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Einrichtung zur selbsttätigen Scharfabstimmung eines Überlagerungsempfängers
Es ist bereits bekannt, bei einem Überlagerungsempfänger eine selbsttätige Scharfabstimmung
durch elektrische Nachstimmung derüberlagerungsfrequenz vorzunehmen. Dies wird gewöhnlich
durch eine Regeleinrichtung bewirkt, die etwa mittels zweier gegensinnig gegen den
Sollwert der Zwischenfrequenz verstimmter Kreise und zweier Gleichrichter eine Regelspannung
erzeugt, die je nach dem Sinn der Verstimmung positiv oder negativ und bei richtiger
Abstimmung gleich Null ist. Diese Regelspannung dient zur Regelung einer Verstärkerröhre,
die den Schwingungskreis des Überlagerungsoszillators nach der einen oder nach der
anderen Seite verstimmt. Dadurch wird die bei der Grobabstimmung von Hand verbleibende
Verstimmung ausgeglichen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, die gleiche Wirkung auf einfachere
Weise zu erzielen. Ferner ist ein überlagerungsempfänger bekannt, bei dem der auf
der Überlagererfrequenz schwingende Oszillator durch einen auf der Zwischenfrequenz
schwingenden Oszillator und eine Mischeinrichtung zur Bildung einer Überlagererfrequenz
aus der Frequenz des Oszillators und der Empfangsfrequenz ersetzt ist. Der auf der
Zwischenfrequenz schwingende Oszillator wird hierbei von der eigentlichen Zwischenfrequenz
des Empfängers mitgenommen. Bei dieser Schaltung geht jedoch die Zwischenfrequenzselektion
verloren, da jede Empfangsfrequenz zusammen mit dem auf der Zwischenfrequenz schwingenden
Oszillator eine Überlagererfrequenz bildet, welche wiederum mit der Empfangsfrequenz
eine mit der empfangenen Nachricht modulierte Zwischenfrequenz ergibt. Dieser Nachteil
ist bei der Erfindung nicht vorhanden, da ein auf der überlagererfrequenz
schwingender
Oszillator verwendet wird, welcher in bekannter @@-eise außer mit der Spiegelfrequenz
nur mit der gewünschten Empfangsfrequenz eine Zwischenfrequenz bildet.
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Es ist auch b;kannt, in einem Empfänger, der einen mit der Cberlagererfrequenz
schwingenden Oszillator besitzt, diesen Oszillator durch die vervielfachte Zwischenfrequenz
mitzunehmen. Hiermit kann man jedoch nur solche Empfangsfrequenzen cinpfatigen,
zu deitjn emeÜberlagererfrequenz gehört,welche ein ganzes Vielfaches der Zwischenfrequenz
beträgt.
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Bei der Erfindung ist diese Einschränkung nicht vorhanden.
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Der erfindungsgenuille l"berlagerungsenipfänger ist gekennzeichnet
durch ein auf clen Sollwert der Zwischenfrequenz abgestimmtes Filter, dein die am
Ausgang der -Mischstufe entstehende zwischenfrequente Schwingung zugeführt wird,
und durch eine zusätzliche Mischstufe, in der die hochfrequente Empfangsschwingung
und die am Ausgang des Filters entstehende zwischenfrequente Schwingung miteinander
gemischt werden und deren Ausgangsschwingung zur -Mitnahme des Überlagerurigsoszillators
dient.
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Die Wirkungsweise der Erfindung ergibt sich aus folgendem: Die von
der normalen -Mischstufe erzeugte zwischenfrequente Schwingunwird über das Filter
zui zusätzlichen Mischstufe geleitet und dort durch Überlagerung finit der hochfrequenten
Empfaiigsseliwin#ung in #berlagerungsfrequenz umgewandelt. Diese Überlagerungsfrequenz
wird (gegebenenfalls über den mitgenommenen Überlagerungsoszillator) wieder der
normalen Mischstute zugeführt und dort wiederum finit der Empfangsschwingung derart
gemischt, daß die zwischenfrequente Schwingung entsteht. Es handelt sich also ähnlich
wie bei einer Rückkopplungsschaltung um einen geschlossenen lsreislauf. mit der
Ausnahme, (laß an zwei Stellen des Kreises eine Fre:luenzwandlung stattfindet. l'l)erlagerungsfrequenz
und Zwischenfrequenz sind dadurch miteinander gehoppelt, daß ihre Summe (oder Differenz)
auf jeden Fall gleich Gier festen Trägerfrequenz des empfangenen hochfrequenten
Senders ist. Im Rahmen dieser gegenseitigen Abhängigkeit sind aber Überlag;rungsfrequenz
und Zwischenfrequenz innerhalb gewisser Grenzen veränderbar. Im Falb des Vorhandenseins
eines besonderen Überlagerungsoszillators, der von Hand grob abgestimmt wird, besteht
diese Veränderbarkeit auch nach vollzogener Grobabstimmung innerhalb des Mitnehinerbereiches
des Oszillators.
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Der sich nun im Gleichgewicht wirklich einstellende stabile Zustand,
der durch eine bestimmte Üherlagerungsfrequenz und die zugehörige Zwischenfrequenz
dargestellt wird, ist wesentlich mitbestimmt durch das eingeschaltete Filter, das
auf den Sollwert der Zwischenfrequenz abgestimmt ist: Die ganze Anordnung ist daher
bestrebt, auch dann, wenn etwa der besondere Ü berlagerungsoszillator zunächst falsch
abgestimmt ist, diesen Zustand in der Weise abzuändern, daß das Filter für die sich
bildende Zwischenfrequenz möglichst durchlässig ist, d. h. daß die wirkliche Zwischenfrequenz
mit der Resonanzfrequenz des Filters, also dem Sollwert der Zwischenfrequenz, möglichst
übereinstimmt.
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Der Regelvorgang setzt dann ein, wenn die dein zu empfangenden Sender
entsprechende zwischenfrequente Schwingung mindestens schon mit ihren Seitenbandfrequenzen
in den Durchlässigkeitsbereich des Filters hineinfällt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung an Hand
des Teilschaltbildes eines Überlagerungsempfängers. Dieses enthält die --Mischstufe
i, den örtlichen Überlagerungsoszillator 2 und eine zusätzliche Röhre 3, die an
Stelle einer Frequenzregelröhre zum Zwecke der selbsttätigen Scharfabstimmung dient,
hier aber als zusätzliche Mischröhre geschaltet ist. Die von der Antenne empfangenen
und in einem nicht gezeichneten Hochfrequenzverstärker verstärkte Schwingung der
Trägerfrequenz f, wird der Mischröhre über den abstimnibaren Schwingungskreis .I
mit dein Drehkondensator 5 zugeführt. Das spannungführende Ende des Schwingungskreises
ist mit dem Steuergitter 6 der als Heptode ausgebildeten Mischröhre zugeführt, während
das geerdete Ende über den zur Erzeugung der Gittervorspannung dienenden Kathodenwiderstand
8 hochfrequenzmäßig an der Kathode liegt. Die Anode 9 der Mischröhre i ist über
die Primärspule io des Zwischenfrequenztransforniators Ml mit einem Punkt positiven
Potentials verbunden. Der Primärkreis dieses Transformators ist durch den Kondensator
i i auf den Sollwert der Zwischenfrequenz f, abgestimmt. Das gleiche gilt für den
Sekundärkreis 12, der an den Zwischenfrequenzverstärker des Empfängers angeschlossen
ist: Dem zweiten Steuergitter 13 der Mischröhre i wird die Oszillatorschwingung
zugeführt, deren Frequenz, wie allgemein üblich, höher, als die Empfangsfrequenz
fl, also gleich il -E- f2 sein soll. Die Oszillatorröhre 2 ist als Penthode
ausgebildet und als Dynatron geschaltet. Das zweite Steuergitter 17 ist über den
Widerstand 29 gleichstrommäßig mit einem Punkt höheren Potentials verbunden als
die Anode 18. Das dazwischenliegende dritte Gitter i9 liegt gleichstrommäßig über
die
Schwingkreisspule 2o und dem Ohmschen Widerstand 23 an Erde und dadurch auf einem
geringen negativen Potential gegenüber der Kathode 25, die über den kapazitiv überbrückten
Widerstand 24 geerdet ist. Das erste Gitter 27, das nicht zur Schwingungserzeugung,
sondern nur zur Mitnahme dient, ist gleichstrommäßig über den Widerstand 61 mit
einem Abgriff des Kathodenwiderstandes verbunden, dessen Wahl die Amplituden der
erzeugten Schwingung einzustellen gestattet.
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Parallel zur Schwingkreisspule 2o liegt die Reihenschaltung des mit
dem Drehkondensator 5 mechanisch gekuppelten Drehkondensators 2i und des Verkürzungskondensators
22. Die Gitter 17 und ig sind durch den Kondensator 28 wechselstrommäßig verbunden.
Infolge der durch die Wahl der Arbeitsbedingungen der Röhre erzeugten negativen
Steilheit arbeitet die Röhre als Dynatron und beginnt ohne besondere Rückkopplungsspule
in der durch die Eigenfrequenz des Schwingungskreises bestimmten Frequenz zu schwingen.
Die erzeugte Schwingung weicht aber von der Eigenfrequenz des Schwingungskreises
innerhalb eines gewissen Bereiches (einige kHz) ab, wenn dem Steuergitter 27 eine
in entsprechender Weise abweichende Frequenz von hinreichend großer Amplitude zugeführt
wird. Diese zur Mitnahme dienende Frequenz wird durch die zusätzliche Mischstufe
3 erzeugt, die ebenfalls als Heptode ausgebildet ist. Die Kathode 3o dieser Röhre
ist über den kapazitiv überbrückten Widerstand 34 geerdet. Dem ersten Steuergitter
31 wird über den Kondensator 4o die am Schwingungskreis 4 liegende hochfrequente
Empfangsschwingung zugeführt. Das Steuergitter 32 ist über den Kondensator 64 und
die Leitung 5o mit dem spannungführenden Ende des Sekundärkreises des auf den Sollwert
der Zwischenfrequenz abgestimmten Bandfilters 111 verbunden. Die Anode 33 der Röhre
ist über den Kondensator 6o mit dem Mitnahmegitter 27 der Oszillatorröhre verbunden.
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In der Mischstufe 3 entsteht durch Mischung der Zwischenfrequenz f2
und der Empfangsschwingung f1 die Schwingung fi + f2 = fs. Wenn zunächst
die Frequenz des Oszillators 2 von dem richtigen Wert etwas abwich und infolgedessen
der Träger des am Ausgang der Röhre i entstehenden zwischenfrequenten Empfangsgemisches
ebenfalls von dem Sollwert der Zwischenfrequenz abweicht, so wird doch durch Wirkung
des auf den Sollwert der Zwischenfrequenz abgestimmten Bandfilters M vorzugsweise
die richtige Zwischenfrequenz herausgesiebt, die in der Röhre 3 zusammen mit der
Empfangsschwingung die richtige Überlagerungsfrequenz erzeugt. Diese nimmt den Oszillätor
2 mit, so daß auch dieser nunmehr in der richtigen Oszillatorfrequenz schwingt und
infolgedessen auch die entstehende Zwischenfrequenz nunmehr den gewünschten Wert
hat.
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Der Verstimmungsbereich des Empfängers, innerhalb dessen die Mitnahme
und damit die selbsttätige Scharfabstimmung erfolgt, hängt ab von der Trennschärfe
der Hochfrequenzkreise und der Zwischenfrequenzkreise. Die Röhre 3 erzeugt dann
zur Mitnahme verwendbare Überlagerungsschwingung, sobald die Grobabstimmung so weit
bis zum richtigen Wert durchgeführt ist, daß die zwischenfrequente Empfangsschwingung
am Kreis 12 zumindest mit den Seitenbandschwingungen in hinreichender Amplitude
auftritt. Die Trennschärfe des Empfängers wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung
scheinbar größer.
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Die Amplitude der Oszillatorschwingung der Röhre 2 wird zweckmäßigerweise
so eingestellt, -daß die Mischröhre i nicht gesättigt ist, so daß ein Anwachsen
der Oszillatoramplitude auch ein Anwachsen der.Zwischenfrequenzamplitude bedeutet.
Die Röhre :2 wird in diesem Falle ihre größte Amplitude dann haben können, wenn
die maximale Zwischenfrequenzamplitude auftritt, d. h. wenn die Zwischenfrequenz
ihren Sollwert angenommen hat. Dieser Zustand ist also stabil.
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Der sich wirklich einstellende Wert der Trägerzwischenfrequenz stimmt
um so genauer mit dem Sollwert überein, je schärfer die Siebkreise, die zwischen
der normalen Mischstufe i und der zur Frequenzregelung dienenden zusätzlichen Mischstufe
3 liegen, auf den Sollwert der Zwischenfrequenz abgestimmt sind. Es kann daher mit
Vorteil die zwischenfrequente Schwingung,- die der Mischstufe 3 zugeführt wird,
noch von einem weiter hinten, also näher dem Empfangsgleichrichter zu gelegenen
Punkte des Zivischenfrequenzverstärkers abgenommen werden. Ferner ist es möglich,
in die Leitung, die von irgendeinem Punkt des Zwischenfrequenzkanals zur zusätzlichen
Mischstufe führt, besondere Filter einzuschalten. Diesen kann man sogar eine wesentlich
höhere Trennschärfe verleihen, als es bei den zur Übertragung der Empfangsschwingung
zum Empfangsgleichrichter führenden Kreisen des Zwischenfrequenzverstärkers selbst
möglich ist, z. B. kann man ein auf den Sollwert Jer Zwischenfrequenz abgestimmten
Quarzkristall verwenden.