DE685736C

DE685736C - Empfaenger mit selbsttaetiger Scharfabstimmung

Info

Publication number: DE685736C
Application number: DER102073D
Authority: DE
Inventors: Dudley E Foster
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1937-04-10
Filing date: 1938-04-12
Publication date: 1939-12-27
Also published as: US2128997A; CH202675A; GB513449A

Description

RIO2O/3

Es ist bereits bekannt, bei einem Empfänger mit selbsttätiger Scharfabstimmung einen abstimmbaren Schwingungskreis, bei einem Überlagerungsempf anger vorzugsweise den abstimmbaren Schwingungskreis des Überlagereroszillators, durch eine regelbare Induktivität nachzustimmen. Als regelbare Induktivität dient gewöhnlich eine Verstärkerröhre, die durch um 90⁰ phasenverschobene Rückkopplung als Induktivität geschaltet ist und die in ihrer Verstärkung mittels einer Frequenzregelspannung in Abhängigkeit von der Verstimmung geregelt wird.

Wenn die durch die Röhre dargestellte, dem Schwingungskreis unmittelbar parallel geschaltete Selbstinduktion bei ein und derselben Regelspannung, über den Abstimmbereich hinweg den gleichen Wert besitzt, so ist die relative Frequenzänderung des Schwingungskreises, die durch die Verstärkerröhre bewirkt wird, über den Abstimmbereich konstant. Erwünscht ist aber, daß nicht die relative, sondern die absolute Frequenzänderung, der Frequenzhub, über den Bereich konstant ist.

Bei einer bekannten Anordnung hat man diese Aufgabe dadurch zu lösen versucht, daß der Phasenschieber, der die Anodenwechselspannung der Verstärkerröhre mit 90⁰ Phasenverschiebung auf das Steuergitter rück-

koppelt, nicht nur Kondensatoren, sondern auch eine geeignet bemessene Spule enthält. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine konstante Frequenzänderung der selbst-. tätigen Scharfabstimmung mit einfachsten Mitteln dadurch erzielt, daß die regelbare Induktivität dem Schwingungskreis in Reihe mit einem derart bemessenen Kondensator parallel geschaltet wird, daß die Eigenfrequenz ίο dieses Reihenkreises für im wesentlichen alle einstellbaren Werte der regelbaren Induktivität, insbesondere für den Normalwert der regelbaren Induktivität, etwas unterhalb des Abstimmfrequenzbereiches des Schwingungskreises liegt.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es zur Erzielung eines praktisch über den Abstimmbereich konstanten Frequenzhubes nur notwendig ist, den Kondensator, den man meist sowieso zwecks Gleichspannungsblokkierung zwischen das spannungführende Ende der regelbaren Induktivität und den Schwingungskreis eingeschaltet hat, so klein zu machen, daß die obenerwähnte Resonanzbedingung erfüllt wird. Zusätzliche Spulen sind nicht erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 1 an Hand der Schaltung eines Überlagerungsempfängers. Die von der Antenne 1 aufgenommene Schwingung wird über den abstimmbaren Hochfrequenzkreis 2' dem Hochfrequenzverstärker 2 und nach Verstärkung über den abstimmbaren Kreis 3' der Mischstufe 3 zugeführt. Die erzeugte zwischenfrequenteSchwingung wird in dem Zwischenfrequenzverstärker 5 verstärkt und darauf einerseits dem nicht dargestellten Empfangsgleichrichter, der in üblicher Weise von einem Niederfrequenzverstärker gefolgt sein kann, und andererseits der Einrichtung 10 zugeführt, die in an sich bekannter Weise eine vom Sinn und der Größe der Verstimmung abhängige Regelspannung erzeugt. Eine nicht dargestellte Regeleinrichtung zum selbsttätigen Schwundausgleich soll die mittlere Zwischenfrequenzamplitude am Ausgang des Verstärkers 5 angenähert konstant halten.

Der Überlagerungsoszillator 4, dessen Schwingung der Mischstufe 3 zugeführt wird, besitzt einen frequenzbestimmenden Schwingungskreis, der aus der Spule L₁, dem Drehkondensator 6 und dem festen Verkürzungskondensator 9 besteht. Der Rotor des Kondensators 6 ist mit den Rotoren der Drehkondensatoren der Kreise 2! und 3', wie durch die punktierte Linie 7 angedeutet, mechanisch gekuppelt und liegt auf Erdpotential. Der Empfänger möge über den Rundfunkwellenbereich, also über den Frequenzbereich von 500 bis 1500 kHz, abstimmbar sein, wobei seine Zwischenfrequenz in dem Bereich zwischen 75 und 480 kHz liegen kann. Der Empfänger kann auch auf den Empfang mehrerer Wellenbereiche umschaltbar sein. .,· Ferner kann der Oszillator der fest abge-"'Summte zweite Oszillator eines Empfängers 'Mit; doppelter Überlagerung sein. :■ -.''-Zur selbsttätigen Scharfabstimmung, d. h. sowohl zum Ausgleich einer ungenauen Abstimmung als auch zum Ausgleich einer Frequenzschwankung des Oszillators, dient die Frequenzregelröhre 12. Die Anode 13 dieser Röhre ist über die Drossel 8 mit dem positiven Pol der Anodenspannungsquelle verbunden. Die Kathode 17 liegt über den zur Erzeugung der mittleren Gittervorspannung dienenden kapazitiv überbrückten Widerstand 18 an Erde. Die Anode 13 ist ferner über den Kondensator C₃ mit der spannungführenden Seite der Spule L₁ verbunden. Gleichzeitig liegt zwischen Anode und Erde die Reihenschaltung des Ohmschen Widerstandes R₁ und des Kondensators C₁. Der Verbindungspunkt der beiden ist über den Kondensator C₂ an das Steuergitter 19 angeschlossen.

Wenn der Wert des Widerstandes R₁ groß gegenüber dem kapazitiven Widerstand des Kondensators C₁ für die Oszillatorfrequenz ist, eilt die dem Gitter 19 zugeführte Wechselspannung der Anodenwechselspannung um go angenähert 90⁰ nach. Da der Anodenwechselstrom mit der Gitte'rwechselspannung in Phase ist, eilt auch dieser der Anodenwechselspannung um angenähert 90⁰ nach. Die Anoden-Kathoden-Strecke der Regelröhre 12 wirkt daher wie eine Selbstinduktion mit kleinem Verlustwiderstand d. Der Wert dieser Selbstinduktion hängt von der Verstärkung der Rohre ab. Diese wird im vorliegenden Falle dadurch geregelt, daß dem Steuergitter über den Widerstand 20 die von der Einrichtung 10 erzeugte Frequenzregelspannung zugeführt wird, die nur bei genauer Abstimmung gleich Null und sonst je nach dem Sinn der Verstimmung positiv oder negativ ist. Die Anfangsvorspannung, die durch den Kathodenwiderstand 18 gegeben ist, wird so gewählt, daß dem Betrage nach gleichen, aber dem Vorzeichen nach verschiedenen Regelspannungen !entgegengesetzt gerichtete, aber gleich große Frequenzänderungen des Oszillators entsprechen.

Die durch die Röhre dargestellte Selbstinduktion liegt in Reihe mit dem Kondensator C_a parallel zur Schwingungskreisspule L₁ des örtlichen Oszillators. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Größe des Kondensators C₃ so gewählt, daß die Eigenfrequenz des aus C₃ und der durch die Röhre 12 dargestellten Selbstinduktion bestehenden Reihenkreises bei allen einstellbaren Werten der Regelselbstinduktion etwas unterhalb des

Abstimmfrequenzbereiches des Oszillatorkreises liegt. Abb. 2 stellt das Ersatzschaltbild der Kreisspule mit der zugeschalteten Röhre 12 dar. Parallel zur Spule L₁ liegt die Reihenschaltung von C₃ und der Selbstinduktion L', welche die Selbstinduktion der Röhre 12 bedeutet. L' ist für eine gegebene Röhre und eine feste Regelspannung über den Abstimmbereich hinweg konstant und ändert sich nur in verhältnismäßig kleinen Grenzen mit der geregelten Verstärkung der Röhre nach der Formel:

Dabei bedeutet JT die Steilheit der Röhre 12. Wenn z. B. R₁ = 50 000 Ohm und C₁ = 20 y,a

f ι 000 kHz

ω L' (Ohm) 6280

ι/ω C₃ (Ohm) .... 3 800

ω U — ι/ω C₃.... 2 480

..." 395 -

23,5 -

Af (kHz) 110 -

Die absolute Frequenzänderung Zf/ schwankt also von einem Ende des Abstimmbereiches bis zum anderen lediglich um i8°/o, während sie ohne den Kondensator C₃ um 220 °/o schwanken würde. L" bedeutet die Induktivität, die bei einer bestimmten Frequenz der Reihenschaltung von Lf und C₃ gleichwertig ist. Die Änderungen dieser Induktivität sind bei niedrigen Frequenzen, d. h. in der Nähe der Eigenfrequenz des Reihenkreises, verhältnismäßig klein. Die Änderung dieser scheinbaren Induktivität läßt die gewünschte Wirkung auf die Frequenzänderung erzielen, während eine kleine Induktivität in Reihe mit einer zweiten Induktivität eine größere Wirkung hat.

Bei der vorliegenden Anordnung ist die absolute Frequenzänderung über den Fre-

go quenzbereich konstant, während die relative Frequenzänderung, also die Frequenzänderung in Prozenten der Oszillatorfrequenz, angenähert umgekehrt proportional der Oszillatorfrequenz ist.

Abgesehen von der Erzielung eines konstanten Frequenzhubes hat die vorliegende Erfindung noch den Vorteil, daß durch die Reihenschaltung des kleinen Kondensators C₃ die Wirkung der statischen Kapazität der Regelröhre 12 auf den Oszillatorschwingungskreis verringert wird.· Die wirksame Fre- und S = 0,001 Amp. pro Volt ist, hat L' eine Größe von ΐοομΗ. Dabei soll Cg eine Größe von 42,3 (a;.aF haben. Die Eigenfrequenz des Reihenkreises L'C_S liegt dann etwa bei kHz. Dabei ist angenommen, daß die Zwischenfrequenz 460 kHz beträgt und die Oszillatorfrequenz bei einem Rundfunkfrequenzbereich von 540 bis 1740 kHz zwischen den Werten 1000 und 2200 kHz liegt.

Würde die prozentuale Frequenzänderung über den Abstimmbereich konstant sein und etwa 10% der Oszillatorfrequenz betragen, so würde sie von 100 kHz bei der Empfangsfrequenz von 540 kHz auf 220 kHz bei der Empfangsfrequenz von 1740 kHz ansteigen. Mit C₃= 42,3 (ψ.F und L₁= 120 uM ergeben sich für die verschiedenen Oszillatorfrequenzen / die Werte folgender Tabelle:

1600 kHz	2	200 kHz
10 000	13	800 -
2370	I	700 -
7630	12	100 -
763		88n -
13.5 -		12 -
7		6 -
112		130 -

quenzänderung, die der Schwingungskreis erfährt, ist größer und die Frequenzregelung empfindlicher, als wenn der. Kondensator C₃ fortgelassen oder sehr groß gemacht würde.

Claims

Patentansprüche:

1. Empfänger mit selbsttätiger Scharfabstimmung durch Nachstimmung eines abstimmbaren Schwingungskreises mittels einer regelbaren Induktivität und mit Mitteln zur Erzielung einer über den Abstimmbereich konstanten Frequenzänderung durch die Nachstimmung, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Induktivität dem Schwingungskreis in Reihe mit einem derart bemessenen Kondensator parallel geschaltet ist, daß die Eigenfrequenz des Reihenkreises für im wesentlichen alle einstellbaren Werte der regelbaren Induktivität, insbesondere für den Normalwert der regelbaren Induktivität, etwas unterhalb des Abstimmfrequenzbereiches des Schwingungskreises liegt.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Reihenkreises um etwa 20 bis 30% kleiner" ist als die niedrigste Frequenz des Abstimmbereiches des Schwingungskreises.

3· Empfänger nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Überlagerungsempfänger als nachzustimmender Schwingungskreis der Schwingungskreis des Überlagerungsoszillators dient.

4. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zwischenfrequenz von etwa 450kHz im Empfängerfrequenzbereich von etwa 500 bis 1800 kHz die Eigenfrequenz des Reihenkreises bei 7 bis 800 kHz liegt.

5. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Induktivität durch eine mit Phasenverschiebung rückgekoppelte Verstärkerröhre dar- - gestellt ist.

Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen