DE723507C - UEberlagerungsempfangsschaltung mit Gegenkopplung - Google Patents
UEberlagerungsempfangsschaltung mit GegenkopplungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/34—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback
- H03F1/36—Negative-feedback-circuit arrangements with or without positive feedback in discharge-tube amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
- H03D7/06—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing by means of discharge tubes having more than two electrodes
- H03D7/10—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing by means of discharge tubes having more than two electrodes the signals to be mixed being applied between different pairs of electrodes
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlagerungsempfangsschaltung,
bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung derselben mit den Empfangsschwingungen
in zwei elektronisch voneinander getrennten Entladungssystemen, stattfindet und bei der
das Mischsystem wenigstens ein Empfangssteuergitter, ein Überlagerungssteuergitter und
ein dazwischen befindliches Schirmgitter enthält.
Es ist in der Niederfrequenzverstärkertechnik allgemein üblich, zur Behebung von Verzerrungen
wegen Krümmung der Röhrencharakteristik eine negative Rückkopplung anzuwenden.
Auch im Hochfrequenzteil von Radioempfängern treten infolge der Krümmung der Röhrencharakteristik
Schwierigkeiten auf, wie z. B. die sogenannte Kreuzmodulation. Man hat bereits
vorgeschlagen, diese Schwierigkeiten durch Anwendung einer negativen Rückkopplung im
Hochfrequenzverstärker zu bekämpfen. Dieses Verfahren "zur Bekämpfung der Kreuzmodulation
konnte aber bisher nicht Anwendung finden, wenn die Kreuzmodulation in der Mischröhre
stattfindet. Die Anwendung der üblichen Schaltungen für negative Rückkopplung in der
Mischstufe eines Radioempfängers gibt nämlich im allgemeinen zu unerwünschten Kopplungen
zwischen dem Empfangskreis und dem Oszillatorkreis Anlaß, die u. a. zur Verringerung der
Konversionssteilheit und zur Ausstrahlung der örtlichen Schwingungen von der Antenne führen
können.
Auch wenn in der Mischstufe keine starke Kreuzmodulation eintritt, ist es vielfach erwünscht,
in der Mischstufe eine negative Rückkopplung anzuwenden, und zwar um das Auftreten
von Harmonischen der empfangenen Frequenzen, die hinderliche Interferenztöne herbeiführen könnten, zu vermeiden.
Bekannt ist ein Überlagerungsempfänger, bei dem die Überlagerungsschwingungen der Misch-
röhre dadurch zugeführt werden, daß die Kathodenleitung der Mischröhre einen Widerstand
enthält, welcher gleichzeitig in der Kathodenleitung der Oszillatorröhre liegt. Ferner ist eine Überlagerungsempfangsschaltung
bekannt, bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung dieser
mit den Empfangsschwingungen in dem gleichen Elektrodensystem stattfinden und bei der in die
ίο Kathodenleitung dieses Elektrodensystems eine
Induktivität eingeschaltet ist, welche den Zweck hat, die Überlagerungsfrequenz von den Speisespannungen
unabhängig zu machen.
Es ist weiterhin ein Überlagerungsempfänger für Ultrakurzwellen bekannt, bei dem in die
Kathodenleitung der Mischröhre eine Kapazität von mindestens 20 cm eingeschaltet ist, deren
Impedanz jedoch zu klein ist, um eine wirksame Gegenkopplung herbeizuführen. Die Erfindung bezweckt, eine Mischschaltung
für Überlagerungsempfänger zu schaffen, bei der negative Rückkopplung Anwendung findet und
unerwünschte Kopplungen zwischen dem Oszillatorkreis und dem Empfangskreis vermieden
werden.
Erfindungsgemäß werden bei einer Überlagerungsempfangsschaltung der anfangs bezeichneten
Art, bei welcher im Kathodenkreis des Mischsystems eine vom Wechselstrom sämtlicher
stromführender Elektroden durchfiossene Impedanz liegt, dem Mischsystem die Empfangsschwingungen zwischen dem kathodennahen
Steuergitter und der Kathodenimpedanz (Gegenkopplungsimpedanz) und die Überlagerungsschwingungen
zwischen dem anodennahen Steuergitter und der Kathode unmittelbar zugeführt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß
bei Mehrgitterröhren mit zwei Steuergittern, die durch ein oder mehrere Schutzgitter voneinander
getrennt sind, die Steuerung des Kathodenstroms nahezu ausschließlich durch die Spannung
des innersten Steuergitters erfolgt. Verwendet man das innerste Steuergitter als Eingangssteuergitter
bei einer Mischschaltung, so wird der Kathodenstrom demzufolge nahezu ausschließlich
von den empfangenen Schwingungen abhängen, so daß über eine in die Kathodenleitung
aufgenommene Rückkopplungsimpedanz eine Spannung auftreten wird, die ausschließlich
die Frequenzen der empfangenen Schwingungen und nicht die örtliche Frequenz enthält. Wenn
die beiden Steuergitterkreise derart angeschlossen werden, daß die Rückkopplungsspannung
im Kreis des Eingangssteuergitters, aber nicht im Kreis des Oszillatorsteuergitters, auftritt, können
sämtliche unerwünschten Kopplungen vermieden werden.
Die Kombination der vorgenannten Maßnahmen ermöglicht es also, auch bei der Mischstufe
einer Überlagerungsempfangsschaltung eine negative Rückkopplung anzuwenden.
Zweckmäßig wird nach der Erfindung eine besondere Oszillatorröhre verwendet, bei der die
im Oszillatorschwingungskreis auftretenden Schwingungen induktiv auf eine zwischen dem
Oszillatorsteuergitter und dem mit der Kathode verbundenen Ende der Rückkopplungsimpedanz
angeschlossene Induktivität übertragen werden. Diese Schaltung hat den besonderen Vorteil, daß
die Abstimmkondensatoren des Eingangskreises und des Oszillatorschwingungskreises beide geerdet
werden können, was bei einer sonstigen Kopplungsart zwischen dem Oszillatorschwingungskreis
und dem Kreis des Oszillatorsteuergitters zu einem Kurzschluß der Rückkopplungsimpedanz
Anlaß geben würde.
Auch ist es möglich, zur Erzeugung der örtlichen Schwingungen und zur Frequenztransformation
der empfangenen Schwingungen eine Mehrfachentladungsröhre zu verwenden, die ein OsziUatorsystem und ein Mischsystem mit einer
den beiden Systemen gemeinsamen Kathode enthält. Ein Beispiel einer solchen Mehrfachröhre
ist die Triode-Hexode. Es werden hierbei nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung
unerwünschte Kopplungen dadurch vermieden, daß sowohl der Steuergitterkreis als auch der
Anodenkreis des Oszillatorsystems hochfrequent an das mit der Kathode verbundene Ende der
Rückkopplungsimpedanz angeschlossen werden.
Obwohl bei den üblichen Röhren mit zwei durch ein oder mehrere Schutzgitter voneinander
getrennten Steuergittern im allgemeinen bereits hinreichend genau der Bedingung entsprochen
ist, daß die Steuerung des Kathodenstromes aus- QI>
schließlich durch die Spannung des innersten Steuergitters erfolgt, kann es sich unter Umständen
empfehlen, das zur Frequenztransformation dienende Elektrodensystem derart auszubilden
und/oder an die verschiedenen Elek- Io°
troden dieses Systems solche Vorspannungen anzulegen, daß praktisch sämtliche in der Nähe
des Oszillatorsteuergitters ihre Richtung umkehrende Elektronen von dem (den) zwischen
den beiden Steuergittern liegenden Schutz- 1O5
gitter(n) aufgefangen werden. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß sich die genannten,
in ihrer Richtung umkehrenden Elektronen an die in der Nähe des Eingangssteuergitters
auftretende Raumladung anschließen und infolgedessen den Kathodenstrom beeinflussen,
was eine Steuerung des Kathodenstroms durch die örtlichen Schwingungen herbeiführen könnte.
Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnungen, in der zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert.
In Fig. ι ist eine Frequenztransformationschaltung
dargestellt, in der eine Mischröhre 1 verwendet wird, die eine Kathode 2, ein Eingangssteuergitter
3, ein Schutzgitter 4, ein Osillatorsteuergitter 5, ein zweites Schutzgitter 6, ein mit der Kathode verbundenes Fanggitter 7
und eine Anode 8 enthält. Die Antenne g ist über eine Induktivität io, welche mit einer
zweiten Induktivität π induktiv gekoppelt ist, mit Erde verbunden. Die Spule ii bildet einen
Teil eines Schwingungskreises, der mittels eines * veränderlichen Kondensators 12 auf die Frequenz
der zu empfangenden Schwingungen abgestimmt werden kann und mit dem Eingangssteuergitter
3 verbunden ist. In den Anodenkreis der Röhre 1 ist ein Zwischenfrequenzkreis 13 aufgenommen,
der mit einem zweiten Zwischenfrequenzkreis 14 gekoppelt ist. Die Zwischenfrequenzausgangsspannung
wird von den Klemmen 15 und 16 angegriffen.
Die Anodenkreise und die Kreise der beiden Schutzgitter 4 und 6 sind hochfrequenzmäßig
über einen Kondensator 17 an das von der Kathode abgewendete Ende einer in die Kathodenleitung
aufgenommenen Rückkopplungs-
ao impedanz 18 angeschlossen, die gleichzeitig im
Kreis des Eingangssteuergitters 3 liegt. Die Rückkopplungsimpedanz 18 .wird vom Wechselstrom
sämtlicher stromführender Elektroden der Röhre 1 durchsetzt. Da der Kathodenstrom
nahezu ausschließlich von der Spannung des Eingangssteuergitters 3 abhängig ist, enthält die
über die Rückkopplungsimpedanz 18 auftretende Spannung fast ausschließlich die Frequenzen der
empfangenen Schwingungen und nicht die örtliehe Frequenz.
Die Rückkopplungsimpedanz ist in der Figur als Ohmscher Widerstand dargestellt, der hochfrequenzmäßig
nicht kurzgeschlossen ist. Anstatt eines Ohmschen Widerstandes kann auch eine sonstige Rückkopplungsimpedanz, z. B. ein
stark gedämpfter Schwingungskreis, verwendet werden, der auf eine ungefähr in der Mitte des zu
empfangenden Frequenzbereiches liegende Frequenz abgestimmt ist. Falls die negative Rückkopplung
ausschließlich zur Vermeidung von hinderlichen Interferenztöne veranlassenden Harmonischen dient, so kann auch'eine frequenzabhängige
negative Rückkopplung benutzt werden, wenn z. B. als Rückkopplungsimpedanz ein nicht allzu stark gedämpfter Schwingungskreis verwendet wird, der auf eine zu Interferenztönen
Anlaß gebende Störfrequenz abgestimmt ist/ Ein Beispiel einer solchen Störfrequenz ist
die Frequenz, die dem Vierfachen der Zwischenfrequenz entspricht; diese Frequenz gibt beim
Empfang eines Signals, dessen Frequenz ungefähr das Doppelte der Zwischenfrequenz beträgt,
vielfach zu hinderlichen Pfeif tönen Anlaß. Beim Empfang eines Signals, dessen Frequenz
ungefähr das Doppelte der Zwischenfrequenz beträgt, ist nämlich der örtliche Oszillator auf
eine Frequenz abgestimmt, die ungefähr das Dreifache der Zwischenfrequenz beträgt. Die
zweite Harmonische des zu empfangenden Signals kann also mit der Oszillatorfrequenz eine
Differenzfrequenz ergeben, die nur sehr wenig von der Zwischenfrequenz verschieden ist und
demnach zusammen mit der erzeugten Zwischenfrequenz einen hörbaren Interferenzton erzeugen
kann. Die Entstehung dieses Interferenztons kann dadurch vermieden werden, daß als Rückkopplungsimpedanz
ein Schwingungskreis verwendet wird, der auf die zweite Harmonische der doppelten Zwischenfrequenz, also auf eine das
Vierfache der Zwischenfrequenz betragende Frequenz, abgestimmt ist.
Auch treten bei Überlagerungsempfängern beim Empfang eines Signals, dessen Frequenz
etwa die Hälfte der Zwischenfrequenz beträgt, häufig Pfeiftöne auf. Die zweite Harmonische
des zu empfangenden Signals ist dann nur wenig von der erzeugten Zwischenfrequenz verschieden
und kann infolgedessen mit der Zwischenfrequenz einen hörbaren Differenzton ergeben. Dieser
Interferenzton kann dadurch unterdrückt werden, daß als Rückkopplungsimpedanz ein auf die
Zwischenfrequenz abgestimmter Schwingungskreis verwendet wird.
Wenn die Rückkopplungsimpedanz wie bei der Schaltung nach Fig. 1 ein Ohmscher Widerstand
ist, so kann dieser grundsätzlich zur Erzeugung der erforderlichen negativen Vorspannung für
das Eingangssteuergitter 3 dienen. Zur Erzielung einer hinreichenden negativen Rückkopplung
muß die Rückkopplungsimpedanz im allgemeinen aber von der Größenordnung von etwa 2000 bis 4000 Ohm sein; dieser Wert ist zu
groß zur Erzeugung einer geeigneten Gittervorspannung. Um diesem Nachteil zu begegnen ist
bei der Schaltung nach Fig. 1 nur ein Teil des Widerstandes 18 in den Gleichstromkreis des
Eingangssteuergitters aufgenommen, und zwar dadurch, daß ein zwischen den Enden liegender
Punkt des Widerstandes 18 über einen großen Widerstand 19 mit dem Steuergitter 3 verbunden
ist, während das von der Kathode abgewendete Ende des Widerstandes 18 über einen einen Teil
des Eingangsschwingungskreises bildenden Kondensator 20 hochfrequenzmäßig mit dem Steuergitter
3 verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die über den Widerstand 18 auftretende
Gesamtwechselspannung, jedoch bloß ein Teil der über diesen Widerstand auftretenden
Gleichspannung dem Eingangssteuergitter zugeführt wird.
Die über eine besondere Oszillatorröhre 21 erzeugten örtlichen Schwingungen werden induktiv
einer zwischen dem Oszillatorsteuergitter 5 und der Kathode 2 geschalteten Induktivität
22 übertragen. Die erforderliche negative Vorspannung des Oszillatorsteuergitters 5 wird
mittels eines Gitterkondensators 23 und eines Ableitwiderstandes 24 erhalten.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem für die Erzeugung der
örtlichen Schwingungen und für die Frequenztransformation der empfangenen Schwingungen
eine Triode-Hexode 29 benutzt wird, die ein OsziUatorsystem und ein Mischsystem mit einer
den beiden Systemen gemeinsamen Kathode 30 enthält. Das Mischsystem enthält ein Eingangssteuergitter
31, ein Schutzgitter 32, ein Oszillatorsteuergitter 33, ein zweites Schutzgitter 34
und eine Anode 35, während das OsziUatorsystem ein Steuergitter 36 und eine Anode 37
enthält. Zwischen den beiden Elektrodensystemen kann ein Schirm vorgesehen sein.
Um eine negative Rückkopplung für wenigstens einen Teil der empfangenen Frequenzen zu erhalten,
ist in die Kathodenleitung eine Rückkopplungsimpedanz 25 aufgenommen, welche vom Wechselstrom sämtlicher stromführender
Elektroden des Mischsystems durchsetzt wird. Es sind dazu der Anodenkreis des Mischsystems
und die Kreise der Schutzgitter 32 und 34 über Kondensatoren 27 und 28 hochfrequenzmäßig
an Erde gelegt, und es ist auch das von der Kathode abgewendete Ende der Rückkopplungsimpedanz
25 über einen Kondensator 39 geerdet. Weil auch der Schwingungskreis 11,
12 mit Erde verbunden ist, liegt die Rückkopp-' lungsimpedanz 25 gleichzeitig im Kreis des Eingangssteuergitters
31.
Die als ein stark gedämpfter Schwingungskreis wirkende Rückkopplungsimpedanz 25
büdet einen Kurzschluß für Gleichstrom und kann folgUch nicht zur Erzeugung einer negativen
Vorspannung für das Eingangssteuergitter dienen. In Reihe mit der Rückkopplungsimpedanz ist daher ein hochfrequenzkurzgeschlossener
Widerstand 26 vorgesehen, der für die Erzeugung dieser Vorspannung bestimmt ist.
Der Anodenkreis des Oszülatorsystems ist über einen Kondensator 38 hochfrequenzmäßig
an die Kathode 30 angeschlossen, ebenso wie der Steuergitterkreis des Oszülatorsystems. Hierdurch
wird einerseits erzielt, daß der Anodenwechselstrom des Oszillatorsystems nicht durch
die Rückkopplungsimpedanz fließt, während andererseits die Rückkopplungsimpedanz nicht
im Steuergitterkreis des Oszülatorsystems auftritt, so daß sämtliche unerwünschten Kopplungen
zwischen beiden Systemen vermieden sind.
Für eine richtige Wirkung der beschriebenen Schaltung ist es vorteühaft, daß die durch
das Oszülatorsteuergitter 5 bzw. 33 herbeigeführte Stromverteüung möglichst wenig von
der am Eingangssteuergitter 3 bzw. 31 auftretenden Spannung abhängig ist; dieser Bedingung
kann durch eine geeignete Bauart des zur Frequenztransformation dienenden Elektrodensystems
und/oder durch passende Wahl der an die Elektroden dieses Systems angelegten Vorspannung
entsprochen werden.
Claims (6)
- Patentansprüche:ι. Überlagerungsempfangsschaltung, bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung dieser mit den Empfangsschwingungen in zwei elektronisch voneinander getrennten Entladungssystemen stattfindet, das Mischsystem wenigstens ein Empfangssteuergitter, ein Überlagerungssteuergitter und ein dazwischen befindliches Schirmgitter enthält und im Kathodenkreis zumindest des Mischsystems eine vom Wechselstrom sämtlicher stromführender Elektroden durchflossene Impedanz liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischsystem die Empfangsschwingungen zwischen dem kathodennahen Steuergitter und der Kathodenimpedanz (Gegenkopplungsimpedanz) und die Überlagerungsschwingungen zwischen dem anodennahen Steuergitter und der Kathode unmittelbar zugeführt werden.
- 2. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Röhren zur Erzeugung der Überlagererschwingungen und zur Mischung verwendet werden und daß die im Überlagererschwingungskreis auftretenden Schwingungen α induktiv auf eine zwischen dem Überlagerungssteuergitter und dem mit der Kathode verbundenen Ende der Gegenkopplungsimpedanz angeschlossene Induktivität übertragen werden.
- 3. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und zur Mischung eine Zweisystementladungsröhre verwendet wird, die ein Überlagerersystem, ein Mischsystem und eine den beiden Systemen gemeinsame Kathode enthält, und daß sowohl der Steuergitterkreis als auch der Anodenkreis des Überlagerersystems hochfrequenzmäßig an das mit der Kathode verbundene Ende der Gegenkopplungsimpedanz angeschlossen sind.
- 4. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkopplungsimpedanz ein Schwingungskreis dient, der auf eine zum Auftreten hörbarer Interferenztöne Anlaß gebende Störfrequenz abgestimmt ist.
- 5. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis auf eine Frequenz abgestimmt ist, die ungefähr das Vierfache der Zwischenfrequenz beträgt.
- 6. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist.Hierzu ι Blatt Zeichnungen
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