DE706234C

DE706234C - Empfaenger mit selbsttaetiger Scharfabstimmung

Info

Publication number: DE706234C
Application number: DER99029A
Authority: DE
Inventors: Dudley E Foster
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1935-10-17
Filing date: 1937-04-03
Publication date: 1941-05-21
Also published as: NL79628B; GB489094A; US2233751A; DE685380C; NL52037C; US2121103A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBENAM
'21.MAI1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a.⁴ GRUPPE 29 oi

Rppo2p VIIIa,j'21 αϊ

Dudley E. Foster in Orange, New Jersey, V. St. A.,

, ist als Erfinder genannt worden.

Radio Corporation of America in Neuyork, V. St. A. Empfänger mit selbsttätiger Scharfabstimmung

Zusatz zum Patent 685

Das Hauptpatent hat angefangen am 16. Oktober 1936 Patenterteilung bekanntgemacht am 17. April 1941

ist in Anspruch genommen.

Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zur Umsetzung der Abweichung einer Frequenz von einer Normalfrequenz in.eine sie nach Größe und Richtungssinn kennzeich-S nende Gleichspannung, insbesondere zur Regelung der schwankenden Frequenz oder eines Filters, bei der die Summte einer' von der Primärseite eines Übertragers abgegriffenen Wechselspannung und einer von der auf die Normalfrequenz abgestimmten Sekundärseite des Übertragers abgegriffenen und dadurch

. um 90⁰ phasenverschobenen Wechselspannung gleichgerichtet wird. Nach der Erfindung des Hauptpatents ist bei loser Kopplung des Übertragers, z, B. angenähert kritischer Kopplung, auch die Primärseite des Überträgers amf die Normalfrequenz abgestimmt. Insbesondere betrifft das Hauptpatent die Anwendung dieser Einrichtung auf einen Überlagerungsempfänger mit selbsttätiger Scharfabstimmung, bei dem die zwischenfrequente Schwingung über einen Zwischenfrequenztransformator, dessen abgestimmte Primärwicklung mit ihrem spannungführenden Ende mit der Mittelanzapfung der abgestimmten Sekundärspule verbunden ist, an ein Gegentaktgleichrichterpaar gelegt wird, und die zwischen den Ausgangselektroden der Gleichrichter herrschende Gleichspannung zur Regelung der Oszillatorfrequenz in dem Sinne benutzt wird, daß die Zwischenfrequenz konstant bleibt

Bei dieser Empfängeranordnung wurden die niederfrequenten Wechselspannungskom-

ponenten der am Belastungswiderstand eines der beiden Gleichrichter entstehenden Spannung dem Niederfrequenzverstärker zugeführt. Die zur selbsttätigen Scharfabstimmung verwendeten Schaltelemente, also Zwischenfrequenztransformator, Gleichrichter und Widerstände dienen also gleichzeitig für den eigentlichen Empfang, d. h. zur Siebung bzw, zur Gleichrichtung.

Diese Ankopplung des Niederfrequenzverstärkers an den Belastungswiderstand des einen Gleichrichters des zur Gewinnung der Frequenzregelspannung dienenden Gleichrichterpaares erweist sich. bei näherer Untersuchung als mit gewissen Nachteilen behaftet Einmal entstehen gewisse Verzerrungen dadurch, daß, wie weiter unten näher auseinandergesetzt wird, die Resonanzkurve der an einem Gleichrichter entstehenden Spannung unsymmetrisch zur gewünschten Zwischenfrequenz liegt. Zweitens ist aber diese Resonanzkurve bei den Kopplungs- und Dämpfungswerten des Transformators, die zur Erzielung eines hinreichend breiten Regelbereidies, in dem die selbsttätige Scharfabstimmung wirksam ist, notwendig sind, so flach, daß die Trennschärfe für den Empfang nicht genügend ist.

Erfindungsgemäß trägt bei einem Empfänger, der eine Einrichtung nach dem Hauptpatent besitzt, der Transformator dieser Einrichtung eine im wesentlichen nur mit der Sekundärwicklung, aber nicht mit anderen Spulen des Empfängers induktiv gekoppelte dritte Wicklung, an welche der Empfangsgleichrichter angeschlossen ist.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Resonanzkurve der zum Empfangsgleichrichter führenden Kreise symme-4.0 trisch zur Sollzwischenfrequenz liegt, obwohl der Transformator, der an sich zur Erzeugung der Frequenzregelspannung dient, gleichzeitig als Siebm'ittcl für den eigentlichen Empfang nutzbar gemacht wird. Wesentlich für das Zustandekommen der symmetrischen Resonanzkurve ist das Merkmal, daß der Empfangsgleichrichter mit der Sekundärseite des Transformators mittels einer dritten Spule induktiv gekoppelt ist, da die Spannungen an den Enden der Sekundärspule gegen Erde unsymmetrische Resonanzkurven" aufweisen (wegen der Reihenschaltung mit der Primärspule), der Strom durch die Sekundärspule dagegen eine symmetrische Resonanzkurve zeigt.

Bei gleicher Kopplung und Dämpfung des Zwischenfrequenztransformators ist die Resonanzkurve der zum Empfangsgleichrichter führenden Kreise erheblich schmaler als bei der früher vorgeschlagenen Art der Ankopplung. Es läßt sich somit durch die erfindungsgemäße Empfangsanordnung ein zufriedenstellendes Arbeiten der selbsttätigen Scharfabstimmung und gleichzeitig eine hohe Trennschärfe bei verzerrungsfreier Übertragung erzielen. Bei normaler Vorselektion kann man infolgedessen mit einer einzigen Zwischenfrequenzverstärkerstufe auskommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abb. 1. 7<>

Die Antenne A ist mit dem durch den Kondensator ι abstimmbaren Eingangskreis eines ein- oder mehrstufigen Hochfrequenzverstärkers 2 gekoppelt. 3 bedeutet die Mischstufe, deren Abstimmkondensator mit 4 bezeichnet ist. Der Ausgangskreis 3' der Mischstufe ist auf die Zwischenfrequenz, die z. B. im Bereich von 175 bis 465 kHz liegen kann, abgestimmt. Der Zwischenfrequenzverstärker 4' besitzt einen Eingangskreis 5, der mit der Mischstufe gekoppelt ist und ist seinerseits durch einen Transformator mit der Doppeldiode 5' verbunden. Diese Röhre enthält zwei getrennte Diodensysteme 8, 8' und 9, 9'. Der gemeinsame Eingangskreis 7 ist mit seinem *5 einen Ende mit der Diodenahode 8, mit seinem anderen Ende mit der Diodenanode 9. verbunden. Die wechselspannungf uhr ende Seite des Ausgangskreises 6. des Zwischenfrequenzverstärkers 4' ist durch den Kondensator ι ο mit dem Mittelabgriff der Sekundärspule 7' des Kreises 7 verbunden. Dieser MittelabgrifF 11 ist seinerseits an den Verbindungspunkt der Belastungswiderstände 12 und 13 gelegt, deren freie Enden mit je einer der Diodenkathoden 8' und 9' verbunden sind. Die beiden Kathoden 8' und 9' sind durch den Kondensator 14 überbrückt, und die Kathode 9' ist auf Erdpotential gelegt. Der Eingangskreis 7 ist ebenso wie der Kreis 6 auf die Zwischen- ">o frequenz abgestimmt und induktiv mit diesem Kreis gekoppelt, wie durch das Zeichen ;W angedeutet ist.

Die Einrichtung zur selbsttätigen Scharfabstimmung verstimmt den Schwingungskreis 18 des örtlichen Oszillators 19. Der Abstimmkondensator 20 des Oszillatorkreises ist in üblicher Weise, wie durch die gestrichelte Linie 21 angedeutet, mit den Abstimmkondensatoren des Hochfrequenzverstärkers und dem der Mischstufe mechanisch gekoppelt. 22 stellt eine Regelröhre dar, die in an sich bekannter Weise mit dem Oszillatorschwin-r gungskreis 18 so verbunden ist, daß sie diesen verstimmt, indem sie z.B. in den Schwin- "5 gungskreis einen zusätzlichen Blindwiderstand induziert. Die Größe dieses übertragenen Blindwiderstandes ist dabei eine Funktion des Verstärkungsgrades der Regelröhre 22. Die mit E₂ bezeichnete, zwischen den Diodenanöden des Gleichrichterpaares 8 und 9 abgenommene Gleichspannung wird über nicht

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gezeichnete Wechselspannungsfilter und die Leitung 26 dem Steuergitter der. -Regelröhre 22 zugeführt und regelt dadurch die Verstärkung dieser Röhre Und somit die Größe- und den Sinn der Verstimmung des Oszillators. Während nun nach dem Hauptpatent dem Niederfrequenzverstärker die Wechselspannungskomponente der am Widerstand 13 entstehenden mit E₃ bezeichneten Spannung zu-

«o geführt wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine besondere Empfangsdiode 30 benutzt. Diese Diode ist an einen auf die Zwischenfrequenz abgestimmten Kreis 31 angeschlossen. Dieser dritte Kreis ist, wie durch das Bezugszeichen M₂ angedeutet, mit der Spule 7' induktiv gekoppelt. Die Kopplung ist insbesondere so ausgeführt, daß die Spule des Kreises 31 nur mit der Sekundärspule 7' und nicht mit der Primärspule, also der Spule des Kreises 6 gekoppelt ist. Dies wird dadurch. erreicht, wie die Abb. 1 schematisch zeigt, daß die Spule des Schwingungskreises 31, in zwei Teilens und 32' aufgeteilt ist, von denen 32 nur einige- Windungen enthält und fest mit der- Spule 7' gekoppelt ist. Die Windungen der Koppelspule 32 sind" genau in der Mitte der Spule 7' dargestellt, und diese Anordnung muß zweckmäßig auch physikalisch in der Weise durchgeführt werden, daß die Kopplungskapazitäten der Spule 32' zu den einzelnen Teilen der Spule 7' genau symmetrisch zum Mittelabgriff verteilt sind. Um dieses Ziel weitgehend zu erreichen, kann es wünschenswert sein, die Spule 32' und die Leitungen zu dieser von der Spule j'· möglichst zu trennen, gegebenenfalls durch Anbringung der Spule 32 in einer besonderen Abschirmung.⁷ Der Belastungswiderstand 40 liegt hi Reihe mit der geerdeten Kathode der Diode 30 und der Schwingkreisspule und ist durch einen Kondensator, der die Zwischenfrequenz kurzschließt, überbrückt.

Die am Widerstand 40 auftretende Gleichspannung wird über die Leitung 41 und Filterwiderstände den Gitterkreisen der Verstärkerröhre des Hochfrequenzverstärkers und der Mischröhre als Schwundregelspannung zugeführt. Der Gitterkreis des Zwischenfrequenzverstärkers 4' ist durch die Leitung-4i' mit einem Mittelabgriff am Belastungswiderstand 40 verbunden. Die am Widerstand entstehende niederfrequente Wechselspannung wird einem Niederfrequenzverstärker, der eine oder mehrere Stufen !enthalten kann und von einem Lautsprecher gefolgt ist, zugeführt. Die Spannungam Widerstand 40 ist mit E₁ bezeichnet. Die Beziehungen zwischen den Spannun- · gen E_x, E_% und E₃ sind graphisch in Abb. 3 dargestellt. Bei dieser ist die Spannung in Volt, in Abhängigkeit von der Verstimmung in kHz von der Sollfrequenz aufgetragen.

Die Einrichtung zur Gewinnung der -Frequenzregelspannung hat eine geringe Trennschärfe, wenn die niederfrequente Wechselspannung von dem Mittelabgriff der Diodenbelastungswiderstände 12 und 13 abgenom- ' men wird, da die Einrichtung ja in erster Linie auf Phasenänderungen anspricht. Dies zeigt deutlicn der flache Verlauf der Kurve E₃. Die Einrichtung wirkt jedoch wie ein normaler Kreis mit derselben Dämpfung und der gleichen Kopplung auf den dritten induktiv mit ihm gekoppelten Kreis, und daher ist die Trennschärfe dieses dritten Kreises ausgezeichnet, wie der Verlauf der Kurve E₁ zeigt. Eine unsymmetrische Verteilung der kapazitiven Kopplungen verursacht eine Abweichung von der Symmetrie der Kurve E₁. Aus diesem _t Grunde muß die physikalische Anordnung zwischen der Spule 32, 32' und der Spule 7' möglichst so ausgeführt werden, wie es oben erwähnt ist.

Der angekoppelte dritte Kreis 31 übt die Wirkung aus, daß die Steilheit der Frequenzregelspannung E₂ vermindert und ihre beiden Spitzen voneinander entfernt werden, da der Kreis 31 wie ein Resonanzabsorptionskreis auf den Transformator wirkt. Eine Verminderung des Kopplungsgrades des dritten Kreises verringert diese Wirkung und' bewirkt gleichzeitig eine Abnahme der Signalverstärkung; wenn die Steilheit der Regelspannungscharakteristik etwas abnimmt, ist doch die Verstärkung der Regelspannung gut.

Wie die Abb. 3 zeigt, hat die Spannung Zr₃ keinen symmetrischen Verlauf bezüglich der Sollfrequenz. Wird daher diese Spannung als Schwundregelspannung verwendet, so ist die Verstärkung des Empfängers bei Verstimmung nach der einen Seite größer als bei Verstimmung auf der anderen Seite. Dies bedingt eine Unsymmetrie der Einstellung. Wird dagegen die Gleichspannungskompanente der Spannung E₁ als Schwundregelspannung verwendet, so hat auch diese Regel- 1 "5 spannung einen symmetrischen Verlauf.

Die Verwendung der ganzen ,am Widerstand 40 entstehenden Gleichspannung als ,Schwundregelspannung für die Hochfrequenzröhren, und die Mischröhre und eines Teiles, z.B. no der Hälfte dieser Spannung, als Schwundregelspannung für die Zwischenfrequenzröhre 4' ist aus Gründen einer möglichst geringen Verzerrung bei starkem Modulationsgrad zweckmäßig.

In· Abb. 2 ist eine Abänderung der Einrichtung nach Abb. 1 dargestellt, bei welcher der dritte Kreis 31 nicht auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist. Die Spule 32' des Kreises 31 ist wiederum induktiv mit der Sekundärspule 7' gekoppelt. Auch hier ist es wie bei der Anordnung nach Abb. 1

wichtig, daß die kapazitive Kopplung klein und symmetrisch zum Mittelabgriff verteilt ist. Die Drossel 50 liegt in der Verbindung zwischen dem Verbindungspunkt der Wider-S stände 12 und 13 und dem Mittelabgriff der Spule 7'.

Die Diode 30 kann der Diodenteil einer Verbundröhre sein.

Es ist natürlich auch möglich, die Spule to des dritten Kreises an den Primärkreis des Bandfilters induktiv anzukoppeln.

Claims

Patentansprüche:

i. Empfänger mit selbsttätiger Scharfabstimmung mittels einer dadurch gewonnenen Regelspanriung, daß ein die ankommende Wechselspannung führender Abgriff der Primärspule eines lose gekoppelten, sekundärseitig auf die Sollfrequenz abgestimmten Transformators hochfrequenzmäßig mit der Mittelanzapfung der Sekundärspule verbunden ist, und daß die beiden Enden der Sekundärspule an die Eingangselektrode zweier Gleichrich-" ter angeschlossen werden, zwischen deren Ausgangselektroden die Regelspannung abgenommen wird nach Patent 685380, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator eine im wesentlichen nur mit der Sekundärwicklung·, aber nicht mit anderen Spulen des Empfängers induktiv gekoppelte dritte Wicklung trägt, an welche der Empfangsgleichrichter angeschlossen ist. '
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung durch einen Kondensator auf die Trägerfrequenz der ankommenden modulierten Schwingung abgestimmt ist.
3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung derart symmetrisch, zur Sekundärwicklung angeordnet ist, daß die kapazitiven Kopplungen von den beiden Teilen der in der Mitte abgezapften Sekundärwicklung auf die dritte Wicklung gleich groß sind.
4. Empfänger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwundregelspannung von der Empfangsdiode abgenommen wird.

Hierzu τ Blatt Zeichnungen