DE671792C - Auf den Empfang amplitudenmodulierter oder phasenmodulierter Traegerschwingungen umschaltbarer Empfaenger - Google Patents

Description

Es ist bereits ein Empfänger bekannt, der wahlweise auf den Empfang amplitudenmodulierter oder phasenmodulierter Trägerschwingungen umschaltbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Demodulationseinrichtung des Empfängers selbsttätig dem jeweils vorherrschenden Modulationscharakter angepaßt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Bedienende des Empfängers sich nicht darum zu kümmern braucht, ob er auf einen Sender einstellt, der amplitudenmodulierte Schwingungen aussendet, oder auf einen solchen, der phasenmodulierte Schwingungen aussendet. Ferner können Verzerrungen vermieden werden, die bei den bisher üblichen Empfängern auftraten, falls bei selektivem Trägerschwund die Phasenbeziehungen zwischen Träges und Seitenbändern sich ändern.

Dies ist häufig in einem derartigen Maße der Fall, daß eine am Sender amplitudenmodulierte Schwingung am Empfänger den Charakter einer frequenzmodulierten Schwingung annimmt, oder umgekehrt. Bei einem Empfänger gemäß der Erfindung ist in diesem Falle stets ein unverzerrter Empfang möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. i. Der Schalter 6* im Eingang des Niederfrequenzverstärkers 24 des Empfängers wird, wenn die empfangene Welle phasenmuduliert ist, selbsttätig mit dem Ausgang des Transformators 16 verbunden, dessen Eingang in Gegentakt mit den Anoden zweier eingangsseitig im Gegentakt geschalteter Gleichrichter verbunden ist. Wenn die empfangene Welle amplitudenmoduliert ist oder wegen Verzerrung den Charakter von Amplitudenmodulation annimmt, wird diese Gleichrichteranordnung durch den Schalter mit der Sekundärwicklung eines Transformators 15 verbunden, dessen Primärwicklung parallel zu den Anoden und Kathoden der beiden Gleichrichter liegt, also von den Ausgangsströmen der beiden Gleichrichter im Gleichtakt durchflossen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Empfänger auf diejenige Modulationsart anspricht, die die jeweils vorherrschende ist.

Das von der Antenne 1 aufgenommene Signal wird einem Überlagerungsempfänger zugeführt, der aus dem Hochfrequenzverstärker 5c und der Mischstufe 2, dem Oszillator 3 und dem Zwischenfrequenzverstärker 4 besteht. Der Oszillator 3 ist mit selbsttätiger Frequenzsteuerung versehen, indem er durch eine Regelspannung nachgestimmt wird, die ihm durch die Leitung 27 zugeführt wird. Die Energie vom Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 4 wird einem Gerät 5 zugeführt, das einen Trägerfilterkreis, zweckmäßig mit Kristallsteuerung, einen Amplitudenbegrenzer

bzw. eine Einrichtung zur selbsttätigen Verstärkungsregelung und erforderlichenfalls einen Phasenregler enthält.

Die gefilterte und begrenzte Schwingu energie wird von dem Ausgang der F anordnung 5 der Primärwicklung eines Tr<L ,, formators 6 zugeführt, dessen SekundärWiö^^B lung mit den Steuergittern der Detektorröhren 8, 9 in Gegentakt verbunden sind, so daß die gefilterte Trägerenergie von 5 gegenphasig den Steuergittern von 8 und 9 zugeführt wird, wie in Abb. 3 durch die Vektoren E₁ und E₂ dargestellt ist. Gleichzeitig wird ungefilterte Träger energie von dem Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 4 der Primärwicklung eines Transformators 7 zugeführt, dessen Sekundärwicklung parallel zwischen den Steuergittern und Kathoden von 8 und 9 liegt, so daß ungefilterte Trägerenergie gleichphasig den Steuergittern dieser Detektoren zugeführt wird, wie durch die Vektoren E₈ in Abb. 3 dargestellt ist. Die resultierenden Spannungen werden durch die Vektoren E₃ und E₄ wiedergegeben, wenn die Zwischenfrequenz, die durch Überlagerung der Schwingungen von 3 mit der empfangenen Welle erhalten wird, im Scheitel des Filters in 5 ist. Wenn die Frequenz des Oszillators 3 oder des empfangenen Signals sich ändern sollte, verschieben sich die Vektoren von Abb. 3 wegen der Phasenänderung von E₁ und E₂ durch das Kristallfilter gemäß der Abb. 4 in die Stellung E₁ und E₂'. Nun sind die resultierenden Spannungen E₃' und E₄' nicht mehr gleich. An den Widerständen 10 und 11 entstehen Spannungen, deren Differenz über den Zeitkonstantenkreis 12 vermittels des Modulators M die Frequenz des Oszillators 3 derart nachstimmen, daß die Zwischenfrequenz ihren Sollwert an-■10 nimmt. Die Zeitkonstante der Leitung 27 mit dem Kondensator und dem Widerstand 12 sowie des Modulatoreinganges M ist so bemessen, daß dieser Teil nur auf langsame Frequenzänderungen, aber nicht auf solche .V anspricht, die einer Frequenzmodulation entsprechen.

Der Modulator M enthält eine Röhre, deren Eingang durch einen Widerstand und eine Kapazität mit dem Regelkreis 27 verbunden ist und deren Anode mit einer Reaktanz L gekoppelt ist, die ihrerseits mit der Reaktanz Z/ in einem Kreise des Röhrengenerators des Gerätes 3 gekoppelt ist. Die Reaktanz L' bestimmt zum Teil die Frequenz der in 3 erzeugten Schwingungen. Die Einrichtung arbeitet, wie angegeben, bei einer Frequenzänderung ohne Rücksicht auf die Modulationsart und ohne Rücksicht darauf, ob die Änderung herrührt von einer Änderung in den Schwingungen von 3 oder von einer Änderung in der empfangenen Welle.

In Abb. 3 stellen E₁ und E₂ die gefilterte Trägerspannung dar, die den Detektoren 8 und 9 über den Difterentialtransformator 6

wird. £_s stellt die Signal spannung ;är, die über den Transformator 7 zugeführt rd. Diese Spannungen vereinigen sich zu we'iner Resultierenden E₃ für den einen Detektor und einer Resultierenden E₄ für den anderen Detektor. Das Phasenverhältnis von 90⁰ zwischen £_s und den Spannungen E₁ und

_s p

E₂ wird durch den Phasenregler im Gerät S erzeugt. Dieses Verhältnis von 90⁰ wird, ausgenommen für die plötzlichen Phasenabweichungen infolge der Phasenmodulation, in dieser Stellung durch die selbsttätige Abstimmungsregelung aufrechterhalten, die ihrerseits die Zwischenfrequenz in Abstimmung mit dem Trägerfilter erhält.

Wenn Phasenmodulation zugeführt wird, verschiebt sich E_s in der Phase nach der Stellung E/ in Abb. 4. Die gefilterten Träger-Spannungen E₁ und E₂ verschieben sich nicht in ihrer Phase, da das Trägerfilter die Seitenbänder beseitigt, die von der Modulation herrühren, und damit die Phasenverschiebung¹, die von der Modulation herrührt. Die resultierenden, den Detektorgittern zugeführten Spannungen sind E₃' und E₄', die in ihrer Amplitude vergrößert bzw. verkleinert werden. Auf diese Weise erzeugen die Phasenabweichungen bei der Modulation Amplitudenmodulationen der Resultierenden. Die Umhüllenden dieser Amplitudenmodulation sind in ihrer Phase um i8o° gegeneinander verschoben, so daß der Gegentakttransf ormator 16 die nach Gleichrichtung entstehendenNiederf requenzen gleichphasig in den Röhrenausgängen addiert.

Wenn die Signalspannung E₈ amplitudenmoduliert ist, werden die Amplituden der Resultierenden E₃ und E₄ auch moduliert. Die Umhüllenden der Amplitudenmodulationen sind gleichphasig, so daß der Parallelverbindungstransf ormator 15 eine Ausgangsspannung ergibt.

Um die Detektorausgänge auf die beiden oben beschriebenen Arten zu kombinieren, werden die durch die Differentialströme in 10 und 11 erzeugten Differentialpotentiale den Steuergittern zweier Differentialkopplungsröhren 13 und 14 aufgedrückt. Die Anoden dieser Röhren sind durch die Primärwicklung von 16 in Gegentakt geschaltet und ferner durch die Primärwicklung von 15 parallel geschaltet.

Wenn das Signal als amplitudenmodulierte Schwingung ankommt, wird die Modulationsniederfrequenz in der Primärwicklung des Transformators 15 erscheinen und in die Sekundärwicklung induziert werden. Wenn das Signal als phasenmodulierte Schwingung ankommt, wird die Modulationsniederfrequenz

dagegen in der Primärwicklung des Transformators 16 erscheinen und in dessen Sekundärwicklung induziert werden.

Die Ausgangsspannungen dieser beiden Transformatoren werden durch die Demodulatoren ij und i8 gleichgerichtet. Die Differentialströme an den Belastungswiderständen 19 und 20 werden zum Betrieb eines polarisierten Relais 23 benutzt. Dieses enthält einen Schalter S₁ der den Empfängerausgang, bestehend aus Röhre 24, Transformator 25 und Telephonklinke 26, mit dem Ausgang von 13 und 14 verbindet, und zwar entweder über den Transformator 15 oder über den Transformator 16, je nachdem, ob die Amplitudenoder Phasenmodulation am ungefilterten Träger vorherrscht. Auf diese Weise wird der Empfänger selbsttätig auf die gerade vorherrschende Modulationsart umgeschaltet.

Die Widerstände 21 und 22 gleichen die Impedenz des Relais auf die Impedenz der Detektorausgänge ab. Der Anker des Relais 23 ist mit dem Eingang.der Röhre24 verbunden, in deren Anodenkreis ein Ausgangstransformator 25 liegt, dessen Sekundärwicklung an eine Klinke 26 angeschlossen ist und den Ausgang des ganzen Empfängers darstellt. ^:

Der Empfänger gemäß Abb. 2 entspricht dem Empfänger gemäß Abb. 1. Es wird hier jedoch die Differentialspannung von den.Detektoren 17 und 18 zum Betrieb eines Phasenreglers benutzt, der automatisch die Phase des gefilterten Trägers in der richtigen Einstellung hält, um diejenig'e Modulationsart zu empfangen, die vorherrscht. Die Differentialspannung von den Detektoren 17 und 18 wird durch den Zeitkonstantenkreis 28, 29 gegenphasig den Schirmgittern der Modulatorröhren 31 und 32 zugeführt, die in einem Differentialphasenmodulationskreis liegen, der die Elemente 30, 31, 32, 33 enthält. Die Steuergitter von 31 und 32 sind durch einen Phasenregler 30 mit dem Ausgang des Trägerfilters und Amplitudenbegrenzers S verbunden. Der Phasenregler 30 ist so eingestellt, daß die synchronisierte Trägerwelle die Steuergitter von 31 und 32 in Phasenquadratur, d.h. in 90" Phasenverschiebung, erreicht. Wie oben angegeben, steigt, wenn die Spannung am Schirmgitter von 31 heruntergeht, die Spannung am Schirmgitter von 32 an und umgekehrt, da diese Röhren in Gegentakt in bezug auf die den Röhren 17 und 18 entnommenen Spannungen geschaltet sind. Wenn-die Spannung am Schirmgitter der einen Röhre heruntergeht, wird diese Röhre, z. B. 31, unwirksam und läßt die andere Modulatorröhre, z. B. 32, dem Kreis 33 Trägerenergie liefern.

Die Phase der Trägerenergie in 33 wird demgemäß, zumindest teilweise, durch die Phase des Trägers bestimmt, der dem Steuergitter von 32 zugeführt wird. Wenn 32 wirksam wird, liefert 31 dem Schwingkreis 33 Energie, so daß die beiden Röhren abwechselnd diesem Kreis Energie zuführen; diese Energie verschiebt sich in der Phase entsprechend dem Phasenverhältnis, wie es sich durch die Energie bestimmt, die von 30 den Steuergittern der Röhren 31 und 32 zugeführt wird.

Die Trägerenergie des Modulators 31, 32 wird durch einen Phasenregler 34 auf die Primärwicklung eines Transformators 35 und von dessen Sekundärwicklung auf die Steuergitter von Röhren 37, 38 im Gegentakt übertragen. Die Bremsgitter-von 37 und 38 liegen parallel mit der Sekundärwicklung eines Transformators 36, der seinerseits mit dem Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 4 verbunden ist. Demgemäß drückt der Transformator 36 nichtgefilterte und nichtbegrenzte Trägerenergie gleichphasig den Bremsgittern von 37 und 38 auf. Das an den Widerständen 39 und 40 erscheinende demodulierte Signal geht von diesen Widerständen zu den Kopplungsröhren 41 und 42 und von dort über einen Ausgangstransformator 43 zu einem bei 44 angeschlossenen Anzeigegerät. Der Phasenregler 34 kann auf größte Ausgangsspannung der Niederfrequenzdetektoren 37 und 38 eingestellt werden. So wird, wenn die Modulation reine Amplitudenmodulation ist, der Transformator 15, dessen Primärwicklung parallel zu den Anoden von 13 und 14 liegt, die Ausgangsenergie liefern. Der Differentialtransformator 16 wird keine Energie liefern. Die Sekundärwicklung von 15 liefert Energie den Eingangselektroden von 17, wodurch diese Röhre mehr leitend wird, und veranlaßt, daß mehr Strom durch den Widerstand 19 fließt. Dieses erniedrigt seinerseits die Spannung, die dem Schirmgitter der Phasenmodulatorröhre 31 zugeführt wird, so daß diese unwirksam oder weniger wirksam wird als die Phasenmodulatorröhre 32. Demgemäß liefert die Röhre 32 die Energie dem Kreis 33. Angenommen, die Phase der dem Gitter von 32 zugeführten Trägerspannung sei null Grad, da die Röhre 32 wirksam ist, so wird die Phase der Spannung im Kreise 33 auch null Grad sein. Der Phasenregler 34 ist dann eingestellt für den Empfang eines normalen Trägers mit vorherrschender Amplitudenmodulation, bei dem der gefilterte Träger durch 32, 33, 34, 35 an den Eingängen der Röhren 37 und 38 kornbiniert ist, entweder in Phase oder mit iSo° Phasenverschiebung mit der ungefilterten Energie, die durch 36 den Fanggittern von 37 und 38 zugeführt wird.

Falls die Modulation des empfangenen Trägers den Charakter einer Phasenmodulation annimmt, wird nunmehr der Differenti-altrans-

formator 16 erregt, während der Transformator 15 nicht erregt wird. Infolgedessen ist das Steuergitter der Röhre 18 weniger negativ vorgespannt, und es fließt ein stärkerer Strom im Anodenkreis dieser Röhre und durch den Widerstand 20. Diese Zunahme des Stromes durch den Widerstand 20 verringert die" dem Schirmgitter von 32 zugeführte Spannung und läßt diese Röhre unwirksam oder wenigstens weniger wirksam als 31 werden. Daher wird, da die Phase der Trägerspannung am Gitter von 31 um 90⁰ gegenüber der Phase an der Röhre 32 verschoben ist, die Phase der Spannung in dem Kreis 33 90⁰ anstatt null Grad sein. So hat sich der Träger bei Anwesenheit von Phasenmodulation an der Trägerwelle in seiner Phase um 90⁰ gegenüber dem ungefilterten Signal in 36 verschoben, so daß nunmehr die Niederfrequenzdetektoren 37, 38 zum Empfang dieser Phasenmodulation bereit sind.

Bei der Schaltung gemäß Abb. 1 kann das

mechanische Relais 23 durch irgendein System von Elektronenröhren oder Gasentladungsröhren mit oder ohne Gittersteuerung ersetzt

werden. .

Die Schaltung gemäß Abb. 1 kann auch so ausgebildet werden, daß das Relais 23 die Phase des Trägers zwischen den beiden richtigen Einstellungen, d. h. zwischen null Grad und 90°, schaltet, um die beiden Modulationsarten zu'empfangen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Auf den Empfang amplitudenmodulierter oder phasenmodulierter Trägerschwingungen umschaltbarer Empfänger, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch die seine Demodulationseinrichtung selbsttätig dem jeweils vorherrschenden Modulationscharakter angepaßt wird.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Demodulationseinrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine vorzugsweise für amplitudenmodulierte Schwingungen und die andere vorzugsweise für phasenmodulierte Schwingungen wirksam ist, und daß die Differenz der von beiden Demodulationseinrichtungen erzeugten Gleichspannungen als Regelspannung für die Umschalteinrichtung verwendet wird.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Regelspannung ein Schalter betätigt wird, der die Wiedergabeeinrichtung zwangsläufig entweder mit der Demodulationseinrichtung für amplitudenmodulierte Schwingungen oder mit der Demodulationseinrichtung für phasenmodulierte Schwingungen derart verbindet, daß jeweils die größte Demodulations wirkung erzielbar ist.
4. 4. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung zur Verschiebung der Phase einer in an sieh bekannter Weise der empfangenen Schwingung zum Zwecke der nachfolgenden Demodulation zugeführten, unmodulierten Trägerschwingung derart verwendet wird, daß die Phase der zugeführten Trägerschwingung dem jeweiligen Modulationscharakter der ankommenden Schwingung angepaßt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen