DE619339C

DE619339C - Roehrenschaltung fuer die Zwecke der Modulation, Demodulation, Verstaerkung usw.

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Publication number: DE619339C
Application number: DEW87874D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-12-29
Filing date: 1931-12-30
Publication date: 1935-09-28

Description

Röhrenschaltung für die Zwecke der Modulation, Demodulation, Verstärkung usw. Die Erfindung bezieht sich auf eine Röhrenschaltung für die Zwecke der Modulation, Demodulation, Verstärkung usw.
Die bekannten Einrichtungen der genannten Art arbeiten im allgemeinen derart, daß eine schwache Veränderung in einem Kreis durch Resonanz auf einen Höchstwert gebracht wird, wobei die Verluste in diesem Kreise möglichst niedrig gehalten und die Widerstände manchmal durch Anwendung einer Rückkopplung auf einen negativen Wert gebracht werden. Die Veränderungen in dem Kreise werden dann in einem zweiten Kreise, beispielsweise mittels einer Elektronenröhre, zur Steuerung einer größeren Lokalenergie verwendet. Diese Anordnungen werden in mehreren Stufen wiederholt, um zum Betriebe von Hilfsgeräten, Lautsprechern u. dgl. die erforderliche Stärke der Änderungen zu erreichen.
Bei der Erfindung wird demgegenüber ein völlig neuer Grundsatz verwendet, indem der Gitter- und der Anodenkreis einer Verstärkerröhre einerseits miteinander gekoppelt und so stark gedämpft sind, daß eine Selbsterregung nicht eintritt, und andererseits mit einem örtlichen Generator derart gekoppelt sind, daß eine Kompensation des durch diese Induktion bedingten Anodenwechselstromes erzielt wird, die dann durch das dem Gitterkreis aufgedrückte Signal gestört wird.
Die bekannten Einrichtungen sind nur bei ankommenden Schwingungen frequenzbelastet; .grundsätzlich werden die Schwingungen in positivem Sinne verstärkt, während sie beim Gegenstand der Erfindung subtraktiv wirken und die Abschwächung einer Lokalfrequenz gleichbleibender Stärke hervorrufen.
Die Erfindung ergibt zahlreiche Vorteile, da z. B. Schwingungskreise mit geringen Verlusten nicht erforderlich sind, im Gegenteil Schwingungskreise mit großen Verlusten, abgesehen von dem lokalen Schwingungserzeuger, vorzuziehen sind; die Trennschärfe wird sehr erheblich gesteigert; Störsignale und fremde Veränderungen werden auf einen Mindest-,vert gebracht, da nur diejenigen Frequenzen durchgelassen werden, die der Lokalfrequenz gleich sind, während alle übrigen Frequenzen durch die Verluste in den Schwingungskreisen aufgezehrt werden.
Weiterhin wird die Stärke der höheren 1Vlodulationsfrequenzen wesentlich verbessert, da sie durch die Vermeidung stark entdämpfter Kreise nicht fortgeschnitten werden.
Insbesondere bei Fernsehübertragungen ergibt die Erfindung den Vorteil der Vermeidung von Phasenverzerrungen trotz getreuer Verstärkung ohne Stärkeverlust der höheren Frequenzen.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich dadurch, daß beispielsweise als Empfänger nur eine Gleichrichterröhre neben der Röhre des örtlichen Schwingungserzeugers verwendet zu werden braucht. Die Leistung im Ausgangskreis ist ausreichend, um einen Lautsprecher mittlerer Größe völlig auszusteuern.
Zur zweckentsprechenden Anwendung des dargelegten Erfindungsgrundsatzes ist es naturgemäß erforderlich, besondere Anordnungen an den einzelnen Geräten zu treffen, von denen zunächst einige im folgenden beschrieben seien: Die Anordnung verwendet eine Verstärker. röhre. Die Gitter- und Anodenkreise werden mit der Lokalschwingung beaufschlagt, derart, daß die Schwingung am Gitter den Durchgang der Schwingung durch die Röhre und den Anodenkreis verhindert. Dies erfordert richtige Phasen- und Spannungsverhältnisse zwischen den Schwingungen im Gitter- und Anodenkreis. Zu diesem Zwecke wird eine feste oder veränderliche Rückkopplung zwischen Anodenkreis und Gitterkreis verwendet. Wenn ein Signal auf das Gitter auftrifft, dessen Frequenz gleich der Frequenz der Lokalschwingung ist, so muß seine Phase der der Lokalschwingung im Gitterkreis entgegengesetzt sein. Die Wirkung des Signals liegt dann in einer Schwächung der Schwingung am Gitter, so daß die Schwingung durch den Anodenkreis fließen kann und über die Rückkopplung die Stärke der Schwingung am Gitter weiterverringert, bis ein Beharrungszustand erreicht ist. Durch Änderung der Stärke der Rückkopplung am Gitter können sehr hohe Verstärkungsgrade bis zur Leistungsgrenze der Röhre erzielt werden. Die volle Rückkopplungswirkung kann ohne Übersteuerung der Röhre erreicht werden, während bei den bekannten Verfahren die Röhre, lange bevor die vollen Möglichkeiten der Rückkopplung erreicht sind, in Selbstschwingungen geraten würde. Gesetzt den Fall, daß die Rückkopplungsspannung am Gitter 0,5 der Spannung des aufgedrückten Signals beträgt, so wird am Gitter eine Spannung aufgebaut, ,die i -i- 0,5 -f- 0,25 + O"25 usw., d. h. im Grenzfalle 2 beträgt, die Verstärkung ist alsb 2 : i. Beträgt die Rückkopplungsspannung o,999 der aufgedrückten Signalspannung, so würde das Verstärkungsverhältnis iooo : i sein. Dies ist nur aus dem Grunde möglich, weil die Vorrichtung bestrebt ist, selbsttätig und augenblicklich die Verstärkung zu unterbrechen, d. h. wenn das aufgedrückte Signal aufhört, kehrt sie sofort in den normalen, unwirksamen Betriebszustand zurück, so daß die Schwingung bis zu einem Punkte nicht auftreten kann, in dem das aufgedrückte Signal plus Rückkopplungsv erstärkung nicht stärker ist als die dem Gitter der Röhre zeitgeteilte Lokalschwingung.
Zur Anwendung der Erfindung in drahtlosen Empfangsgeräten ist es erforderlich, eine richtige und gleichbleibende Phasenbeziehung zwischen der empfangenen Frequenz und der Lokalfrequenz herbeizuführen. Diese Bedingung kann leicht durch Änderung der Frequenz des lokalen Schwingungserzeugers, der das ganze Gerät beaufschlagt, erfüllt werden, der auf die ankommende Frequenz abgestimmt wird. Hierdurch ist die Hauptabstimmung gegeben. Die Phase der ankommenden Frequenz kann nicht selbsttätig geändert werden, jedoch die Phase des lokalen Schwingungserzeugers. Aus diesem Grunde wird die ankommende Frequenz dem Schwingungserzeuger mitgeteilt. Selbst wenn die Empfangsfrequenz sehr schwach ist, zieht sie die lokalen Schwingungen in Phase mit sich und hält hierdurch die Phase des lokalen Schwingungserzeugers in der richtigen Beziehung zu den Empfangsschwingungen.
Die genannte Bedingung braucht nur bei drahtlosen Empfangsgeräten erfüllt zu werden. Bei Sendern und Verstärkern ist das Erfordernis einer Phasenstellung zu Außenfrequenzen nicht gegeben. Bei Verstärkern für mehr als eine Frequenz, beispielsweise für Telephonie, muß die Lokalfrequenz höher sein als die höchste zu verstärkende Frequenz, und die zu verstärkenden Frequenzen müssen eine Modulation der Lokalfrequenz darstellen. Für Gleichstromverstärker muß die Lokalfrequenz ebenfalls ausreichend hoch sein.
Die Verstärkerröhre kann auch mit einer Signalstärke gesteuert werden, die zuzüglich der Rückkopplungsverstärkung größer ist als die Stärke der dem Gitter mitgeteilten Lokalschwingung. In diesem Falle wird die Röhre, beginnend mit Nullsignal am Gitter und Steigerung der Signalspannung auf ein Maximum, über einen Bereich betrieben, der doppelt so groß ist als der oben erläuterte, da die wirksame Spannung am Gitter durch Steigerung der Signalstärke zum Nullpunkt geschwächt wird, worauf eine weitere Steigerung der Signalstärke die Schwingspannung in die umgekehrte Phase zur Lokalschwingung bringt. Im Anodenkreis tritt j edoch keine Phasenumkehrung ein; die Schwingungsstärke in diesem Kreise wächst vielmehr von Null bis auf das Maximum, das die Röhre bewältigen kann. Die ganze Wirkung ist, was die Verstärkung anbetrifft, genau die gleiche wie in dem zuerst beschriebenen Falle, jedoch kann eine gewisse Neigung bestehen, daß die Röhre in Selbstschwingungen gerät, wenn sie sich der höchsten Ausgangsleistung nähert.
In den meisten Fällen ist irgendeine Form einer Gleichrichtung erforderlich. Es liegt in der Art der Gleichrichtung, daß eine Niederfrequenzverstärkung erübrigt wird. Der Gleichrichter wirkt, wenn er durch eine Röhre gegeben ist, als Anodenknickgleichrichter; die Lokalfrequenz wird auf das Gitter aufgedrückt. Gesetzt den Fall, die Röhre arbeitet an dem unteren Knick ihrer Kennlinie. Wenn die Lokalfrequenz verstärkt wird, so wird die mittlere Anodenstromstärke gleichfalls bis zu einem Punkt gesteigert, in dem der Anodenstrom seinen Höchstwert besitzt. Dieser Punkt entspricht der normalen Stärke der auf die Gleichrichterröhre aufgedrückten Lokalfrequenz. Wenn nun ein Signal gleicher Frequenz, jedoch umgekehrter Phase wie die Lokalfrequenz auf das Gitter gelangt, so wird in ähnlicher Weise, wie bereits bezüglich der Verstärkerröhre beschrieben, die Stärke der Schwingung am Gitter der Gleichrichterröhre vermindert und der mittlere Anodenstrom gleichfalls proportional geschwächt. Wenn sich das Signal, beispielsweise als sprachmodulierte Frequenz, verändert, so enthält der Anodenstrom der Gleichrichterröhre die Sprechfrequenzen. Bei drahtloser Telephonie ist zu den Zeitpunkten, in denen keine Sprache übertragen wird, lediglich die Trägerfrequenz vorhanden; der Anodenstrom der Gleichrichterröhre besitzt dann seinen halben Wert, was durch Einregelung des Verstärkungsgrades oder anderer äquivalenter Mittel erreicht wird. Die Röhre arbeitet also um ihren normalen Punkt, als wäre sie ein N iederfrequenzverstärker. Die Sprachsignale im Anodenkreis können so stark sein, wie es die Leistungsfähigkeit der Röhre zuläßt. Wenn die Röhre voll ausgesteuert ist, ist eine weitere Niederfrequenzverstärkung überflüssig, da die ganze Verstärkung bei der Frequenz der Lokalschwingung stattfindet und diese Verstärkung, wie beschrieben, auf einen Punkt eingeregelt werden kann, in dem der Gleichrichter die Niederfrequenz bis zur Leistungsgrenze der Röhre abgibt.
Hierdurch ist eine absolut verzerrungsfreie Verstärkung möglich, da die ganze Verstärkung bei einer Frequenz stattfindet und diese Frequenz normalerweise wesentlich höher ist als die imAusgangskreis der Gleichrichterröhre vorhandenen höchsten Niederlrequenzschwingungen.
Eine andere Möglichkeit der Gleichrichtung ist in zwei Elektronenröhren oder in einer mit zwei Gittern und zwei Anoden versehenen Röhre gegeben. Die Anoden sind in einen Kreis parallel zu dem Kathodenkreis geschaltet, und die Gitter werden mit den Lokalschwingungen und Signalen in entgegengesetzter Phase beaufschlagt. Durch geeignete Polarität und Einstellung der Vorspannung der Gitter wird Ganzwellengleichrichtung erreicht.
Der Erfindungsgegenstand besteht in der Anwendung auf drahtlose Empfänger aus einem Schwingungserzeuger, der durch die empfangene Trägerfrequenz in der Phase gesteuert und auf jene abgestimmt ist, einem Verstärker mit Verstärkerrückkopplung, der in der beschriebenen Weise durch die Lokalschwingung voll beaufschlagt ist, und einem Gleichrichter, dessen Gitterkreis gleichfalls der Lokalschwingung voll aufgedrückt wird und Sprechströme o. dgl. in seinem Ausgangskreis liefert.
Ein Verstärker besteht für jede Verstärkung, wie für Gleichströme, Wechselströme, Sprechströme u. dgl., aus einem Schwingungserzeuger, Verstärker und Gleichrichter und Anordnungen, die dem Gitter des Verstärkers die zu verstärkenden Ströme als Modulation der Lokalfrequenz oder derart mitteilen, daß sie die Lokalfrequenz in dem gesamten Gitterkreis modulieren.
Ein Spezialverstärker für den Lokalfrequenzen gleiche Frequenzen . besteht aus einem Schwingungserzeuger und einem Verstärker; ein Gleichrichter ist nicht erforderlich. Die zu verstärkenden Ströme werden unmittelbar auf das Gitter aufgedrückt.
Bei drahtlosen Sendern ist ein Schwingungserzeuger, der durch den Hauptschwingungserzeuger gegeben sein kann, und ein Verstärker erforderlich sowie Mittel, dureh N\,elche die zu übertragenden Signale dem Gitter des Verstärkers mitgeteilt werden, sei es als Modulation der Lokalfrequenz oder derart, daß diese Frequenz im Gitterkreise des Verstärkers moduliert wird. Wie oben beschrieben, wird nur eine Verstärkerröhre bei den verschiedenen Anordnungen verwendet; es ist jedoch möglich, eine beliebige Zahl dieser Röhren bei ähnlicher Anordnung und Betriebsweise in Kaskadenschaltung zu verwenden, um höhere Verstärkungen bis zu jedem beliebigen erforderlichen Betrage zu erreichen, der naturgemäß durch die Stärke der Lokalschwingungen und die Leistungsfähigkeit des Gerätes begrenzt ist.
In der bisherigen Beschreibung ist nur eine Lokalfrequenz erwähnt worden, es ist jedoch möglich, Verstärker und Gleichrichter durch einen oder mehrere lokale Schwingungserzeuger gleichzeitig mit jeder beliebigen Zahl von Frequenzen oder einem Frequenzbande zu beaufschlagen-. Die Verstärkung und Gleichrichtung kann gleichzeitig mit irgendeiner Zahl von Frequenzen erfolgen; wenn beispielsweise das Gerät mit dem vollen Bereich von Sprachfrequenzen beaufschlagt ist, die gleiche Stärke besitzen, so können Sprechströme unmittelbar ohne Gleichrichtung verstärkt werden. Auch können zwei Lokalfrequenzen, die durch einen Schwingungserzeuger erzeugt werden, An- Wendung finden, um die Verstärker- und Gleichrichterröhre gleichzeitig oder intermittierend zu beaufschlagen. Es können dann drahtlose Signale jener zwei Frequenzen empfangen und durch die gleichen Verstärker gleichzeitig verstärkt werden, jedoch könnten für jede der Frequenzen getrennte Gleichrichter Anwendung finden. Eine Abänderung der letztgenannten Möglichkeit ist für gleichzeitige Zweiwegverbindung anwendbar; der eine Wieg ist durch die eine Frequenz und der andere durch die zweite Frequenz gegeben. Auch können für jeden Weg zwei Frequenzen verwendet werden, beispielsweise für mit Fernsehen kombinierte Telephonie auf zwei Wegen.
Ein Verfahren zur Mehrfachzweiwegtelephonie, -telegraphie oder kombinierte Telephonie und Telegraphie u. dgl, ist dadurch gegeben, daß eine Mehrzahl geeigneter Lokalfrequenzen verwendet wird. Für jede Station werden einige der Frequenzen für das Senden und die anderen für den Empfang angewendet,- jedoch müssen die Sendefrequenzen einer Station die gleichen sein wie die Empfangsfrequenzen der anderen. Wesentlich ist, daß bei den Sendefrequenzen jeder Frequenz eine eigene Modulationsanordnung zugeordnet ist, die jedoch nicht besonders stark zu- sein braucht, und zu jeder Empfangsfrequenz ein besonderer Gleichrichter vorhanden ist, der nur mit dieser Frequenz beaufschlagt ist oder nur durch Signale dieser Frequenz betätigt wird. Der übrige Teil der Geräte kann für alle Sende-und Empfangsfrequenzen gemeinsam sein. Auch kann ein Teil des Gerätes gemeinsam für alle Sendefrequenzen und ein anderer gemeinsam für alle Empfangsfrequenzen dienen.
Bei Empfängern nach der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn auch nicht wesentlich, daß die Lokalfrequenz der ankommenden Trägerfrequenz gleich ist, da sonst eine feste Lokalfrequenz anwendbar ist und die ankommende Trägerfrequenz durch eine zweite veränderliche Lokalfrequenz derart überlagert werden kann, daß die resultierende Frequenz der festen Lokalfrequenz gleich ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i eine Verstärkerschaltung nach der Erfindung, Fig. 2, 2 a und 2b Kurven für die Wirkungsweise und 'Einstellung der Anordnung nach Fig. i, -Fig. 3 eine Verstärkerschaltung nach der Erfindung ohne Verwendung von Gleichstrom, Fig. q. die Schaltung eines dreistufigen Verstärkers nach der Erfindung, Fig. 5 die -schematische Anordnung eines Teils eines bekannten drahtlosen Empfängers als Vergleichsbeispiel, Fig.6 eine Gleichrichteranordnung nach der Erfindung, Fig. ;, 7a und 7b Kurven für die WirkungsSveise der Anordnung nach Fig. 6, Fig. 8 eine weitere Gleichrichteranordnung nach der Erfindung, Fig. 9 eine Verstärkeranordnung nach der Erfindung für normale Zwecke, Fig. io eine Modulationsanordnung für die Verwendung mit dem Verstärker nach Fig. 9, Fig. i i einen Schwingungserzeuger nach der Erfindung, Fig. r2 einen drahtlosen Empfänger, Fig. 13 einen drahtlosen Empfänger für Mehrfachempfang, Fig. 14 einen Sender nach der Erfindung. In Fig. i ist die Dreielektrodenröhre i mit ihrer Anode 2 über eine Rückkopplungsspule 3, eine Auslaßspule q. und eine Anodenbatterie 5 an ein Ende einer Impedanz 6 angeschlossen, deren beide Enden mit Klemmen 7 verbunden sind. An die Klemmen 7 wird eine Lokalschwingung gelegt, deren Frequenz gleich der Frequenz der zu verstärkenden Schwingung ist. Der Anoden-Kathoden-Kreis wird durch einen Kontakt 8 vervollständigt, der mit der durch eine Heizbatterie io beheizten Kathode 9 verbunden ist. Das Gitter i i ist durch eine Spule r2, eine an die Klemmen 13 angeschlossene nicht dargestellte Anfangsvorrichtung und eine Vorspannungsbatterie 14 - an das Ende der Impedanz 6 angeschlossen, das dem an die Anode angeschlossenen Ende entgegengesetzt ist. Die Stellung des Kontakts 8 längs der Impedanz 6 ist derart, daß, wenn auf die Klemmen 13 kein Signal aufgedrückt wird, die Spannung der dem Gitter il aufgedrückten Lokalschwingung umgekehrt zu der an der Anode 2 liegenden Spannung ist und einen solchen Wert besitzt, daß sie den Durchgang der Lokalschwingung durch den Anodenkreis verhindert.
Da in diesem Fall kein Lokalschwingungsstrom durch die Röhre hindurchgeht, besitzt die Spule 3 keine Rückkopplungswirkung auf den Gitterkreis; die Spuleq., die in der Praxis an irgendeinen weiteren Kreis angekoppelt ist, bleibt gleichfalls unwirksam. Wenn auf die Klemmen 13 eine Empfangsschwingung gelangt, deren Frequenz gleich der an den Klemmen 7 der Impedanz 6 liegenden Lokalschwingung ist und deren Phasenverschiebung gegenüber der Lokalschwingung im Gitterkreis i8o° beträgt, so wird die resultierende Schwingspannung am Gitter i i herabgesetzt, so daß ein Lokalschwingungsstrom durch die Spulen 4 und 3 und die Röhre i fließen kann. Die Spule 3 beeinflußt die Spule 1a und bewirkt eine weitere Herabsetzung der an dem Gitter i i liegenden Schwingspannung, wodurch wiederum die Stärke des Schwingstromes in dem Anodenkreis erhöht wird, die ihrerseits wieder die Schwingspannung an dem Gitter ii vermindert usw., bis, richtige Einstellung vorausgesetzt, ein fester Wert erreicht ist.
Innerhalb des stabilen Bereiches kann die Verstärkung sehr groß sein, da eine Selbstschwingungsgefahr für die Röhre nicht gegeben ist, zumal die Gitter- und Anodenkreise dadurch nicht schwingend gemacht sind, daß die Widerstände dieser Kreise in bezug auf ihre Induktanzen und Kapazitäten so gewählt sind, daß, selbst wenn diese Kreise auf die Lokalschwingung abgestimmt sind, freie Schwingungen nicht auftreten können, d. h. R > 2 Eine Unstabilität oder unvollkommene Wirkung beginnt, wenn die Röhre anfängt, die Lokalschwingungen gleichzurichten. Der Verstärkungsgrad hängt ab von der Stärke der Rückkopplung; wenn z. B. die Spannung der verstärkten Schwingung im Gitterkreis i ist und die Rückkopplung derart ist, daß o,5 in einer Rückkopplungsperiode am Gitter zugefügt wird, so ergibt sich die Signalendspannung im Gitterkreis als Summe der Reihe i + 0,5 + 0,25 -f- 0,i25 .... usw., also praktisch 2, d. h. die Verstärkung ist doppelt so groß als die der Röhre selbst. Ähnlich ist bei einer Rückkopplung von o,9 die Verstärkung ior, bei o,99 gleich ioor, bei o,999 gleich -iooor, wobei r das Verstärkungsverhältnis der Röhre selbst ist. Die Rückkopplung braucht nicht gleich i zu sein. Die Schwingendspannung im Gitterkreis kann größer sein als die Schwingspannung der lokalen Quelle, so daß die resultierende Schwingspannung am Gitter derart ist, daß sie den Fluß des Schwingstromes durch die Röhre unterstützt; die oben beschriebene Wirkung tritt dann immer noch ein. Wenn die zu verstärkende Schwingung ihre Stärke ändert, so ändert sich der Schwingstrom im Anodenkreis proportional, so daß die Anordnung auf Grund der Tatsache stabil ist, daß die lokale Schwingspannung am Gitter beständig bestrebt ist, die Röhre auf den Punkt zurückzubringen, in dem kein Schwingstrom in dem Anodenkreis fließt.
In Fig. 2, 2 a und 2 b ist 15 die Kennlinie der derart eingeregelten Röhre, daß die Gleichstromkomponente des Anodenkreises einen durch die gestrichelte Linie 16 dargestellten Mittelwert ergibt. Der Anodennullstrom ist durch die Linie 17 dargestellt. Wenn keine Schwingung verstärkt wird, ist der Anodenstrom durch die Linie 16 gegeben, d. h. es fließt kein Schwingstrom durch den Kreis. Wenn eine Schwingung verstärkt wird, ist sowohl ein Schwingstrom als auch der Gleichstrom vorhanden. Der resultierende Strom ist durch die Kurve 18 veranschaulicht. Da die Leistungsfähigkeit der Röhre bezüglich der Schwingungsenergie begrenzt ist und eine Verzerrung der Schwingung möglich ist, wenn die Energie zu groß wird, ist es erforderlich, daß sich der Anodenstrom nur zwischen den durch die Linien i9 und ao. dargestellten Grenzen ändert, d. h. nur längs des geradlinigen Teiles der Kennlinie 15. Überschreitet.der Anodenschwingstrom diese Grenzen, so treten Verzerrungen ein, wie durch die Kurve 1811 veranschaulicht, die sich zwischen den Grenzen iga und 20a verändert, so daß in den Teilen 21 eine gewisse Gleichrichtung des Schwingstromes stattfindet. Hieraus ist ersichtlich, daß die Kurve i8 (Fig. 2 a) den Höchstwert des zulässigen Schwingstromes in dem Anodenkreis darstellt.
Es ist zu beachten, daß die Batterie 5 in Fig. i keine Energie für die Verstärkerwirkung liefert, sondern lediglich als Quelle einer einseitig gerichteten Polarisierungsenergie dient, die erforderlich -ist, da die Röhre i eine einseitig gerichtete Vorrichtung darstellt. Bei der Erfindung ist die Energie für die Verstärkung eine Schwingenergie, so daß die Vorrichtung für ihre Wirksamkeit eine schwingende Polarisierungsenergie erfordert, die an die Klemmen 7 gelegt wird. Die einseitig gerichtete Polarisierungsenergiekann fortgelassen werden, wenn eine nicht einseitig gerichtete Vorrichtung verwendet wird wie die nach Fig. 3, bei welcher zwei Dreielektrodenröhren i und ja verwendet werden. Für die Röhre i und die damit zusammenhängenden Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet worden wie in Fig. i, «während die zu der Röhre ja gehörigen Teile durch die entsprechenden Ziffern mit dem Zusatz a gekennzeichnet sind. Der Einlaß ist durch die Vorrichtung 13 und der Auslaß durch die Klemmen q. b gegeben.
Bei der Verwendung der Schaltung nach Fig, i zur Modulation in einem Sender ist das Mikrophon, die Photozelle o. dgl. zwischen die Klemmen 13 geschaltet, und die Spuleq. wird an die Antenne oder einen davorliegenden Verstärker gekoppelt. Der Kontakt 8 an der Impedanz 6 wird so eingeregelt, daß, wenn keine Veränderung in der Impedanz (Mikrophon o. dgl.) 13 stattfindet, die Spannung der an die Klemmen 7 geschalteten Lokalschwingung am Gitter i i umgekehrt ist gegenüber der Anode 2 und einen solchen Wert besitzt, daß die Lokalschwingung nicht durch den Anodenkreis 'fließt. Da in diesem Fall kein Lokalschwingungsstrom durch die Röhre hindurchgeht, ergibt die Rückkopplungsspule 3 keinen Rückkopplungseffekt auf den Gitterkreis, und die Spule 4 ist dementsprechend unwirksam. Wenn nun die Impedanz 13 beispielsweise durch Besprechendes -Mikrophons verändert wird, so ändert sich die Schwingspannung am Gitter ii, und die bestehende Kompensation wird gestört. Infolgedessen fließt ein Schwingstrom durch die Spulen 4. und 3 und die Röhre i. Die Spule 3 beeinflußt nun die Spule 12, bewirkt eine weitere Herabsetzung der Schwingspannung am Gitter i i und dementsprechend eine Vergrößerung des Schwingstromes im Anodenkreis, der nun wiederum die Schwingspannung am Gitter i i weiterhin vermindert und so fort, bis ein stabiler Zustand erreicht ist, vorausgesetzt, daß die Einstellungen richtig vorgenommen wurden.
Die auf diese Weise frei werdende Energie ist außerordentlich groß, da keine Gefahr besteht, daß die Röhre in Selbstschwingungen kommt, insbesondere da Gitter- und Anodenkreise nicht sielb@stschvringend sind.
Wie ersichtlich, wird also auch beim Modulator eine Lokalschwingungsenergie verwendet, die zwei beispielsweise durch eine Elektronenröhre gekoppelten Kreisen aufgedrückt wird. Die auf diese Weise erzielte Kompensation wird durch das Signal gestört; derart, daß das Schwingpotential im Primärkreis geschwächt und die Schwingenergie im Sekundärkreis ausgelöst wird.
Wie in Fig. 4 dargestellt, können zwei oder mehr Verstärkerstufen nach Fig. z in Kaskade geschaltet werden. Die allgemeine Anordnung ist bekannt, abgesehen von der Anwendung der schwingenden Polarisierungsenergie. In Fig. 4 sind die Dreielektrodenröhren i, ja und IL als Kaskadsnverstärker geschaltet; sie werden sämtlich mit einseitig gerichteter Polarisierungsenergie aus der Batterie 5 und mit einseitig gerichteter Vorspannung aus der Batterie 14 versbrgt. Die schwingende Polarisierungsenergie wird von den Klemnien 7 auch ihren Anodenkreisen zugeführt, ihre Gitterkreise werden in ähnlicher Weise mit schwingender Vorspannung aus der gleichen Quelle gespeist. 13 ist der Einlaß und 4v der Auslaß des Verstärkers. Wenn die Rückkopplung von dem Anodenkreise auf dem Gitterkreis einer jeden Röhre gleich o,99 gemacht wird (d. h. eine Rückkopplungsverstärkung von ioo:i stattfindet) -und das Verstärkungsverhältnis einer jeden Röhre gleich z. : i ist, ergibt die Gesamtanordnung eine Gesamtverstärkung von (i00 X 4) 3 : i, d. h. ein Maximum von 64 000 000 : I, ohne daß die geringste Möglichkeit von Selbstschwingungen öder Betriebsstörungen durch Streukapazitäten, Kopplungen zwischen den Elektroden u. dgl. gegeben wäre, da das höchste Schwingpotential in irgendeinem Kreise das an die Klemmen 7 gelegte ist und kein abgestimmter Kreis und nicht die geringste Resonanz irgendwo vorhanden ist und die Verluste nicht wesentlich sind. Zweckmäßig wird die Leistungsfähigkeit der an die Klemmen 7 gelegten Schwingungsquelle derart gewählt, daß unter allen normalen Betriebsbedingungen kein nennenswerter Abfall des Schwingpotentials bei 7 auftritt.
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile werden durch Vergleich mit bekannten Verfahren zur Verstärkung von Schwingungen klarer: ,Die Dreielektrodenröhre mit ihrer einseitig gerichteten Polarisierungsenergie ist ganz zufriedenstellend für die Verstärkung von Veränderungen eines Gleichstromes, vorausgesetzt, daß die Frequenz und die Größe dieser Änderungen nicht zu groß sind. Wenn die Frequenz jedoch hoch ist, so war die einzige zufriedenstellende Verstärkung bisher die Einwirkung der einseitig gerichteten Energie auf abgestimmte Schwingungskreise u. dgl. zwecks Erzeugung von Schwingungen in denselben. Das Anschwellen und Abklingen der Schwingungen in diesen Schwingungskreisen erfordert jedoch eine erhebliche Zeit, so daß derartige Anordnungen für die Verstärkung von Schwingungen unveränderlicher Stärke oder nur sehr niedriger Frequenzen ausreichen; keinesfalls befriedigen sie jedoch, wenn die Schwingungen sich in ihrer Intensität schnell ändern, wie es bei der drahtlosen Telephonie der Fall ist. Dieser Mangel ist nicht so sehr auf die Dreielektrodenröhre selbst als auf die damit verbundenen Schwingungskreise zurückzuführen.
Fig. 5 zeigt eine normale bekannte Anordnung einer Dreielektrodenröhre für die Verstärkung von Schwingungen; dargestellt ist lediglich der Gitterkreis. An das Gitter 22 und die Heizkathode 23 ist ein abgestimmter Schwingungskreis angeschlossen, der aus einer Induktanz 24 und einem Kondensator z5 besteht, an die, wie dargestellt, die Antenne 26 und die Erde 27 angeschlossen sind. Der ganze abgestimmte Kreis besteht aus der Induktanz 24, die parallel zu der Kapazität 25 liegt, der Antennen-Erd-Kapazität, der Gitter-Isathoden-Kapazität und der Gitter-Anoden-Kapazität in Reihe mit der komplexen Anordnung von Induktanzen und Kapazitäten des Anoden-Kathoden-Kreises. Zum Zwecke der Erläuterung sind im folgenden jedoch nur die Induktanz 24 und der Kondensator 25 in Betracht gezogen. Naturgemäß treten in dem abgestimmten Kreise Verluste auf, und wenn ihm ein Schwingpotential aufgedrückt und dann wieder entfernt wird, so klinkt die Schwingenergie in dem Kreise nach einem bestimmten Gesetz ab, das durch das logarithmische Dekrement des Kreises bestimmt ist. Mit anderen Worten, bei jeder Schwingungsperiode geht ein gewisser Prozentsatz an Schwingenergie verloren. Um die Schwingenergie in dem Kreise auf einem kon-,#tanten Wert zu erhalten, muß der Verlust durch irgendeine äußere Quelle ausgeglichen werden. In Fig. 5 ist diese äußere Quelle durch das empfangene Signal gegeben, und bei der drahtlosen Telephonie muß, da der Verlust in dem Kreise konstant ist, ein bestimmter konstanter Anteil der empfangenen Schwingenergie zum Ausgleich dieses Verlustes aufgewendet werden. Eine modulierte Schwingung kann als Resultierende eines konstanten Anteils und eines veränderlichen Anteils an Schwingenergie betrachtet werden. Der ganze konstante Anteil wird durch den abgestimmten Schwingungskreis verzehrt, um seine Schwingungsenergie konstant zu erhalten. Hieraus ist ersichtlich, daß, wenn der Kreis Energie im Betrage 'von i % pro Periode der Schwingung verliert, der Betrag an Schwingenergie- in dem abgestimmten Kreis während seiner Wirkung zoomal so groß sein muß als die ihm mitgeteilte mittlere Schwingenergie. Die aufgedrückten und aufrechterhaltenen Schwingenergien können als Schwingpotentiale längs der Induktanz 24 betrachtet und gemessen werden. Wenn die empfangene Schwingung in einer modulierten Schwingung besteht, kann sie als dem abgestimmten Kreis aufgedrücktes veränderliches Schwingpotential betrachtet werden, das dementsprechend bestrebt ist, den Betrag an Schwingenergie in dem Kreise zu verändern. Dies ist nur durch Abgabe oder Aufgabe von Schwingenergie möglich. Die Abgabe kann rtur zu einem festen Betrag erfolgen, und umgekehrt muß die Aufgabe auch mit jenem Betrage stattfinden. Sollten sich die aufgedrückten Schwingspannungen mit einem größeren Betrage ändern, so ist der Schwingungskreis nicht in der Lage, schnell genug hierauf zu antworten, so daß ein Verlust an Signalstärke eintritt. Der Betrag, mit dem -gewöhnliche abgestimmte Kreise ihre aufrechterhaltene Schwingenergie ändern können, ist so klein, daß sie vollkommen nur auf diejenigen Änderungen einer Schwingung antworten können, die durch die niedrigsten Modulationsfreqenzen kleiner Amplitude gegeben sind, d. h. sehr kleine Änderungsbeträge. Beim Erfindungsgegenstande gleicht die zu verstärkende Schwingung nicht die Verluste aus, da die Verluste am größten in dem Gitterkreis nach Fig. i sind, wenn jene Schwingung ihre Nullintensität besitzt; die Verluste werden dann völlig durch die lokale Schwingungsquelle ausgeglichen. Die Verluste werden kleiner mit wachsender Stärke der zu verstärkenden Schwingung bis zu einem Punkt, in dem die Lokalschwingung und die zu verstärkende Schwingung gleiches Potential im Gitterkreis besitzen. Bis zu diesem Punkte werden alle Verluste von der lokalen Schwingungsquelle ausgeglichen, und es ist zweckmäßig, die zu verstärkenden Schwingungen im Gitterkreis niemals einen größeren Wert erreichen zu lassen als diesen angegebenen, da sonst die Verluste teilweise durch die zu verstärkende Schwingung mitgedeckt werden (der Hauptteil wird auf dein Wege über die Rückkopplung durch die lokale Schwingungsquelle ausgeglichen), und das Ergebnis ist eine nichtlineare Verstärkung. Was die zu verstärkende Schwingung anbetrifft, so sind die nach der Erfindung verwendeten Vorrichtungen und Kreise ausschließlich spannungsbetätigt, so daß große Verstärkungen und große Trennschärfen erzielt werden können. Eine Schwingung, die eine von der Lokalschwingung etwas abweichende Frequenz besitzt, ruft eine zu vernachlässigende Wirkung hervor, besonders- wenn es sich um Anordnungen nach Art der in Fig. 3 dargestellten handelt. Um in diesem Sinne eine möglichst gute Wirkung-zu erzielen, ist es zweckmäßig, die Induktanzen und Kapazitäten in den Kreisen so klein wie möglich zu machen. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. i, 3 und 4 ist die Rückkopplung nicht wesentlich, obgleich ohne Rückkopplung die Verstärkung wesentlich kleiner ist. Auch braucht es sich nicht um eine induktive Rückkopplung zu handeln, da Widerstands- und Kapazitätskopplungen und Kombinationen von induktiven' Widerstands- und Kapazitätskopplungen in bekannter Weise verwendet werden können.
Die Anordnungen nach Fig. i, 3 und q. kÖnnen auch unter entsprechender Anpassung für drahtlose Sender verwendet werden. Beispielsweise kann in Fig. i eine mit den Sprachfrequenzen veränderte Impedanz, wie ein Kondensator- oder Widerstandsmikrophon, an die Klemmen 13 und ein Antennensystem an die Klemmen der Spule q. angeschlossen oder mit diesen gekoppelt werden, so daß ein Telephonsender entsteht. Auch können die Klemmen i3 miteinander verbunden und das Mikrophon über die ganze Impedanz 6 oder Leinen Teil. derselben zwischen Kontakt 8 und das mit dem Gitter i i verbundene Ende der Impedanz 6 geschaltet werden. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen mittleren Schwingstrom durch den Anodenkreis durch Verringerung der Schwingvorspannung am Gitter i i fließen zu lassen. Für große Leistungen kann die Spule 4 an den Gitterkreis einer geeigneten Senderöhre oder einer Gruppe von Senderöhren gekoppelt werden.
Wenn. die Verstärkeranordnungen nach Fig. i, 3 und 4 für drahtlosen Empfang verwendet werden, kann der Auslaß an eine Gleichrichterröhre zur Gleichrichtung der Schwingungen angekoppelt werden und darauf in bekannter Weise eine Niederfrequenzverstärkung folgen. Die Verstärkeranordnungen nach der Erfindung können jedoch auch derart verwendet werden, daß die ganze Niederfrequenzverstärkung oder ein Teil derselben durch den Gebrauch besonderer Gleichrichteranordnungen erübrigt wird.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 6 veranschaulicht, in der 28 die Gleichrichterröhre ist, die mit ihrem Gitter 29 über eine Einlaßvorrichtung 3o an die Heizkathode 34 angeschlossen ist. Die Einlaßvorrichtung ist mit dem Auslaß einer Verstärkerstufe nach Art der in Fig. i dargestellten gekoppelt. 31 ist eine Vorspannungsbatterie und 32 eine Impedanz, än deren Enden die durch eine an die Klemmen 33 angeschlossene Quelle erzeugte Lokalschwingung gelegt ist. Es wird von einer Anodenknickgleichrichtung Gebrauch gemacht, die Batterie 31 erteilt dem Gitter 29 ein negatives Potential, so daß der Anodenstrom etwa die Stärke 39 der in Fig. 7 dargestellten Kennlinie 38 besitzt. In Fig. 7, 7a und 7b veranschaulicht die Linie 4o den Anodennullstrom. Wenn die Lokalschwingung an das Gitter 29 der Röhre 28 (in Fig.6) gelegt wird und die Gleichstromgittereinstellung der Linie 39 (in Fig. 7) entspricht, richtet die Röhre die durch die Kurve 41 (in Fig. 7a) dargestellte Lokalschwingung gleich, so daß der Anodenstrom durch die Halbperioden 42 gegeben ist. 43 sind die unterdrückten Halbperioden.
Bei neuzeitlichen Röhren zeigt die Anodenströmkennlinie, daß der Strom hohe Augenblickswerte, wie durch den gestrichelten Teil der Kurve 38 in Fig. 7 dargestellt, erreichen kann; die Höchs,tenergieabgabie ist jedoch begrenzt, so daß ein unveränderlicher Anodenstrom, wie durch die Linie 44 veranschaulicht, einen gewissen Wert nicht überschreiten darf. Die Stärke der aufgedrückten @.okalschwingung ist daher derart, daß der mittlere Anodenstrom nicht die Höhe 44 überschreitet.
Wenn eine Schwingung an den Gitterkreis der Röhre (in Fig. 6) über den Einlaß 30 gelegt wird, so besitzt sie eine Frequenz, die gleich der Frequenz der Lokalschwingung ist, jedoch eine Phase, die gegenüber der Phase der Lokalschwingung um igo° verschoben ist. Die angelegte Schwingung ist bestrebt, die Stärke der an dem Gitter liegenden Lokalschwingung zu verringern, sie schwächt dementsprechend den mittleren Anodenstrom. Bei drahtlosem Telephonempfang ist die Verstärkung in der V erstärkerstufe derart eingeregelt, daß der mittlere Anodenstrom für die urmodulierte Trägerschwingung durch die Linie 45 gegeben ist entsprechend dem Mittelpunkt des verwendbaren geradlinigen Teils der Kennlinie 38 in Fig. 7. Wenn die empfangene Trägerschwingung moduliert ist, ändert sich der mittlere Anodenstrom mit der Modulation, wie durch die Kurve 46 in Fig.7b veranschaulicht. Die Kurve 46 stellt eine Niederfrequenz dar, d. h. eine Sprechfrequenz in der drahtlosen Telephonie, Wenn die Kurve 46 sich zwischen den Linien 39 und 44 des Anodenstromes ändert, muß die empfangene Trägerschwingung zu ioo °1o ausmoduliert sein, das empfangene Signal kann daher die Amplitude von 46 nicht überschreiten. Weiterhin muß die Röhre, da die Kurve 46 eine Sprechfrequenz darstellt, bei jener. Frequenz voll ausgesteuert sein, eine größere Leistung kann ohne Verzerrung nicht erzielt werden. Hieraus ist ersichtlich, daß eine N iederfrequenzverstärkung nicht erforderlich ist, da die Röhre 28 in Fig. 6 entsprechend jeder gewünschten Leistung bemessen sein kann.
Die Lokalschwingung kann dem Anodenkreis mit oder ohne Batterie 37 aufgedrückt werden. Im letztgenannten Falle kann die Batterie 31 verkleinert werden oder ganz fortfallen. Die Gesamtenergie für den Anodenkreis der Röhre wird jedoch dann durch die Lokalschwingung gedeckt, was nicht immer wünschenswert ist.
Die Anordnung nach Fig.6 ergibt eine Halbwellengleichrichtung der Schwingung, jedoch kann eine Ganzwellengleichrichtung durch eine abgeänderte Anordnung erzielt werden, wie sie beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist. Der Niederfrequenzauslaß erfolgt bei beiden Anordnungen an den Klemmen 36.
Zwischen denAnoden- undGitterkreisen der Gleichrichterröhre kann eine Rückkopplung verwendet werden, obgleich dies mit Rücksicht auf den in den Verstärkerstufen erreichbaren hohen Verstärkungsgrad weder ratsam noch notwendig ist, der in sehr weiten Grenzen durch eine einfache Einstellung der Rückkopplung in einer oder mehreren Verstärkerstufen verändert werden kann.
Eine mit einer Gleichrichterstufe gekoppelte V erstärkerstufe entsprechend Fig. i und 6 ist in Fig. 9 veranschaulicht, die eine außerordentlich zweckmäßige Anordnung zur Verstärkung irgendwelcher elektrischer Ströme darstellt, vorausgesetzt, daß die Frequenz der Lokalschwingung in ausreichendem Maße größer ist als die Frequenz der Änderungen der zu verstärkenden Ströme. Die Anordnung kann also für die Verstärkung von Gleichströmen, Wechselströmen, Sprechströmen u. dgl. verwendet werden. Die Erfindung läßt sich daher mit Vorteil auch in Meßvorrichtungen, in - Vorrichtungen zur Sprechfilmaufzeichnung und -Wiedergabe, zur Sprechmaschinenaufzeichnung und -Wiedergabe, in Rundspruchanlagen u. dgl. verwenden, da die Verstärkung keine so große Verzerrung hergibt wie die biekannten Verfahren und der erreichbare Verstärkungsgrad selbst mit nur einer einzigen Verstärkerstufe außerordentlich hoch ist.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung wird die Lokalschwingung an die Klemmen 48 und durch den Transformator 47 an die Kreise der Röhren i und 28 gelegt. Die zu verstärkenden Ströme können in beliebiger Weise an die Klemmen 13 geschaltet werden. In allen Fällen müssen sie jedoch als Modulation einer Schwingung vorhanden sein, die die gleiche Frequenz besitzt wie die Lokalschwingung. Das zweckmäßigste Verfahren besteht darin, die Lokalschwingung entweder in einem besonderen, an die Klemmen z3 angeschlossenen Kreis oder durch Veränderung einer an die genannten Klemmen angeschlossenen Impedanz zu modulieren. Beispielsweise können die oben in Verbindung mit drahtlosen Telephonsendern nach der Erfindung beschriebenen Maßnahmen in derartigen Fällen für Schallaufzeichnungs= und Rundsprucheinrichtungen verwendet werden. Eine entsprechende Anordnung mit -Kondensatormikrophon 49 ist in Fig. 9 dargestellt. Bei der Schallplattenwiedergabe kann der Teil 4.9 in einer elektrischen Kondensatorschalldose bestehen, deren bewegliche Platte durch die seitens der Schallaufzeichnung beeinflußte Nadel bewegt wird. Bei der Sprechfilmschallwiedergabe ist 49 eine Selen- oder photoelektrische Zelle oder eine sonstige lichtempfindliche elektrische Einrichtung. In der gleichen Weise können zahlreiche andere bekannte Verfahren und Vorrichtungen für die gleichen Zwecke angewendet werden.
Fig. ro zeigt eineAnordnung, die allgemein für alle Verstärkungszwecke anwendbar ist. 5o ist ein Modulatorrohr; die zu verstärkenden Ströme werden über die Klemmen 57- an den Gitterkreis geschaltet. 52 ist eine Vorspannungsbatterie. Der Anodenkreis enthält die Impedanz 53, eine Batterie 54 und die Auslaßvorrichtung 55, die sämtlich zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Lokalschwingung wird über die Klemmen 56 an die Impedanz 53 gelegt und die Auslaßvorrichtung 55 an die Klemmen 13 nach Fig. 9 angeschlossen.
Wenn der Erfindungsgegenstand für den drahtlosen Empfang verwendet wird, ist es erforderlich, die richtigen Phasen- und Frequenzbeziehungen zwischen der empfangenen Schwingung und der Lokalschwingung gleichbleibend aufrechtzuerhalten, um die bezüglich Fig. z beschriebene richtige Wirkung zu erzielen. Wie bekannt, kann die Frequenz einer empfangenen Schwingung in der Praxis schwanken, und die Phase kann von der einer Lokalschwingung gleicher Frequenz abweichen. Es ist unmöglich, die Frequenz- oder Phasenänderungen der empfangenen Schwingung im Empfänger zu regeln, es ist jedoch möglich, Frequenz und Phase der Lokalschwingung zu ändern. Um eine feste Beziehung zwischen der empfangenen Schwingung und der Lokalschwingung aufrechtzuerhalten, sind Mittel erforderlich, durch die die empfangene Schwingung die Lokalschwingung steuert. Grundsätzlich kann dies am einfachsten durch Steuerung des Erzeugers der Lokalschwingung geschehen, der in seiner zweckmäßigsten Form als bekannte Dreielektrodenröhre in Schwingschaltung ausgebildet ist.
Eine solche Anordnung ist in Fig. z z dargestellt, in der 56 die Dreielektrodenröhre ist, deren Anodenkreis durch die Spule 57 mit der Spule 58 des abgestimmten Kreises gekoppelt ist, der auch den veränderlichen Kondensator 59 und die Spule 6o enthält. Die Spule 6o ist mit der Spule 61 des Gitterkreises gekoppelt. In dem Gitterkreis ist auch eine kleine Spule 62 und die Vorspannungsbatterie 63 und in dem Anodenkreis die Batterie 64 enthalten, die durch einen Kondensator 65 überbrückt werden. Die Spule 62 ist mit der Spule 66 gekoppelt, in der die empfangene Schwingung enthalten ist. Wenn der Kreis 58, 59, 6o einigermaßen auf die Frequenz der empfangenen Schwingung in der Spule 66 abgestimmt und die Röhre bezüglich ihrer Potentiale richtig eingeregelt ist, werden Schwingungen erzeugt, die für die Zwecke der Erfindung durch Verbindung der Klemmen 67 mit den oben beschriebenen Anordnungen, beispielsweise den Klemmen 7. nach Fig. z, verwendet werden können. Die erzeugten Schwingungen brauchen nicht die gleiche Frequenz wie die empfangenen Schwingungen zu besitzen; vorausgesetzt, daß der Frequenzunterschied sehr klein ist und die Konstanten der Schwingungskreise in geeigneter Weise ausgewählt sind, ziehen die .empfangenen Schwingungen die Lokalschwingungen in bekannter Weise in die gleiche Frequenz. Ähnlich ziehen die empfangenen Schwingungen die Lokalschwingungen auch in Phase, so daß die erzeugten Schwingungen im Gitterkreis die gleiche Phase und Frequenz besitzen wie ' die empfangenen Schwingungen. Ändern sich die empfangenen Schwingungen, so folgen die erzeugten Schwingungen,der Änderung; durch geeignete Auswahl der Konstanten der Kreise kann die Nacheilung so klein gemacht werden, daß sie keine praktische Bedeutung besitzt.
Die Erfindung kann auch für zahlreiche andere Zwecke verwendet werden, da es möglich ist, die verschiedenartigsten Anordnungen von Schwingungserzeugern, Verstärkern, Gleichrichtern und Modulatoren durch verschiedenartige Zusammenschaltung derselben für besondere Zwecke unter Anwendung bekannter Prinzipien zusammenzustellen. Für Verstärkerzwecke und für drahtlosen Empfang wird im allgemeinen ein Schwingungserzeuger, ein Gleichrichter und eine oder mehrere Verstärkerstufen für jede Übertragung oder Einzelgruppe elektrischer Ströme erforderlich sein. Auf Grund der unter Verwendung des Erfindungsgegenstandes erzielbaren außerordentlich großen Trennschärfe kann auch mehr als eine drahtlose Übertragung und Gruppe zu verstärkender Ströme gleichzeitig durch das Gerät verarbeitet werden, jedoch _ ist in diesem Falle für jede Verstärkung oder jeden Empfang ein Gleichrichter und für jede- Verstärkung von Strömen, die nicht eine Modulation von Schwingungen gleicher Frequenz wie -die Lokalschwingung darstellen und für jede Sendung eine Modulationsvorrichtung erforderlich. Weiter muß der Schwingungserzeuger mehr als eine Schwingung liefern, oder es müssen mehrere Schwingungserzeuger vorhanden sein, so daß für jeden Empfänger, jede Verstärkung oder Sendung eine unabhängige Schwingung bestimmter Frequenz zur Verfügung. steht, jedoch ist lediglich ein Verstärker oder eine Kaskadenanordnung von Verstärkern erforderlich.
Fig. 1a zeigt eine vollständige drahtlose Empfangseinrichtung nach der Erfindung für den Empfang einer Sendung. a ist der Schwingungserzeuger, b der Verstärker, c der Gleichrichter und d sind die Mittel zur Abstimmung der Lokalschwingung auf die Frequenz der -empfangenen Schwingung; der Schwingungskreis ist der einzige Resonanzkreis in der ganzen Anordnung. In der Spule e ist die empfangene Schwingung enthalten; ein kleiner Teil derselben ist in .dem Gitterkreis der Röhre a vorhanden, um richtige Phasen- und Frequenzbeziehungen zwischen der empfangenen Schwingung@und der Lokalschwingung, wie bezüglich Fig. z r beschrieben, herbeizuführen. Wenn die Röhre a schwingt, liegt ein Schwingpotential an den Enden der- Impedanz j, das der Anode der Röhre b aufgedrückt wird. Gleichzeitig wird durch die gekoppelte Spule g ein geeignetes Schwingpotential dem Gitter der Röhre b mitgeteilt, um den Fluß eines Schwingstromes von der Anode nach der Kathode der Röhre b, wie bezüglich Fig. r beschrieben, zu verhindern. Dem Gitter des Gleichrichters c wird gleichfalls ein Schwingpotential, wie bezüglich Fig. 6 beschrieben, mitgeteilt. Ein Teil der Spule e liegt in dem Gitterkreis von b, und die Phase der empfangenen Schwingung wird in diesem Kreise zu der Phase der Lokalschwingung um z8o° verschoben. Die empfangene Schwingung .verringert das Schwingpotential am Gitter der Röhre b, so daß ein Schwingstrom durch diese Röhre fließen kann und dementsprechend das Schwingpotential längs j und am Gitter von c herabsetzt. Durch Rückkopplung mittels der Spule h kann das Potential auf einen gewissen stabilen Wert gesteigert werden. Das Schwingpotential am Gitter von c ist proportional der Stärke des empfangenen Signals, der Anodenstrom der Röhre c ändert sich daher entsprechend der Modulation der Empfangsschwingung. Da die Modulation eine Niederfrequenz, wie Sprechströme, darstellt, kann eine Schallwiedergabevorrichtung o. dg1. an die Klemmen k angeschlossen werden. Der Verstärkungsgrad kann durch Einstellung der Spule h geregelt -werden. Bei der größten Stärke der Modulation der empfangenen Schwingung liegt kein Schwingpotential an den Enden von j, die gesamte Lokalschwingungsenergie zirkuliert durch die Röhren a und b, und letztgenannte Röhre @#"irlct gegenüber der erstgenannten in negativem Sinne.
Die Röhren a und b sind derart ausgewählt, daß sie geeignete Leistungsverhältnisse zueinander besitzen. Eine gesteigerte Leistung kann durch die Anordnung durch geeignete Einstellung des Schwingpotentials erzielt werden, das durch g dem Gitter b aufgedrückt wird. In diesem Falle, wenn keine Schwingung empfangen wird, arbeitet die Röhre b parallel zu der Röhre .a zur Erzeugung des Schwingpotentials längs j. Wenn eine Schwingung empfangen wird, werden h und g so eingeregelt, daß für die unmodülierte Empfangsschwingung kein Schwingstrom durch b hindurchgeht und der Anodenstrom von c sich auf einem mittleren Wert befindet. Wenn die empfangene Schwingung durch Modulation verstärkt wird, ist die Wirkung wie oben beschrieben; der Anodenstrom von c wird geschwächt, wenn jedoch die empfangene Schwingung verstärkt wird, fließt ein Schwingstrom durch b im gleichen Sinne wie durch ct, wodurch das Schwingpotential längs j und der Anodenstrom von c erhöht wird. Auf diese Weise bewirkt die Modulation der empfangenen Schwingung abwechselnde Umkehrungen des Schwingstromes durch b. Die Anwendung dieser Anordnung für den drahtlosen Empfang, d. h. den Empfang modulierter ungedämpfter Wellen, ist sehr einfach. Mittels d wird das Gerät auf die Trägerwelle abgestimmt; die Kopplung von g wird derart eingeregelt, daß der Anodenstrom von c sich auf einem mittleren \Vert befindet, und 1a wird so eingeregelt, bis c mit Niederfrequenz ohne Verzerrung voll ausgesteuert ist. o Fig. 13 zeigt eine Anordnung für mehrfachen, insbesondere zweifachen gleichzeitigen Empfang. A und B sind die Mittel zur Abstimmung der beiden Lokalschwingungen auf die beiden verschiedenen Empfangsschwingungen. C ist der lokale SchwingUngserzeuger, D der Verstärker, und E und F sind die beiden Gleichrichter, j e einer für jede empfangene Schwingung. Die Anodenschwingungen von E wirken negativ auf den Gitterkreis von F zurück, so daß die in E behandelte Schwingung nicht in F wirksam ist. In ähnlicher Weise wirkt F auf den Gitterkreis von E zurück, um zu erreichen, daß die in F behandelte Schwingung in E wirksam ist. Die beiden empfangenen Signale werden an den Klemmen G und H entnommen.
Fig. 1d. zeigt eine Anordnung für gleichzeitige Doppelsendung. A und B sind auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise; die in ihnen durch den Schwingungserzeuger E erzeugten Schwingungen werden durch die Mikrophone C und D moduliert, bevor sie auf den Gitterkreis des Verstärkers F gelangen. Die beiden verstärkten modulierten Schwingungen werden dann der im Antennenkreis liegenden Induktanz G zugeführt. Der Kondensator H ist derart eingeregelt, daß die Eigenfrequenz des Antennensystems ungefähr in der Mitte zwischen den Frequenzen der beiden Schwingungen liegt.
Obgleich gleichzeitig als Sender und Empfänger wirkende Geräte in einfachster Weise ausgebildet werden können, ist es mit Rücksicht auf den erheblichen Leistungsunterschied zwischen Sendern und Empfängern im allgemeinen zweckmäßig, alle Sender als ein System wie nach Fig. i¢ und alle Empfänger als weiteres getrenntes System wie nach Fig. 13 auszugestalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Röhrenschaltung für die Zwecke der Modulation, Demodulation, Verstärkung usw., dadurch gekennzeichnet, daß der Gitter- und der Anodenkreis einer Verstärkerröhre einerseits miteinander gekoppelt und so stark gedämpft sind, daß eine Selbsterregung nicht eintritt, und andererseits mit einem örtlichen Generator derart gekoppelt sind, daß eine Kompensation des durch diese Induktion bedingten Anodenwechselstromes erzielt @vird, die dann durch das dem Gitterkreis aufgedrückte Signal gestört wird. a. Schaltung nach Anspruch i für Zwecke der Demodulation, Verstärkung usw., dadurch gekennzeichnet, daß das dem Gitterkreis aufgedrückte zu empfangende bzw. zu verstärkende, in einer modulierten Schwingung bestehende Signal und die Lokalschwingungsenergie die gleiche Frequenz, jedoch umgekehrte Phase besitzen. 3. Schaltung für Verstärker nach Anspruch i und a, gekennzeichnet durch die Verwendung örtlich erzeugter Schwingungen von mehr als einer Frequenz, wobei jede Frequenz einen getrennten Arbeitsweg durch den Verstärker hindurch zu dem Zwecke besitzt, eine gleichzeitige Verstärkung deiner Mehrzahl verschiedener Signale durch die gleichen Vorrichtungen oder Kreise zu erzielen. q.. Schaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiale der Lokalschwingungen an die Steuer- und sonstigen Elektroden der Röhre gelegt werden und die Leistung für die Arbeit der Vorrichtung für Verstärkungs- und sonstige Zwecke durch die Quelle der Lokalschwingungen als Schwingungsenergie geliefert wird. 5. Schaltung nach Anspruch i bis q. für Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalschwingungen durch die Empfangsschwingungen zur Erzielung gleichbleibender Frequenz- und Phasenbeziehungen zwischen diesen Schwingungen gesteuert werden, und zwar zweckmäßig durch Kopplung des Antennenkreises mit dem Gitterkreis einer Schwingröhre. 6. Schaltung nach Anspruch i bis 5 für Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Signalschwingungen und der Lokalschwingungen derart ist, daß im Sekundärkreis des Gleichrichters der Modulation der Signalschwingung entsprechende Ströme diesen völlig aussteuern, um die Verzerrung des Signals bei der Gleichrichtung -und bzw. oder der darauffolgenden Niederfrequenzverstärkung zu vermindern oder zu beseitig en. 7_ Schaltung nach Anspruch i bis 6 für Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu verstärkenden Signalen verschiedener modulierter Frequenzen die örtlich erzeugte Schwingungsenergie dem Verstärker mit allen den genannten Frequenzen zugeführt wird und die genannte Schwingungsenergie durch einen von den Signalen entsprechend Anspruch 5 gesteuerten örtlichen Schwingungserzeuger geliefert wird.