DE613203C - Empfaenger fuer drahtlose Nachrichten - Google Patents

Description

An eine gute Empfangsschaltung für drahtlose Telegraphie und Telephonie sind eine Reihe von Anforderungen zu stellen, die schwierig gleichzeitig zu erfüllen sind.
i. Muß sie die Möglichkeit zur Anwendung wirksamer Ho chfrequenzver Stärkung bieten. Bei kurzen Empfangswellen ist dies bekanntlich nicht der Fall.

2. Darf eine Rückstrahlung des Empfängers durch die Antenne nicht erfolgen.

3. Muß die gewünschte Endlautstärke mit einer möglichst geringen -Röhrenzahl erreicht werden.

4. Ist es vorteilhaft, Niederfrequenzver-Stärkungen mit Rücksicht auf die hierdurch hervorgebrachten Verzerrungen möglichst zu vermeiden.

Die Empfangsschaltung nach vorliegender Erfindung erfüllt diese Forderungen. Sie macht von dem an sich bekannten Gedanken Gebrauch, die Empfangsschwingungen, bevor sie auf einen Indikator zur Wirkung gebracht werden, zuvor auf einen lokalen Schwingungserzeuger einwirken zu lassen.

Die Erfindung läßt sich ganz allgemein für alle Empfangszwecke verwenden und ist in vielen Fällen den bisher bekanntgewordenen Anordnungen weit überlegen. Beispielsweise ist in vielen Fällen eine Hochfrequenzverstärkung nicht möglich oder wenigstens sehr unvorteilhaft. Z. B. ist es bisher nicht gelungen, so kurze Wellen mit 'einem guten Wirkungsgrad hochfrequent zu verstärken, wie sie zur Übertragung sehr hoher Frequenzen bzw. breiter Frequenzbänder erforderlich sind. In derartigen Fällen ist es erforderlich, um eine hinreichende Empfindlichkeit der Empfangsanordnung zu erhalten, das erfindungsgemäße Empfangsverfahren anzuwenden.

Bei der Erfindung besteht der lokale Oszillator aus einer Vakuumröhre mit Steuerelektrode, welche auf Selbsterregung geschaltet ist. Es sind nun Schaltungen ähnlicher Art bekanntgeworden, bei denen tonfrequente Senderschwingungen mittels tonfrequenter Steuerspannungen moduliert werden, wobei der Tonfrequenzgenerator im Ruhezustand keine Schwingungen erzeugt und nur bei Auftreffen von Steuerschwingungen Schwingungen des lokalen Oszillators ausgelöst werden.

Naturgemäß eignet sich ein solches Verfahren nur sehr schlecht für Telephonieübertragungen und ist für hochwertige, beispielsweise Rundfunk- oder Konzertübertragungen, vollkommen unbrauchbar. Dies liegt im wesentlichen darin begründet, daß die Schwingungen des lokalen Oszillators, sofern sie im Hörbereich liegen, einen störenden Ton hervorrufen. Es kommt 'hinzu, daß bei der Auslösung der lokalen Tonfrequenzschwingutigen durch die steuernden Tonfrequenzschwingungen eine im Verhältnis zur Schwingungsdauer der Steuerschwingungen lange Zeit benötigt wird, bis die lokalen Schwingungen auf ihren Endwert, der der Amplitude entspricht, gelangt sind. Hierdurch ent-

stehen beträchtliche Verzerrungen der im Ausgangskreis erzielten Spannungen. Ein weiterer Grund, der eine sehr weitgehende Verzerrung hervorruft, findet darin seine Ursache, daß durch die Kennlinienkrümmung des gesteuerten Rohres Oberwellen und Kombmationsschwingungen aus der lokal erzeugten Schwingung und der steuernden Schwingung entstehen. Diese Schwingungen fallen zum größten Teil in das Gebiet der Tonfrequenzen und verhindern so leine brauchbare Übertragung.

Erfindungsgemäß wird nun ein aus einer Vakuumröhre mit Steuerelektrode bestehender lokaler Hochfrequenzschwingungserzeuger verwendet, welcher durch eine die Empfangsenergie gleichrichtende Verstärklerröhre moduliert wird. Durch, eine derartige Anordnung werden die oben aufgezeigten Schwierigkeiten beseitigt, denn (einerseits wird erreicht, 4*e die Aufschakelungsdauer bzw. die Einschwingzeit der Amplituden des lokalen Schwingungserzeugers bei Änderung der steuernden Spannung außerordentlich klein bleibt, anderseits, daß die Oberwellen ganz und die Kombinationsschwingungen zum weitaus größten Teil in das Gebiet der Ho chfrequenz fallen und somit keinen störenden Einfluß auf die Ausgangsspannung ausüben. Nach einem weiteren. Gegenstand der Erfindung wird die selbsterregte Frequenz verschieden von der Frequenz der ankommendeai Wellen gewählt.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Abbildung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher beschrieben.

ι bedeutet einen Lokalschwingungskreis, bestehend aus Kondensator 2 und Spule 3, welcher nach der Spannungsteilerschaltung (Patent 302 465) als Schwingungsgenerator mit der Dreielektrödenröhre 4 zusammengeschaltet ist und große Schwingungen erzeugen möge, wenn nicht der Verriegelungskondensator ζ das Gitter im Ruhezustand abriegeln würde. Die Kathode ist durch 6, die Spannungsquelle durch 7 angedeutet. 8 ist ein geeignetes Aufnahmegerät, beispielsweise ein Telephon oder ein Lautsprecher, welcher direkt oder über einen Gleichrichter im Anodenkreis des lokalen Schwingungserzeugers liegt, bleibt aber zunächst außer Betracht. Die in der Empfangsantenne 9 ankommenden Schwingungen werden nön etwa über eine Gitterblbckkondensatorwiderstands - Schaltung der die Empfangsenergie gleichrichtenden Verstärkerröhre 10 zugeführt; welche ihrerseits mit" Anode und Kathode an die Klemmen des Kondensators 5 direkt oder unter Zwischenschaltung weiterer Verstärkerstuf en angeschaltet ist. Läßt man nun die Verstärkerröhre 10 als Richtverstärker arbeiten, so ist es klar, daß beim Eintreffen von Empfangsschwingungen in der Antenne 9 die Leitfähigkeit der Verstärkerröhre 10 erheblich erhöht wird. Demgemäß gestattet die Verstärkerröhre 10 ein mehr oder minder starkes Abfließen der Ladungen vom Gitter der Röhre 4 und daher ein mehr oder minder starkes Anschwellen der Schwingungen im Kreise 1, dessen Frequenz erfindungsgemäß mit der Frequenz der ankommenden Schwin-, gungen nicht identisch sein soll. Eine wesentliche Verschiedenheit dieser Frequenzen stellt einen Hauptvorteil der Empfangsschaltung dar, da hierdurch Selbsterregungen durch Rückwirkung vom Kreis 1 auf die Antenne 9 sowie tonfrequente Schwebungen vermieden werden können.

Die Empfangs wirkung kann nun entweder im Anodenkreis der Röhre 4 direkt beobachtet werden, indem man ein geeignetes Aufnahmegerät 8 in den Anodenkreis 'einschaltet. Man kann aber auch die in dem Kreis 1 erzeugten Schwingungen ihrerseits weiter verwenden und sie in weiteren Kreisen mittels Hochfrequenz- oder Audionschaltungen, die mit dem Schwingungskreis 1 gekoppelt sind, zur Wirkung bringen. Wie erwähnt, ist hierbei der Übergang zu einer ganz anderen Frequenz möglich und zweckmäßig. go

Dieser Punkt ist, wie schon erwähnt, besonders bedeutungsvoll wegen des Fortfalls, von Rückwirkungen und von Störungen des Außenraumes durch etwa von der Antenne 9 wieder ausgestrahlte Schwingungen.

Das hiermit erläuterte Prinzip gestattet zahlreiche Abänderungen. Während bei der obenbeschriebenen Schaltung die Schwingungen des Kreises r im Ruhezustand einen Minimalwert annahmen oder gar unterdrückt wurden, kann man durch geeignete Gittervorspannungen die Schwingungen im Ruhezustand einen Maximalwert annehmen lassen. Je nachdem nun' die Schwingungen des lokalen Generators mit fallendem oder wachsendem Gitterpotential sich in ihrer Amplitude wesentlich ändern, wählt man für die Verstärkerröhre 10 eine entsprechende Schaltung und ein Ruhegitterpotentiäl, welches sie entweder als Audionröhre oder als Riehtverstärker arbeiten läßt.

Es möge im folgenden noch eine Schaltung näher beschrieben; werden, die den Vorzug aufweist, daß die Kathoden der Schwingungserzeugerröhre 4 -und der die Empfangsenergie gleichrichtenden Verstärkerröhre 10 von der gleichen Spannungsquelle aus' betrieben werden können, da sie auf gleichem Potential liegen. Bei dieser Schaltung wird die Anöde der Verstärkerröhre 10 mit dem Gitter der Schwingungserzeugerröhre 4 verbunden und dem Gitter über eine Ableitung

des Kondensators 5 oder die Oberflächenleitfähigkeit der Schwingungserzeugerröhre 4 oder über einen besonderen Widerstand zwischen Gitter und Kathode (gegebenenfalls über eine Gitterbatterie) ein beispielsweise positives Potential erteilt. Wenn nun im Ruhezustand die Schwingungen des lokalen Schwingungserzeugers einen Maximalwert annehmen und mit abnehmendem Gitterpotential in ihrer Amplitude abnehmen, so erteilt man der Verstärkerröhre 10 eine derartige Vorspannung, daß dieselbe als Richtverstärker arbeitet.

Wie auch aus dem Vorhergehenden hervor-

ig geht, ist es selbstverständlich, daß zur Erreichung der besten Wirkung eine passende Bemessung der elektrischen Größen zu 'erfolgen hat, insbesondere auch die Wahl der Vorspannungen richtig zu treffen ist. Auch

ao kann man der Verstärkerröhre 10 im Anodenkreis noch eine besondere Hilfsspannung geben.

Wie schon oben erwähnt, ist das erfin-, dungsgemäße Verfahren ein unentbehrliches Hilfsmittel zur Verstärkung von Hochfrequenzschwingungen, welche breite Seitenbänder aufweisen, insbesondere von sehr kurzen Wellen, wo eine direkte Hochfrequenzverstärkung bisher nicht möglich gewesen ist.

Nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung wird deshalb das obenbeschriebene Verfahren unter Vermeidung einer vorhergehenden Hochfrequenzverstärkung angewendet.

Der Lokalschwingungskreis 1 kann durch gedrängten Bau und durch Einschluß in statisch und magnetisch abgeschirmte Behälter so angeordnet werden, daß von ihm keinerlei Induktion auf das Empfangssystem ausgeübt wird. Gibt man ihm eine von der ankommenden Schwingung nur wenig abweichende Frequenz, so entstehen im Aufnahmegerät acht Schwebungen, so daß die Schaltung für den Hörempfang ungedämpfter Schwingungen ohne weiteres brauchbar wird. Bei stärker abweichenden Selbsterregungsfrequenzen ist Telephonieempfang möglich, vorausgesetzt, daß die Frequenz des Kreises 1 nicht so langsam ist, daß die Hörbarkeitsgrenze erreicht wird.

Die vorstehend beschriebene Empfangsmethode eignet sich außer zum Empfang drahtloser Nachrichten auch zum Empfang von Hochfrequehzübertragungen über Drahtleitungen. Sie erfüllt die eingangs aufgestellten Forderungen gleichzeitig in besonders geeigneter Weise, insbesondere die Tatsache, daß die Frequenz des Kreises 1 in einem weiten Bereich von Empfangswellen im System 9, ι ο ungeändert bleiben kann, ermöglicht es, die an den Kreis 1 angekoppelten Hochfrequenzverstärkereinrichtungen bei Wellenänderungen unberührt zu lassen.' Auch ist die erforderliche Röhrenzahl auf ein Minimum gebracht, da die gesteuerte Energie des lokalen Oszillators die ankommende Empfangsenergie bereits um ein Vielfaches übertreffen kann.

Claims (12)

Patentansprüche;

1. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einer Vakuumröhre mit Steuerelektrode bestehender lokaler Hochfrequenzschwingungserzeuger vorgesehen ist, welcher mittels seiner Steuerelektrode durch eine die Empfangsenergie gleichrichtende Verstärkerröhre moduliert wird.

2. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterleitung der Hochfrequenzschwingungserzeugerröhre durch einen Kondensator verriegelt ist und die Ableitung der Gitterladungen durch die Gleichrichteranordnung erfolgt, welche ihrerseits von den ankommenden Empfangsströmen gesteuert wird. "

3. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgenommenen Schwingungen unverstärkt der 'mit einer Steuerelektrode versehenen Gleichrichter schaltung, zweckmäßig Audionschaltung, zugeführt werden und nach Gleichrichtung den aus einer Vakuumröhre mit Steuerelektrode bestehenden lokalen Hochfrequenzröhrensender steuern.

4. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingungen des lokalen Hochfrequenzröhrensenders von der der Empfangsschwingungen verschieden ist.

5. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gitterladungen ng durch die Steuerröhre zur Kathode abgeleitet werden.

6. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Schwingungskreis des lokalen

Hochfrequenzröhrensenders erzeugten modulierten Schwingungen in mit diesem gekoppelten weiteren Hochfrequenz- oder Audionschaltungen zur Wirkung gebracht werden.

7. Empfänger für drahtlose (telephonische oder telegraphische) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen des lokalen Hochfrequenzgenerators im Ruhezustand des Empfangskreises ganz (oder nahezu) unterdrückt werden.

8. Einrichtung zum Empfang drahtloser (telephonischer oder telegraphischer) Nachrichten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen des lokalen Hochfrequenzgenerators im Ruhezustand des Empfangskreises einen Maximalwert annehmen.

9. Einrichtung zum Empfang drahtloser (telephonischer oder telegraphidcher) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche außer Anspruchs, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode der die Empfangsschwingungen gleichrichtenden Röhre mit dem Gitter der lokalen Hochfrequenzsenderröhre und ihre Anode mit dem freien Ende eines Gitterblockierungskondansators der Hochfrequenzsenderröhre verbunden ist.

10. Einrichtung zum Empfang drahtloser (telephonischer oder telegraphischer) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anodenkreis der Steuerröhre (10) eine besondere Hilf sspannung zugeführt ist,

11. Einrichtung zum Empfang drahtloser (telephonischer oder telegraphischer) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhre (10) unter Zwischenschaltung weiterer Verstärkerstufen das Gitter des lokalen Hochfrequenzröhrensenders steuert.

12. Einrichtung zum Empfang drahtloser (telephonischer oder telegraphischer) Nachrichten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis des lokalen Hochfrequenzgenerators durch gedrängten Aufbau, Einschluß in statisch bzw. magnetisch abgeschirmte Behälter o. dgl. gegen das Empfangssystem entkoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen