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Vorrichtung zur automatischen Lautstärkeregelung Die vörliegende Anmeldung
betrifft ein Verfahren zur automatischen Lautstärkeregelung von Radiogeräten u.
db ., insbesondere von Empfangsgeräten, mit Hilfe von Induktionsänderungen in Eisenkernen.
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Wie bekannt, ist man bei genügend feiner Verteilung geeigneter Eisen-
oder Legierungssorten in der Lage, auch hochfrequente Spulen mit genügender Dämpfungsfreiheit
mit magnetischen Kernen auszurüsten. Werden die Kerne in den Spulen verschiebbar
gemacht, so kann man damit in an sich bekannter Weise eine Abstimmung erreichen.
Diese Induktionsänderung kann man bekanntlich auch auf andere Weise, z. B. durch
Änderung der Vormagnetisierung durch einen Gleichstrom, erreichen.
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Nach der Erfindung wird eine bekannte Vorrichtung zur automatischen
Lautstärkeregelung,insbesondere in Hochfrequenzstufen, unter Verwendung von Induktivitäten,
welche ihren Wert unter dem Einfluß eines Steuerstromes verändern, in der Weise
ausgebildet, daß der Entdämpfungsgrad einer rückgekoppelten Röhre vor dem Selbsterregungszustand
durch eine elektrische Änderung des Kopplungsgrades zwischen der Rückkopplungsspule
und dem zu entdämpfenden Kreis geregelt wird.
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Es sei z. B. ein auf die zu empfangende Welle irgendwie abgestimmter
Schwingungskreis vorhanden, dessen Schwingungen einemAudion zugeführt werden. In
dem Schwingungskreis sei ein Teil oder die ganze- Selbstinduktion auf einer Spule
aus ferromagnetischem Material der oben beschriebenen Art untergebracht. Beim Audion
kann nun im Anodenkreis eine einfache Filterung vorgesehen sein, die den Gleichstromanteil
des Anodenstroms vom Wechselstromanteil trennt. Der Wechselstromanteil (Modulationsfrequenz)
wird dem Verbraucher, also einem Telephon oder einem weiteren Verstärker, zugeführt,
und der Gleichstromanteil fließe nun über eine zweite Wicklung auf dem ferromagnetischen
Kern der Abstimmspule. Es kann dann bei Anwachsen des Audionstromes oder Abfallen
des Audionstroms, je nachdem ob man mit Gitter- oder Anodengleichrichtung arbeitet,
erreicht werden, daß, wenn man mit normaler Signalstärke arbeitet, der Schwingungskreis
durch die Rückkopplungsspule gerade eine mittlere Entdämpfung besitzt.
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Fig.i zeigt hierzu ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel. Es ist dort
eine Röhre i dargestellt, die als Anodenstromgleichrichter arbeiten möge, so daß
also bei steigender Amplitude am Gitter der Anodengleichstromanteil steigt. Am Gitter
der Röhre liegt ein Schwingungskreis 2. Der Anodenkreis der Röhre besitzt eine Rückkopplungsspule
3 und einen veränderlichen Ableitkondensator q.. Die
Rückkopplungsspule
sei nun mit dem Schwingungskreis über einen ferromagnetisclienIZ-ern; gehoppelt,
wobei die Induktion dieses ferromagnetischen Kernes bei Vormagnetisierung, die einer
angenehmen Lautstärke entspricht, so bemessen sei, daß gerade ein günstige Arbeiten
der Rückkopplung erzielt wird.
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Die Einstellung einer so starken 1',ückkopplung geschieht durch einen
veränderlichen Kondensator-t. Wird dessen Kapazität sehr groß gemacht. so wird die
Hochfrequenzkomponente größtenteils zur Kathode abgeleitet, ohne dieSpule3 zu durchfließen.
und es findet eine geringe Rückkopplungswirkung statt, während umgekehrt bei Verhleinerun
lder Kapazität der Rückkopplungseffekt steigt.
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Steigt die Stärke der Röhreneingangsspannung über ein angemessenes
llaß an. so wird, angenommen, man arbeite bei der Detektorröhre im unteren Knick,
durch Anstieg des Anodenstroms eine Verringerung der Spuleninduktion und damit auch
der gegenseitigen Spulenkopplung erreicht, wodurch infolge der verminderten Empfindlichkeit
auch eine Verminderung der Lautstärke eintritt.
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Wird andererseits z. B. durch eine sogenannte Fadingerscheinung die
Amplitude der eintreffenden Signale stark vermindert, so vermindert sich auch der
Gleichstromanteil des Anodenstromes, es sinkt die Z'ormagnetisierung des ferromagnetisch°n
Kernes und es steigt damit die gegenseitige Induktion, also auch die Kopplung der
beiden Spulen, was eine -Verstärkung der Rückkopplung und einen Anstieg der Empfindlichkeit
zur Folge hat, wodurch der eingetretene L autstärkenverlust wieder ausgeglichen
wird.
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Da eine Änderung der gegenseitigen Induktion in diesem Falle auch
mit einer Änderung der Selbstinduktion verbunden ist, so tritt durch den genannten
Vorgang im allgemeinen auch eine Beeinflussung der Abstimmung eines abgestimmten
Kreises auf, doch kann diese Abstimmungsänderung dazu dienen, den erstrebten Effekt
noch zu erhöhen.
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Wird nämlich die anfängliche Abstimmung so gewählt, daß bei den schwächsten
noch zu empfangenden Zeichen der Schwingungskreis gerade auf diese Zeichen abgestimmt
ist, so wird bei Vergrößerung der Amplitude neben einer Verminderung der Rückkopplung
gleichzeitig noch eine Verstimmung eintreten, die einen weiteren Lautstärkenabfall
zur Folge hat.
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'Man sieht, daß man auf diese Weise eine einfache Lautstärkeregelungsvorrichtung
zusammenstellen kann. Dabei läßt sich leicht nicht nur eine Lautstärkenschwächung
bei zu :tarhern Empfang bewirken, sondern es ist auch auf einfache Weise möglich,
bei zu geringer Lautstärke, wobei also der Störspiegel im Verhältnis zu hoch werden
würde, ebenfalls eine Lauttärl#:enschwäcliting zti eri.-eiclicn. Man braucht hierzu
nur bei einem mittleren We rt der Lautstärke die Abstimmung genalt abzugleichen.
Sinkt die Lautstärke unter diesen Wert, so wird durch Schwä chimg des @leichstroinanteils
des _@no@ ensuoni: (]er Detektorröhre ein Anwachsen der Selbstinduktion und damit
eine t erstnnmung eintriten, a -end bei zu großer-Lautstärke bzw. Feldw -In stärke
der Senderschwingung am Empfangsort ein Zukleinwerden der Selb@tin@lui;t:on eintritt.
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Bei normalen automatischen Lautstärkeregelungseinrichtungen ist nun
oft ein unerwünscliter Zusammenhang zwischen der Zeitkonstante des Regelkreises
und der Regelfähigkeit oder anderen l-igen:cliaften des Reglers vorhanden. Bei der
vorliegenden Ausführung sowie bei allen anderen hier besprochenen lliiglichlceiten
kann man aber ohne Rücksicht auf die Zeitkonstante jede anderweitige Beeinflussung
zwischen regelndem und geregeltem Kreis dadurch unterbinden, <laß man den regelnden
gegen den geregcltcn Kreis z. B. durch an sich bekannte Anwendung eines Dreischenkeltransforinator:
(). dgl. vollkommen entkoppelt. Sollte durch kleine U nsvinmetrien in den Schenkehnas:en
oder in der Spulenkontiguration keine- vollkoniinene Entkopplung von vornherein
vorhanden sein, so kann man entweder durch Verschieben einzelner Windungen oder
Windungsgruppen eine Nachkorrektur erreichen oder dadurch, daß man den Kern durch
geringfügige nachherige Deformation etwa durch Abschneiden kleiner Teilchen oder
durch Verforinung durch Druck nachpaßt, was bei der relativ leichten Konsistenz
solcher -Massekerne gut möglich ist.
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Sollte eine scharfe Resonanzkurve eine zu grolle Unstabilität in die
Lautstärke bringen, so kann man eine beliebige Abflachung in die Regelungskurve
durch Dämpfungserhöhung des Kreises bringen. Auch durch Anwendung von Kettenleitern
kann man die Resonanzkurve so verformen, daß die gewünschte Regelungscharakteristik
entsteht. -Um durch solche -Maßnahmen die Selektivität des Einpfatiges nicht zu
beeinflussen, kann man zur eigentlichen Empfangsselektion besonders unveränderliche,
mehr oder weniger scharf abgestimmte Kreise verwenden.
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Vor der Detektorröhre kann natürlich auch eitle beliebige Anzahl von
Hochfrequenzverstärkerstufen geschaltet sein, die man ebenfalls in ähnlicher Weise,
wie hier für einen Detektor beschrieben, durch die Einpfangsfeldstärke beeinflussen
kann.
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In einer je größeren Anzahl von Stufen die Beeinflussung erfolgt,
um so größer ist
natürlich die Wirkung. Um insbesondere bei einer
Anzahl von Kreisen eine Verschiebung der Resonanzlage des genauen Empfangssystems
innerhalb des Frequenzspektrums in Abhängigkeit von der Lautstärke zu vermeiden,
kann es zweckmäßig sein, in zwei aufeinanderfolgenden Kreisen oder aber innerhalb
eines Kreises durch Umkehr der Stromrichtung in den Vormagnetisierungswicklungen
bei Eintritt der Regelwirkung die Resonanzlage der Teilkreise eines Systems in entgegengesetzter
Richtung ins Frequenzspektrum zu verschieben, so daß die resultierende Resonanzlage
unverändert bleibt. Da der regelnde Stromkreis gegen die geregelten Stromkreise
entkoppelt ist, so kann derselbe Regelstrom in Hintereinanderschaltung oder Parallelschaltung
die Regelwicklungen der Transformatoren einer größeren Anzahlhintereinandergeschalteter
Verstärkerstufen durchlaufen.
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Um kapazitive Rückkopplungen über die Regelleitung zu verhindern,
ist es zweckmäßig, für gute direkte oder über ausreichende Kapazitäten vorgenommene
Erdung zu sorgen.
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Es soll nun aber im folgenden gezeigt werden, daß man nicht nur mit
gleichzeitiger Verstimmung eine Lautstärkeregelungerzielen kann.
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In Fig. 2 ist eine Abart einer solchen Regelvorrichtung mit Hilfe
von Rückkopplungen dargestellt, die eine noch etwas intensivere Wirkung besitzt.
Es ist hier ein dreischenkeliger Kern aus ferromagnetischem Material untergebracht,
der drei verschiedene Spulen bzw. Spulengruppen trägt. Die Spulen 1, a gehören einem
abstimmbaren Schwingungskreis an, der beispielsweise wie in Fig. i an eine als Gleichrichter
wirkende Röhre angeschaltet sein kann. Diese beiden Spulen seien so gewickelt, daß
sie in bezug auf das Feld im Spulenkern hintereinandergeschaltet sind. Das durch
sie erzeugte Feld durchsetzt also im wesentlichen den mittleren Schenkel des Transformators
nicht. Auf dem mittleren Schenkel sei nun eine Spule angebracht, welche von den
hochfrequenten Anteilen des Anodenstromes irgendeines nachfolgenden Hochfrequenzverstärkers
oder der Detektorröhre, an die der Schwingungskreis 1, 2 angeschlossen sein möge,
durchflossen wird. Solange nun die Induktion in den beiden symmetrisch liegenden
Teilen des Dreischenkeltransformators I und II gleichmäßig ist, wird überhaupt keine
Rückkopplungswirkung eintreten, da der Schwingungskreis gegen die Rückkopplungsspule
in diesem Zustand entkoppelt ist. Der Kern aus ferromagnetischem Material oder die
Schwingungskreisspule mögen nun so dimensioniert sein, daß diese vollkommen gegenseitige
Entkopplung dann eintritt, wenn in den einander entgegengeschalteten Windungen 3.
.4, welche vom Gleichstromanteil der Deinodulationsröhre durchflossen werden, eine
normale Stromstärke herrscht. Sinkt die Lautstärke unter dieses gewünschte Maß,
so möge durch die mangelnde Vormagnetisierung durch die zwei einander entgegenwirkenden
Spulen 3, 4. die Symmetrie in den beiden magnetischen Kreisen I. 1I so gestört werden,
daß nun eine Kopplung zwischen dem Schwingungskreis 1, 2 und -der Rückkopplungsspule
eintritt, und zwar soll die Kopplung in dem Sinn wirken, daß die Rückkopplungsspule
verstärkend wirkt. . Wird jedoch die Feldstärke der empfangenen Schwingungen sehr
großa so daß der Anodenstrom in der Gleichrichterröhre stark ansteigt, so wird die
Symmetrie der Anordnung in umgekehrter Richtung verschoben, und es wirkt nun die
Rückkopplungsspule als zusätzliche Dämpfung, setzt also die Lautstärke herab.
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Voraussetzung für diese Wirkung ist natürlich, daß von vornherein,
d. h. ohne Wirkung der Spulen 3, 4., eine Asymmetrie zwischen den Kreisen I, 1I
vorhanden ist, so daß dann bereits eine genügend starke Rückkopplung vorhanden ist
und daß diese Asymmetrie bei steigendem Gleichstrom in den Spulen 3, d. allmählich
aufgehoben wird und- bei weiter steigendem Strom in den Spulen 3, .4 zu einer Asymmetrie
in umgekehrter Richtung führt.
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Die zuletzt. beschriebene Anordnung zeigt durch gegenseitige Kompensation
der Wirkung in den Spulen i und 2 keine Veränderung der Abstimmung mehr bei Vornahme
einer automatischen Lautstärkeregelung.