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Einstell- bzw. Meßanordnung zur genauen Abstimmung eines Überlagerungsempfängers
Die Erfindung betrifft eine zusätzliche Schaltungsanordnung zur genauen Abstimmung
eines Überlagerungsempfängers oder zur genauen Bestimmung der eingestellten Empfangsfrequenz
dieses Empfängers unter Verwendung eines diskreten Frequenzspektrums hoher Konstanz,
bei dem benachbarte Frequenzen gegeneinander den Abstand f" aufweisen.
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Bei breitbandigen Empfängern, z. B. Peilempfängern, die transportabel,
also möglichst klein aufgebaut sein sollen, ist es aus Platzgründen nicht mehr möglich,
eine Frequenzskala vorzusehen, die ausreichende Auflösung besitzt, so daß eine genaue
Frequenzeinstellung bzw. Frequenzablesung möglich wäre. Man kommt somit heute bei
der Verwendung von Transistoren, wodurch ein kleiner Geräteaufbau durchaus möglich
wird, durch die schlechte Auflösung der Frequenzskalen bei derartigen Geräten in
Schwierigkeiten.
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Bei Empfängern mit zwei Oszillatoren (also zwei Zwischenfrequenzen)
umgeht man diese Schwierigkeiten bekanntlich dadurch, daß man auf den Eingang des
Empfängers ein diskretes Frequenzspektrum, bei dem benachbarte Frequenzen einen
konstanten Abstand gegeneinander haben, gibt und zur Bestimmung der eingestellten
Frequenz den zweiten Oszillator so lange in einem Frequenzbereich von der Größe
des Abstands der Frequenzen des diskreten - Spektrums verstimmt, bis am Ausgang
des Empfängers ein Signal erscheint. Die ungefähre Frequenz, z. B. auf 100 kHz genau,
ist an der Skala zu entnehmen, und die an der Einstellung des zweiten Oszillators
abzulesenden Werte zwischen 0 und 100 kHz geben dann zusammen mit der Grobabstimmung
den genauen Wert. Allerdings ist diese Bestimmung nur bei Empfängern, bei denen
zwei Zwischenfrequenzen vorgesehen sind, möglich.
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Zweck der Erfindung ist es, eine zusätzliche Einstell- bzw. Meßeinrichtung
zu schaffen, durch die eine genaue Frequenzbestimmung auch bei Empfängern mit einem
Oszillator, also einer Zwischenfrequenz möglich ist, wodurch es ermöglicht wird,
einen- derartigen Empfänger mit einer kleinen Skala auszurüsten und damit den Empfänger
entsprechend klein aufzubauen.
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Die erfindungsgemäße Einstell- bzw. Meßanordnung verwendet ebenfalls
ein diskretes Frequenzspektrum, bei dem die benachbarten Frequenzen den Abstand
f" gegeneinander aufweisen sollen, und :ist dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderer,
vom Empfänger getrennter Eichoszillator vorgesehen ist, der in relativ engen Grenzen
zwischen 0 und f" veränderbar ist, daß dieser Eichoszillator auf einer Frequenz
schwingt, die sich aus der Zwischenfrequenz und je nach Einstellung des Eichoszillators
einer Frequenz fx zwischen 0 und f,, zusammensetzt, daß eine Stufe zur Mischung
der Eichoszillatorfrequenz mit der Empfängeroszillatorfrequenz vorgesehen ist, und
daß Schaltmittel vorgesehen sind, die die aus dem Mischprodukt ausgefilterte Frequenz,
die gleich der Empfangsfrequnz plus oder minus der Frequenz fx ist, und die nächstliegende
Frequenz-des Frequenzspektrums vergleichen und eine von der Differenz dieser Frequenzen
abhängige Größe erzeugen.
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Zur Herstellung der von der Differenz der Frequenzen abhängigen Größe
kann man beispielsweise die beiden Frequenzen, also die ausgefilterte Frequenz und
die entsprechende Frequenz des Frequenzspektrums, überlagern, danach eine Gleichrichtung
vornehmen und erhält dann die Schwebungsfrequenz, die in ihrer Frequenz durch die
Differenz der beiden Frequenzen bestimmt ist. Man kann in diesem Fall eine Höranzeige
vorsehen und von Hand den Eichoszillator oder den Empfänger so lange nachstellen,
bis der Ton verschwindet. Dann sind die beiden Frequenzen gleich, und der Empfänger
ist nun auf eine gewünschte Frequenz abgestimmt, bzw. die eingestellte Frequenz
des Empfängers ist durch die Einstellung des Eichoszillators ermittelt.
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An Stelle der Überlagerung und anschließenden Gehöranzeige kann man
auch einen Diskriminator vorsehen, dem beide Frequenzen zugeführt werden und der
an seinem Ausgang eine der Differenz der beiden Frequenzen proportionale Gleichspannung
abgibt, die dann 0 ist, wenn die beiden Frequenzen gleich groß sind. Man kann diese
Spannung zur automatischen Nachregelung des Oszillatörs im Empfänger benutzen.
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Günstigerweise wird das- Frequenzspektrum mit gleichem Abstand benachbarter
Frequenz dadurch hergestellt,
daß man einen Quarzoszillator vorsieht,
der auf der Frequenz, die gleich dem Abstand benachbarter Frequenz sein soll, schwingt,
und daß man die Ausgangsspannung des Quarzoszillators verzerrt und damit die Oberwellen
des Ouarzoszillators zur Verfügung hat.
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Zum Herausfiltern der gewünschten Frequenz aus dem in der Mischstufe
durch Zuführung der Eichoszillatorfrequenz plus oder minus der Frequenz fa, und
der Frequenz des ersten Oszillators entstehenden Mischprodukt kann man die Eingangskreise
des Empfängers benutzen. Die Eingangskreise müssen eine solche Bandbreite aufweisen,
daß die um f" von der Eingangsfrequenz abweichende Frequenz gerade noch durch sie
hindurchkommt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht man, daß eine Frequenzbestimmung
bzw. eine Abstimmung des Empfängers auf 500 Hz genau noch durchaus möglich ist.
Im folgenden sollCn nun zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung
erklärt werden.
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In der Fig. 1 ist ein üblicher Empfänger mit 1 bezeichnet, die davon
getrennte Eichoszillatorschaltung mit 2, die Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines
diskreten Frequenzspektrums mit 3 und die Schaltmittel, in denen die beiden zugeführten
Frequenzen verglichen werden und eine Größe, die der Differenz der Frequenzen proportional
ist, erzeugt wird, mit 4. Im einzelnen besteht der dargestellte Teil des Empfängers
aus dem Empfängereingang 5, dem Hochfrequenzteil (bestehend aus Schwingkreisen und
Verstärkungsgliedern) 6, der Mischstufe 7, dem Oszillator 8 und dem Zwischenfrequenzteil
9. Die weiteren Glieder (Niederfrequenzteile) sind in der Gleichung nicht dargestellt.
Der dargestellte Empfänger soll als kleines Gerät aufgebaut sein, bei dem eine Frequenzskala
mit genügender Auflösung aus Platzgründen nicht mehr verwendet werden kann. Trotzdem
möchte man den Empfänger genau auf eine bestimmte Frequenz abstimmen können bzw.
die eingestellte Frequenz des Empfängers genau bestimmen können. Um diese Möglichkeit
auch bei Geräten mit unzureichender Skala zu besitzen, dient die Anordnung, die
im folgenden beschrieben ist.
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Der Eichoszillator 2 umfaßt den eigentlichen Oszillator
10 und eine Mischstufe 11. Der Oszillator 10
schwingt je nach
seiner Einstellung auf einer Frequenz zwischen der Zwischenfrequenz f" und der Frequenz
(fZ+f") oder (fZ-f,,). Hier soll jedoch nur die Möglichkeit (fz+f") betrachtet werden.
Eine beliebige Frequenz zwischen f, und (f,+ f,) soll im folgenden
mit (fZ+fx) bezeichnet werden, und für f" soll ein Wert von 100 kHz angenommen werden.
Dies bedingt, daß der Eichoszillator im Bereich von 100 kHz veränderbar und die
angezeigte Frequenz in diesem Bereich sehr genau sein muß. Bei dem kleinen notwendigen
Frequenzbereich läßt sich die Frequenz jedoch gut ablesen. Neben der Frequenz (fZ+fx)
wird der Mischstufe 11 noch die Frequenz des Oszillators 8 zugeführt. Am Ausgang
der Mischstufe erhält man somit neben anderen Mischprodukten die Frequenz (f"-f"),
wenn man mit f" die Abstimmfrequenz des Empfängers bezeichnet. Diese Frequenz wird
mit Hilfe des Hochfrequenzteils 6 des Empfängers aus dem entstehenden Mischprodukt
herausgesiebt. Für diesen Zweck sind Schalter 12 und 13 vorgesehen, die während
der Abstimmung des Empfängers bzw. während der Frequenzbestimmung der eingestellten
Frequenz geschlossen sein müssen, Außerdem muß während dieser Zeit der Eingang des
Empfängers abgeschaltet sein. Die ausgefilterte Frequenz (f"-f.,) wird schließlich
dem Glied 4 zugeführt. Diesem wird außerdem noch ein diskretes Frequenzspektrum,
bei dem die einzelnen Frequenzen den gleichen Frequenzabstand f" gegeneinander haben,
zugeführt. Dieses Fxequenzspektrum wird mit Hilfe eines Quarzoszillators 14 mit
angeschalteter Verzerrerstufe 15 erzeugt. Die Grundfrequenz des Quarzoszillators
ist gleich der Frequenz f,,. Im Glied 4 werden die beiden zugeführten Frequenzen
überlagert und gleichgerichtet. Am Ausgang der Stufe erhält man dann die Frequenz
der bei der Überlagerung entstehenden Schwebungsfrequenz. Diese Frequenz wird dem
Niederfrequenzteil zugeführt und dort hörbar gemacht. Sind die beiden zugeführten
Frequenzen gleich, dann ist kein Ton mehr zu hören. Als Gleichrichter kann man z.
B. einen Audiongleichrichter verwenden.
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An Hand eines Zahlenbeispieles soll die Wirkungsweise der vorgeschlagenen
Schaltung nochmals näher erläutert werden. Es sei die Aufgabe gegeben, die Empfangsfrequenz
des Senders in einer bestimmten Stellung, bei der z. B. ein interessanter Sender
gerade empfangen wurde, genau zu bestimmen. Die Schalter 12 und 13 werden ' hierzu
geschlossen und der Empfängereingang 5 abgetrennt. Der Empfänger soll tatsächlich
auf die Frequenz 5710 kHz abgestimmt sein. Somit schwingt der Oszillator des Empfängers
auf einer Frequenz von 6235 kHz. Der Skala kann jedoch nur ein Wert von etwa 5700
kHz entnommen werden. Steht nun die Skala des Eichoszillators 10, die eine Eichung
zwischen 0 und 100 kHz trägt, z. B. auf 0, so wird der Oszillatorfrequenz 6235 kHz
die Zwischenfrequenz von 525 kHz überlagert, und am Ausgang entsteht die Differenz
dieser beiden Frequenzen 5710 kHz. Der Quarzoszillator hat eine Grundfrequenz von
100 kHz, und damit sind auch die Abstände der einzelnen Frequenzen zueinander 100
kHz. Vom Quarzoszillator herkommend steht also am Eingang des Gliedes 4 neben anderen
Frequenzen die Frequenz 5700 kHz. Über den Empfängereingangsteil kommt zu der Stufe
4 die Frequenz 5710 kHz. Bei der Überlagerung entsteht also ein Ton von 10 kHz,
der im Niederfrequenzteil hörbar ist. Wird nun der Eichoszillator 10 in Richtung
wachsender Frequenzen verändert, so sinkt die Frequenz des hörbar gemachten Tons,
bis der Ton schließlich bei einer bestimmten Zeigerstellung des Oszillators 10 ganz
verschwunden ist. Die von dem Zeiger am Oszillator 10
angezeigte Frequenz
ist im vorliegenden Beispiel 10 kHz, denn in diesem Fall ist die Ausgangsfrequenz
des Mischgliedes 11 ebenfalls gleich 5700 kHz.
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Man kann also in dieser einfachen Weise die eingestellte Frequenz
des Empfängers bestimmen und in entsprechender Weise durch Änderung der Abstimmung
des Empfängers eine bestimmte Frequenz am Empfänger einstellen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist
in Fig.2 dargestellt. Vom Empfänger selbst ist in dieser Schaltung nur der Oszillator
dargestellt und mit 16 bezeichnet. Auch hier wird die Oszillatorfrequenz in der
Mischstufe 17 mit der Frequenz des Eichoszillators 18, der wie in der Fig.1
aufgebaut sein soll, überlagert. Aus dem in der Stufe 17 entstehenden Mischprodukt
wird in dem Filterglied 19 die interessante Frequenz ausgefiltert und einem Diskriminator
20 zugeführt. Das Filterglied 19 ist mit dem Empfängereingangskreis gekuppelt. Dem
Diskriminator 20 wird neben der ausgefilterten Frequenz (f"-f.,) noch das diskrete
Frequenzspektrum aus der Schaltungsanordnung 21 zugeführt,
die wie
die Schaltungsanordnung 3 in Fig. 1 aufgebaut sein soll. Der Diskriminator vergleicht
die beiden zugeführten Frequenzen (von dem diskreten Frequenzspektrum vergleicht
er diejenige Frequenz, die der anderen zugeführten Frequenz am nächsten liegt) und
gibt am Ausgang eine der Differenz der Frequenz proportionale Gleichspannung ab.
Diese wird einer Blindstufe 22 zugeführt, die wiederum die Frequenz des Oszillators
16 beeinflußt. Stellt man bei dieser Schaltungsanordnung den Empfänger grob auf
die zu empfangende Frequenz ein, z. B. auf 5700 kHz, und ändert dann auf der Skala
des Oszillators 18 die Einstellung, so folgt der Empfänger automatisch dieser
Feineinstellung. Es ist somit einfach, den Empfänger auf eine genaue Frequenz abzustimmen.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann man es nun auch
unterlassen, die Oszillatoren für die verschiedenen Frequenzbereiche zu stabilisieren,
da man ja die genaue Bestimmung der Frequenz mit dem Eichoszillator durchführen
kann.
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Neben der Erleichterung der Sendereinstellung wird also gleichzeitig
noch eine Verbilligung des Gerätes durch Vermeidung der Stabilisierung der Oszillatoren
erreicht. Die erfindungsgemäße Anordnung bringt somit eine ganze Reihe von Vorteilen.