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Verfahren zum Abgleich einer selbsttätigen Scharfabstimmeinrichtung
Im Kurz- und Ultrakurzwellengebiet erfordert der Transponierungsempfang in der Regel
eine selbsttätige Scharfabstimmung des Empfangsoszillators. Die Regelung der Frequenz
des Empfangsoszillators erfolgt in Abhängigkeit von der jeweils vorhandenen Zwischenfrequenz,
die sich infolge Frequenztransformation der empfangenen Wellen ergibt. Diese selbsttätige
Scharfabstimmung des Empfangsoszillators hat zur Folge, daß das in seiner Frequenz
transformierte Empfangswellenspektrum nicht außerhalb des Durchlaßbandes des Zwischenfrequenzverstärkers
fällt. Abgesehen davon,, daß die Güte der Übertragung in hohem Maße von der Voraussetzung
abhängt, daß ein unerwünschter Demodulationseffekt in den Zwischenfrequenzverstärkerstufen
vermieden wird, ist die erwähnte Regelung der Empfangsoszillatorfrequenz von besonderer
Wichtigkeit zur bestmöglichen Ausnutzung der Verstärkerleistung des Empfangsgerätes,
d. h. zur Ausnutzung seiner an sich vorhandenen Empfindlichkeit und außerdem auch
zur Erzielung eines optimalen Verhältnisses der Signalausgangsspannung zu der dieser
überlagerten Rauschspannung.
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Die Vorteile des nachstehend gekennzeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens
kommen in erster Linie bei hochempfindlichen Empfangsgeräten und vor allen Dingen,
wenn mit diesen ein sehr schwach einfallender Sender empfangen werden soll, zur
Geltung. Gemäß der Erfindung wird der unveränderliche Grundbetrag der zur selbsttätigen
Scharfabstimmung des Empfangsoszillators erzeugten Abstimmsteuerspannung im Betriebszustand,
bei dem kein Sender empfangen wird, mittels eines
geeigneten Regelmittels
derart eingestellt, daß die Abstimmsteuerspannung keinen Nachstimmeffekt hervorruft.
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Wenn kein Sender empfangen wird, ist bekanntlich die höchste Empfindlichkeit
des Empfangsgerätes vorhanden. Die diese höchste Empfindlichkeit hervorrufende Vorverstärkerleistung
bedingt im Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers eine beträchtliche sogenannte
Rauschspannung, d. h. eine Spannung, die vor allen Dingen durch unregelmäßige Elektronenbewegungen
in den Eingangsstufen des Gerätes verursacht wird. Die Rauschspannungen sind in
ihrer Frequenz unregelmäßig auf das ganze Spektrum, das dem Durchlaßband des Zwischenfrequenzverstärkers
entspricht, verteilt. Wären die Filtereigenschaften des Zwischenfrequenzverstärkers
zur Durchlaßmitte wirklich symmetrisch, so dürften diese Rauschspannungen keine
Abstimmsteuerspannung für die Scharfabstimmungseinrichtung des Empfangsoszillators
erzeugen, wenn der Frequenzdemodulator ebenfalls entsprechende `zur Durchlaßbandmitte
des Zwischenfrequenzverstärkers genau symmetrische Eigenschaften hat. Erfahrungsgemäß
sind diese erwähnten symmetrischen Filtereigenschaften im Zwischenfrequenzverstärker
und bei dem zum Frequenzdemodulator gehörigen Wandlerfilter nicht vorhanden. Bei
hochempfindlichen Empfangsgeräten führt daher das zwangläufige Auftreten von Rauschspannungen
zur Auslösung eines Abstimmeffektes beim Empfangsoszillator, der unerwünscht ist,
weil er die selbsttätige Scharfabstimmungsregelung in Verwirrung bringt, was zur
Folge hat, daß beim Einfall eines sehr schwachen Senders dieser keinen eindeutigen
Nachstimmeffekt auslöst. Nun kommt es aber gerade beim Empfang sehr schwach einfallender
Sender darauf an, diese durch den selbsttätigen Scharfabstimmeffekt möglichst günstig
einzufangen.
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Es sind nun für AM-Empfänger Abstimmverfahren bekannt, bei denen der
Empfänger eine hohe Eingangsspannung erhält, auf welche dieser abgestimmt wird,
und wobei der Eingang der Scharfabstimmeinrichtung praktisch kurzgeschlossen wird.
Bei diesem Abgleichverfahren wird somit die durch das Rauschen infolge erhöhter
Verstärkung bedingte fehlerhafte Regelspannung nicht erfaßt.
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Die Erfindung schafft dagegen ein Abgleichverfahren, das die Rauschspannung
berücksichtigt und in gleicher Weise bei FM- und AM-Empfang vorteilhaft ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet nun, daß die diesbezüglich
störenden Einflüsse von Rauschspannungen vermieden werden. Es bedeutet praktisch
keinen Aufwand sowohl gerätetechnischer als auch bedienungstechnischer Art, im Betriebszustand,
bei dem kein Sender empfangen wird, mittels eines Regelmittels die Abst'immsteuerspannung
so einzustellen, daß letztere keinen Nachstimmeffekt hervorruft. Der unveränderliche
Grundbetrag der Abstimmsteuerspannung kann etwa dadurch in der gekennzeichneten
Weise eingestellt werden, daß der Ausgangsspannung des Frequenzdemodulators eine
ihrem Vorzeichen und ihrer Größe nach regelbare Gleichspannung überlagert wird.
Dieses kann gegebenenfalls einen gewissen schaltungstechnischen Aufwand bedeuten.
Gemäß einem weiteren Teil der Erfindung wird dieser aber auch vermieden, indem zwecks
Einstellung des unveränderlichen Grundbetrages der Abstimmsteuerspannung die Abstimmung
des zum Frequenzdemodulator gehörigen Wandlerfilters entsprechend abgeglichen wird.
Das Wandlerfilter muß sowieso mit Abgleichmittel.n versehen. sein und bietet somit
von vornherein die Möglichkeit, in der erfindungsgemäßen Weise zu verfahren.
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Teils blockschematisch, teils schaltbildmäßig ist ein zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Ausführungsbeispiel einer Empfangsanordnung
für frequenzmodulierte Wellen in der Zeichnung dargestellt.
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Die über die Antenne i in die Eingangsstufe 2 des Empfangsgerätes
gelangende Empfangsspannung wird verstärkt zur Mischstufe 3 geleitet. 4 ist die
Empfangsoszillatorstufe, deren Ausgangsspannung ebenfalls an die Mischstufe 3 gelegt
ist. Der Mischstufe 3 nachgeschaltet ist der Zwischenfrequenzverstärker 5, der durch
den Frequenzdemodulator 6 abgeschlossen ist. Die Ausgangsspannung des Frequenzdemodulators
liegt mit ihrem einen Pol an Erde, mit ihrem anderen Pol 7 an der Verbindung 8,
die über den Vorwiderstand 9 am Steuergitterkreis der Reaktanzröhre io liegt. Diese
Röhre beeinflußt die Frequenz des Oszillatorschwingungskreises in der Stufe 4, und
zwar hängt bekanntlich die Beeinflussung von der jeweils eingestellten Steilheit
der Arbeitskennlinie der Reaktanzröhre ab. Die wirksame Steuergittervorspannung
der Reaktanzröhre io, die mit maßgebend für die Kennliniensteilheit der Röhre ist,
wird hinsichtlich ihres Grundbetrages durch den Kathodenwiderstand i i, der durch
den Kondensator 12 überbrückt ist, bestimmt. Der Frequenzdemodulator 6 besteht aus
einem Wandlerfilter und einer im Gegentakt arbeitenden Gleichrichteranordnung. Das
Wandlerfilter besteht aus dem Eingangskreis 13 und dem Ausgangskreis 14. Damit die
Klemmen 15 und 16 des Parallelresonanzkreises 14 solche Spannungen gegen Erde führen,
deren Amplituden sich in bezug auf ihren Mittelwert mit Veränderung der Differenz
der Augenblicksfrequenz und der mittleren Frequenz der Eingangsspannung gegenläufig
ändern, ist die Mittelanzapfung i9 der zum Kreis 14 gehörigen Induktanz über den
Kondensator 18 an die nicht geerdete Klemme 17 des Eingangskreises 13 angeschlossen.
Ferner ist eine schwache induktive Kopplung der Induktanzen des Eingangskreises
und des Ausgangskreises durch die aus den Koppelspulen 2o und 21 und dem Blockkondensator
22 gebildete Koppelschleife herbeigeführt. Die beiden Klemmen 15 und 16 des Ausgangskreises
14 sind an die Anoden der Dioden 23 und 24 gelegt, deren Kathoden über die Widerstände
27 und 28 unter Zwischenschaltung der Drosselspule 29 an die Mittelanzapfung ig
der Selbstinduktion des Kreises 14 gelegt sind. Die Ladekondensatoren sind mit 25
bzw. 26 bezeichnet.
Die Kathode der Diode a4 ist geerdet; an der
Ausgangsklemme 7 des Demodulators erscheint daher ein Gleichspannungspotential,
dessen Größe gleich der Differenz der Ladespannungen der Kondensatoren 25 und 26
ist. Das bedeutet, daß sich die Größe bzw. auch das Vorzeichen des Potentials 7
mit der Differenz der Augenblicksfrequenz und der mittleren Frequenz (Trägerfrequenz)
der Eingangsspannung ändert.
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Befindet sich das Empfangsgerät im Betriebszustand, bei dem kein Sender
empfangen wird, so sind die dem Frequenzdemodulator vorgeschalteten Verstärkerstufen
auf größten Verstärkungsgrad geregelt. Es erscheint daher als Eingangsspannung im
Kreis 13 des Wandlerfilters eine beträchtliche Rauschspannung. Diese wird durch
den Frequenzdemodulator 6 demoduliert. Im Fall, daß das Wandlerfilter in bezug auf
die Bandmittenfrequenz des Frequenzverstärkers und die Gegentaktgleichrichteranordnung
eine vollständige symmetrische Charakteristik hat und die Selektionswirkung des
Zwischenfrequenzverstärkers in bezug zur Bandmittenfrequenz vollständig symmetrisch
ist, .würde diese Rauschspannung keinen Demodulationseffekt hervorrufen. Das Potential
an der Ausgangsklemme 7 des Demodulators würde also Null bleiben. Wie erwähnt, sind
diese Bedingungen praktisch nicht erfüllt bzw. nur mit außergewöhnlichem Aufwand
erzielbar. Demzufolge muß mit einer bestimmten Demodulationsspannung, die von der
Rauschspannung herrührt, gerechnet werden. Diese wird nun gemäß der Erfindung kompensiert.
Das kann im vorliegenden Fall etwa dadurch geschehen, daß die Gittervorspannung
der Reaktanzröhre io derart verändert wird, daß die von der Ausgangsklemme 7 übertragene
Spannung kompensiert wird, so daß resultierend der Zustand erreicht wird, als wenn
das durch die Rauschspannung hervorgerufene Potential an der Klemme 7 Null wäre.
Die Vorspannungsregelung könnte etwa durch Veränderung des Kathodenwiderstandes
i i vorgenommen werden. Tatsächlich wird diese Kompensation aber mit einem von vornherein
vorhandenen Regelmittel bewirkt, und zwar mit demjenigen, das in Gestalt eines verschiebbaren
Hochfrequenzeisenkernteiles an der Induktanz des Kreises 14 zum sowieso notwendigen
Abgleich dieser Kreise vorhanden ist. Über das Einstellmitte15o, gegebenenfalls
einen Schraubenzieher, der in einem Schlitz des Abgleichkernes eingreift, wird nun
in dem Betriebszustand, bei dem kein Sender empfangen wird, der Kreis 14 so abgeglichen,
daß die Ausgangsspannung des Frequenzdemodulators Null ist, was bei Voraussetzung
des Ausführungsbeispiels nichts anderes bedeutet, als daß der Abgleich so getroffen
wird, daß kein Nachstimmeffekt hervorgerufen wird. Fällt nun in das eingestellte
Betriebsfrequenzband des Empfangsgerätes ein schwacher Sender ein, so wird dessen
Trägerwelle sofort einen eindeutigen Nachstimmeffekt auslösen, wodurch gewährleistet
wird, daß dieser Sender unter bestmöglicher Ausnutzung der Empfindlichkeit und Selektion
des Empfängers empfangen wird.