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Verfahren zur automatischen Resonanzeinstellung elektrischer Schwingungskreise
Es ist bekannt, daß zum Zwecke der Erleichterung. der Abstimmung in den Geräten
der drahtlosen Technik Mittel angewendet werden, welche die Resonanzeinstellung
zu erkennen gestatten. Man verwendet zu diesem Zweck beispielsweise ein Galvanometer
im Anodenkreis des Audions oder spannungsanzeigende Glimmlampen usw. Diese Hilfsmittel
erleichtern zwar die Abstimmung, man ist aber auf die Bedienung von Hand angewiesen.
Beispielsweise das Problem der Fernbedienung eines Gerätes kann damit in einfacher
Weise noch nicht ausgeführt werden.
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Demgegenüber ist durch den vorliegenden Erfindungsgedanken die Möglichkeit
geschaffen, auf die genaue Abstimmung von Hand überhaupt zu verzichten, indem das
Gerät, wenn es in die Nähe der Resonanz gebracht wird, sich selbst auf genaue Resonanz-
einstellt.
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Der Erfindungsgedanke ist nachstehend an Hand der Abbildung in beispielsweiser
Ausführungsform beschrieben.
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Die Abbildung zeigt links das Rohr V, in allgemein bekannter Audionschaltung,
welche den Schwingkreis enthält, der automatisch auf Resonanz eingestellt werden
soll. Die dein Audion nachgeschaltete Verstärkerstufe V. arbeitet auf eine an sich
bekannte, langsam schwingende Kippschaltung I(, Gl, Rz, R3, die ihrerseits ein Relais
P steuert. Das Relais bewirkt die Steuerung des Motors lkl, der mit der Achse des
Abstimmkondensators C über ein Getriebe U gekuppelt ist. Die Funktionsweise dieser
Anordnung im einzelnen ist folgende: Der automatische Abstimmungsvorgang wird durch
eine Taste eingeschaltet, welche die Kontakte T1 und T., betätigt. Der Motor dreht
sich dabei je nach der Stellung des RelaisP nach links oder nach rechts. Die Röhre
V= und die Widerstände R, und R3 sind so bemessen, daß über den Widerstand R3 der
Kondensator l@ geladen und über die Glimmlampe G1 periodisch entladen wird. Am Kondensator
l< ergeben sich also, solange die Taste T gedrückt wird, langsame Kippschwingungen.
Bei jedem Stromstoß wird das P-Relais umgelegt, so daß auch der Motor seine Drehrichtung
ändert. Wenn keine Hochfrequenz an die Audionröhre V1 gelangt, so macht der Drehkondensator
dauernd kleine Bewegungen von rechts nach links. Sobald aber eine Hochfrequenz ans
Audion gelangt, wird diese bei der Veränderung des Drehkondensators entweder geschwächt
oder verstärkt werden, je nachdem, ob die Abstimmung auf die Resonanzlage zu oder
davon weg erfolgt. Diese Schwankung wird über den Kondensator C2, der je nach der
Größe des Gitterableitwiderstandes der R öhre V@ ungefähr eine Kapazität von o,
i bis t Mikrofarad aufweist, auf das Gitter der zweiten Röhre übertragen. Die Schwankungen
am Gitter bewirken eine
Andcrung der Spannung im Punkte 2. Weil
dur nur die Änderungen des I'C@;t#iltial@ In? Punkte i ül)erträgt, so weicht cüc
Sl)annun;; irn funkte 2 nur so lange von ihr(-in huhc#\\"crt ab, als das Potential
in i sich ändert, nIso nur so lange, als der Drehkondensator "c cli-clit wird, und
dabei eine cinfallciiclc 1fochfrcquenz geschwächt oder \-ci"stärkt \\ird. Ist die
Drehrichtung des Konclcii5ators ;ei. <a13 die I-Iochfrequenz geschwächt u-ird,
s@l - steif in) l'unlac 2 die Spannung, der bleibt erhalten und wird sogar noch
beschleunigt, und das P-Relais ' T zn schaltet die Drehrichtung des Motors
um. Dreht sich jedoch der Motor auf die Resonanzlage zu, so wird, solange der Gleichrichtereffekt
ansteigt, die Spannung im Punkte 2 sinken, so daß die Glimmlampe nicht mehr zünden
kann, d. h. die Kippschwin--ung setzt jetzt aus, und die Drehrichtung des Kondensators
bleibt dadurch so lange erhalten, als die Hochfrequenzspannung am Audion ansteigt.
Sobald die Resonanzlage erreicht ist, geht die Spannung in 2 auf ihren ursprünglichen
Wert zurück, weil dann der Glcichrichtereffekt konstant wird oder bei Cberschreiten
der Resonanzlage wieder abnimmt. Die Resonanzeinstellung ist nun erfolgt, und der
Drehkondensator pendelt so lange mit ganz kleinen Änderungen um diese I2esonanzlagc,
bis durch Loslassen der Taste die Automatik aufxe r Betrieb gesetzt wird.
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An Stelle des Widerstandes f2;1 kann zweckmäßig auch eine Drossel
Verwendung finden. Die Drossel D-r im Anodenkreis der Audionröhre dient dazu, die
Niederfrecluenz von der -Glimmlampenanordnung fernzuhalten, sie kann ebensogut direkt
vor f23 oder an die Stelle von e2;; geschaltet werden. Die Röhre V., kann dann selbst
zur Niederfrequenzverstärkung benutzt werden. Bei Empfängern mit automatischer Fadingregulierung
kann zweckmäßig die Spannung an der regulierten Röhre statt an Punkt i abgenommen
werden, die Röhre V., erübrigt sich dann in den meisten Fällen. Statt der Glimmlampe
kann ein Glimmrelais oder ein Glühkathodenrelais verwendet werden, wodurch die Empfindlichkeit
der Anordnung wesentlich gesteigert wird. Grundsätzlich handelt es sich hier um
einen langsamen Schwingungs\-organg bzw. eine langsame hin und her gehende Bewegung,
die elektrisch und/oder mechanisch erzeugt und der bzw. die durch die Änderung des
Gleichrichtererekles ein- bzw. ausgeschaltet, also ,gesteuert wird, wobei sich z.
B. bei der Verwendung von Elektronenröhren das P-Relais u. U. erübrigt oder sich
durch eine andere Umschaltvorrichtung ersetzen läßt. An Stelle des Motors kann irgendein
stromempfindliches Instrument, z. B. ein gut gedämpftes Magnet-oder Drehspulsystcm,
das einen Zusatzkondensaior zu C zu \-erandern gestattet, verwendet werden. Natürlich
können durch dicsc crlindungsgcniül.'#c \vIethodc n)chrcrc oder alle für eine Abstimmung
erforderlichen \veguligen atis,@t`tillirt \\-erden. Statt der in der Beschrcibun
an,gc,gcbenen Audionsc haltung t\-ird \"on Fall zu Fall irgeiicleiiic, andere Glcichrichteranordnuilg,
z. l>. Richt\crstirk<#r, Diode, Detektor, vcr\tcndet. 1lierübur hinausgehend
würde sich u. t'. auf Grund des t:csagtctl eine Anordnung angeben lassen, die auch
ohne den Gleichrichtereltekt arbeitet, z. B. .bei der Einstellung einer Gleichstromgröle
auf einen Maximal- oder inimal\\-crt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird außer
zur automatischen Resonanzabgleichung das Gerät auch zum Aufsuchen einer Schwingung
benutzt. Zu diLsem Zweck wird (im \"orlicgenden Beispiel) die Spannung an der Gliti)mröhre
so eingestellt, daß, solange keine Hochfrequenz an das Audion gelangt, die Kippschwingung
nicht auftritt. In diesem Falle dreht der \lotor iYf den Kondensator C über den
ganzen Abstimmbereich. Zweckmäßig wird hierbei am Ende des Abstin)rnbereiches eine
Umschaltung der Drehrichtung des Motors vorgenommen. Wenn während der Drehung eine
Hochfrequenzspannungauf das Audion trifft, so wird, sobald der Kondensator über
die Resonanzlage hinwegdreht, der Kippvorgang und damit die Umschaltung des \Zotors
nach dem oben beschriebenen Prinzip automatisch eingeleitet.
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Einen besonderen Vorteil erzielt man mit der Erfindung bei der Verwendung
in ferngesteuerten Apparaten, weil in diesem Falle nur eine ungefähre Einstellung
von der bedienenden Stelle aus erforderlich ist. Auch bei von Hand bedienten Rundfunkgeräten
wird ein besonderer Vorteil durch die Erfindung erzielt, wenn man die Welleneinstellung
grob durch Marke oder Raste festlegen kann, da ja der Apparat die genaue Resonanzabgleichung
von sich aus vornimmt.
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Durch die genannten Beispiele ist der Erfindungsgedanke grundsätzlich
beschrieben. Zusammenfassend «-ird inl folgenden das Prinzip der Erfindung dargestellt-Wenn
die Abstimmung eines elektrischen Systems selbständig in der Richtung erfolgen soll,
daß ein Strom- oder Spannungswert einen maximalen oder minimalen Betrag annimmt,
so geschieht das ertindungsgemäß dadurch, daß die abstimmbaren Größen um kleine
Betrüge abwechselnd in der einen und anderen Richtung ,geändert werden. War die
Änderung richtig, so behält sie ihre Richtung bei, im andern Fall ändert sie ihre
Richtung, so daß nunmehr doch die Abstimmung im
richtigen Sinne
erfolgt. Die Auswahl der richtigen Drehrichtung erfolgt dadurch, daß die Änderung
des Strom- oder Spannungswertes, die bei der kleinen Änderung der Abstimmung eintritt,
über einen Kondensator an einem Widerstand einen Spannungsabfall erzeugt
der dann die Umschaltung des Richtungssinnes der Abstimmungsänderung vornimmt, je
nach der Polarität des erzeugten Spannungsabfalles. Statt eines Kondensators könnte
auch eine Spule mit großer Selbstinduktion Verwendung finden, weil auch hier durch
die Änderung einer Spannungs- oder Stromgröße sich ein verschieden gerichteter Spannungsabfall
erzeugen läßt.
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Das beschriebene Prinzip der automatischen Resonanzabgleichung findet
sinngemäß auch bei Nullmethoden R(Brückenabgleichung usw.) Anwendung.