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Diodenschaltung zur. Hochfrequenzgleichrichtung Bei der bekannten
Diodenschaltung zur Gleichrichtung der hochfrequenten oder zwischenfrequenten Schwingungen
in einem Empfänger besteht der Nachteil, daß der hochfrequenzführende Eingangskreis
der Diode durch diese stark gedämpft wird.
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Gemäß der vorliegenden. Erfindung wird der durch ` den Belastungswiderstand
der Diode fließende Gleichstrom mittels eines Gleichstromverstärkers verstärkt und
darauf gleichsinnig' zu dem ursprünglichen Strom zum Belastungswiderstand zurückgeführt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich aus folgendem:
Eine Diodengleichrichterschaltung, bei der die ,gleichzurichtende Wechselspannung
in Reihe mit _ einem Ladekondensator und der Diode liegt, wobei parallel zum Ladekon,denga:to.r
oder zur Diode' ein Belastungswiderstand geschaltet ist, " wirkt so, daß sich der
Ladekondensator, von dem die gleichgerichtete Spannung abgenommen wird, praktisch
bis auf den Spitzenwert der Wechselspannungsamplitude auflädt. Infolgedessen fließt
nicht während der Gesamtzeit der einen der hochfrequenten Wechselspannung ein Strom
durch die Diode, sondern nur während eines gehr kleinen Augenblicks. Diese kurzen
Stromimpulse müssen lediglich den ständigen Ladungsverlust des Kondensators über
den Belastungswiderstand ausgleichen. Dieses Eintauchen der Spannungsspitzen in
das Stromgebiet der- Diode bedeutet nicht nur eine gewisse Verzerrung bei der Gleichrichtung,
sondern gleichzeitig eine Belastung der Hochfrequenzquelle, d. h. eine Bedämpfung
des Eingangskreises.
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Der Vorteil der Erfindung liegt mithin darin, daß der Empfangsgleichrichter
beim Auftreffen von Hochfrequenz stärker negativ , vorgespannt wird, so daß die
Spannungsspitzen der ..Hochfrequenz weniger tief in
das positive
Stromgebiet der Stromspannungskennlinie der Diode eintauchen. Das bedeutet aber
eine geringere Belastung der Hochfrequenzquelle und der Diode. Eiüerseits wird also
der Eingangskreis wesenfiBcl, weniger gedämpft, andererseits kann tnan Diode auch
kleiner machen als allgemein ü lieh, was insbesondere für ultrahohe Schwingungen
wichtig ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die niederfrequente Ausgangsspannung
niederohmiger abgenommen werden kann.
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Diese Wirkungen der Erfindung werden dagegen nicht erzielt bei bekannten
Anordnungen, bei denen in Reihe mit dem Ladekondensator bzw. dem Belastungswiderstand
eine feste oder sich gegebenenfalls sogar mit der Hochfrequenzamplitude selbsttätig
ändernde Gleichspannung liegt, welche eine Gleichrichtung der Hochfrequenz unterhalb
eines Schwellwertes unmöglich macht. Derartige Schaltungen eignen sich nicht zur
verzerrungsfreien De modulation modulierter hochfrequenter Schwingungen; sondern
lediglich zur getrennten Gleichrichtung von Hochfrequenzimpulsen, die oberhalb des
normalen Amplitudenniveaus liegen, z. B. zur Trennung der der Empfangsschwingung
überlagerten Synchronisierimpulsen bei Fernsehempfang.
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Gegenüber Rückkopplungsschaltungen, bei denen ein Ausgleich der Bedämpfung
des Diodeneingangskreises durch eine Rückkopplung erzielt wird, hat die vorliegende
Schaltung vor allem den Vorteil einer größeren Stabilität.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. Die an
den Klemmen 5 auftretende ultrahochfrequente Schwingung wird über den Transformator
7,dessen Sekundärspule 8 durch einen Kondensator abgestimmt ist, der Empfangsdiode
6 zugeführt. Die Hochfrequenzspannung liegt also zwischen den Endeng und i o der
Sekundärspule. Die hochfrequenzspannungführende Klemme g ist unmittelbar mit der
Anode i i der Diode verbunden, während die Kathode 12 über den Belastungswiderstand
i z, einen Verstärkerausgangswiderstand 14 und. eine Spannungsquelle 15 mit der
Niederspannuligsseite io des Eingangskreises verbunden ist. Die letzterwähnte Verbindung
zwischen der Spannungsquelle und der Quelle i o enthält eine Leitung 16. sowie einen
verschiebbaren Kontakt 17, welcher die Größe der Spannung der Quelle 15 einzustellen
gestattet. Diese ist im vorliegenden Falle als Teil des Spannungsteilers 18 der
Anodenspannungsquelle ausgebildet, deren; positiver Pol finit der Klemme i9 und
deren negativer Pol mit ,dem Anschlußpunkt an dem Widerstand 14 verbunden und gleichzeitig
bei 2o geerdet ist. Die am Belastungswiderstand 13 auftretende Gleichspannung wird
dem Steuergitter 22 der Gleichstromverstärkerröhre 21 zugeführt, und vwar wird das
kathodenseitige Ende 25 des Bfeiastungswiderstandes unmittelbar mit dem 'Steuergitter,
die Kathode 23 der Verstärkerröhre über den Ableitwiderstand 3o und die Leitung
26 mit dein Verbindungspunkt 27 der Widerstände 13 und 14 verbunden. Die Anode 29
ist über die Leitung 28 unmittelbar an den positiven Pol der Anodenspannungsquelle
angeschlossen. Der Widerstand 30 ist so beanessen, daß bei fehlender Signalspannung
eine hinreichend hohe negative Vorspanneng am Steuergitter 22 gegenüber der Kathode
23 entsteht. Der Widerstand 14 liegt in der Verbindung der Kathodenleitung mit der
Erdklenzmne 20 und wird somit auch vam Anodenstrom der Röhre 21durchflossen. Der
dadurch am Widerstand 14 entstehende Spannungsabfall bewirkt eine negative Vorspannung
der Anode i i der Empfangsdiode 6. Andererseits bewirkt der Spannungsabfall am Widerstand
15 eine positive Vorspannung der Empfangsdiode. Die beiden Spannungen werden nun
so eingestellt, daß bei fehlendem Signal die Punkte 17 und 27 gleich stark positiv
gegenüber Erde sind, daß also bei fehlendem Signal keine Vorspannung an der Empfangsdiode
liegt.
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Bei ankommenden hochfrequenten bzw. zwischenfrequenten Schwingungen
wird durch die Gleichrichterwirkung der Punkt 25 positiv gegenüber dem Punkt 27,
so daß der Anodenstrom der Röhre 21 und damit gleichzeitig der Spannungsabfall am
Widerstand 14 zunimmt. -Die gesamte zwischen Anode und Kathode der Diode auftretende
Gleichspannung ist im wesentlichen gleich der Spitzenspannung der ankommenden Hochfrequenz.
Diese Spanneig verteilt sich auf den eigentlichen Belastungswider;stand 13. und
den von dem gesteuerten Anodenstrom der Röhre 21 .durchflossenen Widerstand 14.
Hat -der Widerstand 13 eine Größe von i Megohm, der Widerstand 14 eine solche von
etwa io ooo Ohm, so zeigt sich, daß die Zunahme der Gleichspannungbei wachsender
Hochfrequenzam.plitude zu 8o% am Widerstaind 14 und nur zu 20% am Widerstand 13
auftritt. Der von der Diode gelieferte Gleichstrom, der den Spannungsabfall am Widerstand
13 hervorruft, ist somit etwa nur gleich dem fünften Teil des Stromes; der bei gleicher
Hochfrequenzamplitude und gleichem Belastungswiderstand in der gewöhnlichen Schaltung
fließen würde. Das bedeutet eine wesentlich verringerte Bedämpfung des Eingangskreises,
i also eine höhere Trennschärfe und eine größere Ausgangsspannung. Ferner kann die
Diode
nur den fünften Teil der im allgemeinen üblichen Größe besitzen.
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Der Ausgangskreis für die Niederfrequenz liegt parallel zu dem niederohmigen
Widerstand 1q., und zwar kann im vorliegenden Falle 'wegen des niederohmigen Ausgangswiderstandes
ein Transformator 31 oder ein anderes Kopplungsglied niedriger Impedanz verwendet
werden. Die Primärseite des Transformators liegt über. einem Kondensator par. allel
zum Widerstand 1q., die Sekundärseite ist an die Niederfrequenzverstärkerröhre 3z
angeschlossen, deren Anodenleitung 3q. zu dem weiteren Niederfrequenzverstärker
führt.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird also die Spannung zwischen
der Anode .und der Kathode der Diode auf einem verhältnismäßig kleinen Bruchteil
des Spitzenwertes der Eingangsspannung gehalten, .so daß ider Diodenausgangsstrom
proportional verringert wird. So ergab sich '@z. B. bei einer Spitzenspannung von
r r Volt zwischen den Klein.-men 9 und i o des Eingangskreises ein Spannungsabfall
von i Volt am Widerstand 13 und von io Volt am Widerstand 1q. (zusätzlich zu denn
Spannungsabfall am Widerstand 1q. bei fehlendem Signal).