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Abstimmschaltung für einen Detektor für winkelmodulierte Trägerwellen
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte
Trägerwellen und insbesondere auf einen Detektor für winkelmodulierte Trägerwellen,
der praktisch nicht mehr, wie es bei den bisher üblichen Detektoren der Fall ist,
außerhalb des gewünschten Frequenzbandes anspricht.
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Der Ausdruck winkelmodulierte Trägerwellen soll sowohl phasenmodulierte
als auch frequenzmodulierte Trägerwellen einschließen und ebenfalls Trägerwellen,
die gleichzeitig phasen- und frequenzmoduliert sind. Es sei erwähnt, daß die frequenzmodulierten
Trägerwellen, die von Rundfunksendern ausgestrahlt werden, sowohl phasen- als auch
frequenzmoduliert sind, da nämlich die höheren Modulationsfrequenzen bei ihnen vorverstärkt
werden, d. h. angehoben werden, und sowohl eine Phasen- als auch eine Frequenzmodulation
hervorrufen. Eine Frequenzmodulation eines Trägers wird durch eine Änderung der
Frequenzhöhe des Trägers proportional mit der Amplitude der Modulationsfrequenz
erzeugt, während eine Phasenmodulation eines Trägers eine mit der Höhe der Modulationsfrequenz
zunehmende Frequenzabweichung des Trägers von seinem Ruhewert zur Folge hat.
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Es ist bekannt, daß, wenn ein Empfänger für frequenzmodulierte Trägerwellen
innerhalb des Frequenzspektrums abgestimmt wird, bei jeder Rundfunkstation drei
verschiedene Reaktionen auftreten. Diese drei verschiedenen Empfangsarten entsprechen
den drei ansteigenden bzw. abfallenden Ästen der $-förmigen Diskriminatorkennlinie.
Die beiden äußeren Äste dieser Kennlinie sind in höherem Maße nichtlinear
als
der mittlere Ast, und ihr Verlauf hängt davon ab, wie weit die vorhergehenden Kreise
auf den Diskriminator abgestimmt sind, und kann darüber hinaus mit der Signalamplitude
schwanken, so daß die beiden äußeren Äste stärker auf Rauschstörungen ansprechen
als der Mittelast. Aus diesem Grunde ist der Empfang auf dem Mittelast der richtige.
Daher bereitet die Abstimmung eines Empfängers auf einen frequenzmodulierten Sender
beträchtliche Schwierigkeiten, und zwar wegen des unerwünschten Ansprechens des
Empfängers auf seinen beiden äußeren fisten, wobei erhebliche Verzerrungen bei hohen
Signalfeldstärken auftreten können. Es ist ferner bekannt, daß normalerweise bei
einem frequenzmodulierten Empfänger zwischen den einzelnen Sendern starke Rauschstörungen
auftreten, wenn man die Abstimmung des Empfängers von einem Sender auf einen anderen
verändert. Man hat daher verschiedene Schaltungen, die im allgemeinen als Rauschtöter
oder Rauschunterdrücker bezeichnet werden, entwickelt, um entweder das zwischen
einzelnen Sendern liegende Rauschen auszuschalten oder das unerwünschte Ansprechen
auf den beiden äußeren Ästen, welches stets auftritt, wenn man einen frequenzmodulierten
Träger empfängt. Manche dieser bekannten Schaltungen sind verhältnismäßig verwickelt
und erfordern eine Anzahl von zusätzlichen Schaltelementen, so daß sie für Rundfunkempfänger
zu teuer werden. Andere der bekannten Schaltungen unterdrücken den Empfang auf den
seitlichen Ästen nicht in genügendem Maße.
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Bei einer weiteren bekannten Schaltung zur Unterdrückung des zwischen
den Sendern liegenden Rauschens wird der Niederfrequenzverstärker, sobald man bei
der Abstimmung in die Nähe eines zu empfangenden Senders kommt, verriegelt und wird
erst wieder entriegelt, wenn richtig auf den betreffenden Träger abgestimmt ist.
Man kann jedoch auch unter Benutzung dieser Schaltung den Empfang auf den Seitenästen
nicht vollständig ausschalten. Außerdem kann der Fall eintreten, daß diese bekannte
Schaltung zu stark selektiv wird, so daß sie nicht für den Tonkanal eines Fernsehempfängers
verwendet werden kann, in dem ein durch das Bild amplitudenmodulierter Träger empfangen
und innerhalb !eines verhältnismäßig breiten Frequenzbereichs richtig abgestimmt
werden muß, um gute Bildwiedergabe zu erhalten. Schließlich verkleinert eine zu
starke Selektivität die zulässige Abweichung der Oszillatorfrequenz, ohne daß der
Tonkanal gesperrt wird.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, einen einfachen Detektor
für winkelmodulierte Trägerwellen in abstimmbaren Empfangsgeräten u. dgl. anzugeben,
welcher praktisch den Empfang auf den Seitenästen völlig unterdrückt und daher einen
Empfang nur bei der Abstimmung auf eine einzige Stelle ermöglicht.
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Weiterhin bezweckt die Erfindung, in einem Frequenzmodulationsempfänger
den Detektor an einen Niedeifrequenzverstärker anzuschließen, der verriegelt wird,
bis der Empfänger richtig auf die Mittelfrequenz des Diskriminators abgestimmt ist,
so daß ein verzerrungsfreier Signalempfang ermöglicht wird, ohne daß zusätzliche
abgestimmte Kreise erforderlich wären. Schließlich hat die Erfindung noch den Zweck,
in einem Frequenzmodulationsdetektor, welcher den Empfang auf den Seitenästen so
gut wie völlig ausschließt und der kein zusätzliches Tonfrequenzfilter benötigt,
ein genügend breites Empfangsband im Bereich der Mittelfrequenz des Senders zu schaffen,
so daß man den erfindungsgemäßen Detektor also im Tonkanal eines Fernsehempfängers
benutzen kann.
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Die erfindungsgemäße Schaltung zur -Abstimmung auf die: Mittelfrequenz
des Senders kann einen üblichen Frequenzmodulationsdetektor enthalten oder auch
einen sogenannten, ebenfalls bekannten Verhältnisdetektor. An die Ausgangsseite
des Diskriminatorgleichrichters wird ein Tönfrequenzverstärker in üblicher Weise
angekoppelt. Diesem letzteren Verstärker wird über den Diskriminatorgleichrichter
eine Sperrspannung zugeführt, so daß er im allgemeinen verriegelt ist. Diese Sperrspannung
kann beispielsweise von dem selbsttätigen Verstärkungsregler abgeleitet werden,
der in jedem normalen Rundfunkempfänger vorhanden ist.
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Weiterhin sind gemäß der Erfindung zwei weitere Gleichrichter vorgesehen,
denen die von dem Diskriminatorgleichrichter gelieferte Gleichspannung aufgedrückt
wird. Diese Gleichspannung wirkt der dem Tonfrequenzverstärker zugeführten Sperrspannung
entgegen, so daß der Tonfrequenzverstärker nur dann entriegelt w;rd, wenn der Empfänger
richtig"auf den zu empfangenden Träger abgestimmt ist. Die erwähnten weiteren Gleichrichter
wirken ferner in dem Sinne, daß die dem Steuergitter des Tonfrequenzverstärkers
zugeführte Sperrspannung nicht wesentlich über das Erdpotential hinaus ansteigt.
Die Breite des Frequenz-Bereichs, innerhalb dessen der Tonfrequenzverstärker entriegelt
wird, kann mittels zweier in der erfindungsgemäßen Schaltung enthaltener Widerstände
eingestellt werden.
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Auf diese Weise kann der Empfang auf den Seitenästen selbst bei einem
starken Sender vollständig unterdrückt werden, während der Seitenastempfang eines
schwachen Senders erheblich abgeschwächt und sogar gegebenenfalls vollständig unterdrückt
werden kann, je nachdem wie groß der Verstärkungsgrad im Zwischenfrequenzkanal des
Empfängers ist.
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Fig. i zeigt ein Schaltbild eines üblichen Seeley-Diskriminatorgleichrichters
und einer Tonfrequenzverstärkerstufe unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung;
Fig. 2 und 3 zeigen die Abhängigkeit der Gleichspannungen an verschiedenen Punkten
der Schaltung nach Fig. i von dem Frequenzhub, d. h. der jeweiligen Abweichung des
empfangenen Trägers von seinem Ruhewert; Fig. q. ist ein Schaltbild eines üblichen
Verhältnisdetektors und eines Tonfrequenzverstärkers und enthält auch den Rauschunterdrücker
gemäß der Erfindung.
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In Fig: i ist ein Detektor zum Empfang eines winkelmodulierten Trägers
auf dem Mittelast dargestellt, in welchen auch eine Quelle io von Winkel- oder frequenzmodulierten
Signalen eingezeichnet ist. Durch diese Quelle io ist schematisch eine winkelmodulierte
Trägerwellenquelle
dargestellt, deren Ausgangsspannung im abstimmbaren Empfänger am Ausgang des Zwischenfrequenzteils
auftritt und demoduliert werden soll. Die von der Quelle 1o gelieferten Spannungen
werden einem Eingangsresonanzkreis 1i zugeführt, der aus einer Spule 12 und einem
Parallelkondensator 13 besteht. Der Eingangskreis ii ist auf eine feste Frequenz
abgestimmt, und der zu demodulierende 7F-Träger muß eine solche Frequenz oder Abstimmung
erhalten, daß er von dem Eingangskreis 1i überhaupt in bekannter Weise aufgenommen
werden kann. Ein zweiter Resonanzkreis 14 besteht ebenfalls aus einer Spule 15 und
einem Parallelkondensator 16. Dieser zweite Kreis 14 ist auf dieselbe Frequenz wie
der Kreis ii abgestimmt.
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Die Kreise 1i und 14 sind induktiv miteinander gekoppelt, wie durch
die Klammer 17 angedeutet ist. Außerdem ist eine Klemme des Kreises 1i an einen
Punkt der Spule 15, der zwischen den beiden Spulenenden liegt, beispielsweise an
den Mittelpunkten der Spule, angeschlossen, und zwar über einen Kondensator 18.
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Die Resonanzkreise 1i und 14 stellen die Diskriminatorschaltung des
Diskriminatorgleichrichters dar. Auf die Diskriminatorschaltung folgt ein Gleichrichterkreis
mit den beiden Gleichrichtern 2o und 21, deren Anoden mit 22 bzw. 23 und deren Kathoden
mit 2.1 bzw. 25 bezeichnet sind. Die beiden Gleichrichteranoden 2z und 23 sind mit
der Spule 15 des Resonanzkreises 14 verbunden. Zwischen den beiden Kathoden 24 und
25 liegen zwei Ausgangswiderstände 26 und 27, deren gemeinsame Klemme mit dem Mittelpunkt
der Spule 15 verbunden ist. Der Kondensator 28 liegt zwischen der Kathode 24 und
Erde und dient zum Kurzschluß der Trägerfrequenzströme. Die Kathode 25 ist nicht,
wie üblich, unmittelbar, sondern über einen Kondensator 3o an Erde gelegt, und zwar
zur Ableitung sowohl der Modulationsfrequenzen als auch der Trägerfrequenz. Wenn
der Träger mit einem Tonfrequenzsignal moduliert ist, muß der Kondensator 3o also
die Tonfrequenzströme ableiten können.
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Der Diskriminatorgleichrichter, soweit er bis jetzt beschrieben wurde,
stellt einen üblichen Seeley-Diskriminator dar, dessen Wirkungsweise wohlbekannt
ist. Wegen der induktiven Kopplung zwischen den Spulen 12 und 15 erzeugt der dem
Kreis 1i zugeführte Träger zwei Trägerfrequenzspannungen an den Endpunkten des Kreises
14. Diese zwei Trägerfrequenzspannungen sind gleich groß und besitzen entgegengesetzte
Phasenlage. Die Phasen dieser zwei Spannungen werden mit der Phasenlage einer Bezugsträgerspannungverglichen,
welche über den Kopplungskondensator 18 in den Kreis 14 eingeführt wird. Wenn der
Augenblickswert dieser Frequenz mit der Eigenfrequenz der Kreise i1 und 14 zusammenfällt,
beträgt der Phasenwinkel zwischen der Bezugsspannung und den beiden in Phasenopposition
liegenden Trägerspannungen an den Enden der Spule 15 gerade 9o°. Wenn jedoch die
über den Kondensator 18 übertragene Frequenz von der Diskriminatorfrequenz abweicht,
verändert sich auch dieser Phasenwinkel und weicht von go° ab. Daher haben die beiden
Trägerspannungen an den Enden der Spule 15 eine Amplitude, die von der Winkelmodulation
des ursprünglichen Trägers abhängt. Im einzelnen ist die Amplitude der resultierenden
Trägerspannungen abhängig von der Phasenabweichung, welche ihrerseits von der Winkelmodulation
oder der Frequenzmoduiation des empfangenen Trägers abhängt.
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Man sieht also, daß j e nach dem Augenblickswert des empfangenen Trägers
entweder die Diode 2o oder die Diode 21 einen größeren Strom - führt. Diese Gleichströme
subtrahieren sich voneinander und werden am Punkt 31 abgenommen, der auf dem Potential
der Kathode 24 liegt, und zwar gegenüber dem Punkt 32, der das Potential der Kathode
25 besitzt. Der Punkt 32 ist für die Modulationsspannungen ja über den Kondensator
30 geerdet, während der Kondensator 28 den Punkt 31 für die Trägerfrequenz
erdet.
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Die Modulationsspannung, die ein Tonfrequenzsignal sein kann, wird
daher vom Punkt 31 abgenommen und kann dem Steuergitter 33 einer Tonfrequenzverstärkerröhre
34, deren Kathode mit 36 und deren Anode mit 37 bezeichnet sind, zugeführt werden.
Der Tonfrequenzverstärker 34 ist außerdem mit zwei weiteren Anoden 40 und 41 ausgerüstet,
welche zusammen mit der Kathode 36 zwei Gleichrichterstrecken bilden. Die Kathode
36 soll vorzugsweise geerdet sein, während die Anode 37 über den Widerstand 42 an
eine Anodenspannungsquelle +B angeschlossen ist. Die Tonfrequenzsignalverbindung
zwischen dem Punkt 31 und dem Steuergitter 33 enthält einen Widerstand 43, einen
Kopplungskondensator 44 und ein Potentiometer 45 in Reihenschaltung nach Erde. Der
Kondensator 28 und der Widerstand 43 können eine übliche Abschwächungsschaltung
bilden. Das Tonfrequenzsignal kann von dem verstellbaren Anzapfpunkt 46 des Potentiometers
45 über einen Kopplungskondensator 47 dem Steuergitter 33 zugeleitet werden. Die
Reihenschaltung des Widerstandes 48 und des Kondensators 5o kann zwischen einem
festen Anzapfpunkt des Potentiometers 45 und Erde zum Zweck einer Tonsteuerung liegen.
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Die verstärkten Tonsignale können an den Klemmen 51 abgenommen werden,
von denen die eine geerdet und die andere über einen Kondensator 52 mit der Anode
37 verbunden ist. Die Wirkungsweise der insoweit beschriebenen Schaltung ist bekannt
und bedarf keiner weiteren Erklärung.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Schaltung eine neue Schaltung hinzugefügt,
welche eine scharfe Abstimmung auf den zu benutzenden Mittelast ermöglicht. Zu diesem
Zweck wird dem Punkt 53, an welchem die Ausgangswiderstände 26 und 27 miteinander
verbunden sind und der mit dem Mittelpunkt der Spule 15 verbunden ist, eine Sperrspannung
zugeführt. Diese Sperrspannung kann beispielsweise von einem selbsttätigen Verstärkungsregler,
der durch das Rechteck 55 angedeutet ist, geliefert werden. Es ist bekannt, daß
eine solche selbsttätige Regelspannung in den meisten üblichen Empfängern hergestellt
wird. Die Spannung des Reglers 55 kann mittels eines Spannungsteilers, bestehend
aus den Widerständen 56, 57 und 58, zwischen dem Regler 55 und Erde genügend verkleinert
werden. Die gemeinsame Klemme der
Widerstände 56 und 57 ist über
einen Widerstand 6o an den Punkt 53 angeschlossen. Somit werden die Sperrspannungen
sowohl dem Kreis 14 als auch den Widerständen 26 und 27 zugeführt.
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Die Punkte 31 und 32 sind über die Widerstände 61 bzw. 62 mit dem
Steuergitter 33 verbunden. Die zur Verbreiterung dienenden Widerstände 63 und 64
liegen zwischen dem Punkt 31: und der Anode 4o bzw. zwischen dem Punkt 32 und der
Anode 41. Der Regler 55, der Widerstand 6o, die Widerstände 61 und 62 und die Widerstände
63 und 64 bilden zusammen mit den Anoden 40 und 41 die erfindungsgemäße Schaltung,
deren Wirkungsweise jetzt erläutert werden soll.
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Man sieht, daß die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung praktisch
ohne Rückwirkung auf den Diskriminatorgleichrichter bleibt, weil der Punkt 32 für
Tonfrequenzströme über den Kondensator 30 geerdet ist und weil die Widerstände 6=
bis 64 so hoch sind, daß sie wechselstrommäßig die Ausgangsseite des Diskriminators
so gut wie nicht belasten. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zusatzschaltung
wird im folgenden an Hand der Fig. 2 und 3 erklärt, welche die Abhängigkeit der
Gleichspannungen an verschiedenen Punkten der in Fig. r dargestellten Schaltung
von der sogenannten relativen Frequenz des empfangenen Trägers darstellen. Die senkrechte
punktierte Linie 66 in Fig. 2 und 3 gibt die Mittelfrequenz des Diskriminators an.
Die Kurve 67 zeigt die Spannung an der Anode 40, während die punktierte Kurve68
die Spannung an der Anode 41 angibt. Die Kurve 7o in Fig. 2 gibt dagegen die Gleichspannung
im Punkt 53 an.
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In Fig. 3 ist durch die Kurve 71 und durch die punktierte Kurve 72
die Spannung an den Punkten 31 bzw. 32 irn Fig. z angedeutet. Die ausgezogene Kurve
73 gibt die Gleichspannung wieder, welche am Steuergitter 33 herrscht, und die Kurve
74 die Tonfrequenzausgangsspannung an den Klemmen 51.
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Wenn ein unmodulierter Träger empfangen wird oder wenn der modulierte
Träger vollkommen aus dem Abstimmbereich herausfällt, führt weder der Gleichrichter
2o noch der Gleichrichter 2z einen Strom. Es entstehen daher auch keine Gleichspannungen
an den Punkten 31 und 32. Infolgedessen befinden sich die Punkte 31 und 32 der Schaltung,
das Steuergitter 33 sowie die Anoden 4o und 41 auf demjenigen negativen Potential,
welches vom Regler 55 über den Widerstand 6o dem Punkt 53 zugeführt wird. Dieser
Zustand entspricht der linken Seite in Fig. 2 und 3. Der Tonfrequenzverstärker 36,
33, 37 und die Gleichrichterstrecken 36, 40 sowie 36, 41 sind somit verriegelt,
führen also keinen Strom.
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Wenn die Abstimmung des Empfängers sich der Mittelfrequenz des Diskriminators
annähert, führt der eine der beiden Gleichrichter 2o, 21 mehr Strom als der andere.
Es sei beispielsweise angenommen, daß die Frequenz des zu empfangenen Trägers erhöht
worden sei und der Mittelfrequenz des Diskriminators nahekommen möge und daß ferner
unter diesen Bedingungen der Gleichrichter 2o einen höheren Strom führen möge als
der Gleichrichter 2,1. Der Punkt 31 wird dann positiv gegenüber dem Punkt 53, wie
durch die Kurve 71 angedeutet ist. Die Spannung im Punkt 53 wird durch die Kurve
7o angegeben. Gleichzeitig wird, wie durch die Kurve 72 veranschaulicht, der Punkt
32 negativ gegenüber dem Punkt 31, bleibt dabei jedoch natürlich noch positiv gegenüber
dem Punkt 53. Sodann kann das Potential im Punkt 3z (vgl. Kurve 71) der dem Punkt
53 zugeführten Sperrspannung gleich werden, so daß die Kurve 71 erst durch Null
geht und dann positiv wird.
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Die Gleichrichterstrecke 36, 4o beginnt dann Strom zu führen, und
das Potential der Anode 40 wird auf dem Nullwert festgehalten, wie es die Kurve
67 erkennen läßt. Infolge des Dämpfungswiderstandes 63 kann das Potential im Punkt
3= sich jedoch weiter in positiver Richtung ändern, aber mit einer geringeren Anstiegssteilheit
als vorher, da derjenige Teil der zusätzlichen Spannung, der am Widerstand 26 entsteht,
die Spannung im Punkt 53 auf einen stärker negativen Wert absenkt als den diesem
Punkt zugeführten Sperrspannungswert. Dies geht aus der Iiurve 7o hervor. Aus demselben
Grunde wird, wenn die positive Spannung im Punkt 31 sich wieder vermindert (vgl.
Kurve 7z), die Spannung im Punkt 53 (vgl. Kurve 70) wieder ansteigen.
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Die dem Steuergitter 33 von den Punkten 31 und 32 über die Widerstände
61 und 62 zugeführte Spannung beträgt die Hälfte der arithmetischen Summe der Spannungen
an den Punkten 31 und 32, weil die Widerstände 61 und 62 gleich groß sind. Wie aus
der Kurve 73 deutlich hervorgeht, ist die Spannung am Steuergitter 33 stets negativ.
Dann. erreicht der Diskriminator den gewünschten, dem Mittelast entsprechenden Abstimmbereich,
und die Spannung am Gitter 33 überschreitet die Sperrspannung, die in Fig.3 durch
die punktierte Linie 75 angedeutet ist. In diesem Bereich wird der Triodenteil der
Röhre 34 wirksam und verstärkt das Tonfrequenzsignal. Die Tonfrequenzausgangsspannung
ist durch die Kurve 74 in Fig. 3 angedeutet.
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Man sieht nun, daß die Steuergleichspannung am Gitter 33 aus
drei verschiedenen Gleichspannungsanteilen besteht. Der erste Anteil ist die negative
Sperrspannung, welche vom Regler 55 an den Punkt 53 gelangt. Der zweite Anteil ist
ein positiver Anteil, der zwischen dem Punkt 53 einerseits und dem Punkt
31
oder 32 andererseits entsteht. Dieser Anteil hat unabhängig von der Abstimmung
des Empfängers stets positives Vorzeichen. Der dritte Anteil besteht in der zwischen
den Punkten 31 und 32 auftretenden Spannung oder wenigstens aus einem Bruchteil
derselben. Die Spannung zwischen den Punkten 31 und 32 verschwindet bei richtiger
Abstimmung und ist bei der Abstimmung auf eine höhere Frequenz als die Mittelfrequenz
von umgekehrtem Vorzeichen wie bei Abstimmung auf eine tiefere Frequenz. Diese drei
Spannungsanteile werden über die Widerstände 61 und 62 dem Steuergitter 33 zugeführt.
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Das Steuergitter 33 und die Kathode 36 des Verstärkerteils der Röhre
34 arbeiten als Gleichrichter und begrenzen die Sperrspannung am Steuergitter durch
Gittergleichrichtung auf einen negativen Wert. Wenn, ein hoher Widerstand zwischen
dem Steuergitter 33 und der gemeinsamen Klemme der Widerstände 61 und 62 liegen
würde, würde die Spannung
dieser gemeinsamen Klemme nach der punktierten
Kurve 76 in Fig. 3 verlaufen.
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Die Röhre 34 soll vorzugsweise eine hohe Steilheit besitzen und mit
einer niedrigen oder mittleren Anodenspannung betrieben werden, um eine gute Verriegelung
außerhalb des Mittelastes zu ergeben. Man kann auch eine Fünfpolröhre als Röhre
34 benutzen und die Sperrwirkung durch eine niedrige Schirmgitterspannung erhöhen.
Wegen der hohen Widerstände 61 bis 64 sollen die Gleichrichter 36, 40 und 36, 41
vorzugsweise als Hochvakuumgleichrichter und nicht als Kristallgleichrichter ausgeführt
werden. Die Gleichrichter 2o und 21 können jedoch gewünschtenfalls Kristallgleichrichter
sein. Es bedarf keiner Erwähnung, daß man statt der Röhre 34 mit einer Dreipol-
und zwei Zweipolstrecken auch eine Dreipolröhre und zwei Zweipolröhren in getrennten
Vakuumgefäßen benutzen kann.
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Man erkennt nunmehr, daß die Widerstände 63, 64 zur Verbreiterung
des Bereichs dienen, innerhalb dessen die Tonfrequenzröhre verstärken soll. Diese
Widerstände verbreitern diesen Bereich deshalb, weil sie es ermöglichen, daß entweder
der Punkt 31 oder der Punkt 32 positiv gegenüber Erde wird, und zwar um einen Betrag,
der von der zugeführten Sperrspannung abhängt und von dem Verhältnis der Widerstände
63 und 6o oder 64 und 6o. Die Sperrspannung am Steuergitter 33 bleibt dann über
dem zur Verriegelung dieser Röhre notwendigen Wert, und zwar innerhalb eines größeren
Bereichs beiderseits der Mittelfrequenz. Wenn jedoch das Verhältnis der Widerstände
63 und 6o oder 64 und 6o zu groß wird, wird der Mittelbereich, in dem der Empfänger
anspricht, zu breit und die Sperrwirkung an den Seitenästen schlechter.
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Man sieht, daß, wenn die Frequenz des empfangenen Trägers sich von
höheren Frequenzwerten her der Mittelfrequenz des Diskriminators annähert, die erfindungsgemäße
Schaltung ebenfalls in der beschriebenen Weise arbeitet, jedoch mit der Ausnahme,
daß die Potentiale an den Punkten 31 und 32 sich umkehren.
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Die Sperrspannung, die vom Regler 55 geliefert wird, unterdrückt den
Empfang aller Sender auf den Seitenästen mit Ausnahme der schwächeren Sender, wie
es aus Kurve 73 und 74 hervorgeht. Für die sehr schwachen Sender ist die vom Regler
55 gelieferte Sperrspannung sehr klein, so daß diese Sender bei richtiger Abstimmung
keine Sperrung oder Verriegelung der Tonfrequenzröhre hervorrufen. Der Empfang auf
den Seitenästen wird dann nicht vollständig unterdrückt. Der Grad der Abschwächung
auf den Seitenästen hängt von dem Verstärkungsgrad im Zwischenfrequenzkanal, der
sich vor dem Diskriminator befindet, ab. Wenn also vor dem Diskriminator bereits
genügend verstärkt wird, kann der Seitenastempfang auch für die schwächsten Sender
völlig unterdrückt werden. Der unerwünschte Seitenastempfang läßt sich ferner vermindern,
wenn der Transformator des Diskriminators, nämlich die Spulen i2 und 15, lose miteinander
gekoppelt werden, so daß das doppelte Maximum, welches bei zu starker Kopplung auftritt,
verschwindet.
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Man kann auch einen weiteren Gleichrichter zu j edem der Widerstände
61 und 62 parallel schalten, wobei dann die Kathoden mit den Punkten 31 bzw. 32
und die Anoden an die gemeinsame Klemme der Widerstände 61 und 62 gelegt werden.
Wenn der Punkt 31 negativ ist, führt der an ihn angeschlossene Gleichrichter Strom,
während der andere Gleichrichter keinen Strom führt. In diesem Falle verläuft das
Potential am Gitter 33 praktisch ebenso wie das negative Potential am Punkt 31 bzw.
32. Außerdem kann ein Widerstand zwischen den Verbindungspunkt der Gleichrichteranoden
und das Steuergitter 33 eingeschaltet werden. Bei Benutzung dieser beiden Gleichrichter
können die Widerstände 61 und 62 fortbleiben, und ein weiterer Widerstand von io
Megohm kann zwischen Verbindungspunkt der beiden Gleichrichteranoden und Erde eingeschaltet
werden, um einen Rückschlußweg für den Gleichstrom vom Gitter 33 zu schaffen.
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Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Schaltung kein Tonfrequenzfilter
zwischen dem Diskriminatorgleichrichterausgang und der erfindungsgemäßen Zusatzschaltung
benötigt. Ferner benötigt die erfindungsgemäße Schaltung keinen besonderen Resonanzkreis.
Sofern die Abstimmung des besonderen Rauschunterdrückungskreises nicht genau auf
die Mittelfrequenz des Diskriminators vorgenommen ist, arbeitet die Schaltung unvollkommen.
Da die Diskriminatorabstimmung und die Resonanzfrequenz des besonderen Rauschunterdrückungskreises
sich stets etwas verschieben werden oder möglicherweise schon von Anfang an nicht
ganz exakt sind, sind derartige Schaltungen nicht ganz zuverlässig. Außerdem ist
ein besonderer Rauschunterdrückungskreis geeignet, dem Diskriminator Energie zu
entziehen und den Tonempfang zu verzerren. Man sieht ferner, daß entweder die Widerstände
63, 64 oder der Widerstand 6o fortgelassen werden können, ohne die Wirkungsweise
der Schaltung wesentlich zu beeinträchtigen. Jedoch können nicht alle diese Widerstände
zugleich fortgelassen werden.
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Die selbsttätige Regelspannung, die dem Diskriminatorgleichrichter
in Fig. i zugeführt wird, kann zwischen o und -io Volt liegen, je nach der Signalamplitude.
Man kann auch an Stelle des Reglers. 55 eine Batterie zur Lieferung der Sperrspannung
verwenden; dabei ist es jedoch zweckmäßig, zum Empfang schwacher Sender die Batterie
abschaltbar zu machen. Die Batterie kann so geschaltet werden, daß sie eine Sperrspannung
zwischen -4 und -5 Volt für starke Sender und nur -i Volt für schwache Sender liefert.
Die Größe dieser Sperrspannung hängt von der Amplitude der Trägerwelle, die den
Kreisen ii und 14 aufgedrückt wird, ab und von den. Sperreigenschaften des Verstärkerteils
der Röhre 34.
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Für eine Zwischenfrequenz von
21,25 MHz seien als Beispiel
die folgenden Zahlenwerte angegeben:
| Röhre 34 . . . . . . . . . . . . amerikanische Röhre 6AV6 |
| Anodenspannung -E-B 135 Volt |
| Kondensator 28 ....... 27o yuF |
| Kondensator 30 ....... o,oi icF |
| Kondensator 44 ....... 0,002 YF |
| Kondensator 47 ....... o,oi ßF |
| Kondensator 50 . . . . : . . o,oo5 pF |
| Kondensator 52 ....... 0,01 ,uF |
| Widerstand 26 . . . . . . . . ioo ooo Ohm |
| Widerstand 27 . . . . . . . . ioo ooo Ohm |
| Widerstand 56 . . . . . . . . 9 ooo Ohm |
| Widerstand 57 . . . . . . . . 9 ooo Ohm |
| Widerstand 58 . . . . . . . . 5 6oo Ohm |
| Widerstand 6o . . . . . . . . 6 8oo oöo Ohm |
| Widerstand 61 . . . . . . . . io ooo ooo Ohm |
| Widerstand 62 . . . . . . . . io ooo ooo Ohm |
| Widerstand 63 -. . . . -. . . . 3900000 Ohm |
| Widerstand 64 . . . . . . . . 3900000 Ohm |
| Widerstand 42 . . . . . . . . 330000 Ohm |
| Widerstand 43 . . . . . . . . 22 ooo Ohm |
| Widerstand 45 . . . . . . . . i ooo ooo Ohm |
| Widerstand 48 . . . . . . . . 82 ooo Ohm |
In Fig. q. ist eine andere Ausführungsform der Er-'findung dargestellt, und zwar
eine Ausführungsform für einen sogenannten Verhältnisdetektor: Der in Fig. q. dargestellte
Verhältnisdetektor ist bekannt. Die winkelmodulierte Trägerwelle wird wieder an
den Eingangsklemmen io zugeführt, zwischen denen die einen Teil des Primärkreises
des Diskriminators bildende Spule 12 liegt. Diese Spule kann gewünschtenfalls auch
auf eine bestimmte Mittelfrequenz abgestimmt werden.
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Der Sekundärkreis 14 enthält eine Spule 15, der ein Kondensator 16
parallel liegt. Der Sekundärkreis 1q. soll dabei auf die Mittelfrequenz des Diskriminators
abgestimmt werden. Der Mittelpunkt der Wicklung 15 ist an eine.dritte Wicklung 78
angeschlossen, welche induktiv mit der Wicklung i2 gekoppelt ist, wie durch die
Klammer 17 angedeutet. Die Spulen i2 und 15 sind induktiv miteinander gekoppelt.
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Die Anode 22 des Gleichrichters 2o und die Kathode 25 des Gleichrichters
2i sind an die beiden Enden der Spule 15 angeschlossen. Der Diskriminator mit Einschluß
der Kreise ii und 14 und der dritten Wicklung 78 arbeitet in der oben beschriebenen
Weise. Wegen der engen Kopplung zwischen den Spulen =2 und 78 wird eine Bezugsspannung
über die Wicklung 78 eingeführt, die an der Anode 22 und der Kathode 25 auftritt.
Diese trägerfrequente Bezugsspannung wird wieder mit den beiden Trägerspannungen
verglichen, die an den beiden Enden der Spule 15 auftreten. Die somit auftretenden
Änderungen in der Größe der Trägerspannung liegen in der oben beschriebenen Weise
an der Anode 22 und der Kathode 25.
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Die Gleichrichter 2o und 2i sind so geschaltet, daß sie einen Gleichstromweg
über die beiden Gleichrichterstrecken sowie über zwei Widerstände 8o und 81 bilden,
welche zwischen die Kathode 24 und die Anode 23 eingeschaltet sind. Die gemeinsame
Klemme dieserbeiden Widerstände ist der Punkt 32, der für Tonfrequenzströme über
einen Kondensator 82 geerdet ist.
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Der Kondensator 83 und der Widerstand 84 sind in Reihe zueinander
parallel zu den Widerständen 8o und 81, d. h. zwischen Kathode 2,4 und Anode 23
eingeschaltet. In der für Verhältnisdetektoren üblichen Weise besitzen der Kondensator
83 und die Widerstände 8o und 81 eine gegenüber der längsten Periodendauer der Modulationsfrequenzen
große Zeitkonstante. Wenn also die Modulationsspannung ein Tonfrequenzsignal ist,
muß die Zeitkonstante von 83, 8o und 81 von der Größenordnung von 1/1o Sekunde sein.
Durch den Widerstand 84 wird die Wirkungsweise des Zeitkonstantengliedes 8o, 81
und 83 verändert. Die Größe der Phasenabweichungen, welche die jeweilige Trägeramplitude
an der Anode 22 und der Kathode 25 bestimmt (diese Trägeramplituden hängen von der
Winkelmodulation des zugeführten Trägers ab), werden durch das Zeitkonstantenglied
8o, 81 und 83
beeinflußt, und zwar sind diese Trägeramplituden invers abhängig
von den unerwünschten Amplitudenschwankungen des Trägers an den Eingangsklemmen
io. Der Widerstand 84 beeinflußt diese inverse Abhängigkeit seinerseits wieder.
Die erwähnte Abhängigkeit stellt die Phasenabweichungen der Trägeramplituden an
der Anode 22 und der Kathode 25 von den unerwünschten Amplitudenschwankungen der
empfangenen Trägerwelle dar.
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Die Kathode 24 und die Anode 23 sind für trägerfrequente Ströme über
die Kondensatoren 85 und 86 geerdet. Das demodulierte Signal kann vom Punkt 31 abgenommen
werden, welcher der freien Klemme der dritten Wicklung 78 entspricht. Der Kondensator
87 zwischen dem Punkt 31 und Erde läßt sich als eine Belastung des Detektorausgangskreises
betrachten. Das Tonfrequenzsignal wird über die Reihenschaltung eines Widerstandes
q:3 und eines Kondensators 44 einem Potentiometer 45 zugeführt, von welchem es mittels
eines verstellbaren Kontakts 46 abgegriffen und über einen Koppelkondensator 47
dem Steuergitter 33 der Tonfrequenzröhre 34 zugeführt wird.
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Das Tonsignal wird in üblicher Weise gewonnen, und es ist daher keine
weitere Beschreibung dieses Verhältnisdetektors notwendig. Die Gleichspannungen
für die Benutzung in der erfindungsgemäßen Schaltung entstehen am Punkt 31 und 32,
von denen der letztere für Tonfrequenzströme geerdet ist. Die Widerstände 63 und
64 sind ebenfalls wieder zwischen den Punkt 32 und die Anode qo eingeschaltet bzw.
zwischen den Punkt 31 und die Anode 41. Die Widerstände 61 und 62 liegen zwischen
den Punkten 31 bzw. 32 und dem Steuergitter 33. Die nötige Sperrspannung kann von
einer Batterie 55 oder von einem Regler wie in Fig. i abgenommen werden. Die Sperrspannung
wird über den Widerstand 6o der Anode 23 zugeführt.
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Die Wirkungsweise der in Fig. q. dargestellten Schaltung ist im wesentlichen
dieselbe wie die nach Fig, i. Die Dioden 36, 40 und 36, 41 halten entweder das Potential
des Punktes 32 oder dasjenige des Punktes 31 fest, während der jeweils andere Punkt
sich in negativer Richtung verlagern kann. Der Tonverstärker 36, 33, 37 wird auf
dem Mittelast entriegelt. Die feste Sperrspannung, die von der Batterie 55 geliefert
wird, unterdrückt das Zwischensenderrauschen und unterdrückt nahezu vollständig
den ungewünschten Seitenastempfang. Diese Sperrspannung kann entweder mittels des
selbsttätigen Verstärkungsreglers oder mittels der Gittervorspannung des Oszillators
hergestellt werden. Wahlweise kann eine positive Vorspannung auch über einen kleinen
Ableitwiderstand der Kathode 36 zugeführt werden, welche dann ebenfalls den Tonfrequenzverstärkerteil
36, 33. 37 sowie die beiden Gleichrichter 36, 40 und 36, 41 verriegelt.
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Ebenso, wie oben beschrieben, wird dem Steuergitter 33 eine Steuergleichspannung
zugeführt, welche zum
Teil aus der Spannung der Batterie 55 besteht.
Ferner wird dem Gitter 33 eine positive Spannung zugeführt, welche zwischen dem
Verbindungspunkt der Anode 23 und des Widerstandes 6o und dem Punkt 32 entsteht.
Diese Spannung ist, wie oben erläutert, stets positiv. Die dritte Spannung entsteht
zwischen den Punkten 31 und 32, und ihr Vorzeichen wechselt, während der Empfänger
von einer unterhalb der Mittelfrequenz gelegenen Frequenz auf eine oberhalb derselben
liegende Frequenz abgestimmt wird.
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Als Beispiel sollen folgende Bemessungsregeln für die Schaltelemente
in Fig. q. angegeben werden
| Röhre 34 . . . . . . . . . . . . amerikanische Röhre 6AV6 |
| Kondensator 85 ....... ioo ,uuF |
| Kondensator 86 ....... ioo ,uh4F |
| Kondensator 87 ....... 6oo ,uuF |
| Kondensator 83 ....... 2 ,uF |
| Kondensator 82 ....... 0,005 yF |
| Kondensator 4.q. . . . .... 0,o5 ,uF |
| Kondensator 47 ....... o,oi ,uF |
| Kondensator 52 ....... o,oi yF |
| Widerstand 8o . . . . . . . . 15000 Ohm |
| Widerstand 81 . . . . . . . . 15 ooo Ohm |
| Widerstand 84 . . . . . . . . 2 Zoo Ohm |
| Widerstand 6o . . . . . . . . i ooo ooo Ohm |
| Widerstand 61 . . . . . . . . io ooo ooo Ohm |
| Widerstand 62 . . . . . . . . io ooo ooo Ohm |
| Widerstand 63 . . . . . . . . 56 ooo Ohm |
| Widerstand 6.4 . . . . . . . . 56 ooo Ohm |
| Widerstand 43 . . . . . . . . 15000 Ohm |
| Widerstand 45 . . . . . . . . i ooo ooo Ohm |
| Widerstand q.2 . . . . . . . . 22o ooo Ohm |
In der vorstehenden Beschreibung ist somit ein Detektor für winkelmodulierte Trägerwellen
beschrieben, der so ausgestaltet ist, daß der unerwünschte Seitenastempfang mit
Ausnahme von sehr schwachen Sendern praktisch unterdrückt wird. Das Zwischensenderrauschen
wird ebenfalls unterdrückt. Die Abstimmung auf den Mittelast erfordert weder ein
Tonfrequenzfilter noch einen zusätzlichen Resonanzkreis. Da viele Tonfrequenzverstärker
bereits mit zwei zusätzlichen Anoden ausgerüstet sind, erfordert die erfindungsgemäße
Schaltung nur wenige zusätzliche Widerstände und Kondensatoren.