DE1239370B - Verstaerkungsregelungseinrichtung fuer einen Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIs

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/31

Nummer: 1239370

Aktenzeichen: T19195IX d/21 a4

Anmeldetag: 27. Oktober 1960

Auslegetag: 27. April 1967

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsregelungseinrichtung für einen transistorisierten Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip.

Es ist bekannt, die Verstärkung von Funkpeilern nach dem Zweikanalprinzip mittels kontinuierlich regelbaren DiSerentialkondensatoren, die zwischen den einzelnen Zwischenfrequenzverstärkerstufen eingeschaltet werden, zu ändern. Desgleichen ist es bekannt, an Stelle von Differentialkondensatoren entsprechend konstruierte Goniometer zu verwenden. Diese kontinuierlich regelbaren Glieder haben aber den Nachteil, daß gleiche Verstärkung in den beiden Kanälen nur in wenigen Stellungen der Regeleinrichtungen erzielt werden kann, während in weiten Bereichen eine gewisse Ungleichheit der Verstärkungsgrade der Kanäle in Kauf genommen werden muß. Bei einem Zweikanalpeiler führt dies aber automatisch zu Peilfehlern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regelungseinrichtung für die Verstärkung in den beiden Kanälen zu schaffen, die gleiche Verstärkungsgrade und damit einen durch die Verstärkungsregelungsglieder verursachten Peilfehler Null in jeder Stellung garantiert.

Die erfindungsgemäße Verstärkungsregelungseinrichtung ist gekennzeichnet durch die Anwendung der an sich bekannten Verstärkungsregelung von Verstärkerstufen mittels regelbarer Gegenkopplung, und zwar in der Weise, daß die Gegenkoplung einer oder mehrerer hintereinandergeschalteter Zwischenfrequenzverstärkerstufen stufenweise für beide Kanäle gleichzeitig mittels zu- oder umschaltbarer Widerstände änderbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung treten die bekannten Vorteile ,der Verstärkungsregelung durch Gegenkopplungsänderung (z. B. keine Änderung des Widerstands des Verstärkungselements bei der Regelung) ebenfalls positiv in Erscheinung. Man muß jedoch zur Erzielung eines dauernd gleichen Verstärkungsgrades auch noch von der kontinuierlichen Regelung abgehen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß eine stufenweise Verstärkungsgradänderung in entsprechenden Schritten durchaus ausreicht. Außerdem kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung für den Bereich zwischen zwei Stufen, wenn dies notwendig ist, auch noch eine kontinuierliche Regelung vorsehen. Der zu überstreichende Bereich ist für die kontinuierliche Regelung aber nunmehr sehr viel kleiner, wodurch man zu vernachlässigbaren Abweichungen des Verstärkungsgrades und damit zu vernachlässigbaren Peilfehlern kommt.

Verstärkungsregelungseinrichtung für einen
Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip

Anmelder:

Telefunken

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

Als Erfinder benannt:

Otto Bucher, Oberkirchberg/Iller;

Dipl.-Ing. Hans Stäudle,

Heidenheim-Schnaitheim

Außerdem ist die kontinuierliche Regeleinrichtung dann auch sehr viel einfacher.

Es ist leicht erkennbar, daß man den Verstärkungsgrad der sich entsprechenden Verstärker der beiden Kanäle in den einzelnen Verstärkerstufen leicht durch Bemessung der Widerstände aneinander angleichen kann. Man kann, wie bereits zum Ausdruck gebracht, eine oder mehrere Verstärkerstufen pro Kanal stufenweise regeln. Als besonders günstig hat sich jedoch eine Anordnung ergeben, bei der alle Verstärkerstufen zwischen zwei Verstärkungsgraden umschaltbar sind. Alle diese regelbaren Verstärker mit Ausnahme eines sollen dann etwa gleichen Verstärkungsgrad κ aufweisen. In der einen Stellung ist der Verstärkungsgrad aller Stufen ζ. Β. α — 6, während in der anderen Stellung α etwa = 1 sein soll. Der noch übriggebliebene Verstärker soll dagegen zwischen den Verstärkungsgraden \ ä (also j/5) und 1 umschaltbar sein. Mit einer derartigen Regeleinrichtung lassen sich gleiche Änderung des Verstärkungsgrades erzielen und außerdem kann man die Verstärkung der Kanäle bis α gesamt = 1 herunterregeln. Nimmt man z. B. fünf Verstärker an, von denen vier in der einen Regelungsstellung den Verstärkungsgrad <x (— 6) aufweisen, während der fünfte Verstärker einen Verstärkungsgrad von f/öc(also ]/5) aufweist, so erhält man bei der Stellung, in der alle Verstärker volle Verstärkung aufweisen, eine Gesamtverstärkung von «g = ]/««* = YE 6ⁱ. Bei der nächsten Schaltstellung wird der Verstärker mit dem Verstärkungsgrad y«auf den Verstärkungsgrad 1 umgeschaltet, so daß sich für <x_g nunmehr der Verstärkungsgrad 6⁴ ergibt. Bei der nächsten Schaltstellung wird der Verstärker mit der Verstärkung ]/« wieder auf volle Verstärkung (i/5) geschaltet und ein anderer Verstärker

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mit der bisherigen Verstärkung α = 6 auf α = 1 umgeschaltet. Für den gesamten Verstärkungsfaktor eines Kanals ergibt sich dann V^ 6³. In dieser Weise kann die Verstärkung in gleichen Schritten bis zu einem Gesamtverstärkungsfaktor von 1 heruntergeregelt werden.

Gemäß der heutigen Technik kann man die Umschaltung natürlich elektronisch mittels Schaltdioden durchführen. In dem später noch beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen hierbei alle Dioden für die Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor ce in Reihe in einem Steuerkreis.

Im folgenden soll nun an Hand der Zeichnung ein besonders günstiges Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Der Einfachheit halber sind hierbei Teile, die nicht direkt etwas mit der Erfindung zu tun haben, nur schematisch dargestellt. So sind in der Fig. 1 die eigentlichen Verstärkerstufen jeweils nur als Block eingezeichnet. Die Verstärkerstufen sind als Transistorverstärker in Emitterschaltung aufgebaut, was in den Blöcken symbolisch angedeutet ist. Es seien fünf Verstärkerstufen 1 bis 5 vorgesehen, die die Zwischenfrequenzverstärker eines Kanals darstellen sollen. Ganz entsprechend ist auch der nicht dargestellte zweite Kanal aufgebaut. Der Verstärker 1 der Verstärkungskette soll den Verstärkungsgrad Ya aufweisen, während alle anderen Verstärker der Kette etwa den Verstärkungsgrad α haben sollen. Alle Verstärker sollen zwischen den Verstärkungsgraden * und 1 bzw. Vx und 1 umschaltbar sein. Während die Umschaltglieder (Dioden) für die Verstärker 2 bis 5 alle in Reihe in einem Steuerkreis mit verschiedenem Abgriff liegen, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Umschaltteil für den Verstärker 1 getrennt dargestellt. Soll der Verstärker 1 den Verstärkungsgrad YS haben, so muß die Diode la mittels einer entsprechenden Spannung an der Klemme Ib durchlässig gemacht werden. Der Steuerstromkreis ist dann über die Klemme Ιέ, Diode Ια und hochohmigen Widerstand Ic geschlossen. Im Gegenkopplungszweig liegt dann über den Widerstand Id, die zur Abblockung dienende Kapazität Ie, der Durchlaßwiderstand der Diode la und die Blockkapazität 1/ Masse am Emitter des Transistors. Ist dagegen die Diode la gesperrt, so ist in den Gegenkopplungszweig noch der Widerstand Ig mit eingeschaltet, der derart bemessen ist, daß der Verstärker den Verstärkungsgrad 1 aufweist. Es liegt dann über die Widerstände Id und Ig Masse am Emitter. Natürlich kann man auch hier an Stelle von einer Diode zwei Dioden vorsehen und somit den Durchlaßwiderstand der Diode halbieren sowie den Sperrwiderstand verdoppeln.

Die zu den anderen Verstärkern gehörenden Dioden liegen alle im gleichen Steuerkreis. Bei jedem Verstärker sind hier zwei Dioden 2O₁ und 2a_t usw. eingeschaltet. Hierdurch wird der Widerstand zwischen der Kapazität 2 e und Masse im Durchlaßfall halbiert und der Sperrwiderstand verdoppelt. Außerdem sind zur Vermeidung von hochfrequenzmäßigen Beeinflussungen der Verstärker untereinander Drosseln 2 i, 3 z usw. eingeschaltet. Die Widerstände 2 d und 2 g und die entsprechenden Widerstände der anderen Verstärker sind derart bemessen, daß einmal der Verstärkungsgrad α und in der anderen Schaltstellung der Verstärkungsgrad 1 ist. Über die Widerstände 6a und 6 b liegt die Steuerleitung schließlich an Masse.

Liegt eine bestimmte Spannung zwischea der Klemme Sb und Masse, so sind alle Dioden durchlässig und alle Verstärker haben volle Verstärkung. Legt man dagegen diese Spannung an die Klemme Ab, so werden die Dioden Sa₁ und Sa₂ gesperrt, und der Verstärker 5 arbeitet nur noch mit dem VerBtli^- kungsgrad 1. Durch weitere Umschaltung auf die anderen Klemmen 2 b und 3 b kann man nach und nach also den Gesamtverstärkungsfaktor jeweils um den Faktor« hinuntersetzen. Schiebt man zwischen diese Weiterschaltung noch jeweils eine Schaltstellung ein, bei der der Verstärker 1 seinen Verstärkungsfaktor von ]/« auf 1 ändert, so erhält man von Schaltstellung zu Schaltstellung des zur Umschaltung notwendigen Schalters Verstärkungsänderungen des Faktors ]f». Dies bedeutet bei einem Wert für α von 6 jeweils Verstärkungsgradänderungen um den Faktor 2,4. Man erhält also eine Änderung in gleichmäßigen Schritten, deren Größe sich in der Praxis auch als durchaus brauchbar erwiesen hat. Es soll noch erwähnt werden, daß die Dioden mit Widerstandene bis 15 überbrückt sind, die klein gegenüber dem Sperrwiderstand und noch groß gegen den Durchlaßwiderstand sind. Damit erreicht man, daß an jeder Diode die gleiche Sperrspannung abfällt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann man, wie bereits gesagt, für jeden einstellbaren Verstärkungsgrad der Kanäle genau gleiche Verstärkung einstellen. Man baut in jeweils einer der sich entsprechenden Stufen beider Kanäle veränderbare Widerstände (Id und Ig usw.) ein und regelt diese so lange, bis beide Verstärker verschiedener Kanäle gleiche Verstärkung haben. Man kann also mit der erfindungsgemäßen Anordnung die durch die Empfänger auftretenden, auf ungleiche Verstärkung zurückzuführenden Peilfehler beseitigen.

Für den Fall, daß die stufenweise Änderung des Verstärkungsfaktors zu grob ist, kann man auch noch eine kontinuierliche Regelung vorsehen. Diese kontinuierliche Regelung bringt gegenüber der kontinuierlichen Regelung über den gesamten Bereich bedeutend kleinere Peilfehler, da nunmehr der Regelbereich sehr viel kleiner ist. In der F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die kontinuierliche Regelung dargestellt. Der Eingang 16 der Schaltung verlangt einen niederohmigen Generator zur Vermeidung von Rückwirkungen. Man wird also diese Regelungseinrichtung hinter einer Impedanzwandlerstufe einschalten. Die kontinuierliche Regelung wird bei dem angegebenen Ausführungsbeispiel durch einen kapazitiven Spannungsteiler, gebildet aus der Kapazität 17 und den Dioden 18 und 19, die derart vorgespannt sind, daß sie als spannungsabhängige Kapazitäten wirken, bewirkt. Prinzipiell genügt die Verwendung einer Diode. Jedoch würde durch die über die Klemme 16 eingekoppelte, zu regelnde Wechselspannung die Kapazität der einen Diode geändert werden. Durch die Verwendung zweier Dioden kann diese Änderung aber weitgehend kompensiert werden, da sich die Kapazität in Abhängigkeit von der Wechselspannung in beiden Dioden gegenläufig ändert. Über die Klemme 20 wird die kontinuierlich regelbare Spannung zur nächsten Verstärkerstufe gegeben. Zur Regelung der Kapazität der Dioden 18 und 19 dient die am Potentiometer 21 abgenommene Spannung. Sie wird über die Klemme 22 auch gleichzeitig an die genau wie die oben beschriebene Schaltung aufgebaute Schaltungsanordnung im zweiten Kanal an-

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gelegt, so daß sich dort die gleichen Änderungen ergeben. Zur genauen Übereinstimmung der kontinuierlichen Verstärkungsregelung beider Kanäle an wenigstens zwei Punkten — nur dies kann exakt erreicht werden — dient einmal der veränderbare Widerstand 23, der bei einem Punkt kleiner Kapazität der Dioden zur Einstellung der beiden Kanäle auf gleiche Verstärkungsgradänderung durch die kontinuierliche Regelung benutzt wird, und zum andern die veränderbare Kapazität VJ, die z. B. als Festkapazität mit einer parallelliegenden Trimmerkapazität ausgebildet sein kann und die entsprechend bei einem Punkt großer Kapazität der Dioden zur Einregelung auf gleiche Verstärkung beider Kanäle herangezogen wird. Es genügt somit, den Widerstand 23 und die Kapazität 17 in einem Kanal veränderbar auszubilden. Um zu erreichen, daß über den Regelbereich die Verschiedenheit der Verstärkungsänderungen in beiden Kanälen klein gehalten wird, wählt man für die Punkte mit genauer Übereinstimmung der Ver- ao Stärkungsänderungen nicht die Endpunkte des Regelbereiches, sondern Punkte, die innerhalb, jedoch nicht allzu weit von den Bereichsenden des Regelbereiches liegen. Die Drossel 24 und die Blockkondensatoren 25 dienen der Entkopplung der beiden Kanäle untereinander. Patentansprüche:

1. Verstärkungsregelungseinrichtung für einen transistorisierten Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip, gekennzeichnet durch die Anwendung der an sich bekannten Verstärkungsregelung von Verstärkerstufen mittels regelbarer Gegenkopplung in der Weise, daß die Gegenkopplung einer oder mehrerer hintereinandergeschalteter Zwischenfrequenzverstärkerstufen stufenweise für beide Kanäle gleichzeitig mittels zu- oder umschaltbarer Widerstände änderbar ist.

2. Verstärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- oder Umschaltung der Widerstände elektronisch mittels Schaltdioden durchführbar ist.

3. Verstärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle bis auf eine Verstärkerstufe jedes Kanals etwa gleiche Verstärkungsfaktoren« aufweisen, daß diese Verstärkerstufen mittels der entsprechend gewählten, stufenweise umschaltbaren Gegen- ; kopplung jeweils zwischen den Verstärkungsfaktoren α und 1 umschaltbar sind und daß die eine, nicht den Verstärkungsfaktor a. aufweisende Verstärkerstufe zwischen den Verstärkungsfaktoren Y» und 1 umschaltbar ist.

4. Versiärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall des großen Verstärkungsgrades an den einzelnen Verstärkerstufen beider Kanäle ein bestimmter Gegenkopplungswiderstand angeschaltet ist, daß für den Fall des Verstärkungsgrades 1 ein weiterer Gegenkopplungswiderstand in Reihe zu diesem Widerstand zuschaltbar ist, daß für die Zuschaltung an jeder α-Verstärkerstufe zwei Dioden vorgesehen sind, daß alle Dioden eines Kanals gleichstrommäßig in Reihe geschaltet sind, derart, daß zwischen zwei benachbarten Stufen jeweils zwei Dioden liegen, und daß jeweils an diese Dioden je nach Schaltstellung eines Verstärkungsgradschalters die Steuerspannung anschaltbar ist.

5. Verstärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Kanälen noch je eine Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Verstärkungsgradänderung eingeschaltet ist und daß diese derart bemessen ist, daß der Bereich zwischen benachbarten Stellungen der stufenweisen Verstärkungsregelung kontinuierlich durchregelbar ist.

6. Verstärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung jeweils aus einem in seinem Teilerverhältnis veränderbaren kapazitiven Spannungsteiler besteht und daß die Verläufe der durch die Änderung des Teilerverhältnisses der kapazitiven Spannungsteiler in den beiden Kanälen hervorgerufenen Verstärkungsänderungen in wenigstens zwei Punkten exakt übereinstimmen.

7. Verstärkungsregelungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Teil des kapazitiven Spannungsteilers je durch zwei als spannungsgesteuerte Kapazitäten geschaltete Dioden gebildet ist und daß diese Dioden derart angeschaltet sind, daß sie von der zu regelnden Wechselspannung in ihrer Kapazität entgegengesetzt beeinflußt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 846 706, 971912,
. 007 812, 1042 042, 1067 086, 1081079;
USA.-Patentschriften Nr. 2 022 972, 2559587;
»radio-mentor«, 10, 1960, S. 827.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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