DEP0027710DA - Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte Träger- wellen. - Google Patents

Description

PA1034

Hazeltine Corporation, Washington P.C. (Vereinigte Staaten

von Amerika)

D-1ÖO5

Empfänger für frequenz- oder phasenmoduliert^ Trägerwellen.

Es sind bereits Empfänger für frequenz- oder phasenmodulierte Trägerwellen bekannt, welche einen Verstärker enthalten, dem Steuerimpulse zugeführt werden, sodass er die ihm zugeführte Zeichenspannung nur während der Dauer dieser Impulse verstärkt und infolgedessen eine im Takte der Steuerimpulse impulsmodulierte Aus gangs spannung liefert, deren sämtliche it»- ^p*i3L«Jiw4«3ra**wie4wmponenten. entsprechend der Modulation der empfangenen Trägerwelle frequenz- oder phasenmoduliert sind* Anstelle eines durch Steuerimpulse gesteuerten gewöhnlichen Verstärkers kann in solchen Empfängern vorteilhaft ein Pendelrückkopplungsverstärker mit logarithmischer Arbeitsweise verwendet werden, bei dem die Pendelspannung die gleiche Wirkung hat, wie die Steuerimpulse beim gewöhnlichen Verstärker» Durch die Verwendung eines solchen Verstärkers ergeben sich folgende Vorteile: eine ausserordentlich hohe Verstärkung und dementsprechend eine hohe Empfindlichkeit, eine erhöhte und leicht regelbare Trennschärfe, sowie eine selbsttätige Amplitudenbegrenzung.

Die Erreichung diesel Vorteile ist jedoch an gewisse Voraussetzungen geknüpft, die daraus folgen, dass die Ausgangsspannung des Verstärkers mit der Pendelfrequenz impulsmoduliert

ist, also aus Impulsmodulationskomponenten besteht, welche sich in ihrer Frequenz ψα. die Pendelfrequenz voneinander unterscheiden, wobei jede dieser Komponenten eine mit der Modulation der empfangenen Trägerwelle übereinstimmende Frequenz- oder Phasenmodulation aufweist. Die Wirkung des Pendelriickkopplungs-Verstärkers entspricht demnach derjenigen eines Modulationsvorganges, welcher eine Mehrzahl von gleichartigen Seitenbändern liefert, welche im Frequenzband in gleichen gegenseitigen Abständen verteilt sindj wobei dieser Frequenzabstand gleich der Pendelfrequenz ist» Es kann nachgewiesen werden, dass hierbei jedes der Seitenbänder hörbare Geräuschkomponenten erzeugt und dass das auf diese Weise zustandegekommene gesamte Störgeräusch das theoretisch erreichbare Verhältnis der Signalspannung zur Geräuschspanhung um etwa 30 db vermindert.

Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen. dass man mittels eines scharf abgestimmten Filters eine einzige Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers ausgewählt und nur diese zum Demodulator weitergeleitet hat. Um dies erreichen zu können, muss die Pendelfrequenz zumindest theoretisch gleich dem Betrage des maximalen

^c:ie Frequenzhubes der empfangenen Trägerwelle sein, praktisch muss/ jedoch das Zwei- bis Dreifache dieses Wertes betragen= Eine derartig hohe Pendelfrequenz ist jedoch unvorteilhaft. weil sie die Trennschärfe des Verstärkers sehr vermindert und überdies zur Erreichung einer gleichmässigen Trennschärfe im ganzen Frequenzbereich die Vorschaltung eines zusätzlichen Filters vor den Verstärker erfordert. Weiterhin hat diese hohe Pendelfrequenz den Nachteil, dass sie ein störendes üebergreifen der während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Schwingungskreis erzeugten Schwingungen in die nächste Pendelperiode begünstigt, da es leicht vorkommen kann, dass die während einer

Pendelperiode erzeugten Schwingungen vor dem beginn der sehr schnell folgenden nächsten Pendelperiode noch nicht vollständig gedämpft sind.

Die vorgenannten Nachteile werden gemäss der Erfindung

dadurch beseitigt; dass die Pulsierfrequenz des Verstärkers

maximalen höchstens gleich dem Betrage des/Frequenzhubes der empfangenen Trägerwelle bemessen wird und dass ein Teil der Ausgangsspannung des Demodulators als Regelspannung zum gegenseitigen Anpassen der Frequenzänderüngen der dem Demodulator zugeführten, ausgewählten Impulskomponente und des Frequenzbereiches des Demodulators verwendet wird.

Die Erfindung wiiM anhand ihrer in den Zeichnungen dargestellten AusführungSbeispiele näher erläutert. Fig. 1 ist das schematische Schaltbild eines erfindungsgemässen Empfängers für frequenzmodulierte Trägerwellen, die Fig. 2, 3 und 4 stellen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Empfängers dienende Diagramme dar, während die Fig. 5-8 verschiedene andere Ausführungsformen von srfindungsgemässen Empfängern zeigen.

Der in ^ig. 1 dargestellte Empfänger dient zum Empfang von frequenzmodulierten Trägerwellen. An die Eingangsklemmen 10, 11 des Empfängers ist der eine Eingangskreis eines Verstärkers 12 angeschlossen* dessen anderer Eingaj^gskreis mit einer Vorrichtung 13 in Verbindung steht, welche den Verstärker 12 steuernde Impulse liefert. Der Verstärker 12 kann im einfachsten Falle ein normaler Hochfrequenzverstärker sein, wobei die Vorrichtung 13 als Impulsgenerator ausgebildet ist, welcher dem Steuergitter einer oder mehrerer der Verstärkerröhren des Verstärkere 12 sich periodisch wiederholende Impulse zuführt, um die Verstärkung im Takte dieser Impulse zu modulieren. Vorteilhaft wird man jedoch den Verstärker 32 als Pendelrückkopplungsverstärker mit logarithmischer Arbeitsweise ausbilden,

und deshalb sei angenommen, dass der dargestellte Empfänger mit einem derartigen Verstärker 12 versehen sei. In diesem Falle stellt die Vorrichtung 13 die Pendelspannungsquelle dar, welche die Verstärkung entsprechend der Pendelfrequenz i^rPie ^iederholungsfrequenz der Steuerimpulse bzw die Pendelfrequenz wird so gewählt, dass aie zumindest das Doppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle betragt, aber kleiner *@*, als der maximale Frequenzhub der frequenzmodulierten Trägerwelle, d.h. kleiner, als der Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Frequenz der mit dem Modulierzeichen maximaler Amplitude frequenzmodulierten Trägerwelle, Unter der Einwirkung der Steuerimpulse bzw der Pendelfrequenz der Vorrichtung 13 verstärkt also der Verstärker 12 die empfangene Trägerwelle,periodisch im Takte der Steuerimpulse bzw der Pendelfrequenz und liefert daher eine impulsmodulierte Ausgangsspannung.

An den Pendelfrequenzverstärker 12 ist ein mit einem Ueberlagerungsschwingungserzeuger 15 verbundener Breitbandmodulator 14, ein Bandfilter 16 und ein Frequenzdemodulator 17 angeschlossen» Mit den Ausgangsklemmen 13, 19 des Empfängers kann eine Verwertungsvorrichtung beliebiger Art., z.B. ein Lautsprecher, verbunden sein. Sw Bandfilter 16 und der Demodulator 17 sind so ausgebildet, dass sie im wesentlichen nur eine der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers 12 durchlassen und demodulieren. Zwecks Vermeidung von Verzerrungen ist der Frequenzdurchlassbereich der Geräte 16 und 17 -^enger als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle und/die mittlere Frequenz dieses Durchlassbereiches |ent spricht} der mittleren Frequenz der ausgewählten lationskomponente_i

Zwecks weiteres? Erhöhung der vorgenannten selektiven

der Torrichtungen 16 und 17 ist an den Ausgangskreis d©s Demodulators 17 eine Reaktanzröhre 20 angeschlossen, welche di@ Frequenz des Schwingungserzeugers 15 in der weiter unten darzulegenden ^eise i^m vorgenannten t>inne beeinflusst.

Di® Kurv® der Fig* 2 stellt die Amplitude7der impulsmodulierten Aus gangs spannung des %s4ärkers 12 in Abhängigkeit von d@r Frequenz f der empfangenen Trägerwelle dar, wobei fq die mittler® Trägerfrequenz bezeichnet j Die in das Diagramm eingezeichneten Ordinatenlinien stellen di@ Amplituden einef Anzahl von über daß Frequenzspektrum der Trägerwelle verteilten Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers¹ i2 dar, wobei sich diese Komponenten in ihrer Frequenz um d©a der Psndelfrsq'uenz entsprechenden Betrag /^f voneinander unterscheiden. Da die Phase dy während der Sättigungsperiode in jedaii Intervall negativen Leitwertes des rückgekoppelten Schwingungskreises d#s Verstärkers 12 in diesem Schwingungskreis entstehenden Schwingungen von der Phase der zu ^eginn des betreffende Intervalles eintreffenden ochwingung der Trägerwelle abhängt, sind all® dargestellten Impulsmodulationskomponent®n d®r Ausgangsspannung des Verstärkers/Ln. Ueberein-Stimmung mit der Modulation der Trägerwelle im «saite«»=* Sinne frequenzmoduliert und jade dieser Komponenten kann zur Demo~ dulation ausgewählt werden.

Der Modulator 14 verschiebt die Frequenzen der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers in einea anderen Teil des Frequenzspektrums, welcher im Verhältnis zum Durchlassbereich des ßandfilters 16 so gewählt ist,

mittler® Frequenz der
dass die/ausgewählte Komponente, beispielsweise der Komponente

pj der mittleren Frequenz des Ä^eqwOTwbereiches des Bandfilters 16 wird» Daher wird diese Komponente im Demodulator 17 demoduliert und ihre Modulation wird den Ausgangsklemmen 1#> 19 zugeführt»

/alls die Pendelfrequenz den maximalen Frequenzhub der

Frequenz der empfangenen Trägerwelle nicht übersteigt, kann die/ausgewählten Komponente f Augenblickswerte haben, welche die zulässigen Frequenzhübe der benachbarten Komponenten zeitweise überlappen', UiH die sich daraus ergebende Möglichkeit der Interferenz zwischen benachbarten Impulsmodulationskoraponenten zu beseitigen, wird die Ausgangsspannung des Demodulators 17 der Reaktanzröhre 20 zugeführt, welche·*η£β&τΆ dafür sorgt, dass die Betriebsfrequenz des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 15 sich entsprechend den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente f und daher entsprechend den Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle ändert« Diese Änderungen der Betriebsfrequenz des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 15 vermindern im Ausgangskreis des Demodulators 14 den Bereich d@r Frequenzänderungen aller Impulsmodulationskomponenten einschliesslich derjenigen der Komponente f und

infolgedessen werden die Frequenzänderungen der ausgewählten

st*, ϋώη,

Komponente mit Sicherheit -^fflf@pfe*ä»ia--äA®· Durchlassbereich^r des Bandfilters 16 und des Demodulators 17 fallen. Dieser Durchlassbereich ist eng im Verhältnis su den Frequenzunter-

-en
schieden Z^f, um Verzerrung/der Ausgangsspannung des Empfängers durch der ausgewählten Impulsmodulationskomponent^ benachbarte Komponenten zu vermeiden»

Bei dem beschriebenen Empfänger steht die Aus gangs spannung des Pendelrückkopplungsverstärkers 12 eher mit der Phase als mit der Frequenz der /Empfangenen Trägerwelle^! jedar· Pendelperiode^in Beziehung, Diese Phasenbeziehung wird daher mehrdeutig wenn die Phasenänderung der Eingangsspannung des Demodulators zwischen aufeinanderfolgenden Pendelperioden «ä!i*Jieartefe^«» der durch die mittlere Frequenz des Durchlassbereiches des Bandfilters bestimmten Bezugsphase grosser als

± 100° wird. Diese Mehrdeutigkeit kann beseitigt werden, wenn man die grösste Änderung der Trägerfrequenz zumindest gleich der höchsten Modulationsfrequenz der Trägerwelle macht.

Bei dem heute in der Nachrichtenübertragung mit frequenzmodulierten oder phasenmodulierten Trägerwellen gebräuchlichen grössten Frequenzhub von 150 KHz kann die Wiederholungsfrequenz der Impulse der Vorrichtung 13 bzw die Pendelfrequenz je nach der jeweiligen höchsten Modulationsfrequenz und der gewünschten Güte der Wiedergabe zwischen etwa 20 KHz und 150 KHz liegen.

-stärkeres

Im Falle der Verwendung eines Pendelrückkopplungsver*·/ sind also Pendelfrequenzen von 50 - 100 KHz ohne weiteres zulässig, was sehr vorteilhaft ist, da derartige Pendelfrequenzen beim

Empfang von frequenzmodulierten Rundfunksendungen die günstighohe

ste Arbeitsweise des Verstärkers sichern, indem sie eine/Trennschärfe gewährleisten, und gleichzeitig verhindern, dass die während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Kreis erzeugten Schwingungen in die nächste Pendelperiode übergreifen und die während dieser Periode erzeugten Schwingungen störend beeinflussen,

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Empfängers

ergibt sich aus der Fig. 3, in welcher die Resonanzkurve A des

die Pendelrückkopplungsverstärkers 12 in die/Ausgangsspannung des Verstärkers darstellende Kurve B eingezeichnet ist. Die Kurve B erstreckt sich über ein Frequenzband, welches zur Resonanzkurve A symmetrisch liegt, aber deren Bereich in beiden Richtungen übersteigt. Dies ist im Hinblick auf die Abstimmung vorteilhaft j denn im Falle, dass die mittlere Trägerfrequenz ursprünglich im Punkt G der Resonanzkurve liegen sollte, und die dem demodulator zuzuführende, ausgewählte Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers die Komponente f wäre_; kann die Abstimmung innerhalb des Bereiches der

Resonanzkurve beliebig eingestellt werden, ohne dass die ausgewählte Komponente f in einen Bereich der Kurve B verschoben wird, in welchem die Energie der Impulsmodulationskomponenten nur mehr sehr gering ist. Bei einer solchen Verschiebung würde sich zwar der Demodulator von selbst auf eine stärkere Impulsmodulatiohskomponente umstellen, aber diese Umstellung wäre von einem störenden, hörbaren Knacken im Lautsprecher begleitet.

Eine Möglichkeit für die wunschgemässe Gestaltung der Kurven A und B in Fig„ 3 ergibt sich im Falle der Verwendung eines Pendelrückkopplungsverstärkers aus der Tatsache, dass die Resorianzkurve A eines solchen Verstärkers von derjenigen Geschwindigkeit abhängt, mit welcher der Leitwert des Pendelrückkopplungsfcrei^es unter dem Einfluss der Pendelspannung von seinön positiven Werten su seinen negativen Werten hinüberwechselt. Eine scharfe Resonanzkurve ergibt sich dann, wenn dieser ¹WeChSiI langsam vor sich geht und dies kann in der Weise erreicht werden, dass man die Vorrichtung 13 als selbstsperrenden Schwingungserzeuger ausbildet. Die Form der Kurve B hängt voii der Dauer derjenigen Intervalle abj während welcher die im Pendelrückkopplungskreis er'regten Schwingungen des mit logarithmscher Arbeitsweise betriebenen Pendelrückkopplungsverstärkest ihre maximale Amplitude haben, Um die Kurve B im Verhältnis zur Kurve A breit zu machen, müssen diese Intervalle möglichst kurz sein. Dies kann durch entsprechende Bemessung der Schaltelemente des Schwingungserzeugers und des Pendelrückkopplungskreises erreicht werden, Im Falle der Verwendung eines gewöhnlichen Verstärkers und der ^Ausbildung der Vorrichtung 13 als Impulsgeneratqr kann das dargestellte Verhältnis zwischen den Kurven A und B durch Vorschaltung eines Schmalbandfilters vor den Verstärker erreicht werden, Bisher wurde angenommen, dass die Ausgangsimpulse des

Verstärkers 12 die in Fig« 2 dargestellte glatte Hüllkurve haben. In manchen Fällen kann es jedoch erwünscht sein, die Leitwertsänderungen des Pendelrückkopplungskreises des Verstärkers so zu gestalten, dass sich annähernd rechteckige Ausgangsimpulse des Verstärkers ergeben» In diesem Falle ergibt sich die in der Fig. 4 dargestellte Kurve B' als Hüllkurve der Ausgangsimpulse. Diese Kurve schneidet die Null|,nie bei den Frequenzen f\ und fg» Zwecks Vermeidung von Verzerrungen soll die Impulsdauer so gewählt werden, dass der Unterschied zwischen den durch diese Nullpunkte bestimmten Frequenzen zumindest gleich dem maximalen Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle«»« . In 4ü» Wirklichkeit wird es zwecks Vermeidung von Abstimmungsschwierigkeiten erforderlich sein, dass der genannte Frequenzunterschied den maximalen Frequenzhub weit übersteigt und daher ist es vorteilhaft, die Leitwertänderungen des Pendelrückkopplungskreises des Verstärkers so zu gestalten, dass die Ausgangsimpulse des Verstärkers von sehr kurzer Dauer werden, sodass man die in Fig. 3 dargestell-' ten Verhältnisse erreicht,

Die Anordnung gemäss Fig. 5 unterscheidet sich nur insofern von derjenigen gemäss Fig. 1, dass hier der Modulator 14 dem Verstärker 12' vorgeschaltet ist, sodass die Verminderung der Frequenzabweichungen der empfangenen Trägerwelle bereits vor der pulsierenden Verstärkung der Trägerwelle erfolgt. Hierbei ist angenommen, dass der Pendelrückkopplungsverstärker 12' keine gesonderte Pendelspannungsquelle hat, sondern selbst»' pendelnd ist.

Fig. 6 zeigt die detaillierte Schaltung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Empfängerß. Hier ist mit der Antenne 25, 26 ein Hochfrequenzverstärker 2?,verbunden, an welchen sich eine kombinierte Pendelrückkopplungsverstärker-

und Ueberlagerungsstufe 23 mit zugehörigem Ueberlagerungsschwingungserzeuger 29, ein Demodulator 30 mit selbsttätiger Frequenzregelung zur Verminderung der Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle und ein Niederfrequenzverstärker 31 mit angekoppeltem Lautsprecher anschliessfe .

Die empfangenen frequenzmodulierten Schwingungen werden im Verstärker 27 verstärkt und in der Stufe 2ö, 29 in zwischenfrequente, modulierte Impulse verwandelt. Diese werden im Demodulator 30 noch einmal umgeformt und gleichzeitig wird hier eine der Impulsmodulationskomponenten demoduliert, wobei ihre Frequenz änderungen derart vermindert werden,· dass die Möglichkeit einer Interferenz mit benachbarten Impulsmodulationskomponenten beseitigt wird«. Die Modulati ons spannung wirkt dann über den Niederfrequenzverstärker 31 auf den Lautsprecher ein.

Der Ueberlagerungsschwingungserzeuger 29 enthält eine Triode 35, deren Kathode über eine Hochfrequenzdrossel 36 geerdet ist. Das 3teuergitter der Röhre 35 ist über einen Gitterkondensator 37 und einen Widerstand 3Ö ebenfalls geerdet, während die Anode der Röhre über einen einstellbaren Abstimmkreis 41, 42 und einen hochfrequenzmässig durch den Kondensator 40 überbrückten Widerstand 39 an die Anodenspannungsquelle +B angeschlossen ist. Die ^Husgangsspannung des Schwingungserzeugers gelangt über einen Kondensator 43 zum Steuergitter der zur Einheit 2$ gehörigen Triode 45»

Die Röhre 45 liegt in einem Pendelrückkopplungskreis, dessen ßetriebsfrequenz durch die Spule 46 regelbarer Induktivität und die Kondensatoren 47, 4$ und 49 bestimmt wird. Die Anode der Röhre ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 47 und 4Ö angeschlossen und erhält ihre Betriebsspannung über den Widerstand 53 v©n der Spannungsquelle +B. Die Kathode der Röhre ist an den Verbindungspunkt der Kondensatoren 4Ö.unl49

angeschlossen und ist überdies über eine H^chfrequenzdrossel 50 und einen durch einen Kondensator 52 überbrückten Widerstand 51 geerdet. Das Steuergitter der Röhre 45 ist über einen Abstimmkreis 57 und über einen Widerstand 56, sowie einen Nebenschlusswiderstand 59 ebenfalls an die Spannungsquelle +B angeschlossen. Die sich an dem aus den Kondensatoren 54 und

55 bestehenden kapazitiven Spannungsteiler ergebende Ausgangsspannung der Stufe 28 gelangt über die Leitung 56 zum Demodulator 30.

Der Schwingungserzeuger 29 führt dem Eingangskreis der Röhre 45 eine Üeberlagerungsschwingung zu. Die Durchlässigkeit dieser Röhre wird-durch den Kondensator 47 und durch den Stabilisierungskreis 51, 52 bestimmt. Während derjenigen Betriebsintervalle, in welchen di« Röhre durchlässig ist, wird in dieser Röhre infolge ihrer nicht-linearen Betriebscharakteristik während eines Teiles jeder Pendelperiode eine Modulation der zugeführten Trägerwelle mit der Ueberlagerungsschwingung stattfinden, sodass eine zwischenfrequente Ausgangsspannung entsteht. Der Resonanzkreis 46, 47, 43, 49 ist auf diese Zwischenfrequenz abgestimmt und bewirkt eine Pendelrückkopplungsverstärkung der zwischenfrequenten Spannung. Dies geht folgendermassen vor sich:

Der Kondensator 47 wird von der Spannungsquelle +B über den Widerstand 53 und die Spule 46 aufgeladen. Sobald die Anode der Röhre 45 infolge dieser Aufladung des Kondensators 47 eine ausreichend hohe Spannung erhält, wird die Röhre durchlässig und arbeitet als Schwingungserzeuger, wofyei ihre Betriebsfrequenz durch den Kreis 46, 47, 4Ö_? 49 bestimmt wird, Während desjenigen Intervalles, in welchem die erzeugten Schwingungen ihre maximale Amplitude haben, liefert der Kondensator 47 den grössten Teil des Entladungsstromes der Röhre. Sobald der

Kondensator so weit entladen ist, dass die Anodenspannung der Röhre zur Aufrechterhaltung der Entladung durch die Röhre nicht mehr ausreicht, hören die Schwingungen auf. Der eben beschriebene Vorgang entspricht einer Pendelrückkopplungsverstärkung mit periodischer Sperrung des Anodenkreises, wobei den für diese Anordnung charakteristischen Intervallen negativen Leitwertes des Schwingungskreises diejenigen Zeiträume entsprechen, in welchen der Kondensator 47 die Röhre 45 durchlässig macht, während den Intervallen positiven Leitwertes diejenigen Zeiträume entsprechen, in welchen die Röhre 45 gesperrt ist. Der Stabilisierungskreis 51, 52 stabilisiert den Pendelrückkopplungsvorgang so, dass die durchschnittliche Pendelfrequenz konstant bleibt. Die Pendelfrequenz kann so gewählt werden, dass sie unterhalb des Betrages des maximalen Frequenzhubes der empfangenen Trägerwelle liegt. Aus den Ausführungen in Verbindung mit der Anordnung gemäss Fig, l ergibt sich, dass die Ausgangsspannang der Vorrichtung 2$ infolge des beschriebenen Pendelrückkopplungsvorganges aus aufeinanderfolgenden Impulsen zusammengesetzt ist, welche sich in ihrer Frequenz um die Pendelfrequenz voneinander unterscheiden, wobei jeder dieser Impulse entsprechend der empfangenen Trägerwelle frequenzmoduliert ist. Der Demodulator JO enthält eine Mischröhre 60, welche dem bekannten Pentagridkonverter ähnlich ist. Die Röhre 30 hat ausser der Anode und der Kathode ein erstes Steuergitter 61, zwei Schirmgitter 62, 63 und ein zweites Steuergitter 64. Die Kathode und die Gitter 61 und 62 bilden zusammen einen ^^Gene~ rator in/Oreipunktsehaltung. Zu diesem Zwecke ist das Steuergitter 61 über einen Kondensator 65 mit einem aus der Spule und dem Kondensator 67 bestehenden Parallelresonanzkreis verbunden, die Kathode steht über einen Widerstand 68, welcher durch den Kondensator 69 überbrückt ist, mit einer Anzapfung

der Spule 66 in Verbindung und ist überdies über einen Widerstand 70 an das Steuergitter 61 angeschlossen, während das Schirmgitter 62 über einen widerstand 71, welcher durch den Kondensator 72 überbrückt ist, an eine Spa-nnungsquelle +Sc angeschlossen ist.

Die Anode der Röhre 60 ist mit einem stark gedämpften, auf die Resonanzfrequenz des Kreises 66, 67 abgestimmten Resonanzkreis verbunden, welcher aus der Spule 75, der durch den gestrichelt gezeichneten Kondensator 73 angedeuteten Erdkapazität der Anode der Röhre 60 und dem Dämpfungswiderstand

76 besteht. Die Spulen 66 und 75 sind miteinander induktiv gekoppelt, wie dies der Buchstabe M andeutet, sodass vom Abstimmkreis der Anode eine um 90° phasenverschobene Spannung zum Abstimmkreis des Generators überführt wird, welche die Frequenz der erzeugten Schwingungen bestimmt. Die im Pendelrückkopplungsverstärker 2$ erzeugten zwischenfrequenten Schwingungen werden über die Leitung ξβ dem zweiten Steuergitter der Röhre 60 zugeführt.

Die Anode der Röhre 60 ist über die Spule 75, den abgestimmten Primärkreis 77 eines üblichen Frequenzdemodulator und einen Belastungswiderstand 7&, welcher durch einen Kondensator 79 überbrückt ist, an die Spannungsquelle *B angescihlossen. Die sich an dem Widerstand 78 ergebende niederfrequente Ausgangsspannung gelangt über den Kondensator BO zum Niederfrequenzverstärker 31« Mit dem abgestimmten Primärkreis

77 ist ein abgestimmter Sekundärkreis Öl gekoppelt, welcher den Eingangskreis eines üblichen, selbsttätigen Frequenzrege«> lungskreises bildet, dessen Ausgangsspannung über die Wider» stände $2 und S3 ebenfalls dem zweiten Steuergitter 64 der Röhre 60 zugeführt wird.

Bei der Betrachtung der Arbeitsweise der Vorrichtung

sei die Wirkung des selbsttätigen Frequenzregelungskreises zunächst vernachlässigt und es sei angenommen, dass das zweite Steuergitter 64 der Röhre 60 eine feste Vorspannung erhält. Die Schwingungen, welche in dem durch die ersten drei Elektroden der Röhre gebildeten Generator erzeugt werden, rufen einen periodisch fliessenden Strom im Entladungsstromkreis der Röhre 60 hervor, sobald dem zweiten Steuergitter 64 von der Vorrichtung 23 eine zwischenfrequente Schwingung zugeführt wird, entsteht in der Röhre durch Ueberlagerung eine zweite zwischenfrequente Schwingung, deren Frequenz entweder der Summe der Frequenzen der zugeführten Schwingung und der im Generatorteil der Röhre 60 erzeugten Schwingung, oder aber der Differenz dieser beiden Frequenzen entspricht. Da diese dem Steuergitter 64 zugeführte Schwingung frequenzmoduliert ist, wird die zweite zwischenfrequente schwingung ebenfalls frequenzmoduliert sein und liefert daher in dem aus den Kreisen 77 und Öl bestehenden Frequenzdemodulator die Modul at ions spannung der empfar^anen Trägerwelle, welche dem Steuergitter 64 über den Widerstand 32 als Frequenzregelspannung zugeführt wird.

Diese Regelspannung ist eine Gleichspannung und wirkt wie eine Vorspannung. Sie ändert den Entladungsstrom der Röhre 60 entsprechend den Frequenzänderungen der empfangenen Trägerwelle und bewirkt daher eine entsprechende Änderung der zum Generatorteil zurückgeführten, um 90° phasenverschobenen Spannungskomponente. Dadurch wird die Betriebsfrequenz des Generatorteiles entsprechend geändert und infolgedessen werden die Frequenzänderungen des Entladungsstromes der Röhre 60 derart vermindert, dass sie innerhalb des Durchlassbereiches der Kreise 77 und 31 bleiben. Natürlich kann die Modulationskomponente der empfangenen Trägerwelle auch vom Demodulatorkreis des selbsttätigen Frequenzregelungskreises abgenommen werden,

jedoch stellt infolge der Rückführung der Frequenzregelspannung zum zweiten 3teuergitter 64 der Röhre 60 auch die Grundkomponente des %itladungsstromes dieser Röhre die Modulationskomponente der empfangenen Trägerwelle dar, sodass also die Modulationsspannung vom ßelastungswiderstand 7& des ^ntladungskreises der Röhre 60 unmittelbar dem Niederfrequenzverstärker zugeführt werden kann,

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Kreise 77 und Öl des selbsttätigen Frequenzregelungskreises so zu bemessen, dass der Kreis 77 eine niedrige Gütezahl Q und der Kreis Öl eine hohe Gütezahl Q «faete«·. In diesem Fall ergibt sich bei einer grossen Phasenänderung zwischen aufeinanderfolgenden Impulsintervallen eine sofortige Änderung der Frequenzregelspannung, wodurch die Frequenzänderungen sehr wirksam vermindert werden und Phasenänderungen von + 100° zwischen aufeinanderfolgenden ImpulsIntervallen Rechnung getragen werden kann.

Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 1, mit dem Unterschied _f dass der Verstärker 12' ein Pendelruckkopplungsverstärker mit gesonderter Pendelspannungsquelle 13' ist, der Modulator samt zugehörigem Ueberlagerungsschwingungserzeuger fehlt und die Reaktanzröhre 20 anstatt des Ueberlagerungsschwingungserzeugers die Pendelspannungsquelle 13' beeinflusst. Bei der Betrachtung der Arbeitsweise dieser Anordnung sei auf die Fig. 2 verwiesen, welche die Verteilung der Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Pendelrückkopplungsverstärkers im Frequenz» band zeigt, wobei sich die Frequenz der benachbarten Komponenten um die Pendelfrequenz unterscheidet, sodass also die Verkeilung der Komponenten durch Regelung der Pendelfrequenz beeinflusst werden kann. Zu diesem Zwecke wirkt in der Anordnung

gemäss Fig, 7 die an den Ausgangskreis des Frequenzdemodulator 17 angeschlossene Reaktanzröhre 20 auf die Pendelspannungsquelle 13' ein und beeinflusst auf diese Weise die Pendelfrequenz in Abhängigkeit von der Modulation der empfangenen Trägerwelle. Dadurch wird die Pendelfrequenz so geändert, dass eine Verminderung der Frequenzänderungen einer Impulsmodulationskomponente eintritt, welche verschieden von derjenigen ist, welche der Frequenz der empfangenen Trägerwelle entspricht. Diese Verminderung ist derart, dass die Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente innerhalb des Durchlassbereiches des ßandfilters l6 bleiben, sodass diesig" also nur die ausgewählte Komponente durchlasst« Naturlich kann auch bei dieser Anordnung zwischen dem Verstärker 12' und dem Bandfilter l6 ein Modulator samt zugehörigem Ueberlagerungsschwingungserzeuger vorgesehen werden, um den Pendelrückkopplungsverstärker vor der etwaigen schädlichen Einwirkung des Schmalbandfilters zu schützen, welche sich darin äussern könnte , dass die während einer Pendelperiode im rückgekoppelten Schwingungskreis erzeugten Schwingungen in die nächste Pendelperiode übergreifen und die während dieser Periode erzeugten Schwingungen störend beeinflussen«

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. # ist anstelle des in den vorhin beschriebenen Ausführungsformen verwendeten ochm ⁿ \andderaodulatorj ein Breitbanddemodulator 17 verwendet, und die Auswahl der vorbestimmten Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des auf den Pendelrückkopplungsverstärker 12' folgenden Modulators IJ+ erfolgt mit Hilfe eines Schmalband-Folgefilters 100, dessen Durchlässigkeitsbereich kleiner ist, als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle„

w®> Filter 100 enthält einen abgestimmten Kreis 101, 102 welcher mit dem Ausgangskreis des Modulators 11+ direkt und mit

dem Eingangskreis des Demodulators 17 über eine Spule 103 induktiv gekoppelt ist. Ueberdies ist der genannte Kr^eis mit der Anode einer Reaktanzröhre 105 verbunden ^ deren Kathode über einen widerstand 106 mit parallelgeschaltetam Kondensator 107 geerdet ist. An die Röhre iät ein aus dem Kondensator 103 und dem Widerstand IO9 bestehender Phasenverschiebungskreis in der i/veise angeschlossen, dass der Kondensator 103 zwischen die Anode und das erste Steuergitter der Röhre geschaltet ist, während der Widerstand 109 in dem durch den Widerstand 110

Λ
und den Kondensator 111 gebildeten Eingangskreis der Röhre liegt, der an den A_Usgangskreis des Demodulators 17 angeschlossen ist.

Die normale Resonanzfrequenz der Filters 100 entspricht der mittleren Frequenz der ausgewählten Impulsmodulationskompwnente der Ausgangsspannung des Modulators 14, Diese Komponente gelangt daher über «anew» Filter zum Demodulator 17,und

die der Röhre IO5 zugeführte ^Ausgangsspannung des Demodulators be-

/wirkt mittels dieser Röhre eine derartige fortlaufende Änderung der Abstimmung des Kreises 101, 102, dass diese den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulsmodulationskomponente stetig folgt. Da die Bandbreite des Filters enger ist, als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle, lässt Filter immer nur die ausgewählte Komponente zum Demodulator

durch und unterdrückt alle andern, durch die Arbeitsweise des Pendelrückkopplungsverstärkers erzeugten Impulsmodulationskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers bzw des Modulators. Der Modulator 14 schützt hierbei den Pendelrückkopplungsverstärker vor der schädlichen Rückwirkung des Sch^albandf ilters.

Alle dargestellten und beschriebenen ^Ausführungsformen der Erfindung beseitigen die in Verbindung mit der ^usführungs-

form gemäss ^ig. 1 erwähnte^'Mehrdeutigkeit der Phasenbeziehung zwischen der Ausgangsspannung des Verstärkers und der Phase der empfangenen Trägerwelle und gewährleisten daher eine verzerrungsfreie Demodulation, Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig„ 1, 5 und 6 liefert der Demodulator eine sich mit der augenblicklichen Frequenz der empfangenen Trägerwelle ändernde Rege!spannung, welche die Betriebsfrequenz des üeberlagerungsschwingungsenzsugers so beeinflusst, dass die Änderungen der scheinbaren «#Wqw=iiteiverSchiebung der empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zither durch die mittlere Frequenz des Durchlassbereiches des Schmalbandfilters 16 (Fig, I und 5) bzw, des Resonanzkreises 31 (Fig, 6) bestimmten Grundfrequenz des Demodulators in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen des Verstärkers geringer als +_ 180^u φ§4., Zur Erzeugung dieser Frequenzregelspannung kann natürlich auch ein gesonderter Demodulator verwendet werden und es können gegebenenfalls auch Filter vorgesehen werden, um nur gewiss© Frequenzkomponenten der Ausgangsspannung des Demodulators für die selbsttätige Frequenzregelung zu verwerten. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 beeinflusst die Regelspannung die Pendelfrequenz, um die Änderungen der scheinbaren äp^wct*- Verschiebung der^empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zu der*^« durch die mittlere Frequenz des Durchlassbereiches des Schmalbandfilters 16 bestimmten Grundfrequenz des Demodulators innerehalb einer Pendelperiode durch Änderung der Dauer der Pendelperiode unterhalb von + 100° zu halten. Dieselbe Methode lässt sich natürlich auch auf die Anordnung gemäss Fig_e l anwenden, indem man mit der Frequenzregelspannung die Wiederholungsfrequenz der dem Verstärker zugeführten Steuerimpulse beeinflusst. Bei der Ausführungsform nach Fig, δ beeinflusst die Frequenzregelspannung die Grundfrequenz des Demodulators im Verhältnis

zur mittleren Frequenz der ihm zugeführten Zeichenspannung, indem sie mittels der Reaktanzröhre IO5 die Abstimmung des die Grundfrequenz des Demodulators bestimmenden Filterkreises 101, 102 ändert.

Die Erfindung ist nicht auf die Auswahl einer einzigen Impulsmodulationskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers beschränkt, vielmehr können gleichzeitig auch mehrere ausgewählt werden, wobei jedoch jede dieser Komponenten getrennt demoduliert werden muss.

Der erfindungsgemässe Empfänger ist den bekannten Empfängern ähnlicher Art hinsichtlich des Verhältnisses der verwertbaren Zeichenspannung zu den Geräuschspannungen weit überlegen» Der diesbezügliche Unterschied im Vergleich zu einem idealen Empfänger für frequenzmodulierte Trägerwellen beträgt nicht mehr als 6-10 db.

Claims (17)

PA103416 Pat entansprüche:

1. Empfänger zum Empfang frequenz- oder phasenmodulierter Trägerwellen, mit einem pulsierend arbeitenden Verstärker, welcher eine impulsmodulierte Ausgangsspannung liefert, deren sämtliche Impulskomponenten entsprechend der Modulation der empfangenen Trägerwelle frequenz- oder phasenmoduliert sind und einen der Pulsierfrequenz des Verstärkers gleichen gegenseitigen Frequenzabstand haben, wobei von diesen Impulskomponenten zumindest eine ausgewählt und demoduliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsierfrequenz des Verstärkers höchstens gleich dem Betrage desYFrequenzhubes der empfangenen Trägerwelle ist und dass ein Teil der Ausgangsspannung des Demodulators als Regelspannung zum gegenseitigen Anpassen der Frequenzänderungen der dem Demodulator zugeführten, ausgewählten Impulskomponente und des Frequenzbereiches des Demodulators verwendet wird.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsierfrequenz des Verstärkers zumindest dasjfDoppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle beträgt»

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der^-Verstärker als Pendelrückkopplungsverstärker ausgebildet ist, dessen Pendelfrequenz höchstens gleich dem

maximalen ■ ist

Betrage des/Frequenzhubes der empfangenen Trägerwelle/und vorzugsweise zumindest das Doppelte der höchsten Modulationsfrequenz der empfangenen Trägerwelle beträgt,

4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelspannung so gestaltet ist, dass sich eine derartige Geschwindigkeit des Hinüberwechseins des Leitwertes des Pendelrückkopplungskreises von seinen positiven z;a. seinen

negativen vierten ·" ergibt,, . c. dass das

Frequenzband der Ausgangsspannung des Verstärkers breiter wird, als die Resonanzkurve des Verstärkers,

5. Empfänger nach einem oder mehreren der Vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangene Trägerwelle durch Ueberlagerung in eine zwischenfrequente Spannung verwandelt wird,

6. Empfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzbereich des Demodulators einen Bruchteil des Betrages des maximalen Frequenzhubes der empfangenen Trägerwelle ausmacht und dass durch die von der Ausgangsspannung des Demodulators abgezweigte Regelspannung die Frequenzänderungen der Impulskomponenten der Ausgangsspannung des Verstärkers derart vermindert werden, dass die ausgewählte Impulskomponente dem Frequenzbereich des Demodulators angepasst wird.

7. Empfänger nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelspannung die Pendelfrequenz beeinflusst.

B, Empfänger nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelspannung die Frequenz der der Trägerwelle überlagerten Schwingung beeinflusst.

9. Empfänger nach Anspruch Ö, dadurch gekenn zeich net, dass die Ausgangsspannung des Verstärkers einer Mischröhre mit eingebauten Hilfsschwingungserzeuger zugeführt wird, deren Ausgangsspannung die Frequenz des HilfsSchwingungserzeugers beeinflusst, wobei die Ausgangsspannung des an die Mischröhre angeschlossenen Demodulators als Regelspannung der Eingangselektrode der Mischröhre zugeführt wird.

10. Empfänger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5_} dadurch gekennzeichnet, dass durch die von der "usgangsspannung

des Demodulators abgezweigte Regelspannung der Frequenzbereich des Demodulators den Frequenzänderungen der ausgewählten Impulskomponente der Ausgangsspannung des Verstärkers angepasst wird.

11. Empfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einem ßreitbanddemodulator, dessen Durchlassbereich zumindest gleich dem maximalen Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle ist, ein Schmalbandfilter vorgeschaltet ist, dessen Durchlassbereich kleiner als der maximale Frequenzhub der empfangenen Trägerwelle ist und die Abstimmung des Filters unter der Einwirkung der Ausgangsspannung des Demodulators stetig derart verändert wird, dass sie den Frequenzänderungen des ausgewählten ^usgangsspannungsimpulses des Verstärkers folgt.

12. Empfänger nach A_nSp_ruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Filter eine durch die ^Ausgangsspannung des Demodulators gesteuerte Reaktanzröhre verbunden ist,

13. Empfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ^usgangsspannung des Demodulators abgezweigte Regelspannung zur Be-

der
einflussung einer/Betriebsgrösse^des Empfängers in der-Weise verwendet wird, dass die Änderungen der scheinbaren Verschiebung der empfangenen Trägerwelle im Verhältnis zuJcfer" Grundfrequenz des Demodulators in der Zeit zwischen ewei aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen des Verstärkers geringer als ± 100° werden,

14. Empfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Frequenzregelspannung die Wiederholungsfrequenz der dem Verstärker zugeführten Steuerimpulse beeinflusst wird.

15. Empfänger nach den Ansprüchen 5 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Frequenzregelspannung die Frequenz des Ueberlagerungsschwingungserzeugers beeinflusst wird,

16. Empfänger nach den Ansprüchen 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Regelspannung die Pendelfrequenz beeinflusst wird,

17. Empfänger nach den Ansprüchen 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Frequenzregelspannung die Grundfrequenz des Demodulators beeinflusst wird,