DE580991C

DE580991C - Schaltung zum Empfang modulierter hochfrequenter Wellen

Info

Publication number: DE580991C
Application number: DET38969D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans-Otto Roosenstein; Dr Wilhelm Runge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1931-05-18
Filing date: 1931-06-06
Publication date: 1933-07-19
Also published as: GB413402A; DE583864C; US2014509A; DE560227C; GB393415A; DE618797C; GB393421A; FR730942A; FR43009E; US2031072A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
19. JULI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 580991 KLASSE 21 a ⁴ GRUPPE 29 os

Schaltung zum Empfang modulierter hochfrequenter Wellen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Juni 1931 ab

Für viele Zwecke sind Empfänger wünschenswert, deren Lautstärke nicht von der Amplitude der ankommenden Zeichen, sondern nur von dem Modulationsgrad dieser Schwingungen abhängt. Bisher hat man, um dieses Ziel zu erreichen, selbsttätige Verstärkerregelungen angewendet, die aber erstens den Empfänger komplizieren und zweitens eine nicht immer zulässige Zeitkonstante besitzen.

Erfindungsgemäß wird nun das Ziel dadurch erreicht, daß in der Stufe, in der die modulierte Hochfrequenz gleichgerichtet und die Niederfrequenz gebildet wird, stetig wirkende Gleichrichtermittel verwendet werden, die eine geeignet geformte Kennlinie besitzen. Es sei die Gleichrichtkennlinie, d. h. die Kurve, welche den Momentan wert / des den Gleichrichter verlassenden Stromes J als Funktion der zugeführten Hochfrequenzspannung E darstellt, angenähert darstellbar durch die Beziehung

/= C· log nat E -f- J₀. (1)
Schwankt dann die Spannung E des ankommenden Zeichens in dem Verhältnis (1 + k) : (1 — k), wobei k den Modulationsgrad darstellt, so schwankt gemäß dieser Formel der gleichgerichtete Strom zwischen den Grenzen

₁ = C lognat[£· (1 + k)]

und J₂ = C log nat [E- (τ— k)].
Die Größe der Schwankung berechnet sich zu

J₁ — J₂ = C log nat

i — k '

Die Größe der Schwankung J₁ — J₂ ist für die Lautstärke des ankommenden Zeichens im Empfänger maßgebend. Aus der obigen Formel geht hervor, daß bei der gewählten Form der Gleichrichtkennlinie diese Schwankung nur abhängig ist vom Modulationsgrad k, nicht aber von der Amplitude E des ankommenden Zeichens. Für die Zwecke der Erfindung ist ein Gleichrichter geeignet, bei dem die Beziehung der Momentanwerte von angelegter Spannung eund hervorgerufener Strom-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans-Otto Roosenstein und Dr. Wilhelm Runge in Berlin.

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stärke i während der positiven Halbperio'de logarithmisch, beispielsweise

i = P · log nat e + i₀,

ist, die Stromstärke während der anderen Halbperiode hingegen konstant ist. Trifft nämlich auf einen solchen Gleichrichter eine Wechselspannung E=A sin co t auf, so berechnet sich der Mittelwert T des gleichgerichteten Stromes aus der Formel

J = —- J {[P · log nat (A sin ω £f\ + i₀} dt.

Dieses Integral läßt sich auch wie folgt schreiben:

Tj₂ [T12 log nat A -f ' (log nat sin mt -f- i_Q) df] .

Von diesem Ausdruck ist nur der erste Teil

abhängig von der Amplitude A der Wechselspannung B. Wie ersichtlich, genügt diese Abhängigkeit der logarithmischen Bedingung, die in Gleichung (1) aufgestellt wurde.

Gleichrichter, bei denen die Beziehung der Momentanwerte der Stromstärke i und der angelegten Spannung e angenähert logarithmisch ist, kann man erfindungsgemäß auf verschiedene Weise herstellen. Z. B. kann man die ankommenden Wechselspannungen zur Modulation einer Lichtquelle verwenden und die Eigenschaft benutzen, daß die Anzahl der durch diese Lichtquelle in einer Photozelle ausgelösten Elektronen mit großer Annäherung eine logarithmische Funktion der Lichtstärke ist. Als rein elektrisch wirkende Gleichrichter kann man Gasentladungsröhren verwenden unter Ausnutzung der bei diesen Entladungen auftretenden Sättigungserscheinungen. Die Kennlinie normaler Elektronenröhren weist in dem oberen Knick über einen allerdings relativ geringen Amplitudenbereich der ankommenden Wechselspannung (z. B. ι : 2) die geforderte logarithmische Krümmung auf. Da derselbe für die gewünschten Zwecke unzureichend ist, empfiehlt es sich, die Gleichrichterwirkungen von mehreren Röhren mit verschiedenen Sättigungsspannungen, verschiedenen Betriebsspannungen, Durchgriffen usw. zu kombinieren. Durch geschickte Wahl dieser Betriebsdaten ist es möglich, die anfangs erwähnte logarithmische Gleichrichtkennlinie über die erforderlichen großen Amplitudenbereiche der ankommenden Wechselspannung (beispielsweise größer als ι : 10) zu erhalten.

Dadurch wird die gleichgerichtete Amplitude unabhängig von der Signalamplitude, solange diese innerhalb des logarithmischen Gebietes bleibt. Dagegen ist sie in dem ganzen Gebiet dem Modulationsgrad proportional. Eine ähnliche Formgebung der Gleichrichtkennlinien läßt sich durch passende Kombination von mehreren Gleichrichtern jeder beliebigen Art erzielen, wenn ihre Effekte in geeigneter Weise kombiniert werden.

Abb. ι zeigt eine Ausführung als Anodengleichrichter. Es werden hier drei Röhren j, 2 und 3 verwendet, deren Gitter über Blockkondensatoren mit derselben Hochfrequenzspannung gespeist werden. Geeignete Vorspannungen werden den Röhren über Drosseln 6, 7, 8 durch die Batterien 9, 10 und 11 zugeführt. Diese Batterien weisen verschiedene Größe auf, und auch die Steilheiten deF Röhren 1, 2 und 3 sind zweckmäßig gewählt.

Abb. 2 zeigt die resultierende Gleichrichtkennlinie (F) von vier in Parallelschaltung befindlichen Röhren, welche die Gleichrichtkennlinien A, B, C und D haben. Die resultierende Gleichrichtkennlinie ist vergleichsweise mit der logarithmischen Kurve £ zusammengezeichnet, und man sieht, daß die Abweichungen zwischen beiden Kurven nur gering sind.

Die durch vorliegende Erfindung beschriebenen Schaltungen sind grundsätzlich verschieden von der bekannten Superregenerativschaltung, deren Gleichrichtkennlinie bei geeigneter Einstellung auch ungefähr einen logarithmischen Verlauf aufweist. Bei der Armstrong-Schaltung wird dieser Verlauf aber nicht erreicht durch die Form der Kennlinie eines stetig wirkenden Gleichrichters, sondern er wird vielmehr durch den periodischen Empfindlichkeitswechsel des Systems verursacht. Versuche haben gezeigt, daß das Anklingen sowie das Abklingen der Schwingungen in Armstrong-Empfängern in einem Zeitraum geschehen kann, der klein ist gegenüber der Pendelfrequenzperiode. Infolgedessen ist die Schwingungsamplitude im Armstrong-Empfänger praktisch immer entweder gleich der Maximalamplitude oder gleich Null. Da die Zwischenwerte nur während kurzer Zeit vorkommen, interessiert nur der maximale Wert des Gleichrichtstromes. Daß der mittlere Wert dieses Stromes eine logarithmische Funktion der Empfangsfeldstärke ist, kommt daher, daß die Zeitdauer, während welcher die Anordnung sich im Schwingungszustand befindet, eine logarithmische Funktion der Empfangsfeldstärke ist.

Claims

Patentansprüche:

ι. Schaltung zum Empfang modulierter hochfrequenter Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß Proportionalität der Niederfrequenzamplitude mit dem Modulationsgrad erzielt ist bei gleichzeitiger Unabhängigkeit derselben von der mittleren Amplitude der Empfangswelle durch Anwendung einer Gleichrichterstufe, deren Gleichrichtecharakteristik in einem Amplitudenvariationsbereich von ι : io angenähert logarithmische Form besitzt.
2. Stetig wirkender Gleichrichter mit logarithmischer Gleichrichtecharakteristik für Schaltungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ionenentladung verwendet ist.
3. Stetig wirkender Gleichrichter mit logarithmischer Gleichrichtecharakteristik für Schaltungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektronenentladung im Vakuum verwendet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination mehrerer Gleichrichter mit verschiedenen Charakteristiken benutzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen