DEP0027684DA - Pendulum feedback receiver - Google Patents
Pendulum feedback receiverInfo
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Description
Hazeltine Corporation, Washington D.C, (Vereinigte StaatenHazeltine Corporation, Washington DC , (United States
von Nordamerika)from North America)
Pendelrückkopplungsempfänger,Pendulum feedback receiver,
Pendelrückkopplungsempfänger haben wegen ihrer überaus hohen Empfindlichkeit und Einfachheit weit verbreitete Anwendung gefunden, und zwar insbesondere zu dem Empfang von hochfrequenten (3-30 MHz) Trägerwellen, Der Grund dafür liegt in erster Linie darin, dass die rückgekoppelte Schwingstufe eine sehr geringe Trennschärfe hat, da ihre Bandbreite auch bei sehr sorgfältiger Ausführung zumindest ein sich bis zum Dreifachen der Pendelfrequenz erstreckendes Frequenzband umfasst. Die Pendelfrequenz ist vorteilhaft zumindest das Doppelte άβ*1 [Frequenz] der hochstat-nviodulationskomponenten der empfangenen Welle. Wenn also die höchste Modulationsfrequenz beispielsweise 5000 Hz beträgt, muss die Pendelfrequenz zumindest 10e000 Hz sein und die Bandbreite des Empfängers umfasst dann ein sich über 30,000 Hz erstreckendes Frequenzband. Eine derartige Bandbreite ist im Mittelwellengebiet der Rundfunkwellen völlig unzulässig, da hier der Trägerwellenabstand 10 KHz beträgt. Im Kurzwellengebiet (100 - 10 m) kann diese geringe Trennschärfe jedoch vorteilhaft sein, da es gewöhnlich sehr schwierig ist, die Frequenz von im Hochirequenzgebiet arbeitenden Sendern völlig konstant zu halten, sodass die geringe Trennschärfe des Pendelrückkopplungsempfängers die Möglichkeit gibt, mit ihm Sendungen trotz der FrequenzSchwankungen des Senders ohne Unterbrechungen zu empfangen.Due to their extremely high sensitivity and simplicity, pendulum feedback receivers have found widespread use, in particular for the reception of high-frequency (3-30 MHz) carrier waves its bandwidth, even with very careful execution, comprises at least a frequency band extending up to three times the pendulum frequency. The pendulum frequency is advantageously at least twice the άβ * 1 [frequency] of the high stat nviodulation components of the received wave. Thus, if the highest modulation frequency is for example 5000 Hz, the oscillating frequency is at least 10 e must be and the bandwidth of the receiver then includes an over 30,000 Hz extending the frequency band 000 Hz. Such a bandwidth is completely inadmissible in the medium wave range of radio waves, since the carrier wave spacing here is 10 KHz. In the shortwave area (100-10 m), however, this low degree of separation can be advantageous, as it is usually very difficult to keep the frequency of transmitters operating in the high-frequency area completely constant, so that the low degree of separation of the pendulum feedback receiver enables it to transmit transmissions despite the Receive frequency fluctuations of the transmitter without interruptions.
Ein zweiter Grund für die bevorzugte Anwendung des Pendel-A second reason for the preferred use of the pendulum
rückkopplungsempfängers im Hochfrequenzgebiet besteht darin, dass sich in diesem Fall die Frequenz der empfangenen Welle von der Pendelfrequenz in grösserem Masse unterscheidet, als beim Empfang von Wellen niedrigerer Frequenz. Dies ist deshalb wichtig, weil der Pendelrückkopplungsempfänger infolge seiner überaus hohen Empfindlichkeit dazu neigt, Störzeichen, deren Frequenz eine hohe obere Harmonische der Pendelfrequenz ist, zu empfangen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die niedrigste Frequenz des Betriebsfrequenzbereiches des Empfängers zumindest das Hundertfache der Pendelfrequenz beträgt.The feedback receiver in the high-frequency area consists in the fact that in this case it is the frequency of the received wave differs from the pendulum frequency to a greater extent than when receiving waves of lower frequency. This is why important because the pendulum feedback receiver, due to its extremely high sensitivity, tends to generate interference signals, their Frequency is a high harmonic of the oscillation frequency. It is therefore advantageous if the lowest frequency the operating frequency range of the receiver is at least one hundred times the pendulum frequency.
Ein Nachteil der Pendelrückkopplungsempfänger besteht darin, dass die in der Schwingstufe während jeder Pendelperiode erzeugten Schwingungen ausgestrahlt werden können, wenn man dies nicht durch besondere Massnahmen verhindert. Diese Strahlung hat entsprechend der Arbeitsweise der Schwingstufe die Form einer impulsmodulierten Welle, deren Modulationskomponenten sich über einen sehr grossen Teil des Frequenzbandes erstrecken können, sodass der Empfänger den Betrieb von innerhalb eines Umkreises von mehreren Kilometern gelegenen anderen Empfängern stören kann. Diese Eigenschaft des Pendelrückkopplungsempfängers hat es oft unmöglich gemacht, die Schwingstufe unmittelbar an die Empfangsantenne anzuschliessen« Man hat daher zwischen die rtntenne und die Schwingstufe eine oder mehrere Trägerfrequenzverstärkerstufen eingefügt. Diese Massnahme erhöht jedoch die Kosten des Empfängers wesentlich und ist überdies auch nicht immer dazu geeignet, die Strahlung ganz zu unterdrücken.A disadvantage of the pendulum feedback receiver is that the vibrations generated in the vibration stage during each pendulum period can be emitted if this is not prevented by special measures. This radiation has the form of a pulse-modulated wave, the modulation components of which can extend over a very large part of the frequency band, so that the receiver can disrupt the operation of other receivers located within a radius of several kilometers. This property of the super-regenerative receiver has often made it impossible to connect the oscillation stage directly to the receiving antenna "have therefore been inserted one or more carrier frequency amplifier stages between the rt ntenne and the oscillation stage. However, this measure increases the costs of the receiver considerably and, moreover, is not always suitable for completely suppressing the radiation.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Pendelrückkopplungsempfänger, in welchem der Schwingstufe eine Ueberlagerungsschwingung zugeführt wird und der Resonanzkreis der Schwingstufe auf die sich aus der Ueberlagerung der empfangenen Welle mit der Ueberlagerungsschwingung ergebende ZwischenfrequenzThe subject matter of the invention is a pendulum feedback receiver in which the oscillation stage is a superimposed oscillation is supplied and the resonance circuit of the oscillating stage on which results from the superposition of the received wave with the superposition oscillation resulting intermediate frequency
abgestimmt ist.is matched.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, Fig. 1 ist eine Schaltskizze einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Empfängers, Fig. 2 stellt die Arbeitsweise dieses Empfängers veranschaulichende Diagramme dar, die Fig, 3, 4 und 5 zeigen verschiedene andere Ausführungsformen der Erfindung und Fig. 6 stellt die Arbeitsweise des Empfängers gemäss Fig. 5 veranschaulichende Diagramme dar.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, FIG. 1 is a circuit diagram of a preferred embodiment of the receiver according to the invention, FIG. 2 shows diagrams which illustrate the operation of this receiver Figures 3, 4 and 5 show various other embodiments of the invention and Figure 6 illustrates the operation of the receiver according to FIG. 5 are illustrative diagrams.
Der Empfänger gemäss Fig. 1 enthält eine Schwingstufe, welche aus einer Elektronenröhre 10 mit einer Steuerelektrode 11 und einer Anode 12, sowie aus einem aus einer Spule 13 und den miteinander in Reihe geschalteten Kondensatoren 14 und 15 zusammengesetzten Parallelresonanzkreis besteht, Dieser Resonanzkreis ist auf eine Frequenz abgestimmt, welche von der Frequenz der empfangenen amplitudenmodulierten Trägerwelle verschieden ist, und zwar zweckmässig unterhalb dieser Frequenz liegt. Die Kathode 16 der Elektronenröhre 10 ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 14 und 16 angeschlossen und ist über eine Hochfrequenzdrosselspule 17 und einen Kathodenwiderstand 9 geerdet. Dieser widerstand hat die Wirkung, dass die Steuerelektrode 11 eine negative Vorspannung derartiger Grosse erhält, dass sie die Röhre sperrt. Der obenerwähnte Resonanzkreis enthält aus den weiter unten darzulegenden Gründen auch einen Kondensator 18 und eine Spule 19.The receiver according to FIG. 1 contains an oscillating stage which consists of an electron tube 10 with a control electrode 11 and an anode 12, as well as from a coil 13 and the capacitors 14 and 15 connected in series with one another This resonance circuit is tuned to a frequency which differs from the frequency of the received amplitude-modulated carrier wave is, and is expediently below this frequency. The cathode 16 of the electron tube 10 is at the connection point of the capacitors 14 and 16 and is connected via a high frequency choke coil 17 and a cathode resistor 9 grounded. This resistance has the effect that the control electrode 11 has a negative bias of such Grosse receives that she blocks the tube. The above-mentioned resonance circuit contains for the reasons to be explained below also a capacitor 18 and a coil 19.
Die zur Herbeiführung der Pendelrückkopplung erforderliche Löschspannung wird von einem Schwingungserzeuger 20 geliefert, der seine Anodenspannung von der ^pannungsquelle +B erhält und an einen aus der ^pule 21 und dem Kondensator 22 bestehenden Resonanzkreis angeschlossen ist, welcher auf die die Pendelfrequenz darstellende Betriebsfrequenz des SchwingungserzeugersThe quenching voltage required to bring about the pendulum feedback is supplied by a vibration generator 20, which receives its anode voltage from the voltage source + B and to one of the coil 21 and the capacitor 22 Resonant circuit is connected, which is based on the oscillating frequency representing the operating frequency of the vibration generator
abgestimmt ist* Die sich in diesem Kreis ergebenden Schwingungen werden über die Spule 13 der Anode 12 der Röhre 10 zugeführt.is tuned * The vibrations resulting in this circuit are fed to the anode 12 of the tube 10 via the coil 13.
Die vom Antennensystem 24» 25 empfangene Trägerwelle gelangt über den auf die Frequenz dieser Welle abgestimmten Eingangskreis 23 zu den Eingangselektroden der Elektronenröhre 10,The carrier wave received by the antenna system 24 »25 passes through the input circuit that is tuned to the frequency of this wave 23 to the input electrodes of the electron tube 10,
Der Empfänger enthält weiterhin Mittel, um der Schwingstufe eine Hilfsschwingung zuzuführen, deren Frequenz sich von derjenigen der empfangenen Trägerwelle um diejenige Frequenz unterscheidet, auf welche der Resonanzkreis 13,14,15 abgestimmt ist. Duch die Mischung dieser Schwingung mit der empfangenen Welle entsteht in der Schwingstufe eine Schwingung, welche in Uebereinstimmung mit der Amplitudenmodulation der empfangenen Welle amplitudenmoduliert ist und eine der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 13,14,15 gleiche Frequenz hat. Diese Schwingung wird im folgenden der Einfachheit halber in Anlehnung an den üblichen Ueberlagerungsempfang zwischenfrequente Schwingung genannt, ^ie obenerwähnte Hilfsschwingung wird vom Schwingungserzeuger 26 erzeugt, dessen Ausgangskreis mit einer Spule 27 gekoppelt ist, welche in Reihenschaltung mit den Spulen 13 und 21 im Anodenkreis der Röhre 10 liegt. Der Schwingungserzeuger 26 erhält eeine Anodenspannung ebenfalls von der Spannungsquelle +B.The receiver also contains means for supplying the oscillating stage with an auxiliary oscillation, the frequency of which differs from that of the received carrier wave by the frequency to which the resonance circuit 13, 14, 15 is tuned. The mixing of this oscillation with the received wave produces an oscillation in the oscillation stage which is amplitude-modulated in accordance with the amplitude modulation of the received wave and has a frequency that is the same as the resonance frequency of the resonance circuit 13, 14, 15. This vibration is hereinafter referred to for simplicity in reference to the conventional heterodyne reception intermediate-frequency vibration, ^ ie aforementioned auxiliary vibration generated by the vibration generator 26, the output circuit is coupled to a coil 27 which is connected in series with the coils 13 and 21 in the anode circuit of the tube 10 lies. The oscillation generator 26 also receives an anode voltage from the voltage source + B.
Im Falle eines mit linearer Arbeitsweise betriebenen Empfängers sind weiterhin Mittel zum Ableiten der Amplitudenmodulationskomponenten der zwischenfrequenten Schwingung vorgesehene Diese umfassen eine über einen Kondensator 31 an den Resonanzkreis 13 j 14 und 15 der Schwingstufe angeschlossenen Diodengleichrichter 29, der mit einem Belastungswiderstand 30 verbunden ist. Dieser Belastungswiderstand ist über eine Hochfrequenzdrosselspule 32 an den Eingangskreis eines Tonfrequenzverstärkers 33 angeschlossen, dessen Ausgangskreis mit einem Laut-In the case of a receiver operated with a linear mode of operation, there are also means for deriving the amplitude modulation components The intermediate frequency oscillation provided these include a capacitor 31 to the resonance circuit 13 j 14 and 15 of the oscillating stage connected diode rectifier 29, which is connected to a load resistor 30 is. This load resistance is connected to the input circuit of an audio frequency amplifier via a high-frequency choke coil 32 33 connected, the output circuit of which with a
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Sprecher 34 in Verbindung steht. Im Falle eines mit logarithmischer Arbeitsweise betriebenen Empfängers können die Teile 29-32 weggelassen werden, da in diesem Falle der ^usgangskreis der Röhre 10 in üblicher weise direkt an den Verstärker 33 angeschlossen werden kann»Speaker 34 is in communication. In case of an operated with logarithmic operation of the receiver, the parts 29-32 may be omitted since in this case the ^ usgangskreis the tube 10 in a conventional w else directly to the amplifier 33 can be connected "
Die Frequenz des Pendelspannungserzeugers 20 ist niedriger, als diejenigen der vom Schwingungserzeuger 26 gelieferten Hilfsschwingung, der empfangenen Trägerwelle und der Schwingungen in der Schwingstufe. -1He Amplitude der Pendelspannung soll vorzugsweise grosser sein, als diejenige der empfangenen Trägerwelle und der Hilfsschwingung«The frequency of the pendulum voltage generator 20 is lower than that of the auxiliary oscillation supplied by the oscillation generator 26, the received carrier wave and the oscillations in the oscillation stage. - 1 He amplitude of the pendulum voltage should preferably be greater than that of the received carrier wave and the auxiliary oscillation «
Die Wirkungsweise des Empfängers wird anhand der Kurven der Fig„ 2 erläutert. ^Ie Kurve A stellt die mit der niederfrequenten Schwingung des Pendelspannungserzeugers 20 vereinigte hochfrequente Hilfsschwingung des Schwingungserzeugers 26 dar. ^iese vereinigten Schwingungen werden dem Anodenkreis der Röhre 10 zugeführt und steuern daher die Schwingstufe. Der Kondensator 18 und die ^pule 27 sind so bemessen, dass diese beiden Schaltelemente in Verbindung mit dem Kondensator 22 bei der Frequenz der vom Schwingungserzeuger 26 gelieferten Hilfsschwingung in Resonanz sind. Da der Kondensator 22 grosser ist, als der Kondensator 18, ergibt sich die Hilfsschwingung in erster Linie am Kondensator 18,The mode of operation of the receiver is explained with the aid of the curves in FIG. ^ Ie curve A represents the high-frequency auxiliary oscillation of the oscillator 26 combined with the low-frequency oscillation of the pendulum voltage generator 20. These combined oscillations are fed to the anode circuit of the tube 10 and therefore control the oscillation stage. The capacitor 18 and the coil 27 are dimensioned such that these two switching elements in connection with the capacitor 22 are in resonance at the frequency of the auxiliary oscillation supplied by the oscillation generator 26. Since the capacitor 22 is larger than the capacitor 18, the auxiliary oscillation occurs primarily on the capacitor 18,
Während derjenigen Zeiträume, in welchen die der Anode 12 der Röhre 10 zugeführte Spannung gering ist, arbeitet die Röhre mit einer nichtlinearen Eingangs-Ausgangscharakteristik, und infolgedessen entsteht in diesen Zeiträumen im Resonanzkreis 13, 14s15 eine zwischenfrequente Schwingung von einer Frequenz, weiche gleich dem Unterschied zwischen der Frequenz der vom Schwingungserzeuger 26 erzeugten Hilfsschwingung und derjenigen des der Schwingungsstufe über den Resonanzkreis 23 zugeführtenDuring those periods in which the voltage applied to the anode 12 of the tube 10 is low, the tube is operating with a non-linear input-output characteristic, and as a result, in these time periods in the resonance circuit 13, 14s15 an intermediate frequency oscillation of a frequency equal to the difference between the frequency of the Vibration generator 26 generated auxiliary vibration and that of the vibration stage supplied via resonance circuit 23
empfangenen Welle ist. -Die -frequenz der Hilfsschwingung ist, wie bereits erwähnt, so gewählt, dass die Zwischenfrequenz gleich der Resonanzfrequenz des Kreises 13,14,15 wird. Demnach ist die durch die Kurve B dargestellte Ueberlagerungssteilheit infolge dieser nichtlinearen Charakteristik in denjenigen Zeitpunkten t und t-, am grössten, in welchen die An öden spannung der Röhre 10 klein ist. ^ie Amplitude der durch die Ueberlagerung im Resonanzkreis 13,14,15 erzeugten zwischenfrequenten Schwingung ändert sich gemäss der Kurve G mit der Zeit, wobei die grösste Amplitude dieser Schwingung von der Amplitude der empfangenen Welle abhängt. Die Leitfähigkeit des Resonanzkreises 13,14,15 wechselt unter der Einwirkung der der Schwingstufe zugeführten Pendelspannung gemäss der Kurve D zwischen negativen und positiven Werten, sodass die Schwingstufe die durch die Kurve E dargestellten Perioden maximaler Empfindlichkeit hat, Während dieser Empfindlichkeitsperiode entsteht im Resonanzkreis 13,14,15 infolge der Pendelrückkopplung eine zwischenfrequente ochwingung, deren Amplitude so lange zunimmt, bis die Leitfähigkeit des Kreises positive Werte annimmt, wonach die Amplitude dieser Schwingung nach einer Exponentialkurve abnimmt» Das Entstehen und Abklingen der zwischenfrequenten Schwingung ist durch die Kurve F dargestellt. Die Amplitudereceived wave is. -The frequency of the auxiliary oscillation is, as already mentioned, chosen so that the intermediate frequency is the same the resonance frequency of the circuit is 13,14,15. Accordingly, the superimposition steepness represented by curve B is a result this non-linear characteristic at those points in time t and t-, greatest at which the anode tension the tube 10 is small. ^ he amplitude of the intermediate frequencies generated by the superposition in the resonance circuit 13, 14, 15 The oscillation changes over time according to curve G, the greatest amplitude of this oscillation being dependent on the amplitude of the received wave depends. The conductivity of the resonance circuit 13, 14, 15 changes under the influence of the vibration stage supplied pendulum voltage according to curve D between negative and positive values, so that the oscillation stage the through the Curve E shown has periods of maximum sensitivity, during this sensitivity period arises in the resonance circuit 13,14,15 due to the pendulum feedback an intermediate frequency oscillation, the amplitude of which increases until the conductivity of the circle assumes positive values, according to which the amplitude of this oscillation follows an exponential curve decreases »The development and decay of the intermediate frequency oscillation is shown by curve F. The amplitude
der dieser Schwingung ist vielfach grosser, als diejenige/durch die Ueberlagerung ursprünglich entstandenen zwischenfrequenten Schwingung. Dieser Grossenunterschied ist in Wirklichkeit so bedeutend, dass die Kurve C kaum erkennbar sein würde, wenn sie im selben Masstab gezeichnet wäre, wie die Kurve F, sodass es nötig war. für die beiden Kurven verschiedene Masstäbe zu wählen. Die Anfangsamplitude der durch die Pendelrückkopplung entstehenden zwischenfrequenten Schwingung hängt von dem während der Periode der höchsten Empfindlichkeit der Schwing-that of this oscillation is many times greater than the / intermediate-frequency oscillation originally created by the superposition. In reality, this difference in size is so significant that curve C would hardly be recognizable if it were drawn to the same scale as curve F, so that it was necessary. to choose different scales for the two curves. The A n f a ngsamplitude the costs associated with the super-regenerative intermediate frequency oscillation depends on the during the period of highest sensitivity of the vibratory
stufe erz-eugten zwischenfrequenten Schwingung ab. Es kommt also eine durch Pendelrückkopplung bewirkte Verstärkung der abgeleiteten, modulierten Zwischenfrequenzspannung und somit auch eine ebensolche Verstärkung der empfangenen vfelle zustande. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, zu bemerken, dass die Amplitude der durch Ueberlagerung im Resonanzkreis 13,14,15 erzeugten, durch die Kurve C dargestellten zwischenfrequenten Schwingung ungefähr in den Zeitpunkten der sich aus der Kurve E ergebenden grö'ssten Empfindlichkeit der Schwingstufe am gröss ten ist, sodass also die grösstmögliche Verstärkung der empfangenen Welle gesichert ist. Infolge dieser Tatsache hat der erfindungsgemässe Empfänger eine hohe Empfindlichkeit und das Verhältnis der Zeichenspannung zur Rauschspannung ist sehr günstig. Die zwischenfrequente Schwingung der Schwingstufe wird im Gleichrichter 29 gleichgerichtet und am Belastungswiderstand 30 ergeben sich daher ihre Amplitudenmodulationskomponenten, welche denjenigen der empfangenen Welle entsprechen. Diese Komponenten gelangen über den Tonfrequenzverstärker 33 zum Lautsprecher 34.grade ore-eugten intermediate frequency oscillation. So there is an amplification of the caused by pendulum feedback derived, modulated intermediate frequency voltage and thus also a similar amplification of the received waves. In this context it is important to note that the amplitude of the 13,14,15 generated, represented by the curve C intermediate-frequency oscillation approximately at the times of the curve E resulting greatest sensitivity of the vibration stage is greatest, so that the greatest possible amplification of the received Shaft is secured. As a result of this fact, the receiver according to the invention has a high sensitivity and that The ratio of the character voltage to the noise voltage is very favorable. The intermediate frequency oscillation of the vibration level is rectified in the rectifier 29 and the load resistor 30 therefore has its amplitude modulation components which correspond to those of the received wave. These components reach the loudspeaker 34 via the audio frequency amplifier 33.
Der aus dem Kondensator 15 und der Spule 19 bestehende Serienresonanzkreis ist auf die Frequenz der empfangenen Welle abgestimmt, um die Kathode 16 der Röhre 10 für diese Frequenz zu erden und dadurch eine Gegenkopplung zu vermeiden, Dadurch ergibt sich die grösstmögliche Spannung zwischen der Steuerelektrode 11 und der Kathode 16 der Röhre 10 und infolgedessen hat die im Resonanzkreis 13,14,15 durch Ueberlagerung erzeugte zwischenfrequente Schwingung die grösste Amplitude. Die Schaltelemente 15 und 19 verbessern demnach die Ueberlagerungssteilheit des Empfängers, Der Serienresonanzkreis 15,19 ist übrigens in der Regel nur dann erforderlich, wenn die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 13,14,15 sehr nahe zur Frequenz der emp-The series resonant circuit consisting of the capacitor 15 and the coil 19 is tuned to the frequency of the received wave tuned to ground the cathode 16 of the tube 10 for this frequency and thereby avoid negative feedback, thereby results in the greatest possible voltage between the control electrode 11 and the cathode 16 of the tube 10 and consequently the intermediate-frequency oscillation generated by superposition in the resonance circuit 13, 14, 15 has the greatest amplitude. The switching elements 15 and 19 accordingly improve the superimposition steepness of the receiver, the series resonance circuit 15, 19 is incidentally usually only necessary if the resonance frequency of the resonance circuit 13,14,15 is very close to the frequency of the
fangenen Welle gelegen ist; wenn sich die Zwischenfrequenz dagegen von der Frequenz der empfangenen Welle wesentlich unterscheidet, kann die Spule 19 weggelassen werden, denn dann genügt der Kondensator 15 allein zur wirksamen Erdung der Kathode 16 der Röhre 10.caught shaft is located; if, on the other hand, the intermediate frequency differs significantly from the frequency of the received wave, the coil 19 can be omitted, because then the capacitor 15 alone is sufficient for effective grounding of the cathode 16 of the tube 10.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, wenn die Zwischenfrequenz sich von der Frequenz der empfangenen Welle in grossein Masse unterscheidet. Dies hat unter anderen den Vorteil, dass der Eingangsresonanzkreis 23 bei der Zwischenfrequenz einen geringen Widerstand hat, sodass sich in diesem Kreis praktisch keine zwischenfrequente Schwingung ergeben kann und infolgedessen kann auch das Antennensystem 24, 25 keine zwischenfrequente Schwingung ausstrahlen, obzwar die Schwingstufe Unmittelbar an die Antenne angekoppelt ist,It is generally advantageous if the intermediate frequency is large from the frequency of the received wave Mass differs. This has the advantage, among other things, that the input resonant circuit 23 has one at the intermediate frequency has low resistance, so that practically no intermediate-frequency oscillation can occur in this circuit, and as a result The antenna system 24, 25 cannot emit any intermediate-frequency oscillation either, although the oscillation stage is Immediate is coupled to the antenna,
Es ist augenscheinlich, dass der Eingangskreis 23 des Empfängers nur über die Röhre 10 mit dem Resonanzkreis 13,14,15 gekoppelt und dieser daher vom Antennensystem 24,25 gut isoliert ist, Dies hat den wichtigen Vorteil, dass der genannte Resonanzkreis durch den Antennenwiderstand nur wenig belastet ist und infolgedessen höhere Werte negativer Leitfähigkeit mit entsprechend höherer Entdämpfung erreichen kann, Ein weiterer Vorteil der genannten Tatsache besteht in der Erhöhung der Betriebs« Stabilität der Schwingstufe, sowie darin, dass Änderungen des Antennenwiderstandes bzw. der Antennenbelastung weder die Entdämpfung, noch die Stabilität ungünstig beeinflussen können,It is evident that the input circuit 23 of the receiver is only via the tube 10 with the resonance circuit 13,14,15 coupled and this is therefore well insulated from the antenna system 24.25. This has the important advantage that the said resonance circuit is only slightly loaded by the antenna resistance and consequently higher values of negative conductivity with correspondingly higher damping can be achieved, Another advantage of the fact mentioned is the increase in operating « Stability of the vibration level, as well as the fact that changes in the antenna resistance or the antenna load neither the Undamping, nor can have an unfavorable effect on stability,
Die im erfindungsgemässen Empfänger durch die Pendelrückkopplung bewirkte Verstärkung ergibt sich bei einer konstanten. Zwischenfrequenz« Dies hat den Vorteil, dass der Empfänger über einen verhältnismässig weiten Empfangsfrequenzbereich abgestimmt werden kann, ohne dass sich die Verstärkung dabei wesentlich ändert.The gain brought about by the pendulum feedback in the receiver according to the invention results from a constant one. Intermediate frequency «This has the advantage that the receiver is tuned over a relatively wide reception frequency range without the gain changing significantly.
Die Anwendung einer im Verhältnis zur Frequenz der empfangenen Welle niedrigen Zwischenfrequenz ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, Beim Empfangen von Trägerwellen sehr hoher Frequenz (30 - 300 MHz) ermöglicht die Anwendung einer verhältnismässig niedrigen Zwischenfrequenz den Betrieb der Schwingstufe unter Bedingungen, unter welchen die grösstmögliche Verstärkung leichter erreicht werden kann, Ueberdies hat der Empfänger hierbei eine wesentlich erhöhte -Empfindlichkeit, da die niedrige Zwischenfrequenz die Anwendung einer noch viel niedrigeren Pendelfrequenz möglich macht, welche ihrerseits die grösstmögliche Betriebsstabilität der Schwingstufe gewährleistet. The use of an intermediate frequency which is low in relation to the frequency of the received wave is one of several Desirable reasons, when receiving very high frequency carrier waves (30-300 MHz) allows the use of a relatively low intermediate frequency the operation of the vibration stage under conditions under which the greatest possible Amplification can be achieved more easily, moreover, the receiver has a significantly increased sensitivity, since the low intermediate frequency makes it possible to use a much lower pendulum frequency, which in turn the greatest possible operational stability of the vibration stage is guaranteed.
Schliesslich hat der erfindungsgemässe Empfänger noch den Vorteil, dass zu der zur Umwandlung der empfangenen Trägerwelle in eine zwischenfrequente Schwingung erforderlichen Ueberlagerung und zur Herbeiführung der Pendelruckkopplungswirkung nur eine einzige Röhre erforderlich ist. Bei logarithmischer Arbeitsweise der Schwingstufe erfüllt diese Röhre gleichzeitig die Funktion der Mischröhre, der Zwischenfrequenzverstärkerröhre und der Demodulatorröhre eines üblichen Ueberlagerungsempfängers, wobei diese sämtlichen Funktionen von einer einfachen Triode ausgeführt werden können. Bei linearer Arbeitsweise der Dchwingstufe führt diese einzige Röhre ebenfalls alle obengenannten Funktionen mit "usnahme derjenigen des Demodulators aus; hierfür ist hierbei eine zusätzliche Röhre erforderlich. Finally, the receiver according to the invention has the advantage that only a single tube is required for the superposition required to convert the received carrier wave into an intermediate-frequency oscillation and to bring about the pendulum jerk coupling effect. In the logarithmic mode of operation of the oscillating stage, this tube simultaneously fulfills the function of the mixer tube, the intermediate frequency amplifier tube and the demodulator tube of a conventional superimposition receiver, all of these functions being able to be carried out by a simple triode. For linear operation of the D chwingstufe this single tube also performs all of the above functions with "usnahme that of the demodulator of; for this purpose, an additional tube is in this case required.
Der Empfänger gemäss Fig. 3, dessen den Teilen des Empfängers gemäss Fig. 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, wie dort$ unterscheidet sich von dem Empfänger gemäss Fig. 1 nur in der Art und Weise der Zuführung der Pendelspannung und der örtlich erzeugten HilfsschwingungAccording to the receiver Fig. 3, the parts of the receiver according to FIG. 1, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as there, $ 1 differs from the receiver according to FIG. Only in the way of the feed of the swing voltage and the locally generated Auxiliary oscillation
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zur Schwingstufe. Der üusgangskreis des die Pendelspannung liefernden Schwingungserzeugers 20 ist hier mit dem Anodenkreis des Schwingungserzeugers 26 gekoppelt, welcher hier eine Hilfsschwingung erzeugt, deren Amplitude erheblich grosser ist, als im Falle des Empfängers gemäss Fig. 1. Die Schwingung des Schwingungserzeugers 20 moduliert die Hilfsschwingung mit einem Modulationsgrad von zumindest 100%, Diese modulierte Hilfsschwingung gelangt über die ^pule 27 zur Empfangsröhre, um dort die Pendelrückkopplung zu bewirken und gleichzeitig die empfangene Welle in eine zwischenfrequente Schwingung umzuwandeln, Obzwar hier der Anode der Röhre 10 nur eine Wechselspannung zugeführt wird, kann in der Schwingstufe infolge der durch die Röhre 10 bewirkten Halbwellengleichrichtung doch eine zwischenfrequente Schwingung entstehen, da die Röhre mittels des sich aus der genannten Gleichrichtung ergebenden durchschnittlichento the vibration level. The output circuit of the oscillation generator 20 supplying the pendulum voltage is here with the anode circuit of the oscillation generator 26, which here generates an auxiliary oscillation, the amplitude of which is considerably greater than in the case of the receiver according to FIG. 1. The oscillation of the oscillation generator 20 modulates the auxiliary oscillation with a Degree of modulation of at least 100%. This modulated auxiliary oscillation arrives via the coil 27 to the receiving tube, to be there to bring about the pendulum feedback and at the same time to convert the received wave into an intermediate frequency oscillation, Although only an alternating voltage is fed to the anode of the tube 10, in the oscillation stage as a result of the Tube 10 caused half-wave rectification but an intermediate-frequency oscillation was created, since the tube by means of the resulting from the mentioned rectification average
-gleich-Anodenstromes ebenso arbeitet, wie wenn sie eine Anoden/spannung erhielte. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise des Empfängers derjenigen der Anordnung gemäss Fig, I und braucht daher nicht näher erläutert zu werden.-current anode current works in the same way as if it received an anode voltage. Otherwise the mode of operation corresponds to that of the receiver that of the arrangement according to FIG. 1 and therefore does not need to be explained in more detail.
Der Empfänger gemäss Fig, I+ unterscheidet sich von demjenigen gemäss Fig„ l darin, dass er einen Sperrschwingungserzeuger 41 enthält, mit dessen Hilfe wiederholte Impulse erzeugt werden können, deren Frequenz sich um die Zwischenfrequenz von der Frequenz der empfangenen Welle unterscheidet Weiterhin enthält der Empfänger Mittel zur Ableitung einer die Pendelrückkopplung herbeiführenden Pendelspannung aus dem Sperrschwingungserzeuger. uiese Mittel umfassen einen in den Kathodenkreis der Elektronenröhre des Sperrschwingungserzeugers eingeschalteten Widerstand 42, zu welchem ein Kondensator 43 parallelgeschaltet ist. um am Widerstand 42 eine angenähert sägezahnförmige Pendelspannung zu erzeugen, Diese Spannung wird überThe receiver according to FIG. I + differs from that according to FIG. 1 in that it contains a blocking oscillation generator 41, with the aid of which repeated pulses can be generated whose frequency differs by the intermediate frequency from the frequency of the received wave. The receiver also contains Means for deriving a pendulum voltage causing the pendulum feedback from the blocking oscillation generator. u hese agents include a switched into the cathode circuit of the electron tube of the blocking oscillator resistor 42, to which a capacitor 43 is connected in parallel. in order to generate an approximately sawtooth-shaped pendulum voltage at the resistor 42. This voltage is via
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einen Widerstand 44 und eine Trägerfrequenzdrosselspule 45 der Steuerelektrode 11 der Empfangsröhre 10 zugeführt,a resistor 44 and a carrier frequency choke coil 45 are fed to the control electrode 11 of the receiving tube 10,
Der Kathodenkreis der Röhre 10 enthält einen Kathodenwiderstand 46, welcher über einen Ableitwiderstand 47 niit der die Anode 12 der Röhre -^ über die Spule 13 speisenden Spannungsquelle +B verbunden ist» Die durch den Schwingungserzeuger 41 erzeugten Impulse werden über einen Kondensator 4Ö der Steuerelektrode 11 der Röhre 10 zugeführt, Die Grosse der Widerstände 46 und 47 ist so gewählt, dass die Elektronenröhre 10 mit Ausnahme derjenigen Zeitspannen, in welchen die sich am Widerstand 42 ergebende = sägezahnförmige Spannung einen gewissen Schwellwert überschreitet, gesperrt ist. während dieser Zeitspannen kommt eine normale Pendelrückkopplungswirkung zustande.The cathode circuit of the tube 10 contains a cathode resistor 46, which is connected via a bleeder resistor 47 to the voltage source + B feeding the anode 12 of the tube - ^ via the coil 13 The size of the resistors 46 and 47 is selected so that the electron tube 10 is blocked, with the exception of those periods of time in which the sawtooth voltage resulting at the resistor 42 exceeds a certain threshold value. normal pendulum feedback occurs during these periods of time.
Die Phase der vom Sperrschwingungserzeuger 4I erzeugten Pendelspannung ist derart, dass die grösste Empfindlichkeit der Schwingstufe immer dann eintritt, wenn der Sperrschwingungserzeuger 41 einen Impuls erzeugt. Die zwischenfrequente Schwingung wird daher durch Ueberlagerung im Resonanzkreis 13,14,15 in derselben Weise erzeugt, wie beim Empfänger gemäss Fig0 1« Andererseits ergibt sich die maximale Amplitude der infolge der Pendelrückkopplung im genannten Resonanzkreis entstehenden zwischenfrequenten Schwingung in denjenigen Zeiträumen, in welchen der °perrschwingungserzeuger 41 keinen Impuls erzeugt. Infolgedessen kann es nicht vorkommen, dass eine zwischenfrequente Schwingung nennenswerter Amplitude sich mit den vom Schwingungserzeuger erzeugten Impulsen vereinigt und zusammen mit diesen eine Schwingung von der Frequenz der empfangenen Welle ergibt, die durch die Hntenne ausgestrahlt werden könnte«, Die Schaltelemente 15 und 19 des Kathodenkreises können jedoch aus den in Verbindung mit Figc 1 erläuterten Gründen erwünscht seins um die Kathode Ιό wirksam zu erden, sodass sich infolgeThe phase of the pendulum voltage generated by the blocking oscillation generator 4I is such that the greatest sensitivity of the oscillation stage always occurs when the blocking oscillation generator 41 generates a pulse. The intermediate-frequency oscillation is thus produced by superposition in the resonant circuit 13,14,15 in the same manner as in the receiver of FIG 0 1 "On the other hand, gives the maximum amplitude of the resulting due to the super-regenerative resonant circuit in said intermediate-frequency oscillation in those periods in which the ° perrschwingungsgenerator 41 generates no pulse. Consequently, it can not occur that an intermediate-vibration appreciable amplitude combined with the generated from the oscillator pulses, and along with these, a vibration resulting from the frequency of the received wave, which ntenne through H could be broadcast, "The switching elements 15 and 19 of the However, the cathode circuit can be desirable from the c in conjunction with Figure 1 reasons explained s be effectively earthed to the cathode Ιό, so that as a result
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der grösstmöglichen Spannung zwischen der Steuerelektrode 11 und der Kathode 16 der Röhre 10 die wirksamste Umwandlung der empfangenen Welle in die zwischenfrequente Schwingung ergibt,the greatest possible voltage between the control electrode 11 and the cathode 16 of the tube 10 the most effective conversion of the received wave results in the intermediate frequency oscillation,
Aus der vorstehenden Beschreibung der Anordnung gemäss Figs 4 ist augenscheinlich, dass der Schwingungserzeuger 41, dessen Elektronenröhre eine einfache Triode sein kanns sowohl als Ueberlagerungsschwingungserzeuger als auch als Pendelspannungsquelle wirkt. Im Falle eines mit logarithmischer Arbeitsweise betriebenen Empfängers genügt also eine vereinigte Diode und Triode zur Erfüllung der Funktion der Mischröhre, des üeberlagerungsschwingungserzeugers, des Zwischenfrequenzverstärker und des Demodulators eines üblichen Ueberlagerungsempfängers, wobei diese gleichzeitig auch noch als Pendelspannungsquelle wirkt. Bei linearer Arbeitsweise benötigt man nur noch eine zweite Röhre zur Demodulation,From the foregoing description of the arrangement according to FIG 4 s is evident that the vibration generator 41, the electron tube can be a simple triode and acts both as a superposition of s vibrator as an oscillating voltage source. In the case of a receiver operated with logarithmic operation, a combined diode and triode are sufficient to fulfill the function of the mixing tube, the superimposed vibration generator, the intermediate frequency amplifier and the demodulator of a conventional superimposed receiver, which at the same time also acts as a pendulum voltage source. With linear operation you only need a second tube for demodulation,
Fig„ 5 zeigt einen zum Empfang frequenz- oder phasenmodulierter Wellen geeigneten Pendelrückkopplungsempfänger gemäss der Erfindung. Dieser Empfänger entspricht im wesentlichen denjenigen gemäss Fig. 4. Er hat zwei Schwingstufen mit verschiedenen Betriebsfrequenzen, welche im Frequenzband auf je eine Seite einer gegebenen Zwischenfrequenz in gleichen Abständen von dieser Zwischenfrequenz liegen,, Der eine Kreis enthält die Elektronenröhre 10' mit den Eingangselektroden 11, 16, deren als Anode dienendes Schirmgitter 12* an einen auf die eine der genannten Betriebsfrequenzen abgestimmten Resonanzkreis 13, 14s 15 angeschlossen istB Die andere Schwingstufe enthält die Elektronenröhre 10^ mit den Eingangselektroden lla, 16 , deren Schirmgitter 12* an einen auf die andere genannte Betriebsfrequenz abgestimmten Resonanzkreis 13a? 14&5 15a angeschlossen ist. Die Eingangselektroden 11« 16 und lla, 16_ der beidenFIG. 5 shows a pendulum feedback receiver suitable for receiving frequency or phase modulated waves according to the invention. This receiver corresponding to those of FIG substantially. 4. It has two oscillating stages with different operating frequencies are in the frequency band on a respective side of a given intermediate frequency at equal distances from this intermediate frequency ,, One circle contains the electron tube 10 'to the input electrodes 11 , 16, which serves as the anode screen grid 12 is * connected to a matched to the one of said operating frequencies of resonant circuit 13, 14s 15 B the other oscillation stage includes the electron tube 10 ^ with the input electrodes ll a, 16, the screen grid 12 * on to a the other said operating frequency tuned resonant circuit 13 a ? 14 & 5 15 a is connected. The input electrodes 11 'and 16 II a, 16_ of the two
CL OLCL OL
Röhren sind mit einem für beide Röhren gemeinsamen Eingangs-Tubes have an input common for both tubes.
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resonanzkreis 23 und mit dem Sperrschwingungserzeuger 41 verbunden ,resonance circuit 23 and connected to the blocking oscillation generator 41,
Die Anoden 12 und 12. der Höhren 10" und 10* sind an jeThe anodes 12 and 12. of the tubes 10 "and 10 * are on each
CL OL CL OL
ein Ende der Primärwicklung 50 eines Ausgangstransförmators angeschlossen> dessen Sekundärwicklung 52 mit dem Lautsprecher 34 verbunden ist* Die Grosse der dem Schirmgitter 12* und 12^ zugeführten positiven Spannung kann mittels eines einstellbaren Spannungsteilers 53 geregelt werden, Den Kathodenwiderstand 46* der Röhren 10' und 10^ bildet ein Spannungsteiler 46- mit geerdetem Gleitkontakt 54S mit dessen Hilfe die beiden Schwingstufen gegenseitig ausgeglichen werden können. Die Form der sich am Kathcd enwiderstand 42 des Sperrschwingungserzeugers 41 ergebenden sägezahnförmigen Pendelspannung wird durch das aus den widerständen 55 und 56 und dem Kondensator 57 bestehende Siebnetzwerk etwas geändert. Der Zweck dieser Änderung besteht darin, die logarithmische Arbeitsweise der Schwingstufen zu sichern und eine in ihrer Form einer 1/vahrscheinlichkeitsfunktion entsprechende Frequenzcharakteristik der Resonanzkreise 13,14,15 und 13 „, 14a, 15a zu erreichen. Dies gewährleistet die Unempfindlichkeit des Empfängers für Amplitudenänderungen des empfangenen Zeichens und eine lineare Eingangs-Aus gangs charakteristik der Schwingstufen,one end of the primary winding 50 of a Ausgangstransförmators connected> whose secondary winding 52 is connected to the speaker 34 * The size of the screen grid 12 *, and 12 ^ supplied to the positive voltage can be controlled by means of an adjustable voltage divider 53, the cathode resistance 46 * of the tubes 10 'and 10 ^ forms a voltage divider 46- with a grounded sliding contact 54 S with the help of which the two oscillation stages can be mutually balanced. The shape of the sawtooth-shaped pendulum voltage resulting at the cathode resistor 42 of the blocking oscillation generator 41 is changed somewhat by the screen network consisting of the resistors 55 and 56 and the capacitor 57. The purpose of this change is to ensure the logarithmic mode of operation of the oscillation stages and to achieve a frequency characteristic of the resonance circuits 13, 14, 15 and 13 ″, 14 a, 15 a corresponding to a probability function. This ensures the insensitivity of the receiver to changes in the amplitude of the received character and a linear input-output characteristic of the oscillation stages,
Die Wirkungsweise der Anordnung wird anhand der in Fig, dargestellten Diagramme erläutert,, Die vom Sperrschwingungserzeuger 41 erzeugten Schwingungen haben die durch die Kurve H dargestellte *Orm, Demzufolge entspricht die durch die nichtlineare Betriebscharakteristik der Röhren 10' und 10* veran- The mode of operation of the arrangement is explained with the aid of the diagrams shown in FIG 41 generated vibrations have the * Orm represented by the curve H. Accordingly, the corresponding to the non-linear operating characteristics of the tubes 10 'and 10 *
elel
lasste Ueberlagerungssteilheit der Schwingstufen der Kurve I. In den Resonanzkreisen 13,14-15 und 13„, 14Q-15O werden daher zwischenfrequente Schwingungen erzeugtf deren Amplitude von der Frequenzabweichung der empfangenen !/Helle von ihrer Mittel-let the superposition steepness of the oscillation stages of curve I. In the resonance circles 13, 14-15 and 13 ", 14 Q -15 O , therefore, intermediate-frequency oscillations are generated f the amplitude of which depends on the frequency deviation of the received! / light from its mean
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frequenz abhängt, wobei diese Amplitudenänderungen infolge der erwähnter. Abstimmung der Resonanzkreise auf beiderseits der Zxischonfrequenz gelegene Resonanzfrequenzen in den beiden Kreisen einander entgegengesetzt sind- Die Kurve J stellt den /mplitudenverlauf der zwischenfrequenten Schwingung in dem einen der genannten Resonanzkreise dar„ Die vom Sperrschwingungserzeuger 41 während einer jeden seiner SchwingungsPerioden erzeugten Impulse werden durch die in den Kathodenkreis des Schwingungserzeugers geschalteten Schaltelemente 42,43 summiert, und ergeben die durch die Kurve K dargestellte sägezahnformige Pendelspannungc Die Siebelemente 55, 56, 57 ändern die Wellenform dieser Pendelspannung in der Weise, dass sich eine durch die Kurve L dargestellte Pendelspannung ergibt, welche eine logarithmische Arbeitsweise der Empfangsröhren herbeiführt und eine einer Wahrscheinlichkeitsfunktion entsprechende Frequenzcharakteristik der Resonanzkreise 13,14,15 und 13O, 14«, 15- sichert, Die resultierenden Änderungen der Leitfähigkeit der Schwingstufen zeigt die Kurve M0 Infolge dieses Verlaufes der Leitfähigkeitsänderungen ergibt sich eine gemäss der Kurve N verlaufende Änderung der Empfindlichkeit der ^chwingstufen für ewischenfrequente Schwingungen.. Das Anwachsen und Abklingen der während dieser Empfindlichkeitsperioden infolge der Pendelrückkopplung entstehenden zwischenfrequenten Schwingungen ist durch die Kurve 0 dargestellt,, Da die Röhren 10* und ICT logarithmisch arbeiten5 ändert sich der durchschnittliche Anodenst,rom dieser Röhr ei in Abhängigkeit von der Amplitude der durch die Pendelrückkopplung verstärkten zwischenfrequen"cen Schwingungen ο Die ^usgangslsistangen der Röhren 10' und 10' vrerden durch den Transformator 51 differentiell vereinigt» sodass sich im gemeinsamen ^usgangskreis beider Röhren die Modulati on? !.-component en der empfangenen Welle ergebenj welche dem frequency depends, with these amplitude changes as a result of the mentioned. Matching of the resonance circles to resonance frequencies on both sides of the zxischonfrequency in the two circles are opposite to each other- The curve J shows the amplitude curve of the intermediate frequency oscillation in one of the mentioned resonance circles The circuit elements 42,43 connected to the cathode circuit of the oscillation generator are summed up, and result in the sawtooth-shaped pendulum voltage c shown by the curve K a logarithmic mode of operation of the receiving tubes and a probability function corresponding frequency characteristics of the resonance circuits 13 , 14, 15 and 13 O , 14 «, 15- ensures. The resulting changes in the conductivity of the vibration stages are shown by the cure ve M 0 As a result of this course of the changes in conductivity, there is a change in the sensitivity of the oscillating stages for oscillations with oscillations that follow the curve N the tubes 10 * and ICT work logarithmically 5 the average anode current changes from this tube depending on the amplitude of the intermediate frequencies amplified by the pendulum feedback united »so that in the common output circuit of both tubes the modulation? ! .- components of the received wave result in which the
. 15 -. 15 -
Lautsprecher 34 zugeführt werden.Speakers 34 are fed.
Das die Wellenform der Schwingungen des Schwingungserzeugers 41 ändernde Siebnetzwerk 55> 56. 57 kann auch beim Empfänger gemäss Fig. 4 verwendet werden, um die erwünschte Arbeitsweise der Schwingstufe und die erwünschte Trennschärfecharakteristik des Empfängers zu erreichen»The sieve network 55> which changes the waveform of the vibrations of the vibrator 41 56, 57 can also be used in the receiver according to FIG. 4 in order to achieve the desired mode of operation to achieve the vibration level and the desired selectivity characteristics of the receiver »
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