DE966751C - UEberlagerungsempfaenger - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. SEPTEMBER 1957

BlBLiOTHEK

DES DEUTSCHEN

PiTEHTAMTES

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ist als Erfinder genannt worden

Überlagerungsempfänger

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Überlagerungsempfangsgeräte für elektromagnetische Wellen verschiedener Frequenzen. Bei diesen Geräten treten häufig durch das Vorhandensein von Schaltungskreisen veränderlicher Frequenz Nachteile auf, die durch die Verwendung eines oder mehrerer auf die Frequenz der zu empfangenden Zeichen abgestimmter Kreise und eines auf die überlagerungsfrequenz abgestimmten örtlichen Schwingungserzeugers hervorgerufen, werden. Der Unterschied zwischen der Frequenz der Empfangszeichen und der des örtlichen Schwingungserzeugers ist dabei gleich der Zwisohenfrequenz.

Insbesondere trachtet die E-rfindung, die Anordnungen bei solchen Empfangsgeräten so zu gestalten, daß ein genauer Gleichlauf zwischen den abgestimmten Kreisen während des Überganges von einer Empfangsfrequenz zu einer anderen sichergestellt und dieser Frequenzübergang oder -wechsel mit Hilfe eines einzigen Steuerorgans durchgeführt werden kann.

■Bei der Benutzung von Schaltungskreisen mit veränderlichen Frequenzen, die bisher ganz allgemein in Empfangsgeräten der obengenannten Art vorgesehen waren, begegnet man fast ohne Ausnähme den nachstehend kurz erwähnten grundsätzlichen Nachteilen:

Auch unter der Voraussetzung, daß der Unterschied zwischen der zu empfangenden und der Frequenz des örtlichen Schwingungserzeugers konstant ist, muß bei der Verwendung eines einzigen, allen Kreisen gemeinsam zugeordneten Steuerorgans entweder ein Abstimmungskondensator mit besonders geformten Belägen oder ein Reduktionskondensator vorgesehen sein. In der Praxis hat sich weder das eine noch das andere Verfahren be-

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währt, denn für den erstgenannten Fall muß ein besonderer Kondensator für jedes Teilband des für den Empfang in Frage kommenden Frequenzspektrums und zur Bestimmung der Zwischenfrequenz vorgesehen werden, während es in dem zweitgenannten Fall nicht möglich ist, eine absolut genaue Abstimmung der Schwingungskreise herbeizuführen.

Ferner können Interferenzen leicht durch Oberschwingungen der Zwischenfrequenz, die in dem Empfangsfrequenzband auftreten, oder durch die Harmonischen des Schwebungsfrequenzoszillators entstehen.

Wenn sich die Frequenz der zu empfangenden Zeichen der Zwischenfrequenz nähert, können die Schwingungskreise plötzlich in einen Schwingungszustand versetzt werden, so daß der Empfang durch Sender gestört werden kann, deren Frequenz in der Nachbarschaft der Zwischenfrequenz liegt.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Sie bezieht sich auf einen Überlagerungsempfänger, dessen Abstimmung durch Einstellung der Zwischenfrequenz- und Eingangskreise erfolgt, und as ist dadurch gekennzeichnet, daß außer den Eingangs- und Zwischenfrequenzkreisen auch: die Oszillatorkreise durch veränderbare Kondensatoren abstimmbar sind, daß das Kapazitätsänderungsverhältnis aller Kondensatoren (Plattenschnitt) dasselbe ist, daß die Veränderung der Kapazitätswerte mit Hilfe eines einzigen, allen Kreisen gemeinsamen Steuerorgans durchgeführt wird und daß die Induktivitäten entsprechend den zu überstreichenden Frequenzbändern und auch im Hinblick darauf bemessen sind, daß die Harmonischen der Zwischenfrequenz (en) keine Interferenz mit der Frequenz der zu empfangenden Zeichen bilden. Zwar ist es bekannt, einen Empfänger dadurch abzustimmen, daß sowohl die Zwischenfrequenzkreise als auch die Eingangskreise bei entsprechender fester Oszillatorfrequenz abgestimmt werden. Bei der Erfindung dagegen wird die Überlagerungsfrequenz nicht festgehalten, sondern alle Kreise werden in der erfindungsgemäßen Weise abgestimmt, so daß ein absoluter Gleichlauf in besonders einfacher Weise erreicht werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher beschrieben. In diesen Figuren sind nur die Teile dargestellt, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind.

In der Fig. i, in der ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung im Zusammenhang mit einer Frequenzänderung der Hoch- und Zwischenfrequenzstufen eines Empfängers dargestellt ist, ist der auf die Frequenz F₁ der zu empfangenden Zeichen abgestimmte Empfangs- bzw. Eingangskreis durch die Induktivität L₁ und den Kondensator C₁ dargestellt. Mit V₁ ist eine Frequenzwandlerröhre bezeichnet, die durch eine Röhre V₂ erregt wird, deren auf die örtliche Frequenz F₂ abgestimmter Schwingungskreis aus einer Induktivität L₂ und einem Kondensator C₂ besteht. Der Schwingkreis, der durch die Induktivität L₃ und den Kondensator C₃ gebildet ist, ist auf die Zwischenfrequenz jF₃ abgestimmt.

Es ist leicht verständlich, daß die Anzahl der auf die Frequenz F₁ und F₃ abgestimmten Kreise beliebig sein kann, ohne einen Einfluß auf das durch die Anordnung gemäß der Erfindung herbeigeführte Ergebnis auszuüben.

Die drei Frequenzen P₁, jF₂ und F₃ weisen, wie bekannt, das folgende Verhältnis zueinander auf:

F = F + F

wenn die drei Kondensatoren C₁, C₂ und C₃ auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und sich die Kapazitätswerte bei allen dreien proportional ändern. Ist andererseits das Verhältnis zwischen ihren extremen Werten (einschließlich der Restkapazität der Kreise) das gleiche, so sind die Ausdrücke

Cz

konstant und daraus folgt, daß F = K F

f\ = (K₁ ± i) F₃ ist.

Um eine genaue Abstimmung der Kreise herbeizuführen, genügt somit, wenn man sie nach dem folgenden Gesetz abstimmt:

K₂ = K₁ ± ι
oder, anders ausgedrückt, daß

1/

Ct, y Ci

Die Harmonischen der Zwischenfrequenz F₂ bilden keine Interferenz mit der Frequenz F₁ der zu "empfangenden Zeichen. Es genügt, wenn diese Bedingungen für einen Punkt des Frequenzbandes erfüllt werden, da sie dann auch für alle anderen Punkte Geltung haben. In gleicher Weise werden durch Oberschwingungen des Schwebungsf requenzoszillators hervorgerufene Störungen vermieden. Die Abstimmung dieses Oszillators erfolgt mittels eines veränderlichen Kondensators, der auf derselben Achse angeordnet ist wie die Kondensatoren der übrigen Kreise, und die Frequenz derselben ist gleich der Zwischenfrequenz plus oder minus etwa ι kHz. So unterscheidet sich beispielsweise eine Oberschwingung der Größenordnung η um etwa η kHz von der Oberschwingung derselben Größen-Ordnung der Zwischenfrequenz. -Es ist somit auf diese Weise einfach, Interferenzen zwischen dieser Oberschwingung und dem zu empfangenden Zeichen zu vermeiden.

Wenn, es sich um einen Empfänger für mehrere 120 '

Frequenzbereiche handelt, der in Analogie mit der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung aufgebaut ist, wird die Selbstinduktivität L₁ zwischen den Punkten A und B und die Selbstinduktivität L₂ zwischen den Punkten C und D des einen oder anderen Bereiches eingeschaltet. Zur Sicherstellung

einer genauen Abstimmung der Kreise genügt es, wenn die einzelnen Werte der Restkapazitäten für jeden Bereich geregelt werden, beispielsweise mit Hilfe von kleinen veränderlichen Kapazitäten Ca₁ und Ca₂, wie in der Fig. ι dargestellt, um bei den Schwingungskreisen L₁, C₁, Ca₁ ■— L₂, C₂, Ca₂ ■— L₃, C₃ dasselbe Verhältnis zwischen den Kapazitäten entsprechend zwei extremen Einstellungen der veränderlichen Kondensatoren sicherzustellen.

ίο Die Empfangsbereiche können in einfacher Weise so gewählt werden, daß sich die Frequenz der zu empfangenden Zeichen niemals der Zwischenfrequenz an Punkten nähert, wo Störungen des Empfangs erwartet werden können. Ferner kann das Frequenzband der Zwischenfrequenz in dem für den Empfang vorgesehenen Frequenzbereich .enthalten sein.

Es sei beispielsweise angenommen, daß die Zwischenfrequenz zwischen 500 und 1500 kHz schwankt. In diesem Fall können die beiden Teilfrequenzbänder, die dicht aneinander schließen, zwischen 333 und 1000 kHz und zwischen 1000 und 3000 kHz gewählt werden. Die Werte der Zwischenfrequenz entsprechend der Grenzfrequenzen dieser Teilbänder sind aus der nachstehenden Aufstellung zu entnehmen:

Erstes Band Zweites Band

Frequenz des Emp-

fangszeichens (F₁) 333 bis 1000 1000 bis 3000

Zwischenfrequenz (F₃) ... 500 „ 1500 500 „ 1500

Hieraus geht hervor, daß die von der Zwischenfrequenz beanspruchten Frequenzbänder von den Frequenzen der zu empfangenden Zeichen überdeckt sind, ohne Störungen hervorzurufen.

Eine Empfangsanordnung gemäß der Erfindung eignet sich besonders für Geräte, bei denen der Reihe nach eine Mehrzahl von Frequenzwechseln durchgeführt werden soll und dabei jede neue tTberlagererfrequenz niedriger als die vorhergehende ist. In diesem Fall sollen die Frequenzen vorzugsweise so gewählt werden, daß die örtlichen Frequenzen Vielfache voneinander sind. Hierzu genügt ein einziger Schwingungserzeuger, dessen Grundfrequenz und Harmonischen für die verschiedenen Frequenzänderungen benutzt werden.

In der Fig. 2 ist ein derartiger Empfänger als Beispiel der Erfindung gezeigt. Ein aus einer Induktivität L₁ und einem Kondensator C₁ bestehender, auf die Frequenz F₁ der zu empfangenden Zeichen abgestimmter Hochfrequenzkreis speist eine erste Frequenzwandlerröhre V₁, die durch eine Oszillatorröhre V₂ und den ihr zugeordneten, aus einer Induktivität L₂ und einem Kondensator C₉ bestehenden und auf die erste örtliche Frequenz F₂ abgestimmten Schwingungskreis erregt wird. Der erste Zwischenfrequenzkreis der Frequenz F₃, der aus einer Induktivität L₃ und einem Kondensator C₃ besteht, überführt die Ausgangsschwingungen der Röhre V₁ an eine zweite Frequenzwandleirstufei V₃, deren örtliche Schwingungen von dem aus der Induktivität L₄ und dem Kondensator C₄ bestehenden und auf die zweite örtliche Frequenz F_i abgestimmten Schwingungskreis erzeugt werden. Der aus der Induktivität L₅ und dem Kondensator C₅ aufgebaute Kreis ist auf die zweite Zwischenfrequenz F₅ abgestimmt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schwingungskreis L₂, C₉ als Filterkreis für die Harmonischen JiF₁ des Oszillators V₂ vorgesehen. Somit ist

F₂ = η F₄.

Wenn man die gleichen Beziehungen zwischen den Frequenzen F₁, F₂ und F₃ wie in der Anordnung nach Fig. 1 voraussetzt, ist

^4 = ^3 ± F₅'

F₃ = K₃ F₅,

F, = K, F₅= (K₃ ± I)F₅.

Die Koeffizienten K₃ und K₁ werden durch, die Ausdrücke

und

C3

definiert.

Somit sind die Bedingungen einer genauen Abstimmung der Kreise durch die folgenden Gleichungen gegeben:

K₂ = K₁ ± ι und A₄-= K₃ ± i.

Andererseits können hieraus die folgenden Gleichungen abgeleitet werden:

F₂ = K₄UF₅ = K₂K₃F₅

K₂ K₃ = η K_i und K₂ = K₃ ± n,

durch die sämtliche Elemente der Schaltanordnung zu bestimmen sind.

In einem auf eine Vielzahl von verschiedenen Frequenzen genau abstimmbaren Empfänger können sämtliche veränderlichen Kondensatoren auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sein, wenn man die Harmonischen nicht für die Erzeugung der örtlichen Frequenzen benutzen will. In diesem Fall entstehen jedoch gewisse Schwierigkeiten.

In einem Empfänger, der für den Empfang von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Frequenzen vorgesehen ist, besteht der zweite Zwischenfrequenzverstärker im allgemeinen aus einer bestimmten Anzahl von Kreisen, die verhältnismäßig niedrige Frequenzen führen. Bei der Anwendung des obengenannten Verfahrens ist eine große Anzahl von veränderlichen Kondensatoren hoher Kapazität erforderlich. Dagegen ist die Anzahl der für die erste Zwischenfrequenzstufe erforderlichen Schwingungskreise verhältnismäßig gering. Die Abstimmung dieser Kreise mit Hilfe von veränderlichen Kondensatoren, die auf derselben Achse wie die der Hochfrequenzkreise befestigt sind, ermöglicht eine sehr genaue Abstimmung der letztgenannten.

Die veränderlichen Kondensatoren der zweiten örtlichen Oszillatorstufe können mit Belägen oder

Platten besonderer Form versehen sein, um eine genaue Abstimmung bzw. Ausrichtung der Schwingungskreise der zweiten Zwischenfrequenzstufe sicherzustellen, da das zu überdeckende Frequenzband und die Umwandlungsfrequenz die gleichen sind, wie das zu empfangende Teilfrequenzband auch sein mag.

Eine derartige Anordnung macht die sogenannten »Paddingkondensatoren« überflüssig, die bisher in

ίο den Schwingungskreisen sämtlicher Teilfrequenzbänder zur Verwendung kamen, und ermöglicht trotzdem eine sehr genaue Abstimmung. Auf diese Weise werden alle Störungen zwischen dem zu empfangenden Zeichen und den Harmonischen der örtlich erzeugten Schwingungen und den der ersten Zwischenfrequenz unterdrückt. Die zweite Zwischenfrequenz kann in dem Frequenzspektrum verhältnismäßig weit ab von der ersten Zwischenfrequenz gewählt werden, damit sich ihre Oberschwingungen nicht gegenseitig beeinflussen oder stören. Wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bereits erwähnt, besteht außerdem die Möglichkeit des Empfanges eines ununterbrochenen Frequenzbandes, in dem die erste und die zweite Zwischenfrequenz enthalten sind, ohne daß Störungen durch die Tatsache herbeigeführt werden, daß die Frequenz der zu empfangenden Zeichen verhältnismäßig nahe der Zwischenfrequenz liegt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Überlagerungsempfänger, dessen Abstimmung durch Einstellung der Zwischenfrequenz- und Eingangskreise erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Eingangs- und Zwischenfrequenzkreisen auch die Oszillatorkreise durch veränderbare Kondensatoren abstimmbar sind, daß das Kapazitätsänderungsverhältnis aller Kondensatoren (Plattenschnitt) dasselbe ist, daß die Veränderung der Kapazitätswerte mit Hilfe eines einzigen, allen Kreisen gemeinsamen Steuerorgans durchgeführt wird und daß die Induktivitäten entsprechend den zu überstreichenden Frequenzbändern und auch im- Hinblick darauf bemessen sind, daß die Harmonischen der Zwischenfrequenz (en) keine Interferenz mit der Frequenz der zu empfangenden Zeichen bilden.
2. 2. Empfänger nach Anspruch 1 mit mehreren Frequenzwandlerstufen, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlich erzeugten Frequenzen in einem Vielfachverhältnis zueinander stehen.
3. 3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede auf die erste Frequenzwandlerstufe folgende Stufe auf eine niedrigere Frequenz abgestimmt wird als die vorhergehende.-
4. 4. Empfänger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger örtlicher Schwingungserzeuger für die in einem Vielfache verhältnis zueinander stehenden Frequenzen benutzt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 430 895, 485 660, 610570;

   französische Patentschrift Nr. 840310.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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