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Pendelrückkopplungsempfänger Die Pendelrückkopplungsempfänger enthalten
bekanntlich einen Oszillator, dessen Schwingungen periodisch mit einer Frequenz
gelöscht werden, welche erheblich niedriger als die Oszillatorfrequenz ist, jedoch
mehr als das Doppelte der Modulationsfrequenz der empfangenen Zeichen beträgt. Derartige
Empfänger können zumindest zwei verschiedene Arbeitsweisen haben, welche durch die
Betriebsspannungen und die Art und Weise des Löschvorgangs bestimmt werden. Bei
der einen Arbeitsweise, dem sog. linearen Betrieb, ist der Löschvorgang derart,
daß die in jeder Löschperiode erzeugten Schwingungen vor Erreichung der Maximalamplitude
gelöscht oder gedämpft werden. Bei der anderen Arbeitsweise, dem sog. logarithmischen
Betrieb, können die erzeugten Schwingungen in jeder Löschperiode ihre maximale Amplitude
erreichen. In beiden Fällen zeichnet sich der Empfänger durch einen hohen Verstärkungsgrad
aus, wobei sich die Amplitude des in jeder Löschperiode erzeugten Ausgangszeichens
mit der Amplitude des die Schwingungen während dieser Löschperiode erregenden Zeichens
ändert. Eine weitere charakteristische Eigenschaft des Empfängers besteht darin,
daß in denjenigen Zeiträumen, in welchen keine Zeichen empfangen werden, durch die
im Empfangskreis vorhandenen Rauschspannungen Schwingungen erregt werden, welche
ein Ausgangszeichen verhältnismäßig geringer Amplitude zur Folge haben.
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Sowohl bei linearem wie bei logarithmischem Betrieb ist es erforderlich,
eine Regeleinrichtung zur Regelung der Trennschärfe bzw. der Empfindlichkeit des
Empfängers entsprechend den jeweiligen Empfangsbedingungen vorzusehen.
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Die bekannten Einrichtungen zur Regelung der
Betriebseigenschaften
von Empfängern werden im allgemeinen an Schaltelemente angeschlossen, welche einen
Teil des Zeichenkanals des Empfängers bilden. So ist es beispielsweise bekannt,
eine unmittelbar an einen zum Zeichenkanal gehörigen veränderlichen Trennkreis angeschlossene
Einrichtung zur Regelung der Trennschärfe zu verwenden, wobei diese Einrichtung
in gewissen Fällen die Durchlässigkeitscharakteristik des Trennkreises in Abhängigkeit
von der Stärke der empfangenen Zeichen regelt. Weiterhin ist auch die Empfindlichkeitsregelung
mittels einer unmittelbar an eine oder mehrere Verstärkerstufen angeschlossenen,
selbsttätigen Verstärkungsregelungseinrichtung bekannt. Diese Einrichtungen arbeiten
zwar im allgemeinen zufriedenstellend, jedoch ist es in gewissen Fällen erwünscht,
die Regeleinrichtung von dem Zeichenkanal zu trennen. Dies gilt insbesondere für
Pendelrückkopplungsempfänger, da hierbei durch eine solche Trennung die günstigsten
Betriebsbedingungen für den Empfänger erzielt werden können.
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Die insbesondere für Pendelrückkopplungsempfänger bestimmten bekannten
Regeleinrichtungen erzeugen durch Gleichrichtung eines Teils der Ausgangsspannung
des Empfängers eine Regelspannung und führen diese als Vorspannung dem Oszillator
zu. Der Vorspannungskreis enthält dabei gewöhnlich einen Hochohmwiderstand zur Verminderung
der Energieverluste in diesem Kreis. Dieser Widerstand neigt jedoch dazu, während
der Schwingungsperioden des Schwingungserzeugers außerordentlich hohe Spannungen
herbeizuführen;. welche den Empfangskreis zeitweilig sperren.
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Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß Änderungen der Frequenz
der Löschspannung entsprechende Änderungen der Trennschärfe und der Empfindlichkeit
des Empfängers zur Folge haben.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Pendelrückkopplungsempfänger,
welcher Mittel zur automatsichen Regelung von wenigstens einer Betriebseigenschaft
des Empfängers durch Regelung der Frequenz der Löschspannung aufweist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher
Fig. i eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des, erfindungsgemäßen
Pendelrückkopplungsempfängers ist, Fig.2 ein die Wirkungsweise der Anordnung gemäß
Fig. i veranschaulichendes Diagramm darstellt.
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Der in Fig. i dargestellte Pendelrückkopplungsempfänger ist auf eine
lineare Arbeitsweise eingestellt und enthält einen aus der Elektronenröhre io und
dem aus einer Spule i i mit veränderlicher Induktivität und einem Kondensator C
zusammengesetzten Schwingungskreis bestehenden Oszillator. Der Kondensator C ist
gestrichelt gezeichnet, weil er ganz oder zum Teil von der Streukapazität der Spule
i i und der Zwischenelektrodenkapazität zwischen der Anode und der Steuerelektrode
der Röhre io gebildet sein kann. Der Schwingungskreis ist über einen Kondensator
12 an die Anode der Röhre io angeschlossen und steht mit der Steuer- ; elektrode
dieser Röhre in leitender Verbindung. Eine Anzapfung der Spule i i und die Kathode
der Röhre io sind geerdet.
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Weiterhin enthält die Anordnung Mittel zur Zuführung einer Pendelspannung
zum oben beschriebenen Oszillator. Diese Mittel umfassen eine Hochfrequenzdrosselspule
13 und die hochfrequenzmäßig durch einen Kondensator 15 überbrückte Sekundärwicklung
eines Eisenkerntransformators 14. Die Primärwicklung des Transformators 14 ist durch
einen Widerstand 16 gedämpft und stellt den Belastungskreis einer Fünfgitterröhre
17 dar. Die Kathode sowie das erste und zweite Gitter dieser Röhre 17 bilden die
Elektroden einer Triode für einen die Löschspannung liefernden Schwingungserzeuger
18, welcher eine periodische Löschspannung rechteckiger Wellenform erzeugt, deren
Frequenz, die sog. Pendelfrequenz, niedrig im Verhältnis zur Oszillatorfrequenz,
aber hoch im Vergleich zu den Modulationsfrequenzen der empfangenen Zeichen ist.
An die Anode des Schwingungserzeugers 18 ist ein aus einer Spule 1g und einem Kondensator
20 bestehender Schwingungskreis angeschlossen. Der Steuergitterkathodenkreis des
Löschoszillators 18 enthält einen Gitterstabilisierwiderständ 21, eine mit der Spule
1g induktiv gekoppelte Spule 22 und eine aus dem durch den Kondensator 23 überbrückten
Widerstand 24 bestehende Anordnung zur Lieferung einer Vorspannung an den Schwingungserzeuger.
Die Röhre 17 erhält ihre Betriebsspannungen von den Spannungsquellen + B und + Sc.
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Die Anordnung enthält auch eine Reaktanzröhre 25 zur Regelung der
Betriebsfrequenz des Löschoszillators 18. Der Ausgangskreis der Röhre 25 ist an
den Anodenkathodenkreis des Oszillators 18 angeschlossen. Zwischen der Anode und
dem Steuergitter der Röhre 25 ist ein Kondensator 26 zur kapazitiven Rückkopplung
vorgesehen. In dem Steuergitterkathodenkreis der Röhre ist eine zu einem Widerstand
28 parallel geschaltete Spule 27 eingefügt, so.daß die Rückkopplungsspannung einen
Phasenunterschied von go° gegenüber der Spannung im Anodenkathodenkreis der Röhre
hat.
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Ferner enthält der Pendelrückkopplungsempfänger Mittel, insbesondere
eine Demodulatoranordnung, zur Entnahme eines Ausgangszeichens mit durch die Betriebsbedingungen
des Empfängers bestimmter Amplitudencharakteristik aus dem Pendelrückkopplungskreis.
Diese Demodulatoranordnung besteht aus einem Diodendemodulator 30, welcher über
einen Koppelkondensator 31 an den Schwingungskreis des Empfängers angeschlossen
ist und dessen Belastungskreis von der Hochfrequenzdrosselspule 32 und einem hochfrequenzmäßig
durch den Kondensator 34 überbrückten Widerstand 33 gebildet wird. Das durch den
Pfeil 35 angedeutete Ausgangszeichen des Demodulators kann einem beliebigen Verwertungskreis
zugeführt werden. Dieses Ausgangszeichen gelangt ferner auch noch in die Einheit
40, welche Mittel zur Erzeugung zweier von diesem Ausgangszeichen abhängigen Regelspannungen
enthält. Die Einheit 40
besteht aus einem ein- oder mehrstufigen
Verstärker 41, dessen Eingangskreis an den Widerstand 33 angeschlossen ist. Der
Verstärker enthält einen oder mehrere Trennkreise mit einer der Kurve a der Fig.
2 entsprechenden Durchlaßcharakteristik. Diese Kurve zeigt, daß die maximale Empfindlichkeit
des Verstärkers bei einer Frequenz f, liegt, welche gleich der Pendelfrequenz ist.
Mit dem Ausgangskreis des Verstärkers 41 ist ein Gleichrichter 42 üblicher Ausführung
verbunden. Der Belastungskreis des Gleichrichters 42 enthält zwei parallel geschaltete
Spannungsteiler 43 und 44, deren Mittelpunkte geerdet sind, so daß von beiden Spannungsteilern
sowohl eine positive als' auch eine negative Regelspannung abgenommen werden kann.
Zur Erleichterung des Verständnisses der Wirkungsweise der Einrichtung ist die Polarität
der sich an beiden Seiten des Erdungspunktes der Spannungsteiler ergebenden Regelspannung
in der Zeichnung durch in Klammern gesetzte Plus- und Minuszeichen angedeutet. Die
von dem Spannungsteiler 43 über die Anzapfung 45 abgenommene eine Regelspannung
wird der Reaktanzröhre 25 zugeführt und regelt die Betriebsfrequenz des Pendeloszillators
18, während die vom Spannungteiler 44 über die Anzapfung 46 abgenommene andere-Regelspannung
einer Steuerelektrode der Fünfgitterröhre 17 zugeführt wird und die Amplitude
der Löschspannung regelt. Der Empfänger ist mit einer geerdeten Antenne 5o versehen,
welche über eine Spule 51 an den Schwingungskreis des Oszillators angekoppelt ist.
Die Wirkungsweise des Empfängers ist wie folgt: Es sei zunächst angenommen, daß
die Antenne 5o kein Zeichen empfängt. In diesem Ruhezustand hat der Empfänger eine
vorbestimmte Trennschärfe und Empfindlichkeit, welche in erster Linie von der .Amplitude
und der Frequenz der Löschspannung abhängt, aber sich auch nach anderen Faktoren,
z. B. nach der Charakteristik der Röhre io und des mit ihr verbundenen Schwingungskreises
richtet. Im Empfangskreis werden unter dem Einfluß der Löschspannung Schwingungen
erzeugt, deren Frequenz der Betriebsfrequenz des Pendelrückkopplungskreises entspricht.
Diese Schwingungen haben eine verhältnismäßig kleine Amplitude, welche von der Betriebscharakteristik
des Empfängers und von der Rauschspannung im Empfänger abhängt, die im Ruhezuständ
des Empfängers die in den einzelnen Löschperioden entstehenden Schwingungen anfacht.
Diese Schwingungen werden von der Diode 30 gleichgerichtet und ergeben am Widerstand
33 eine periodische Zeichenspannung kleiner Amplitude, welche eine der Frequenz
der Löschspannung entsprechende Frequenzkomponente hat und überdies sowohl zur Löschspannung
in harmonischer Beziehung stehende Frequenzkomponenten, als auch den Rauschspannungen
des Empfängers entsprechende Komponenten aufweist. Die der Frequenz der Löschspannung
entsprechende Frequenzkomponente gelangt über den Verstärker 41 zum Gleichrichter
42 und ergibt an den Spannungsteilern 43 und 44 Regelspannungen, die in der oben
erwähnten Weise die Frequenz und die Amplitude der Löschspannung regeln und deren
Stärke von der Amplitude des im Ruhezustand des Empfängers gegebenen Ausgangszeichens
des Empfängers abhängt. Die' Anzapfungen 45 und 46 sind so eingestellt, daß die
Regelung der Bandbreite und der Empfindlichkeit des Empfängers in vorbestimmter
Abhängigkeit von der Amplitude des Ruhezustandsausgangszeichens des Empfängers erfolgt.
Diese Einstellung wird auf Grund der folgenden Überlegungen bestimmt: Es kann gezeigt
werden, daß gleichartige Änderungen der Amplitude und der Frequenz der Löschspannung
die Trennschärfe des Empfängers ini selben Sinne beeinflussen, während sie auf die
Empfindlichkeit des Empfängers entgegengesetzte Wirkungen haben. Eine Erhöhung der
Amplitude oder der Frequenz der Löschspannung hat eine Verminderung der Trennschärfe
zur Folge, jedoch verursacht die Erhöhung der Amplitude der Löschspannung gleichzeitig
eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Empfängers, während die Erhöhung der Frequenz
der Löschspannung die Empfindlichkeit des Empfängers vermindert. Es können durch
geeignete Einstellung der Anzapfungen 45 und 46 aus der Einheit 40 Regelspannungen
entnommen werden, deren Höhe und Polarität sich so zueinander verhält, daß sich
die gewünschte 'Änderung der Trennschärfe und der Empfindlichkeit des Empfängers
in Abhängigkeit vom Ruhezustandsausgangszeichen ergibt. Beispielsweise können sowohl
die Trennschärfe als auch die Empfindlichkeit im wesentlichen konstant gehalten
werden, wenn man
die Anzapfungen 45 und 46 so einstellt, daß eine Zunahme
der Amplitude'des Ruhezustandsausgangszeichens eine Verminderung der Amplitude und
eine Erhöhung der Frequenz der Löschspannung zur Folge hat.
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Wenn die Antenne 5o nun beispielsweise ein impulsmoduliertes Zeichen
empfängt, dessen Stärke im allgemeinen sehr groß im Verhältnis zu den Rauschspannungen
im Empfänger ist, erreichen die während des Empfanges dieses Zeichens in jeder Löschperiode
erzeugten Schwingungen eine verhältnismäßig große Amplitude. Während der Pausen
zwischen den Impulsen des empfangenen Zeichens besteht das Ausgangszeichen der Diode
3o aus dem oben erwähnten, sich im Ruhezustand des Empfängers ergebenden Zeichen
kleiner Amplitude. Das sowohl die Zeichenkomponenten großer Amplitude als auch diejenigen
kleiner Amplitude enthaltende resultierende Ausgangszeichen des Empfängers wird
dem Verwertungskreis zugeführt, welcher xmplitudenabhängige Mittel enthalten kann,
unter deren Einwirkung er auf die den Impulsen des empfangenen Zeichens entsprechenden
Zeichenkomponenten großer Amplitude anspricht. Weiterhin wird dieses Ausgangszeichen
der Einheit 4o zugeführt, um die Betriebseigenschaften des Empfängers entsprechend
zu regeln. Falls jedoch die Frequenz der Löschspannung sehr hoch im Vergleich zur
Modulationsfrequenz des empfangenen Zeichens ist, wird die Wiederholungsfrequenz
der Zeichenkomponenten großer Amplitude so niedrig, daß diese Zeichenkomoponenten
keinen
nennenswerten Einfluß auf die in der Einheit 40 erzeugte Regelspannung haben und
diese daher die Trennschärfe und die Empfindlichkeit des Empfängers hauptsächlich
in Abhängigkeit von dem sich im Ruhezustand des Empfängers ergebenden Ausgangszeichen
des Empfängers regelt.
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Im Falle von Empfängern für impulsmodulierte Zeichen kann die Einheit
4o gegebenenfalls eine der Kurve b der Fig. 2 entsprechende Durchlaßcharakteristik
haben. Dann läßt diese Einheit diejenigen Komponenten des sich im Ruhezustand des
Empfängers ergebenden Ausgangszeichens des Empfängers, deren Frequenz derjenigen
der Löschspannung entspricht, nicht durch und erzeugt die Regel-Spannung nur in
Abhängigkeit von den Rauschspannungskomponenten des genannten Ausgangszeichens.
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Im Falle des Empfanges kontinuierlicher Trägerwellenzeichen ist es
vorteilhaft; in die Einheit 40 Trennkreise mit einer der Kurve'a der Fig. 2 entsprechenden
Durchlaßcharakteristik einzufügen. Dann wirkt die Regeleinrichtung ähnlich wie eine
Empfindlichkeitsregeleinrichtung und hält die Ausgangsleistung der Diode 3o auch
bei verhältnismäßig großen Änderungen der Eingangszeichenstärke auf einem annähernd
konstanten Wert.
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Die Regelkreise der Anordnung gemäß Fig. i sind vom Zeichenkanal des
Empfängers größtenteils getrennt, was, wie bereits erwähnt, insbesondere im Falle
von Pendelrückkopplungsempfängern wichtig ist. Überdies ist der Widerstand derjenigen
Kreise, welche die Röhre xo an den frequenzbestimmenden Kreis ankoppeln und über
welche die Löschspannung dem Pendelrückkopplungskreis zugeführt wird, wesentlich
kleiner als der Widerstand der Röhre i o hei unterhalb der Frequenz der Löschspannung
liegender Frequenz. Auch dies ist sehr vorteilhaft, da dadurch die in Verbindung
mit gewissen vorbekannten Schaltungsanordnungen erwähnte Neigung zur Sperrung des
Empfangskreises vermieden wird.
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Es kann natürlich eine Löschspannung jeder beliebiger Wellenform,
beispielsweise eine rechteckige Löschspannung, verwendet werden. Weiterhin ist es
nicht unbedingt erforderlich, daß die Regelspannung von der Ausgangsspannung des
Pendelrückkopplungskreises abhängig ist. Wenn es sich beispielsweise um die Regelung
der Trennschärfe handelt, kann die Regelspannung auch von der Stärke des Eingangszeichens
abhängig gemacht werden, und sie kann dementsprechend aus der Ausgangsspannung einer
zwischen der Antenne und dem Pendelrückkopplungskreis liegenden Verstärkerstufe
oder aus der Ausgangsleistung einer Hilfsantenne abgeleitet werden. Ferner können
die Einheiten 40 und 8o so ausgebildet werden, daß sie den Empfang von impulsmodulierten
Zeichen mit einer sich in weiten Grenzen ändernden Wiederholungsfrequenz der Impulse
ermöglichen.
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Im Falle des logarithmischen Betriebs kann ein Summierkreis vorgesehen
werden, um ein Ausgangszeichen zu erhalten, dessen eine Eigenschaft, beispielsweise
seine Amplitude, durch eine Betriebseigenschaft des Empfängers bestimmt ist.