DE975368C - Schaltungsanordnung zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß sich ein Verhältnisdetektor (Ratiodetektor) zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen besonders gut eignet, weil er insbesondere bei kleinen Eingangsamplituden auch eine merkliche Unterdrückung störender Amplitudenmodulation bewirkt. Bei größeren Amplituden geht diese Unterdrückungseigenschaft allerdings wieder verloren, und es ist daher erforderlich, noch eine besondere Begrenzerstufe vor dem Verhältnisdetektor anzuordnen.

Der besondere Begrenzer ist aber erst von einer bestimmten Eingangsspannung ab voll wirksam, die meist erheblich über der Empfindlichkeitsschwelle des Empfängers liegt. Da aber gerade bei kleinerer Eingangsamplitude insbesondere durch das in ähnlicher Größenordnung liegende Rauschen eine erhebliche und störende Amplitudenmodulation des frequenzmodulierten Signals auftritt, legt man einen Empfänger vorzugsweise so aus, daß gerade bei schwachem Signal in der Nähe der Empfindlichkeitsschwelle der Verhältnisdetektor eine AM-Unterdrückung bewirkt. Diese Unterdrückungswirkung läßt aber bei zunehmender Signalspannung schon bald merklich nach, und

zwar bevor die zusätzliche Begrenzerstufe voll ausgesteuert ist und ihrerseits die AM-Unterdrückung übernimmt.

Man hat schon eine von der Amplitude des Zwischenfrequenzsignals abhängige, vorzugsweise dem Verhältnisdetektor entnommene Verstärkungsregelspannung dem Zwischenfrequenzverstärker oder einer vorangehenden Stufe, z. B. einer Hochfrequenz-Vorstufe, zugeführt. Hierdurch läßt sich ίο zwar eine Verringerung der dem Verhältnisdetektor zugeführten Zwischenfrequenzspannung erreichen, aber dies ist praktisch bedeutungslos und sogar schädlich, wenn der Begrenzer noch nicht voll arbeitet; es müßte also noch eine Schwellwertvorrichtung vorgesehen sein, die die Verstärkungsregelspannung erst dann wirksam werden läßt, wenn der Begrenzer ausgesteuert ist. Wie man sieht, lassen sich die oben beschriebenen Schwierigkeiten auf diesem Wege nicht vermeiden, ao die gerade in dem Bereich zwischen der kleinsten Eingangsamplitude (Empfindlichkeitsgrenze) und Vollaussteuerung des Begrenzers auftreten. Es ist aber praktisch nicht möglich, die Begrenzerschwelle genügend weit herabzusetzen, und man war daher gezwungen, bei der Auslegung eines Empfängers mit Verhältnisdetektor ein Kompromiß zu schließen zu Lasten einer guten AM-Unterdrückung bei kleinen Eingangsamplituden, wo sie gerade besonders wichtig wäre.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen mit einer Begrenzerstufe und einem Verhältnisdetektor werden diese Nachteile vermieden, und man erhält eine vorzügliche Unterdrückung störender Amplitudenmodulation, wenn gemäß der Erfindung eine durch Gleichrichtung der Eingangsschwingungen des Verhältnisdetektors gewonnene Verstärkungsregelspannung zwischen Begrenzer und Verhältnisdetektor wirksam ist. Dadurch wird erreicht, daß die volle Verstärkung der Anordnung bis zum Begrenzer erhalten bleibt, dieser also schon bei möglichst geringer Eingangsspannung ausgesteuert wird. Durch die hinter der Begrenzerstufe wirksame Verstärkungsregelung werden die Änderungen der .Eingangsamplitude des Verhältnisdetektors klein gehalten, so daß der Verhältnisdetektor in weitem Bereich merklich zur Unterdrückung störender Amplitudenmodulation wirksam bleibt und hinsichtlich dieser Wirkung der Anschluß an das Einsetzen der Begrenzerstufe mit Sicherheit erreicht wird.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß es bekannt ist, einem am Eingang des Niederfrequenzteiles angeordneten spannungsabhängigen Spannungsteiler zur Steuerung eine dem Verhältnisdetektor entnommene, von der Stärke des Zwischenfrequenzsignals abhängige negative Regelspannung zuzuführen, derart, daß bei kleinem Zwischenfrequenzsignal (schwacher Sender) nur ein kleiner Teil des Demodulationsproduktes den Niederfrequenzteil erreicht, während bei großem Zwischenfrequenzsignal (starker Sender) die volle Niederfrequenzspannung des Demodulators durchgelassen wird. Dadurch wird die Niederfrequenzverstärkung bei kleinem Eingangssignal, das stets mit starkem Rauschen verbunden ist, erheblich herabgesetzt. Eine Verminderung 'der störenden Amplitudenmodulation bei kleinem Eingangssignal und in einem breiten Bereich — wie bei der Erfindung — wird dabei aber nicht erzielt.

Es ist natürlich möglich, zwischen Begrenzerstufe und Verhältnisdetektor eine oder mehrere regelbare Verstärkerstufen anzuordnen, denen die Regelspannung zugeführt wird. Zweckmäßig verwendet man jedoch für den Begrenzer eine Mehrgitterröhre, z. B. eine Hexode oder eine Heptode, deren erstes Gitter zusammen mit dem ersten Schirmgitter als Begrenzer arbeitet, während einem dahinterliegenden Gitter, vorzugsweise dem zweiten Steuergitter, die Regelspannung zugeführt wird. Der Anodenkreis ist dann mit dem Eingang des Verhältnisdetektors gekoppelt.

Eine besonders einfache Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn als Begrenzer eine Pentode dient, deren Bremsgitter die Verstärkungsregelspannung zugeführt wird.

Die Verstärkungsregelspannung kann direkt dem Verhältnisdetektor entnommen werden, wie es bei bekannten Schaltungen mit Regelung der Zwischenfrequenzverstärkerröhren üblich ist. Insbesondere dann, wenn zur Regelspannungserzeugung ein vom Verhältnisdetektor getrennter Gleichrichter benutzt wird, kann einerseits eine besonders hohe Regelempfindlichkeit erreicht werden, andererseits kann dann die Regel spannung aber auch der unerwünschten Amplitudenmodulation entsprechende Anteile enthalten, mit deren Hilfe nicht nur eine Beeinflussung der mittleren Amplitude, sondern auch eine sogenannte Amplitudengegenmodulation und damit eine weitere Unterdrückung störender Amplitudenmodulation erreichbar ist. Die niederfrequente Amplitudengegenmodulationsspannung kann, gegebenenfalls nach Vorverstärkung, z. B. in Reflexschaltung in i°5 einer Vorröhre, anderen Vorröhren als Regelspannung zugeführt werden. Hierbei treten die eingangs geschilderten Schwierigkeiten eines verschlechterten Einsatzpunktes für den Begrenzer nicht auf, die sich sonst bei der Zuführung der Regelgleichspannung an die Vorröhren störend bemerkbar machen.

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

Bei der in der Zeichnung schematisch dargestellten Schaltungsanordnung werden dem Kreis 1, 2 über eine Koppelspule 3 von einer Vorröhre her die frequenzmodulierten Schwingungen zugeführt. Die am Kreis 1, 2 auftretende Spannung wird dem Steuergitter der Röhre 4 zugeleitet. Da die Kathode dieser Röhre direkt geerdet ist, erfolgt an der Gitter-Kathoden-Strecke eine Gleichrichtung, und am i?C-Glied 5 ,6 stellt sich eine Gittervorspannung ein, mit deren Hilfe bei Vollaussteuerung die Begrenzerwirkung an den negativen und positiven Halbwellen gleichmäßig einsetzt.

Im Anodenkreis der Röhre 4 liegen der Primärkreis 7, 8 eines unsymmetrischen Verhältnisdetektors und ein Vorwiderstand 9 zur Herabsetzung der vom +-Pol einer Speisequelle gelieferten Anodenspannung sowie ein Siebkondensator 10. Die Schirmgitterspannung ist durch einen Vorwiderstand 11 noch weiter vermindert und durch einen Kondensator 12 gegen Erde abgeblockt.
Der Sekundärkreis 13, 14 des Verhältnisdetektors ist mit der Kathode bzw. Anode der Dioden 15 und 16 verbunden, deren Gegenelektroden an den Enden des RC-Gliedes 17, 18 liegen. Die Kathode der Diode 16 ist geerdet. Einer Anzapfung der Sekundärwicklung 13 wird über eine mit der Primärwickung gekoppelte Wicklung 19 und einen Widerstand 20 die Niederfrequenzspannung entnommen; ein Kondensator 21 dient zur Abblockung für die Zwischenfrequenz.

Die bisher beschriebene Schaltung ist von bekannter Art. Nach der Erfindung ist nun die nicht geerdete Seite des i?C-Gliedes 17, 18, an der eine von der mittleren Amplitude des Verhältnisdetektors 7, 8, 13 bis 20 abhängige Gleichspannung (Regelspannung) auftritt, mit dem Bremsgitter der Begrenzer- und Verstärkerröhre 4 verbunden. Dadurch wird erreicht, daß abhängig von der Eingangsamplitude des Verhältnisdetektors nur ein Teil des die frequenzmodulierten Schwingungen enthaltenden Elektronenstromes der Röhre 4 im Anodenkreis wirksam ist, was also bewirkt, daß der Anodenstrom bei zunehmender Wechselspannung am Gitter der Röhre 4 merklich schwächer als proportional ansteigt.

Zweckmäßigerweise soll die dem Verhältnisdetektor entnommene Verstärkungsregelspannung bei kleinen Signalen in der Nähe der Empfindlichkeitsgrenze des Empfängers ohne Einfluß bleiben. Dies ist in der beschriebenen Schaltungsanordnung meist ohnehin der Fall, weil bei vielen Bremsgitterröhren erst dann eine Verstärkungsregelung einsetzt, wenn die Bremsgittervorspannung schon einen merklich negativen Wert angenommen hat.

Es ist aber auch möglich, unter Ausnutzung der

Diodenwirkung des Bremsgitters gegenüber der Kathode eine Schwellwertanordnung zu benutzen, die aus zwei in Reihe mit der Bremsgitterleitung liegenden, in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Widerständen 22 und 23 und einem weiteren, zwischen den Verbindungspunkten der Widerstände 22 und 23 und dem +-Pol der Speisebatterie angeordneten, ebenfalls mit gestrichelten Linien eingetragenen Widerstand 24 besteht. Der Kondensator 25 dient der Zwischenfrequenzentkopplung.

Wenn der Widerstand 17, wie üblich, etwa 25 kOhm beträgt, kann bei einer Speisebatteriespannung von 200 V der Widerstand 22 1 Megohm, der Widerstand 23 0,5 Megohm und der Widerstand 24 10 Megohm betragen. Bei diesen Werten wird die Verstärkungsregelspannung am Bremsgitter der Röhre 4 erst wirksam, wenn der \^rerhältnisdetektor etwa ein Drittel bis die Hälfte der bei Vollaussteuerung des Begrenzers an ihm auftretenden maximalen Spannung erhält; bei der angegebenen Dimensionierung ist die durch den Spannungsteiler bewirkte Herabsetzung der am Bremsgitter wirksamen Regelspannung praktisch bedeutungslos.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen mit einer Begrenzerstufe und einem Verhältnisdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine Gleichrichtung der Eingangsschwingungen des Verhältnisdetektors gewonnene Verstärkungsregelspannung zwischen Begrenzer und Verhältnisdetektor wirksam ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Begrenzer eine Mehrgitterröhre dient, deren eines Gitter als Begrenzer arbeitet, während einem darunterliegenden Gitter die Verstärkungsregelspannung zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Begrenzer eine Pentode dient, deren Bremsgitter die Verstärkungsregelspannung zugeführt wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelspannung dem Verhältnisdetektor entnommen wird.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelspannung einem vom Verhältnisdetektor getrennten Gleichrichter entnommen wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- too zeichnet, daß die Verstärkungsregelspannung auch einen der unerwünschten Amplitudenmodulation entsprechenden Anteil enthält.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelspannung über eine Schwellwertvorrichtung geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 407317; französische Patentschrift Nr. 838750;

»Funkschau«, 1953 (Ingenieur-Ausgabe), Heft 18, Blatt 41/42;

»Funkschauic-Schaltungssammlung, 1954, S. 48;

»Lehrbuch der Funkempfangstechnik« von Pitsch, 1948, S. 399, 400, 563, 564, 626;

»Radio-Mentor«, 1952, Heft 8, S. 354; 1949, Heft 9, S. 430; 1954, Heft i, S. 8;

»Funk-Technik«, 1953, Heft 15, S. 263;

»Radio World« vom 2. 7. 1932, S. 14; vom 30.7. 1932, S. 14;

»Toute la Radio«, Januar 1953, S. 14 bis 16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 715/26 11.61