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Empfänger mit einer Einrichtung zur Beseitigung von Knackstörungen
Es sind bereits Empfänger mit Einrichtungen zur Beseitigung von Knackstörungen,
wie sie z. B. durch atmosphärische Entladungen entstehen, bekannt, bei denen die
mit den aperiodischen Stoßspannungen überlagerte periodische Schwingung auf ihren
größtmöglichen Wert begrenzt wird oder die Übertragung der Schwingung beim Überschreiten
dieses Schwellenwertes gesperrt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist an mindestens zwei Stellen verschiedener
Trennschärfe des Übertragungskanals je eine von der anderen unabhängige Einrichtung
vorgesehen, welche die Schwingung an dieser Stelle beim Ansteigen über den größtmöglichen
Wert der periodischen Schwingungen auf diesen Wert begrenzt oder ihre Übertragung
sperrt. Es erscheint zunächst ohne besondere Wirkung, an Stelle eines einzigen Amplitudenbegrenzers
zwei Amplitudenbegrenzer im Übertragungskanal des Empfängers vorzusehen. Wenn nämlich
durch den ersten Begrenzer die über den größtmöglichen Wert der periodischen Schwingungen
hinausgehenden Spannungsspitzen einmal abgeschnitten sind, sollte man annehmen,
daß ein weiterer Amplitudenbegrenzer, der ja nur Spannungsspitzen oberhalb der größtmöglichen
Amplitude der periodischen Schwingung beschneiden darf, völlig wirkungslos bleibt.
Daß die vorliegende Erfindung trotzdem gegenüber den bekannten Schaltungen eine
wesentlich bessere Störbeseitigung bewirkt, ergibt sich aus folgendem: Die für die
Entstörung optimale Stelle, an der der Amplitude.nbegrenzer anzubringen ist, hängt
von der Amplitude des gerade empfangenen Senders ab (genau gesagt: von dem Verhältnis
der Senderamplitude zur Amplitude der unerwünschten frequenzmäßig benachbarten
Sender).
Bei stark einfallendem Sender, bei dein die Nachbarsender kaum
| durchschlagen, arbeitet ein:l"mplitudenhegr |
| zer in der Nähe des Enipfängereingatl |
| günstigsten, während für einen schwach |
fallenden Sender, der von Nachbarsendern stark überlagert wird, der Amplitudenbegrenzer
besser weiter vom Eingang entfernt anzuordnen ist. Ist also der Ainplitudellbegrenzer
an einer bestimmten Stelle angeordnet, so wird er nur für eine ganz bestimmte Senderamplitude
optimal arbeiten, während er bei allen anderen Senderamplituden mit geringem Wirkungsgrad
arbeitet, und -zwar um so schlechter, je mehr die vorliegende Senderamplitude von
dem für den Amplitudenbegretlzer günstigsten Wert abweicht. Liegt der Begrenzer
z. B. in der Nähe des Empfängereingangs, so wird er seine beste Wirkung bei starken
Sendern entfalten, während er schwach einfallende bzw. stark überlagerte Sender
mir in geringem -Maße entstört. Ein weiter vom Eingang entfernt liegender Begrenzer
wird auch die atmosphärischen Störungen schwach einfallender Sender abdämpfen, bei
stark einfallenden Sendern jedoch nicht finit dein bestmöglichen Wirkungsgrad arbeiten.
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Ordnet man nun gemäß der Erfindung statt eines Amplitudenbegrenzers
etwa zwei Amplitudenbegrenzer an Stellen verschiedener Trennschärfe an, so wird
matt für zwei Sendereinfallsaniplituden die optimale Entstörung erzielen statt bisher
nur für eitle einzige Sendereinfallsaniplitude. Die Kurve des Wirkungsgrades in
Abhängigkeit von der Senderamplitude wird dadurch auf jeden Fall verbreitert.
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Die Knackstörungen haben nämlich ein sehr breites Freduenzspektrum.
Die Amplitude des die Knackstörung hervorrufenden aperiodischen Spannungsimpulses
ist etwa proportional der Freduenzbandbreite. Sie nimmt also längs des Übertragungskanals
eines Empfängers, wenn man von der Röhrenverstärkung absieht, ab, da längs diesem
auch die Bandbreite abnimmt. (Unter Bandbreite an einer Stelle des Übertragungskanals
ist dabei die Bandbreite der Übertragungsfreduetizkurve verstanden, welche der Teil
des Kanals vom Empfängereingang bis zu der betrachtendetl Stelle besitzt.) Wird
der Empfänger auf einen einfallenden Sender abgestimmt, voll dein angenommen ist,
daß in dem benachbarten Frequenzbereich kein weiterer Sender voll diesem gegenüber
merklicher Amplitude vorhanden ist, so bleibt die Amplitude der periodischen Schwingung,
wieder voll der Röhrenverstärkullg sowie von ILoliplungsverlusteli abgesehen, bei
abnehmender Bandbreite inindestens so lange konstant, als noch keine stärkeren Seitenbänder
merklich geschwächt werden. Das Verhältnis von Störamplitude S zur
| .nplitude der periodischen Schwingung :1 |
| mt also in Abhängigkeit von der Trenn- |
| 5# lär fe oder der reziproken Bandbreite i : B |
'tiiit zunehmender Trennschärfe ab, wie Kurve I in Abb. i zeigt.
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Wird der Empfangskanal nun auf eine senderfreie Nachbarwelle abgestimmt,
so nimmt offenbar das Verhältnis .S : .-I mit fallender Bandbreite stark zu, da
bei einer bestimmten Trennschärfe die periodische Schwingung im wesentlichen ausgefiltert
ist, aber noch merkliche Störenergie übertragen wird. Dieser Verlauf ist durch die
Kurve II dargestellt.
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Kurve III zeigt den allgemeinsten Fall, daß der Empfänger auf einen
Sender mittlerer Intensität abgestimmt ist un-i daß in den Empfängereingang gleichzeitig
weitere Sender von merklicher Amplitude urd benachbarter Trägerfrequenz einfallen.
In diesem Falle nimmt mit fallender Bandbreite das Verhältnis von Störamplitude
zur Amplitude der gesamten periodischen Schwingung s0 lange zu, bis die Nachbarsender
ausgefiltert sind, nimmt dann aber wieder ab, wie die Kurve III zeigt. Die Stelle
des Empfangskanals, an der das Verhältnis von Störamplitude zur Gesamtamplitude
der periodischen Schwingungen seinen grölten Wert hat, rückt tun so weiter vom Empfängereingang
ab, je kleiner die Intensität des zu empfangenden Senders und je größer die Intensität
der Nachbarsender ist.
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Die Amplitudenbegrenzung oder Sperrung ist aber offenbar an einer
solchen Stelle des Übertragungskanals am wirkungsvollsten. ;in der das Verhältnis
von Störamplitude zur Gesanitamplitude aller periodischen Schwingungen den größten
Wert hat. Daher ist es zweckmäßig, gemäß der Erfindung mehrere Aniplitudenbegrenzer
oder Sperreinrichtungen all Stellen verschiedener Bandbreite vorzusehen, die, unabhängig
voneinander, all den betreffenden Stellen alle aperiodischen Spannungsspitzen, die
über den dort vorhandenen größtmöglichen Wert der periodischen Schwingungen hinausgehen,
auslöschen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfin@lting zeigt _@bb. 2.
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Die Antenne .1 ist an die Hochfreduenzverstärkerröhre L' des Empfänger;
in üblicher Weise angekoppelt. Parallel zu dem im Ausgang dieser Röhre liegenden
Kreis L, C liegt eine Einrichtung zur Amplitudenbegrenzung. die an sich bereits
vorgeschlagen wurde und aus den Gleichrichterstrecken oder Dioden Dl und D., bestellt,
von denen jede in Reihe tnit einem Kondensator Cl bzw. C. liegt. Den Kondensatoren
sind hochohinige Ableitwiderstände
R1 und R2 parallel geschaltet.
Da sich die Kondensatoren Cl und C2 im wesentlichen auf den Spitzenwert der periodischen
Schwingung aufladen, werden nur plötzliche Sparr--; nungsspitzen, die diesen Spitzenwert-der
periö=' dischen Schwingung übersteigen, abgedämpft: Die begrenzte Schwingung wird
-der Mischstufe lVl zugeführt, in derdie Hochfrequenz mit der durch den Oszillator
O erzeugten Oszillatorfrequenz überlagert wird. Die entstandene zwischenfrequente
Schwingung wird in üblicher Weise durch einen mehrstufigen Zwischenfrequenzverstärker
Z, in welchem eine weitere Bandbreitenbeschneidung eintritt, werstärkt und auf die
Empfangsdiode D übertragen. Die am Belastungswiderstand R auftretende Spannung wird
wiederum im wesentlichen auf ihren bei ungestörter Nutzschwingung auftretenden-
Höchstwert begrenzt, und zwar wird dies in einer an sich ebenfalls bereits vorgeschlagenen
Weise dadurch erzielt, daß der Belastungswiderstand der Empfangsdiode R in zwei
angenähert gleiche Teile unterteilt ist und eine zusätzliche Gleichrichterstrecke
oder Diode D3, die mittels der Filterkette R3, C3 durch die am Gesamtbelastungswiderstand
auftretende mittlere Gleichspannung negativ vorgespannt ist, die an dem halben Belastungswiderstand
auftretende pulsierende Gleichspannung begrenzt. Die Kathode der Diode ist mit dem
Mittelabgriff des Belastungswiderstandes über einen Widerstand R4 verbunden, der
einen möglichst großen Spannungsabfall der Stoßspannungen bei Leitendwerden der
Diode D3 erzeugen soll. Von dem mit der Begrenzerdiode verbundenen Ende dieses Widerstandes
wird die Spannung abgegriffen und dem Niederfrequenzverstärker N zugeführt.
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Die besondere Wirkungsweise der in Abb.2 dargestellten Schaltung sei
im folgenden er-' läutert: Bei der Abstimmung des Empfängers auf den Ortssender
ist praktisch nur der am Eingang liegende Amplitudenbegrenzer D@1, D2, Cl, R, C2,
F22 wirksam. Dieser Begrenzer drückt die Störung auf das Amplitudenniv eau des Ortssenders
herunter (dabei sind die Eingangsamplituden der anderen Sender als gegenüber. der
Ortssenderamplitude klein angenommen). Durch die nachfolgende Frequenzselektion
des Hochfrequenz- bzw. Zwischen frequenzverstärkers wird die Störenergie, die auch
nach der Begrenzung ein sehr breites Frequenzband einnimmt, noch weiter relativ
zur Ortssenderschwingung geschwächt. Am Empfangsgleichrichter D liegt die Störamplitude
unter der gleichzeitig vorhandenen Schwingungsamplitude des Ortssenders. Der zweite
Begrenzer D3 bleibt daher im wesentlichen unwirksam. Es ist in diesem Fall aber
tatsächlich zweckmäßiger, am Eingang zu begrenzen als an einer vom Eingang weiter
entfernten Stelle, deinerseits durch die Amplitudenbegrenzung mit nachfolgender
Frequenzselektion die StÖramplitude unter die Signalamplitude gedrückt wird. Andererseits
würde bei fehlender Begrenzung am Eingang der Störimpuls durch die Frequenzselektion
zwar ebenfalls in dieser Amplitude geschwächt, aber in seiner Zeitdauer wesentlich
verlängert werden. Daher ist der am Empfängereingang liegende Amplitudenbegrenzer
beim Empfang des Ortssenders zur Entstörung besonders gut geeignet.
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Bei Abstimmung des Empfängers auf einen dem Ortssender frequenzmäßig
benachbarten, aber schwach einfallenden fernen Sender vermag der am Eingang des
Empfängers liegende Begrenzer, dessen Schwellwert nach wie vor durch die Amplitude
des Ortssenders bestimmt ist, nur verhältnismäßig starke Störungen zu beschneiden,
nämlich wiederum solche, deren Amplituden über die Ortssenderamplitude wesentlich
hinausgehen. Störungen, deren Amplituden kleiner als die Ortssenderamplitude, aber
immer noch groß gegenüber der Amplitude des eingestellten Fernsenders sind, werden
durch den am Eingang liegenden Begrenzer nicht erfaßt. Diese Störungen können aber,
nachdem durch die steigende Frequenzselektion längs des Empfangskanals der Ortssender
allmählich vollständig ausgefiltert ist, nunmehr durch den zweiten Begrenzer am
Empfangsgleichrichter abgedämpft- <werden; denn der Schwellwert dieses zweiten
Begrenzers paßt sich nunmehr unabhängig vom Ortssender der am Empfangsgleichrichter
herrschenden Amplitude des Fernsenders an.
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Erst mit beiden Begrenzungseinrichtungen, die unabhängig voneinander
die Schwingungen an ihrer Arbeitsstelle auf den größtmöglichen Wert der dort vorhandenen
periodischen Schwingungen begrenzen, ist es daher möglich, in beiden Fällen eine
wirksame Entstörung zu erzielen.
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Natürlich ist es möglich, noch weitere Einrichtungen zur Begrenzung
der Amplituden an anderen Stellen des Übertragungskanals vorzusehen, indem z. B.
parallel zu einem oder mehreren Zwischenfrequenzkreisen ähnliche Anordnungen parallel
geschaltet sind, wie sie hier durch Dl, D2, Cl, R1, C2, R2 dargestellt sind.
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Wird die Entstörung -durch schnell wirkende Verstärkungsregelung erzielt,
so muß an einer Stelle des Kanals eine Regeleinrichtung vorgesehen sein, welche
die über die Amplitude der periodischen Schwingungen hinausgehenden aperiodischen
Spannungsstöße in Regelimpulse umwandelt, durch die der Kanal an dieser oder einer
nahebenachbarten (wegen
der endlichen Laufzeit der Störungen im
Kanal) Stelle gesperrt wird. An einer weiteren Stelle wesentlich verschiedener Bandbreite
muß eine ähnliche, von der ersten völlig unabhängige Einrichtung dieser Art angeordnet
sein.