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Überlagerungsempfänger, insbesondere für kurze Wellen Die Erfindung
besteht darin, daß zur Durchführung eines überlagerungsempfanges die Überlagerungsschwingungen
durch Vervielfachung der Zwischenfrequenzschwingungen und Beseitigung ihrer Modulation
gewonnen werden, und daß Empfangsträgerfrequenz und Überlagerungsfrequenz je ein
ganzes Vielfaches der Zwischenfrequenz sind, und daß dabei die Überlagerungsfrequenz
kleiner als die Empfangsfrequenz ist.
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Im Gegensatz zu den bekannten Überlagerungsempfängern mit Umwandlung
der Empfangsfrequenz in eine Zwischenfrequenz mit Hilfe eines örtlichen Oszillators
hat der erfindungsgemäße Empfänger den Vorteil, daß die Schwierigkeit der Konstanthaltung
einer örtlich erzeugten Überlagerungsfrequenz fortfällt. Hierauf wird weiter unten
noch näher eingegangen.
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Die erfindungsgemäße Umwandlung in eine Zwischenfrequenz ist gleichbedeutend
mit der Anwendung-eines Frequenzteilungsverfahrens, welches an sich, jedoch nicht
im Zusammenhang mit Empfängern, bekannt ist. Es ist auch bekannt, die Empfangsfrequenz
durch Frequenzteilung in eine niedrigere Frequenz umzuwandeln. Ein brauchbares Mittel
hierzu ist jedoch nicht angegeben.
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Ferner ist es bekannt, die Empfangsfrequenz zum Zwecke des Homodynempfanges
mit einer Frequenz zu überlagern, welche durch Vervielfachung einer vom Sender mit
übersandten Subharmonischen der Trägerfrequenz gewonnen ist. Die Erfindung bezieht
sich dagegen nicht auf den Homodynempfang, sondern auf den Überlagerungsempfang.
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Die Erfindung wird an Hand der Abbildungen nachfolgend näher erklärt.
In Abb. i wird die zu teilende Empfangsfrequenz E einem Steuergitter einer Mischröhre,
z. B. einer Hexode, zugeführt. Von der Anode wird die Zwischenfrequenz Z, die man
sich zunächst einmal vorhanden denken muß, abgenommen und in dem Zwischenfrequenzverstärker
ZF verstärkt. Die Zwischenfrequenz wird dann einerseits weiter verstärkt oder demoduliert
und andererseits zu dem Frequenzvervielfacher V geführt. Die diesem Vervielfacher
entnommene Frequenz dient
dann als Überlagerungsfrequenz ü an Stelle
einer in einem besonderen Oszillator erzeugten Schwingung und wird dem anderen Steuergitter
der Mischröhre zugeführt.
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Erzielt man mit der Stufe V eine Vervielfachung vom Betrage v, so
gelten folgende Beziehungen: Z=E-TJ C =v#Z.
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Daraus erhält man das Teilungsverhältnis zwischen den Frequenzen E
und Z
In Abb. i sind in Klammern Zahlenbeispiele angeführt. Die Zwischenfrequenz ist hier
zu 2,5 MHz (iao m) angenommen und wird verfünfzehnfacht. Die entstandene Überlagerungsfrequenz
von 37,5 MHz bildet mit der ankommenden Empfangsfrequenz von .Io MHz (7,5 m) wiederum
die Zwischenfrequenz von 2,5 MHz. Das Teilungsverhältnis hat den Wert
so daß also die Empfangsfrequenz in eine 16mal kleinere Zwischenfrequenz umgewandelt
ist.
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Bei einem Überlagerungsempfänger besteht der Vorteil der Frequenzteilung
darin, daß ein besonderer Oszillator fortfällt. Dies ist besonders bei Ultrakurzwellenempfängern
sehr erwünscht, da der sonst erforderliche Oszillator mit einer sehr hohen Frequenz
arbeitet, deren Konstanthaltung besondere Schwierigkeiten bereitet. Eine Frequenzänderung
überträgt sich auf die Zwischenfrequenz, wo sie sich prozentual sehr viel stärker
bemerkbar macht, so daß die Mög lichk.eit vorliegt, daß die Zwischenfrequenz bei
einer genügend großen Frequenzänderung des Oszillators ganz aus dem Durchlaßbereich
des Zwischenfrequenzteiles herausfällt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dies ausgeschlossen, da ein besonderer Oszillator nicht vorhanden ist und die
Zwischenfrequenz in einem bestimmten Verhältnis zu der Empfangsfrequenz steht.
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Als weiterer Vorteil ist zu nennen, daß Frequenzschwankungen der Empfangsfrequenz
sich weniger bemerkbar machen als bei den üblichen Empfängern mit besonderem Oszillator.
Gemäß der bereits aufgestellten
| Beziehung Z = E # I + v ändert sich die Zwi- |
| schenfrequenz Z um z = e # I + v . Ist die Ver- |
| vielfachung z. B. v = q:0, so beträgt die Ände- |
| rung der Zwischenfrequenz also nur der |
| I |
Anderung der Empfangsfrequenz.
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Zu erwähnen ist noch, daß die erfindungsgemäße Anordnung nur arbeitet,
wenn die Vervielfachung so gewählt ist, daß die als Überlagerungsfrequenz dienende
Frequenz kleiner als die Empfangsfrequenz ist, denn andernfalls ist die Anordnung
nicht stabil. 1-Iän kann dies am einfachsten verstehen, wenn man z. B. annimmt,
daß sich die Zwischenfrequen7 etwas vergrößert. Dann wird auch die Überlagerungsfrequenz
größer und damit über die Röhre die Zwischenfrequenz wieder kleiner, so daß also
eine Gegenwirkung zu der angenommenen Vergrößerung auftritt. Diese Wirkung ist aber
nur dann vorhanden, wenn die Empfangsfrequenz größer als die Überlagerungsfrequenz
ist, da andernfalls eine größere Überlagertingsfrequenz wieder eine größere Zwischenfrequenz
erzeugen würde usw.
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Das Einschwingen des Systems aus dem Ruhezustand in den Schwingungszustand
geschieht bei Vorhandensein der Empfangsschwingung E wie bei einem rückgekoppelten
Röhrensender auf Grund von zufälligen kleinen, aber stets vorhandenen Änderungen
des Röhrenstromes.
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Sollen mit der Anordnung verschiedene Frequenzen E empfangen werden,
ohne daß die Zwischenfrequenz geändert wird, so kann die Anordnung dadurch brauchbar
bleiben, daß die Verv ielfachung v der Stufe V bei Abstimmung auf einen anderen
Sender gleichzeitig so geändert wird, daß stets zusammen mit der jeweiligen Empfangsfrequenz
E dieselbe "Zwischenfrequenz erzeugt wird. Besteht die Stufe V aus einer Röhre mit
abgestimmtem Anodenkreis (dessen Drehkondensator mit dem des Empfangskreises zwecks
Einknopfabstimmung gekuppelt sein kann) und stark negativ vorgespanntem Gitter,
so 1 ist die Größe v stets eine ganze Zahl. Nach der letzten der oben aufgeführten
Gleichungen ist dann Z stets ein ganzzahliger Bruchteil der Frequenz E. Dieser Zusammenhang
verhindert es, daß jede beliebige Eingangsschwingung E empfangen werden kann. Es
ist aber möglich, diejenigen Frequenzen zu empfangen, welche Vielfache der Zwischenfrequenz
sind. Dies ist z. B. von Bedeutung für den geplanten Fernsehempfang. Die Tonsender
sollen auf den Frequenzen 40 MHz, q.2,5 MHz, 45 MHz usw. liegen. Da diese Frequenzen
Vielfache der Frequenz 2,5 MHz sind, wählt man in diesem Falle diese Frequenz als
Zwischenfrequenz.
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Die Abb.2 unterscheidet sich von der Abb. i durch Einfügung des Amplitudenbegrenzers
B. Hierdurch soll vermieden werden, daß bei Empfang einer modulierten Schwingung
die Frequenz Ü moduliert ist. Eine Modulation würde nämlich bei dem Mischvorgang
zu Verzerrungen führen.