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Schaltungsanordnung mit Frequenzgegenkopplung Es ist bekannt (Patent
703 288), zur Herabsetzung der Verzerrungen und zur Einengung des Frequenzhubes
in frequenzmodulierten Sendern und Empfängern eine säg. Frequenz@gegenkopplung anzuwenden.
Zu diesem Zweck wird in einem Sender die durch die Demodulation der frequenztnodulierten
Schwingungen in einem Demodulator gewonnene Modulationsspannung im gegenkoppelnden
Sinne dem Modulationsverstärker zugeführt. In einem Vberlagerungsempfänger wird
mit der dem Demodulator entnommenen Niederfrequenzspannung die von einem Oszillator
des Empfängers erzeugte Frequenz frequenzmoduliert, so daß die Mischung dieser Frequenz
mit der Empfangsfrequenz eine Zwischenfrequenz mit eingeengtem Frequenzhub ergibt.
Es handelt sich also bei einem Empfänger um eine Gegenmodulation, und zwar um eine
gegensinnige Frequenzmodulation.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, eine für alle Modulationefrequenzen
gleichmäßige Frequenzgegenkopplung zu erzielen.. Es hat sich nämlich gezeigt, daß
bei solchen Schaltungen mit Frequenzgegenkopplung gerade die 'höheren Nutzmodulationsfrequenzen,
welche durch die Eigenschaften der Frequenzmodulation bedingte größere Verzerrungen
aufweisen, z. B. infolge der Nichtlinearität der Frequenzabhängi,gkeit der Phasendrehung
eines Filters, weniges gegengekoppelt werden als die tiefen Modulationsfrequenzen.
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Es ist bekannt, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß in den
Gegenkopplungszweig ein Korrekturglied eingeschaltet wird, das bewirkt, daß die
durch die Gruppenlaufzeit im Übertragungsweg
verursachte Schwächung
des Gegenkopplungsgrades der hohen Nutzmodulationsfrequenzen beseitigt ist. Unter
der Gruppenlaufzeit versteht man bekanntlich die Zeit, die eine Änderung des Eingangssignals
benötigt, um am Ausgang zu erscheinen. Die Gruppenlaufzeit bewirkt eine Phasendrehung
der Modulation des Signals, die mit zunehmender Modulationsfrequenz ansteigt.
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Es ist auch bekannt, daß diese Phasendrehung dazu führt, daß bei hohen
Frequenzen die Gegenkopplung in eine positive Rückkopplung umschlägt, die bei größeren
Gegenkopplungsgraden zu einer Selbsterregung führen kann. Dieser gefährliche Bereich
liegt bei normaler Breite des Übertragungsweges oberhalb des Nutzfrequenzbereiches..
Es ist ferner bekannt, die Gefahr :der Selbsterregung dadurch zu vermeiden, .daß
man mittels eines in den Gegenkopplungszweig eingeschalteten Dämpfungsgliedes die
Amplituden des kritischen Frequenzbereiches so weit :herabsetzt, daß keine Selbsterregung
auftritt (Bell Syst., Techn. Journ., Bd. 18, 1939, S.404).
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Das erwähnte bekannte Korrekturglied besteht aus einer Röhre mit Außenwiderstand,
-der aus der Reihenschaltung eines auf i 5 kHz abgestimmten Parallelschwingungskreises
und eines Ohmschen Widerstandes zusammengesetzt ist.
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Die Erfindung gibt eine andere Schaltung dieses Korrekturgliedes an,
welche den Vorteil hat, daß dieses Glied zugleich die obenerwähnte Selbsterregung
beseitigt und daß sich die Frequenzabhängigkeit des Gegenkopplungsgrades auf den
gewünschten Wert einstellen läßt. .
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Das erfindungsgemäßeKorrekturglied enthält wie das bekannte Korrekturglied
einen längs geschalteten Wirkwiderstand und einen auf etwa die höchste Modulationsfrequenz
abgestimmten Schwingungskreis. Die Erfindung besteht darin, daß dieser Schwingungskreis
ohne einen in Reihe geschalteten Widerstand im Querzweig des Gegenkopplungsweges
liegt und daß in den induktiven Zweig dieses Schwingungskreises ein so bemessener
Dämpfungswiderstand R2 (Abb. 2) eingeschaltet ist, daß die Amplituden der gegengekoppelten
Spannungen mit zunehmender Frequenz im Nutzmodulationsfrequenzbereich so vergrößert
werden, daß ihre Projektionen auf die Richtung der Gegenkopplungsspannung für tiefe
Frequenzen genau oder annähernd die Größe dieser Gegen-'kopplungsspannung besitzen
(Abb. 3).
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Die Erfindung wird nachstehend au Hand der :\bl>ildu.ngen näher erklärt.
In Abb. i ist als Beispiel ein Überlagerungsempfänger dargestellt. Auf die erste
Mischstufe Ml mit Oszillator 01 folgt der mit i. ZF bezeichnete Zwischenfrequenzteil.
Dann folgt eine zweite Mischstufe 31, mit Oszillator 02, an die sich der mit 2.
ZF bezeichnete Zwischenfrequenzteil anschließt. In einem Begrenzer B wird die Amplitudenmodulation
unterdrückt und in einem Diskriminator D die oder Frequenzmodulatian entsprechende
Niederfrequenz NF gewonnen. Diese Niederfrequenz wird außer zum Niederfrequenzverstärker
in den Gegenkopplungszweig zwecks gegensinniger Frequenzmodulation des Oszillators
02 geführt. In diesem Zweig liegt das erfindungsgemäß bemessene Korrekturglied K.
Dann folgt die Blindwiderstandsrdhre BR (Reaktanzröhre), die in bekannter Weise
die Frequenz des Oszillator.s 02 moduliert.
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Abb. 2 zeigt ein Beispiel für das erfindungsgemäße Korrekturglied
K. Es enthält einen längs geschalteten Widerstand R1 und einen quer geschalteten
Parallelschwingungskreis L, C, in de$sen Spulenzweig ein Dämpfungswiderstand R2
liegt. Bei den tiefen Modulationsfrequenzen ist der Schwingungskreis praktisch unwirksam,
so daß lediglich .eine Spannungsteilung durch die Widerstände R1 und R2 auftritt.
Bei den hohen Modulationsfrequenzen tritt jedoch eine Vergiößerung des Scheinwiderstandes
des Querzweiges und damit eine Anhebung der Amplitude durch Resonanz auf. Da die
Resonanzfrequenz etwa an die Grenze des Nutzfrequenzbereiches gelegt wird, tritt
oberhalb des Nutzfrequenzbereiches infolge der kurzschließenden Wirkung der Kapazität
"Ü ein Amplitudenabfall auf, so daß die obenerwähnte Selbsterregungsgefahr mit demselben
Filter beseitigt wird.
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In Abb. 3 sind die Wirkungen der Gruppenlaufzeit sowie die Wirkung
der Erfindung dargestellt. Mit He ist der Frequenzhub der Eingangsspannung bezeichnet,
der proportional zur Modulationsspannung ist. Nach unten sind die Gegenkopplungsspannungen
U$ für verschiedene Modulationsfrequenzen von o bis 6o 'kHz aufgezeichnet. Man sieht,
daß -die Phase der Gegenkopp lungsspannungen um so mehr von i8o° gegenüber dem Eingangshub
He abweicht, je höher die Modulationsfrequenz ist. Da für die Gegenkopplung die
Projektion der Gegenkopplungsspannungen auf den nach unten verlängerten Spannungsvektor
He maßgebend sind, wird die Gegenkopplung um so schwächer, je höher die Modulationsfrequenz
ist. Aus diesem Grund werden die Gegenkopplungsspannungen, z. B. mittels .des Filters
nach Abb. 2, wie in Abb. 3 gestrichelt damgestellt, um die gestrichelt dargestellten
Beträge ug vergrößert, so daß alle Projektionen auf die senkrechte Gerade einander
gleich sind. , , Wie die A:bb. 3 zeigt, würde man einen ,glei;Shmäßigen Gegenkopplungsgrad
auch dann erzielet; wenn man in einem Korrekturglied die frequenzabhängige Phasenverschiebung
der Gegenkopplungsspannungen wieder rückgängig machen könnte, ohne @dabei die Amplituden
der Gegen-'kopplungsspannung zu verändern. Dies ist jedoch mit den heute bekannten
Mitteln nicht durchfuhrbar.