DE832448C - Empfangsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsschaltung mit mindestens zwei Mischstufen, denen beiden die Eingangsschwingung zugeführt wird, wobei durch diese Schwingung gesteuerte Schwingungen durch Kopplung des Ausgangs der ersten Mischstufe über ein erstes Koppelelement mit dem Eingang der zweiten und des Ausgangs der zweiten Mischstufe über ein zweites Koppelelement mit dem Eingang der ersten von der Schaltung selbst erzeugt werden. Eine solche Schaltung ist bereits für die Erequenzgegenkopplung einer frequenzmodulierten Schwingung vorgeschlagen worden.

Die Erfindung benutzt den vorgeschlagenen Grundgedanken zur Erequenznachregelung einer in einem Empfänger erzeugten Mischschwingung, deren Frequenz praktisch unabhängig von einer geringen Fehlabstimmung dem Zwischenfrequenzdurchlaßband des Empfängers entspricht.

Gemäß der Erfindung wird dies in der Weise bewerkstelligt, daß das erste Koppelelement eine Phasenkennlinie als Funktion der Frequenz mit einer Flanke aufweist, die steiler als die Phasenkennlinie des zweiten Koppelelements als Funktion der Frequenz ist, wobei der steile Teil in einen Extremwert der Phasendrehung übergeht, der, geteilt durch die Steilheit der Phasenkennlinie des zweiten Koppelelements, einen Frequenzbetrag ergibt, der kleiner als der übliche Frequenzunterschied zwischen zwei benachbarten Sendern ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei entsprechende Schaltelemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.

Fig. ι stellt das allgemeine Prinzipschaltbild einer Schaltung nach der Erfindung dar;

Fig. 2 und 4 stellen die Phasenkennlinien als Funktion der Frequenz der verschiedenen, bei der

Schaltung nach Fig. ι verwendeten Koppelelemente dar;

Fig. 3 stellt eine Empfangsschaltung nach der Erfindung zum Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen dar, und

Fig. 5 stellt eine Schaltung zum, Empfang frequenzmodulierter Schwingungen dar.

Bei der Schaltung nach Fig. ι werden die Eingangsschwingungen /j über Eingangsklemmen i-i ίο zwei Mischstufen 2 und 4 zugeführt. Der Ausgang der ersten Mischstufe 2 ist über ein erstes Koppelelement, z. B. das Netzwerk N₁, mit dem Eingang der zweiten Mischstufe 4 gekoppelt, deren Ausgang über ein zweites Koppelelement, z. B. das Netzwerk N₂, wieder mit dem Eingang der ersten Mischstufe 2 gekoppelt ist. Gegebenenfalls ist noch ein Koppelelement N₃ zwischen den Eingangsklemmen i-i und der zweiten Mischstufe 4 vorgesehen. Auf diese Weise wird von der Schaltung selbst eine Schwingung erzeugt, die unter Zuhilfenahme der Ausgangsklemmen 5-5 dem Ausgang der ersten Mischstufe entnommen werden kann.

Der Frequenzwert dieser Schwingung kann an Hand der Fig. 2 festgestellt werden. Angenommen, es sei die Frequenz der Schwingung über das erste Koppelelement N₁ gleich Z₁ und die über das zweite Koppelelement N₂ gleich f₂. Die Mischschwiingung f_t = /₀ — f₂ bzw. f, — /₀ wird dann als Funktion der Frequenz f₂ eine Phasendrehung im Koppelelement N₁ erfahren, wie sie durch Kurve Cp₁ dargestellt ist. Für die Schwingung f₀ + f₂ sei das erste Koppelelement N₁ undurchlässig, so daß diese Schwingung außer Betracht bleiben kann. Die in der Mischstufe 4 wieder mit der Eingangsschwingung f₀ entmischte Schwingung /₂ wird im Koppelelement N₂ eine Phasendrehung erfahren, wie sie durch die Kurve φ₂ angegeben ist. Die Frequenz f₂ liegt nun bei dem Wert, bei dem die Summe der Phasendrehungen φ₁ und <p₂ der Koppelelemente N₁ und N₂ gegebenenfalls der des dritten Koppelelements Λ^Γ ₃ gleich Null ist, d. h., wenn das Koppelelement A^r ₃ außer Betracht gelassen wird, beim Schnittpunkt der Kennlinien ^₁ und -φ₂, welch letztere entgegengesetzt zu der Kennlinie φ₂ ist.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 enthält das Koppelelement N₁ einen festen abgestimmten Kreis 7 und das Koppelelement N₂ einen Kreis 8, dessen Abstimmung z. B. unter Zuhilfenahme eines Abstimmkondensators 9 geändert werden kann. Als Mischstufen 2 und 4 können Hexoden oder Heptoden verwendet werden, von denen der Einfachheit halber nur die beiden Steuergitter dargestellt sind.

Werden vorläufig die Impedanzen 11 und 12 außer Betracht gelassen, so würden, wenn der Kreis 8 genau auf die Summe oder den Unterschied der Frequenz /₀ und der Abstimmfrequenz des Kreises 7 abgestimmt wäre, die Phasenkennlinien ^₁ und -<p₂ sich bei einer Phase gleich Null schneiden, so daß die Frequenz f_x der Schwingung, die den Kreis 7 passierte, dann gerade gleich der Resonanzfrequenz dieses Kreises wäre. Verschiebt sich darauf, wie dies in Fig. 2 angegeben ist, durch Verstimmung des Kondensators 9 die Abstimmung des Kreises 8 um einen Betrag Δ f₂, so wird die den Kreis 7 durchsetzende Schwingung sich um einen solchen Betrag Δ Z₁ verschieben, daß wieder die Gesamtphasendrehung gleich Null ist. In dem Maße, wie dabei die Flanke p der Phasenkennlinie φ₁ des Netzwerkes N₁ steiler als die Flanke q der Phasenkennlinie <p₂ des Netzwerkes N₂ ist, wird die Frequenzverschiebung Λ Z₁ der Schwingung f_i bei einer bestimmten Fehlabstimmung Δ f₂ des Netzwerks N₂ kleiner sein, d. h. die Schwingung f_v die über den mit dem Kreis 7 gekoppelten Kreis 14 den Ausgangsklemmen 5-5 zugeführt wird, ist selbsttätig hinsichtlich der Frequenz nachgeregelt.

Die bisher beschriebene Schaltung ist jedoch zur selbsttätigen Frequenznachregelung ungeeignet, da die Frequenzverschiebung Δ f₂, die dem Kreis 8 erteilt werden müßte, um auf eine andere Empfangsfrequenz f₀ abzustimmen, wesentlich größer ist als der Frequenzunterschied, der normalerweise zwischen zwei Sendern besteht.

Gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ist dies auf die Tatsache zurückzuführen, daß für einen etwa stärkeren Sender mit der Frequenz /₀', für den die Phasenkennlinie cp{ gilt, die Selbstschwingungsbedingung auch erfüllt ist, da die Kennlinie -<p₂ auch die Kennlinie Cp₁ schneidet und die erzeugte Schwingung nur wenig hinsichtlich der Amplitude in den Kreisen 7 und 8 abgeschwächt wird. Auf diese Weise wird bei der bisher beschriebenen Schaltung, wenn ein bestimmter, stärkerer Sender f₀' empfangen wird, der Empfänger im Falle der Verstimmung des Kreises 8 dennoch stets auf diesen Sender f₀' abgestimmt bleiben, und zwar so lange, bis die Selbstschwingungsbedingung für einen anderen, stärkeren Sender günstiger würde. Abstimmung auf einen schwächeren Sender würde dabei ganz unmöglich sein.

Gemäß der Erfindung muß zur Ermöglichung des Empfangs verschiedener Sender die Phasenbeziehung der Koppelelemente N₁ und A^r ₂ derart sein, daß bereits bei einer Verstimmung des Kreises 8, die einem üblichen Frequenzunterschied /₀ — f₀' zwischen zwei benachbarten Sendern entspricht, die Selbstschwingungsbedingung für einen dieser Sender nicht mehr erfüllt werden kann. Zu diesem Zweck weist die Phasenkennlinie φ₁ des Koppelelements N₁ eine Gestalt auf, wie sie in Fig. 4 angegeben ist: Die steile Flanke p geht in einen Extremwert r bzw. .y über, dessen Größe, geteilt durch die Steilheit der Flanke q der Kennlinie φ₂, einen Frequenzbetrag F ergibt, der kleiner als der übliche Frequenzunterschied f₀' — f₀ zwischen zwei benachbarten Sendern ist. Auf diese Weise wird eine Abstimmung des Kreises 8, die der Phasenkennlinie φ₂ oder -φ₂ entspricht, nur zum Empfang des Senders mit Frequenz f₀ führen können, während eine Abstimmung dieses Kreises 8, die der Abstimmung -<p₂ entspricht, die Selbstschwingungsbedingung des Senders mit der Frequenz /₀ gerade unmöglich und die für den Sender

mit der Frequenz f₀' möglich macht. Im allgemeinen wird der Frequenzunterschied f₀' — /₀ etwa gleich der Durchlaßbandweite des Empfängers sein.

Ein Netzwerk ,Y₁, mittels dessen eine solche Phasenkennlinie ψ₁ verwirklicht werden kann, ist in Fig. 3 mit dem Widerstand 11 und dem auf die gleiche Frequenz wie der Kreis 7 abgestimmten Kreis 12 dargestellt, wobei der' Widerstand ii wenigstens von der gleichen Größenordnung wie die

ίο Impedanz sein soll, die der Kreis 12 bei Resonanz aufweist.

Ein abgestimmter Kreis mit der Kreisgüte = Q,

einer Resonanzfrequenz = ω₀ und einer Impedanz im Falle der Resonanz = R₀ weist nämlich eine Phasenkennlinie auf, deren Steilheit in der Nähe

der Resonanz gleich — " ~ ist. Wird ein Wider-

stand R in Reihe mit einem solchen Kreis gelegt, so wird die Steilheit R_o/R + /?_omal kleiner. Da jedoch der Kreis 8 im allgemeinen auf eine höhere Frequenz abgestimmt ist als der Kreis 12, wird dennoch leicht die Bedingung erfüllt werden können, daß die Phasenkennlinie des Koppelelements JV₁ bedeutend steiler ist als die des Koppelelements N₂.

Hingegen wird gefunden, daß die Phasenkennlinie des Koppelelements A₁, infolge des Anbringens des Widerstands 11, Extremwerte r und ί aufweist, die gleich R„j\R(R + R„) sind. Die erforderliche Phasenkennlinie ^₁ kann also mittels eines hinreichend selektiven Kreises 12, gegebenenfalls eines Kristalls, und eines Widerstandes 11 verwirklicht werden, der wenigstens von der gleichen Größenordnung wie die Resonanzimpedanz des Kreises 12 ist.

Gegebenenfalls können mehrere Koppelelemente 7, 11, 12 in Reihe gelegt werden, die Abstimmung auf z. B. verschiedene Frequenzbereiche empfangener Sender ermöglichen, z. B. auf das Band für Frequenzmodulations- und auf das für Amplitudenmodulationsrundfunksender.

Zum unverzerrten Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen mittels der Schaltung nach Fig. 3 sind Einrichtungen vorgesehen, welche die Schwingung/₂, die über ein zweites Koppelelement N₂ der Mischstufe 2 zugeführt wird, hinsichtlich der Amplitude konstant halten. Dies läßt sich z. B. auf einfache Weise bewerkstelligen, indem die Mischstufe 2 derart eingestellt wird, daß die Amplitude der Selbstschwingung durch den Gitterkathodenraum der Röhre 2 bedingt ist. Wird dabei gegebenenfalls noch ein Widerstand 17 in das Netzwerk 2 eingefügt, so wird infolge des Spannungsverlustes über diesen Widerstand 17 und infolge der Dämpfung des Kreises ,V₂ die Amplitude der Selbstschwingung praktisch konstant sein. Es kann auch z. B. ein synchronisierter Oszillator zwischen dem Ausgang der zweiten Mischstufe 4 und dem Eingang der ersten Mischstufe 2 eingefügt werden. Infolgedessen wird außerdem die Selbstschwingungsbedingung bei kleinerer Amplitude der Eingangsschwingung bereits erfüllt sein.

Fig. 5 stellt eine Empfangsschaltung für frequenzmodulierte Schwingungen dar, bei der ein solcher Amplitudenbegrenzer bzw. synchronisierter Oszillator in den Kreis des ersten Koppelelements N₁ eingefügt sein muß. Bei dieser Schaltung ist als Oszillator eine Röhre 20 verwendet, der die Ausgangsschwingung der Mischstufe 2 über den abgestimmten Kreis 7 zugeführt wird und bei welcher der Anodenkreis über stark gedämpfte Kreise 21 praktisch phasendrehungsfrei mit dem Gitterkreis rückgekoppelt ist. Die auf diese Weise wesentlich verstärkte Ausgangsschwingung der Röhre 20 wird dem Netzwerk 11, 12 zugeführt, das eine Phasenkennlinie Cp_x nach Fig. 4 aufweist. Gegebenenfalls kann außerdem noch unerwünschte Amplitudenmodulation der Eingangsschwingungen unterdrückt werden, indem die Ausgangsschwingung des Oszillators 11 gleichgerichtet wird und die gleichgerichtete Spannung die Steilheit einer der vorangehenden Röhren im Empfangskanal, insbesondere der der Mischstufe 2 nachregelt.

Die Schaltung nach Fig. 5 bewerkstelligt außerdem Frequenzgegenkopplung der Eingangsschwingungen. Wenn das Koppelelement N₁, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, mit der Reihenschaltung des Widerstands 11 und des abgestimmten Kreises I^ versehen ist, wird die Frequenzgegenkopplung nicht vollkommen linear sein, sondern gemäß der Phasenkennlinie φ₁ eine geringe, dritte Harmonische in der go Ausgangsschwingung hervorrufen. Diese dritte Harmonische ist jedoch fähig, die dritte harmonische Verzerrung auszugleichen, die durch das Diskriminatornlter eines auf die Schaltung folgenden Gegentaktfrequenzdemodulators 22 hervorgerufen wird, so daß gerade eine vorzügliche lineare Gleichrichtung bewerkstelligt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Empfangsschaltung mit mindestens zwei Mischstufen, denen beiden die Eingangsschwingung zugeführt wird, wobei durch diese Schwingung gesteuerte Schwingungen durch Kopplung des Ausgangs der ersten Mischstufe über ein erstes Koppelelement mit dem Eingang der zweiten und des Ausgangs der zweiten Mischstufe über ein zweites Koppelelement mit dem Eingang der ersten durch die Schaltung selbst erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Koppelelement zugeführte Schwingung selbsttätig hinsichtlich der Frequenz nachgeregelt ist, indem dieses Koppelelement eine Phasenkennlinie als Funktion der Frequenz mit einer Flanke aufweist, die steiler als die Phasenkennlinie des zweiten Koppelelements als Funktion der Frequenz innerhalb des Arbeitsbereichs ist, wobei der steile Teil in einen Extremwert übergeht, der, geteilt durch die Steilheit der Phasenkennlinie des zweiten Koppelelements einen Frequenzbetrag ergibt, der kleiner als der übliche Frequenzunterschied zwischen zwei benachbarten Sendern ist.

2. Empfangsschaltung nach Anspruch 1 zum Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen, gekennzeichnet durch einen Amplituden-

l>egrenzer, mittels dessen die das zweite Koppelelement durchsetzende Schwingung begrenzt wird.

3. Empfangsschaltung nach Anspruch 1 zum Empfang frequenzmodulierter Schwingungen, gekennzeichnet durch einen synchronisierten Oszillator, der in den Ausgangskreis der ersten Mischstufe eingefügt ist.

4. Empfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Koppelelement ein Koppelnetzwerk enthält, das aus zumindest der Reihenschaltung eines Widerstandes und eines abgestimmten Kreises besteht, dessen Impedanz im Falle der Resonanz maximal von der gleichen Größenordnung wie die des Widerstandes ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4 zum Empfang frequenzmodulierter Schwingungen, die außerdem einen Gegentaktfrequenzmodulator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand und der abgestimmte Kreis derart bemessen sind, daß die dritte, harmonische Verzerrung des Gegentaktfrequenzgleichrichters ausgeglichen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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