mit niedriger Resonanzfrequenz und demgemäß induktiver Reaktanz.

Abb. 2 zeigt zwei Kurven, von denen die eine die Gesamtverstärkung innerhalb eines gewählten Frequenzbereiches bei einem nicht abgestimmten Antennenkreis mit kapazitiver Reaktanz darstellt, während die andere Kurve die Gesamtverstärkung innerhalb desselben Frequenzbereiches bei einem Antennenkreis darstellt, der gemäß der Erfindung im ganzen Frequenzbereich induktive Reaktanz hat.

Abb. 3 ist ein Stück eines Schaltungsschemas eines Vakuumröhren-Hochfrequenzverstärkers mit zwei abgestimmten Verstärkerstufen und inem Detektor, auf dessen Antennenkreis die Erfindung in ihrer bevorzugten Form angewandt ist.

Abb. 4 ist ein Stück eines Schaltungsschemas das eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Das Kurvenblatt (Abb. 1) zweigt zwei Kurven A und B, die für einen weiten Frequenzbereich, ungefähr von der Breite des zur Zeit üblichen Rundfunkwellenbandes, in Abhängigkeit von

der Frequenz den Verlauf des Wirkungsgrades darstellen, mit dem die von der Antenne aufgenommene Energie an die Eingangsklemmen der ersten Verstärkerröhre abgegeben wird, wenn der abstimmbare Eingangskreis derselben unmittelbar mit einem nicht abgestimmten Antennenkreis gekoppelt ist. Die Kurve A stellt im allgemeinen die Änderung des Wirkungsgrades dar, mit dem Wellenenergie zwischen 550 kH und 1500 kH (entsprechend dem Rundfunkwellenbereich) an die Eingangsklemmen der ersten Verstärkerröhre bei einer der bekannten Schaltungen abgegeben wird, bei denen der Antennenkreis eine Primärwicklung von geringer Windungszahl und eine Resonanzfrequenz von der Größenordnung der höchsten, zum Bereich gehörigen Frequenz hat, also ein kapazitiver Antennenkreis ist. Ein solcher Kreis bevorzugt das Hochfrequenzende des Wellenbereiches. Da nun die auf diesen Kreis folgenden Verstärkerstufen ebenfalls von Natur die höheren Frequenzen bevorzugen, so wirken hier zwei Faktoren zusammen, die am oberen Ende des Wellenbereiches eine größere Empfangsstärke als am unteren Ende erzeugen, so daß die Empfangsstärke am oberen Ende einigemal so groß wie am unteren Ende ist. Die Kurve B der Abb. 1 zeigt den vorteilhaften Einfluß, den ein Antennenkreis mit niedriger Impedanz nach der vorliegenden Erfindung auf die Empfangsstärke am unteren Ende des Arbeitsbereiches ausübt. Ersichtlich ist hier der Wirkungsgrad, mit dem Wellenenergie von 550 kH an die erste Empfangsröhre abgegeben wird, erheblich größer ist der Wirkungsgrad bei 1500 kH. Ein Vergleich der Kurven A und B zeigt unmittelbar, daß die Gesamtverstärkung an beiden Enden des Bereiches annähernd gleich wird, wenn der Antennenkreis seine Resonanz bei oder nahe bei dem unteren Ende des Frequenzbandes hat. Die Kurven nach Abb. 2 stellen die Gesamtverstärkung dar, welcher Ausdruck hier nicht einfach die Verstärkung zwischen Eingangsende und Ausgangsende eines Radiofrequenzverstärkers bedeutet, sondern auch noch den schwächenden Einfluß des Antennenkreises einschließt. Die Kurve C in Abb. 2 entspricht der Kurve A in Abb. 1 und zeigt einen raschen Anstieg der Gesamtverstärkung mit der Frequenz.

Die Kurve D in Abb. 2 zeigt, wie man mit Hilfe der vorliegenden Erfindung die Gesamtverstärkung beeinflussen kann. In diesem Falle ist es so dargestellt, als wenn die Verstärkung bei 550 kH größer ist als bei 1500 kH.

Diese Kurve ist absichtlich etwas übertrieben, um die erreichbare Wirkung klarzumachen. Da das Ergebnis vom Erbauer stark beeinflußt werden kann, so kann man leicht die vollkommene Gleichheit der Verstärkung im ganzen Arbeitsbereich erreichen.

Abb. 3 ist ein Schaltungsschema, das die praktische Anwendung der Erfindung auf einen Vakuumröhren-Hochfrequenzempfänger mit zwei transformatorgekoppelten Hochfrequenzverstärkungsstufen und einer Detektorröhre zeigt. Der Niederfrequenzverstärkungsteil, der gewöhnlich auf das Ausgangsende des Detektors folgt, ist weggelassen.

Mit ι und 2 sind die Radiofrequenzverstärkerröhren bezeichnet, 3 ist die Detektorröhre. Jede Röhre hat einen abstimmbaren Eingangskreis 4 bzw. 5 bzw. 6, der einen Einstellkondensator 10 bzw. 11 bzw. 12 und eine Induktanz 7 bzw. 8 bzw. 9, die die Sekundärwicklung eines Radiofrequenzkoppeltransformators bildet, enthält. Die drei Abstimmkondensatoren haben gleiche Minimal- und Maximalkapazität und gleichen Gang der Kapazitätsänderung im ganzen Einstellbereich. Sie sollen mechanisch entweder durch eine gemeinsame Welle für den drehbaren Teil oder durch beliebige andere bekannte Mittel gekoppelt sein. Die mechanische Kopplung ist symbolisch durch den Linienzug 13 angedeutet.

Im Anodenkreis der Verstärkerröhren 1 und 2 liegt die Primärwicklung 14 bzw. 15 der Hochfrequenzkoppeltransformatoren, zu denen die Sekundärspulen 8 und 9 gehören. Die Kopplung zwischen den Stufen ist also eine gewöhnliche Hochfrequenztransformatorkopplung. Der dargestellte Verstärker ist durch Neutralisierungskondensatoren 16 und 17 und die Hilfsspulen 18 und 19 neutralisiert. Der Transformator 20 ist ein Niederfrequenztransformator, dessen Primärwicklung im Anodenkreis der Detektorröhre liegt. Dieser Transformator koppelt die Ausgangsseite der Detektorröhre mit der Eingangsseite der ersten, nicht dargestellten Niederfrequenz verstärkerröhre.

Der Antennenkreis 21 enthält die Primärwicklung 22 eines Koppeltransformators, dessen Sekundärwicklung aus der Induktanz 7 des ersten abstimmbaren Kreises besteht. Der Antennenkreis enthält außerdem die Kondensatoren 23 und 24 und einen Antennenschalter 25, deren Bedeutung noch erläutert werden wird. Ein Kondensator 26 ist mit der einen Belegung an das Ende der Primärwicklung, mit der anderen an das Ende der Sekundärwicklung des Antennenkoppeltransformators angeschlossen. Außerdem enthält der Antennenkreis noch einen Dämpfungswiderstand 27, der aber nur im Bedarfsfall angewandt wird und den Gipfel der Resonanzkurve des Antennenkreises abflachen soll.

Nach der Erfindung soll der Antennenkreis eine so große Induktanz haben, daß unter gewöhnlichen Umständen seine Resonanzfrequenz unter der niedrigsten Arbeitsfrequenz liegt.

Hierzu gibt man der Primärwicklung 22 zweckmäßig eine verhältnismäßig große Windungszahl; annähernd gleich gute Ergebnisse kann man aber auch erhalten, wenn man eine

Zusatzinduktanz in Reihe mit dem Antennenkreis schaltet und der Primärwicklung eine verhältnismäßig geringe Windungszahl gibt. Wenn der Antennenkreis eine Resonanzfrequenz von der Größenordnung der niedrigsten Arbeitsfrequenz hat, so bevorzugt er natürlich die niedrigeren Frequenzen und unterdrückt die höheren Frequenzen, und zwar um so deutlicher, je breiter das Frequenzband ist. Die Energie der ίο Wellen niederer Frequenz wird also durch den Antennenkreis den Eingangsklemmen der ersten Verstärkerröhre ι mit wesentlich größerem Wirkungsgrad zugeführt als die Energie der Wellen von der höchsten Arbeitsfrequenz. Die Ver-Stärkung dagegen, die die Wellen der niedrigen Frequenzen bei ihrem Durchgang durch die angeschlossenen Verstärkerstufen erfahren, ist sehr viel kleiner als die Verstärkung der Wellen höherer Frequenz. Das ist bereits an Hand der Abb. ι und 2 erläutert worden.

Es soll jetzt die Einwirkung erläutert werden, die der Antennenkreis auf den ersten abstimmbaren Kreis 4 und mittelbar auch auf die folgenden abstimmbaren Kreise 5 und 6 ausübt. Zunächst soll von der soeben für den Antennenkreis 21 gemachten Voraussetzung abgesehen und angenommen werden, daß der Antennenkreis nur kleine Induktanz und daher kapazitive Reaktanz im ganzen Arbeitsbereich hat. Dann kann man mit Recht annehmen,' daß vom Antennenkreis Kapazität in den ersten abstimmbaren Kreis reflektiert wird. In welchem Maße dies geschieht, hängt teils vom Kopplungsgrad zwischen Antennenkreis und erstem abstimmbaren Kreis ab, teils von dem Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwickhmg des Antennenkoppeltransformators. Je kleiner der Kopplungsgrad und je höher das Übersetzungsverhältnis ist, um so geringer ist die Reflexion. Tatsächlich ist die reflektierte Kapazität dem Quadrat des Windungsverhältnisses umgekehrt proportional. Das ist einer der Gründe, weshalb man bisher Primärwicklungen von nur ein paar Windungen benutzt hat. Aber auch bei einer solchen Primärwicklung muß man die Kopplung sehr lose machen, wenn man die reflektierte Kapazität so niedrig halten will, daß sie nicht stört. Eine solche extrem lose Kopplung führt einen großen Verlust an Empfindlichkeit herbei. In den besseren Ausführungen schlug man daher einen Mittelweg ein und ließ es zu, daß ein gewisser Betrag von Kapazität in den ersten abstimmbaren Kreis reflektiert wurde, kompensierte diesen aber in den folgenden abstimmbaren Kreisen. Die reflektierte Kapazität tritt einfach parallel zu der Kapazität des Abstimmkondensators 10 und erhöht seine Minimalkapazität; um sie zu kompensieren, muß den folgenden abstimmbaren Kreisen 5 und 6 ein gleicher Kapazitätsbetrag zugesetzt werden.

Gewöhnlich wurde die Zusatzkapazität in Form kleiner, dem Abstimmkondensator parallel geschalteter Zusatzkondensatoren angebracht. Dadurch wurde die Minimalkapazität der einzelnen abstimmbaren Kreise auf den gleichen Wert erhöht. Daraus folgt aber, daß die Maximalkapazität der Abstimmkondensatoren über den sonst erforderlichen Wert um einen ziemlich erheblichen Betrag vergrößert werden muß. Bei Rundfunkempfängern, die für 550 bis 1500 kH bestimmt sind, beträgt die Vergrößerung der-Maximalkapazität bei jedem Abstimmkondensator annähernd das Neunfache der Zusatzkapazität, die in den ersten Kreis durch die Reflexion und in die anderen durch die Zusatzkondensatoren hineingebracht ist. Der Grund dafür, daß der Zuwachs gerade ungefähr das Neunfache der Zusatzkapazität beträgt, liegt darin, daß das Verhältnis der Maximal- zur Minimalkapazität (bei Verwendung einer festen Induktanz) dem Quadrat des Verhältnisses der höchsten Arbeitsfrequenz zur niedrigsten Arbeitsfrequenz gleich ist. Wenn also im Rundfunkfrequenzband die Maximalfrequenz 1500 kH, die Minimalfrequenz 500 kH beträgt, so ist deren Verhältnis annähernd 3 und das Quadrat dieses Verhältnisses 9. Wenn also die reflektierte Kapazität 10 Mikro-Mikrofarad ist, so muß die Maximalkapazität jedes Abstimmkondensators um 90 Mikro-Mikrofarad erhöht werden. Die hiernach erforderliche Kompensation der reflektierten Kapazität erfordert manchmal eine Vergrößerung der Kapazität der Abstimmkondensatoren um 25 oder 30 °/₀ über das sonst erforderliche Maß. Dies wirkt auf die Herstellungskosten ein, bei billigen Empfängern sogar erheblich.

Wenn man sich bei Antennenkreisen mit kleiner Induktanz und demgemäß überwiegend kapazitiver Reaktanz nur auf ihre Gleichmäßigkeit verlassen könnte, so wäre, abgesehen vom Kostenpunkt, die Schaffung und Aufrechterhaltung der gegenseitigen Resonanz zwischen den abstimmbaren Kreisen keine so wichtige Frage. Das ist aber nicht der Fall. Die Reaktanz eines kapazitiven Antennenkreises besteht nämlich bei den Frequenzen des zur Zeit benutzten Rundfunkbandes zum größten Teil in der natürlichen Kapazität zwischen Luftleiter und Erde, und da diese eine Größe ist, die infolge der Verwendung von Luftleitern beliebiger Länge stark wechselt, so ist natürlich auch der in den ersten abstimmbaren Kreis hineinreflektierte Kapazitätsbetrag ein sehr unsicherer und stark wechselnder Faktor. Daher hängt bei einer solchen Anordnung, wenn die vorliegende Erfindung nicht benutzt wird, die beste Wirkung entscheidend von der Länge des Luftleiters ab.

Es soll nun die Wirkung eines induktiven Antennenkreises nach der vorliegenden Erfin-

dung in der Ausführungsform der Abb. 3 erläutert werden. Zunächst hat er auf den abstimmbaren Kreis 4 eine Einwirkung, die vollständig von der eines kapazitiven Antennenkreises verschieden ist. Er reflektiert nämlich nicht Kapazität in den Kreis hinein, sondern absorbiert Induktanz aus ihm. Das ist gleichbedeutend mit einer Verminderung der Windungszahl der Sekundärwicklung 7. Die unmittelbare Wirkung ist natürlich ganz die gleiche wie die der reflektierten Kapazität, d. h. es wird die Resonanz zwischen den abstimmbaren Kreisen gestört. Da aber die Induktanz, die der Einwirkung des Antennenkreises unterliegt, nicht das veränderliche Abstimmstück ist, so läßt sich die Beeinträchtigung leicht dadurch beheben, daß man im ersten abstimmbaren Kreis eine Zusatzinduktanz anordnet, die ausreicht, um die vom Antennenkreis hervorgerufene Induktanzverminderung auszugleichen. Wenn man annimmt, daß der Kopplungskoeffizient zwischen Primärwicklung 22 und Sekundärwicklung 7 bekannt oder bestimmbar ist, so läßt sich der zwecks Ausgleichs der Induktanzverminderung dem abstimmbaren Kreis 4 anzubringende Betrag der Zusatzinduktanz leicht berechnen. Die Beziehung zwischen wirklicher und scheinbarer Selbstinduktion im ersten abstimmbaren Kreis läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

T- T ³

j L*S ¹^S

In dieser Gleichung ist L_s die wahre Selbstinduktion des abstimmbaren Kreises 4 nach Abtrennung der Primärwicklung 22. L_s ² ist sowohl die wahre als auch die effektive Selbstinduktion des folgenden abstimmbaren Kreises 5, während L₄ ³ sowohl die wahre als auch die effektive Selbstinduktion des nächsten abstimmbaren Kreises 6 ist. Es kommt darauf an, die effektiven Selbstinduktionen der abstimmbaren Kreise 4, 5 und 6 gleichzumachen, k ist der Kopplungskoeffizient zwischen dem Antennenkreis und dem Sekundärkreis. Da der Nenner ι—k- immer kleiner als 1 ist, aber nur wenig kleiner als 1 ist, wenn auch k, wie dies nötig ist, nur klein ist, so ist die effektive Selbstinduktion des abstimmbaren Kreises 4 auch nur wenig kleiner als seine wirkliche Selbstinduktion. Das Optimum des Kopplungskoeffizienten k ist etwas kleiner als die Quadratwurzel aus dem natürlichen Leistungsfaktor des Sekundärkreises, gewöhnlich 8 bis 10%. Wenn man die verlangte effektive Selbstinduktion kennt, so kann die erforderliche wahre Selbstinduktion leicht nach der obigen Gleichung berechnet werden. Die Sekundärwicklung 7 muß natürlich so bemessen werden, daß sie die berechnete wahre Selbstinduktion ergibt, wenn der Einfluß des Antennenkreises wegfällt.

Die erforderliche Sekundärwindungszahl kann auch leicht durch Versuch ermittelt werden; in der Praxis müssen gewöhnlich auch, wenn die Werte durch Rechnung ermittelt sind, Kontrollversuche gemacht werden.

Sowohl, wenn die Antenneninduktanz vollständig aus der Primärwicklung 22 besteht, als auch, wenn sie zum Teil aus einer vorgeschalteten Selbstinduktion besteht, kann man offenbar alle wesentlichen Teile der Antenneninduktanz in der Werkstatt in den Empfänger einbauen und ihnen einen festen Wert geben. Da die Induktanz bei weitem den größten Anteil der gesamten Antennenreaktanz ausmacht, hat eine Veränderung der Luftleiterlänge zwischen den voraussehbaren Grenzen einen verhältnismäßig kleinen Einfluß auf die Resonanzfrequenz des Sekundärkreises, und daher ist ihr Einfluß auf den abstimmbaren Kreis 4 sehr schwach,

Die Kapazität der von Rundfunkteilnehmern benutzten Luftleiter liegt ungefähr zwischen 100 Mikro-Mikrofarad und 300 Mikro-Mikrofarad. Bei Änderungen innerhalb dieser Grenzen ist die Veränderung der gesamten Antennenreaktanz nicht übermäßig, wenn der Antennenkreis, wie zuvor beschrieben, induktiv ist. Wenn aber doch ein Ltrftleiter von außergewöhnlicher Länge, also auch mit außergewöhnlicher Kapazität aus irgendeinem Grund benutzt werden sollte, kann sein Einfluß durch Verwendung eines Kondensators 23 auf das zulässige Maß herabgesetzt werden; dieser Kondensator kann mittels des Schalters 25 mit der Primärwicklung 22 in Reihe geschaltet werden. Die Kapazität des Kondensators 23 liegt dann in Reine mit der Kapazität zwischen Luftleiter und Erde und begrenzt die Gesamtkapazität des Antennenkreises. Auf diese Weise kann selbst bei größter Länge des Luftleiters die gesamte Kapazität des Antennenkreises die des Kondensators 22 nicht überschreiten.

Andererseits könnte auch ein Luftleiter vorkommen, der allzu kurz ist; um dieser Möglichkeit Rechnung zu tragen, ist ein Parallelkondensator 24 vorgesehen. Dieser Kondensator soll so bemessen werden, daß die Resonanzfrequenz des Antennenkreises etwas unterhalb der niedrigsten Arbeitsfrequenz liegt, wie kurz auch der Luftleiter genommen wird.

In der Abbildung steht der Schalter 25 so, daß der Kondensator 24 der Primärwicklung 22 parallel liegt. Außerdem hat er noch zwei Arbeitsstellungen : in der ersten ist weder Kondensator 23 noch Kondensator 24 eingeschaltet, in der zweiten ist der Kondensator 23 in Reihe mit dem Luftleiter und der Primärwicklung 22 geschaltet, während Kondensator 24 ausge- ■ schaltet ist. Mit der Anordnung nach Abb. 3 kann man es durch richtige Stellung des Schalters 25 immer verhindern, daß die Reaktanz des Antennenkreises den abstimmbaren Kreis 4

merklich verstimmt, wie lang oder kurz auch der Luftleiter sein mag.

Der nach Abb. 3 geschaltete Kondensator 26 kann weggelassen oder dazu benutzt werden, die induktive Kopplung zwischen dem Antennenkreis und dem ersten abstimmbaren Kreis zu ergänzen. Dieser Kondensator kann nach Belieben die induktive Kopplung unterstützen oder ihr entgegenwirken. Ob er im gleichen oder im entgegengesetzten Sinne wirkt, hängt vom Wicklungssinn der Sekundärwicklung 7 ab, und das Maß seiner Wirkung hängt von seiner Kapazität ab. Wenn die Wicklung 7 im gleichen Sinne mit der Primärwicklung gewickelt ist, unterstützt die durch den Kondensator 26 übertragene Energie die induktiv übertragene Energie; wenn die Wicklungsrichtung entgegengesetzt ist, wirkt die Kondensatorenergie ihr entgegen. Natürlich steigt der Einfluß des Kondensators 26 mit der Frequenz; wenn also die Anordnung so ist, daß der Kondensator die induktive Kopplung unterstützt, so wirkt er dahin, daß die hohen Frequenzen mehr als die niedrigen hervorgehoben werden. Wenn die Anordnung aber so getroffen ist, daß der Kondensator der induktiven Kopplung entgegenwirkt, so unterdrückt er die hohen Frequenzen stärker als die niedrigen. Ersichtlich kann daher die Empfangskurve, z. B. Kurve D der Abb. 2, beträchtlich durch die Anordnung eines Hilfskondensators 26 mit gleichsinniger oder gegensinniger Sekundärwicklung 7 beeinflußt werden.

Da die Verstärkung in einem abgestimmten Mehrstufenverstärker in geometrischer Reihe wächst, und da ein Hochfrequenzverstärker mit Transformatorkopplung der dargestellten Art die höheren Frequenzen bevorzugt, so ist auch die Ungleichheit im Verstärkungsgrad zwischen den extremen Arbeitsfrequenzen um so größer, je höher die Zahl der Hochfrequenzen ist, besonders wenn das Frequenzband sehr breit ist. Deshalb ist es bei außerordentlich hoher Zahl der Hochfrequenzverstärkerstufen sehr wünschenswert, einen Hilfskopplungskondensator nach Art des Kondensators 26 der induktiven Kopplung entgegenzuhalten, so daß er der Bevorzugung der höheren Frequenzen entgegenwirkt.

Abb. 4 zeigt eine andere Anordnung, von der nur der Antennenkreis und der erste Verstärkerröhrenkreis dargestellt ist, da der übrige Teil der Schaltung ebenso wie bei Abb. 3 ausgeführt werden kann. Bei diesem Beispiel enthält der Antennenkreis zwei Induktanzen 28 und 29 in Reihe, die zweite bildet die Primärwicklung des Antennenkopplungstransformators. Die Induktanz der Spulen 28 und 29 zusammen kann ebenso groß sein wie die der Primärwicklung 22 in Abb. 3. Die Primärwicklung 29 braucht aus nur wenigen Windungen zu bestehen, während die Spule 28 verhältnismäßig viele Windungen hat. Im übrigen ist der Antennenkreis identisch mit dem nach Abb. 3.

Der abstimmbare Eingangskreis nach Abb. 4 weicht von dem nach Abb. 3 insofern ab, als er eine zusätzliche Induktanz 31 in Reihe mit der Sekundärwicklung 32 enthält. Die Zusatzinduktanz 31 kann der dem Kreis 30 durch den Antennenkreis entzogenen Induktanz gleichgemacht werden. Die Zusatzinduktanz kann fest oder einstellbar sein. Dasselbe gilt für die Sekundärwicklungen bei beiden Beispielen.

Manchmal ist die Anordnung nach Abb. 3 insofern vorteilhafter als die nach Abb. 4, als die zusätzliche Kapazitätskopplung durch den Kondensator 26 teilweise durch die natürliche Kapazität zwischen den Wicklungen ersetzt werden kann. Da die Primärwicklung nach Abb. 3 größer ist als die nach Abb. 4, so kann man unter sonst gleichen Umständen eine größere Kapazitätskopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung durch die natürliche Kapazität allein hervorrufen als bei einer kleineren Primärwicklung. So kann man bei einer Anordnung nach Abb. 3 den Koppelkondensator weglassen und trotzdem die gewünschte Verbesserung erhalten, während man im gleichen Falle bei einer Anordnung nach Abb. 4 nicht ohne den Koppelkondensator auskommt.

Obgleich Beschreibung und Erläuterung der Erfindung für jeden Fachmann ausreichen, sollen doch noch Zahlenangaben für eine bestimmte Ausführung nach Abb. 3 folgen.

Induktanz der Primärwicklung 22 0,4190 miUi-Henry

Wahre Selbstinduktanz der Sekundärwicklung 7 0,2013

Effektive Selbstinduktanz der Sekundärwicklung 0,2000

Kopplungskoeffizient zwischen Primärwicklung 22 und Sekundärwicklung 7 8 ⁰J₀- ^c

Kapazität des Kondensators 23 0,0003 Mikrofarad

Kapazität des Kondensators 24 0,0001

Kapazität des Kondensators'26 0,00001-0,00005

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vakuumröhren-Hochfrequenzempfänger mit nicht abstimmbarem Antennenkreis und abstimmbarem Eingangskreis, der mit jenem durch einen Transformator gekoppelt ist, der an sich die hohen Frequenzen bevorzugt, dadurch gekennzeichnet, daß die effek-

   tive Induktanz und die effektive, die Luftleiterkapazität einschließende Kapazität des Antennenkreises eine Resonanzfrequenz ergeben, die etwas niedriger ist als die niedrigste Frequenz des Abstimmbereiches des Empfängers.
2. 2. Vakuumröhren-Hochfrequenzempfänger nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine so große Induktanz im Antennenkreis, daß dessen Reaktanz stets im ganzen Abstimmbereich vorwiegend induktiv ist.
3. 3. Mehrstufiger Vakuumröhren-Hochfrequenzempfanger nach Anspruch 2, der in jeder Stufe einen abstimmbaren Eingangskreis mit Einstellkondensator enthält und bei dem die effektive Antennenkapazität größer ist als die Minimalkapazität der Einstellkondensatoren und bei dem die effektive Kopplung zwischen den übrigen abgestimm- ten Kreisen die höheren Frequenzen bevorzugt, gekennzeichnet durch eine die niedrigen Frequenzen bevorzugende Kopplung zwischen Antennenkreis und erstem Eingangskreis.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen