DE655254C - UEberlagerungsempfaenger mit einer Zwischenfrequenzbildung in einer Mehrgitterroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für den Empfang elektromagnetischer Wellen, bei der von dem sogenannten Transponierungsprinzip Gebrauch gemacht wird. Dieses besteht bekanntlich darin, daß den Empfangsschwingungen eine am Empfangsort erzeugte Hilfsschwing-ung überlagert wird und daß aus Hilf s- und Empfangsschwingungen die Kombinationsschwingun- gen gebildet werden. Durch geeignete Wahl der Überlagerungsfrequenz ist man imstande, die Empfangsscliwingungen auf eine Zwischenfrequenz gewünschter Größe zu transponieren und diese, die jetzt als Träger des Signals dient, weiter zu verstärken.

Aus der Überlegung, daß der Modulationseffekt für die Zwischenfrequenzbildung mit stärkerer Kennlinienkrümmung anwächst, und um möglichst große Empfangsempfindlichkeit zu erzielen, wählte man bisher die Arbeitsbedingungen des Mischrohres im allgemeinen so, daß eine möglichst wirksame Gleichrichtung der Stetlerschwingungen eintrat. Man erblickte in dem Vorgang der Gleichrichtung eine für die Mischung wesentliche Hauptwirkung des Mischrohres, welches daher in der Literatur als erster Gleichrichter oder erster Detektor bezeichnet wurde.

Es sind auch Schaltungen bekanntgeworden, bei denen die Transponierung nicht durch eine Modulation im obigen Sinne, sondern durch eine periodische Zerhackung der Empfangsschwingungen im Rhythmus der Überlagerungsschwingung erfolgt (Strobodynprinzip). Eine genaue Untersuchung dieses Mischvorganges zeigt, daß bei Anwendung von Dreielektrodenröhren hierbei stets eine starke zusätzliche Gleichrichterwirkung auftritt. Da die Überlagerungs- und Empfangsschwingungen an demselben Gitter zur Wirkung kommen und da die Überlagerungsspannung zum Zwecke der Zerhackung besonders hoch gewählt werden muß, werden stets nichtlineare Kennlinienteile von den zugeführten Schwingungen ausgesteuert.

Es ist auch bekannt, als Mischröhre eine Schirmgitterröhre in der Weise zu verwenden, daß die Hilfsschwingung dem Schirmgitter zugeführt wird. Die Wirkungsweise dieser Anordnung beruht auf einer Kennlinienverschiebung gegen die Lage des Arbeitspunktes, hervorgerufen durch die Änderung der Schirmgitterspannung. Um eine Modulation zu erzielen, muß dabei der Arbeitspunkt für das Eingangsgitter von vornherein in gekrümmte Teile der Kennlinie gelegt werden, da sich sonst nur eine einfache Überlagerung der zu mischenden Schwingungen ergibt. Es tritt mithin auch dabei eine unvermeidbare zusätzliche Gleichrichtung der Empfangsschwingungen auf.

Auch eine Mischschaltung, bei der die Steilheit der Kennlinie des Empfangssteuergitters durch die dem 'Raumladegitter züge¹

führte Überlagerungsfrequenz geändert und deshalb durch die Schwenkung einer Kennlinie ein Modulationsvorgang herbeigeführt wurde, war schon bekannt, jedoch wurde auch hierbei auf die Geradlinigkeit der ausgesteuerten Kennlinienteile kein besonderer Wert gelegt, sondern nur empfohlen, zur Vermeidung einer Empfangsschwächung die Schaltelemente für eine Gittergleichrichtung fortzulassen.

Gelangt nun beim Arbeiten eines Empfängers überhaupt nur eine einzige aufgenommene Frequenz an das Eingangsgitter einer Mischröhre, so· ist es ziemlich gleichgültig, ob eine Gleichrichterwirkung im Rohre auftritt oder nicht, da ja nur die gewünschte Zwi~- schenfrequenzbildung zwischen aufgenommener Schwingung und örtlich erzeugter Schwingung entstehen kann. Bei \^forhandensein nur eines zu empfangenden Senders ist diese Forderung naturgemäß von vornherein erfüllt, aber auch beim -Vorhandensein weniger schwacher, im Frequenzspektrum voneinander genügend weitab liegender Sender werden sich bei ausreichender Vorselektion keine Schwierigkeiten ergeben.

Sind nun mehrere mit starker Energie einfallende Sender vorhanden und wird nicht durch eine größere Anzahl von Vorselektionskreisen verhindert, daß zwei oder mehrere Senderschwingungen das Eingangsgitter einer Anordnung erreichen, so treten bei dem Vorhandensein von merkbarer Gleichrichterwirkung erhebliche Schwierigkeiten auf. Erstens entstehen Differenz- und Summenschwingungen durch das Zusammenwirken • der verschiedenen aufgenommenen Senderschwingungen, außerdem bildet aber auch noch jede aufgenommene Sender schwingung infolge der Kennlinienkrümmung Ober-, schwingungen, die nun wieder untereinander und mit den Grundschwingungen der verschiedenen aufgenommenen Sender Kombinationsschwingungen bilden, so daß Störungen durch Pfeif töne dann unvermeidlich sind und auch die Eindeutigkeit des Empfanges gestört wird.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Gleichrichtung der Empfangsschwingungen beim Transponierungsempf ang zu vermeiden. Für die Erzielung des Modulationseffektes macht sich die Erfindung die bekannte, obenerwähnte Erscheinung zunutze, daß innerhalb gewisser Grenzen der Gitterspannungen einer Mehrgitterröhre, bei der je einem Gitter Hilfsschwingungen und Empfangsschwingungen getrennt zugeführt werden,, die Steilheit der auf das eine Gitter bezogenen Anodenstromkennlinie durch die Spannung an dem anderen gesteuerten Gitter ■! verändert werden kann, wenn eine Stromverteilungssteuerung wie z. B. bei der Raumladegitterröhre vorliegt. Bei dieser werden die Elektronen je nach der Spannung am ■Steuergitter in verschiedenem Maße zwischen : djem. Raumladegitter und der Anode verteilt, '■jTOfpurch die Kennlinienschwenküng zustande

Es sollen gemäß der Erfindung bei Überlagerungsempfängern, bei denen die Vorselektion nicht ausreicht, um alle nicht gewünschten Senderschwingungen vom Eingangsgitter der Mehrgittermi sehrohr e fernzuhalten, welche mit einer fächerförmigen Schar von Eingangsgitterspannungsanodenstromkennlinien für verschiedene Oszillatorgitterspannungen arbeitet, nur im wesentlichen lineare Teile dieser Kennlinien ausgesteuert werden. Dies kann durch geeignete Wahl der Gittervorspanriungen erreicht werden. - Die Erfindung ist insbesondere bei Überlagerungsempfängern mit halbaperiodischem oder aperiodischem Eingang wegen deren geringer Eingangsselektion anwendbar,

Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel einer solchen Empfangsanordnung. In diesem Falle werden die Empfangsschwingungen dem äußeren Gitter 1 und die Oszillatorschwingungen dem inneren Gitter 2 einer Doppelgitterröhre 3 zugeführt. Naturgemäß könnte es auch anders sein. Diese Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß sich verhältnismäßig gerade Stücke auf den Kennlinien aussteuern lassen.

In Fig. 2 sind die Vorgänge in der Mischröhre für eine Periode der Oszillatorschwingung dargestellt. In der linken Hälfte der Figur sind als Ordinäten die Ströme der Ausgangselektrode und als Abszisse die Spannungen am Eingangsgitter aufgetragen. Für verschiedene Spannungen des Osziliatorgitters ergeben sich dann Kennlinien verschiedener Steilheit. Der rechte Teil der Fig. 2 zeigt die Zuordnung der einzelnen Kennlinien zu verschiedenen Werten der Oszillatorspannung.

''Wie sich aus Versuchen ergab und auch in Fig. 2 dargestellt ist, haben bei^s Doppelgitterröhren die Empfangsgitteranodenstromkennlinien erst von einer gewissen Mindestspannung des Oszillatorgitters an größere geradlinige Bereiche, die nach dem oben Gesagten zur Vermeidung der Gleichrichterwirkung von den Empfangsschwingungen nicht überschritten werden sollen.

Es wird daher eine weitere Verbesserung erzielt, wenn man dafür sorgt, daß diese geeigneten Bereiche beim Anwachsen der Oszillatorspannung nicht im allmählichen Übergang erreicht werden, sondern plötzlich unter möglichst schnellem überschreiten der ungeeigneten Gebiete. Dieselbe Bedingung gilt sinngemäß auch für den Abfall der Oszillator-

spannung. Es kann daher zweckmäßig Sein, der Oszillatorspannungskurve eine angenähert rechteckige Form zu geben.

Das wird gemäß der weiteren Erfindung bewirkt durch die Einschaltung einer oder mehrerer Ventilröhren V_a, F₄ in Fig. ι zwischen dem Oszillatorgitter des Mischrohres und dem Oszillatorkreis. Beim Erreichen der Zündspannung der Ventilröhre F₄ schnellt die

ίο Spannung am Oszillatorgitter plötzlich auf einen durch die im Kreis liegenden Widerstände bestimmten Wert empor, verläuft dann ein Stück entsprechend der Spannungskurve der Oszillatorschwingung und fällt bei Unterschreiten der Brennspannung der Ventilröhre wieder steil ab (Fig. 3 a). Durch Einschalten einer zweiten Ventilröhre F₃ kann man erreichen, daß die Spannungskurve einen Verlauf nach Fig. 3 b mit einem während eines Teiles der Periode konstanten Spannungswert erhält. Die Abflachung des Schei-' tels wird durch das Einsetzen der Entladung der Röhre V₃ bei ihrer Zündspannung bewirkt. Die Zündspannung der Röhre V₃ muß dabei höher liegen als die von V₁.

Durch die in der Erfindung angegebenen Maßnahmen wird eine Transponierung ermöglicht, ohne daß die ankommenden Schwingungen die geradlinigen Teile der Steuergitteranodenstromkennlinien wesentlich überschreiten, was durch geeignete Wahl der Gitterspannungen leicht bewirkt werden kann. Durch die angegebene Ausbildung der Oszillatorspannungskurve können dabei durch Ausscheidung der Kennlinien mit zu kurzen geradlinigen Gebieten die Aussteuerungsverhältnisse für die Empfangsschwingungen verbessert werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Überlagerungsempfänger mit einer Zwischenfrequenzbildung in einer Mehrgitterröhre, welche mit einer durch verschiedene Oszillatorgitterspannungen bedingten fächerförmigen Schar von Kennlinien für die Abhängigkeit des Anodenstromes von der Eingangsgitterspannung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Eingangsschaltungen, deren Selektion nicht ausreicht, um unerwünschte Schwingungen vom Eingangsgitter der Mischröhre praktisch fernzuhalten, zwecks Erhöhung der Reinheit und Eindeutigkeit des Empfanges nur im wesehdichien lineare Teile dieser Kennlinien ausgesteuert werden.
2. 2. Überlagerungsempfänger nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung auf Überlagerungsempfänger mit halbaperiodischem oder aperiodischem Eingangskreis.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsschvvingungen dem der Kathode näheren und die Erngangsschwingungen dem äußeren der beiden Steuergitter zugeführt werden.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Stromverteilungssteuerung arbeitende Röhre (z. B. Raumladegitterröhre) verwendet wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerwirkung der Mischröhre in bezug auf die Empfangsschwingungen durch die Überlagerungsschwingung unterbrochen wird und daß die der Mischröhre zugeführte Überlagerungsspannung eine angenähert rechteckige Kurvenform hat.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Oszillatorschwingung eine besondere Generatorröhre vorgesehen ist.
7. 7. Einrichtung nach -Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung der angenähert rechteckigen Spannungskurve Ventilröhren benutzt werden, die erst von einem bestimmten Minimalwert an Spannungen zum Gitter der Mischröhre durchlassen, unterhalb dieses Minimalwertes aber das Mischrohrgitter abschalten.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatorröhre Schwingungen liefert, deren Amplitude größer ist als die Zündspannung einer Ventilröhre und diese Ventilröhre derartig zwischen einen Oszillatorkreis und das Mischrohrgitter gelegt ist, daß nur Spannungsstöße, welche höher als die Brennspannung der genannten Ventilröhre sind, an das Mischrohrgitter gelangen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen