DE681056C - Empfaenger mit Gegenkopplung zur Entzerrung des Empfangsgleichrichters - Google Patents

Description

Bei Gleichrichtern für modulierte Trägerfrequenz besteht der Nachteil, daß die gleichgerichtete Niederfrequenz Oberschwingungen besitzt, also nur ein mehr oder weniger ver-S zerrtes Abbild der Modulation darstellt. Diese Verzerrungen sind am größten beim Audion, besonders bei großen Eingangsspannungen und großen Modulationsgraden. Eine verzerrungsfreie Gleichrichtung würde z. B. ein Anodengleichrichter mit idealer Kennlinie liefern, der also eine Gitterspannungs-Anodeinstrom-Kennlinie besitzt, die zunächst längs der Nullinie verläuft und von einem bestimmten Punkt ab linear ansteigt, wobei der Arbeitspunkt in den Knick der Kurve gelegt werden muß. In Wirklichkeit sind die Kennlinien mehr oder weniger gekrümmt, wodurch sich die Verzerrungen ergeben. Das gilt auch für die Diode, wenn auch in geringerem Maße als für die beiden anderen Gleichrichter.

Es ergibt sich hieraus die Forderung, auch . beim Empfangsgleichrichter für eine möglichst wenig gekrümmte Kennlinie (von dem Knick abgesehen) Sorge zu tragen.

Es ist bekannt, die bei der Gittergleichrichtung in einem Audion auftretenden Verzerrungen dadurch zu vermindern, daß man mit der dem Ausgang des Audions entnommenen Niederfrequenz auf das Steuergitter einer vorangehenden Hochfrequenzverstärkerröhre, welche im unteren Knick der Röhrenkennlinie arbeitet, eine Gegenkopplung ausübt. Die Erfindung erlaubt dagegen, die Entzerrung unabhängig von Hochfrequenzstufen vorzunehmen, so daß die Hochfrequenzstufen z. B. in bekannter Weise für eine Schwundregelung zur Verfugung stehen.

Gemäß der Erfindung wird die verstärkte Niederfrequenz an den Eingang des Empfangsgleichrichters selbst in gegenkopperndem Sinne zurückgeführt.

Eine nähere Überlegung läßt sofort einsehen, daß die Amplituden, die durch Kennlinienkrümmung zu schwach wiedergegeben worden sind, durch die Gegenkopplung unverhältnismäßig weniger geschwächt werden als die Amplituden, die richtig wiedergegeben werden; die Arbeitssteilheit des Gleichrichters ist kleiner, aber gleichmäßiger.

Bei Niederfrequenzverstärkern ist es bekannt, Abweichungen des mittleren Teiles der Kennlinie von der Geradlinigkeit durch eine Gegenkopplung zu kompensieren. Hierbei wird jedoch ein Teil der verstärkten Niederfrequenz des Anodenkreises in den ebenfalls niederfrequenzführenden Eingangskreis gegengekoppelt. Die Verhältnisse liegen bei der Erfindung anders, da im Eingangskreis hochfrequente (bzw. zwischenfrequente) Spannungen

vorhanden sind, die durch die zugeführten niederfrequenten Spannungen nicht kompensiert werden können; vielmehr wird durch die niederfrequenten Spannungen der jeweilige Arbeitspunkt für die Hochfrequenz niederfrequent verschoben, wodurch sich der gewünschte Erfolg ergibt.

Das Wesen der Erfindung sei an Hand der Abbildung für einen besonders wichtigen

ίο Einzelfall erläutert: Es soll in einem Superheterodynempfänger, für modulierte Hochfrequenz die dem Zwischenfrequenzverstärker, der mit automatischer Amplitudenregelung ausgeführt sein soll, entnommene modulierte zwischenfrequente Spannung durch eine Penthode in Richtverstärkerschaltung gleichgerichtet werden. Man hat sich zu denken, daß der Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers 1 mit den gewöhnlich davor befindliehen Schaltungen eines solchen Empfängers verbunden ist, also einem Antennenkreis, einem ersten Detektor und einem Oszillator. Der Zwischenfrequenzverstärker kann eine oder mehrere Stufen umfassen, die Schirmgitterröhren oder Penthoden enthalten und sämtlich regelbar sind. Der zweite Detektorkreis soll eine Penthode 3 enthalten, und der Eingangskreis 2 der Gleichrichterröhre 3 ist fest auf die Zwischenfrequenz abgestimmt.

Der Eingangskreis 2 ist mit dem Ausgangskreis 4 des Zwischenfrequenzverstärkers, der ebenfalls auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist, gekoppelt. Der beste Kopplungsgrad ist erreicht, wenn -die Resonanzkurve des Bandfilters genau der Bandbreite des Senders angepaßt ist: dies gewährleistet das Höchstmaß an klangtreuer Wiedergabe. Die gleichgerichtete Ausgangsspannung der Gleichrichterröhre 3 wird über den Kondensator 5 auf einen Niederfrequenzverstärker gegeben.

Betrachtet man jetzt, im einzelnen die Konstruktion der zweiten Gleichrichterstufe, so ist zu bemerken, daß der Kathodenkreis der Gleichrichterröhre 3 'einen Gittervorspannungswiderstand 6 enthält, dessen eine Seite mit dem Gleichrichtereingangskreis 2 verbunden ist. Das kapazitiv geerdete Schirmgitter der Röhre führt zum positiven Pol der Spannungsquelle S, und die Anode ist über den Anodenableitwiderstand 8 und die Anodenspannungsquelle B mit der Erde verbunden. Parallel zum Widerstand 6 liegt ein Kondensator 9 zur Überbrückung für die Hochfrequenz; ebenso ist die Anode der Gleichrichterröhre für die Hochfrequenz durch den Kondensator 10 kapazitiv geerdet. Der Kondensator 11 verbindet die dem Gitter abgewandte Seite des Eingangskreises 2 mit dem Abgriff 12, der etwa als Schleifkontakt auf dem Widerstand ausgebildet sei. Der Kondensator 11 soll die Hörfrequenzen durchlassen und möge daher eine Größe von o,o-i y.F besitzen. Befindet sich der Abgriff 12 auf der Kathodenseite des Widerstandes 6,-so wird keine niederfrequente Spannung abgegriffen, rückt er dagegen auf die geerdete Seite zu, so wird auf das Gitter in Serie mit der induzierten Hochfrequenz eine niederfrequente Spannung übertragen, die die gleiche Phase hat wie die Anodenwechselspannung.

Um die Trägeramplitude am Eingangskreis 2 konstant zu halten, ist die automatische Amplitudenregeleinrichtung 13 vorgesehen. Diese möge ihre Steuerenergie dem Ausgangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers entnehmen, nicht dem zweiten Gleichrichter, einmal um den letzteren nicht zu belasten und dann zu dem Zweck, daß der Eingangskreis der Gleichrichterstufe eine höhere Trennschärfe besitzen kann als die Eingangsstufe des Zwischenfrequenzverstärkers, auf die die Amplitudenregelung wirkt.

Befindet sich der Abgriff 12 an der geerdeten Seite des Widerstandes 6, dann wird die größtmögliche Gegenspannung in den Eingangskreis übertragen, und in dieser Stellung ist die Gleichrichterkennlinie völlig linear, auch bei iooo/oiger Modulation der empfangenen Trägerfrequenz. Der Widerstand 6 möge in der Größenordnung von 100 000 Ohm liegen; die Größe des Kondensators 9 muß so gewählt werden, daß seine Kapazität für die Zwischenfrequenz einen Kurzschluß darstellt, der Scheinwiderstand für die Hörfrequenzen aber immer noch genügend hoch bleibt. Der Widerstand 7 möge in der Größenordnung von 1 Megohm liegen. Der Anodenableitwiderstand 8 muß größer sein als der Widerstand 6.

Ist der Abgriff 12 so eingestellt, daß die Gleichrichterkennlinie praktisch linear ist, wird die geringstmögliche harmonische Verzerrung erzielt. Der Gleichrichter wirkt dann ähnlich wie ein Diodengleichrichter, ohne dessen Nachteile zu besitzen, d.h. ohne den Eingangskreis zu dämpfen. Zudem läßt sich leicht zeigen, daß die hier beschriebene Anordnung bei Einstellung auf maximale Verzerrungsfreiheit, wenn also der Abgriff 12 mit der geerdeten Seite des Widerstandes 6 no verbunden ist, eine sehr viel bessere Gleichrichterwirkung erzielt als der Diodengleichrichter. Ferner ergibt sich auf Grund der Niederfrequenzverstärker wirkung des Anodengleichrichters eine höhere Ausgangsspannung, während die verzerrungsfreie Gleichrichtung erhalten bleibt. Man hat sich zu denken, daß sämtliche Schaltelemente außer dem Gleichrichter eine völlig klangtreue Wiedergabe zulassen. Eine derartige Einrichtung erfordert gewöhnlich eine Anordnung zur Regelung der Trennschärfe. So mögen etwa

die Hoch- und Zwischenfrequenzverstärkerkreise vor dem. Gleichrichter in ihrer Trennschärfe so regelbar sein, daß schwache Sender sehr selektiv empfangen werden; wenn dagegen starke örtliche Sender abgehört werden sollen, muß der Verstärker ein breites Frequenzband übertragen. Bei derartigen Empfängern ist es wichtig, gleichzeitig die Gleichrichtercharakteristik zu verändern, d. h. beim

ίο Empfang eines schwachen Senders ist größerer Wert auf eine möglichst große Verstärkung des Gleichrichters als auf eine möglichst große Verzerrungsfreiheit zu legen.
Die gegenkoppelnde Wirkung kann zu diesem Zweck verringert oder ganz aufgehoben werden, wenn man wünscht, daß die Verstärkung, allerdings auf Kosten der Verzerrungsfreiheit, anwächst. Bewegt man den Abgriff 12 auf die Kathodenseite des Wider-Standes 6 zu, so nimmt die Amplitude der in den Eingangskreis eingeführten Gegenkopplungsspannung ab. Befindet sich der Abgriff 12 auf der Kathodenseite, so wirkt die Gleichrichterstufe wie der bekannte normale Richtverstärker und gibt hohe Verstärkung und noch annähernd lineare Gleichrichtung bei einem Modulationsgrad, der 50 bis 700/0 nicht übersteigt. Zum Empfang eines schwachen Senders reicht diese Gleichrichtung aus, während besonderer Wert auf eine hohe Trennschärfe gelegt wird. Die Möglichkeit der Regelung der Gegenkopplung ist außerordentlich günstig für einen Empfänger mit hoher Wiedergabequalität, wobei, falls schwache Sender aufgenommen werden sollen, die hochqualifizierte Gleichrichtung zugunsten einer größeren Verstärkung reduziert werden kann.

Die automatische Amplitudenregeleinrichtung gibt einen neuen Gesichtspunkt dafür, in welcher Weise die Regelung der Gegenkopplung beim Gleichrichter durchgeführt werden muß. Es ist wünschenswert, daß bei jeder SteEung des Abgriffes 12 die Amplitude der Trägerfrequenz im Eingangskreis des Gleichrichters möglichst konstant ist. Die wirksame Vorspannung am Steuergitter der Gleichrichterröhre 3 setzt sich aus zwei Anteilen zusammen: der eine ist die Gleichspannung, die durch den Spannungsabfall des Elektronenstromes an dem Widerstand 6 entsteht, der andere ist die Niederfrequenzspannung, die durch SpannungsabfaE des Anodenwechselstromes durch den Widerstand 6 entsteht. Für jede SteEung des Abgriffes 12 am Widerstand 6 gibt es eine kritische Beziehung zwischen dem Anteil des Widerstandes 6, der zwischen dem Abgriff 12 und der Kathode besteht, einerseits und der Trägerfrequenzamplitude im Eingangskreis andererseits. Sobald die Trägerfrequenzamplitude im Eingangskreis schwankt, wird diese Beziehung gestört, und es wäre nötig, den Abgriff 12 an einen anderen Punkt des Widerstandes 6 zu legen. Verwendet man aber die automatische Amplitudenregelungseinrichtung 13, so erhält man eine konstante Eingangsamplitude am Gleichrichter, und der Abgriff kann an einem bestimmten Punkt des Widerstandes 6 liegen, der einem gewünschten Maß an verzerrungsfreier Gleichrichtung entspricht, und eine Verschiebung des Abgriffes auf Grund von Amplitudenschwankungen ist nicht notwendig. Ferner wird bemerkt, daß das Arbeiten der automatischen Regeleinrichtung 13 die Wirkung der Gegenkopplung auf den Gleichrichter nicht stört.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Empfänger mit Gegenkopplung zur Entzerrung des Empfangsgleichrichters mittels der verstärkten Niederfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Niederfrequenz unmittelbar an den Eingang des Empfangsgleichrichters selbst in gegenkoppelndem Sinne zurückgeführt ist.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter als Anodengleichrichter, insbesondere unter Verwendung einer Penthode, geschaltet ist.

3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsspannung einem in der Kathodenleituing des Anodengleichrichters liegenden Widerstand entnommen ist, der mit einem Kondensator überbrückt ist, dessen Kapazität so bemessen ist, daß er für die Trägerfrequenz, aber nicht für die Niederfrequenz einen Kurzschluß darstellt.

4. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsspannung dem Eingangskreis des Gleichrichters über eine Kapazität (12) zügeführt ist, so daß die Gegenkopplungsspannung und die im Eingangskreis herrschende Gleichspannung unabhängig voneinander wählbar sind.

5. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Gegenkopplungsspannung einstellbar ist, indem der Abgriff, von dem die Gegenkopplungsspannung abgenommen ist, längs des in der Kathodenleitung liegenden Widerstandes verschiebbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen