DE507803C - Verfahren zur Erzielung konstanter UEberlagerungsfrequenzen fuer Mehrfachnachrichtenuebermittlung auf kurzen Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überlagerungsempfänger für Mehrfachnachrichtenübermittlung, d. h. einen Empfänger zur Aufnahme ungedämpfter Wellen, die für eine Reihe von Frequenzen oder Frequenzbereichen moduliert sind, um eine Mehrzahl von Signalkanälen zu schaffen.

Bei Empfängern von mehrfacher Überlagerung und mit Bandfilterverstärkern zur gleichzeitigen Verstärkung von mehreren Frequenzen wird das Abstimmen beträchtlich schwierig wegen der überaus großen Genauigkeit, auf die die örtlichen Schwingungserzeuger eingestellt werden müssen, und wegen der Notwendigkeit, ihre Frequenzen in einem festen Verhältnis aufrechtzuerhalten, damit die Schwebungsfrequenzen zu den Frequenzen der Bandfilterverstärker passen.

Der Empfänger gemäß der Erfindung ent-

hält eine Anzahl von Überlagerungen, wodurch für genauen Empfang dieselbe Frequenz an verschiedenen Teilen des Empfängers erhalten wird; er enthält ferner Mittel, um diese Frequenzen einem gemeinsamen Steuerkreis zuzuführen und Mittel, um einen oder mehrere der Überlagerer einzustellen, wodurch in dem gemeinsamen Steuerkreis eine Schwebung Null erhalten werden kann.

Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch einen Empfänger zur Aufnahme einer dreifach modulierten Trägerwelle, wobei zwei der Modulationen telegraphische Modulationen und die dritte eine telephonische Modulation ist.

Die aufzunehmenden Signale umfassen ein telephonisches Signalfrequenzband von etwa 2000 Perioden Breite (zwischen etwa 400 und 2400 Perioden), eine Telegraphierfrequenz von 7000 Perioden und eine Telegraphierfrequenz von 9000 Perioden, moduliert auf einer Trägerwelle von 20 000 000 Perioden, und es wird angenommen, daß die einzigen Wellenbänder, die von dem Sender ausgestrahlt werden, sind:

(a) die Trägerfrequenz — 20000000 Perioden,

(b) das Telephonband — 20 000 000 Perioden

zL Telephonfrequenzband,

(c) erstes Telegraphenband — 20 000 000 Perioden +. 7000 Perioden,

(d) zweites Telegraphenband — 20 000 000 Perioden ±. 9000 Perioden.

Gemäß der Abb. 2 werden alle Frequenzen auf einer Antenne N aufgenommen und gehen dann durch einen scharf abgestimmten Hochfrequenzkreis T, der jede Welle eliminiert, deren Frequenz um 180 000 Perioden größer ist als die Trägerfrequenz (20 000 000). Die modulierte Trägerfrequenz der Ausgangsseite des abge-

stimmten Kreises wird nun mittels einer ersten Überlagerungsfrequenz erzeugt bei H₁ und durch die Modulationsröhren M₁ zu einer modulierten Trägerfrequenz von 180 ooo Perioden verändert; diese-Trägerfrequenz wird dann in einem mehrstufigen Siebverstärker A₁ verstärkt, der unten scharf bei 170 000 Perioden und oben scharf bei 190 000 Perioden abschneidet und so bemessen ist, daß jede Gleichrichtung vermieden ist. Die letzte Stufe dieses Verstärkers enthält Kopplungsröhren CV₁, CV₂, deren Gitteranodekapazitäten sehr sorgfältig neutralisiert sind und die mit scharf abgestimmten Kreisen verbunden sind, wodurch der durch das TeIephonband besetzte Frequenzbereich, der in der Mitte des ganzen Bandes des Verstärkers liegt, von dem ganzen Verstärkerband ausgesiebt ist. Dieses Gerät zum Aussieben der Frequenz ist in der üblichen Weise in der Zeichnung (Abb. 1) schematisch dargestellt. Für das ganze Frequenzband von 170 000 bis 190 000 Perioden erfolgt die Zuführung bei A und die Abführung bei B (s. die Zeichnung Abb. 1); die Abführung des zentralen telephonischen Bandes erfolgt bei C, von wo es durch ein Telephonfilter F₁ (Abb. 2) geht, das so angeordnet ist, daß es nur diejenigen Frequenzen durchläßt, die durch die telephonisch modulierte Trägerfrequenz bedeckt werden. Das Frequenzband wird dann gleichgerichtet und in dem Verstärker D₁ verstärkt, geht alsdann durch einen automatischen Dämpfungsregler, mit AGC und A₂ bezeichnet, und wird bei A₃ wieder verstärkt und in Leitung geschickt oder sonst nutzbar gemacht. Als ein automatischer Dämpfungsregler kann beispielsweise ein regelbares System von Dämpfungswiderständen verwendet werden, welches mit Relaisschaltern stufenweise eingestellt werden kann. Die Relais, welche die verschiedenen Dämpfungswiderstände ein- und ausschalten, sind dabei so eingestellt, daß sie auf Ströme proportional zu der zu begrenzenden Stromstärke ansprechen. Zur Betätigung der Relais wird alsdann die gleichgerich-45. tete Empfangshochfrequenzenergie selbst benutzt, so daß, wenn letztere beispielsweise eine große Amplitude besitzt, die auf hohe Ströme ansprechenden, starke Dämpfung hervorrufenden Relais betätigt werden, während bei kleiner Empfangsamplitude nur schwache Dämpfung verursachende Relais betätigt werden. Es ist zu bemerken, daß das telephonische Frequenzband vor seiner Gleichrichtung ausgesiebt wird, wodurch in Verbindung mit dem Telephonsieb die Tastgeräusche der telegraphischen Signale von dem telephonischen Bande ferngehalten werden.

Der Ausgang der Leitungen B (s. Abb. 1) wird der Wirkung eines zweiten Generators H₂ (s: Abb. 2) und von Modulatoren M₂ unterworfen, wodurch die Trägerfrequenz in eine Frequenz von 30 000 Perioden verändert wird, worauf diese neue Trägerfrequenz durch ein auf 30 000 Perioden abgestimmtes Filter unterdrückt wird. Diese Trägerfrequenzunterdrükkung erfolgt aus folgenden Gründen:

1. Die Trägerfrequenz ist viel stärker als irgendeine von den modulierenden Wellen, und deshalb ist jeder Versuch, eine weitere große Verstärkung von allen modulierenden Wellen getrennt oder als Einheit ohne Unterdrückung der Trägerfrequenz zu erhalten, sehr schwierig, wenn Sättigung und Gleichrichtung, wie es der Fall ist, sorgfältig vermieden werden sollen.

2. Da es sich bei der Verwendung einer kurzen Welle herausgestellt hat, daß bei Modulation von 5000 Perioden und aufwärts der Zeitunterschied der Schwundwirkung für die Trägerfrequenz und die beiden Seitenbänder genügend merklich zu werden beginnt, so macht man von dieser Erscheinung Gebrauch, um die Folgen des Schwundes zu verringern, und zwar einmal durch getrennte Benutzung der Seitenbänder und ferner dadurch, daß die veränderliche Trägerfrequenz unterdrückt und später wieder mit einer konstanten Amplitude zugeführt wird.

Die modulierten Signale werden nun nach Unterdrückung der Trägerfrequenz durch zwei parallele Filter F₃, F]₁ geschickt, die die oberen und unteren Modulationsseitenbänder aussieben und die Telephonfrequenzen stark schwächen. Das untere Filter läßt nur Frequenzen unterhalb 26 000 Perioden und das obere Filter nur Frequenzen oberhalb 34000 Perioden durch. Auf diese Weise werden die Seitenbänder ausgesiebt, um den Vorteil der häufig beobachteten Zeitdifferenzen zwischen ihnen beim Schwund zu erhalten. Naturgemäß können die obenerwähnten Filter auch durch geeignete Bandfilter ersetzt werden.

Die Ausgänge der Filter F₃, F₄ gehen nun durch mehrstufige Bandfilterverstärker A₁₁, A₅, die jeder ein Frequenzband von 4000 Perioden Breite bei einer mittleren Frequenz in einem Fall 8000 Perioden und im anderen Fall 8000 Perioden unter 30 000 Perioden zulassen. (8000 Perioden ist natürlich die mittlere Frequenz zwischen den beiden telegraphischen Frequenzen). Der Ausgangsenergie aus diesen Bandfilterverstärkern wird in den Remodulatoren R₁, R₂ an Stelle der unterdrückten Trägerfrequenzen eine solche von konstanter Amplitude zugesetzt, welche durch einen lokalen Generator G erzeugt und über die Kopplungsröhren CV₃, CV^ zügeführt wird. Dieser Lokalgenerator, der eine Trägerfrequenz von 30 000 Perioden erzeugt, sowie der zweite Überlagerer H_& müssen von möglichster Konstanz und möglichst rein und frei von Harmonischen sein. Zweckmäßig werden sie durch eine Neonröhre oder einen ähnlichen Wellenmesser W₁ und W₂ gesteuert, wodurch

ihre Frequenzen eingestellt und innerhalb 50 Perioden des gewünschten Wertes aufrechterhalten werden können, welcher Genauigkeitswert vollkommen genügt.

Die Ausgänge der Remodulatoren, die zu je einem Seitenband gehören, gehen nun durch parallele Filter F₅, F_e, F₅', F₁/. Die Filter F₅ und F₆ lassen 7000 Perioden ±_ 500 Perioden durch (die zulässige Variation bei der ursprüngliehen Trägerfrequenz) und die Filter F₅' und F₆' 9000 Perioden ±_ 500 Perioden. Die nun ausgesiebten telegraphischen Frequenzen werden bei Z)₂, D₃ und Z)₄, Z)₅ gleichgerichtet, und es gehen die Gleichstromkomponenten der entsprechenden Frequenzen durch Begrenzerröhren L₁, V₁, L₂, V₂ und telegraphische Brükken B₁, B₂.

Man kann auch die Gleichstromausgangskomponente der oberen und unteren Seitenbänder der telegraphischen Bänder verbinden und ihre Wirkung in derselben Begrenzerröhre und denselben telegraphischen Brücken kombinieren, anstatt sie gesondert aufzuzeichnen. Wenn die Zeitkonstante für die Signale aus dem Ausgang des oberen und des unteren Seitenbandes wenig verschieden ist, kann man die erforderliche Zeitkorrektur durch einen Verzögerungskreis erhalten, der entweder in den Hochfrequenz- oder in den Niederfrequenzkreis einer der telegraphischen Aufnahmevorrichtungen eingeschaltet ist.

Der lokale Generator G ist gemäß der Erfindung so angeordnet, daß er ·—· zweckmäßig durch Kopplungsröhren CF₅ — einen die Wiedergabevorrichtung steuernden Kreis Ai₃, zweckmäßig von der Gegentakttype, speist, dessen Eingangskreis von einem oder allen Sperrkreisen gespeist wird, die in der Konstruktion des Filters Z^₂ enthalten sind, das zur Unterdrükkung der 30 000periodigen Trägerfrequenz dient.

Die gleichzeitige Wirkung auf den Kreis M₃

und die Welle 30 000 des lokalen Generators erzeugen im Ausgang der Aufnahmevorrichtung einen Schwebungston, der Null ist, wenn die ursprüngliche Trägerfrequenz genau auf 30 000 Perioden eingestellt wird. Dieser Schwebungston wird bei A₆ verstärkt und zu einem Lautsprecher oder Anzeigeinstrument geführt.
Im Betrieb werden der lokale Generator G und der zweite Überlagerer H₂ zweckmäßig so eingestellt, daß sie konstant sind; man hält den letzteren auf der genauen Wellenlänge, so daß sich ein Schwebungston 30 000 ergibt, solange der erste Überlagerer den ursprüngliehen Träger auf 180 000 Perioden — die mittlere Frequenz des ersten Bandverstärkers — ändert, so daß die Einstellung auf den ersten .Überlagerer beschränkt wird.

Naturgemäß ändert jede Änderung der ursprünglichen Einstellung den Schwebungston Null bei A_e in einen akustischen Ton (entweder wegen der Frequenzänderung der Trägerfrequenz an der Sendestation oder wegen der Änderung der Überlagerer an der Empfangsstation); dieser akustische Ton zeigt den Änderungsbetrag an.

Damit nicht die Sprechfrequenz im Ausgang der Steuerröhre auftritt, ist bei M₂ ein Filter für die unteren Frequenzen vorgesehen, das bei 500 Perioden scharf abschneidet. Der Ausgang dieses Filters kann, wie oben erwähnt, durch den Niederfrequenzverstärker A₆ verstärkt werden, der auf einen Lautsprecher arbeitet, der nur für die Nullpunkteinstellung ruhig ist. Erforderlichenfalls können ferner in den Ausgangskreis des Verstärkers A₀ empfind-• liehe Relais eingeschaltet werden, die etwa auf 250, 350 und 450 Perioden abgestimmt sind und Lampen von verschiedenen Farben zum Aufleuchten bringen.

Man kann auch eine Harmonische des Generators G als zweiten Überlagerungsempfänger Zf₂ benutzen, wodurch die Anordnung noch einfacher wird. Wenn z. B. die Mittelbandfrequenz des Verstärkers A₁ 181998 Perioden ist und die Trägerfrequenz, die bei Z^₂ zu unterdrücken und bei JS₁, R₂ wieder zuzuführen ist, 30 333 Perioden ist, so ist die siebente Harmonische der bei G erzeugten Frequenz (nämlich 212 331 Perioden) genau die bei M₂ zugeführte Frequenz.

Wenn mehrere Empfänger gemäß der Erfindung nahe beieinander angeordnet werden, beispielsweise in demselben Zimmer, wählt man zweckmäßig einen gemeinsamen Hauptgenerator G für alle Empfänger, wobei dann eine Harmonische des Ausganges dieses Generators als zweiter Hauptüberla gerer Zi₂ für alle Empfänger benutzt wird. Diese Anordnung vermeidet viele Störungen, die sonst von unerwünschten Schwebungen herrühren.

Die harmonische Frequenz des Generators G kann man auf beliebige Weise erzeugen. Im praktischen Betriebe hat sich folgendes Verfahren als besonders zweckmäßig erwiesen:

Die Grundfrequenz wird durch einen Röhrenkreis erzeugt und fließt in einem Schwingungskreis, der einen Kondensator mit Induktanz im Nebenschluß enthält.

Da die Impedanz des Kondensators zur harmonischen Frequenz geringer ist als die Impedanz der Induktanz, fließt ein größerer Strom von harmonischer Frequenz in dem Kondensatorkreis; durch Koppeln einer Spule mit einer kleinen Induktanz in diesem Zweig kann der Strom von harmonischer Frequenz erhalten und einem abgestimmten Verstärker zugeführt werden.

Man erkennt, daß die oben beschriebene Vorrichtung insbesondere folgende Vorteile bietet:

1. eine sehr einfache Abstimmung eines Mehrfachempfängers;

2. eine Momentananzeige für jede Änderung, die am Empfänger auftritt oder benötigt wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:
   ι. Verfahren zur Erzielung konstanter Überlagerungsfrequenzen bei Empfängern für Mehrfachnachrichtenübermittlung auf kurzen Wellen mit zwischenfrequenter Verstärkung und Filterung der Seitenbänder, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Aufrechterhaltung der richtigen Überlagerungsfrequenz die durch Überlagerung von lokal

   ίο erzeugten, mit den ankommenden hochfrequenten Schwingungen entstehende Zwischenfrequenz, gegebenenfalls nach vorhergehender nochmaliger Überlagerung mit einem zweiten lokalen Generator, in einem Nebenkreis mit den Schwingungen eines auf die gewünschte Überlagerungsfrequenz abgestimmten lokalen Generators zur Interferenz gebracht wird, und daß die Einhaltung der Schwebung Null in diesem Kreis als Anzeigemittel für die richtige Abstimmung der übrigen Überlagerungsgeneratoren dient.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschwebungsfrequenz, die sich von einem der Überlagerer ergibt, an einem Teil des Empfängers unterdrückt und an einem anderen wieder zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Überlagerungsfrequenzen durch eine Harmonische des Ausganges einer anderen Überlagerungsfrequenz gebildet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz in dem gemeinsamen Steuerschwebungskreis durch einen Lautsprecher oder durch abgestimmte Relais angezeigt wird, die Lampen betätigen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen