DE1119928B - Einrichtung zur Gewinnung einer ungestoerten Schaltspannung bei einem Empfaenger fuer ein stereophonisches Rundfunksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft; eine Einrichtung zur Gewinnung einer ungestörten Schaltspannung bei einem Empfänger für ein Rundfunksystem zum Übertragen stereophonischer Sendungen gemäß dem Hauptpatent. Das dort angegebene System benutzt in bekannter Weise einen Träger, welcher mit einer überhörbaren Folgefrequenz (Schaltfrequenz) abwechselnd eine Frequenz-Auslenkung gemäß der Augenblickspannung in dem einen Mikrofonkanal (A) und gemäß der Augenblickspannung in dem anderen Mikrofonkanal (B) erfährt. Solche Systeme werden als PAM-Zeitmultiplex-Systeme bezeichnet. Auf der Empfängerseite muß dann die am FM-Demodulator gewonnene Spannung den beiden NF-Verstärkerkanälen und im gleichen Takt abwechselnd zugeführt werden, wofür eine elektronische Umschaltstufe vorgesehen ist. Dieser Stufe müssen zwei Wechselspannungen der Schaltfrequenz so zugeführt werden, daß während eines Teils der einen Halbperiode nur der NF-Kanal A und während eines entsprechenden Teils der anderen Halbperiode nur der NF-Kanal B beaufschlagt wird.

Im Hauptpatent ist ein System angegeben, bei welchem die Schaltfrequenz mittels einer zusätzlichen Amplitudenmodulation des mit der Nachricht frequenzmodulierten Sendeträgers übertragen wird. An Stelle eines sonst erforderlichen selbsttätig nachgeregelten Schaltfrequenzoszillators im Empfänger können dann weniger aufwendige Mittel zum Erzeugen der Schaltfrequenz-Wechselspannungen verwendet werden.

Im Hauptpatent (Fig. 6) ist eine Umschaltstufe mit einer Doppeltriode angegeben, welche mit einem Minimum an Aufwand die beiden Aufgaben der A-B-Umschaltung und der NF-Vorverstärkung zugleich löst. Bei einer solchen Stufe ohne Verwendung einer Brückenschaltung besteht aber zunächst die Schwierigkeit, daß jede der Schaltspannung überlagerte oder dieser aufmodulierte NF-Störspannung im NF-Teil ebenfalls mitverstärkt wird. Derartige Störspannungen werden einerseits durch das Rausehen des Empfängereinganges hervorgerufen. Andererseits entsteht bei relativ großen Frequenzhüben infolge des Abfalles der zwischenfrequenten Durchlaßkurve des Empfängers eine ungewollte Amplitudenmodulation der ZF mit Harmonischen der zu übertragenden NF, und diese Stör-AM überträgt sich auf die am AM-Demodulator gewonnene Schaltwechselspannung. Diese Verhältnisse werden unten an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der Schaltwechselspannung überlagerten oder ihr aufmodulierten niederfrequenten Störwechselspannungen Einrichtung zur Gewinnung
einer ungestörten Schaltspannung

bei einem Empfänger
für ein stereophonisches Rundfunksystem

Zusatz zum Patent 1 095 331

Anmelder:

Telefunken Patentverwertungsgesellschaft
m. b. H., Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dr. Rudolf Cantz, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

zu unterdrücken. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Umschaltstufen, welche ohne Brückenschaltung zur Trägerunterdrückung arbeiten sollen.

Erfindungsgemäß wird die im AM-Demodulator gewonnene, mit niederfrequenten Störspannungen, z. B. Rauschen, verunreinigte Schaltwechselspannung zunächst einem Strombegrenzer, z. B. einem Pentodenbegrenzer, zugeführt, und aus dem begrenzten Strom wird mit Hilfe eines Resonanzkreises in an sich bekannter Weise eine annähernd sinusförmige Wechselspannung hergestellt, aus der mittels eines Übertragers zwei zueinander gegenphasige, annähernd sinusförmige Wechselspannungen gewonnen werden, und dann werden die positiven Amplituden der beiden Wechselspannungen, die zum Öffnen der beiden Übertragungswege dienen, durch je einen Spannungsbegrenzer, z. B. eine vorgespannte Diode, so abgekappt, daß die Spannungsplateaus sich über einen Winkel von je etwa 0,2 bis 0,4 π erstrecken, entsprechend den Zeiten der reinen ^[-Abhängigkeit bzw. der reinen S-Abhängigkeit der vom FM-Demodulator gelieferten Spannung.

Es ist bekannt, daß in einem Pentodenbegrenzer mit einem Resonanzkreis auf der Anodenseite die durch den Begrenzungsvorgang entstandenen Oberschwingungen wegen der Resonanzwirkung nicht in der Ausgangsspannung in Erscheinung treten.

109 750/390

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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher der beiden Verstärkerkanäle voll beaufschlagt. In

erklärt werden. Fig. 3 sind die abgekappten Sinusspannungen durch die

Fig. 1 bis 4 dienen zur Erklärung der der Erfindung stark ausgezogenen Linien dargestellt,

zugrunde liegenden Aufgabe; Führt man diese abgekappten Sinusspannungen

Fig. 5 zeigt ein Biespiel für eine Schaltung zur 5 einer Doppeltrioden-Umschaltstufe zu, so ergibt sich

Durchführung der Erfindung; ein Anodenstromverlauf, wie er in Fig. 4 dargestellt

Fig. 6 zeigt einen Transformator T in Fig. 5. ist. Wie in Fig. 1 sind wiederum die Grenzkurven für

In Fig. 1 ist der Verlauf des Anodenstromes I_a ab- die modulationsgemäße Beaufschlagung dünn gehängig von der Zeit t in einer in der Umschaltstufe strichelt. Es ist leicht einzusehen, daß die von einer arbeitenden Doppeltriode dargestellt, wie er sich io solchen Anodenstromkuppe umschlossene Fläche z. B. mittels eines in die gemeinsame Kathodenleitung stärker von Ordinatenänderungen des Plateaus als gelegten kleinen Meßwiderstandes oszillographisch von solchen auf den Flanken abhängt, weil die Dauer ermitteln läßt. Die Stromkuppen A ergeben sich in der letzteren kürzer ist. Während der Plateaus aber dem einen, die dazwischenliegenden Stromkuppen B ist die durch die Abkappung erzielte Beruhigung der in dem anderen Triodensystem. Die stark gezeich- 15 Schaltwechselspannung voll wirksam. Es können so neten Linien bezeichnen den Anodenstromverlauf, gut beruhigte Schaltspannungen gewonnen werden, wie er sich bei fehlender NF nur unter dem Einfluß daß eine einfache Doppeltrioden-Umschaltstufe für einer nicht durch Störspannungen verunreinigten die empfängerseitige A-B-Umschaltung ausreicht. Schaltwechselspannung ergibt. Durch Spannungen, Der Aufwand an Mitteln für die Verstärkung und welche vom FM-Demodulator kommen, werden die 20 Begrenzung der Schaltwechselspannungen ist dabei Stromkuppen dann je nach dem Vorzeichen dieser wesentlich kleiner als derjenige für einen selbsttätig Spannungen entweder erhöht oder erniedrigt. Die nachgestimmten Schaltfrequenzgenerator im Empdünnen, gestrichelten Kurven geben an, wie weit die fänger, der bei Frequenzmodulation des Trägers mit Erhöhung und die Erniedrigung etwa gehen soll, der Schaltfrequenz erforderlich wäre,
wenn einerseits die Umschaltstufe möglichst weit 25 Durch das Verwenden abgeplatteter Schaltwechselausgefahren werden soll, andererseits aber die nicht- spannungen wird außerdem der Vorteil einer größeren linearen Verzerrungen noch klein genug bleiben relativen Aussteuerbarkeit der Umschaltstufe gesollen. Diese Kurven stellen also Grenzkurven für die wonnen.
modulationsgemäße Beaufschlagung der Stufe dar. In Fig. 5 ist ein Schaltungsbeispiel für die Anwen-

Würde die Schaltspannung selbst durch Störspan- 30 dung der Erfindung in Verbindung mit einer Doppelnungen verunreinigt sein, so würde das ebenso zu Er- trioden-Umschaltstufe gezeichnet. V₁ stellt eine in höhungen und Erniedrigungen der Stromkuppen Begrenzerschaltung arbeitende Pentode dar. Die vom führen. Dieser Effekt wäre von dem durch die AM-Demodulator kommende Schaltwechselspannung Nutz-NF hervorgerufenen nicht zu unterscheiden. wird über ein T-Glied, das aus einer Trennkapazi-

In Fig. 2 ist eine störmodulierte Schaltwechsel- 35 tat C₁, einem Gittervorwiderstand R₁ und einem

spannung U_s schematisch dargestellt, wie sie sich bei Querwiderstand R₂ besteht, dem Steuergitter der Pen-

einem Rundfunksystem nach dem Hauptpatent im tode V₁ zugeführt. Über einen Widerstand R₃ wird

Falle sehr geringen Empfangspegels infolge des das Schirmgitter der Pentode mit Spannung vorsorgt.

Rauschens im Empfängereingang am AM-Demodu- Ein Schirmgitterkondensator C₂ dient zur Überbrük-

lator zunächst ergeben kann. Eine solche Spannung 40 kung für die Schaltfrequenz und eventuell auch für

wäre als Schaltspannung noch unbrauchbar. die niederfrequenten Störfrequenzen. Ein weiterer

Gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Er- Kondensator C₃ dient zum Überbrücken der Gleich-

findung wird aus dieser zunächst verunreinigten Span- Spannungsquelle U_b.

nung zunächst eine Sinusspannung mit konstant Die Widerstände R₁, R₂ und R₃ sind für einen begehaltener Amplitude hergestellt, wie sie in Fig. 3 45 stimmten Röhrentyp so auszuprobieren, daß sich die durch die dünn gezogene Linie dargestellt ist. Dies geringstmögliche Abhängigkeit der Ausgangsamplikann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein tude von der Eingangswechselspannung ergibt. Für Mittel zum Erzeugen einer von der Amplitude der die Röhre EF 80 ergeben sich beispielsweise ZF-Spannung am AM-Demodulator sehr weitgehend A₁=SO kQ, i?₂=400 kQ, R₃=750 kQ. In der Anounabhängigen Amplitude der sinusförmigen Schalt- 50 denleitung der Pentode V₁ liegt ein Resonanzkreis für frequenzwechselspannung in einer Pentodenbegrenzer- die Schaltfrequenz, der aus der Primärseite W₁ eines stufe besteht (F₁ in Fig. 5). Durch einen geeignet be- Transformators T und aus einem Kondensator C₄ bemessenen Begrenzer dieser Art kann man eine relativ steht.

langsame Störmodulation der Schaltwechselspannung Von den beiden Sekundärwicklungshälften W.₂

auf < 3 % ihres ursprünglichen Wertes herabsetzen. 55 und W₃ des Transformators werden die abzukappen-

Für Fourierkomponenten der Störmodulation über den Schaltwechselspannungen abgenommen. Die Se-

etwa 1 kHz tritt eine noch stärkere Beruhigung ein, kundärwicklungshälften sind je über eine Diode D₁

da der Resonanzkreis an der Anode für die Schalt- bzw. D₂ mit einem Widerstand i?₄ bzw. A₅ belastet,

frequenz dann als »Schwungradkreis« wirksam ist. Die Dioden liegen außerdem über je einen sehr hohen

Eine Pentodenbegrenzerstufe hat vor den meisten 60 Vorwiderstand R_e bzw. A₇ und einen gemeinsamen

anderen Begrenzern den Vorteil, daß eine zusätzliche Koppelwiderstand R₈ an der Betriebsgleichspan-

Bedämpfung des Ausgangskreises in Abhängigkeit nung U_b und führen dadurch einen Gleichstrom in

von der Eingangsamplitude nicht eintritt. Durchlaßrichtung. Die in den Sekundärwicklungs-

Durch die zusätzliche Verwendung von Mitteln hälften W₂ und W₃ erzeugten Sinusspannungen ändern zum Abkappen dieser Sinusspannung wird eine 65 nun die Verteilung des durch die hohen Vorwiderweitere Verminderung der Störmodulation gerade stände erzwungenen, praktisch konstanten Gleichwährend der Zeiten erreicht, während denen die vom stromes / auf die Widerstände 2?₄ bzw. R₅ einerseits FM-Demodulator kommende Spannung jeweils einen und auf die Dioden D₁ und D₂ andererseits. Dabei

kann aber der positive Spannungsabfall an i?₄ bzw R₅ niemals größer als i?₄ · / werden; es tritt also ein Abkappung der positiven Spannungshalbwellen ein. Nun sind selbstverständlich die Wicklungshälften W₂ und W₃ so gepolt, daß sie gegenphasige Spannungen liefern, so daß also die Abkappung an den beiden Belastungswiderständen abwechselnd eintritt, wie es die Fig. 3 zeigt.

Dem Verbindungspunkt zwischen R_i und R₅ wird nun außerdem über einen Gleichspannungstrennkondensator C₅ die vom FM-Demodulator kommende Spannung zugeführt. Die äußeren Anschlußpunkte von R₁ und R₅ sind über weitere Gleichspannungstrennkondensatoren C₆ und C₇ mit den Steuergittern zweier gleicher Triodensysteme V₂ und V₃ verbunden. Die Kathoden der Trioden sind gemeinsam über eine Kondensator-Widerstands-Kombination A₁₁, C₈ nach Masse abgeleitet. An den beiden Steuergittern von V₂ und V₃ werden also Summenspannungen wirksam, die sich aus der vom FM-Demodulator kommenden Spannung und der jeweiligen Schaltspannung zusammensetzen. R₉ und R₁₀ sind Gitterableitwiderstände.

Die Anoden der Triodensysteme werden über Widerstände A₁₂ und R_1S gespeist; außerdem sind sie über Kondensatoren C₉ und C₁₀ nach Masse überbrückt. Diese Kondensatoren sind beispielsweise so bemessen, daß sie mit den ihnen parallelliegenden Gesamtwiderstandswerten zusammen die im FM-Rundfunk übliche Deemphasis-Zeitkonstante ergeben. Für die Schaltfrequenz ergeben sich dann relativ geringe Impedanzwerte, so daß die schaltfrequente Anodenwechselspannung auf wenige Volt beschränkt bleibt.

Die Anoden sind über zwei Kondensatoren C₁₁ und C₁₂ mit den Ausgangsanschlüssen verbunden, welche zu den weiteren Stufen der beiden NF-Kanalverstärker NFl und NF 2 führen. Dort sind meist noch weitere Siebmittel zum Unterdrücken der Schaltfrequenz erforderlich, damit nicht die Schaltfrequenzrestspannung eine unerwünscht große Zusatzaussteuerung der Endröhren hervorbringt. Diese Siebmittel können z. B. in je einem Sperrkreis, je einem Saugkreis oder auch in je einem aus Widerständen und Kondensatoren bestehenden Doppel-T-Glied bestehen.

Da die Schaltspannung und die vom FM-Demodulator kommende Spannung in dem Schaltungsbeispiel nach Fig. 5 durch den als Symmetriertransformator wirksamen Transformator T entkoppelt werden müssen, muß dieser Transformator so gebaut sein, daß keine kapazitive Einstreuung der Schaltfrequenz vom Primärkreis W₁, C₄ auf den Sekundärkreis erfolgen kann. Er muß deshalb entsprechend elektrische Abschirmungen aufweisen. In Fig. 6 ist ein Beispiel für die konstruktive Anordnung der Wicklungen und Abschirmungen in einem solchen Transformator in einer Längsschnittzeichnung dargestellt. Als Kern wird ein zweiteiliger Ferrit-Schalenkern F verwendet, der einen Luftspalt L in seinem Mittelteil aufweist. C-C bedeutet die Mittelachse des Ferrit-Schalenkerns. Dieser Kern ist zwischen zwei leitenden, mit Masse verbundenen Abschirmblechen S₂ und S₃ montiert. Dabei kann S₂ z. B. das Chassisblech sein. Eine Schraube Sch und eine Mutter M dienen zum Zusammenhalten. Innen ist zunächst die Primärwicklung W₁ untergebracht. Der übliche isolierende Wickelkörper dafür ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber fortgelassen. Die Wicklung W₁ ist auf ihrer Außenfläche von einer leitenden Abschirmfolie S₁ umschlossen, die ebenfalls mit Masse verbunden ist.

Über dieser Abschirmfolie sind dann die beiden Sekundärwicklungshälften W₂ und W₃ angebracht. Zwischen diesen und der Abschirmfolie soll eine ausreichend dicke, am besten perforierte Isolationsschicht liegen, damit die Kapazität zwischen den Sekundärwicklungshälften und Masse genügend klein bleibt.

Während die Anschlußdrähte W_{1 a} und W_{1 e} der Primärwicklung durch ein Loch in dem linken Ferritkörper und ein Loch in dem Abschirmblech S₂ nach der Seite herausgeführt sind, führen die Anschlußdrähte PF_{2 a}, W_{2 e}, W_{3 a} und W_{3 e} durch einen Schlitz im Ferritmantel radial nach außen. Somit sind auch die Anschlußdrähte auf der Sekundärseite gegenüber denen der Primärseite entkoppelt. Die beiden Abschirmbleche S₂ und S₃ sollen unmittelbar auf den Stirnflächen des Ferritkerns satt aufliegen. Sie verhindern dann eine Kopplung über ein durch die Ferritkörper übertragenes elektrisches Feld, indem sie den größten Teil der störenden Feldlinien nach Masse ableiten.

Zum Amplitudenbegrenzer für die Schaltfrequenz wird noch folgendes bemerkt: Statt eines Pentodenbegrenzers könnte z. B. ein Amplitudenbegrenzer mit längsgeschalteter Diode verwendet werden, wie er im Hauptpatent zur Begrenzung der Zwischenfrequenz benutzt wird. Wesentlich ist, daß nicht die Spannung begrenzt wird, sondern der Strom, weil bei einer Spannungsbegrenzung nicht die im Patentanspruch verlangte Sinusform der Schaltwechselspannung erzielt würde. Der Strom muß nach der Begrenzung einem Parallelschwingungskreis zugeführt werden, damit dieser aus dem verzerrten Strom wieder eine sinusförmige Spannung herstellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Einrichtung zur Gewinnung einer ungestörten Schaltspannung konstanter Amplitude bei einem Empfänger für ein stereophoniscb.es Rundfunksystem nach Patent 1095 331, dadurch gekenn zeichnet, daß die im AM-Demodulator gewonnene, mit niederfrequenten Störspannungen, z. B. Rauschen, verunreinigte Schaltwechselspannung zunächst einem Strombegrenzer, z. B. einem Pentodenbegrenzer, zugeführt wird und daß aus dem begrenzten Strom mit Hilfe eines Resonanzkreises (C₄, W₁) in an sich bekannter Weise eine annähernd sinusförmige Wechselspannung hergestellt wird, aus der mittels eines Übertragers (W₁, W₂, W₃) zwei zueinander gegenphasige, annähernd sinusförmige Wechselspannungen gewonnen werden und daß dann die positiven Amplituden der beiden Wechselspannungen, die zum Öffnen der beiden Übertragungswege dienen, durch je einen Spannungsbegrenzer, z. B. eine vorgespannte Diode (D₁, D₂), so abgekappt werden, daß die Spannungsplateaus sich über einen Winkel von je etwa 0,2 bis 0,4 π erstrecken, entsprechend den Zeiten der reinen ^-Abhängigkeit bzw. der reinen B-Abhängigkeit der vom FM-Demodulator gelieferten Spannung.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   »Funk-Technik«, Nr. 8, 1958, S. 244/245.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   109 750/390 12.61