DE672618C - Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstaerkung modulierter Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstärkung modulierter Hochfrequenzschwingungen, bei welcher nach erfolgter Abstimmung der Selektionskreise der Träger und im wesentlichen nur ein Seitenband dem Demodulator zugeführt werden. Empfangsschaltungen dieser Art sind in der Technik unter dem Begriff Einseitenbandempfänger bekannt. Die Vorteile des Einseitenbandempfanges gegenüber dem bisher bevorzugten Zweiseitenbandempfang bestehen bekanntlich darin, daß innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches eine größere Zahl von modulierten Trägerfrequenzschwingungen untergebracht werden kann, ohne daß eine Überlappung der Modulationsbänder zu Störungen Veranlassung gibt, oder daß bei der gleichen Zahl von Senderfrequenzen innerhalb des betrachteten Frequenzgebietes ein störungsfreier Empfang gewährleistet ist.

Bei der Benutzung eines Empfangsgerätes für Einseitenbandempfang besteht eine gewisse Schwierigkeit, den Zustand der richtigen Abstimmung des Gerätes zu erkennen, wobei die Lage des von den Selektionskreisen der Schaltung durchgelassenen Frequenzbandes in bezug auf das vom Sender ausgestrahlte Frequenzspektrum so gewählt sein muß, daß im wesentlichen nur das eine Seitenband zusammen mit der Trägerfrequenz aufgenommen wird. Nur in diesem einzigen Fall ist nämlich die von dem Empfangsgerät erzeugte Wiedergabe der übertragenen Modulation unverfälscht, während bei einer Abweichung von dieser richtigen Abstimmung sich starke lineare Verzerrungen ergeben können. Für die richtige Abstimmung eines Zweiseitenbandempfängers bedarf es für den Benutzer keiner besonderen Hilfsmittel, weil die richtige Abstimmungslage eines solchen Empfängers für den Benutzer ohne weiteres nach dem Gehör daran erkennbar ist, daß nach beiden Richtungen der Abstimmungsveränderung sich sowohl die Lautstärke als auch die Klangfarbe der Wiedergabe gleichsinnig ändern. Die richtige Abstimmungseinstellung ist also in bezug auf die Veränderungen des Klangbildes eine Symmetrieeinstellung. Beim Einseitenbandempfang ist aber die richtige Einstellung nicht mehr auf diese Weise zu erkennen, weil die Symmetriebedingung nicht vorhanden ist; ohne besondere Hilfsmittel kann daher weder nach der Klangfarbe noch nach der Lautstärke die riehtige Abstimmung als solche erkannt werden. Wenn also bei der Benutzung eines Einseitenbandempfängers die Gewähr dafür vorhanden sein soll, daß richtig abgestimmt wird und sich die richtige, vom Konstrukteuer beabsichtigte Klangwirkung ergibt, so muß ein besonderes Hilfsmittel vorgesehen werden,

durch dessen Anwendung die richtige Abstimmung erkannt werden kann. Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abstimmk'reise und derä Kopplungen derartig bemessen sind, daJB,|| Schaltung bei übereinstimmender Abs·"*" mung aller Kreise auf die Trägerfrequenz ein erheblich schmaleres Band durchläßt, als es von den zu übertragenden Hochfrequenz-ίο schwingungen nebst Seitenbändern eingenommen wird, und daß einige der abgestimmten Kreise durch ein auf je ein veränderliches Abstimmelement wirkendes gemeinsames Regelorgan derartig in gleichem Sinne und vorzugsweise verschiedenem Grade gegen die Trägerfrequenz verstimmt werden, daß eine möglichst gleichmäßige Übertragung des aufzunehmenden, einseitig von der Trägerwelle liegenden Bandes erfolgt.

D_er Benutzer eines der Erfindung entsprechenden Empfangsgerätes nimmt also zunächst eine überselektive und daher besonders leicht auffindbare Einstellung auf die Trägerfrequenz vor. Dadurch sind alle Abstimmkreise auf das gleiche schmale Frequenzband eingestellt, das nach Klangfarbe und Lautstärke genau symmetrisch zur gewählten Trägerfrequenz gelegt werden kann. Bei dieser Anfangseinstellung ist der Benutzer also in der Lage, wieder so nach Lautstärke und Klangfarbe abzustimmen, wie er das von Zweiseitenbandgeräten her gewöhnt ist. Nach der Grundeinstellung wird das auf einige der abgestimmten Kreise wirkende gemeinsame Regelorgan betätigt, welches bis dahin in einer neutralen Mittellage geblieben war. Mit Hilfe dieses zusätzlichen Regelorgans wird das durchgelassene Frequenzband nach derjenigen Seite hin erweitert, welche die gerin-4.0 geren Empfangsstörungen aufweist.

Die Erfindung macht es also möglich, Empfangsstörungen, soweit diese nur in einem einzigen Seitenbande vorhanden sind, auszu- -; weichen, ohne eine für den Benutzer schwierige Auffindbarkeit der optimalen Empfangseinstellung in Kauf nehmen zu müssen. Die Erfindung ist für Zwischenfrequenzsiebkreise in Superheterodyneempfängern besonders gut geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert. .

Der Empfänger nach Fig. 1 ist eine übliche ; Superheterodynetype, die eine Antenne 10 und Erden, einen Hochfrequenzverstärker 12, eine Mischröhre 13, eine Zwischenf requenzverstärkerröhre 14, einen Detektor und Niederfrequenzverstärker 15 und einen Lautsprecher ιό enthält. Der Hochfrequenzverstärker 12 und der Detektor und Niederfrequenzverstärker 15 sind einfach als Rechtecke gezeichnet,

weil ihre Einzelheiten dem Fachmann bekannt sind und keinen Teil dieser Erfindung bilden. . Die Mischröhre 13 ist mit dem Hochfrequenzrstärker 12 durch ein Hochfrequenzkoppgs system 17, abstimmbar durch einen ^ Kondensator 18, gekoppelt. Ein

■'durch das Rechteck 19 dargestellter örtlicher Oszillator, der einen durch einen variablen Kondensator 21 abstimmbaren Ausgangskreis 20 hat, ist vorgesehen. Der Ausgang des Oszillators ist mit einer Spule 22 gekoppelt, die in dem Gitter-Kathoden-Kreis der Modulatorröhre 13 liegt.

Es entsteht gemäß der wohlbekannten Modulatorwirkung in der Röhre 13 Modulation der Hochfrequenzzeichen durch die örtlichen Schwingungen. Infolgedessen erscheint die Zwischenträgerfrequenz, die die Differenz zwischen der Zeichenträgerfrequenz und der örtlichen Oszillatorfrequenz ist, in dem Ausgang des Mischrohres. Die gewöhnlichen zwei Modulationsseitenbänder, die sich 6 oder mehr kHz an jeder Seite der Zwischenträgerfrequenz ausdehnen, sind der Zwischenträgerfrequenz zugesellt. Um die Zwischenträgerfrequenz im wesentlichen konstant zu halten, wird die örtliche Oszillatorfrequenz durch den Kondensator 21 um denselben Betrag und in derselben Richtung verändert, um welchen die Resonanzfrequenz des Hochfrequenzsiebkreises durch den Kondensator 18 verändert wird. Die zwei Kondensatoren 18 und 21 werden gewöhnlich durch eine einzige mechanische Steuereinrichtung, die ganz allgemein durch die punktierten Linien U bezeichnet sind, betätigt.

Die Zwischenf requenzverstärkerröhre 14 ist mit dem Ausgang der Modulator röhre 13 durch ein Zwischenf requenzsiebsystem 23 der doppelt abgestimmten Type gekoppelt. Dieses Siebsystem enthält eine elektromagnetisch mit einer Sekundärspule 25 gekoppelte Primärspule 24. Ein fester Kondensator 26 und ein variabler Kondensator 27 sind der Pri- 10g märspule 24 nebengeschlossen. Der Sekundärspule 25 ist ein fester Kondensator 28 und ein variabler Kondensator 29 nebengeschlossen. Die beiden variablen Kondensatoren 27 und 29 werden gleichzeitig durch eine einzige no mechanische Steuereinrichtung, ganz allgemein mit U' bezeichnet, betätigt. Die mechanische Steuereinrichtung ist so eingerichtet, daß ihre Betätigung die Kapazitäten der beiden Kondensatoren 27 und 29 in derselben Richtung verändert.

Ein anderes Zwischenf requenzsiebsystem 30 dient dazu, die Röhre 14 mit dem Detektor und Niederfrequenzverstärker 15 zu koppeln. Dieses Siebsystem umfaßt ebenfalls eine Primärspule 31, die mit einer Sekundärspule 32 gekoppelt ist; diese Spulen sind durch die ent-

sprechenden Kondensatoren 33 und 34 auf die Zwischenfrequenz abgestimmt, so daß ein relativ schmales Band, das in der Zwischenträgerfrequenz zentriert ist, ausgewählt wird. • 5 Das Kopplungssystem 30 enthält indessen keine variablen Kondensatoren.

In System 23 werden die Primär- und Sekundärkreise so eingestellt, daß sie auf die Zwischenträgerfrequenz (häufig in der Nähe von 175kHz) abgestimmt sind, wenn die mechanische Steuereinrichtung U' sich in einer Zwischenstellung zwischen dem Minimum und Maximum ihres Wirkungsbereiches befindet. Um das System derart abzustimmen, wird vorzugsweise die Stellung im Mittelbereich der Einrichtung gewählt. Die Kapazitätswerte \'on 27 und 29 sind in dieser Stellung vorzugsweise so gewählt, daß die Resonanzfrequenz von der Zwischenträger frequenz aus in beiden Richtungen um einen gleichen Betrag verschoben werden kann. Diese Stellung von U' ist dann die neutrale oder normale Stellung, in der das System auf die Zwischenträgerfrequenz abgestimmt ist.
In dem neutralen oder normalen Zustand ist die bandauswählende Charakteristik des Siebsystems 23 die gleiche wie diejenige des nachfolgenden Siebsystems 30 und wird graphisch durch die Kurve A in Fig. 2 dargestellt. Diese Kurve ist eine Aufzeichnung relativer Ausgangsspannung in logarithmischem Maß, aufgetragen gegenüber der Frequenz in linearem Maß. Die Zwischenträgerfrequenz ist zu 175 kHz angenommen. Da die Systeme 23 und 30 beide die Charakteristik A haben, ist die Gesamtcharakteristik der beiden Systeme durch die Kurve B, die das Quadrat der Kurve A ist, dargestellt.

Eine Betrachtung der Kurve B zeigt, daß, wenn die Kondensatoren 27 und 29 in der neutralen Stellung sind, das System hochselektiv ist. Wenn die ausgewählte Band-. breite als eine solche angenommen wird, bei welcher die relative Ausgangsspannung gleich der Hälfte der Spitzenspannung ist, ist die durchlaufene Bandbreite kleiner als 4 kHz-Breite, d. h. kleiner als 2 kHz an jeder Seite des Trägers.

Gemäß der gewöhnlich gewünschten Ab-Stimmungswirkung wird der Empfänger mit der Hauptabstimmungssteuerungseinrichtung U abgestimmt, während die Steuerungseinrichtung U' auf die selektivste oder neutrale Stellung gestellt ist. Nachdem auf das gewünschte Zeichen genau abgestimmt ist, wird die Einrichtung U' benutzt, um die Bandbreite um den gewünschten Betrag nach der Seite der geringsten Störungen auszudehnen. Wenn die Steuereinrichtung U' so bewegt wird, daß die Kapazität der Kondensatoren 27 und 29 abnimmt, so wird die Resonanzfrequenz des Siebsystems 23 in bezug auf die Zwischenträgerfrequenz aufwärts verschoben. Bei einer Aufwärtsverschiebung in der Frequenz des Systems 23 um 5 kHz verschiebt sich die Charakteristik von derjenigen der Kurve A zu derjenigen der Kurve C. Nun nimmt die Gesamtcharakteristik des Zwischenfrequenzteiles die Form der Kurve D an, die das Produkt der Kurven A und C ist. Eine Betrachtung der, Kurve D zeigt, daß die Gesamtresonanzspitze sich um 2¹/, kHz verschoben hat und daß die Bandbreite um ungefähr 6 kHz vergrößert ist.

Es ist bedeutsam, zu beachten, daß die größte Verschiebung an der Hochfrequenzseite der Kurve D die Niederfrequenzseite sehr wenig aufwärts verschoben hat. Infolgedessen hat der größte Anstieg in der Bandbreite in dem Bezirk des oberen Seitenbandes stattgefunden. Daher wird ein viel weiterer Bereich des oberen Frequenzseitenbandes unter der Bedingung der Kurve D als unter der Bedingung der Kurve A ausgewählt; der ausgewählte Teil dieses Seitenbandes hat sich von weniger als 2 kHz zu mehr als 5 kHz vergrößert. Dies bedeutet, daß der Niederfrequenzbereich entsprechend vergrößert worden ist.

Die Breite eines Seitenbandes und daher der Niederfrequenzbereich kann durch Erhöhung der Verstimmung noch weiter ausgedehnt werden. Kurve E zeigt die Charakteristik, wenn das System 23 um 12 kHz gegen die Zwischenträgerfrequenz verstimmt wird. Der Doppelspitzeneffekt wird durch überkritische Kopplung zwischen den abgestimmten Kreisen des Systems geschaffen. Die größere Leistung an der Spitze nahe 175 kHz im Verhältnis zur Spitze nahe 185 kHz ist von der hinzugefügten Selektivität des Hochfrequenzsiebsystems, welches nahe den Frequenzen, die 17s kHz entsprechen, wirksam ist, abhängig. Zur Vereinfachung der Darstellung ist diese Wirkung des Hochfrequenzver- ¹OS stärkers in den Kurven A, Bj C und D nicht gezeigt.

Es kann oft wünschenswert sein, die Anzahl der abgestimmten Zwischenfrequenzkreise zu erhöhen. Dies kann durch Ver- "» Wendung zweier Zwischenfrequenzverstärkerröhren in Kaskadenschaltung mit drei doppelt abgestimmten Kopplungssystemen, ähnlich den Systemen 23 und 30, d. h. durch sechs abgestimmte Zwischenfrequenzkreise, erzielt werden. Im letzteren Falle kann eines der Systeme ähnlich System 23 der Fig. 1 verwendet werden, und ein zweites der Systeme kann bestimmt sein, nur einen der zwei abgestimmten Kreise davon zu verstimmen. In solch einem Fall wird es angenehm sein, einen Dreigangkondensator zu verwenden, der zwei

Claims (6)

1. gleiche Teile für das doppelt einstellbare System aufweist und einen kleineren Kapazitätsteil für das Kopplungssystem, das nur einen einstellbaren Kreis hat. Solch eine An-5 Ordnung würde den Vorteil haben, die beiden Spitzen, die in Kurve E der Fig. 2 gezeigt sind, abzuflachen, weil der kleinere Kapazitätsteil die Resonanz seines abgestimmten Kreises nicht so weit verschieben wird, wie die Resonanz der doppelt einstellbaren Kreise verschoben wird. Daher wird der Kreis des besagten kleineren Kapazitätsteils zwischen diesen beiden Spitzen in Resonanz sein.

   Es würde auch möglich sein, gleiche Kon-■5 densatorteile, jedoch verschiedene Induktanzwerte zu verwenden. Z. B. könnte das doppelt einstellbare System, wie 23, so konstruiert werden, daß es gleiche Induktanzen hat, während das zweite Kopplungssystem, das nur einen der abgestimmten Kreise einstellbar hat, eine etwas kleinere Induktanz des einstellbaren Kreises haben könnte als die andere Induktanz desselben Systems.

   Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden durch Verwendung von sechs abgestimmten Kreisen w^Tie vorher, jedoch nur einer Zwischenfrequenzverstärkerröhre. In solch einem Falle können drei abgestimmte Kreise in j edem der Kopplungssysteme, die den Systemen 23 und 30 der Fig. 1 entsprechen, verwendet werden, oder wenn gewünscht, könnten vier abgestimmte Kreise in einem der Kopplungssysteme und zwei abgestimmte Kreise in dem anderen verwendet werden. Ohne Rücksicht darauf, was für eine besondere Anordnung abgestimmter Kreise verwendet wird, ist es sehr wünschenswert, daß wenigstens drei und vorzugsweise vier oder mehr abgestimmte Kreise in Kaskadenschaltung in dem Z\vischenfrequenzverstärlcer angeordnet werden. Es kann .als allgemeiner Vorschlag angesehen werden, daß normalerweise von ein Drittel bis drei Viertel der Gesamtzahl der abgestimmten Kreise durch die Einrichtung U' in der Frequenz verschoben werden sollte. . ; i

   Aus dem Vorhergehenden ist zu sehen, daß es nicht wesentlich ist, daß alle einstellbaren Kreise oder irgendwelche von ihnen den gleichen Grad von Resonanzverschiebung haben. Alles was erforderlich ist, ist, daß die resultierende Verschiebung für den hierin beschriebenen Zweck genügend sei.

   In einer der oben beschriebenen analogen Weise könnte das untere Seitenband an Stelle des oberen Seitenbandes durch Bewegung der mechanischen Steuereinrichtung U' in der entgegengesetzten Richtung erweitert werden,

   Infolge der Tatsache, daß die Ausgangsspannung mit der Betätigung der Einrichtung U' wechselt, z. B. Kurven B und D der Fig. 2, sollte, wenn es gewünscht wird, einen gleichförmigeren Ausgang zu erzeugen, eine automatische Lautstärkeregelung verwendet werden, die von einem auf das Zwischenfrequenzverstärker system folgenden Punkt aus betätigt wird.

   Ρλ*ι· ii ν ta ν s i' ui; cα 1 ii:

   i. Schaltung zum Empfang bzw. zur Verstärkung modulierter Hochfrequenzschwingungen, vorzugsweise nach dem Überlagerungsprinzip, bei welcher nach erfolgter Abstimmung der Selektionskreise der Träger und im wesentlichen nur ein Seitenband dem Demodulator zugeführt werden und bei welcher zur Übertragung der Hochfrequenzschwingungen mehrere¹ mindestens annähernd auf die Trägerfrequenz abgestimmte Schwingungskreise vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmkreise und deren Kopplungen derartig bemessen sind, daß die Schaltung bei übereinstimmender Abstimmung aller Kreise auf die Trägerfrequenz nur ein erheblich schmaleres Band durchläßt, als es von den zu übertragenden Hochfrequenzschwingungen nebst Seitenbändern eingenommen wird, und daß einige der abgestimmten Kreise durch ein auf je ein veränderliches Abstimmelement wirkendes gemeinsames Regelorgan derartig in gleichem Sinne und vorzugsweise verschiedenem Grade gegen die Trägerfrequenz verstimmt werden, daß eine möglichst gleichmäßige Übertragung des aufzunehmenden, einseitig von der Trägerwelle liegenden Bandes erfolgt.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1 für Überlagerungsempfang, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Abstimmelemente innerhalb von Schwingungskrei- ■ sen des Zwischenfrequenzverstärkers angeordnet sind.
3. 3. Schaltung nach einem der Ansprüche ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Schwingungskreise durch je einen parallel geschalteten Kondensator auf die Trägerfrequenz bzw. Zwischenträgerfrequenz abgestimmt sind und daß ein anderer parallel geschalteter Kondensator in jedem Schwingungskreis zur Verstimmung des Kreises gegen die Trägerfrequenz dient.
4. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei übereinstimmender Abstimmung aller Kreise auf die Trägerfrequenz sich die zur Verstimmung dienenden Kondensatoren in einer neutralen Stellung befinden und eine

   Verbreiterung des durchgelassenen Bandes in der einen oder anderen Richtung bewirkt wird, je nachdem, in welchem Sinne die Kondensatoren aus der neutralen Stellung herausgedreht werden.
5. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei abgestimmte Kreise, welche Kondensatoren zur Resonanzverschiebung enthalten, unmittelbar miteinander gekoppelt sind.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Schwingungskreise miteinander gekoppelt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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