DE701705C - Ultrakurzwellenempfaenger - Google Patents

Description

R 86954

In der vorliegenden Erfindung handelt es sich um die Kombination zweier Empfangsschaltungen, und zwar vorzugsweise zur Verwendung für sehr kurze Wellen. Die beiden an sich bekannten Schaltungen werden so zum Zusammenarbeiten gebracht, daß die Nachteile der einen Anordnung durch die Eigentümlichkeiten der anderen in vorteilhafter Weise kompensiert werden.

Es ist bekannt, zum Empfang ultrakurzer Wellen Überrückkopplungsempfänger mit Röhren in Bremsfeldschaltung zu verwenden. Das Wesen solcher Überrückkopplungsanordnungen besteht darin, daß die angeschlossenen Resonanzkreise im Takte einer Hilfsfrequenz (Pendelfrequenz) abwechselnd weitgehend entdämpft und gedämpft werden, wodurch eine hohe Empfindlichkeit erzielt wird. Die Gleichrichtung der aufgenommenen Hochfrequenz erfolgt sogleich in der ersten Stufe. Die niederfrequenten Ausgangsspannungen sind dementsprechend gering, so daß ein mehrstufiger Niederfrequenzverstärker erforderlich wird. Der Betrieb solcher Verstärker wird mit steigender Röhrenzahl instabil, da durch unvermeidliche Rückkopplungen über Batterien usw. große Neigung zum Schwingeinsatz besteht.

Eine sehr nachteilige Erscheinung bei den Bremsfeldröhren, das sog. Röhrenklingen, wird durch den Niederfrequenzverstärker ebenfalls weiter verstärkt, so daß auch aus diesem Grunde einer mehrstufigen Niederfrequenzverstärkung eine Grenze gesetzt ist.

Weiterhin ist es bekannt, die einfallende ultrakurze Welle in einem Bremsfeldrohr mit einer in der Frequenz um einen gewissen Betrag verschiedenen Welle zu überlagern und das Frequenzgemisch gleichzurichten. Die dabei entstehende Zwischenfrequenz von zahlenmäßig geringerer Größe wird in einem angeschlossenen Zwischenfrequenzverstärker verstärkt und gleichgerichtet. Beim normalen Langwellenempfang bietet diese Schaltung eine Reihe wertvoller Vorteile. Die Verstärkung kann sehr weit getrieben werden. Gleich-•zeitig kann in der Zwischenfrequenzstufe eine scharfe Frequenzselektion durch entsprechende Bemessung der Bandfilterbreite durchgeführt werden, da die Frequenzkonstanz beim Sender und Überlagerer sehr groß ist.

Bei Ultrakurzwellenverbindungen schwanken nun erfahrungsgemäß Sender- und Überlagererfrequenz in starkem Maße, so daß die aus der Differenz zweier inkonstanter ultrakurzer Frequenzen gebildete Zwischenfrequenz

so stark schwankt, daß sie oftmals längere Zeit außerhalb des Übertragungsbereiches des Zwischenfrequenzverstärkers liegt und somit nicht wiedergegeben werden kann. Verbreitert man den Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers, so sinkt im selben Maße die Verstärkung; die Störungen dagegen werden in steigendem !Maße durchgelassen und mitverstärkt.

ίο Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die beiden bekannten Wege nicht zum Ziele, d. h. zu einem brauchbaren Ultrakurzwellenempfänger. geführt haben.

Eine weitgehend zufriedenstellende Lösung dei Empfangsproblems bei ultrakurzen Wellen stellt die erfindungsgemäße Kombination dar, bei der in einem Ultrakurzwellenrohr durch Überlagerung der Empfangswelle mit einer in der Frequenz um einen gewissen Betrag verschiedenen Welle eine Zwischenfrequenz erzeugt wird und diese dann einer nachfolgenden Überrückkopplungsstufe zugeführt wird. Diese Überrückkopplungsstufe kann man so betreiben., daß sie gleichzeitig als Verstärker und Detektor wirkt. Erfindungsgemäß ergibt sich eine besonders gute Lösung, wenn in der Überlagererstufe ein selbstschwingendes Mischrohr in Bremsfeldschaltung verwendet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Kombination wird also zuerst in einer Ultrakurzwellen-Überlagererstufe eine hochfrequente Zwischenfrequenz gebildet. Das niederfrequente Röhrenklingen wird damit von vornherein unterdrückt. Die Zwischenfrequenz, die als Differenz der schwankenden Sender- und Überlagererwelle entsteht, schwankt prozentual natürlich in weit höherem Maße als die ursprünglichen Frequenzen. Erfindungsgemäß wird weiterhin zur Verstärkung und zur Gleichrichtung dieser stark schwankenden Zwischenfrequenz eine Überrückkopplungsstufe dem Überlagerer nachgeschaltet. Es wird dabei von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei Überrückkopplungsstufen eine Mitnahmecrscheinung auftritt, so daß auch Frequenzen verstärkt werden, die weiter von der Eigenfrequenz des Eingangskreises der Überrückkopplungsstufe entfernt liegen.

Zur Erzielung des Mitnahmeeffektes ist eine besondere Dimensionierung der betreffenden Kreise nicht erforderlich, sondern die Kreise werden als Resonanzkreise für eine bestimmte, jeweils einstellbare Frequenz ausgebildet.

Die Pendelfrequenz bewirkt, daß in dem Eingangskreis des Empfängers eine Erschei-" nung auftritt, die sich in einer Verbreiterung der Resonanzkurve auswirkt, so daß der Empfänger weniger scharf abgestimmt erscheint. Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Schaltbilder der Erfindung. In Abb. 1 stellt ι eine Dipolantenne dar, die über Kondensatoren 2 mit Gitter 3 und Anode 4 eines ultrahochfrequenten Oszillators 5 verbunde.n ist. Zur Eliminierung unerwünschter Frequenzen dient ein Kreis 6, dessen Drähte ungefähr ¹Z₁ Wellenlänge lang sind und ein U bilden, das an seinem Mittelpunkt 15 geerdet ist. Die Induktanz dieser Drähte bildet mit der Kapazität eines Kondensators 7 einen Parallelresonanzkreis, der auf die Frequenz der ankom- menden Wellen abgestimmt ist. Ein solcher Parallelkreis besitzt bekanntlich eine unendlich hohe Impedanz gegenüber den ankommenden Signalen und eine viel geringere Impedanz gegenüber allen anderen unerwünschten Signalfrequenzen.

Die Kondensatoren 2 dienen als Blockierungskondensatoren und verhindern eine Erdung der Batterien 9 und 10 über den Kreis 6. Diese Kondensatoren können auch dazu benutzt werden, um das Kopplungsmaß zwischen Antenne und dem Detektorkreis 5 regeln zu helfen.

Der Kreis 5 stellt z. B. einen Barkhausen-Kurz-Oszillator dar, der bei der vorliegenden Schaltung sowohl als Oszillator als auch als Detektor arbeitet und dessen Elektroden 3 und 4 die Spannungen über Potentiometer von den Batterien 9 und ι ο geliefert werden. Der Drehkondensator 11 dient zur Veränderung der Abstimmung des ersten Detektorkreises zwecks Überlagerung des ankommenden Signals zu einer gewünschten Zwischenfrequenz.

Der Ausgangskreis des örtlichen Oszillators 5 ist über einen Kondensator 12 mit einem Zwischenfrequenzverstärkerdetektorkreis in Übcrrückkopplungsschaltung gekoppelt. An der einen Seite des Kondensators 12 liegt eine Kopplungsimpedanz 13, durch die der Ausgang auf jedes Frequenzband abgestimmt werden kann und die als Widerstand, Kapazität oder Induktanz ausgebildet sein kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist sie als Ohmscher Widerstand ausgebildet, wodurch die Ausgangsströme des Oszillators innerhalb eines weiten Frequenzbereiches geändert werden können.

14 und 15 sind Querkondensatoren, die verhindern, daß die Zwischenfrequenz in die Batteriekreise 9, ι ο übertritt.

Für die Zwischenfrequenzverstärkung eignet sich ganz besonders die Überrückkopplungsschaltung. Die Verwendung einer Überrückkopplungsstufe als zweiter Detektor macht, 115 , abgesehen von den eingangs erwähnten elektrischen Vorteilen, den Empfänger so leicht, daß er bequem transportiert werden kann, da ein mehrröhriger Zwischenfrequenzverstärker dadurch überflüssig gemacht wird, wozu noch die hohe Empfindlichkeit und leichte Einstellbarkeit kommen.

Wegen der konstruktiven Ausbildung der Zwischenfrequenzschaltungen wird verwiesen auf die Patente 555 709 und 583710. Bei diesen Schaltungen ist die eine Röhre mit dem Eingangskreis auf Rückkopplung und die andere mit dem Eingangskreis auf Gegenkopplung geschaltet, wobei jede Röhre abwechselnd entsprechend der den Kathoden aufgedrückten Pendelfrequenz arbeitet.

Die Zwischenfrequenz wird der Spule 16 zugeführt, die mit dem Kreis 17, 18 gekoppelt ist, der seinerseits mit zwei indirekt geheizten Trioden 19, 20 verbunden ist. Der Kreis IJ, 18 ist auf die ankommende Zwischen frequenz abgestimmt. Mit den Anoden der Röhren 19 und 20 ist ,eine Rückkopplungsspule 21 verbunden, die mit dem Gitterkreis der Röhren gekoppelt ist. 22 ist ein Pendelfrequenzgenerator, der mit den Kathoden 23

an und 24 der Röhren gekoppelt ist und mit einer bestimmten Frequenz, etwa 25 kHz, das Potential dieser Kathoden gegenüber den Gittern ändert. In der Praxis hat sich gezeigt, daß man einen weiten Frequenzbereich durch die Pendelfrequenz erhält, wenn die Überrückkopplungsstufe mit einer Welle von 100 m und weniger arbeitet. Diese Verbindung des Pendeloszillators mit den Kathoden hat den Vorteil der Einfachheit und Symmetrie bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Wirkungsgrades bzw. Verstärkungsgrades im Gitterkreis. Ein weiterer Vorteil dieser Kopplungsart besteht darin, daß die niederfrequenten Pendelströme keinen schädlichen Einfluß auf den H.F.-Kreis ausüben.

Abb. 2 zeigt eine Abänderung der Überrückkopplungsschaltung. Hier ist von einem besonderen Pendeloszillator abgesehen. Die Kopplung zwischen den Ausgangskreisen der Rückkopplungsröhre 35 und der Gegenkopplungsröhre 36 sowie deren Differentialeingangskreisen ist so angeordnet, daß sich eine wirksame Pendelung bei jeder gewünschten Frequenz ergibt, die ihrerseits von den Konstanten des Kreises abhängt.

Die ankommenden zwischenfrequenten Signale werden der Spule 15 zugeführt, die mit den Spulen 25 und 26 gekoppelt ist. Die Spulen 2 5 und 26 bilden zusammen mit dem Kondensator 27 einen auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreis. 28 ist ein zwischen den Spulen 25 und 26 liegender Kondensator, dessen Kapazität so groß ist, daß er für die Zwischenfrequenz als Kurzschluß anzusehen ist; in Kombination mit der Induktanz 30 bildet er aber einen Niederfrequenzkreis zwischen den Gittern der beiden Röhren, wobei der unerhebliche Einfluß der ■Induktivitäten der Spulen 25 und 26 gegenüber der Niederfrequenz vernachlässigt werden kann. Ein Kondensator 29 von relativ großer Kapazität bildet zusammen mit einer Spule 31 den niederfrequenten Resonanzkreis zwischen den beiden Anoden, der mit dem niederfrequenten Gitterkreis 30, 28 zwecks Erzeugung einer Pendelfrequenz rückgekoppelt ist. Diese Kreise brauchen jedoch nicht direkt gekoppelt zu sein, um den beispielsweise niederfrequenten Pendeleffekt zu erzielen. Die Kreise 29, 31 und 28,30 wirken für die relativ hohe Zwischenfrequenz als Kurzschlußkreise und für- die niedrigen Pendelfrequenzen als koppelnde Resonanzkreise. Wegen der niederfrequenten Rückkopplung zwischen den Spulen 30 und 31 schwingt die Röhre 36 und bringt dadurch die beiden niederfrequenten Kreise 29, 31 und 28, 30 zum Schwingen. Die Röhre 35 hat nur eine geringe Wirkung bei der verhältnismäßig niedrigen Pendelfrequenz, da ihr Anodenkreis über die Hochfrequenzrückkopp-Iungsspule32 und den Kondensator 33 für die Pendelfrequenz praktisch kurzgeschlossen ist. Diese niedrige Pendelfrequenz wird den Gittern von 35 und 36 direkt über die Spulen 25 und 26 zugeführt.

Zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung soll angenommen werden, daß Wellen von 0,5 m entsprechend 600 Mill. Hz empfangen werden soEen, wobei zu bemerken ist, daß man mit der erfindungsgemäßen Kombination Wellen bis herab zur Größenordnung von 1 cm empfangen kann. Die ankommenden hochfrequenten Signale werden von der Antenne 1 aufgenommen und über die Kondensatoren 2 dem Kreis 5 zugeführt, wobei die unerwünschten Signale von abweichender Frequenz über den Kreis 6 zur Erde abgeleitet werden. Die Frequenz des selbstschwingenden Mischrohres 5 wird entsprechend der gewünschten Zwischenfrequenz mit Hilfe des Kondensators n des Heizwiderstandes 34 und des Anoden- und Gitterpotentiometers 9 und 10 eingestellt. Die durch Überlagerung der Schwingungen des Oszillators 5 und der ankommenden Schwingungen erhaltene Zwischenfrequenz wird dann über den Kondensator 12 dem zweiten Detektorverstärker, der nach dem Überrückkopplungsprinzip arbeitet, zugeführt, wobei die Kopplungsimpedanz 13 entsprechend dem gewünschten Frequenzband gewählt bzw. eingestellt wird.

Der Überrückkopplungskreis des zweiten Detektprverstärkers kann erforderlichenfalls auf den Empfang von Schwingungen mit Fre- ti;; quenzen von 3 Mill. Hz eingestellt werden. Um Schwingungen dieser Frequenz mit dem zweiten Detektorkreis empfangen zu können, muß der erste Detektorkreis 5 z. B. auf eine Frequenz von 603 oder 597 Mill. Hz eingestellt werden. Die ultrahochfrequenten Kreise sind so angeordnet und bemessen, daß sie ein

Claims (3)

1. Band von mehreren Mill. Hz auf beiden Seiten der Signalfrequenz, welche in diesem Fall 600 Mill. Hz beträgt, durchlassen. Der Ausgangskreis 12, 13 ist so angeordnet, daß er die Zwischenfrequenz mit ihrer Modulation durchläßt. Der ultrahochfrequente Oszillatorkreis 5 arbeitet als selbstschwingende Mischröhre mit Gleichrichterwirkung, d. h. er schwingt bei 600 4; 3 Mill. Hz und richtet bei derselben Frequenz gleich. Die Überlagerung der ankommenden Signalschwingungen von z. B. 600 Mill. Hz mit den durch den Hochfrequenzoszillator 5 erzeugten Schwingungen ergibt beispielsweise eine Zwischenfrequenz von 3 Mill. Hz am Kondensator 8. Diese Zwischenfrequenz wird im Überrückkopplungskreis empfangen, verstärkt und gleichgerichtet. Die niederfrequenten Signale werden dann an einem Indikator wahrgenommen. ζ. B. in einem Telephon abgehört.

   Ρλ τ ε ν τ λ ν s ρ r ü c η ε :

   ι. Ultrakurzwellenempfänger, insbesondere für bewegliche Stationen, dadurch ge- »5 kennzeichnet, daß die in einem Ultrakurzwellenrohr durch Überlagerung der Empfangswelle mit einer in der Frequenz um einen gewissen Betrag verschiedenen Welle erzeugte Zwischenfrequenz einer nachfolgenden Überrückkopplungsstufe zugeführt wird.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überrückkopplungsstufe als Verstärker und Detektor λν-irkt.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Überlagererstufe ein selbstschwingendes Mischrohr in Bremsfeldschaltung verwendet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen