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Empfänger mit gleichzeitiger Schwund- und Trennschärferegelung Die
Erfindung betrifft einen Empfänger mit gleichzeitiger Schwund- und Trennschärferegelung.
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Es hat sich gezeigt, daß Empfänger mit Einrichtungen zur selbsttätigen
Schwundregelung nicht wunschgemäß arbeiten, wenn sie starken Signalen, beispielsweise
von einem starken Ortssender hoher Leistung, ausgesetzt waren, weil die ersten Verstärkerstufen
und die dort verwendeten Röhren nicht wirksam gegen Überlastungen geschützt waren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Empfänger mit gleichzeitiger
Schwund- und Trennschärferegelung diese Übersteuerung dadurch verringert, daß die
Trennschärfe der näher dem Ausgang des Empfängers gelegenen abgestimmten Kreise
in stärkerem Maße mit zunehmender Eingangspannung herabgesetzt wird als die Trennschärfe
der näher dem Eingang gelegenen Kreise.
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Die, Vorteile der Erfindung gehen aus folgender Überlegung hervor:
Es sei ein Empfänger mit selbsttätiger Schwundregelung angenommen, bei dem, wie
üblich, zwischen einer in der Nähe des Eingangs liegenden schwundgeregelten Röhre
und dem die Schwundregelspannung liefernden Gleichrichter eine starke Selektion
der Trägerfrequenzsignale stattfindet. Beien Einfallen starker Signale sorgt die
Schwundregelung des ,Empfängers .für genügend starke negative Gittervorspannungen
der vor dem Regelgleichrichter befindlichen Röhren und verhindert damit ein Übersteuertwerden
dieser Röhren. Tritt nun eine geringe Verstimmung .ein, so flaß die Abstimmung nicht
mehr genau auf die Trägerwelle erfolgt, so nimmt die Spannung arii Regelgleichrichter
merklich ab, da hier die Selektion schon weitgehend fortgeschritten ist. An den
Eingangsröhren hat sich aber die Spannung kaum geändert, da die bis dort gerechnete
gesamte Trennschärfe des Empfängers noch klein ist. Wenn nun der Schwundregelvorgang
einsetzt, so werden automatisch die Gittervorspannungen aller Röhren wenger negativ,
bis am Empfangsgleichrichter wieder die alte Spannung herrscht. Die Eingangsröhre
wird jetzt aber übersteuert.
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Ein zweiter Fall ist der, daß man auf einen schwachen Sender, der
auf der Wellenskala dicht neben einem starken, benachbarten liegt, abstimmt. An
den Regelgleichrichter gelangen infolge der fortgeschrittenen Selektion nur die
schwachen Hochfrequenzsignale des schwachen bzw. entfernten Senders, an das Gitter
der Eingangsröhre bzw. die Gitter der Eingangsröhren aber gleichzeitig noch die
Hochfrequenzspannungen des starken Senders mit erheblicher Amplitude. Die Folge
ist. wieder eine Übersteuerung
der Anfangsstufen. Der Grund liegt
in beiden Fällen darin, daß die Spannung am Regelgleichrichter kein Bild der Spannung
am Steuergitter der Eingangsröhre ist, und das beruht wieder darauf, daß zwischen
Eingangsröhre und Regelgleichrichter stark selektive Übertragungsglieder eingeschaltet
sind.
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Um die eben geschilderten Übelstände zu vermeiden, hat man also neben
die bisher im wesentlichen allein beachtete Förderung für eine selbsttätige Schwund-
und Trennschärferegelung: i. stark einfallende Stationen sind mit geringer Verstärkung
und Trennschärfe, schwach einfallende mit hoher Verstärkung und Trennschärfe zu
empfangen noch folgende Forderung zu stellen: 2. die Trennschärfe der zwischen einer
schwundgesegelten Röhre und dem zugehörigen Regelgleichrichter liegenden übertragungsglieder
muß möglichst klein sein, so daß in diesem Teil des Empfängers eine möglichst geringe
zusätzliche Selektion erfolgt; mit anderen Worten: das Schwergewicht der Selektion
ist an eine andere Stelle des Empfangskanals, z. B. in die Kreise vor den geregelten
Röhren zu legen.
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Letztere Forderung steht allerdings bei dem derzeitigen Stand der
Technik im Widerspruch zu der- Forderung i, soweit diese bei schwach einfallenden
Sendern hohe Trennschärfe des gesamten Empfängers verlangt. Die Regel der vorliegenden
Erfindung gestattet nun, den bei jeder Signalstärke günstigsten Kompromiß zwischen
beiden Forderungen herzustellen; während bei Empfang eines schwachen Senders die
Eingangskreise so trennscharf wie möglich sein müssen und die Trennschärfe der weiter
vom Eingang entfernt liegenden Stufen immerhin noch so hoch sein muß; daß die gesamte
Trennschärfe ausreicht; wird bei wachsender Signalstärke die obige Formell dadurch
immer besser erfüllt, daß die Herabsetzung der Trennschärfe der weiter hinten liegenden
Kreise in stärkerem Maße erfolgt als die der dem Eingang näher liegenden Kreise.
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Abb. i zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung das Schaltbild
eines Überlagerungsempfängers mit einer Hochfrequenzverstärkerröhre i, einem ersten
Gleichrichter 3, einer Zwischeiifrequenzverstärkerröhre 5 und einem zweiten Gleichrichter
7. Die. Hochfrequenzverstärkerröhre i enthält eine Kathode 9, ein Steuergitter i
i, ein Schirmgitter 13, ein Bremsgitter 15 und eine Anode 17. Der Eingangskreis
der Röhre i enthält einen Höchfrequenztransformator igä dessen Primärwicklung 21
an Antenne 25 und Erde angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung 23 durch den
einen Teil eines Gieichlaufkondensatorsatzes bildenden Drehkondensator 27 überbrückt
und mit denn oberen Ende mit dem Steuergitter ii verbunden ist. Der Kondensator
29 bildet einen Hochfrequenzweg zwischen der Kathode 9 und dem unteren, geerdeten
Ende der Sekundärwicklung 23.
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Die Anode 17 erhält eine positive Spannung von dem an der Spannungsquelle
33 liegenden Spannungsteiler 31, und zwar ist sie mit dem oberen Ende des Spannungsteilers
über einen Abstimmkreis 35 verbunden, der eine Induktivität 37 und einen DrehkondensatOr
39 enthält, welcher einen anderen Teil des Gleichlaufkondensators bildet.
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Das Steuergitter i i wird mittels des Vorspannwiderstandes 41 in der
Kathodenzuleitung auf einem negativen Potential gehalten.
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Der erste Gleichrichter 3 ist ebenfalls eine Bremsgitterröhre, jedoch
enthält er außer den in der Röhre i enthaltenen Elementen noch eine Gleichrichterelektrode
4.3, die sich in der Nähe des unteren Endes der Kathode 45 befindet; diese beiden
Elemente bilden einen Diodengleichrichter. Im übrigen enthält die Röhre 3 noch das
Steuergitter 4.7, das. Schirmgitter 49, das Bremsgitter 51 und die Anode 53.
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Das obere Ende des abgestimmten Kopplungskreises 35 ist mit dem Steuergitter
47 über einen Kopplungskondensator 55 verbunden. Das untere Ende des Kreises 35
ist an 'die Kathode 45 durch einen Stromkreis angeschlossen, welcher folgenden Verlauf
nimmt: Kreis 35; Leiter 57 und 59, über den überbrückungskondensator 61 zur Erde
und von dort über den Überbrückungskondensator 63 zur Kathode 4.5.
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Der (nicht gezeichnete) Überlagerungsschwingungserzeuger ist mit dem
Steuergitter 47 durch einen Transformator 65 gekoppelt, dessen Sekundärwicklung
67 im Gitterkreis der Mischröhre liegt. Der Hochfrequenzweg dieses Gitterkreises
führt vorn Gitter 47 durch einen Widerstand 69, die Sekundärwicklung 67 und den
Überbrückungskondensator 71 zur Erde und von dort durch den Überbrückungskondensator
63 zur Kathode 45. Der Gleichstromweg für die Gittervorspannung dieses Kreises verläuft
vom Steuergitter 47 durch den Widerstand 69, die Sekundärwicklung 67 und einen Widerstand
73 zur Erde und von dort durch einen Widerstand 7 5 in der Kathodenleitung zur Kathode
45. Der Widerstand 73 und der Kondensator 71 wirken als Filter zur Unterdrückung
des
Brumms, der durch die Gitterv orspannung in den Gitterkreis eingeführt wird.
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Die Überlagerungsfrequenz wird zwecks Abstimmung mittels eines (nicht
gezeichneten) Kondensators geändert, der ebenfalls einen Teil des Gleichlaufkondensators
bildet. Die Schaltung des Überlagerers und seine Kopplung mit der Mischstufe ist
für die Erfindung ohne Belang.
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Dem Anodenkreis 35 der Röhre i wird Energie entzogen durch eine Spule
77, die mit der Induktivität 37 gekoppelt und deren oberes Ende mit der Elektrode
43 der Mischröhre 3 verbunden ist; das untere Ende der Spule 77 ist über den Widerstand
79 geerdet.
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Wenn Hochfrequenzenergie, welche einen bestimmten Betrag übersteigt,
in dem Kopplungskreis 35 auftritt, so wird ein Teil davon auf die Kopplungsspule
77 übertragen und in der Diodenstrecke der Röhre 3 gleichgerichtet. Der Strom im
Gleichrichterkreis verläuft derart, daß das obere Ende des Widerstandes 79 negativ
gegen Erde ist. Offenbar tritt in diesem Kreis keine Gleichrichtung ein, bis der
Scheitelwert der Signalspannung den Spannungsabfall an dem Widerstand 75 übersteigt.
Dieser Umstand bewirkt einen erwünschten verspäteten Einsatz der Schwundregelung.
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Das negative Ende des Widerstandes 79 ist über einen Filterwiderstand
81 mit dem Bremsgitter 15 der Hochfrequenzröhre i verbunden. Filterkondensatoren
83 und 85 sind zwischen die Enden des Widerstandes 81 und Erde geschaltet, um die
im Gleichrichterkreis auftretenden Hoch- und Niederfrequenzkomponenten auszusieben.
Die Bemessung der Filterglieder ist derart, daß die dein Bremsgitter 15 zugeführte
Regelspannung in Übereinstimmung mit der mittleren einfallenden Trägerwellenamplitude
schwankt. Der Kondensator 83 wirkt gleichzeitig als Hochpaßkondensator für den Widerstand
79. Wenn die Empfangsamplitude wächst, wird das obere Ende des Widerstandes 79 negativer
und die dem Bremsgitter 15 aufgedrückte negative Vorspannung nimmt zu.
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Eine Vergrößerung der negativen Bremsgittervorspannung verursacht
eine Verkleinerung der Verstärkung der Röhre i und setzt ihren inneren Widerstand
herab. Die Verringerung des inneren Widerstandes verbreitert die Abstimmkurve des
Kreises 35, da der innere Widerstand zum Kreis parallel geschaltet ist. Es ist zu
bemerken, daß der Anodenstrom ein wenig abnimmt, sobald das Bremsgitter negativ
gemacht wird, und dadurch die negative Vorspannung des Steuergitters verkleinert
wird. Obgleich dies auf eine Vergrößerung der Verstärkung der Röhre hinwirkt, kann
die Wirkung doch vernachlässigt werden im Vergleich zu dem Einfluß des Bremsgitters;
hinsichtlich der Trennschärferegelung wird die Wirkung der Regelung am Bremsgitter
durch die am Steuergitter unterstützt.
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Die Anode 53 der Mischröhre 3 ist über einen Kopplungskreis 87 mit
der positiven Klemme des Spannungsteilers 31 verbunden. Der Kreis 87 ist auf die
Zwischenfrequenz abgestimmt, die in üblicher Weist durch Überlagerung des Eingangssignales
mit der vom Überlagerungschwingungserzeuger gelieferten Schwingung gebildet wird.
Der Kreis 87 besteht aus einer Spule 89@ und einem parallel geschalteten Abstimmkondensator
91. Der Kreis 87 ist auf irgendeine Frequenz fest abgestimmt, die im allgemeinen
tiefer ist als die Frequenz der Eingangsschwingung.
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Die Zwischenfrequenzverstärkerröhre 5 ist von der gleichen Type wie
die Mischröhre 3 sie enthält eine Kathode 93, ein Steuergitter 95, ein Schirmgitter
97, ein Bremsgitter 99, eine Anode ioi und eine Gleichrichterstrecke 103.
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Das Steuergitter 95 ist mit dem oberen Ende des Kopplungskreises 87
über den Kondensator 105 verbunden. Ein Hochfrequenzweg zwischen der Kathode 93
und dem unteren Ende des Kreises 87 wird durch einen Kreis gebildet, der von der
Kathode 93 über einen Überbrückungskondensator 107 zur Erde und von dort über den
Kondensator 61 zum unteren Ende des Kreises 87 führt. Das Steuergitter 95 erhält
eine negative Vorspannung durch einen in. der Verbindung zwischen der Kathode 93
und Erde liegenden Vorspannungswiderstand io9, an dessen Abzweigung es durch einen
Gitterwiderstand i i i angeschlossen ist. Man bemerkt, daß in diesem Falle die Gittervorspannung
kleiner ist als der Gesamtspannungsabfall längs des Widerstandes io9, oder, mit
anderen Worten, kleiner ist als die Verzögerungsspannung im Regelkreis. Die Höhe
der Verzögerungsspannung hängt von den Arbeitsbedingungen des Empfängers ab.
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In manchen Fällen kann es erwünscht sein, die Verzögerungsspannung
ganz fortfallen zu lassen, so daß die Verbreiterung des übertragenen Frequenzbandes
unmittelbar nach dem Empfang eines Signals einsetzt. Beim Fortfall der Verzögerungsspannung
wird die Kathode geerdet und das Gitter in üblicher Weise mit einem negativen Punkt
des Netzspannungsteilers verbunden.
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In gleicher Weise wie. in der vorhergehenden Stufe ist eine Spule
113 mit der Induktiv ität 89 des Kreises 87 gekoppelt, um den Elektroden 9.3 und
103 der Diodenstrecke in der Röhre 5`Hochfrequenzenergie zuzuführen.
Der
Diodenstromkreis verläuft vom oberen Ende der Spule i13 zur Elektrode 103
und durch die Entladungsstrecke zur Kathode 93, durch den Widerstand sog zur Erde
und von dort durch den Widerstand i15 zum unteren Ende der Spüle 113.
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Das Bremsgitter 51 der Mischröhre 3. ist über einen Filterwiderstand
117 mit dem oberen Ende des Widerstandes 115 verbunden, wodurch das Bremsgitter
ein negatives Potential, erhält, dessen Größe von dem Betrag der aus dem Kreis 87
in die Kopplungsspule 113 übertragenen Energie abhängt. Die zwischen die Enden des
Widerstandes 117 und Erde eingeschalteten Kondensatoren i 19 und 121 spielen dieselbe
Rolle wie die Kondensatoren 83 und 85 in den vorhergehenden Stufen: Aus dem Kreis
87 wird mehr Energie nach dem angeschlossenen Gleichrichterkreis übertragen als
aus dem Kreis 35 nach dem dazugehörigen Gleichrichterkreis, weil die Signale in
der Mischstufe verstärkt wurden. Infolgedessen erhält das Bremsgitter 51 der Mischröhre
3 eine größere Regelspannung als Glas Bremsgitter 15 des Hochfrequenzverstärkers
i. Da das einfallende Signal das Bremsgitter 51 mehr negativ macht als das Bremsgitter
15 der vorhergehenden Verstärkerstufe i; ist es klar, daß die Abstimmkurve des Ausgangskreises
87 der Mischstufe mit zunehmender Signalstärke mehr verbreitert wird als die des
vorhergehenden Abstimmkreises 35. Außerdem wird die Verstärkung der Mischstufe 3
in höherem Maße herabgesetzt als die Verstärkung der Hochfrequenzverstärkerröhre
i.
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Die Anode ioi der Zwischenfrequenzverstärkerröhre 5 ist mit der positiven
Klemme des Spannungsteilers 31 über einen. weiteren Abstimmkreis 123 verbunden,
der eine Spule 125 und einen Parallelkondensator 127 enthält.
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Die Empfangsgleichrichterröhre 7 ist von derselben Type wie die Röhre
3 und 5 und enthält eine Kathode 129, ein Steuergitter 131, ein Schirmgitter 133,
ein Bremsgitter 135, eine Anode 137 und eine Gleichrichterelektrode 139.
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Das Steuergitter 131 ist mit dem oberen Ende des Kopplungskreises
123 durch einen Kopplungskondensator verbunden. Der Hochfrequenzweg zwischen der
Kathode 129 und dem unteren Ende des Kreises 123 führt durch den Überbrückungskondensator
143 zur Erde und von dort durch den Überbrückungskondensator 61 und den Leiter 59.
Wie in der vorhergehenden Stufe erhält das Steuergitter 131 eine negative Vorspannung
durch den zwischen die Kathode 129 und Erde geschalteten Widerstand 47; das Gitter
ist über einen Widerstand 149 mit einem Punkte des Widerstandes 147 verbunden. Die
Gleichrichterelektröde 139 ist an das obere Ende der Spule 151 angeschlossen,
welche mit der Spule 125 des Kreises 123 induktiv gekoppelt ist. Das untere Ende
der Spule 151 ist über den Widerstand 153, Erde und den Widerstand 147 mit
der Kathode 129 verbunden. Das am oberen Ende des Widerstandes 153 bei der Übertragung
von Signalenergie auf die Spule 151 auftretende negative Potential wird dem Bremsgitter
99 über einen Filterwiderstand 155 zugeführt. Die Kondensatoren 157 und 159
dienen demselben Zweck wie die entsprechenden Filterkondensatoren in den vorhergehenden
Stufen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung und Erklärung geht hervor, daß die
wirksamste Trennschärferegelüng in dein letzten Zwischenfrequenzkreis auftritt.
Wenn man daher annimmt, daß die beiden Zwischenfrequenzkreise 87 und 123 in Abwesenheit
eines Eingangssignals dieselbe Selektivität besitzen, so wird bei einer derartigen
Zunahme der Signalstärke, daß die Lautstärke- und Selektiv itätsregelung wirksam
wird, die Resonanzkurve des zweiten Kreises 123 breiter sein als die des vorhergehenden
Kreises 87, obgleich auch die Resonanzkurve des Kreises 87 selbst schon wesentlich
verbreitert wurde.
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Während im allgemeinen die Resonanzkurve der Höchfrequenzkreise breiter
ist als die der Zwischertfrequenzkreise, kann es erwünscht sein, die Kreise so einzustellen,
daß für ganz stärke Signale eines Ortssenders die Resonanzkurve des letzteren Zwischenfeequenzkreises
breiter ist als die der Hochfrequenzkreise. Diesen Zustand erhält man sehr leicht,
da die Dämpfung der Zwischenfrequenzkreise beim Anwachsen der Signalstärke äußerst
rasch wächst im Vergleich zu den Hochfreqüenzkreisen, wo die Regelspannung notwendigerweise
klein ist.
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Der niederfrequente Signalauszug des Empfangsgleichrichters 7 wird
einem (nicht gezeichneten) Niederfrequenzverstärker über einen Niederfrequenzübertrager
161 zugeführt, dessen Primärwicklung 163 zwischen die Anode 137 und die positive
Klemme des Spannungsteilers 31 angeschlossen ist. Das Bremsgitter 135 ist unmittelbar
mit der Kathode 129 verbunden.
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Die Schirmgitter 13, 49, 97 und 133 der Röhren 1, 3, 5 und
7 erhalten eine positive Spannung durch Leitungen, die an einen Punkt des Spannungsteilers
31 angeschlossen sind. Die Schirmgitter sind hochfrequenzmäßig durch einen Kondensator
165 geerdet.
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Obgleich die Diodengleichrichterkreise in Abb. i mit den Anodenkreisen
induktiv gekoppelt dargestellt würden; kann auch jede
andere geeignete
Kopplung verwendet werden. Zwei solche Kopplungen werden in den Abb. 2 und 3 gezeigt,
worin für die mit der Abb. i übereinstimmenden Teile dieselben Bezugszeichen vorkommen.
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In Abb.2 ist der Diodengleichrichter der Röhre 5 mit dem Ausgangskreis
der Röhre 3 durch einen Kondensator 167 gekoppelt, der zwischen der Anode 53 der
Röhre 3 und der Gleichrichterelektrode 103 der Röhre 5 liegt. Wie man sieht, ist
der übrige Teil der Schaltanordnung gleich der Kopplungsschaltung zwischen den Röhren
3 und 5 in Abb. i mit der Ausnahme, daß die Kopplungsspule 113 und die Filterkondensatoren
119 fehlen. Der Hauptunterschied besteht darin, daß im Falle der Abb. i eine sogenannte
Reihenspeisung des Gleichrichters und in der Abb. 2 eine sogenannte Parallelspeisung
vorliegt.
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In Abb.3 wird der Gleichrichter der Röhre 5 parallel gespeist mittels
des Kopplungskondensators 167; der Unterschied gegenüber Abb.2 besteht darin, daß
dort die Anodenspannung der Anode 53 über den Abstimmkreis 87 zugeführt wird, während
dies hier durch eine Kopplungsimpedanz, z. B. einen Widerstand 169, erfolgt.
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In Abb. 3 liegt der Kondensator los zwischen der Anode 53 und dem
Kopplungskreise 87, wobei die vom Widerstand log erzeugte negative Vorspannung dem
Gitter 95 durch den Kreis 87 zugeführt wird. . Der Kopplungskondensator 167 ist
zwischen dem oberen Ende des Kreises 87 und der Gleichrichterelektrode 103 angeschlossen.
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Die in den Abb. 2 und 3 dargestellte Kopplung kann in allen Verstärker-
und Gleichrichterstufen, welche Kreise zur selbsttätigen Lautstärke- und Trennschärferegelung
besitzen, angewendet werden. Es kann aber auch ein Teil der Gleichrichter in Parallelschaltung
und ein anderer Teil in Reihenschaltung angeschlossen werden.