DE668337C

DE668337C - Filteranordnung mit steigender oder fallender Frequenzkennlinie

Info

Publication number: DE668337C
Application number: DER97603D
Authority: DE
Inventors: Murray G Crosby
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1935-10-17
Filing date: 1936-10-17
Publication date: 1938-12-01
Also published as: US2071113A

Description

Es ist bereits bekannt, zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen diese in amplitudenmodulierte umzuwandeln, · indem man sie über ein Filter schickt, das in dem von der frequenzmodulierten Schwingung eingenommenen Frequenzbereich eine steigende oder fallende Frequenzkennlinie hat, um sie dann auf übliche Weise gleichzurichten. Als Filter wurde bisher ein einfacher Kreis benutzt, der gegen die Frequenz der Empfangsschwingung derart verstimmt war, daß man auf dem steigenden oder fallenden Ast seiner Resonanzkurve arbeitete. Diese Kurvenstücke sind stets stark gekrümmt, wodurch erhebliehe Verzerrungen entstehen.

Bei einer bekannten Empfängerschaltung für frequenzmodulierte Schwingungen ist versucht worden, den steigenden oder fallenden Ast der Resonanzkurve durch Entdämpfung des Schwingungskreises geradliniger zu machen. Dies ist jedoch in einem größeren Bereich der Resonanzkurve nicht möglich, da die vom Resonanzpunkt weiter entfernt liegenden Teile der Resonanzkurve sich bei einer Entdämpfung des Schwingungskreises in ihrer Lage praktisch nicht ändern, während im wesentlichen nur die dem Resonanzpunkt nahe gelegenen Kurventeile merklich steiler werden. In einem größeren Bereich der Resonanzkurve — etwa zwischen zwei Punkten, an denen 15% bzw. 90°/,, des Höchstwertes der Amplitude auftreten — nimmt daher der Schwankungsbereich der Steigungen der Kurve in ihren verschiedenen Punkten sogar bei steigender Entdämpfung zu. Man kann daher nicht einen verhältnismäßig großen Teil der Kurve zur Umwandlung von frequenzmodulierten Schwingungen in amplitudenmodulierte Schwingungen benutzen und dadurch einen größeren Amplitudenmodu-

lationsgrad erhalten, ohne starke Verzerrungen zu bekommen.

Bei dieser bekannten Anordnung hat man zwar zum teilweisen Ausgleich dieser Ver:
rungen eine Gegentaktanordnung vorge;
welche zwei ähnlich gebaute, gegensinnig
die Empfangsfrequenz verstimmte Kreise
hält. Man arbeitet in einem Zweig auf dem fallenden Ast der Resonanzkurve des einen ίο Kreises und in einem parallel liegenden Zweig auf dem ansteigenden Ast der Resonanzkurve des anderen Zweiges. Die beiden entstandenen, gegenphasig amplitudenmodulierten Schwingungen werden getrennt gleichgerichtet, und die gleichgerichteten Ausgangsspannungen werden gegeneinandergeschaltet. Hierbei fällt jedoch nur ein Teil der entstandenen Verzerrungen wieder heraus.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Filter vorgesehen, das den einen der beiden ähnlich gebauten, gegensinnig verstimmten Schwingungskreise als Querglied und den anderen Schwingungskreis als Längsglied enthält; dabei sind die beiden Schwingungskreise hinsichtlich ihrer Resonanzeigenschaften (also hinsichtlich ihrer Eigenfrequenz und ihrer Dämpfung) derart ausgebildet, daß die flach verlaufenden mittleren und unteren Teile der Resonanzkurve des bei seiner Eigenfrequenz ein Maximum der Übertragung erzeugenden Schwingungskreises durch die Wirkung des anderen Schwingungskreises in der Weise steiler gemacht werden, daß die Frequenzkennlinie des Filters in dem zwisehen den beiden Eigenfrequenzen liegenden Bereich angenähert geradlinig ist.

Es sind zwar schon Filter' mit Schwingungskreisen als Quer- und Längsglieder bekannt. Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung zweier Schwingungskreise in der oben angegebenen Weise zur Erzeugung einer geradlinigen Frequenzkennlinie ist dagegen noch nicht bekannt.

DerVorteil der Erfindung liegt darin.daß sich eine Frequenzkennlinie erzielen läßt, die praktisch von einer sehr kleinen (z. B. io°/₀ der Höchstamplitude) bis zu einer sehr großen (etwa 90% der Höchstamplitude) Schwingungsamplitude frequenzlinear verläuft. Der Kreis, der bei seiner Eigenfrequenz ein Maximum der Übertragungskurve erzeugt, bestimmt im wesentlichen den Verlauf des steilen oberen Teiles der Resonanzkurve des Filters; während aber die mittleren und unteren Teile der Resonanzkurve bei Verwendung nur dieses einen Kreises sehr flach verlaufen würden, wird durch die Sperr- bzw. Kurzschlußwirkung des zweiten Kreises die Übertragung für diese Frequenzen stark herabgedrückt. Dadurch wird die Steilheit des oberen Teiles der Resonanzkurve auch bei dem unteren Teil eingehalten. Die Kurve fällt fast geradlinig auf den Wert Null.

Daß die Kurve außerhalb der Eigenfrequenz des zweiten Kreises wieder ansteigt, ist für Alen vorliegenden Zweck belanglos, da nur der ^wischen den Eigenfrequenzen liegende Fre- ! *<juenzbereich ausgenutzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 1 bei einem Empfänger für frequenzmodulierte Schwingungen.

Der Hochfrequenzverstärker 2 kann wahlweise mit der Antenne A oder der Übertragungsleitung L verbunden werden. In seinem Ausgang liegt eine Mischstufe, der in üblicher Weise die Schwingungen des örtlichen Oszillators 4 zugeführt werden. Die durch Mischung entstandene Zwischenfrequenz wird in dem Zwischenfrequenzverstärker 6 verstärkt und gleichzeitig in ihrer Amplitude begrenzt oder geregelt. Die angenähert konstante zwischenfrequente Ausgangsspannüng wird gleichphasig den Steuergittern der Verstärkerröhren 8 und 10 zugeführt. Die Anoden der beiden Röhren sind über je einen abgestimmten Parallelkreis 12 bzw. 14 und die Gleichspannungsquelle mit ihren Kathoden verbunden. Die Anode der Röhre 8 ist über den Parallelkreis 16 mit dem Steuergitter der Gleichrichterröhre 20 verbunden und in entsprechender Weise die Röhre 10 über den Kreis 18 mit dem Steuergitter der Gleichrichterröhre 22. Die Anoden der Gleichrichterröhren sind über die geteilte Primärwicklung des Ausgangstransformators T miteinander verbunden. In dem Anodenkreis der Röhre 22 liegt der doppelpolige Umschalter S, durch den die beiden Gleichrichterröhren ausgangsseitig wahlweise -im Gegentakt für den Empfang frequenzmodulierter Schwingungen oder parallel für den Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen geschaltet werden können.

Die Kreise 12 und 14 sind vorzugsweise auf Frequenzen abgestimmt, die unterhalb bzw. oberhalb der tiefsten und höchsten Seitenfrequenzen der modulierten Schwingung liegen. Die Eigenfrequenz des Parallelkreises 16 liegt oberhalb, die des Kreises 18 wiederum unterhalb des durch die (zwischenfrequenten) Modulationsfrequenzen eingenommenen Bereiches. Bei dieser Abstimmung hat das aus¹ den Kreisen 12 und 16 bestehende Filter die in Abb. 2 dargestellte Frequenzkennlinie A, das aus 14 und 18 bestehende die Kennlinie B. Die Mittelfrequenz F_c ist gleich der Zwischenfrequenz. Der durch die senkrechten, gestrichelten Linien angedeutete Frequenzbereich entspricht der Bandbreite des empfangenen Senders, und in diesem Bereich sind die Frequenzkennlinien angenähert linear.

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Die frequenzmodulierte Schwingung wird durch die beiden Filter in je eine amplitudenmodulierte Schwingung umgewandelt. Da die eine der beiden Frequenzkennlinien fällt, die andere steigt, sind die beiden durch Gleichrichtung der amplitudenmodulierten Schwingungen entstehenden niederfrequenten Schwingungen von entgegengesetzter Phase. Der Umschalter 5" muß sich daher bei Empfang

ίο frequenzmodulierter Schwingungen in einer solchen Schaltstellung befinden, daß die beiden Gleichrichter ausgangsseitig im Gegentakt arbeiten. Bei dieser 'Schaltung fällt eine unerwünschte zusätzliche Amplitudenmodulation der empfangenen Schwingung heraus. Auch harmonische Frequenzen in der frequenzmodulierten Schwingung werden auf-Grund der ähnlichen, aber entgegengesetzt geneigten Frequenzkennlinien der beiden FiI-ter ausgeglichen. Die resultierende Kennlinie der ganzen Anordnung ist praktisch linear. Schließlich fallen bei der Gegentaktschaltung auch die Verzerrungen, die ihren Grund in einer quadratischen Gleichrichterkennlinie haben, völlig heraus.

Wird der Schalter 5" auf Parallelbetrieb der beiden Gleichrichter umgeschaltet, so¹ können amplitudenmodulierte Schwingungen empfangen werden, wobei eine unerwünschte zusätzliehe Frequenzmodulation herausfällt.

Die Erfindung in ihrer Anwendung auf Empfänger für frequenzmodulierte Schwingungen ist nicht auf Überlagerungsempfänger beschränkt.

Claims

Patentansprüche:

i. Filteranordnung mit steigender oder fallender Frequenzkennlinie zur Umwandlung von Frequenzänderungen in Amplitudenänderungen, insbesondere zur Umwandlung frequenzmodulierter Schwingungen in amplitudenmodulierte Schwingungen, unter Verwendung von zwei ähnlich gebauten, gegensinnig gegen die rmMere Frequenz verstimmten Schwingun^sl^eisen, gekennzeichnet durch ein deä gSlfen Schwingungskreis als Querglied und", 'den anderen Schwingungskreis als Lärigsglied enthaltendes Filter und eine derartige Ausbildung der beiden Schwingungskreise hinsichtlich ihrer Resonanzeigenschaften, daß die flach verlaufenden mittleren und unteren Teile der Resonanzkurve des bei seiner Eigenfrequenz ein Maximum der Übertragung erzeugenden Schwingungskreises durch die Wirkung des anderen Schwingungskreises in der Weise steiler gemacht sind, daß die Frequenzkennlinie des Filters in dem zwisehen den beiden Eigenfrequenzen liegenden Bereich angenähert geradlinig ist.
2. Empfänger für frequenzmodulierte Schwingungen mit einer Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter im Ausgang der letzten Zwischenfrequenzverstärkerstufe liegt, an welche der Empfangsgleichrichter angeschlossen ist.
3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei eingangsseitig parallel geschaltete Zwischenfrequenzverstärkerröhren vorgesehen sind, in deren Ausgang je ein aus zwei Kreisen bestehendes Filter gelegt ist, bei denen die Eigenfrequenz des als Querglied geschalteten Kreises des einen Filters etwa gleich der Eigenfrequenz des als Längsglied geschalteten Kreises des anderen Filters ist, und daß die Ausgangsspannungen der beiden Filter an ein Gegentaktgleichrichterpaar gelegt sind.

Hierzu τ Blatt Zeichmingen