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Schaltung zur Demodulation frequenzmodulierter Hochfrequenzschwingungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Demodulation frequenzmodulierter
Hochfrequenzschwingungen mit einem Netzwerk zur Umwandlung von Frequenzmodulation
in Amplitudenmodulation; derartige Schaltungen werden beispielsweise in Rundfunkempfängern
benutzt. Erfindungsgemäß werden zwei verschiedenen Ausgangsklemmen dieses Netzwerkes
entnommene HF-Spannungen nach getrennter Gleichrichtung derart zur Einwirkung aufeinander
gebracht, d,aß die von der Frequenzmodulation herrührenden Niederfrequenzspannungen
verstärkt und die von einer Amplitudenmodulation herrührenden vermindert werden.
Dies geschieht beispielsweise durch eine Mehrgitterröhre mit wenigstens zwei Gittern,
an denen zwei verschiedenen Ausgangsklemmen des Netzwerkes entnommene, gleichgerichtete
HF-Spannungen mit gleicher Phase der Nutzmodulation liegen. Mit einer solchen Schaltung
läßt sich eine hohe Empfindlichkeit in @bezug auf die Nutzspannung erzielen, und
gleichzeitig können Störspannungen, die der Hochfrequenz oder Zwischenfrequenz im
wesentlichen alsAmplitudenmodulation überlagert sind, unterdrückt werden.
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Das Netzwerk ist gemäß der weiteren Erfindung geeignet, aus einer
frequenzmodulierten HF- hzw. ZF-Eingangsspannung wenigstens eine amplitudenmodulierte
HF- bzw. ZF-Spannung zu erzeugen und aus einer amplitudenmodulierten Eingangsspannung
zwei Spannungen, die gleichphasig amplitudenmoduliert sind. Durch Phasenumkehrung
der einen der an denAusgangsklemmen des Netzwerkes
auftretenden
gleichgerichteten HF- bzw. ZF-Spannungen ergibt sich ein besonderer Vorteil in bezug
auf die Störunterdrückung; die aus der störenden Amplitudenmodulation der Eingangsspannung
erhaltenen Spannungen liegen nämlich gegenphasig an den Gittern, so daß sie einander
entgegenwirken und sich kompensieren können.
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An Stelle dieses Netzwerkes können auch zwei gegensinnig zur Trägerfrequenz
verstimmte Schwingkreise vorgesehen sein oder eine Phasensprungschaltung; aus einer
frequenzmodulierten HF- bzw. ZF-Eingangsspannung erzeugen diese Schaltungen zwei
HF- bzw. ZF-Spannungen, die gegenphasig amplitüdenmoduliert sind. Die Phasenumkehr
der einen dieser Spannungen bewirkt, da.8 an beiden Gittern gleichphasige Nutzspannungen
liegen, die sich unterstützen. Die aus der störenden Amplitudenmodulation der Eingangsspannung
erhaltenen Spannungen sind am Ausgang des Netzwerkes jedoch gleichphasig amplitudenmoduliert,
so daß diese nach Phasenumkehr der einen über die beiden Steuergitter der Röhre
den Anodenstrom entgegengesetzt beeinflussen.
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Zur Erzielung hoher Empfindlichkeit des Demodulators wird erfindungsgemäß
für wenigstens eine der den Ausgangsklemmen des Netzwerkes entnommenen HF- bzw.
ZF-Spannungen Gitter- oder Anodengleichrichtung vorgeschlagen; die Gleichrichtung
dieser Spannung erfolgt zweckmäßig in der Röhre, vorzugsweise Mehrgitterröhre, selbst.
Für die Phasenumkehr ist zweckmäßig eine Röhre vorgesehen, die gegebenenfalls gleichzeitig
verstärkt und geeignet ist, die ihr zugeführte, einer Ausgangsklemme des Netzwerkes
entnommene HF-bzw. ZF-Spannung gleichzurichten. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung, die verhältnismäßig geringen Aufwand mit hoher Empfindlichkeit verbindet,
besteht darin, daß als Röhre, vorzugsweise Mehrgitterröhre und Phasenumkehrröhre,
eine Verbundröhre vorgesehen ist, z. B. eine Triode-Hexode; die Gleichrichtung der
den Ausgangsklemmen des Netzwerkes entnommenen HF- bzw. ZF-Spannungen erfolgt dabei
zweckmäßig für die eine dieser Spannungen in dem als _ Phasenumkehrröhre wirkenden
Triodensystem und für die andere Spannung in dem Hexodensystem.
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Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind an Hand der Abb.
i und 2 beispielsweise erläutert.
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Bei der Schaltung in Abb. i wird die frequenzmodulierte HF oder ZF
einem Netzwerk zugeführt, das aus den induktiv gekoppelten Spulen 1, 2 und 3 und
dem Kondensator,4 besteht. Die Spule 2 liegt mit ihrem einen Ende an Masse und mit
ihrem anderen Ende an einer Mittelanzapfung der Spule 3, die zusammen mit dem Kondensator
4 einen Schwingkreis bildet, der auf die unmodulierte HF bzw. ZF abgestimmt ist.
Jede der beiden an den Ausgangsklemmen dieses Schwingkreises auftretenden amplitudenmodulierten
HF- bzw. ZF-Spannungen wird in einer durch den Kondensator 5 und den Widerstand
6 dargestellten Schaltung einem Steuergitter der Doppeltriode 7 zur Gittergleichrichtung
zugeführt. An Stelle der Doppeltriode können getrennte Trioden oder auch Mehrgitterröhren
verwendet werden. Die am Anodenwiderstand 8 des einen Triodensystems der Röhre 7
auftretende verstärkte und gleichgerichtete Spannung wird über den Koppelkondensator
9 dem ersten Steuergitter des Hexodensystems der Verbundröhre io, einer Triode-Hexode,
zugeführt; das Gitter liegt dabei über denWiderstand i i an Masse. Die Spannung
am Anodenwiderstand i2 des anderen ,Systems der Röhre 7 gelangt über den Koppelkondensator
13 an das über den Widerstand 14 an Masse liegende Steuergitter des als Phasenumkehrröhre
wirkenden Triodensystems der Verbundröhre io; die Anode. des Systems ist über den
Kondensator 15 mit dem zweiten Steuergitter des Hexodensystems verbunden, das über
den Widerstand 16 an Masse liegt. Die Steuerwirkung dieses Gitters ist geringer
als die des ersten Steuergitters des Hexodensystems; das als Phasenumkehrröhre wirkende
Triodensystem ist deshalb gleichzeitig als Verstärker ausgebildet, dessen Verstärkung,
insbesondere mittels des Anodenwiderstandes 17, einstellbar ist: Es ist somit möglich,
wenigstens die eine der den Ausgangsklemmen des Netzwerkes entnommenen HF- bzw.
ZF-Spannungen auf gleiche Steuerwirkung beider Gitter des Hexodensystems einzuregeln
und damit die Bedingung für eine vollständige-Kompensation der Störspannungen zu
erfüllen. Die Niederfrequenz wird am Anodenwiderstand 18 des Hexodensystems über
den Kondensator i9 abgenommen; zur Erzeugung der Gittervorspannung für die Verbundröhre
io ist in ihre Kathodenzuleitung ein durch einen Kondensator 2o überbrückter Widerstand
ii eingeschaltet.
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In Abb. 2 findet ein Netzwerk Anwendung, das einen auf die unmodulierte
HF bzw. ZF abgestimmten, aus Kondensator 22 und Spule 23 bestehenden Parallelschwingkreis
aufweist, sowie mit der Spule 23 in Reihe eine weitere, induktiv gekoppelte Spule
24. Die in der Spule 24 induzierte HF- bzw. ZF-Spannung wird über einen Kondensator
25 dem Gitter des Triodensystems einer Verbundröhre 26 unter Gittergleichrichtung
zugeführt; das Gitter liegt dabei über einen Widerstand 27 an Masse. Eine weitere
HF- bzw. ZF-Spannung wird als Summenspannung an der Reihenschaltung von Schwingkreis
22, 23 und Spule 24 abgegriffen und in der durch den Kondensator 28 und den Widerstand
29 gebildeten Schaltung unter Gittergleichrichtung an das erste Steuergitter des
Hexodensystems der Verbundröhre 26 gelegt. Das Triodensystem wirkt als gleichzeitig
verstärkende Phasenumkehrröhre, deren mittels veränderbaren Anodenwiderstandes 3o
regelbare niederfrequente Anodenwechselspannung über einen Kondensator 31 dem über
den Widerstand 32 an Masse liegenden zweiten Steuergitter des Hexodensystems zugeführt
wird. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist in bezug auf die Störspannung dieselbe
wie bei der in Abb. i angegebenen, da dem aus Spule 37 und Kondensator 38 bestehenden
Eingangskreis zugeführte, amplitudenmodulierte
HF bzw. ZF am Ausgang
des Netzwerkes gleichphasig amplitudenmodulierte HF- bzw. ZF-Spannungen hervorruft,
die sich infolge der Phasenumkehrung der einen bei passender Einstellung des Widerstandes
3o kompensieren.
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Bei Zuführung frequenzmodulierter HF bzw. ZF erzeugt das Netzwerk
nur eine einzige amplitudenmodulierte HF- bzw. ZF-Spannung, die in der Mehrgitterröhre
gleichgerichtet und verstärkt wird und als von den Störspannungen befreite Niederfrequenz
am Anodenwiderstand 33 über den Kondensator 34 abgenommen werden kann. An Stelle
der beiden Systeme der Verbundröhre können auch zwei Systeme in getrennten Kolben
verwendet werden; man benötigt dann z. B. eine Hexode und eine Triode.
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Das Netzwerk gemäß Abb. 2 kann auch bei der Schaltung nach Abb. i
an Stelle des dort dargestellten verwendet werden; andererseits ist die Schaltung
gemäß Abb. 2 auch mit einem Netzwerk in Phasensprungschaltung od. dgl. zu betreiben.
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Eine Steigerung der Empfindlichkeit der Schaltung kann erfindungsgemäß
durch Rückkopplung der vorzugsweise in der Phasenumkehr- oder Mehrgitterröhre verstärkten
Spannung auf das Netzwerk erzielt werden; dafür ist beispielsweise eine mit dem
Netzwerk induktiv gekoppelte Rückkopplungsspule 35 vorgesehen, von der ein Ende
an Masse und das andere Ende über den Kondensator 36 an der Anode der Phasenumkehrröhre
liegt.
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An Stelle der in den Ausführungsbeispielen angewendeten Mehrgitterröhre
mit zwei Steuergittern kann auch eine Röhre mit einem Steuergitter, z. B. eine Triode
oder Pentode, verwendet werden, an deren Steuergitter zwei verschiedenen Ausgangsklemmen
des Netzwerkes entnommene gleichgerichtete HF- bzw. ZF-Spannungen mit gleicher Phase
der Nutzmodulation liegen. Die phasenumgekehrte Spannung wird dem Trioden- bzw.
Pentodengitter dabei über einen Kondensator und. einen Widerstand zugeführt; die
Kompensation der Störspannungen erfolgt äußerhalb der Röhre. DieTriode und die Phasenumkehrröhre
können in einer Doppeltriode vereinigt sein.