DE755070C - Anordnung zur Fernabstimmung eines Schwingungskreises, insbesondere eines Empfaengers - Google Patents

Description

1. JUNI 1953

M 132634 Villa/21a¹

eines Empfängers

Die Erfindung befaßt sich mit der Fernabstimmung eines Schwingungskreises, insbesondere eines Empfängers, über eine Doppelleitung.

Es ist bekannt, an das an der Fernbedienungsstelle befindliche Ende der Doppelleitung ein Abstimmelement, z. B. einen Drehkondensator, zu schalten, mit dem die Abstimmung vorgenommen wird. Es treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn das Kabel sehr lang ist, denn dann kann es nicht mehr als reine Kapazität betrachtet werden. Es treten vielmehr im Abstimmbereich Löcher auf, bei denen die Doppelleitung mit dem Abstimmelement nicht mehr als Kapazität oder Induktivität, sondern als unendlich großer Widerstand oder als Kurzschluß wirkt.

Nach der Erfindung beträgt zur Vermeidung dieser Nachteile bei Verwendung einer so langen Doppelleitung, daß diese nicht mehr lediglich als Kapazität angesehen werden kann, die elektrische Länge der Doppelleitung ein ganzes Vielfaches einer Viertelwellenlänge der etwa in der Mitte des Abstimmbereiches liegenden Frequenz.

Die physikalische Länge ist dann also gleich einem ganzen Vielfachen der Viertelwellenlänge der Schwingung von dieser Frequenz auf

dem Kabel selbst, d. h. nicht der Viertelwellenlänge in der Luft.

Bei geradzahligen Vielfachen der Viertelwellenlänge erscheint eine Kapazität auch als Kapazität und eine Induktivität als Induktivität am anderen Ende der Doppelleitung, während bei ungeradzahligen Vielfachen eine Kapazität als Induktivität bzw. eine Induktivität als Kapazität am anderen Ende der ίο Doppelleitung erscheint. Ist die elektrische Länge der Doppelleitung dagegen etwa gleich V₈ der Wellenlänge, so erscheint eine Induktivität auf der einen Seite als unendlich großer Widerstand auf der anderen Seite und eine Kapazität als Widerstand Null·. Bei etwa ³/_s der Wellenlänge liegen die Verhältnisse umgekehrt. Hierdurch ist der Abstimmbereich beschränkt. Zu beachten ist, daß der Bereich um so kleiner wird, je langer die Doppelleitung ist.

Wenn es erwünscht ist, daß die Induktivität oder Kapazität am anderen Ende der Doppelleitung dem Betrage nach in unveränderter Größe erscheint, macht man den Blindwiderstand des Abstimmelementes seinem Betrage nach bei einer mittleren Frequenz des Abstimmbereiches gleich dem Wellenwiderstand der Doppelleitung.

Eine wichtige, aber auf keinen Fall ausschließliche Anwendung der Erfindung ist die Abstimmung des Ortsoszillators eines Überlagerungsempfängers in der Weise, daß die Schwebungsfrequenz größer ist als die höchste Frequenz in dem zu empfangenden Frequenzbereich. Bekanntlich ist bei einem solchen Empfänger der gewünschte von dem Ortsoszillator zu überstreichende Frequenzbereich (ausgedrückt als Verhältnis der höchsten Ortsoszillatorfrequenz zu der tiefsten Oszillatorfrequenz) viel kleiner als der Frequenzbereich des Empfängers als Ganzes (ausgedrückt als Verhältnis der höchsten zu empfangenden Frequenz zu der tiefsten zu empfangenden Frequenz). So kann im Fall eines Überlagerungsempfängers, der mit einer Schwebungsfrequenz von 2000 kHz arbeitet, ein Empfangsbereich von 150 bis 1500 kHz durch Verwendung eines Ortsoszillators überstrichen werden, der zwischen 2150 und 3500 kHz abgestimmt werden kann. Wenn man diese Zahlen annimmt, so erkennt man, daß ein Empfangsbereich von 10: ι durch einen Ortsoszillator überstrichen werden kann, der einen Frequenzbereich von nur 1,63 : 1 hat.
Die Zeichnung stellt mehrere Schaltbilder für die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Fernabstimmung eines Schwingungskreises dar.

Bei der ersten Schaltung nach Fig. 1 werden die empfangenen hochfrequenten Signale dem vierten Gitter G 4 (von der Kathode gerechnet) einer Fünfgitterröhre V zugeführt. Diese Röhre enthält fünf Gitter Gi bis G 5 zwischen der Kathode C und der Anode A und arbeitet als erster Detektor und Ortsoszillator. Das vierte Gitter G 4 ist über einen Widerstand GR geerdet. Ebenso ist die Kathode C über die üblichen Schaltmittel CS und BR geerdet. Das dritte Gitter G 3 und das fünfte Gitter G 5 sind miteinander verbunden, während das zweite Gitter Gz, das als Oszillatoranode wirkt, mit einer nicht gezeichneten positiven Spannungsquelle über eine Spule ο C verbunden ist, die mit einer anderen Spule IC gekuppelt ist. Die Spule IC ist an einem Ende geerdet und am anderen Ende über einen Kondensator CC mit dem ersten Gitter G 1 der Röhre V verbunden. An Stelle der dargestellten Fünfgitterröhre kann auch eine andere Mischröhre, etwa eine Trioden-Hexode, verwendet werden. Die Spule IC bildet einen Teil des die Frequenz bestimmenden Kreises des Oszillatorteiles der Röhre V und ist durch einen Abgleichkondensator AC überbrückt. Das erste Gitter G1 ist mit der Kathode C über einen Widerstand LR verbunden. Die resultierende Zwischenfrequenz wird in der gewöhnlichen Weise von dem Anodenkreis zu dem nicht gezeichneten Zwischenfrequenzverstärker geführt. Die Fernabstimmung des die Frequenz bestimmenden Kreises des Oszillatorteiles der Röhre V erfolgt durch eine regelbare Induktivität TL, die an dem fernen Ende des Hochfrequenzkabels K liegt. Die ungeerdete Seite des Abgleichkondensators AC ist mit dem einen Ende des Mittelleiters IK des Hochfrequenzkabels verbunden. Die eine Seite der als Abstimmittel dienenden Induktivität TL ist mit dem anderen Ende dieses Mittelleiters verbunden. Der äußere Leiter ο K des Hochfrequenzkabels, der der übliche äußere Schirm sein kann, ist geerdet und ferner mit dem anderen Ende der Induktivität TL verbunden. Die elektrische Länge des Kabels ist so gewählt, daß es ungefähr in der Mitte des gewünschten Abstimmbereiches des Ortsoszillators eine Viertelwellenlänge lang ist und daß bei dieser Mittelfrequenz der Blindwiderstand der Induktivität TL ungefähr gleich dem Wellenwiderstand des Kabels ist. Bei dieser Anordnung wirkt die Induktivität TL so, als ob sie eine regelbare Kapazität wäre, die unmittelbar im Nebenschluß zu dem Abgleichkondensator AC liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird anstatt einer fern angeordneten regelbaren Induktivität TL eine fern angeordnete regelbare Kapazität TC verwendet, die so wirkt, als ob sie eine regelbare Induktivität wäre, die einen Teil des frequenzbestimmenden Kreises des Ortsoszillators bildet. Fig. 2 zeigt nur das Kabel mit dem Abstimmkondensator TC.

Wenn anstatt eines Kabels, das eine Viertelwellenlänge lang ist, ein Kabel verwendet wird, das eine halbe Wellenlänge bei der Mittelfrequenz lang ist, wird ein fern angeordneter regelbarer Kondensator als Abstimmmittel so wirken, als ob er eine Kapazität am anderen Ende des Kabels wäre; in gleicher Weise wird eine fern gelegene regelbare Induktivität so wirken, als ob sie eine Induktivität am anderen Ende des Kabels wäre. Ähnliche Resultate erzielt man, gleichgültig ob das Kabel eine Viertelwellenlänge oder ein ungerades Vielfaches davon lang ist; desgleichen erzielt man gleiche Resultate, gleichgültig ob das Kabel eine halbe Wellenlänge oder ein Vielfaches davon lang ist. Der Hauptunterschied, der auftritt, wenn man die Länge des Kabels von der Viertel- bzw. halben Wellenlänge vergrößert, ist der, daß der Abstimmbereich abnimmt und die Verluste zunehmen. Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die genaue Form des beschriebenen Frequenzwandlers oder auf den frequenzbestimmenden abgestimmten Kreis eines Orts-Oszillators, sie kann vielmehr überall benutzt werden, wenn eine Fernabstimmung in einem Hochfrequenzkreis benötigt wird.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen mehrstufigen Mehrbereichempfänger. Dieser Empfänger soll der Einfachheit halber zwei hintereinanderliegende Hochfrequenzstufen enthalten, die über zwei Bereiche, einer von 200 bis 350 m und der andere von 315 bis 550 m, abgestimmt werden sollen.

Die Antennenspule A ist mit der Gitterspule GC ι der ersten Röhre V1 verbunden, die Gitterspule GCι liegt zwischen Gitter und Kathode dieser Röhre Vi. Die Anode ist über eine Drossel CH1 mit der Anodenspannungsquelle verbunden und über einen Kondensator 2 C mit dem Gitter der zweiten Röhre V 2 verbunden. Die Gitterspule GC1 der ersten Röhre wird durch folgende Anordnung fernabgestimmt.

Die Kathode der ersten Röhre ist geerdet und mit dem Schirm bzw. äußeren Leiter OK 1 eines rohrförmigen Hochfrequenzkabels Ki verbunden, dessen Mittelleiter IKi an seinem einen Ende mit dem Gitter der ersten Röhre verbunden ist. Am anderen Ende des Kabels sind die beiden Kabelleiter mit den Eingangsklemmen einer künstlichen Leitung bzw. eines Phasenregelnetzwerkes PS ι verbunden, dessen Ausgangsklemmen mit den Eingangsklemmen einer anderen künstlichen Leitung ^LLi verbunden sind. Eine der Ausgangsklemmen der zweiten künstlichen Leitung AL 1 ist mit der Klemme eines Variometers TL ι verbunden, dessen andere Klemme mit der Klinke B ι eines Schalters verbunden ist, der zwei zusammenarbeitende Kontakte X1 und Y1 hat.

Der Kontakt X1 ist mit der verbleibenden Ausgangsklemme der zweiten künstlichen Leitung AL ι verbunden und der Kontakt Y1 mit einem Punkt zwischen einer der Ausgangsklemmen der ersten künstlichen Leitung PS ι und der entsprechenden Eingangsklemme der zweiten künstlichen Leitung ^4Li. Auf diese Weise wird, wenn der Schalter in einer seiner Stellungen ist, das Variometer TLi an die Gitterspule GC ι der ersten Röhre V1 durch eine Leitung angelegt, die aus dem Kabel Ki und den beiden künstlichen Leitungen PS 1 und AL ι in Reihe besteht. Wenn der Schalter sich in seiner anderen Stellung befindet, wird die zweite künstliche Leitung AL ι kurzgeschlossen und das Variometer TL ι an die Gitterspule GC ι nur über das Kabel K ι und die erste künstliche Leitung PS ι gelegt. Die anderen Ein- und Ausgangsklemmen der künstliehen Leitungen sind gemeinsam über den Schirm bzw. äußeren Leiter des Kabels geerdet. Wenn die elektrische Länge des Kabels K ι so gewählt ist, daß sie eine Phasenverschiebung von ungefähr 27⁰ bei 2,65 m (der Mittelfrequenz des niedrigeren Bereiches) erzeugt, ist die künstliche Leitung PS 1 so bemessen, daß sie eine Phasenverschiebung von ungefähr 63 ° erzeugt. So wird bei 265 m die elektrische Länge einschließlich der ersten go künstlichen Leitung PS ι und des Kabels K ι ¹U der Betriebslage betragen. Die Phasenverschiebung der zweiten künstlichen Leitung ^4Li ist so gewählt, daß bei 415 m (der Mittelfrequenz des oberen Bereiches) die elektrische Länge des Kabels zusammen mit den beiden künstlichen Leitungen wieder etwa ¹U der Wellenlänge ist. So wird das Variometer als Kapazität an der Gitterspule der ersten Röhre reflektiert und arbeitet als Abstimmkapazität für die beiden Wellenlängenbereiche, indem der Schalter für den einen Bereich in die eine und für den anderen Bereich in die andere Stellung gelegt wird. Die Stellung für den längeren Bereich ist diejenige, bei der beide künstliche Leitungen im Kreise liegen.

Die zweite Röhre V- 2 enthält die übliche Gitterspule GC 2 zwischen Gitter und Kathode, die durch ein Hochfrequenzkabel Λ" 2 und zwei künstliche Leitungen PS2 und AL2 und einen dazugehörigen Schalter B 2 mit den Kontakten X 2, Y 2 über ein zweites Variometer TL 2 fernabgestimmt wird. Die Anordnung ist ähnlich der für die erste Stufe angewendeten Anordnung. Die Anode der Röhre V2 ist über den Kondensator 3 C mit dem Gitter der dritten Röhre V 3 gekoppelt, die ein Demodulator ist und deren Gitterspule GC3, wie oben beschrieben, ferngesteuert wird über das Kabel K3, die künstlichen Leitungen PS3, AL3, den Schalter B 3 mit den Kontakten X 3, Y 3 und das Variometer TL 3. Die drei Schalter und die

drei Variometer sind zwangsläufig gekuppelt, wie durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt das Kabel eine Phasenverschiebung von 2j° bei 265 m. Eine solche Phasenverschiebung liegt bei einem gewöhnlichen rohrförmigen Hochfrequenzkabel von ungefähr 16 m vor. Natürlich kann für andere Längen oder Abmessungen des Kabels der Bereich der dadurch erzielten Phasenverschiebung ein anderer sein. Es wird in solchen Fällen die durch die erste künstliche Leitung erzielte Phasenverschiebung so sein, daß sie, wenn sie sich zu der durch das Kabel gelieferten Phasenverschiebung addiert, die elektrische Gesamtlänge etwa ¹U der Betriebswellenlänge der Mitte des unteren Frequenzbereiches sein wird. Erforderlichenfalls können die Schalter und Variometer durch ein einziges Gestänge derart miteinander gekuppelt werden, daß für die ersten i8o° der "Bewegung der Variometerregelwelle die Schalter in ihrer einen Lage sind und eine Regelung der Induktivität von einem Minimum zu einem Maximum erhalten wird, während für die nächsten i8o° die Schalter in der anderen Lage sind und wieder ein ganzer Durchlauf der Werte der Induktivität erhalten wird. Solche kombinierten Anordnungen sind an sich bekannt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben angegebenen Werte für die Wellenlängen und ist beispielsweise auch anwendbar für Bereiche von 1000 bis 2000 m. Wahrscheinlich wird es jedoch für einen Mehr-Wellenempfänger mit Kurz- und Langwellenbereich zweckmäßiger sein, für den Langwellenbereich zusätzliche Spulen vorzusehen und diese erforderlichenfalls durch mechanisch oder elektrisch betriebene Fernschalter einzuschalten.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Fernabstimmung eines Schwingungskreises, insbesondere eines Empfängers, über eine Doppelleitung, an deren Ende an der Fernbedienungsstelle ein Abstimmelement angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer so langen Doppelleitung, daß diese nicht mehr lediglich als Kapazität angesehen werden kann, die elektrische Länge der Doppelleitung ein ganzes Vielfaches einer Viertelwellenlänge der etwa in der Mitte des Abstimmbereiches liegenden Frequenz beträgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand des Abstimmelementes seinem Betrage nach bei einer mittleren Frequenz des Abstimmbereiches gleich dem Wellenwiderstand der Doppelleitung ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschrift Xr. 495552;

LTSA.-Patentschriften Xr. 1 911 021,
ι 768251;

französische Patentschrift Nr. 663 191;

O. Schmidt, »Zeitschrift für Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, Bd. 41, i933> S. 2 bis 16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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