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Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte Schwingungen Es ist
bereits bekannt, bei einem Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte Schwingungen
die empfangene Schwingung durch eine Audionschaltung in der Amplitude zu begrenzen,
um eine unerwünschte Amplitudenmodulation zu beseitigen. Diese Begrenzung bedingt
weiterhin den Vorteil, daß eine Einrichtung zum selbsttätigen Schwundausgleich ganz
oder zumindest teilweise erspart werden kann, und dämpft die Störgeräusche. Nach
der Begrenzung wird die Schwingung dem Frequenzdemodulator bzw. Phasendemodulator
zugeführt.
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Bei diesen bekannten Anordnungen besteht der Nachteil, daß ein objektives
Maß für die Eingangsfeldstärke fehlt. Es ist aber bei der Bedienung des Empfangsgerätes,
bei der genauen Abstimmung auf einen Sender, bei der Einstellung der Antennenrichtung,
bei dem Vergleich mehrerer Sender und bei der Beobachtung der Empfangsverhältnisse
an verschiedenen Orten oder zu verschiedenen Zeiten erwünscht, die Größe der Eingangsamplitude
des gerade abgehörten Senders irgendwie ablesen zu können.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Amplitudenbegrenzung
und Anzeige der unterschiedlichen Empfangsamplituden der Gitterstrom einer oder
mehrerer nach Art eines Audions mit Gitterblock und Gitterableitwiderstand versehenen
Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärkerröhren des Empfängers dient.
Insbesondere
soll die Gitterrückleitung einer oder mehrerer eingangsseitig der nach Art eines
Audions geschalteten Verstärkerröhren mit der Kathode oder vorzugsweise mit einem
Punkt negativen Potentials gegenüber der Kathode über ein (gemeinsames) Meßinstrument
verbunden sein. Weiterhin kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Begrenzung
und damit die Gitterstromaufnahme in den einzelnen Verstärkerstufen nacheinander
erfolgt, so daß bei steigender Eingangsamplitude der Ausschlag des Instruments angenähert
logarithmisch zunimmt.
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Es ist bekannt, eine Glimmlampe zugleich zur Amplitudenbegrenzung
und zur Anzeige zu verwenden. Da die Zündspannung von Glimmlampen ziemlich hoch
liegt, nämlich bei etwa 70 V, wäre eine derartige Anordnung für eine Begrenzung
in Hochfrequenz- und Zwischenfrequenzstufen nicht brauchbar. Die Erfindung gibt
dagegen eine Lösung an, welche für Hoch-und Zwischenfrequenzstufen geeignet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Abb. i an Hand des Schaltbildes
eines Ultrakurzwellenüberlagerungsempfängers für frequenzmodulierte Schwingungen.
Die Empfangsantenne A führt die aufgenommene Empfangsschwingung, die eine Wellenlänge
von einigen Dezimetern bis zu einigen Metern haben möge, der abstimmbaren Oszillatormischstufe
M zu. Die entstehende zwischenfrequente Schwingung von einer Frequenz von 2 MHz
wird durch die fünf Zwischenfrequenzverstärkerstufen V1, V2, V3, V4, V;; verstärkt
und gleichzeitig begrenzt und darauf der Umformerstufe U zugeführt, welche die frequenzmodulierte
Schwingung in eine amplitudenmodulierte Schwingung umwandelt. Diese wird durch die
Gleichrichterstufe G gleichgerichtet und nach Verstärkung durch den Niederfrequenzverstärker
N dem Kopfhörer T zugeführt.
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Die Anoden der Zwischenfrequenzverstärkerröhren V1, V2, I#'3, V4,
VS sind über abgestimmte Zwischenfrequenzkreise KI, K2, K3, K4, K5 mit dem positiven
Pol der Betriebsspannungsquelle und über einen Blockkondensator Cl, C2, C3, C4,
C,, kleiner Kapazität mit dem Eingang der nachfolgenden Stufe verbunden. Die Steuergitter
G1, G2, G3, G4, G, der als Pentoden ausgebildeten Röhren V1 bis VS sind über je
eine Reihenschaltung zweier Widerstände R1, R1', R2, R2 , R3, R3 , R4, R4', R5,
R5' und ein gemeinsames Meßinstrument J mit einem Punkt gegenüber der geerdeten
Kathode negativen Potentials verbunden. Die Verbindungspunkte der Widerstände sind
jeweils über einen Kondensator Cl', C2" C3 , C4', C,' kapazitiv geerdet.
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Die konstante negative Gittervorspannung - U, ist so gewählt,
daß der durch sie bestimmte Arbeitspunkt jeweils in der Mitte des Aussteuerbereiches
der Röhren V1 bis V" liegt. Die Zeitkonstanten der an den Gittern liegenden RC-Glieder
sind so gewählt, daß sich von einer bestimmten Empfangsamplitude ab, nämlich dann,
wenn in das Gitterstromgebiet hineingesteuert wird, eine zusätzliche negative Vorspannung
ausbildet, die den Arbeitspunkt stärker in das negative Gebiet hinein verschiebt.
Die Anodenstromamplitude wird von nun an, d. h. bei noch weiter steigender Gittervorspannungsamplitude,
auf den durch den Aussteuerbereich bedingten Wert festgehalten. Dies geht deutlich
aus Abb. 2 hervor, bei der der Anodenstrom i" einer Verstärkerröhre in Abhängigkeit
von der Gitterspannung U9 aufgetragen ist. U" stellt den durch die feste Vorspannung
gegebenen Arbeitspunkt Ul 2 dagegen den Arbeitspunkt dar, der sich bei der unter
der Abzisse dargestellten Gitterspannungsamplitude selbsttätig einstellt. Der Anodenstrom
hat die Form von Hochfrequenzimpulsen, zwischen denen (nämlich für die negative
Halbwelle der Gitterspannung) kein Anodenstrom fließt. Der im Anodenstromkreis der
Röhre liegende Schwingungskreis siebt sich hieraus wider die sinusförmige Grundschwingung
heraus, die im wesentlichen keine Amplitudenmodulation mehr zeigt.
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Die Verstärkung des Verstärkers wird zweckmäßigerweise so hoch gewählt,
daß die letzte Röhre durch das thermische Rauschen des Empfangseinganges (Kreisrauschen
und Röhrenrauschen) bereits voll ausgesteuert wird. Die letzte Röhre wird daher
von sich aus bereits auf eine Gitterspannung vorgespannt, die links von dem negativen
Knick der Anodenspannungskennlinie liegt (vgl. Abb.2). Hierdurch wird der Vorteil
bedingt, daß auch das Rauschen stark begrenzt wird. Damit diese Wirkung vollständig
eintritt, ist allerdings notwendig, daß die Zeitkonstante der am Gitter liegenden
RC-Glieder nicht nur wie beim normalenAudion kleiner ist als die Periode der höchsten
Modulationsfrequenz, sondern auch noch kleiner ist als die Periode der höchsten
vom Zwischenfrequenzkanal noch durchgelassenen Rauschfrequenz. Ein weiterer Vorteil
dieser Bemessung besteht darin, daß bei von Null an wachsender Empfangsamplitude
die Wiedergabe angenähert schlagartig einsetzt.
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Der Ausschlag des Instrumentes J ist ein Maß für die Empfangsfeldstärke
und kann als solches zur genauen Abstimmung, zur Einstellung der Antennenrichtung
usw. abgelesen werden.
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Sobald bei einer Röhre der Gitterstrom eingesetzt hat, nimmt dieser
bei weiter steigender Empfangsamplitude angenähert linear zu. Die Begrenzung setzt
zuerst bei der Röhre V5, dann bei der Röhre V4 usw. nacheinander ein. Die einzelnen
Gitterströme JD" J94, J93 USW. haben in Abhängigkeit von der Eingangsfeldstärke
einen Verlauf, wie ihn Abb.3 zeigt. Jeder Gitterstrom nimmt einen konstanten Grenzwert
an,
sobald die vorhergehende Röhre mit ihrer Begrenzung beginnt. Der Gesamtstrom J,
der durch die Summe der einzelnen Gitterströme gegeben ist, hat dann einen Verlauf,
wie ihn Abb. q. zeigt. In den Knickpunkten verkleinert sich die Steilheit der Kurve
jedesmal in einem Verhältnis, das der Verstärkung einer einzelnen Stufe entspricht,
da die gesamte Verstärkung vom Eingang bis zu der ersten wirksamen Begrenzerstufe
jeweils um die Verstärkung einer Stufe heruntergeht. Die folgenden Stufen liefern
nunmehr einen konstant bleibenden Gittergleichstrom. In Wirklichkeit sind die dargestellten
Knickstellen in stärkerem Maße abgerundet, wie durch die gestrichelten Kurvenzüge
angedeutet. Es ergibt sich auf diese Weise eine angenähert logarithmische Ablesekurve,
die zur Erfassung eines weiten Feldstärkebereiches besonders geeignet ist. Man kann
also einen großen Ablesebereich auf einer Skala unterbringen, und gleichzeitig ist
der prozentuale Ablesefehler bei jeder Feldstärke gleich groß.
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Die unteren Teile der an den Gittern liegenden RC-Glieder, nämlich
die Filter R1', Cl', RJ, C2' usw., dienen nicht nur zur Erzeugung der Audionwirkung,
sondern gleichzeitig zur hochfrequenten Entkopplung der einzelnen Gitterrückleitungen.
Die durch das gemeinsame Meßinstrument J bewirkte Kopplung der Gitterrückleitungen
kann durch passende Bemessung (niederohmiges Instrument) klein gehalten werden.
Sie bewirkt übrigens eine mitunter sogar erwünschte, zusätzliche selbsttätige Verstärkungsregelung,
da schon bei Begrenzung durch die letzte Röhre die Gittervorspannungen der Vorröhren
stärker negativ werden.
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An Stelle eines normalen Instrumentes kann natürlich auch eine andere
Anzeigevorrichtung-, z. B. eine Elektronenstrahlröhre, treten. Bei solchen Anzeigevorrichtungen,
die wie in diesem Falle eine Spannung an Stelle eines Stromes zur Steuerung benutzen,
empfiehlt sich die Anwendung eines besonderen Gleichstromverstärkers.