DE965824C - Schaltungsanordnung zur Unterdrueckung des UEberschwingens in selbstschwingenden UKW-Mischstufen - Google Patents

Description

Die beim derzeitigen Stand der Technik vorwiegend angewandten Mischstufen, mit selbstschwingender Triode beispielsweise, neigen bei der zur optimalen Mischverstärkung nötigen Oszillatorschwingamplitude dazu, durch Gitterblockierung in den Zustand des Überschwingens zu geraten. Dieser auch als Pendelschwingung bekannte Vorgang, der z. B. beim sogenannten Sperrschwinger absichtlich herbeigeführt wird, kann als amplitudenmodulierte Schwingung mit einem Modulationsgrad von ioo°/o aufgefaßt werden, der bekanntlich dazu führt, daß im Frequenzspektrum des Oszillators außer der Grundwelle noch zahlreiche Seitenfrequenzen entstellen, deren Abstände von der Grundwelle jeweils gleich der Modulationsfrequenz bzw. deren Vielfachen sind. Der hierdurch entstehende Betriebszustand äußert sich in Form von mehrfacher Abstimmung, Rauschen, Interferenzen und Empfindlichkeitseinbuße und ist somit unbrauchbar. Zur Abhilfe sind unter anderem vorwiegend zwei Maßnahmen bekannt und üblich, die jedoch bei alleiniger Anwendung unter Umständen nur ungenügende Sicherheit bieten und außerdem gewisse Nachteile haben.

Das meistens angewandte Mittel besteht in einer möglichst weitgehenden Herabsetzung der Zeitkonstante des Oszillator-Gitter-Komplexes, also des Produkts aus dem Kapazitätswert des Gitterkon-

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densators und dem Widerstandswert der Gitterableitung. Aus folgenden Erwägungen ist es jedoch nicht immer möglich, die bei diesem Verfahren erforderliche Dimensionierung anzuwenden: Die praktische Auslegung erfordert z.B. für den Gitterableitwiderstand einen Wert von etwa 25 kQ und für den Gitterkondensator einen Wert von etwa 20 pF, entsprechend einer Zeitkonstante von 0,5 Mikrosekunden, um bei'einer Schwingspannung von 2 bis 3 V mit ausreichender Sicherheit eine Pendelschwingneigung zu unterdrücken. Andererseits muß man, um den Rauschanteil der Mischröhre ausreichend niederzuhalten, den Gittergleichstrom soweit wie möglich herabsetzen. Der Gitterableitwiderstand müßte dann mindestens 200 bis 500 kQ betragen. Die üblicherweise gleichzeitig angewandte Zwischenfrequenzrückkopplung aus dem Anodenkreis der Mischröhre erfordert außerdem zwecks Stabilisierung des Rückkopplungsfaktors einen Mindestwert von 50 pF für den Gitterkondensator. Durch die letztgenannten beiden Bedingungen steigt die Zeitkonstante des Gitterkreises somit etwa auf den sofachen Wert des erstgenannten Betrages für ausreichend sichere Dimensionierung gegen Überschwingen, wobei die Erzielung einer ausreichend hohen Schwingspannung bei gleichzeitiger Vermeidung von Pendelschwingungen im allgemeinen nicht mehr möglich ist. In diesem Fall sind weitere bekannte Abhilfsmaßnahmen eine kleine, unteroptimale Schwingspannung oder bzw. und eine Gegenkopplung der Pendelfrequenz aus dem Anoden- in den Gitterkreis, deren Anwendung allein nicht immer genügt und unter Umständen schaltungstechnisch gewisse Nachteile mit sich bringt, da z. B. die Impedanz des Eingangskreises für bestimmte Störfrequenzbereiche zu stark ansteigt.

Die vorliegende Erfindung gibt nun eine Schaltungsanordnung an, die die genannten Nachteile bei kleinstem Aufwand und unter Wahrung der sonstigen optimalen Dimensionierungswerte wirksam vermeidet. Erfmdungsgemäß wird dem Gitterkondensator ein Schaltungszweig aus einem Widerstand in Reihe mit einem Kondensator bei einer solchen Bemessung dieser Glieder parallel geschaltet, daß die Anregungsbedingungen für eine sich aus der Bemessung des vorhandenen Gitterkondensators und Gitterwiderstandes ergebende Pendelfrequenz ungünstig sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt. Fig. 1 zeigt beispielsweise eine der üblichen UKW-Eingangsschaltungen für additive Mischung mit selbstschwingender Triode mit den wesentlichen Schaltungselementen. Der Eingangskreis, bestehend aus Spule ι und Drehkondensator 2, ist galvanisch an den neutralen Punkt A der Oszillatorrückkopplungsspule 3 angekoppelt, wobei der Brückenausgleich zwecks Unterbindung der Oszillatorrückwirkung auf den Eingangskreis in üblicher Weise durch den Trimmer 4 erfolgt. Der Oszillatorabstimmkreis, bestehend aus Spule 5 und Drehkondensator 6, sowie der auf die Zwischenfrequenz abgestimmte Anodenkreis mit der Spule 7 und dem gleichzeitig zur Ankopplung des Oszillatorabstimmkreises dienenden Kondensator 8 entsprechen ebenfalls den bekannten Anordnungen.

Der- zur Stabilisierung der Oszillatorschwingamplitude dienende Gitterkomplex der Röhre 13 besteht unter anderem aus dem Kondensator 9 und dem Gitterableitwiderstand 10. Ohne die erfindungsgemäß zusätzlich benutzten Schaltungselemente 11 und 12 weist die Schaltung gegenüber dem bekannten Stand der Technik keine Besonderheiten auf. Die üblichen Schaltungsmittel zur Entdämpfung des Zwischenfrequenzkreises 7, 8 sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Werden die Schaltelemente 9 und 10 nach den erläuterten Bedingungen optimal dimensioniert, z.B. Gitterkondensator 9 mit -50 pF und Ableitwiderstand 10 mit 500 kQ, so ist bei der normalen Oszillatorschwingspannung von etwa 2 V mit einem Pendeln bzw. Überschwingen des Oszillators in einem Rhythmus von einigen 100 kHz entsprechend der relativ großen Zeitkonstante von 9 und 10 zu rechnen. Wird nun - erfindungsgemäß parallel zum Gitterkondensator 9 eine Reihenschaltung eingefügt, bestehend aus einem Widerstand 11, dessen Ohmwert etwa eine bis zwei Größenordnungen niedriger als derjenige des Gitterableit-Widerstandes 10 ist, und einem Kondensator 12, dessen Kapazität um eine bis zwei Größenordnungen höher als diejenige des Gitterkondensators 9 gewählt wird, so sind die Anregungsbedingungen für die ursprüngliche Pendelfrequenz ebenso ungünstig wie in einer Normalschaltung, wenn der Gitterableitwiderstand 10 den erheblich niedrigeren Ohmwert des Widerstandes 11 besäße, da die zwar in Reihe liegende, relativ große Kapazität 12 für diesen Vorgang als Kurzschluß betrachtet werden kann. Da andererseits der Kondensator 12 den Gleichstromweg über den Widerstand 11 abriegelt, behält der Gittergleichstrom über den hochohmigen Widerstand 10 den im Interesse eines niedrigen Rauschpegels geforderten kleinen Wert.

Für die praktische Dimensionierung der Schaltung bei Verwendung einer Röhre vom Typ EC 92 haben sich folgende Schaltungswerte bewährt:

Kondensator 9 etwa 50 pF,

Widerstand 10 etwa 200 bis 500 kQ,

Widerstand 11 etwa 5 kQ,

Kondensator 12 .... etwa 1000 bis 5000 pF.

Prinzipiell ist zwar unter Umständen bei großer Oszillatorschwingamplitude, die jedoch oberhalb der optimalen Betriebswerte liegen müßte, die Anregung einer niederfrequenten Pendelschwingung entsprechend der großen Zeitkonstante aus dem Produkt der Werte von 10 und 12 möglich, jedoch wegen der anormalen Betriebsbedingungen uninteressant. Bei normaler bzw. optimaler Schwingamplitude tritt jedoch eine solche niederfrequente Pendelschwingung nicht auf, da die Aufladungsgeschwindigkeit des Kondensators 12 durch den vorgeschalteten Widerstand 11 ausreichend vermindert wird.

Zur Erzielung eines gleichmäßigen Amplitudenverlaufs des Oszillators über den ganzen Frequenzbereich ist es unter Umständen zweckmäßig, die Rückkopplungsspule 3 durch einen Parallelwiderstand zu belasten. Da der hierfür benötigte Widerstandswert etwa demjenigen des Widerstandes ii entspricht, ist die Einsparung eines zusätzlichen Widerstandes möglich, wenn man die Schaltung so abändert, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Hierbei bleiben die bereits beschriebenen Funktionen unverändert bestehen. Bei dieser Abart der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist die Reihenschaltung des Widerstandes ii und des Kondensators 12 parallel zur Oszillatorrückkopplungsspule 3 und zum Gitterkondensator 9 angeordnet. Eine solche Schaltung ermöglicht die nahezu völlige Beseitigung von Amplitudenschwankungen über den ganzen Abstimmbereich ohne Aufwand von zusätzlichen Schaltelementen.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung beschränkt sich nicht allein auf Trioden, sondern erweist sich auch bei Oszillatoren anderer Art, wie z. B. mit Mehrgitterröhren, in gleicher Weise als sehr vorteilhaft.

Claims (4)

1. P AT ENTANSPR C CHE:

   i. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des Überschwingens in mit Trioden oder Mehrgitterröhren arbeitenden, selbstschwingenden Mischstufen, deren Gitterkondensator und Gitterableitwiderstand für optimale Schwing- und Rauschbedingungen bemessen sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gitterkondensator (9) ein Schaltungszweig aus einem Widerstand (11) in Reihe mit einem Kondensator (12) bei solcher Bemessung dieser Glieder parallel geschaltet ist, daß die Anregungsbedingungen für eine sich aus der Bemessung der Gitterkombination (9, 10) ergebende Pendelfrequenz ungünstig sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (11) einen um etwa eine bis zwei Größenordnungen niedrigeren Wert als der Gitterableitwiderstand (10) und der Kondensator (12) einen um etwa eine bis zwei Größenordnungen höheren Kapazitätswert als der Gitterkondensator (9) besitzt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung des Widerstandes (11) und des Kondensators (12) zur Oszillatorrückkopplungsspule (3) und Gitterkondensator (9) parallel geschaltet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschrift Nr. 2 082 587;

   Lehrbuch der Funkempfangstechnik v. Pitsch, 1948, S. 329 und 334;

   (Philips Techn. Bibliothek) Bücherreihe über Elektronenröhren,
4. 4. Band, 1949, S. 240 bis 265;

   Die Röhre im UKW-Empfänger, Trensis-Verlag München, Teil II, S. 22 bis 27;

   Reparatur-Schaltbild des Empfängers: Blaupunkt M 298 U.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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