DE810522C - Empfaenger fuer frequenz- oder phasenmodulierte Traegerwellen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. AUGUST 1951

p 27710 VIII a j 21 aⁱ D

ist als Erfinder genannt worden

Es sind bereits Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte Trägerwellen bekannt, welche einen Verstärker enthalten, dem Steuerimpulse zugeführt werden, so daß er die ihm zugeführte Zeichenspannung nur während der Dauer dieser Impulse verstärkt und infolgedessen eine im Takte der Steuerimpulse impulsmudulierte Ausgangsspannung liefert, deren sämtliche Komponenten entsprechend der Modulation der empfangenen Trägerwelle frequenz- oder phasenmoduliert sind. An Stelle eines durch Steuerimpulse gesteuerten gewöhnlichen Verstärkers kann in solchen Empfängern vorteilhaft ein Pendelrückkopplungsverstärker mit logarithmischer Arbeitsweise verwendet werden, bei dem die Pendelspannung die gleiche Wirkung hat wie die Steuerimpulse beim gewöhnlichen Verstärker. Durch die Verwendung eines solchen Verstärkers ergeben sich folgende Vorteile: eine außerordentlich hohe Verstärkung und dementsprechend eine hohe Empfindlichkeit, eine erhöhte und leicht regelbare Trennschärfe sowie eine selbsttätige Amplitudenbegrenzung.

Die Erreichung dieser Vorteile ist jedoch an gewisse Voraussetzungen geknüpft, die daraus folgen, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers mit der Pendelfrequenz impulsmoduliert ist, also aus Impulsmodulationskomponenten besteht, welche sich in ihrer

Frequenz um die Pendelfrequenz voneinander unterscheiden, wobei jede dieser Komponenten eine mit der Modulation der empfangenen Trägerwelle übereinstimmende Frequenz- oder Phasenmodulation aufweist. Die Wirkung des Pendelrückkopplungsverstärkers entspricht demnach derjenigen eines Modulationsvorgangs, welcher eine Mehrzahl von gleichartigen Seitenbändern liefert, welche im Frequenzband in gleichen gegenseitigen Abständen verteilt sind, wobei dieser Frequenzabstand gleich der Pendelfrequenz ist. Es kann nachgewiesen werden, daß hierbei jedes der Seitenbänder hörbare Geräuschkomponenten erzeugt und daß das auf diese We'se zustande gekommene gesamte Störgeräusch das theoretisch erreichbare Verhältnis der Signalspannung zur Geräuschspannung um etwa 30 db vermindert.

Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß man mittels eines scharf abgestimmten Filters eine einzige Impulsmodulationskomponente der

ao Ausgangsspannung des Verstärkers ausgewählt und nur diese zum Demodulator weitergeleitet hat. Um dies erreichen zu können, muß die Pendelfrequenz zumindest theoretisch gleich dem Betrage des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle sein,

a₅ praktisch muß sie jedoch das Zwei- bis Dreifache dieses Werts betragen. Eine derartig hohe Pendelfrequenz ist jedoch unvorteilhaft, weil sie die Trennschärfe des Verstärkers sehr vermindert und überdies zur Erreichung einer gleichmäßigen Trennschärfe im ganzen Frequenzbereich die Vorschaltung eines zusätzlichen Filters vof den Verstärker erfordert. Weiterhin hat diese hohe Pendelfrequenz den Nachteil, daß sie ein störendes Übergreifen der während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Schwingungskreis erzeugten Schwingun-

gen in die nächste Pendelperiode begünstigt, da es leicht vorkommen kann, daß die während einer Pendelperiode erzeugten Schwingungen vor dem Beginn der sehr schnell folgenden nächsten Pendelperiode noch nicht vollständig gedämpft sind.

Die vorgenannten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Pulsier frequenz des Verstärkers höchstens gleich dem Betrage des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle bemessen wird und daß ein Teil der Ausgangsspannung des Demodulators als Regelspannung zum gegenseitigen Anpassen der Frequenzänderungen der dem Demodulator zugeführten ausgewählten Impulskomponente und des Frequenzbereichs des Demodulators verwendet wird.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. ι ist das schematische Schaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers für frequenzmodulierte Trägerwellen, die

Fig. 2, 3 und 4 stellen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers dienende Diagramme dar, während die

Fig. 5 bis 8 verschiedene andere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Empfängern zeigen.

Der in Fig. 1 dargestellte Empfänger dient zum Empfang von frequenzmodulierten Trägerwellen. An die Eingangsklemmen 10, 11 des Empfängers ist der eine Eingangskreis eines Verstärkers 12 angeschlossen, dessen anderer Eingangskreis mit einer Vorrichtung 13 in Verbindung steht, welche den Verstärker 12 steuernde Impulse liefert. Der Verstärker 12 kann im einfachsten Falle ein normaler Hochfrequenzverstärker sein, wobei die Vorrichtung 13 als Impulsgenerator ausgebildet ist, welcher dem Steuergitter einer oder mehrerer der Verstärkerröhren des Verstärkers 12 sich periodisch wiederholende Impulse zuführt, um die Verstärkung im Takte dieser Impulse zu modulieren. Vorteilhaft wird man jedoch den Verstärker 12 als Pendelrückkopplungsverstärker mit logarithmischer Arbeitsweise ausbilden, und deshalb sei angenommen, daß der dargestellte Empfänger mit einem derartigen Verstärker 12 versehen sei. In diesem Falle stellt die Vorrichtung 13 die Pendelspannungsquelle dar, welche die Verstärkung entsprechend der Pendelfrequenz beeinflußt. Die Wiederholungsfrequenz eier Steuerimpulse bzw. die Pendelfrequenz wird so gewählt, daß sie zumindest das Doppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle beträgt, aber kleiner ist als der maximale Frequenzhub der frequenzmodulierten Trägerwelle, d. h. kleiner als der Unterschied zwischen der höchsten uni der niedrigsten Frequenz der mit dem Modulierzeichen maximaler Amplitude frequenzmodulier ten Trägerwelle. Unter der Einwirkung der Steuerimpulse bzw. der Penielfrequenz der Vorrichtung 13 verstärkt also der Verstärker 12 die empfangene Trägerwelle periodisch im Takte der Steuerimpulse bzw. der Penielfrequenz und liefert daher eine impulsmodulierte Ausgangsspannung.

An den Pendelt requenzverstärker 12 sind ein mit eint m Überlagerungsschwingungserzeuger 15 verbundener Breitbandmodulator 14, ein Bandfilter 16 und ein Frequenzdemodulator 17 angeschlossen. Mit den Ausgangsklemmen 18, 19 des Empfängers kann eine Verwertungsvorrichtung beliebiger Art, z. B. ein Lautsprecher, verbunden sein. Das Bandfilter 16 und der Demodulator 17 sind so ausgebildet, daß sie im wesentlichen nur eine der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers 12 durchlassen und demodulieren. Zwecks Vermeidung von Verzerrungen ist der Frequenzdurchlaßbereich der Geräte 16 und 17 enger als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle und entspricht die mittlere Frequenz dieses Durchlaßbereichs der mittleren Frequenz ,der ausgewählten Impulsmodulationskomponente:

Zwecks weiterer Erhöhung der vorgenannten selektiven Wirkung der Vorrichtungen 16 und 17 ist an den Ausgangskreis des Demodulators 17 eine Reaktanzröhre 20 angeschlossen, welche die Frequenz des Schwingungserzeugers 15 in der weiter unten darzulegenden Weise im vorgenannten Sinne beeinflußt.

Die Kurve der Fig. 2 stellt die Amplitude der impulsmodulierten Ausgangsspannung des Verstärkers 12 in Abhängigkeit von der Frequenz f der empfangenen Trägerwelle dar, wobei fs die mittlere Trägerfrequenz bezeichnet. Die in das Diagramm eingezeichneten Ordinatenlinien stellen die Amplituden einer Anzahl von über das Frequenzspektrum der Trägerwelle verteilten Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers 12 dar, wobei sich diese Komponenten in ihrer Frequenz um den der Pendelfrequenz entsprechenden Betrag Af voneinander unterscheiden.

Da die Phase der währen 1 der Sättigungsperiode in jedem Intervall negativen Leitwerts des rückgekoppelten Schwingungskreises des Verstärkers 12 in diesem Schwingungskreis entstehenden Schwingungen von der Phase der zu Beginn des betreffenden Intervalls eintreffenden Schwingung de"r Trägerwelle abhängt, sind alle dargestellten Tmpulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers in Übereinstimmung mit der Modulation der Trägerwelle im gleichen Sinne frequenzmoduliert, und jede dieser Komponenten kann zur Demodulation ausgewählt werden.

Der Modulator 14 verschiebt die Frequenzen der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers 12 in einen anderen Teil des Frequenzspektrums, welcher im Verhältnis zum Durchlaßbereich des Bandfilters 16 so gewählt ist, daß die mittlere Frequenz der ausgewählten Komponente, beispielsweise der Komponente f_v, gleich der mittleren Frequenz des Durchlaßbereichs des Bandfilters 16 wird. Daher wird diese Komponente im Demodulator 17 demoduliert, und ihre Modulation wird den Ausgangsklemmen 18,19 zugeführt.

Falls die Pendelfrequenz den maximalen Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle nicht übersteigt, kann die Frequenz der ausgewählten Komponente f_p Augenblickswerte haben, welche die zulässigen Frequenzhübe der benachbarten Komponenten zeitweise überlappen. Um die sich daraus ergebende Möglichkeit der Interferenz zwischen benachbarten Impulsmodulationskomponenten zu beseitigen, wird die Ausgangsspannung des Demodulators 17 der Reaktanzröhre 20 zugeführt, welche dafür sorgt, daß die Betriebsfrequenz des Überlagefungsschwingungserzeugers 15 sich entsprechend den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente f_p und daher entsprechend den Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle ändert. Diese Änderungen der Betriebsfrequenz des Überlagerungsschwingungserzeugers 15 vermindern im Ausgangskreis des Demodulators 14 den Bereich der Frequenzänderungen aller Impulsmodulationskomponenten einschließlich derjenigen der Komponente f_p, und infolgedessen werden die Frequenzänderungen der ausgewählten Komponente mit Sicherheit in den Durchlaßbereich des Bandfilters 16 und des Demodulators 17 fallen. Dieser Durchlaßbereich ist eng im Verhältnis zu den Frequenzunterschieden Af, um Verzerrungen der Ausgangsspannung des Empfängers durch der ausgewählten Impulsmodulationskomponente benachbarte Komponenten zu vermeiden.

Bei dem beschriebenen Empfänger steht die Ausgangsspannung des Pendelrückkopplungsverstärkers 12 eher mit der Phase als mit der Frequenz der in jeder Pendelperiode empfangenen Trägerwelle in Beziehung.

Diese Phasenbeziehung wird daher mehrdeutig, wenn die Phasenänderung der Eingangsspannung des Demodulators zwischen aufeinanderfolgenden Pendelperioden gegenüber der durch die mittlere Frequenz des Durchlaßbereichs des Bandfilters bestimmten Bezugsphase größer als ± 180 ° wird. Diese Mehrdeutigkeit kann beseitigt werden, wenn man die größte Änderung der Trägerfrequenz zumindest gleich der höchsten Modulationsfrequenz der Trägerwelle macht.

Bei dem heute in der Nachrichtenübertragung mit frequenzmodulierten oder phasenmodulierten Trägerwellen gebräuchlichen größten Frequenzhub von 150 kHz kann die Wiederholungsfrequenz der Impulse der Vorrichtung 13 bzw. die Pendelfrequenz je nach der jeweiligen höchsten Modulationsfrequenz und der gewünschten Güte der Wiedergabe zwischen etwa 20 kHz und 150 kHz liegen. Im Falle der Verwendung eines Pendelrückkopplungsverstärkers sind also Pendelfrequenzen von 50 bis 100 kHz ohne weiteres zulässig, was sehr vorteilhaft ist, da derartige Pendelfrequenzen beim Empfang von frequenzmodulierten Rundfunk-Sendungen die günstigste Arbeitsweise des Verstärkers sichern, indem sie eine hohe Trennschärfe gewährleisten und gleichzeitig verhindern, daß die während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Kreis erzeugten Schwingungen in die nächste Pendelperiode übergreifen und die während dieser Periode erzeugten Schwingungen störend beeinflussen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Empfängers ergibt sich aus d er Fig.3, in welcher die Resonanzkurve A des Pendelrückkopplungsverstärkers 12 in die die Ausgangsspannung des Verstärkers darstellende Kurve B eingezeichnet ist. Die Kurve B erstreckt sich über ein Frequenzband, welches zur Resonanzkurve/l symmetrisch liegt, aber deren Bereich in beiden Richtungen übersteigt. Dies ist im Hinblick auf die Abstimmung vorteilhaft, denn im Falle, daß die mittlere Trägerfrequenz ursprünglich im Punkt C der Resonanzkurve liegen sollte und die dem Demodulator zuzuführende ausgewählte Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers die Komponente f_v wäre, kann die Abstimmung innerhalb des Bereichs der Resonanzkurve beliebig eingestellt werden, ohne daß die ausgewählte Komponente f_p in einen Bereich der Kurve B verschoben wird, in welchem die Energie der Impulsmodulationskomponenten nur mehr sehr gering ist. Bei einer solchen Verschiebung würde sich zwar der Demodulator von selbst auf eine stärkere Impulsmodulationskomponente umstellen, aber diese Umstellung wäre von einem störenden, hörbaren Knakken im Lautsprecher begleitet.

Eine Möglichkeit für die wunschgemäße Gestaltung der Kurven A und B in Fig. 3 ergibt sich im Falle der Verwendung eines Pendelrückkopplungs Verstärkers aus der Tatsache, daß die Resonanzkurve A eines solchen Verstärkers von derjenigen Geschwindigkeit ab- 110 ' hängt, mit welcher der Leitwert des Pendelrückkopplungskreises unter dem Einfluß der Pendelspannung von seinen positiven Werten zu seinen negativen Werten hinüberwechselt. Eine scharfe Resonanzkurve ergibt sich dann, wenn dieser Wechsel langsam vor sich geht, und dies kann in der Weise erreicht werden, daß man die Vorrichtung 13 als selbst sperrend en Schwingungserzeuger ausbildet. Die Form der Kurve B hängt von der Dauer derjenigen Intervalle ab, während welcher die im Pendelrückkopplungskreis erregten Schwingungen des mit logarithmischer Arbeitsweise betriebenenPendelrückkopplungsverstärkers ihre maximale Amplitude haben. Um die Kurve B im Verhältnis zur Kurve A breit zu machen, müssen diese Intervalle möglichst kurz sein. Dies kann durch entsprechende Bemessung der Schaltelemente des Schwin-

gungserzeugers und des Pendelrückkopplungskreises erreicht werden. Im Falle der Verwendung eines gewöhnlichen Verstärkers und der Ausbildung der Vorrichtung 13 als Impulsgenerator kann das dargestellte Verhältnis zwischen den Kurven A und B durch Vorschaltung eines Schmalbandfilters vor den Verstärker erreicht werden.

Bisher wurde angenommen, daß die Ausgangsimpulse des Verstärkers 12 die in Fig. 2 dargestellte glatte Hüllkurve haben. In manchen Fällen kann es jedoch erwünscht sein, die Leitwertsanderungen des Pendelrückkopplungskreises des Verstärkers so zu gestalten, daß sich annähernd rechteckige Ausgangsimpulse des Verstärkers ergeben. In diesem Falle ergibt sich die in der Fig. 4 dargestellte Kurve B' als Hüllkurve der Ausgangsimpulse. Diese Kurve schneidet die Nullinie bei den Frequenzen f_l und f₂. Zwecks Vermeidung von Verzerrungen soll die Impulsdauer so gewählt werden, daß der Unterschied zwischen den durch diese NuIlao punkte bestimmten Frequenzen zumindest gleich dem maximalen Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle ist. In Wirklichkeit wird es zwecks Vermeidung von Abstimmungsschwierigkeiten erforderlich sein, daß der genannte Frequenzunterschied den maximalen Frea5 quenzhub weit übersteigt, und daher ist es vorteilhaft, die Leitwertänderungen des Pendelrückkopplungskreises des Verstärkers so zu gestalten, daß die Ausgangsimpulse des Verstärkers von sehr kurzer Dauer werden, so daß man die in Fig. 3 dargestellten Verhältnisse erreicht.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich nur insofern von derjenigen gemäß Fig. 1, daß hier der Modulator 14 dem Verstärker 12' vorgeschaltet ist, so daß die Verminderung der Frequenzabweichungen der empfangenen Trägerwelle bereits vor der pulsierenden Verstärkung der Trägerwelle erfolgt. Hierbei ist angenommen, daß der Pendelrückkopplungsverstärker 12' keine gesonderte Pendelspannungsquelle hat, sondern selbstpendelnd ist.

Fig. 6 zeigt die detaillierte Schaltung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers. Hier ist mit der Antenne 25, 26 ein Hochfrequenzverstärker 27 verbunden, an welchen sich eine kombinierte Pendelrückkopplungsverstärker- und Uberlagerungsstufe 28 mit zugehörigem Überlagerungsschwingungserzeuger 29, ein Demodulator 30 mit selbsttätiger Frequenzregelung zur Verminderung der Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle und ein Niederfrequenzverstärker 31 mit angekoppeltem Lautspreeher anschließt.

Die empfangenen frequenzmodulierten Schwingungen werden im Verstärker 27 verstärkt und in der Stufe 28, 29 in zwischenfrequente, modulierte Impulse verwandelt. Diese werden im Demodulator 30 noch einmal umgeformt, und gleichzeitig wird hier eine der Impulsmodulationskomponenten demoduliert, wobei ihre Frequenzänderungen derart vermindert werden, daß die Möglichkeit einer Interferenz mit benachbarten Impulsmodulationskomponenten beseitigt wird. Die Modulationsspannung wirkt dann über den Niederfrequenzverstärker 31 auf den Lautsprecher ein.

Der Überlagerungsschwingungserzeuger 29 enthält eine Triode 35, deren Kathode über eine Hochfrequenzdrossel 36 geerdet ist. Das Steuergitter der Röhre 35 ist über einen Gitterkondensator 37 und einen Widerstand 38 ebenfalls geerdet, während die Anode der Röhre über einen einstellbaren Abstimmkreis 41, 42 und einen hochfrequenzmäßig durch den Kondensator 40 überbrückten Widerstand 39· an die Anodenspannungsquelle -\-B angeschlossen ist. Die Ausgangsspannung des Schwingungserzeugers gelangt über einen Kondensator 43 zum Steuergitter der zur Einheit 28 gehörigen Triode 45.

Die Röhre 45 liegt in einem Pendelrückkopplungskreis, dessen Betriebsfi equenz durch die Spule 46 regelbarer Induktivität und die Kondensatoren 47, 48 und 49 bestimmt wird. Die Anode der Röhre ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 47 und 48 angeschlossen und erhält ihre Betriebsspannung über den Widerstand 53 von der Spannungsquelle -\-B. Die Kathode der Röhre ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 48 und 49 angeschlossen und ist überdies über eine Hochfrequenzdrossel 50 und einen durch einen Kondensator 52 überbrückten Widerstand 51 geerdet. Das Steuergitter der Röhre 45 ist über einen Abstimmkreis 57 und über einen Widerstand 58 sowie einen Nebenschlußwiderstand 59 ebenfalls an die Spannungsquelle -\-B angeschlossen. Die sich an dem aus den Kondensatoren 54 und 55 bestehenden kapazitiven Spannungsteiler ergebende Ausgangsspannung der Stufe 28 gelangt über die Leitung 56 zum Demodulator 30.

Der Schwingungserzeuger 29 führt dem Eingangskreis der Röhre 45 eine Überlagerungsschwingung zu. Die Durchlässigkeit dieser Röhre wird durch den Kondensator 47 und durch den Stabilisierungskreis 51, 52 bestimmt. Während derjenigen Betriebsintervalle, in welchen die Röhre durchlässig ist, wird in dieser Röhre infolge ihrer nichtlinearen Betriebscharakteristik während eines Teils jeder Pendelperiode eine Modulation der zugeführten Trägerwelle mit der Überlagerungsschwingung stattfinden, so daß eine zwischenfrequente Ausgangsspannung entsteht. Der Resonanzkreis 46, 47, 48, 49 ist auf diese Zwischenfrequenz abgestimmt und bewirkt eine Pendelrückkopplungsverstärkung der zwischenfrequenten Spannung. Dies geht folgendermaßen vor sich: Der Kondensator 47 wird von der Spannungsquelle + B über den Widerstand 53 und die Spule 46 aufgeladen. Sobald die Anode der Röhre 45 infolge dieser Aufladung des Kondensators 47 eine aus- »o reichend hohe Spannung erhält, wird die Röhre durchlässig und arbeitet als Schwingungserzeuger, wobei ihre Betriebsfrequenz durch den Kreis 46, 47, 48, 49 bestimmt wird. Während desjenigen Intervalls, in welchem die erzeugten Schwingungen ihre maximale Amplitude haben, liefert der Kondensator 47 den größten Teil des Entladungsstroms der Röhre. Sobald der Kondensator so weit entladen ist, daß die Anodenspannung der Röhre zur Aufrechterhaltung der Entladung durch die Röhre nicht mehr ausreicht, hören die Schwingungen auf. Der eben beschriebene Vorgang entspricht einer Pendelrü'ckkopplungsverstärkung mit periodischer Sperrung des Anodenkreises, wobei den für diese Anordnung charakteristischen Intervallen negativen Leitwerts des Schwingungskreises diejenigen Zeiträume entsprechen, in welchen der Kondensator 47

die Röhre 45 durchlässig macht, während den Intervallen positiven Leitwerts diejenigen Zeiträume entsprechen, in welchen die Röhre 45 gesperrt ist. Der Stabilisierungskreis 51, 52 stabilisiert den Pendelrückkopplungsvorgang so, daß die durchschnittliche Pendelfrequenz konstant bleibt. Die Pendelfrequenz kann so gewählt werden, daß sie unterhalb des Betrags des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle liegt. Aus den Ausführungen in Verbindung mit der Anordnung gemäß Fig. 1 ergibt sich, daß die Ausgangsspannung der Vorrichtung 28 infolge des beschriebenen Pendelrückkopplungsvorgangs aus aufeinanderfolgenden Impulsen zusammengesetzt ist, welche sich in ihrer Frequenz um die Pendelfrequenz voneinander unterscheiden, wobei jeder dieser Impulse entsprechend der empfangenen Trägerwelle frequenzmoduliert ist.

Der Demodulator 30 enthält eine Mischröhre 60, welche dem bekannten Pentagridkonverter ähnlich ist. Die Röhre 60 hat außer der Anode und der Kathode

ao ein erstes Steuergitter 61, zwei Schirmgitter 62, 63 und ein zweites Steuergitter 64. Die Kathode und die Gitter 61 und 62 bilden zusammen einen Generator in kapazitiver Dreipunktschaltung. Zu diesem Zweck ist das Steuergitter 61 über einen Kondensator 65 mit einem aus der Spule 66 und dem Kondensator 67 bestehenden Parallelresonanzkreis verbunden, die Kathode steht über einen Widerstand 68, welcher durch den Kondensator 69 überbrückt ist, mit einer Anzapfung der Spule 66 in Verbindung und ist überdies über einen Widerstand 70 an das Steuergitter 61 angeschlossen, während das Schirmgitter 62 über einen Widerstand 71, welcher durch den Kondensator 72 überbrückt ist, an eine Spannungsquelle -j-S_c angeschlossen ist.

Die Anode der Röhre 60 ist mit einem stark gedämpften, auf die Resonanzfrequenz des Kreises 66, 67 abgestimmten Resonanzkreis verbunden, welcher aus der Spule 75, der durch den gestrichelt gezeichneten Kondensator 73 angedeuteten Erdkapazität der Anode der Röhre 60 und dem Dämpfungswiderstand 76 besteht. Die Spulen 66 und 75 sind miteinander induktiv gekoppelt, wie dies der Buchstabe M andeutet, so daß vom Abstimmkreis der Anode eine um go ° phasenverschobene Spannung zum Abstimmkreis des Generators übergeführt wird, welche die Frequenz der erzeugten Schwingungen bestimmt. Die im Pendelrückkopplungsverstärker 28 erzeugten zwischenfrequenten Schwingungen werden über die Leitung 56 dem zweiten Steuergitter 64 der Röhre 60 zugeführt.

Die Anode der Röhre 60 ist über die Spule 75, den abgestimmten Primärkreis 77 eines üblichen Frequenzdemodulators und einen Belastungswiderstand 78, welcher durch einen Kondensator79 überbrückt ist, an die Spannungsquelle +B angeschlossen. Die sich an dem Widerstand 78 ergebende niederfrequente Ausgangsspannung gelangt über den Kondensator 80 zum Niederfrequenzverstärker 31. Mit dem abgestimmten Primärkreis 77 ist ein abgestimmter Sekundärkreis 81 gekoppelt, welcher den Eingangskreis eines üblichen, selbsttätigen Frequenzregelungskreises bildet, dessen Ausgangsspannung über die Widerstände 82 und 83 ebenfalls dem zweiten Steuergitter 64 der Röhre 60 zugeführt wird.

Bei der Betrachtung der Arbeitsweise der Vorrichtung 30 sei die Wirkung des selbsttätigen Frequenzregelungskreises zunächst vernachlässigt, und es sei angenommen, daß das zweite Steuergitter 64 der Röhre 60 eine feste Vorspannung erhält. Die Schwingungen, welche in dem durch die ersten drei Elektroden der Röhre gebildeten Generator erzeugt werden, rufen einen periodisch fließenden Strom im Entladungsstromkreis der Röhre 60 hervor. Sobald dem zweiten Steuergitter 64 von der Vorrichtung 28 eine zwischenfrequente Schwingung zugeführt wird, entsteht in der Röhre durch Überlagerung eine zweite zwischenfrequente Schwingung, deren Frequenz entweder der Summe der Frequenzen der zugeführten Schwingung und der im Generatorteil der Röhre 60 erzeugten Schwingung oder aber der Differenz dieser beiden Frequenzen entspricht. Da diese dem Steuergitter 64 zugeführte Schwingung frequenzmoduliert ist] wird die zweite zwischenfrequente Schwingung ebenfalls frequenzmoduliert sein und liefert daher in dem aus den Kreisen 77 und 81 bestehenden Frequenzdemodulator die Modulationsspannung der empfangenen Trägerwelle, welche dem Steuergitter 64 über den Widerstand 82 als Frequenzregelspannung zugeführt wird.

Diese Regelspannung ist eine Gleichspannung und wirkt wie eine Vorspannung. Sie ändert den Entladungsstrom der Röhre 60 entsprechend den Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle und bewirkt daher eine entsprechende Änderung der zum Generatorteil zurückgeführten, um 90 ° phasenverschobenen Spannungskomponente. Dadurch wird die Betriebsfrequenz des Generatorteils entsprechend geändert, und infolgedessen werden die Frequenzänderungen des Entladungsstroms der Röhre 60 derart vermindert, daß sie innerhalb des Durchlaßbereichs der Kreise 77 und 81 bleiben. Natürlich kann die Modulationskomponente der empfangenen Trägerwelle auch vom Demodulatorkreis des selbsttätigen Frequenzregelungskreises abgenommen werden, jedoch stellt infolge der Rückführung der Frequenzregelspannung zum zweiten Steuergitter 64 der Röhre 60 auch die Grundkompo- nente des Entladungsstroms dieser Röhre die Modulationskomponente der empfangenen Trägerwelle dar, so daß also die Modulationsspannung vom Belastungswiderstand 78 des Entladungskreises der Röhre 60 unmittelbar dem Niederfrequenzverstärker zugeführt werden kann.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Kreise 77 und 81 des selbsttätigen Frequenzregelungskreises so zu bemessen, daß der Kreis 77 eine niedrige Gütezahl Q und der Kreis 81 eine hohe Gütezahl Q hat. In diesem Fall ergibt sich bei einer großen Phasenänderung zwischen aufeinanderfolgenden Impulsintervallen eine sofortige Änderung der Frequenzregelspannung, wodurch die Frequenzänderungen sehr wirksam vermindert werden und Phasenänderungen von ±180° zwischen aufeinanderfolgenden Impulsintervallen Rechnung getragen werden kann.

Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß der Verstärker 12' ein Pendelrückkopplungsverstärker mit gesonderter Pendel-Spannungsquelle 13' ist, der Modulator samt zugehöri-

gem Überlagerungsschwingungserzeuger fehlt und die Reaktanzröhre 20 anstatt des Überlagerungsschwingungserzeugers die Pendelspannungsquelle 13' beeinflußt. Bei der Betrachtung der Arbeitsweise dieser An-Ordnung sei auf die Fig. 2 verwiesen, welche die Verteilung der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Pendelrückkopplungsverstärkers im Frequenzband zeigt, wobei sich die Frequenz der benachbarten Komponenten um die Pendelfrequenz unterscheidet, so daß also die Verteilung der Komponenten durch Regelung der Pendelfrequenz .beeinflußt werden kann. Zu diesem Zweck wirkt in der Anordnung gemäß Fig. 7 die an den Ausgangskreis des Frequenzdemodulators 17 angeschlossene Reaktanzröhre 20 auf die Pendelspanriungsquelle 13' ein und beeinflußt auf diese Weise die Pendelfrequenz in Abhängigkeit von der Modulation .der empfangenen Trägerwelle. Dadurch wird die Pendelfrequenz so geändert, daß eine Verminderung der Frequenzänderungen einer Impulsmodulationskomponente eintritt, welche verschieden von derjenigen ist, welche der Frequenz der empfangenen Trägerwelle entspricht. Diese Verminderung ist derart, daß die Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente innerhalb des Durchlaßbereichs des Bandfilters 16 bleiben, so daß dieses also nur die ausgewählte Komponente durchläßt. Natürlich kann auch bei dieser Anordnung zwischen dem Verstärker 12' und dem Bandfilter 16 ein Modulator samt zugehörigem Überlagerungsschwüigungserzeuger vorgesehen werden, um den Pendelrückkopplungsverstärker vor der etwaigen schädlichen Einwirkung des Schmalbandfilters zu schützen, welche sich darin äußern könnte, daß die während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Schwingungskreis erzeugten Schwingungen in die nächste Pendelperiode übergreifen und die während dieser Periode erzeugten Schwingungen störend beeinflussen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist an Stelle des in den vorhin beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Schmalbanddemodulators ein Breitbanddemodulator 17 verwendet, und die Auswahl der vorbestimmten Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des auf den Pendelrückkopplungsverstärker 12' folgenden Modulators 14 erfolgt mit Hilfe eines Schmalbandfolgefilters 100, dessen Durchlässigkeitsbereich kleiner ist als der maximale Frequenzhub der zu empfangenen Trägerwelle.

Das Filter 100 enthält einen abgestimmten Kreis ιοί, 102, welcher mit dem Ausgangskreis des Modulators 14 direkt und mit dem Eingangskreis des Demodulators 17 über eine Spule 103 induktiv gekoppelt ist. Überdies ist der genannte Kreis mit der Anode einer Reaktanzröhre 105 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand 106 mit parallel geschaltetem Kondensator 107 geerdet ist. An die Röhre ist ein aus dem Kondensator 108 und dem Widerstand 109 bestehender Phasenverschiebungskreis in der Weise angeschlossen, daß der Kondensator 108 zwischen die Anode und das erste Steuergitter der Röhre geschaltet ist, während der Widerstand 109 in dem durch den Widerstand 110 und den Kondensator in gebildeten Eingangskreis der Röhre liegt, der an den Ausgangskreis des Demodulators 17 angeschlossen ist.

Die normale Resonanzfrequenz des Filters 100 entspricht der mittleren Frequenz der ausgewählten Impulsrnodulationskomponente der Ausgangsspannung des Modulators 14. Diese Komponente gelangt daher über das Filter zum Demodulator 17, und die der Röhre 105 zugeführte Ausgangsspannung des Demodulators bewirkt mittels dieser Röhre eine derartige fortlaufende Änderung der Abstimmung des Kreises 101,102, daß diese den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente stetig folgt. Da die Bandbreite des Filters enger ist als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle, läßt das Filter immer nur die ausgewählte Komponente zum Demodulator durch und unterdrückt alle anderen durch die Arbeitsweise des Pendelrückkopplungsverstärkers erzeugten Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers bzw. des Modulators. Der Modulator 14 schützt hierbei den Pendelrückkopplungsverstärker vor der schädlichen Rückwirkung des Schmalbandfilters.

Alle dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beseitigen die in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erwähnte Mehrdeutigkeit der Phasenbeziehung zwischen der Ausgangsspannung des Verstärkers und der Phase der empfangenen Trägerwelle und gewährleisten daher eine verzerrungsfreie Demodulation. Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1, 5 und 6 liefert der Demodulator eine sich mit der augenblicklichen Frequenz der empfangenen Trägerwelle ändernde Regelspannung, welche die Betriebsfrequenz des Überlagerungsschwingungserzeugers so beeinfußt, daß die Änderungen der scheinbaren Phasenverschiebung der empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zur Phase der durch die mittlere Frequenz des Durchlaßbereichs des Schmalbandfilters 16 (Fig. ι und 5) bzw. des Resonanzkreises 81 (Fig. 6) bestimmten Grundfrequenz des Demodulators in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen des Verstärkers geringer als ± 180° sind. Zur Erzeugung dieser Frequenzregelspannung kann natürlich auch ein gesonderter Demodulator verwendet werden, und es können gegebenenfalls auch Filter vorgesehen werden, um nur gewisse Frequenzkomponenten der Ausgangsspannung des Demodulators für die selbsttätige Frequenzregelung zu verwerten. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 beeinflußt die Regelspannung die Pendelfrequenz, um die Änderungen der no scheinbaren Verschiebung der Phase der empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zu der Phase der durch die mittlere Frequenz des Durchlaßbereichs des Schmalbandfilters 16 bestimmten Grundfrequenz des Demodulators innerhalb einer Pendelperiode durch Änderung der Dauer der Pendelperiode unterhalb von ± 180 ° zu halten. Dieselbe Methode läßt sich natürlich auch auf die Anordnung gemäß Fig. 1 anwenden, indem man mit der Frequenzregelspannung die Wiederholungsfrequenz der dem Verstärker zugeführten Steuer- iao impulse beeinflußt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 beeinflußt die Frequenzregelspannung die Grundfrequenz des Demodulators im Verhältnis zur mittleren Frequenz der ihm zugeführten Zeichenspannung, indem sie mittels der Reaktanzröhre 105 die Abstimmung des die Grundfrequenz des De-

Claims (17)

1. modulators bestimmenden Filterkreises ιοί, iO2 ändert.

   Die Erfindung ist nicht auf die Auswahl einer einzigen Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers beschränkt, vielmehr können gleichzeitig auch mehrere ausgewählt werden, wobei jedoch jede dieser Komponenten getrennt demoduliert werden muß.

   Der erfindungsgemäße Empfänger ist den bekannten ίο Empfängern ähnlicher Art hinsichtlich des Verhältnisses der verwertbaren Zeichenspannung zu den Geräuschspannungen weit überlegen. Der diesbezügliche Unterschied im Vergleich zu einem idealen Empfänger für frequenzmodulierte Trägerwellen beträgt nicht mehr als 6 bis 10 db.

   Patent α ν SPR nc Fi E:

   i. Empfänger zum Empfang frequenz- oder phasenmodulierter Trägerwellen mit einem pulsierend arbeitenden Verstärker, welcher eine impulsmodulierte Ausgangsspannung liefert, deren sämtliche Impulskomponenten entsprechend der Modulation der empfangenen Trägerwelle frequenz- oder phasenmoduliert sind und einen der Pulsierfrequenz des Verstärkers gleichen gegenseitigen Frequenzabstand haben, wobei von diesen Impulskomponenten zumindest eine ausgewählt und demoduliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsierfrequenz des Verstärkers höchstens gleich dem Betrage des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle ist und daß ein Teil der Ausgangsspannung des Demodulators als Regelspannung zum gegenseitigen Anpassen der Frequenzänderungen der dem Demodulator zugeführten ausgewählten Impulskomponente und des Frequenzbereichs des Demodulators verwendet wird.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsierfrequenz des Verstärkers zumindest das Doppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle beträgt.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker als Pendelrückkopplungsverstärker ausgebildet ist, dessen Pendelfrequenz höchstens gleich dem Betrage des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle ist und vorzugsweise zumindest das Doppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle beträgt.
4. 4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelspannung so gestaltet ist, daß sich eine derartige Geschwindigkeit des Hinüberwechseins des Leitwerts des Pendelrückkopplungskreises von seinen positiven zu seinen negativen Werten ergibt, daß das Frequenzband der Ausgangsspannung des Verstärkers breiter wird als die Resonanzkurve des Verstärkers.
5. 5. Empfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   die empfangene Trägerwelle durch Überlagerung in eine zwischenfrequente Spannung verwandelt wird.
6. 6. Empfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich des Demodulators einen Bruchteil des Betrags des maximalen Frequenzhubs der empfangenen Trägerwelle ausmacht und daß durch die von der Ausgangsspannung des Demodulators abgezweigte Regelspannung die Frequenzänderungen der Impulskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers derart vermindert werden, daß die ausgewählte Impulskomponente dem Frequenzbereich des Demodulators angepaßt wird.
7. 7. Empfänger nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung die Pendelfrequenz beeinflußt.
8. 8. Empfänger nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung die Frequenz der der Trägerwelle überlagerten Schwingung beeinflußt.
9. 9. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers einer Mischröhre mit eingebautem Hilfsschwingungserzeuger zugeführt wird, deren Ausgangsspannung die Frequenz des Hilfsschwingungserzeugers beeinflußt, wobei die Ausgangsspannung des an die Mischröhre angeschlossenen Demodulators als Regelspannung der Eingangselektrode der Mischröhre zugeführt wird.
10. 10. Empfänger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die von der Ausgangsspannung des Demodulators abgezweigte Regelspannung der Frequenzbereich des Demodulators den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulskomponente der Ausgangsspannung des Vei stärkers angepaßt wird.
11. 11. Empfänger nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß einem Breitbanddemodulator, dessen Durchlaßbereich zumindest gleich dem maximalen Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle ist, ein Schmalbandfilter vorgeschaltet ist, dessen Durchlaßbereich kleiner als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle ist, und die Abstimmung des Filters unter der Einwirkung der Ausgangsspannung des Demodulators stetig derart verändert wird, daß sie den Frequenzänderungen des ausgewählten Ausgangsspannungsimpulses des Verstärkers folgt.
12. 12. Empfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Filter eine durch die Ausgangsspannung des Demodulators gesteuerte Reaktanzröhre verbunden ist.
13. 13. Empfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ausgangsspannung des Demodulators abgezweigte Regelspannung zur Beeinflussung einer der Betriebsgrößen des Empfängers in der Weise verwendet wird, daß die Änderungen der scheinbaren Phasenverschiebung der empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zur Phase der Grundfrequenz des Demodulators in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen des Verstärkers geringer als ± 180 ° werden.
14. 14. Empfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Frequenzregelspannung die Wiederholungsfrequenz der dem Verstärker zugeführten Steuerimpulse beeinflußt wird.
15. 15 · Empfänger nach den Ansprüchen 5 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Frequenzregelspannung die Frequenz des Überlagerungsschwingungserzeugers beeinflußt wird.
16. 16. Empfänger nach den Ansprüchen 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Regelspannung die Pendelfrequenz beeinflußt wird.
17. 17. Empfänger nach den Ansprüchen 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Frequenzregelspannung die Grundfrequenz des Demodulators beeinflußt wird.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen