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Einrichtung zur selbsttätigen Abstimmung eines Senderkreises Die Erfindung
geht von der Aufgabe aus, daß sich ein Senderkreis selbsttätig auf die Frequenz
des Senders abstimmen soll. Diese Aufgabe besteht besonders bei einer Senderantenne,
die über ein Kabel an einen seine Frequenz häufig wechselnden Sender angeschlossen
ist. Eine Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Sender-bekannt, bei dem sich ein Schwingungskreis
auf den vorhergehenden selbsttätig abstimmt. Zu diesem Zweck wird in den . Schwingungskreis
ein Stromwandler gelegt, welcher@über ein Relais einen die Abstimmung eines Senderkreises
ändernden Motor so lange eingeschaltet läßt,bis der Schwingungskreis Ström führt.
Nach Abschaltung des Motors durch dieses Relais tritt eine zur Feinabstimmung dienende
Brückenschältung in Tätigkeit, welche den Motor so lange eingeschaltet läßt, bis
die richtige Abstimmung vollendet ist. Bei. dieser:Amozdnung muß* jedochder vomMotor
gedrehteDrehkondensator ganz durchdrehbar sein, da der Motor nur in einer Richtung
läuft. Die richtige Abstimmung wird hierbei also nicht auf schnellstem Wege erreicht.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile.
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Die Erfindung besteht darin, daß Wechselspannungen von der Induktivität
und von der Kapazität des als Reihenresonanzkreis ausgebildeten und mit der Senderfrequenz
erregten, abzustimmenden Senderkreises abgegriffen werden und daß die beiden Wechselspannungen
für sich je-auf einen nur bei ungefährer Resonanz erreichten und angenähert gleich
großen Schwellwert begrenzt und darauf getrennt gleichgerichtet und gegeneinandergeschaltet
werden und daß die entstehende Gleichspannung zur Grobabstimmung- des Senderkreises,
insbesondere der Senderantenne,, _ dient und daß außerdem eine zusätzliehe
Einrichtung
zur selbsttätigen Feinabstimmung vorgesehen ist, die nur innerhalb des Resonanzbereiches
des Senderkreises und mit hoher Regelsteilheit arbeitet.
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Die Verwendung eines Reihenresonanzkreises zur selbsttätigen Nachstimmung
ist bei- Empfängern bekannt; jedoch ist diese Schaltung für sich allein bei Sendern
wegen der dort vorhandenen hohen Hochfrequenzspannungen nicht brauchbar. Es gibt
auch noch zahlreiche andere Schaltungen zur selbsttätigen Nachstimmung, welche jedoch
nur innerhalb eines kleinen Bereiches eine Regelspannung liefern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ze?gt Abb. 4. Zunächst soll
an Hand der Abb. r bis 3 die an sich bekannte Nachstimmschaltung mit Reihenresonanzkreis
erklärt werden.
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In Abb. z soll sich der Reihenresonanzkreis LC auf die ihm über die
KlemmenKl und KZ zugeführte Steuerschwingung, die innerhalb eines beliebig großen
Frequenzbereiches liegen kann, selbsttätig abstimmen. Die Spannungen an der Spule
L und an dem Kondensator C werden durch die Gleichrichter G1 und G. in Verbindung
mit dem durch die Kondensatoren Cl, C2 kapazitiv überbrückten Belastungswiderständen
R1, R= getrennt gleichgerichtet und gegeneinandergeschaltet. Die entstehende Gleichspannung
steuert den Motor i17, der mit dem veränderbaren Blindwiderstand des Reihenkreises,
z. B. dem als Drehkondensator ausgebildeten Kondensator C, mechanisch gekuppelt
ist.
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Ist die Frequenz der Steuerschwingung sehr niedrig, so liegt die gesamte
Spannung am Kondensator C; ist sie sehr hoch, so liegt die gesamte Spannung an der
Spule L. Im einen Grenzfall liegt also an Cl keine Spannung und an C. eine Spannung,
deren Größe gleich der Empfangsamplitude ist, während im andern Grenzfall an C,
keine Spannung, dagegen an C, eine Spannung liegt, deren Größe ebenfalls gleich
dem Wert der Amplitude der Steuerschwingung ist. Die Spannungen an L und C bzw.
an Cl und C. werden mithin (unter der Voraussetzung, daß die Spannungsquelle einen
nicht zu hohen Innenwiderstand besitzt) durch die in Abb. 2 dargestellten Kurven
UL und LTU und die resultierende Gleichspannung, die die Nachstimmung steuert, durch
die Kurve nach Abb. 3 wiedergegeben. Eine Nachstimmung erfolgt also auch bei beliebig
großer Verstimmung. Dabei ist der Durchgang derRegelspannungskurvedurchdenWert Null.
bei Resonanz verhältnismäßig steil, so daß eine in vielen Fällen genügende Genauigkeit
der Einstellung erzielt wird.
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. Wie Abb. 2 zeigt, können die Teilspannungen an der Spule und an
der Kapazität bzw. die beiden durch Gleichrichtung entstandenen Teilspannungen in
der Nähe der Resonanz sehr hohe Werte annehmen, obwohl ihre Differenz klein wird.
In manchen Fällen, insbesondere bei der selbsttätiger. Abstimmung einer Senderantenne
geringer Dämpfung große Resonanzüberhöhung), können die Teilspannungen so hohe Werte
annehmen, daß normale Gleichrichter ohne weiteres nicht mehr verwendet werden können.
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
die beiden Wechselspannungen, die von der Induktivität und der Kapazität des Reihenkreises
abgegriffen sind, je guf einen nur bei ungefährer Resonanz erreichten und angenähert
gleich großen Schwellwert begrenzt. Außerdem wird eine zusätzliche Einrichtung zur
selbsttätigen Feinnachstimmung, die also nur hei geringer Verstimmung, dort aber
mit hoher Regelsteilheit zu arbeiten braucht, wirksam gemacht. Die Gleichrichterkreisewerden
in diesem Fall zweckmäßigerweise über Entkopplungsglieder, z. B. Kondensatoren kleiner
Kapazität, an Spule und Kondensator des Reihenkreises angeschlossen. Die Feinnachstimmeinrichtung
wird zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie eine selbsttätige Abstimmung auf
das Maximum der Antennenleistung bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anordnung zeigt Abb. .I.
Die Antenne A soll sich selbsttätig auf die Frequenz des über das Kabel K angekoppelten
Senders, der seine Frequenz häufig wechseln kann, abstimmen. Zur Abstimmung dient
die Antennenspule I_,l veränderbarer Induktivität, die zwischen der Antenne und
der Sekundärwicklung des Übertragers T liegt; das der Antenne abgewandtt, Ende der
Sekundärwicklung ist an die Erdleitung angeschlossen. Die Antennenspule L,, und
die punktiert dargestellte Antennenkapazität C" bilden einen an den Transformator
angeschlossenen Reihenkreis. Die Wechselspannung an Ca wird über den Entkopplungskondensator
Ckl dem Gleichrichter G1 und die Spannung an L" über den Entkopplungskondensator
CT;2 dem umgekehrt gepolten Gleichrichter G. zugeführt. Die Differenz der entstehenden
und durch das Filter R3, C3 geglätteten Gleichspannungen steuert über ein Differentialrelais
DR und den umsteuerbaren Motor l die Abstimmung der Spule L;,. Zur Begrenzung der
an den Gleichrichtern liegenden Spannungen dienen die parallel geschalteten Glimmstrecken
Gli und GI., die in der Nähe der Resonanz die Teilspannungen auf dem gleichen Grenzwert
festhalten (vgl. die gestrichelte Kurve in Abb. :2). Die Entkopplungskondensatoren
Ckz und Ck2 besitzen eine derart kleine Kapazität, daß eine Begrenzung bzw. Verzerrung
der Antennenspannung selbst praktisch nicht eintritt.
Die Umsteuerung
des Motors geschieht durch den Umschaltkontakt U des Differentialrelais DR, welcher
die Spannung der Spannungsquelle Q je nach dem Sinn der Regelspannung an die Rechtslaufwicklung
L,. oder die Linkslaufwicklung L, des Motors -1T legt.
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Sobald man in die Nähe der Resonanz kommt und die beiden Glimmstrecken
Gh, GI., die gleiche Zünd- und Brennspannung besitzen, die Spannung begrenzen, ist
.die Regelspannung gleich Null geworden. Daher würde an .sich eine weitere Verstellung
nicht stattfinden. Zur Erzielung einer in diesem Ungenauigkeitsbereich (gestrichelte
Kurve in Abb.2) wirksamen Selbstabstimmung hoher Genauigkeit dient eine zusätzliche
Einrichtung, welche die Antenne auf maximalen Antennenstrom bzw. . iriaximale Antennenspannung
abstimmt. -Diese Anordnung bewirkt eine Aufrechterhaltung der Abstimmänderung so
lange, als die Antennenleistung noch zunimmt. Als Regelspannung dient der Differentialquotient
der Antennenspannung.
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Zu diesem Zweck wird ein verhältnismäßig kleiner Teil der Antennenspannung
von dem lcapazitiven Spannungsleiter C4, Cr, abgegriffen und durch der- Gleichrichter
G, der ebenso wie die Gleichrichter G1, G2 eine Diode sein kann, gleichgerichtet.
Der gleichgerichtete Strom wir d der Niederfrequenzdrossel D hoher Induktivität,
aber sehr kleinem Ohmschen Widerstandes zugeführt. Die Drossel liegt gleichzeitig
in Reihe finit einer weiteren Gleichrichterstrecke G4, z. B. Trockengleichrichter
und der Wicklung eines Hilfsrelais H. - Der Schalter dieses Relais liegt zwischen
dem negativen Pol der Spannungsquelle O und jeweils einem Ende zweier Hilfswicklungen
Hl und H. des Differentialrelais DR. Die freien Enden der Hilfswicklungen sind an
je einen Festkontakt des Umschalters U angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Ist die Frequenz der
Senderschwingung zunächst wesentlich 'kleiner als die Eigenfrequenz des Antennenkreises,
so liegt eine nur geringe Spannung an La, aber eine imrrierhin schon merkliche
Spannung an der Antenne. Infolgedessen entsteht nur an dem Gleichrichter G, eine
merkliche Gleichspannung und an dem Differentialrelais DR eine gegenüber Erde positive
Regelspannung. Hierdurch wird der bewegbare Pol des Umschaltkontaktes etwa gegen
den oberen Festpol bewegt, so daß der Motor auf Rechtslauf geschaltet wird und die
Induktivität der Spute L" vergrößert wird.
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Sobald man in die Nähe der Resonanz gekommen ist, steigen die hochfrequenten
Teilspannungen an La und der Antenne außerordentlich stark an. Die Spannungen an
G, und G, werden jedoch in einem bestimmten Augenblick durch die Glimmstrecken Gli
und Cl, festgehalten, so daß die Regelspannung zu Null wird. An sich würde
das Differentialrelais jetzt seine neutrale Mittelstellung einnehmen und die Verstellung
unterbrochen werden. Da jedoch bereits -kurz vor dem Augenblick der Zündung der
Glimmstrecken die Antennenspannung und somit auch der Strom durch die Drossel D
zunimmt und an dieser eine Spannung entsteht, die dem Differentialquotienten des
vom Gleichrichter G3 gelieferten Stromes proportional ist, zieht das Hilfsrelais
H an, so daß die Hilfswicklung H1 Strom erhält. Diese Hilfswicklung hält den Umschaltkontakt
U auch nach Aufhören der Erregung der Hauptwicklung in der innegehabten Lage, bis
die Antennenspannung angenähert ihr Maximum erreicht hat. Erst dann fällt das Hilfsrelais
H und damit auch das Differentialrelais DR ab, und die Verstellung wird unterbrochen.
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Der Gleichrichter G4 ist so geschaltet, daß er nur bei zunehmender
Antennenspannung einen Strom zum Hilfsrelais H durchläßt. Der Haltewert des Relais
H wird etwa so gewählt, daß beim Unterschreiten des Haltewertes die Abstimmung auf
Grund der Trägheit der gesamten Einrichtung-gerade noch bis zum Punkt der genauen
Abstimmung läuft.
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Die erfindungsgemäße Verbindung eines Reihenkreises zur Erzielung
der Regelspannung für den Grobnachlauf unter Begrenzung der Teilspannungen mit einer
Feinnachlaufeinrichtung, die durch die Änderung der Antennenleistung bei Abstimmungsänderung
gesteuert wird, ist bei einer Senderantenne besonders zweckmäßig, da bei dieser
der Punkt maximaler Antennenleistung, auf den es ankommt, mit der Resonanz des Reihenkreises
selbst nicht zusammenfällt.