DE598560C

DE598560C - Radio receiver with antenna tuning

Info

Publication number: DE598560C
Application number: DER84242D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1931-03-02
Filing date: 1932-03-03
Publication date: 1934-06-13

Description

Radioempfänger mit Antennenabstimmung Zur Vereinfachung der Bedienung ist man in der Rundfunktechnik neuerdings dazu übergegangen, mit sogenannten aperiodischen Antennen zu arbeiten, d. h. man verzichtet auf die Abstimmung -des Antennenkreises selbst, gibt diesem eine feste Eigenwelle wenig außerhalb des zu empfangenden Frequenzbereichs und koppelt ihn induktiv mit dem ersten Empfangskreis, der auf die zu empfangende Frequenz abgestimmt wird. Naturgemäß bestehen zwei Möglichkeiten, indem man nämlich die -Eigenwelle der Antenne oberhalb oder unterhalb des zu empfangenden Frequenzbereichs legt. Im ersten Falle ist der Wirkungsgrad lediglich bei hohen Frequenzen, im zweiten Falle nur bei niedrigen Frequenzen des Frequenzbereichs gut. Der Grund dafür liegt in der Frequenzabhängigkeit der Antennenreaktanz und der daraus resultierenden Änderung der Ankopplung. Wie in den Fig. 1 und a der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, wird die Reaktanz einer Antenne, deren Eigenwelle oberhalb des Frequenzbereichs liegt, für alle niedrigeren Frequenzen kapazitiv und wächst linear mit der Welle (Fig. 1). Umgekehrt zeigt Fig. a, daß für eine Antenne, deren Eigenwelle unterhalb des Frequenzbereichs liegt, die Reaktanz induktiv ist und mit zunehmender Frequenz ansteigt.Radio receiver with antenna tuning To simplify operation there has recently been a transition to this in broadcast technology, with so-called aperiodic Antennas to work, d. H. the antenna circuit is not tuned itself, gives this a fixed eigenwave little outside the frequency range to be received and couples it inductively to the first receiving circuit on the one to be received Frequency is tuned. Naturally there are two possibilities, namely by the natural wave of the antenna above or below the frequency range to be received lays. In the first case the efficiency is only at high frequencies, in the second Only falls well at low frequencies in the frequency range. The reason for this lies in the frequency dependence of the antenna reactance and the resulting change the coupling. As shown in Figs. 1 and a of the accompanying drawing, is the reactance of an antenna whose natural wave is above the frequency range is capacitive for all lower frequencies and grows linearly with the wave (Fig. 1). Conversely, Fig. A shows that for an antenna whose natural wave is below of the frequency range, the reactance is inductive and with increasing frequency increases.

Von großer Bedeutung für die auf den Eingangskreis übertragene Spannung ist auch die Ankopplung. Für jeden Wert der Antennenreaktanz läßt sich eine optimale Ankopplung einstellen, die die größte Lautstärke ergibt. Eine festere Ankopplung als dieses Optimum bedeutet Verringerung der Signallautstärke und der Selektivität; eine losere Ankopplung bedeutet Verringerung der Signallautstärke und verhältnismäßig geringe Vergrößerung der Selektivität.Of great importance for the voltage transmitted to the input circuit is also the coupling. For each value of the antenna reactance an optimal one can be found Set the coupling that produces the greatest volume. A tighter coupling as this optimum means reducing the signal volume and the selectivity; a looser coupling means a reduction in the signal volume and proportionately little increase in selectivity.

Für den Rundfunkbereich von 50o bis 1 Soo kHz ergeben sich bei einer Antenne mit einer Eigenwelle von über 1500 kHz und einer Empfangswelle von etwa 150-o kHz die größten Eingangsspannungen bei einer verhältnismäßig losen Kopplung, die beim Empfang von längeren Wellen fest und fester gemacht werden muß. Um aber einer Antenne eine Eigenwelle höher als 1500 kHz geben zu können, muß die Größe der Serieninduktivität, d. h. die Koppelspule, klein gewählt werden. Das begrenzt aber die erreichbare Kopplung auf einen verhältnismäßig kleinen Betrag, der beim Empfang am anderen Ende des Frequenzbandes, bei 500 kHz, lediglich einen Bruchteil der optimalen Kopplung beträgt.For the broadcasting range from 50o to 1 Soo kHz, an antenna with a natural wave of over 1500 kHz and a received wave of around 150-o kHz results in the highest input voltages with a relatively loose coupling, which is made solid and solid when receiving longer waves got to. However, in order to be able to give an antenna a natural wave higher than 1500 kHz, the size of the series inductance, ie the coupling coil, must be selected to be small. However, this limits the coupling that can be achieved to a relatively small amount, which when receiving at the other end of the frequency band, at 500 kHz, is only a fraction of the optimal coupling.

Diese Schwierigkeiten sollen durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt werden. Man gibt dazu der Antenne eine Eigenwelle, die nahe an der Frequenz liegt, auf die der Empfänger abgestimmt ist und höher oder tiefer sein kann, stellt dann die Kopplung so ein, daß sie dem optimalen Zustand möglichst nahe kommt und ändert gleichzeitig mit der Änderung der Abstimmung des Empfängers die Antennenwelle so, daß die ursprünglich eingestellte Kopplung erhalten bleibt. Es wird erfindungsgemäß nicht, wie es bisher üblich war, die Ankopplung der Antenne, d. h. der räumliche Abstand der Koppelspule von der Induktivität des ersten Kreises geändert, sondern dieser Abstand wird konstant gelassen und zur Erreichung des erfindungsgemäßen Zieles die elektrischen Daten der Antenne geändert. Die Änderung der Antenneneigenwelle zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Eingangsspannung über dem ganzen Frequenzbereich ist an sich schon bekannt. Durch Serien- oder Parallelschaltung von Blockkondensatoren konnte der jeweilig günstigste Wert eingestellt werden. Von diesen Anordnungen unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Antennenwelle kontinuierlich und zwangsläufig mit der Abstimmung geändert wird. In den Fig.3 und 4 sind beispielsweise zwei Schaltungsanordnungen gezeigt, in denen die erfindungsgemäße Anordnung verwendet wird. x und a sind Hochfrequenzverstärkerröhren mit durch die Kondensatoren 3 und 4 abstimmbaren Eingangskreisen, 5 ist das Detektorrohr, dessen Eingangskreis durch den Kondensator 6 abgestimmt wird. Mit der Spule 8 des Eingangskreises des ersten Rohres ist eine Spule 9 gekoppelt, die in Serie mit dnem Variometer i o, i i in der Antenne AG liegt. Die Rotoren der Kondensatoren 3, 4, 6 und die Drehspule des Variometers io, 1i werden durch ein gemeinsames Gestänge 12 bedient. Durch das eingeschaltete Variometer wird erreicht, daß die Antennenwelle immer in dem richtigen Verhältnis zur Empfängerabstimmung steht. Zur näheren Erläuterung diene folgendes Zahlenbeispiel: Die Antenne sei auf 165o bzw. i ioo bzw. 605 kHz und die Kreise 3, 4 und 6 auf 1500 bzw. iooo bzw. 55o kHz abgestimmt.These difficulties are intended to be eliminated by the arrangement according to the invention. To do this, the antenna is given a natural wave that is close to the frequency to which the receiver is tuned and can be higher or lower, then the coupling is set so that it comes as close as possible to the optimal state and changes simultaneously with the change in the The receiver tunes the antenna wave so that the originally set coupling is retained. According to the invention, the coupling of the antenna, ie the spatial distance of the coupling coil from the inductance of the first circuit, is not changed, as was customary up to now, but this distance is kept constant and the electrical data of the antenna is changed to achieve the goal according to the invention. The change in the antenna's natural wave to achieve an input voltage that is as uniform as possible over the entire frequency range is already known per se. The most favorable value in each case could be set by connecting block capacitors in series or in parallel. The present invention differs from these arrangements in that the antenna wave is continuously and inevitably changed with tuning. In FIGS. 3 and 4, for example, two circuit arrangements are shown in which the arrangement according to the invention is used. x and a are high-frequency amplifier tubes with input circuits that can be tuned by the capacitors 3 and 4, 5 is the detector tube, the input circuit of which is tuned by the capacitor 6. A coil 9 is coupled to the coil 8 of the input circuit of the first tube and is in series with the variometer io, ii in the antenna AG. The rotors of the capacitors 3, 4, 6 and the moving coil of the variometer io, 1i are operated by a common linkage 12. When the variometer is switched on, it is ensured that the antenna wave is always in the correct relationship to the receiver tuning. The following numerical example serves for a more detailed explanation: Let the antenna be tuned to 165o or iooo or 605 kHz and the circles 3, 4 and 6 to 1500 or 100o or 55o kHz.

Der gewünschte optimale Kopplungswert bleibt dann aus dem Grund konstant, däß die Kopplung, die den größten Strom ergibt, sowohl von der Frequenz als auch von der Antennenreaktanz abhängt; die Wirkung der Veränderung der Frequenz wird durch die Veränderung der Antennenreaktanz ausgeglichen.The desired optimal coupling value then remains constant for the reason that that the coupling that gives the greatest current, both in frequency and depends on antenna reactance; the effect of changing the frequency will be compensated by the change in antenna reactance.

Die optimale Kopplung ergibt sich aus der Gleichung wo o - an # Frequenz, M = gegenseitige Induktanz zwischen Antenne und ersten Kreis, Z,== Antennen reaktanz (- R1 + jXi), R1 - Antennenwiderstand, R2 -Widerstand des abgestimmten Kreises.The optimal coupling results from the equation where o - an # frequency, M = mutual inductance between antenna and first circle, Z, == antenna reactance (- R1 + jXi), R1 - antenna resistance, R2 - resistance of the tuned circuit.

Diese Gleichung kann folgendermaßen umgeschrieben werden: Wenn nun - als konstant betrachtet wird, wird die optimale Kopplung M. konstant sein, wenn das Verhältnis konstant ist. Unter der Bedingung, daß die Antenne auf eine Frequenz abgestimmt ist, die etwas von der Signalfrequenz abweicht, wird der Widerstand R1 klein im Vergleich zur Reaktanz X, sein, und man kann deshalb in guter Annäherung schreiben Um die optimale oder eine gewünschte weniger optimale Kopplung zu erhalten, braucht man nur die Antennenreaktanz so einzuregeln, daß konstant ist.This equation can be rewritten as follows: If now - is considered constant, it becomes the optimal Coupling M. be constant when the ratio is constant. Under the condition that the antenna is tuned to a frequency which deviates somewhat from the signal frequency, the resistance R1 will be small compared to the reactance X i, and one can therefore write to a good approximation In order to obtain the optimal coupling or a desired less optimal coupling, one only needs to regulate the antenna reactance so that it is constant.

Bei der Schaltung gemäß Fig.4 wird die Antenne A, 9, G durch einen Drehkondensator 13 abgestimmt, der im Nebenschluß zu der Spule 9 liegt und mit den Kondensatoren 3, 4 und 6 durch das Gestänge 12 gekuppelt ist.When switching According to FIG. 4, the antenna A, 9, G is tuned by a variable capacitor 13 which is shunted to the coil 9 and is coupled to the capacitors 3, 4 and 6 by the linkage 12.

Naturgemäß stellen das Variometer io, ii -in Fig. 3 und der Drehkondensatär 13 in Fig. 4 nur Ausführungsbeispiele dar, die beliebig kombiniert werden können.Naturally, the variometer io, ii -in Fig. 3 and the rotary condenser 13 in FIG. 4 only represent exemplary embodiments which can be combined as desired.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Radio receiver with antenna tuning, in which the antenna is tuned to a frequency that is above or below the receiving frequency is, characterized in that the antenna tuning means with the grid circle tuning inevitably «is coupled and the coupling between the two circles is set to a fixed, optimal value.

2. Radio receiver according to claim i, characterized in that this tuning means consists of a variometer, which is connected in series with the antenna coil.

3. Radio receiver according to claim i, characterized in that this tuning means in a parallel to the antenna coil lying variable capacitor.