DE761144C

DE761144C - Receiver with spread spectrum in the shortwave range

Info

Publication number: DE761144C
Application number: DET54857D
Authority: DE
Inventors: Guido Dipl-Ing Andrieu; Franz Dipl-Ing Papouschek; Walter Rothkopf
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-01-27
Filing date: 1941-01-28
Publication date: 1952-11-10

Description

Bekanntlich drängen sich auf dem Kurzwellenbereich die Sender auf der Abstimmskala bei Verwendung desselben Drehkondensators (etwa 500 pF) wie auf dem Mittel- und LangweUenbereich bedeutend stärker zusammen. Die Ursache liegt darin, daß eine bestimmte Kapazitätsänderung nicht eine bestimmte absolute Frequenzänderung, sondern eine bestimmte prozentuale Frequenzänderung zur Folge hat. Man versucht daher, zwecks Abstimmungserleichterung auf dem Kurzwellenbereich die Sendermarkierungen auf der Ableseskala auseinanderzuziehen. Dies nennt man Bandspreizung oder Banddehnung. Die Rundfunksender befinden sich in der Nähe folgender Wellenlängen: 13, 16, 20, 25, 30 und 50 m und nehmen dort je ein schmales Band von etwa 4% Breite ein.It is well known that in the shortwave range, the transmitters crowd the voting scale when using the same variable capacitor (approx. 500 pF) as in the medium and long-wave range, significantly stronger together. The cause is that a certain change in capacitance is not a certain absolute change in frequency, but rather results in a certain percentage change in frequency. One tries, therefore, to facilitate voting on the Shortwave range pull apart the transmitter markings on the reading scale. This is called band spreading or band stretching. The radio stations are located in the vicinity of the following wavelengths: 13, 16, 20, 25, 30 and 50 m and each occupy a narrow band of about 4% width.

Es ist bekannt, zur Bandspreizung auf der Achse des für den Mittel- und Langwellenempfang dienenden Hauptdrehkondensators einen Kurzwellendrehkondensator mit einem kleineren Variationsverhältnis (End- zu Anfangskapazität) anzuordnen und beim Kurzwellenempfang an Stelle des Hauptdrehkondensators den Kurzwellendrehkondensator anzuschalten. Diese Lösung ist ziemlich kostspielig, besonders, wenn zwei Abstimmkreise (Oszillator und Vorkreis beim Überlagerungsempfänger) notwendig sind, und hat auch denIt is known to spread the band on the axis of the medium and long wave reception Serving main variable capacitor a short-wave variable capacitor with a smaller variation ratio (final to initial capacitance) and for shortwave reception the shortwave variable capacitor instead of the main variable capacitor to turn on. This solution is quite expensive, especially when there are two voting circles (Oscillator and pre-circuit at the heterodyne receiver) are necessary, and also has the

Nachteil, daß leicht eine akustische Rückkopplung auftreten kann, da selbst geringfügige Bewegungen der Drehkondensatorplatten durch den Schall eine erhebliche Frequenzänderung auf dem Kurzwellenbereich verursachen. Ferner ist bei Drehkondensatorabstimmung eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz des Schwingungskreises erschwert. ίο Es ist auch bekannt, zur Abstimmung im ; Kurzwellenbereich ein Tauchkernvariometer anzuwenden, welches in Reihe mit einer festen Kurzwellenspule geschaltet ist. Par- ! allel zu dieser Reihenschaltung liegt ein ; fester Kondensator, der entweder an Stelle J des Hauptdrehkondensators geschaltet wird ' oder durch den mit Raststellen versehenen I Hauptdrehkondensator gebildet wird. Bei j dieser Anordnung ergibt sich folgende i Schwierigkeit: Damit die Variometerspule j wenigstens einige wenige Windungen auf- 1 weisen kann und trotzdem zur Erzielung einer I Feineinstellung nur einen Bruchteil der ge- j samten Kurzwellenspule ausmacht, muß die 1 feste Kurzwellenspule relativ groß sein. Daher muß die Kapazität des Schwingungskreises entsprechend klein bemessen werden, was jedoch die Kompensation der Temperaturabhängigkeit erschwert, da dann kleine Kapazitäten mit negativem Temperaturkoeffizienten erforderlich sind, welche ihre Kapazität mit der Temperatur sehr stark ändern müssen. Ferner hat es sich gezeigt, daß sich während etwa 20 Minuten nach dem Ein- { schalten des Empfängers die Röhrenkapazität j infolge der Erwärmung der Röhre so stark ! ändert, daß sich bei einer Gesamtschwing- j kreiskapazität von nur 30 pF und einer Wellenlänge von etwa 25 m die Abstimmung etwa 6 bis 12 kHz, also etwa um die Breite des Frequenzbandes eines Senders, verschoben hat. Daher ist eine Schwingkreiskapazität von mindestens 50 bis 100 pF erwünscht, j damit der Einfluß der Änderung der Röhrenkapazität prozentual weniger ausmacht.Disadvantage that acoustic feedback can easily occur, since it is even slight Movements of the rotary capacitor plates caused by the sound result in a considerable change in frequency in the shortwave range cause. Furthermore, there is a compensation of the temperature dependency in the case of variable capacitor tuning the natural frequency of the oscillation circuit made more difficult. ίο It is also known to vote in; Shortwave range to use a diving core variometer, which is in series with a fixed shortwave coil is connected. Par-! allele to this series connection is one; Fixed capacitor, which is either switched in place J of the main variable capacitor ' or is formed by the main variable capacitor provided with locking points. At j This arrangement results in the following i difficulty: So that the variometer coil j can have at least a few turns 1 and still achieve an I. Fine adjustment only makes up a fraction of the entire shortwave coil, the 1 fixed short wave coil be relatively large. Therefore, the capacity of the oscillation circuit be dimensioned accordingly small, which, however, compensates for the temperature dependency difficult, since then small capacities with negative temperature coefficients are required, which their capacity must change very strongly with temperature. It has also been shown that for about 20 minutes after switching on the receiver, the tube capacity j so strong as a result of the heating of the tube! changes that with a total oscillation j Circular capacitance of only 30 pF and a wavelength of around 25 m, the tuning around 6 to 12 kHz, i.e. around the width of the frequency band of a transmitter. Hence there is an oscillating circuit capacitance of at least 50 to 100 pF is desirable, thus the influence of the change in the tube capacitance is less in percentage terms.

Den Einfluß der Erwärmung des ganzen Gerätes auf die Kapazität und Induktivität | des Schwingungskreises kann man in bekannter Weise durch Verwendung von Kapazitäten mit negativem Temperaturkoeffizienten ausgleichen. Da jedoch die Kapazitätsänderung j der Röhre sehr viel schneller erfolgt als die j Erwärmung des ganzen Gerätes, könnte man j den Einfluß der Kapazitätsänderung der j Röhre nur durch eine mit einer besonderen I Heizwicklung geheizte Kompensationskapazi- j tat ausgleichen. Dieses Mittel kann man im ■ Bedarfsfalle zusätzlich zur Erfindung an- j wenden.The influence of the heating of the whole device on the capacitance and inductance | the oscillation circuit can be established in a known manner by using capacities compensate with a negative temperature coefficient. However, since the change in capacitance j the tube is much faster than the j heating of the entire device, one could j the influence of the change in capacitance of the j tube only through one with a special I. Heating winding equalize heated compensation capacitance. This means can be used in the ■ If necessary, apply in addition to the invention.

Es ist bekannt, zum Übergang auf ein : anderes Kurzwellenband die feste Kapazität j umzuschalten. Es ist aber auch bekannt, die Spulen oder gleichzeitig die Spulen und die Kapazität umzuschalten.It is known to use the fixed capacitance j for the transition to another shortwave band to switch. But it is also known, the coils or at the same time the coils and the To switch capacity.

Die Erfindung beseitigt die oben geschilderten Nachteile und besteht darin, daß das obenerwähnte Tauchkernvariometer parallel statt in Reihe zur Kurzwellenschwingkreisspule geschaltet ist und wesentlich größer, insbesondere mehrere Male größer als diese Kurzwellenschwingkreisspule ist, und daß die Schwingkreiskapazität so groß, z. B. 50 bis 100 pF, ist, daß eine Kapazitätsänderung der angeschalteten Röhre während der Erwärmungszeit der Röhre von geringem Einfluß auf die Abstimmung ist.The invention eliminates the disadvantages outlined above and is that the The above-mentioned plunger core variometer parallel instead of in series with the short-wave resonant circuit coil is switched and much larger, in particular several times larger than this Short wave resonant circuit coil is, and that the resonant circuit capacitance is so large, z. B. 50 to 100 pF, is that a change in capacitance of the connected tube during the heating time the tube has little effect on tuning.

Es ist an sich, nämlich vom Abgleich von Schwingungskreisen her, bekannt, daß man eine Abstimmung in einem kleinen Bereich ebensogut durch eine parallel zur Schwingkreisspule geschaltete große Spule wie durch eine in Reihe zur Schwingkreisspule geschaltete kleine Spule erzielen kann. Die Verminderung des Einflusses der Erwärmung auf die Abstimmung durch Anwendung sehr großer Kreiskapazitäten ist an sich bekannt. Die Erfindung besteht demgegenüber in der gleichzeitigen Anwendung einer parallel zur Schwingkreisspule geschalteten großen Abstimmspule und einer großen Schwingkreis- go kapazität. In diesem Fall sind also die beiden Abstimmethoden nicht gleichwertig, denn bei Anwendung einer in Reihe zur Schwingkreisspule geschalteten kleinen Abstimmspule wäre es aus dem oben geschilderten Grunde nicht möglich, die Abstimmkapazität groß zu bemessen. It is known per se, namely from the comparison of oscillation circles, that one a tuning in a small area just as well by a parallel to the resonant circuit coil connected large coil as if connected in series to the resonant circuit coil small coil can achieve. Reducing the influence of warming on the Voting by using very large circular capacities is known per se. the In contrast, the invention consists in the simultaneous use of a parallel to Oscillating circuit coil switched large tuning coil and a large oscillating circuit go capacity. In this case, the two voting methods are not equivalent, because with Use of a small tuning coil connected in series to the resonant circuit coil would be it is not possible for the reason described above to make the tuning capacity large.

Abb. ι zeigt das Schaltungsprinzip der Erfindung. Dem unveränderlichen Kondensator C ist eine unveränderliche Kurzwellenspule L von z. B. ι μΐΐ und ein Tauchkernvariometer 2 parallel geschaltet, dessen Induktivität sich z. B. von 3,5 bis 7 «H ändern läßt. Die Spule L, welche für die Eigenfrequenz des Schwingungskreises hauptsächlieh maßgebend ist, kann eine so kleine Induktivität besitzen, daß die Kapazität C entsprechend groß (etwa 100 pF) bemessen werden kann.Fig. Ι shows the circuit principle of the invention. The invariable capacitor C is an invariable short wave coil L of e.g. B. ι μΐΐ and a plunger core variometer 2 connected in parallel, the inductance of which z. B. from 3.5 to 7 «H can be changed. The coil L, which is mainly decisive for the natural frequency of the oscillating circuit, can have such a small inductance that the capacitance C can be dimensioned to be correspondingly large (about 100 pF).

Es wäre naheliegend, die Hauptspule L selbst als Variometer auszubilden. Dann wäre jedoch die zur Überstreichung eines Kurzwellenbandes erforderliche Eisenkernverschiebung so gering, nämlich etwa 2 mm, daß sich die Skala nicht mit der erforderlichen Genauigkeit eichen läßt. Legt man jedoch erfindungsgemäß die Variometerspule 2 parallel zu einer kleineren Hauptspule L und bemißt sie z. B. im Mittel etwa fünfmal größer, so ist zur Überstreichung desselben iao Frequenzbandes ein etwa fünfmal größerer Weg, nämlich etwa 10 mm erforderlich.It would be obvious to design the main coil L itself as a variometer. Then, however, the iron core displacement required to sweep a shortwave band would be so small, namely about 2 mm, that the scale cannot be calibrated with the required accuracy. If, however, according to the invention, the variometer coil 2 is placed parallel to a smaller main coil L and dimensioned z. B. on average about five times larger, a distance about five times larger, namely about 10 mm, is required to sweep the same frequency band.

Ein weiterer Vorteil der Parallelschaltung ergibt sich dann, wenn die Abstimmung gleichzeitig in zwei oder mehr Schwingungskreisen erfolgt, z. B. im Oszillator- und Vorkreis eines Überlagerungsempfängers. Die Eisenkerne 4 und 5 in Abb. 2 werden dann auf einer gemeinsamen Achse 6 befestigt. Die zugehörigen Spulen 2 und 3 kann man nun ziemlich nahe, z. B. 35 mm beieinander, anordnen, ohne daß eine zu sehr störende Kopplung auftritt, denn da die Induktivitäten der Variometerspulen 2 und 3 im Mittel fünfmal so groß sind als die parallel liegenden unveränderlichen Spulen, besitzen sie auch ein fünfmal schwächeres Magnetfeld. Die geringe noch auftretende Kopplung kann man durch Verbindung des Empfangssteuergitters und des Oszillatorgitters der Mischröhre über einen Kondensator von etwa 1 pF ausgleichen. Der geringe Abstand der Spulen 2 und 3 bringt nicht nur eine Raumersparnis, sondern auch eine bessere Temperaturkonstanz, da dann eine Ausdehnung des Tragkörpers 1 und der Isolierstange 6 weniger ausmacht. Aus diesem Grunde verwendet man die Spule 3 zweckmäßig als Oszillatorspule. Another advantage of the parallel connection arises when the vote takes place simultaneously in two or more oscillation circles, e.g. B. in the oscillator and pre-circuit a heterodyne receiver. The iron cores 4 and 5 in Fig. 2 are then attached to a common axis 6. The associated coils 2 and 3 can now be pretty close, e.g. B. 35 mm apart, arrange without an excessively disturbing coupling occurs, because there the inductances of the variometer coils 2 and 3 are on average five times as large as the parallel ones immutable coils, they also have a magnetic field five times weaker. The low coupling still occurring can by connecting the receiving control grid and the oscillator grid of the mixer tube Equalize via a capacitor of about 1 pF. The small spacing of the coils 2 and 3 not only save space, but also improve temperature constancy, since then an expansion of the support body 1 and the insulating rod 6 is less matters. For this reason, the coil 3 is expediently used as an oscillator coil.

Nun folgt eine genaue Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung.A detailed description of the embodiment of the invention will now be given.

Auf einem Isolierrohr I in Abb. 2 sitzen zwei Spulen (Feinabstimmvariometer) 2 und 3 z. B. für den Oszillator- und Vork-reis eines Überlagerungsempfängers, die jede mit einem verschiebbaren Eisenkern 5 und 4 versehen sind. Diese Kerne sind auf einem gemeinsamen keramischen Stift 6 befestigt, auf den eine Feder 7 wirkt, welche die Eisenkerne aus den Spulen nach rechts herauszuschieben sucht. Die Eintauchtiefe der Kerne wird durch eine auf der Achse 8 des auf dem Kurzwellenbereich abgeschalteten Abstimrtikondensators 9 befindliche Kurvenscheibe 10 bestimmt, die unter Vermittlung einer in der elastischen Halterung 11 laufenden Gleitkugel 12 gegen den Stift 6 drückt. Das Spulenrohr ι geht nach rechts in einen Rohransatz 13, der einen größeren Innendurchmesser besitzt, und in einen Befestigungsflansch 19 über. Im Rohr 13 gleitet ein ebenfalls im Querschnitt gezeichnetes Rohrstück 17, in dessen Innengewinde der am Stab 6 befestigte Ansatz 16 mehr oder weniger tief einschraubbar ist. Das Rohrstück 17 trägt außerdem eine am Rand umgebördelte Scheibe 18, in die die Druckfeder 7 eingreift. Durch Drehen des am Ende 20 mit kantigem Profil versehenen Stabes 6 läßt sich bei gegebener Stellung der Nockenscheibe 10 die Eintauchtiefe der Eisenkerne abgleichen.Two coils (fine-tuning variometer) 2 and 3 sit on an insulating tube I in Fig. 2 z. B. for the oscillator and pre-rice of a heterodyne receiver, each with a sliding iron core 5 and 4 are provided. These cores are on a common Ceramic pin 6 attached, on which a spring 7 acts, which the iron cores is looking to push out of the coils to the right. The immersion depth of the cores becomes by a tuning capacitor switched off on the axis 8 of the shortwave range 9 located cam 10 is determined by mediating a in the elastic bracket 11 running sliding ball 12 presses against pin 6. The coil tube ι goes to the right in a pipe socket 13, which has a larger inner diameter, and a fastening flange 19 above. A pipe section 17, also shown in cross section, slides in the pipe 13 in FIG the internal thread of which the attachment 16 attached to the rod 6 can be screwed in more or less deeply is. The pipe section 17 also carries a disc 18, in which the compression spring 7 engages. By turning the one provided with an angular profile at the end 20 Rod 6 can be with a given position of the cam 10, the immersion depth match the iron cores.

Die Kurvenscheibe 10 besteht aus Preßstoff und ist am Rand mit einem Stahlband 14 überzogen, das mit Hilfe der Schraube 15 gespannt wird. Hierdurch ließ sich die hohe verlangte Konstanz und Genauigkeit erzielen, ohne daß die gesamte Nockenscheibe aus Stahl hätte angefertigt werden müssen. Die Kurvenscheibe 10 ist eine archimedische Spirale, besitzt also, auf den Drehwinkel bezogen, eine konstante Steigung. Infolgedessen ist die Abhängigkeit der Kernverschiebung vom Drehwinkel linear. Da im mittleren Bereich der Kernverschiebung auch die Abhängigkeit der Frequenz von der Kernverschiebung linear ist, erreicht man auf diese Weise eine frequenzlineare Abstimmung. "The cam 10 is made of molded material and is secured to the edge with a steel band 14 covered, which is tensioned with the aid of the screw 15. This allowed the high achieve the required constancy and accuracy without the entire cam disk being made of steel should have been made. The cam 10 is an Archimedean spiral, therefore has a constant slope in relation to the angle of rotation. As a result, the Linear dependence of the core displacement on the angle of rotation. Because in the middle area the core displacement also the dependence of the frequency on the core displacement is linear is, a frequency-linear tuning is achieved in this way. "

Abb. 3 zeigt ein Schaltungsbeispiel für einen Schwingkreis. Die Wellenbereichschalter S₁ und S₂, die zugleich zur Umschaltung auf die verschiedenen Bänder innerhalb des Kurzwellenbereiches dienen, sind miteinander mechanisch gekuppelt. In der Schaltstellung a sind der Hauptdrehkondensator C und die Langwellenspule I eingeschaltet. In der nächsten Schaltstellung b wird die Spule I durch die Mittelwellenspule II ersetzt. In der Schaltstellung c ist außer dem Drehkondensator C nur die Kurzwellenspule III eingeschaltet, so daß in üblicher Weise der ganze Kurzwellenbereich z. B. von 13 bis 51 m überstrichen werden kann. In den nächsten Schaltstellungen werden nacheinander die · einzelnen anfangs erwähnten Bänder eingeschaltet. Es sind nur zwei Schaltstellungen d und e eingezeichnet. In diesen Schaltstellungen ist das obenerwähnte Variometer 2 mit der parallel liegenden Spule L eingeschaltet, so daß die Abstimmung mittels dieses Variometers 2 vorgenommen werden kann. Das Variometer 2, im Ausführungsbeispiel dessen Kurvenscheibe 10, ist zweckmäßig mechanisch mit dem Drehkondensator C gekuppelt, insbesondere auf derselben Achse angeordnet, so daß nur ein einziger Abstimmknopf vorgesehen zu werden braucht. In der Schaltstellung d ist die feste Kapazität C₁ mit einem parallel liegenden Trimmerkondensator eingeschaltet. In der nächsten Schaltstellung e ist statt dessen der Kondensator C₂ mit Trimmerkondensator angeschaltet.Fig. 3 shows a circuit example for an oscillating circuit. The waveband switches S ₁ and S ₂ , which also serve to switch over to the various bands within the shortwave range, are mechanically coupled to one another. In switch position a , the main variable capacitor C and the long-wave coil I are switched on. In the next switch position b , the coil I is replaced by the medium wave coil II. In the switch position c , in addition to the variable capacitor C, only the shortwave coil III is switched on, so that in the usual way the entire shortwave range z. B. can be painted over from 13 to 51 m. In the next switch positions, the individual bands mentioned at the beginning are switched on one after the other. Only two switch positions d and e are shown. In these switching positions the above-mentioned variometer 2 with the coil L lying in parallel is switched on, so that the tuning can be carried out by means of this variometer 2. The variometer 2, in the exemplary embodiment its cam 10, is expediently mechanically coupled to the variable capacitor C, in particular arranged on the same axis, so that only a single tuning button needs to be provided. In the switch position d , the fixed capacitance C _{1 is switched on} with a parallel trimmer capacitor. In the next switch position e , the capacitor C ₂ with a trimmer capacitor is switched on instead.

Im Vorkreis eines Überlagerungsempfängers kann man auch in der Schaltstellung c statt der Spule III die Spulen 2 und L einschalten, da es dort nicht so sehr auf eine genaue Einstellung ankommt und daher die jeweilige Stellung des Variometers 2 unwesentlich ist.In the pre-circuit of a superimposition receiver, one can also switch on coils 2 and L in switch position c instead of coil III, since an exact setting is not so important there and therefore the respective position of the variometer 2 is insignificant.

Es ist auch möglich, beim Kurzwellenbandempfang nicht die Kapazitäten, sondern die Spule L umzuschalten und für alle Kurzwellenbänder denselben Festkondensator vorzusehen. Das hat den Vorteil, daß beim Übergang auf kürzere Wellen der Einfluß derIt is also possible for shortwave band reception not to switch the capacitances but rather the coil L and to provide the same fixed capacitor for all shortwave bands. This has the advantage that when transitioning to shorter waves, the influence of the

Induktivität des Variometers 2 kleiner wird, da dann die Induktivität L kleiner ist. Infolgedessen ist die Genauigkeit der Abstimmung bei den kürzeren Wellen größer als bei der Umschaltung der Kapazitäten, bei der nur die prozentuale, jedoch nicht die absolute Frequenzänderung auf den verschiedenen Kurzwellenbändern gleichbleibt (Frequenzbereich von je etwa 4°/o). Andererseits hat die Verwendung von umschaltbaren Kapazitäten den Vorteil, daß sich auf jedem Kurzwellenband die Temperaturabhängigkeit der Eigenfrequenz der Schwingungskreise ausgleichen läßt.The inductance of the variometer 2 becomes smaller, since the inductance L is then smaller. Consequently the accuracy of the vote is greater in the shorter waves than in the switching of the capacities, in which only the percentage, but not the absolute, frequency change on the various Shortwave bands remain the same (frequency range of about 4% each). On the other hand has the use of switchable capacitances has the advantage of being on every shortwave band can compensate for the temperature dependence of the natural frequency of the oscillation circuits.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Receiver with spread spectrum in the shortwave range by means of an additional provided for the short-wave resonant circuit coil, the fine adjustment effecting plunger core variometer and one fixed resonant circuit capacitance, characterized in that the plunger core variometer (2 or 3) is connected in parallel to the short-wave resonant circuit coil (L) and its inductance is significantly greater, in particular is several times larger than that of the short-wave resonant circuit coil (L), and that the resonant circuit capacitance (Q so large, e.g. 50 to 100pF, is that one Change in capacitance of the switched-on tube during the heating time of the tube of little influence on the down-tuning is.

2. Receiver according to claim i, characterized characterized in that the longitudinal movement of the plunger is effected with the aid of a drive rod which is controlled by a spring is pressed against a cam connected to a rotating device.

3. Receiver according to claim 2, characterized in that the boundary line of the cam is an Archimedean spiral and that the plunger core is only in the middle setting range in which the dependence of the frequency on the core displacement is linear, is moved.

4. Receiver according to claim 2, characterized in that the cam with the axis of the voting at the Mittehvellen receipt, when shortwave reception disconnected variable capacitor is coupled, in particular is arranged on the same axis.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

French patent specification Xr. 860 823; U.S. Patent Xr. 1,912,616; Philips Technical Review, Oct. 1939,

P.299;
Telefunken tube. Dec. 1937, issue 11, p.223;

Struth, "Modern Multi-Grid and Electron Tubes", Vol. 2, p. 64; Electronics, May 1938, pp. 12 and 13, 34.

1 sheet of drawings