DE668497C - Schaltung zum UEberlagerungsempfang - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Überlagerungsempfang, insbesondere auf zwei miteinander gekoppelte, über einen größeren Frequenzbereich abstimmbare resonante Kreise mit nur einem gemeinsamen Abstimmungselement.

Zweck der Erfindung ist es, im Abstimmungsteil eines Überlagerungsempfängers von den gewöhnlich notwendigen zwei Abstimmelementen eines zu ersparen und damit auch die umständliche Einregulierung des Gleichlaufs zweier veränderlicher Elemente zu vermeiden.

Die Benutzung eines gemeinsamen Ab-Stimmgliedes für den Empfangsfrequenzkreis und den Hilfsfrequenzkreis wird dadurch möglich, daß nach der Erfindung in dem auf die höhere Frequenz abgestimmten Kreise in Reihe mit der Induktivität dieses Kreises ein Kondensator von geeigneter Größe geschaltet wird, so daß der Kreis für die Schwingungen niedrigerer Frequenz eine Sperre bildet. Die Erfindung verlangt ferner, daß die Spule des Oszillatorkreises, der auf die höhere Frequenz abgestimmt sein soll, zwischen dem Gitter und der Kathode der Oszillatorröhre liegt, und daß zwischen der Spule und der Kathode der Oszillatorröhre ein kapazitiv überbrückter Ohmscher Widerstand eingeschaltet wird. Die am gemeinsamen Abstimmungskondensator entstehende Wechselspannung wird der Modulatorröhre zugeführt. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Frequenzdifferenz bei der Abstimmung der beiden Kreise wird noch ein Trimmerkondensator benutzt, der zu der Spule des Oszillatorkreises, jedoch nicht zu dem mit der Spule in Reihe liegenden und mit ihr zusammen für die niedrigere Frequenz eine Sperre bildenden Kondensator im Nebenschluß liegt. Besondere Schaltmittel sind außerdem vorgesehen, um den Übergang von Oszillatorfrequenz über die Eingangskreise auf die Antenne zu unterdrücken. Die erfindungsgemäße Schaltung kann sowohl bei der Überlagerung mittels getrennter Oszillator- und Modulatorröhre wie auch mittels einer einzigen Mehrgitterröhre verwendet werden. An der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsformen näher erläutert werden.

In Fig. ι werden Empfangszeichen über einen Hochfrequenztransformator mit den Induktivitäten L₁ und L₂ auf den abstimmbaren Schwingungskreis 14 übertragen. Der Kreis 14 enthält eine zusätzliche Induktivität L{ und einen variablen Kondensator C₂, mittels derer die Resonanzfrequenz des Kreises 14 eingestellt werden kann. Parallel zum

Kondensator C₂ liegt der abstimmbare Kreis 1-8, zu dem noch der Kondensator C₃, die Induktivität L₃ und der Kondensator C₄ gehören die zusammen mit C₂ einen zweiten abstimmt S baren Schwingungskreis bilden. Der Einga||| der Röhre 15 liegt am abstimmbaren Kreis und der Eingang der Röhre 17 an der tivität L₈ des abstimmbaren Kreises 18.

Die Charakteristiken der veränderlichen Elemente der abstimmbaren Kreise 14 und 18 werden so gewählt, daß eine bestimmte Frequenzdifferenz zwischen den Resonanz-Perioden jedes dieser Kreise vorhanden ist, und zwar soll die Frequenz des abstimmbaren Kreises 18 höher als die des abstimmbaren Kreises 14 sein. Bei der hohen Resonanzfrequenz des Kreises 18 wird die gesamte Induktivität des Kreises 14 wie eine Drossel wirken, während andererseits bei der niedrigeren Resonanzfrequenz des Kreises 14 die Kapazitäten C₃ und C₄ eine hohe Impedanz darstellen. Die Kapazitäten C₃ und C₄ werden außerdem zur Begrenzung des Abstimmungsbereichs des Kondensators C₂ im Zusammenhang mit dem abstimmbaren Kreis 18 benutzt. Mit Hilfe des Kondensators C₂ wird also gleichzeitig eine verhältnismäßig niedrige Frequenz im Kreis 14 und eine hohe Frequenz im Kreis 18 abgestimmt. Es ist klar, daß Spannungen von beiden Frequenzen am Kondensator C₂ vorhanden sein werden, und daher können Spannungen beider Frequenzen zum Eingang der Röhre 15 geliefert werden. Da jedoch der Eingang der Röhre 17 über die Induktivität L₃ geschaltet ist, ist dieser im wesentlichen von dem Kreis 14 isoliert; folglich reagiert die Röhre 17 nur auf die Frequenz des abstimmbaren Kreises 18. Die Verwendung dieser Anordnung in einem Superheterodyne-Radioempfänger ist in Fig. 2 dargestellt, in der entsprechende Elemente mit denselben Bezugzeichen versehen sind.

In Fig. 2 umfaßt der Antennenkreis die Antennen, Erde 12 und Eingangsprimärinduktivität L₁. Die Induktivität L₁ ist mit der Induktivität L₂ des Kreises 14 gekoppelt, und dieser Kreis wird durch den variablen Kondensator C₂ auf die Empfangsfrequenz abgestimmt. Die über den Kondensator C₂ entwickelte Empfangsfrequenzspannung wirkt auf das Steuergitter der Modulatorröhre 15. Ein Widerstand R₅ liegt in der Kathodenlei-. tung der Röhre 15, um die passende Gittervorspannung zu schaffen, und ein Kondensator C₅ dient zur Überbrückung des Widerstandes für Hochfrequenz.

Die Oszillatorröhre 17, die von der Triodentype sein kann, hat zwischen ihrem Gitter und der Kathode den Schwingungskreis 18 geschaltet. Der Schwingungskreis 18 enthält in Serie die Induktivität L₃, den Trimmerkondensator C₃, den veränderlichen Kondensator C₂ gemeinsam mit dem abgestimmten Spngangskreis 14 und den Kondensator C₄. ^mßie Oszillatorfrequenz wird durch den verffteitrlichen Kondensator C₂ eingestellt, des- ·#0&- Kapazitätsbereich bezüglich seiner Wirkung auf die Oszillatorfrequenz durch den Trimmerkondensator C₃ und in gewissem Umfang durch den Nebenschlußkondensator C₄ begrenzt wird. Ein Hilfskondensator C_p zur weiteren Regulierung des Frequenzbereiches ist zwischen dem Verbindungspunkt der Induktivität L₃ mit dem Kondensator C₃ und Erde geschaltet, und ist daher im wesentlichen mit der Induktivität L₃ im Nebenschluß. Der Widerstand Ii₁ hat den Zweck, die passende Vorspannung an dem Gitter der Oszillatorröhre 17 herzustellen. Die Vorspannung wird durch den Gitterstrom hervorgebracht und begrenzt die Oszillatoramplitude. Die Anode der Röhre 17 ist über den Kopplungswiderstand i?₂ mit einer Quelle von hohem Potential, dargestellt durch Batterie 16, verbunden. Ein Nebenschlußkondensator C₇ überbrückt diese Batterie für Hochfrequenz.

Die Spannungsschwankungen, die über i?₂ entwickelt werden, werden durch Rückkopp- go lung über den Kondensator C₆ und die Induktivität L₄ dem Schwingungskreis 18 wieder zugeführt. Der Kondensator C₄ ist dem Rückkopplungs- und dem Schwingungskreis gemeinsam und beeinflußt daher den Grad der Kopplung zwischen diesen beiden Kreisen.

Der über den Kondensator C_s zugeführte Teil der Oszillatorspannung wird an den Eingang der Modulator- oder ersten Detektorröhre 15 gelegt und wird sich auf diese Weise in dem Eingang der Röhre 15 mit den Empfangsfrequenzspannungen, welche auch über den Kondensator C₂ auftreten, vereinigen. Bei Anwendung einer geeigneten Vorspannung arbeitet die Röhre als Modulator'und liefert in ihrem Ausgangskreis eine zeichenmodulierte Zwischenfrequenz.

Der Ausgangskreis der Modulatorröhre 15 !nthält die Hochfrequenzdrossel L₅ und die Spannungsquelle 16, überbrückt durch den Kondensator C₇. Das Schirmgitter der Modulatorröhre 15 kann mit der geeigneten Spannung durch eine Anzapfung in der Batterie 16 beliefert werden. Dieser Teil der Batterie 16, der das Schirmgitterpotential liefert, wird durch den Kondensator C₈ überbrückt. Die Zwischenf requenzspannung, welche über die Drossel L₅ entwickelt wird, ist durch den Kondensator C₉ mit dem Eingang des auf Avischenfrequenz reagierenden Radioenipfäners 20 gekoppelt, durch den sie weiterhin verstärkt, gleichgerichtet und dem Lautspre-

eher 21 zugeführt wird. Die Oszillatorfrequenzspannungen, die auf die Induktivität L₂ wirken, können kapazitiv oder induktiv auf die Antennenprimärinduktivität L₁ übertragen werden. Deshalb kann eine Neutralisationsanordnung vorgesehen werden, um die Ausstrahlung von Oszillatorfrequenzen zu verhindern. Diese Anordnung umfaßt die Verbindung zwischen dem niederen Ende der

ίο Rückkopplungsspule L₄ über den Neutralisierungskondensator C₁ zu dem oberen Ende der Induktivität L₁. Die Neutralisierungskapazität C₁ ist so eingestellt, daß die Rückkopplung der Oszillatorfrequenzspannung zum oberen Ende der Spule L₁ gerade hinreichend ist, um die Spannung, die dorthin durch die Abstimmungsinduktivität L₂ übertragen wird, zu neutralisieren. Die Ausstrahlung von Oszillatorfrequenzen kann auch dadurch verhindert werden, daß zwischen der Antenne und dem Hochfrequenztransformator mit den Induktivitäten L₁ und L₂ eine Vorröhre eingeschaltet wird.

Wie oben erwähnt, soll die gewählte Oszillatorfrequenz höher sein als die Frequenz der Zeichen, deren Empfang gewünscht wird. Z. B. kann eine konstante Zwischenfrequenz von 4800 kHz gewählt werden, in welchem Falle der Oszillatorkreis 18, um den Rundfunkbereich von 550 kHz bis 1500 kHz zu bedecken, über einen Bereich von 5350 kHz bis 6300 kHz abgestimmt werden muß. Da die prozentuale Kapazitätsveränderung, die erforderlich ist, um die Induktivität L₃ über diesen Frequenzbereich abzustimmen, ziemlich klein ist, kann der Kondensator C₃ eine so kleine Kapazität besitzen, daß er eine sehr hohe Impedanz für die Spannungen der Empfangsfrequenz darstellt. Mit anderen Worten, hohe Impedanz für die Spannungen der Empfangsfrequenzspannung durch den Kondensator C₃ und die Spule L₃, die mit der Spule L₂ im Nebenschluß sind. Die Impedanz der Spule L₂, die in Nebenschluß mit dem Kondensator C₂ liegt, ist relativ zu Oszillatorfrequenzspannungen so hoch, daß sie einen vernachlässigbaren Einfluß auf diese Spannungen haben wird.

Auf diese Weise ist eine Anordnung geschaffen worden, in welcher ein einziger Kondensator C₂ benutzt werden kann, um zwei Induktivitäten auf beträchtlich differierende Frequenzen abzustimmen, und die Spannungen der zwei Frequenzen, die über den veränderlichen Kondensator entwickelt werden, können dem Eingang der Modulatorröhre 15 zugeführt und dort zur Erzeugung modulierter Zwischenfrequenz nutzbar gemacht werden.

Der Kondensator C₃ wirkt, wie oben festgestellt worden ist, als Begrenzung des Abstimmungsbereiches des Kondensators C₂ und wirkt auf diese Weise wie ein Trimmerkondensator, um die Differenz zwischen der Frequenz der Empfangsströme und der Frequenz der Oszillatorströme im wesentlichen- gleichmäßig aufrechtzuerhalten, wenn der Kondensator C₂ bei der Abstimmung des Eingangskreises verändert wird. Durch Hinzunahme des Kondensators C_v ist eine Dreipunktbegrenzungseinstellung des Abstimmbereiches des y₀ Kondensators C₂ für den Oszillatorkreie möglich, und zwar wird der Kondensator C_p beim Abstimmen auf das obere Frequenzende des Rundfunkbereichs getrimmt, während die Induktanz L₃ zur richtigen Begrenzung im Mittelteil und der Kondensator C₃ zur Berichtigung der Begrenzung am niederen Frequenzende des Bereiches eingestellt wird. Es ist dabei zu berücksichtigen, daß die drei Einstellungen gegenseitig abhängig sind. Obgleich der Kondensator C₄ ein Blockkondensator ist und eine so große Kapazität hat, daß er nur schwach auf die Abstimmung des Oszillatorkreises einwirkt, kann seine Kapazität so gewählt werden, daß er bei der Einstellung der Begrenzung ebenso wie bei der Aufrechterhaltung gleichmäßiger Oszillatorspannungen mitwirkt.

Die Elemente der beschriebenen Schaltung können sehr verschiedene elektrische Werte besitzen, doch sind die folgenden angenäherten Werte als besonders günstig für die Elemente eines Oszillator- und Modulatorsystems zum Empfang im Rundfunkbereich von 550 kHz bis 1500 kHz unter Verwendung einer Zwischenfrequenz von 4800 kHz gefunden worden:

Induktivität L₁
L₂

Kondensator C₂

C₄
C₆

Widerstand R₂

■■ ι mH. ■ 0,2 mH.
: 0,015 mH.
: 0,015 mH.
: 20 bis 500 mmf.
: 30 mmf.
: ο, ι mf.
: 0,001 mf.

10 mmf.
: 50,000 Ohm
: 20,000 Ohm.

Fig. 3 zeigt einen ähnlichen Frequenz- no wechselkreis, in dem eine einzige Röhre die Oszillator- und Modulatorfunktionen ausübt; entsprechende Teile sind mit denselben Bezug.z-eich.en versehen. In der dargestellten Schaltung ist die Röhre 15' von der elektronengekoppelten Type.

Wie gezeigt, ist der abgestimmte Eingangskreis 14 an das Steuergitter des Tetrodenteils der Röhre 15 geschaltet, und dieses Gitter, die Anode und eine virtuelle Kathode, die gerade irinerhalb des mittleren Gitters liegt, wirken wie ein elektronengekoppelter Modulator. Die

Oszillatoranode ist über den Widerstand R₂ mit der Spannungsquelle 16 verbunden. Der Oszillatoranodenkreis enthält den Kondensator C₆, die Induktivität L₄ und die Kondensatoren C₄ und C₅. Dieser Kreis ist mit dem Schwingungskreis 18 mittels der induktiven Kopplung zwischen der Induktivität L₄ und der Induktivität L₃ und durch die kapazitive Kopplung des Kondensators C₄, die beiden

ίο Kreisen gemeinsam ist, gekoppelt. Die Oszillatorspannung wird direkt an das innere Gitter gelegt. Beim Betrieb steuert die Oszillatorgitterspannung die Kathodenemission, und die Empfangszeichenspannung, die an das äußere Gitter gelegt wird, steuert den Teil dieser Emission, der die Anode erreicht. Diese Spannung kann indessen nicht auf die Spannung des ersten Gitters einwirken. Die Wirkungsweise ist sonst ähnlich derjenigen der Schaltung, die in Fig. 2 gezeigt wurde.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Überlagerungsempfang von Hochfrequenzschwingungen mit einem auf die Empfangsfrequenz abgestimmten und einem die Frequenz der Hilfsschwingung bestimmenden Schwingungskreis, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines beiden Kreisen gemeinsamen Abstimmgliedes ein Kreis auf die zu empfangende Frequenz und ein Kreis auf die Hilfsfrequenz abgestimmt wird, und daß in dem auf die höhere Frequenz abgestimmten Kreis ein Kondensator solcher Größe in Reihe mit der in diesem Kreise vorhandenen Induktivität geschaltet ist, daß die Hintereinanderschaltung für die Schwingungen niedriger Frequenz des anderen Kreises im wesentlichen eine Sperre bildet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsfrequenz dem auf die niedrigere Frequenz abgestimmten Kreise zugeführt wird, und daß die Spule des auf die höhere Frequenz abgestimmten Kreises zwischen Gitter und Kathode der Generatorentladungsstrecke liegt, und zwar zweckmäßigerweise an die Kathode über einen kapazitiv überbrückten Ohmschen Widerstand angeschlossen ist, während die am gemeinsamen Abstimmungskondensator entstehende Wechselspannung der Modulatorröhre zugeführt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des auf die höhere Frequenz abgestimmten Kreises ein kapazitiver Nebenschluß eingeschaltet ist, der zum mindesten die Spule, jedoch nicht den mit der Spule in Reihe liegenden und mit ihr zusammen für die niedrigere Frequenz eine Sperre bildenden Kondensator überbrückt.

4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung der Ausstrahlung der Hilfsfrequenz eine Neutralisationskopplung (C₁) zwischen dem Antennenkreis und dem Rückkopplungskreis (L₄., C₆) der Oszillatorröhre vorgesehen ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4 mit einer einzigen Röhre zur gleichzeitigen Schwingungserzeugung und Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre außer Kathode und Anode mehrere Hilfselektroden besitzt, wovon die erste als der Kathode benachbartes Gitter das Oszillatorsteuergitter bildet und über die Induktivität des Oszillatorschwingungskreises wechselstrommäßig mit der Kathode verbunden ist, während die von der Kathode aus gezählte zweite Hilfselektrode als Oszillatoranode dient und eine auf die Induktivität des Oszillatorkreises einwirkende Rückkopplung speist, daß ferner die dritte Hilfselektrode als Schirmgitter auf konstantem Potential gehalten wird, während die darauffolgende vierte Hilfselektrode als Eingangssteuergitter wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen