DE969314C - Additive Mischschaltung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. MAI 1958

P 13738 VIIIa/2ia*

Additive Mischschaltung

Patenterteilung bekanntgemacfat am 8. Mai 1958

Bei einer additiven Mischschaltung mit einer Elektronenröhre, insbesondere einer Triode, treten bekanntlich im Gitterkreis die Oszillatorschwingungen mit erheblicher Amplitude auf und können daher über die mit dem Gitter verbundene Antenne ausgestrahlt werden, was zu erheblichen Störungen in anderen Empfängern führen kann. Durch Benutzung einer Vorröhre können diese Nachteile vermieden werden, jedoch ist auch dann ίο noch eine unzulässig starke Ausstrahlung zu befürchten, weil die Anoden-Gitter-Kapazität einer Vorröhre, insbesondere bei hohen Frequenzen, den Oszillatorspannungen nur einen Widerstand entgegensetzt, der praktisch nicht als unendlich hoch angesehen werden kann. Weiter zeigt sich ein störender Einfluß der Abstimmung der Antenne bzw. eines Vorkreises auf die Oszillatoramplitude und gegebenenfalls -frequenz, wenn diesen Hochfrequenzteilen Oszillatorschwingungen zugeführt werden. Insbesondere auch durch Ausbildung von Nebenresonanzen kann es geschehen, daß dann die Oszillatorschwingungen in einem Teil des Abstimmbereiches überhaupt aussetzen.

Es ist daher erforderlich, die Einspeisung der Hochfrequenzschwingungen (Signalschwingungen) •bzw. die Ankopplung eines Hochfrequenzvorkreises

«09 514/14

oder einer Vorstufe bei einer additiven Mischstufe an einem Punkt vorzunehmen, der frei von Oszillatorschwingungen ist. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß im Gitterkreis eine Brückenschaltung nach Art der bekannten Tropadyn-Schaltung angebracht wird, bei der- einem Anzapfpunkt der Induktivität bzw. einem kapazitiv hergestellten Symmetriepunkt die Hochfrequenzschwingungen zugeführt werden. Die Herstellung eines Anzapfpunktes an einer ίο Spule kann jedoch bei geringer Windungszahl (insbesondere bei sehr hohen Frequenzen, wie Kurzwellen und Ultrakurzwellen) nur schwierig mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden, und bei einer Spule mit verhältnismäßig großer Windungszahl, z. B. im Mittel- und Langwellenbereich, ergeben sich unerwünschte Einflüsse dadurch, daß die zweite Hälfte lediglich zu Kompensationszwecke'n dient und somit zusätzlich zu der ersten, für die Rückkopplung erforderlichen Hälfte angebracht werden muß, daß jedoch ihre übertragene Eigenkapazität voll wirksam ist.

Die Anordnung von Brückenkapazitäten zur Herstellung des Symmetriepunktes erfordert wegen der unübersehbaren Einflüsse der Schaltkapazitäten stets einen abgleichbaren Kondensator, der beiderseits auf Wechselspannungspotential liegt; ein solcher Regelkondensator hat stets auch verhältnismäßig große Streukapazitäten, die unerwünscht sind. Bei einer additiven Mischschaltung mit einer Elektronenröhre, in der durch induktive Rückkopplung zwischen zwei Spulen die Oszillatorschwingungen erzeugt werden, von denen die eine Spule in Reihe mit einem Kondensator zwischen Gitter und Erde liegt, die andere Spule in Reihe mit dem Zwischenfrequenz-Ausgangskreis zwischen Anode und Erde liegt, und eine der Spulen, durch einen parallel geschalteten Kondensator zu einem abgestimmten Schwingkreis ergänzt ist, werden diese Nachteile vermieden, wenn gemäß der Erfindung zwischen Anode und Gitter in Reihe ein Rückführungs- und ein Koppelkondensator angeordnet sind, und daß der Rückführungs-Kondensator in bezug auf die übrigen Schaltelemente so bemessen ist, daß am Verbindungspunkt der genannten Kondensatoren, dem die Eingangsschwingungen zugeführt werden, praktisch keine Schwingungen der Oszillator-Frequenz auftreten.

Es sei bemerkt, daß es bekannt ist, bei einer selbstschwingenden Mischschaltung mit einer Zweigitterröhre die Oszillatorschwingungen zwischen dem ersten Gitter und dem Anodenkreis zu erzeugen und zur Mischung die Signalschwingungen dem zweiten Gitter zuzuführen, wobei das zweite Gitter über einen kapazitiven Spannungsteiler mit zwei Punkten verbunden ist, die gegenüber Erde Oszillatorschwingungen entgegengesetzter Phase führen. Durch Einstellung der Kapazitäten des Spannungsteilers, vorzugsweise eines Differential-Kondensators, wird dabei eine Neutralisierung des zweiten Gitters für die Oszillatorschwingungen erzielt.

Bei einer additiven Mischschaltung ist jedoch eine echte Neutralisierung des Gitters prinzipiell nicht möglich, weil hier der Mischvorgang die gleichzeitige Anwesenheit von Signalschwingungen und Oszillatorschwingungen am Gitter erfordert. Es ergeben sich daher erhebliche Schwierigkeiten, wenn trotzdem erreicht werden soll, daß die Oszillatorschwingungen nicht an den die Signalschwingungen zuführenden Kreis gelangen können. Für diese spezielle Aufgabe, die, wie eingangs erwähnt, schon verschiedentlich behandelt wurde, gibt die Erfindung eine neue, besonders einfache Lösung, die bei gleichem Aufwand ohne störende Nebenwirkung eine vorzügliche Entkopplung des Vorkreises von den Oszillatorschwingungen ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Im Anodenkreis einer als Mischröhre dienenden Triode 1 Hegt eine Oszillatorspule 2, die durch einen veränderlichen Kondensator 3 zu einem Resonanzkreis für die Oszillatorschwingungen ergänzt ist, und weiter ein Resonanzkreis 4, dem die Zwischenfrequenzschwingungen entnommen werden. Mit der Spule 2 ist eine weitere, zur Rückkopplung dienende Spule 5 gekoppelt (durch eine gestrichelte Bogen-Hnie angedeutet), die einseitig geerdet ist und mit ihrem anderen Ende über einen Trennkondensator 6 mit dem Gitter der Mischtriode 1 in Verbindung· steht. Dieses Gitter ist über einen Ableitwiderstand 7 mit Kathode verbunden und geerdet.

Von einer Vorröhre 8 oder von der Antenne werden die Hochfrequenzschwingungen (Signalschwingungen) dem Gitter der Röhre 1 über einen Koppelkondensator 9 zugeführt. In der bisher beschriebenen bekannten Schaltung würde sich zwar eine additive Mischung ergeben, jedoch wurden die am Gitter der Röhre 1 auftretenden Oszillatorschwingungen mit erheblicher Amplitude auch an die Vorröhre 8 bzw. den Vorkreis, allgemein an die H F-Spannungsquelle, gelangen, die durch den Außenwiderstand 10, der gegebenenfalls auch induktive 'und kapazitive Impedanzteile enthalten kann, der Röhre 8 mit parallel liegender Streukapazität 11 dargestellt sein möge. Außer den Störungen, die durch Ausstrahlung der Oszillatorschwingungen über die Vorröhre bzw. den Vorkreis und die Antenne auftreten können, ergeben sich unter Umständen noch Schwierigkeiten durch die Frequenz- und gegebenenfalls Abstimmungsabhängigkeit des angeschalteten, durch die Impedanzen 10 und 11 dargestellten Hochfrequenz-Eingangswiderstandes, der auch, wenigstens zum Teil,, auf den Oszillatorkreis zurückwirken kann,'da ihm ja über den Trennkondensator 6 und den Koppelkondensator 9 auch Oszillatorschwingungen zugeführt werden.

Nach der Erfindung werden nun dem Einspeisungspunkt der Hochfrequenzschwingungen über einen Rückführungskondensator 12 Oszillatorschwingungen entgegengesetzter Phasenlage und geeignet gewählter Amplitude zugeführt, derart, daß dieser Einspeisungspunkt von Oszillatorschwingungen praktisch frei wird. Eine, etwaige Ausstrahlung und unerwünschte Rückwirkungen auf

die Oszillatorschwingungen können dadurch in einfacher Weise in praktisch ausreichendem Maße unterdrückt werden.

Dadurch, daß die im Gitterkreis liegende 5 Oszillatorspule S einseitig geerdet ist, ist ihr Einfluß auf die Hochfrequenzschwingungen gering, während bei Vertauschung der Spule 5 und des Kondensators 6 die an ihr auftretende Hochfrequenz von der Streukapazität der Spule 5 störend beeinflußt werden könnte. Es ist natürlich möglich, statt der im Anodenkreis liegenden Oszillatorspule 2 die im Gitterkreis liegende Spule 5 durch Parallelschaltung eines Kondensators (3 im Anodenkreis) zu einem vorzugsweise abstimmbaren Schwingkreis zu ergänzen, wobei sich der Vorteil ergibt, daß die Schwingkreiselemente (Kondensator und Spule) heide einseitig direkt geerdet sein können.

Die Reihenfolge der Einschaltung des Oszillatorkreises 2, 3 und des Zwischenfrequenz-Ausgangskreises 4 in den Anodenkreis kann vertauscht werden, da der Zwischenfrequenzkreis für die Oszillatorschwingungen praktisch einen Kurzschluß darstellt. Diese Schaltungsart kann insbesondere dann erwünscht sein, wenn der im Anodenkreis, liegende Teil des Oszillatorkreises abgestimmt werden soll und trotzdem die Spule 2 und der Kondensator 3 einseitig wechselspannungsmäßig auf Erdepotential liegen sollen.

Damit am HF-Einspeisungspunkt für die Oszillatorschwingungen praktisch Erdpotential besteht, muß die Spannung U₂ an der im Anodenkreis liegenden Oszillatorspule 2 sich zur Spannung U₅ der im Gitterkreis liegenden Oszillatorspule 5 verhalten wie

Ξι

wobei C₆, C₉ und C₁₂ die Kapazitäten des Trennkondensators 6, des Koppelkondensators 9 bzw. des Rückführungskondensators 12 sind. Daneben ist noch die Rückkopplungsbedingung einzuhalten, woraus sich ergibt, daß die Kapazität des Koppelkondensators 9 zur Kapazität des Rückführungskondensators 12 sich wenigstens annähernd so verhalten müssen wie die zur Aufrechterhaltung der Schwingungen erforderlichen Oszillatorwechselspannungen an der Anode und am Gitter der Röhre 1. Dieses Verhältnis beträgt zweckmäßig etwa 12:1 bis 2:1, vorzugsweise etwa 5:1. Schließlich ist noch zu beachten, daß durch die Kondensatoren 9 und 6 eine Spannungsteilung für die zugeführte Hochfrequenz auftritt. Diese Spannungsherabsetzung könnte dadurch gering gehalten werden, daß der Kondensator 6 gegenüber dem Kondensator 9 klein gemacht wird. Dann tritt aber für die Oszillatorspannungen zwischen der Spule 5 und dem voraussetzungsgemäß auf Erdpotential liegenden Verbindungspunkt der Kondensatoren 9 und 12 eine erhebliche Spannungsherabsetzung ein, die nur so weit in Kauf genommen werden kann, als durch eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Spule 2 und der Spule 5 keine störenden Einflüsse auf die Erzeugung der Oszillatorschwingungen, insbesondere keine Einengung des Abstimmbereichs durch Erhöhung der Eigenkapazität, auftreten. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Verhältnis der Kapazität des Koppelkondensators 9 zur Kapazität des Trennkondensators 6 zu etwa 1,2 : 1 bis 4:1, vorzugsweise etwa 1,8 : 1, zu wählen.

Eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Anwendung der additiven Mischung auch im Lang- und Mittelwellenbereich, wo man bei' günstiger Dimensionierung der Schaltelemente eine gute Rückkopplung der Oszillatorschwingungen erzielen kann.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Additive Mischschaltung mit" einer Elektronenföhre, in der durch induktive Rückkopplung zwischen zwei Spulen dier Oszillator-Schwingungen erzeugt werden, von denen die eine Spule in Reihe mit einem Kondensator zwischen Gitter und Erde liegt, die andere Spule in Reihe mit dem Zwischenfrequenz-Ausgangskreis zwischen Anode und Erde liegt und eine der Spulen durch einen parallel geschalteten Kondensator zu einem abgestimmten Schwingkreis ergänzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anode und Gitter in Reihe ein Rückführungs- (12) und ein Koppelkondensator (9) angeordnet sind und daß der Rückführungs-Kondensator (12) in bezug auf die übrigen Schaltelemente so bemessen ist, daß am Verbindungspunkt der genannten Kondensatoren (9, 12), dem die Eingangsschwingungen zugeführt werden, praktisch keine Schwingungen der Oszillator-Frequenz auftreten.

2. Mischschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gitterkreis liegende Oszillatorspule (5) einseitig geerdet ist.

3. Mischschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anodenkreis liegende Spule (2) einseitig für Wechselstrom geerdet und durch einen zu ihr parallel liegenden, ebenfalls einseitig geerdeten veränderlichen u₀ Kondensator (3) abstimmbar ist.

4. Mischschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung U₂ an der im Anodenkreis liegenden Oszillatorspule (2) sich zur Spannung U₅ der n₅ im Gitterkreis liegenden Oszillatorspule (5) verhält wie

U₁ U,

C₁₂ (C₉ + C₆) '

wobei C₆, C₉ und C₁₂ die Kapazität des Trennkondensators (6), des Koppelkondensators (9) bzw. des Rückführungskondensators (12) sind.

5· Mischschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Koppelkondensators (9) sich zur Kapazität des Rückführungskondensators (12) wie etwa 12 :1 bis 2 :1, vorzugsweise wie etwa 5:1, verhält.

6. Mischschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Koppelkondensators (9) sich zu der Kapazität des Trennkondensa+«-»»·= <W wie etwa 1,2 : ϊ bis 4:1, vorzugsweise wie etwa 1,8 : i, verhält.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 324 514; österreichische Patentschrift Nr. 105 285; französische Patentschrift Nr. 33815, Zusatz zu

639028;

»Die Röhre im UKW-Empfänger«, Teil II, von

Cantz und Nowak, S. 68 und 69.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

15 609508/256 4.56 (809 514/14 5.58)