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Einrichtung zur Beseitigung der von atmosphärischen und ähnlichen
Störungen herrührenden Knackgeräusche bei Empfängern oder Verstärkern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zur Beseitigung der von atmosphärischen und ähnlichen
Störungen herrührenden Knackgeräusche bei Empfängern oder ähnlichen Geräten.- Es
soll durch die Erfindung insbesondere die untere Grenze der störenden. Stoßspanmuigen;
die =noch abgedämpft werden können, weiter heruntergedrückt werden.
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Die bisher bekannten Einrichtungen zur Störbeseitigung sind deshalb
häufig nicht wirksam genug., da sie leine dämpfende Wirkung entweder nur bei sehr
starken Störurigen erzielen lassen oder aber bereits die Spitzen der gewünschten
Signalspannung. abschneiden, was stärke Verzerrtuigen bedeutet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Verstärkungskanal für die
Niederfrequenz eine Einrichtung zur bevorzugten Übertragung der hohen Tonfrequenzen,
an -einer dahinterliegenden Stelle eine Einrichtung zur Auslöschung oder Begrenzung
der über die größtmögliche Amplitude der gewünschten Schwingung hinausgebenden Spannungen
und an einer noch weiter dahinterliegenden Stelle eine Einrichtung zur bevorzugten
Übertragung der übrigen Tonfrequenzen und damit zum Ausgleich der Frequenzvexzerrung
vorgesehen.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt darin, daß: die
Auslöschüng oder Begrenzung im wesentlichen auf den Bereich der hohen Tonfrequenzen
beschränkt ist, in dem die Amplitude der Nutzschwingungen im allgemeinen verhältnismäßig
klein ist. Man kann daher den Spanntmgsschwellwert, bei dem die Auslöschung oder
Begrenzung mtrklich wirksam -wird, erheblich niedriger legen, als es bisher möglich
war und kann daher auch verhältnismäßig schwache Störungen unwirksam machen.
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Die Wirkungsweise der vorliegenden Erzfindung beruht auf der Tatsache,
daß im Modülationsspektrum eines mit Sprache öder
Musik modulierten
Senders die höheren Modulationsfrequenzen mit wesentlich geringeren Amplituden enthalten
sind als die tieferen Modulationsfrequenzen. Das Verhältnis von Störamplitude zu
Nutzamplitude ist infolg.-dessen bei höheren Tonfrequenzen wesentlich größer als
bei tieferen Tonfrequenzen. auf diese Tatsache gründet sich ein bekanntes Verfahren,
'durch das eine Störungsverminderung dadurch erreicht werden soll, daß auf der Senderseite
die hohen Tonfrequenzen wesentlich bevorzugt werden, während sie auf der Empfängerseite
in entsprechender Weise vernachlässigt werden. Bei diesem Verfahren sind zusätzliche
Mittel auf der Senderseite erforderlich, und außerdem besteht der Nachteil, daß
infolge der größeren Amplitude der entfernteren Seitenbandfrequenzen frequenzmäßig
benachbarte Sender sich in höherem Maße als bisher beeinflussen.
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Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, bei einem Empfänger die
höheren Tonfrequenzen aus dem gesamten Tonfrequenzbereich durch elektrische Filter
herausiusieben; in einem Parallelzweig in ihrer Amplitude zu begrenzen und darauf
mit den anderen Tonfrequenzen zu vereinigen. Die hier vorliegende Erfindung vermeidet
aber die Notwendigkeit zweier paralleler Übertragungskanäle.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt A11. i. An die Eingangsklemmen
io wird die zu verstärkende Spannung gelegt und den Ausgangsklemmen 12 durch einen
Verstärker zugeführt. Dieser enthält in seiner spannungführenden Leitung eine Niederfrequenzverstärkerstufe
13, einen Kopplungskondensator 14, der zur Bevorzugung der hohen Frequenzen dient,
eine Verstärkerröhr e 15 mit dem Kopplungskondensator 16, einen Widerstand 17, einen
Kopplungskondensator 1ä, ,eine Phasenumkehrröhre i g, einen Kopplungskondensator
20, einen Widerstand :zi, einen Kondensator 22, eine Verstärkerstufe 23, eine Kopplungseinrichtung
zur Bevorzugung der tiefen Frequenzen, bestehend aus der Drosselspule 24, dem Widerstand
25 und dem Kondensator 26, sowie endlich den Verstärker 27.
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Zwischen dieser spannungführenden Leitung und der geerdeten Leitung
liegen der Anodenwiderstand 29 -der Eingangsstufe 13, hinter dieser Stufe eire Begrenzer-
oder Störunterdrückerröhre 3o mit einer Spannungsteilereinrichtung 3 i, 32, 33,
3:1 zur Einstellung der Gittervorspannung und einer ähnlichen Spannungsteilereinrichtung
38, 35, 36 zur Einstellung der Anodenspannung und hinter der Stufe i9 eine ähnliche
Begrenzer-stufe 37.
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Die beiden Unterdrückerröhren 30 und 37 arbeiten in an sich
bereits vorgeschlagener Weise so, daß sie infolge starker negativer Gittervorspannung
im allgemeinen gesperrt sind, aber bei Spannungsspitzen, die eine bestimmte, insbesondere
einstellbare Grenze überschreiten, leitend werden und die Übertragungsleitung durch
ihre Anoden-Kathoden-Strecke kurzschließen. Die Röhre 3o arbeitet bei Stoßspannungen
in der einen, die Röhre 37 bei Stoßspannungen in der anderen Richtung.
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Die Bevorzugung der hohen Tonfrequenzen wird durch den Kopplungskondensator
14 bewirkt, welcher z. B. in der Größenordnung von i oo Mikr omikrofarad liegt.
Die Entzerrung der Frequznzkurve nach der Begrenzung findet durch den Ausgang des
Verstärkers 23 statt, und zwar muß zu diesem Zwecke der Anodenaußenwiderstand der
Stufe 23 den Innenwiderstand der Röhre bei allen Tonfrequenzen übersteigen, soll
aber bei den hohen Tonfrequenzen am.größten sein. Wenn dann die Anodenspannung gleich
ist, ist der Anodenstrom angenähert # L'`-''-- , und die Spannung am Widerstand
25 ist umgekehrt proportional der Frequenz. Wenn diese Spannung an den Eingang des
Verstärkers 27 gelegt wird, kann jedes gewünschte Gleichgewicht zwischen den Frequenzbereichen
an den - Ausgangsklemmen 12 hergestellt werden.
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Wenn eine starke Stoßspannung auf die Antenne des Empfängers trifft,
entsteht ein gedämpfter abklingender Schwingungszug, der dem Empfangsgleichrichter
zugeführt wird. Die Gleichrichtung dieser Wellengruppe lä13t einen nur in einer
Richtung verlaufenden Spannungsimpuls entstehen, wie die Kurve i i am Eingang des
Niederfrequenzverstärkers in Abb. i zeigt. Läßt man diesen Impuls durch die Einrichtung
zum Anheben der hohen Tonfrequenzen gehen, so ist das Ergebnis damit gleichbedeutend,
daß man mathematisch die Ableitung des Impulses bildet, Das Ergebnis dieses Vorganges
ist in dem Wellenzug der Röhre 15 in Abb. i dargestellt. Bei diesem Wellenzug
ist die Höhe jedes Punktes über der Mittellinie gleich der Steilheit des entsprechenden
Kurvenpunktes bei der in der Stufe 13 einfallenden Welle. Auf diese Weise
wird der in einer Richtung verlaufende Impuls in zwei aufeinanderfolgende Impulse
entgegengesetzter Richtung umgewandelt. Aus diesem Grunde ist es nötig, sowohl die
positive als auch die negative Halbwelle der Schwingung zu begrenzen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. 2. Dieses
unterscheidet sich von dem in Abb. i dargestellten zunächst darin, daß eine Spule
40 im Ausgangskreis des Verstärkers 41 dazu dient, die hohen Frequenzen zu bevorzugen.
Die gesamte Impedanz, die im Ausgangskreis dieser Stufe liegt
und
die außer- der Spule 40 und dein Kopplungskondensator 45 aus -dem Gitterableitwiderstand
46 besteht, - soll im -wesentlichen gleich der Spulenimpedanz sein, deren
Selbstinduktion vorzugsweise o, i Henry betragen. soll. Die übertragene Spannung
ist dann angenähert proportional t der Frequenz. Der Kopplungskondensator 45 kann
groß genug sein, so daß er auch noch die niedrigste Frequenz überträgt. ' Zur Amplitudenbegrenziuig
dient bei der Anordnung nach Abb.2 eine einzige Röhre 42, bei der die Begrenzung
in bekannter Weise durch die Knicke der Anodenstromkennlii-iie nach beiden Seiten
hin erfolgt.
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Der Ausgangskreis der nächstfolgenden Verstärkerstufe 23 enthält einen
Widerstand 43 in der Übertragungsleitung und eine Kapazität 44 quer zur Übertragungsleitung,
welche zur Entzerrung der verzerrten Frequenzkurve dadurch dienen, daß nunmehr die
tieferen Frequenzen bevorzugt übertragen und den Ausgangsklemmen 12 zugeführt werden.
Die Werte des Widerstandes 43 sowie des Anodenbelastungswiderständes 47 und des
Ableitwiderstandes 48 sollen groß sein gegenüber der Impedanz des Kondensators 44
bei der niedrigsten gewünschten Frequenz. Die genaue Bemessung der die Verzerrung
bzw. Entzerrung hervorrufenden ,Elemente ist natürlich in jedem Falle von den besonderen
Bedingungen abhängig.
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Die Verzerrung und die spätere Wiederentzerrung der Frequenzkurve
kann 'z. B. auch durch .je .einen aus Spule, Kondensator und Widerstand zusammengesetzten
Parallelkreis erfolgen, der .auf die hohen Tonfrequenzen abgestimmt und vor der
Begrenzerstufe quer zur Übertragungsleitung, hinter der Begrenzerstufe in der- übertragungsleitung
liegt.
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Als Amplitudenbegrenzer können ferner z. B. auch in an sich bekannter
Weise vorgespannte Gleichrichter dienen. Besonders einfach läßt sich die Begrenztuig
auf .der Sekundärseite eines Gegentakttransformators durchführen, indem etwa die
beiden äußeren Enden der Sekundärwicldung mit den Anoden zweier Dioden verbunden
werden, deren Kathoden miteinander unmittelbar und mit dem Mittelabgriff der Sekundärwicklung
über eine Spannungsquelle verbunden sind, welche die Anoden der Diode negativ vorspannt.
Die Enden der Sekundärwicklung sind außerdem an die Steuergitter der nachfolgenden
Gegentaktröhre .angeschlossen. In diesem- Verstärkerteil erfolgt gleichzeitig die
Entzerrung der Frequenzkurve durch bevorzugte Übertragung der tiefen Töne.
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In gewissen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, vor der Begrenzung
nicht nur die hohen, sondern auch die sehr tiefen Töne gegenüber den tiefen bzw.
mittleren Frequenzen bevorzugt zu übertragen. Das kann insbesondere dann. vorteilhaft
sein, wenn die Störungen auch merkliche Komponenten im Gebiete sehr tiefer Frequenzen
enthalten. Die FrequenzentzerrLmg muß in diesem Fälle nach der Begrenzung durch
eine Bevorzugung der mittleren Frequenzen erfolgen.
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Die Erfindung ist nicht auf Empfänger beschränkt, sondern kann natürlich
auch bei Verstärkern z. B. für Sprechmaschinen oder Tonfilmübertragtuig in Anwendung
kommen.