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Einrichtung zur Unterdrückung von Störgeräuschen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur Unterdrückung von störenden Geräuschen beim Empfang
elektrischer Wellen durch eine derartige Steuerung einer der Empfangsröhren, daß
diese unwirksam wird, wenn die Intensität der empfangenen Zeichen unter einen vorbestimmten
Wert fällt.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Störgeräusche zu unterdrücken,
sobald deren Intensität größer ist als die Zeichenintensität oder wenn keine Empfangszeichen
vorhanden sind. Es ist bereits bekannt, den Niederfrequenzv erstärker bei fehlender
Hochfrequenz zu sperren. Diese Sperrung erfolgt bei der bekannten Anordnung mit
Hilfe eines Relais, das einen Niederfrequenzkreis kurzschließt, wenn die Intensität
der Hochfrequenz unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Es handelt sich bei dieser
Anordnung also um einen sog. Krachtöter, der mit einer Kontaktsteuerung arbeitet.
Es wurde außerdem vorgeschlagen, eine Niederfrequenzverstärkerröhre durch automatische
Änderung ihrer Gittervorspannung unwirksam zu machen, wenn die Hochfrequenz in einem
Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung unter einen bestimmten Betrag
sinkt. Die Steuerspannung für die Blockierung einer oder mehrerer Frequenzstufen
wird dabei aus dem Anodenkreis einer geregelten Hochfrequenzröhre entnommen, und
es wird eine besondere Röhre zur Erzielung der geeigneten Spannungscharakteristik
verwendet. Es ist fernerhin vorgeschlagen worden, zur Krachbeseitigung eine Einrichtung
zu verwenden, die den Empfänger unterhalb einer bestimmten Hochfrequenzeingangsamplitude
sperrt, wobei die Einrichtung selektiv an eine Hochfrequenz führende Leitung des
Empfängers angekoppelt ist, so daß sie im wesentlichen nur auf die Trägerfrequenzen
der zu empfangenden Sender anspricht.
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Die Erfindung bildet eine Einrichtung zur Geräuschunterdrückung, die
leicht einstellbar ist und die die Eigenschaft hat, beim Auftreten von Geräuschen,
die in einem bestimmten Verhältnis die gewünschten Hochfrequenzschwingungen übertreffen,
den Niederfrequenzverstärker plötzlich zu blockieren.. Diese Wirkung wurde erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß bei einer Anordnung, bei der eine im Empfangskanal liegende
Niederfrequenzverstärkerröhre mittels einer besonderen, durch die Signalamplitude
vom Demodulator
her gesteuerten Umkehrröhre beeinfluht %t-ird, der
Demodulator als Zweipolröhre ausgebildet und die Umkehrröhre unmittelbar von der
Zweipolröhre gesteuert ist.
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Da in dieser Anordnung als Gleichrichter eine Diode benutzt wird,
kann der Arbeitsbereich der Unterdrückungseinrichtung praktisch unbegrenzt gewählt
«-erden: denn der Diodengleichrichter liefert von Null bis zu beliebiger Höhe Ausgangsströme,
die der Eingangsspannung proportional sind. Die in der Schaltung befindliche L'nikehrröhre
weist eine solche Charakteristik auf, daß sie sofort das vollständige Aus- oder
Einsetzen der Arbeit der gesteuerten Niederfrequenzröhre bewirken kann. Die erfindungsgemäße
Schaltung ist ferner auch bei Empfängern ohne selbsttätige Verstärkungsregelung
im Hochfrequenzteil anwendbar.
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Die Schaltung nach Fig. i enthält einen Hoeltfrequenzverstärker i
i, der zur Verstärkung der ankommenden Zeichen dient und dem Eingangskreis des Zweielektrodendetektors
12
die verstärkten Zeichen aufdruckt. Das gleichgerichtete Zeichen wird dann
durch den Niederfrequenzverstä.rker 13 verstärkt, der die gesteuerte Röhre
in der Anordnung bildet: die Verstärktuig des gleichgerichteten Zeichens wird erfindungsgemäß
mittels einer Ger:ittsclirinterdrückungsröhre 14 beeinflußt, deren Arbeitsweise
in der Schaltung nachfolgend erklärt wird.
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Der Eingangskreis der Radiofrequenzverstärkerröhre i i enthält einen
abgestimmten Kreis 15 und der Ausganskreis dieses Verstärkers die Spule 2o, die'
mit der Spule des abgestimmten Eingangskreises 21 des Detektors 12 induktiv gekoppelt
ist. Im Detektorausgangskreis befinden sich der Gitterableitungswiderstand 22 und
der Hochfrequenzüberbrückungskondensator 23. Der Gitterableitungswiderstand 22 und
der Kondensator 23 sind so dimensioniert, daß die Röhre 12. die als Zweielektrodenröhre
geschaltet ist, als Spitzendetektor arbeitet.
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Ein Ende des Widerstandes 22 ist über den Widerstand 2.I mit dem abgestimmten
Kreis i ; verbunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers i i ist durch die Spannungsquelle
vervollständigt: eine Vorspannungsbatterie 3>> ist vorgesehen, um, wie später erklärt
werden wird, dem Gitter der Röhre die geeignete Vorspannung zu geben. Die gleichgerichteten
Zeichen werden dem Verstärker 13 über den Kopplungskondensator 31 und den Widerstand
32 zugeführt. Der Spannungsabfall längs eines Teiles dieses Widerstandes 32 wird
dem Gitter der Verstärkerröhre 13 aufgedrückt. Der Verstärker 13 ist mit
einer Gittervorspannungsquelle 35 und finit einem Ausgangskreis versehen, der die
Ausgangsspule 3< und d:e Spannungsquelle 37 enthält Die Sltule 3() ist mit der
Spule 38, deren Zuführungen 3<9 Init einem Lautsprecher oder mit dein
1,--ingangskreis eines weiteren Niederfre<luetizverst:irkers verbunden sein können,
induktiv gekoppelt. Die an dem Widerstand 22 auftretenden Spannungsschwankungen
werden direkt dem Gitter der Gerätischunterdrükkungsröhre 14 zugeführt, deren "Ausgangskreis
den unterhalb des Abgriffes 34 liegenden "feil des Widerstandes 32 enthalt. Die
Spannungsquelle 33 liefert die Spannung für die Anode der Möhre 14.
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DieGeräuschunterdrückungsröhre soll einen hohen Verstärkungsfaktor
und einen scharfen Knick in ihrer Gitterspannungsanodenstromcharakteristik haben,
damit eine verhältnismäßig kleine Änderung der Gitterspannung eine entscheidende
_lnderung im Anodenstrom verursacht. Ferner soll die gesteuerte Röhre, hi diesem
Fall die 1`iihre i in Verstärker 13, einen genügend holten Verstärkungsfaktor haben,
damit geringe Änderungen der negativen Gittervorspannung die Röhre so vorspannen,
daß der :ltioelenstrom abgeschnitten wird.
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Im Betrieb wird die Hochfrequenzverstärkerröhre ii mittels der Spannungsquelle
30 so vorgespannt, daß sie ihre maximale Empfindlichkeit hat, wenn
kein Zeichen vorhanden ist. Das Vorhandensein eines hohen mittleren Stromes über
den Gitterableitungswiderstand 2 2 verursacht am Gitter der Röhre i i eine negative
Spannung in bezug auf die Kathode und setzt infolgedessen die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers
herab.
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Werden dem Eingangskreis des Detektors 12 keine Hochfrequenzzeichen
zugeführt, so wird das Gitter der Geräuschunterdrückungsröhre i.1 im wesentlichen
das gleiche Potential haben wie die Kathode, und ein maxiinaler Anodenstrom wird
durch den unteren Teil des Widerstandes 32 fließen. Dadurch erhält der Punkt 34
und das Gitter des Niederfrequenzverstärkers 13 eine Vorspannung, die so weit unter
der normalen Vorspannung, die durch die Vorspannungsquelle 33 erzeugt wird, liegt,
daß der Anodenstrom abgeschnitten ist und keine Verstärkung oder Übertragung durch
die Röhre mehr stattfindet, obwohl die Spannung ain Punkt 34 durch den gleichgerichteten
Strom, der durch den Kopplungskondensator 31 und den Widerstand 32 fließt, schwankt.
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Wenn andererseits dem Detektor durch den Verstärker i i ein Zeichen
aufgedrückt wird, nimmt der mittlere Strom durch den Widerstand 22 und damit die
mittlere Spannung an seinem unteren Ende zu, und der Anodenstrom der Ger;iuschunterdrückungsröhre
14 nimmt ab, wodurch die Spannung am dem
Punkt 34 ansteigt und es
gestattet, daß die Röhre 13 als Niederfrequenzverstärker der ihr durch den Kopplungskondensator
zugeführten Zeichen arbeitet.
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Die Geräuschunterdrückungswirkung kann dadurch erzielt werden, daß
man die Verstärkung irgendeiner Röhre regelt, die derjenigen folgt, die die Unterdrückungsröhre
speist, wie z. B. eines Zwischenfrequenzverstärkers, des zweiten Detektors oder
des ersten oder zweiten Niederfrequenzverstärkers.
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Die Abschneidung des Anodenstromes der Niederfrequenzröhre wird durch
den Spannungsmittelwert an dem Gitterableitungswiderstand 22 bestimmt; deshalb wird
beim Auftreten starker Geräusche in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Geräuschunterdrückungsröhrenkreise
an dem Kondensator 23 und dem Widerstand 22 eine hinreichende Spannung entstehen,
die eine Abnahme der Vorspannung des Niederfrequenzverstärkers 13
bewirkt,
so daß kein Geräusch durchgelassen wird. Der Punkt, an dem die Röhre 14 so vorgespannt
ist, daß kein Anodenstrom fließt und dadurch die Blockierungsspannung der Röhre
13 aufgehoben wird, kann leicht von Hand so eingestellt werden, daß er den jeweiligen
Empfangsverhältnissen entspricht und d.aß mehr oder weniger von dem Geräusch abgeschnitten
wird. Eine für diesen Zweck besonders geeignete Anordnung besteht aus einer als
Geräuschunterdrückungsröhre verwendeten Schirmgitterröhre mit einstellbarem Schirmgitterpotential.
Durch diese Anordnung kann das Abschneiden des Anodenstromes so eingestellt werden,
daß die an dem Widerstand 22 zur Ingangsetzung der Niederfrequenzverstärkung benötigte
Spannung in Abwesenheit eines Zeichens nicht erhalten wird.
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Eine derartige Schaltung ist in Fig. 2 dargestellt; sie ist der in
Fig. i gezeigten weitgehend ähnlich. Gleiche Teile sind auf der Fig.2 mit den gleichen
Bezeichnungen wie auf Fig. i versehen. Indessen stellt diese Zeichnung ein aus der
Praxis hervorgegangenes Schaltschema dar, das von der oben beschriebenen Zeichnung
im Prinzip dadurch abweicht, daß eine gemeinsame Spannungsquelle vorgesehen ist.
In dieser Schaltung ist eine Reihe von Widerständen zwischen die Spannungszuleitungen
gelegt, deren negatives Ende durch 49 und deren positives Ende durch 50 dargestellt
ist. Die Erdleitung der Schaltung ist mit einem mittleren Punkt 5 i verbunden. Die
Vorspannung zwischen :dem Gitter und der Kathode der Röhre i i wird durch den Teil
des Widerstandes 22, der zwischen dem Punkt 22' und dem rechten Ende des Widerstandes
liegt, durch den Widerstand 9 und den Widerstand zwischen den Punkten 49 und 51
bestimmt. Wenn kein Zeichen empfangen wird, wind der durch den Widerstand zwischen
49 und 51 fließende Strom die Anfangsgittervorspannung erzeugen. Die zur automatischen
Lautstärkeregelung erforderliche Vorspannung wird durch den über den Widerstand
22 fließenden gleichgerichteten Strom erzeugt. Die Gittervorspannung der Röhre 1q.
wird mittels der-ganzen Widerstandes 22 erhalten. Ein Widerstand 17 liegt in der
Gitterzuleitung der Röhre 1q., um zu verhindern, .daß Hochfrequenzzeichen dem Gitter
der Röhre 14 aufgedrückt werden; ein Überbrückungskondensator 18 dient demselben
Zweck. Ein Hochfrequenzüberbrückungskondensator 55 ist auch zwischen das untere
Ende des abgestimmten Kreises 15 und die Kathode der Röhre z i geschaltet.
Das Schirmgitterpotential der Röhre 1d. kann nach Wunsch durch den veränderlichen
Kontakt 52 auf dem Widerstand zwischen den Punkten 51 und 53 eingestellt werden.
Der Kontakt zwischen den Anoden- und Gitterzuführungen der Röhren 1d. bzw.
13 ist, wie durch 3q.' angedeutet, veränderlich gemacht, wodurch die Lautstärke
des Empfängers geregelt werden kann. Die Anodenkreise der Röhren 14 und
13 enthalten die Widerstände 28 bzw. 48, um die Spannungen dieser Teile geeignet
einstellen zu können. Zur Ableitung von Hochfrequenz dienen die Überbrückungskondensatoren
27 und 29.
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Der Abgriff 22" am Widerstand 22 kann auch mit vorausgehenden Hochfrequenzverstärkerröhren
verbunden sein, um auf Wunsch eine automatische Verstärkungsregelung solcher Röhren
zu gestatten. Die Schaltung nach Fig. 2 ist in erster Linie dazu bestimmt, die Ausführung
der Erfindung am Zwischenfrequenzverstärker und zweiten Detektor eines Superheterodyneempfängers
zu zeigen, in welchem Fall die Kreise 15 und 2i auf die Zwischenfrequenz abgestimmt
und weitere Hochfrequenzverstärkerröhren und eine erste Detektorröhre vorgesehen
werden, deren Gittervorspannungen durch die Verbindung .mit dem Abgriff 22" des
Widerstandes 22 automatisch geregelt werden können.
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Der hohe Verstärkungsfaktor der Schirmgittergeräuschunterdrückungsröhre
ermöglicht es, daß eine kleine Veränderung in der mittleren Spannung an dem Gitterableitungswiderstand
eine große Veränderung im Anodenstrom bewirkt und deshalb eine große Änderung in
der Vorspannung des Ni-ederfrequenzverstärkers. Auf .dieseWeise wird. bei kleiner
Änderung der erforderlichen Spannung über den Gitterableitungswi@derstand der Niederfrequenzverstärker
scheinbar ein- und ausgeschaltet, wenn der Empfänger langsam über ein Zeichen abgestimmt
wird.
Zur Erklärung vier Arbeitsweise der Absclineideniveauregelulig
dient Fig. 3, die eine Cberlastungscharakteristik eines Radioempfängers mit automatischer
L autstärkeregelung zeigt. Die Ordinaten sind Ausgangsspannungen vom Niederfrequenzverstärker,
und die Abszissen stellen die in die Antenne einfallenden Zeichen in 1likrovolt
dar. Die Kurve 6o gibt die Gesamtcharakteristik eines Empfän-gers. der bei
höchsterEmpfindlichkeit arbeitet, wieder. Diese Kurve ist aufgenommen bei ausgefilterter
Geräuschausgangsleistung. Die Kurve 6o' ist der Teil der Ausgangsleistung, der zu
den Röhrengeräuschen gehört, die in Kurve 6o ausgefiltert waren. Die Kurve 6o" gibt
die gesamte Ausgangsspannung auf Grund der Empfangszeichen und der Röhrengeräusche
wieder.
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Die Kurve 61 zeigt den Ausgang des NTiederfrequenzverstärkers, wenn
der Empfänger finit geringerer Empfindlichkeit arbeitet, wie es z. B. bei Ortsempfang
der Fall sein würde. Die Empfindlichkeit des Empfängers ist dann, wie angedeutet,
so herabgesetzt, daß keine Geräuschkomponente im Ausgang ist, die von den Röhren
verursacht wird.
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Die Kurven 6o-6o"-62 zeigen den Ausgang eines Empfängers mit Geräuschunterdrücker
nach der vorliegenden Erfindung mit der Abschneidegrenzregelungseinrichtung etwa
für die praktisch niedrigste Abschneidegrenze. Diese Grenze ist in diesem Beispiel
so gewählt worden, daß sich ein Niederfrequenzausgang ergibt, der halb Geräusch
und halb Zeichen ist, unter der Annahme der idealsten atmosphärischen Bedingungen
mit absoluter Freiheit von atmosphärischen Störungen. Diese Bedingungen geben eine
Empfindlichkeit von ungefähr .4 Mikrovolt. Wenn jedoch die Spannung der Zeichenfrequenz
unter den Punkt 63 fällt, der ungefähr 3 Mikrovolt entspricht. wird der Geräuschunterdrücker
arbeiten, und die gesteuerte Röhre wird keinen Zeichenausgang gestatten.
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Wenn die Geräuscheingangsstärke auf etwa 2o ,likrovolt zuniiriint,
was durch Punkt 64 angedeutet ist, kann die Abschneidegrenze bis zum Punkt 65 durch
Einstellung .des Absclineidereglers erhöht werden; und wenn immer ein empfangenes
Zeichen stärker ist als etwa 30 Mikrovolt, wird ein Niederfrequenzausgang entsprechend
Kurve 6o-66 erhalten werden. Sowie die Zeichen unter 30 Mikrovolt fallen,
wird der Niederfrequenzverstärker (lern Lautsprecher keine Zeichen mehr übertragen.
Beim Empfang eines Zeichens von ioo Mikrovolt erreicht die Ausgangsspannung des
Lautsprechers Zoo Volt, wie durch 67 angedeutet. Andererseits würde bei einfachem
Ortsempfang unter den gleichen Bedingungen die Ausgangsspannung für ein gleich starkes
Zeichen weniger als 3o Volt, wie durch den Punkt 68 angedeutet, betragen.
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Wenn das Geräuschniveau höher ist, kann der Abschneideregler so betätigt
werden, daB ein Zeichen von ioo Mikrovolt, durch 69 angedeutet, nötig ist, damit
die Unterdrückungsröhre die Wiedergabeapparatur zum Arbeiten bringt.
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Die Verbindung von der Anode der Geräuschunterdrückungsröhre 14 zu
dem Widerstand 32 kann bei irgendeinem gewünschten funkt, beispielsweise an seiner
Spitze, liegen, obgleich die gezeigte Anordnung sich als vollstiindig zufriedenstellend
erwiesen hat, dank der Tatsache, daß der Teil des Widerstandes 32, der im Gitterkreis
der Röhre 13 und Anodenkreis der Röhre i I liegt, zunimmt, wenn derRegler
auf eine höhereAusgangslautstärke eingestellt ist, wodurch die Abschneidevorspannung
ani Gitter der Röhre 13 zunimmt, cla erhöhte Unterdrückung benötigt wird.
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Im Hinblick darauf, claß wegen der ungleichförmigenEingangsspannungen
dasLautstärkeniveau beim Abstimmen steigen und fallen würde und daß der Empfänger
daher nicht ausreichend mit einem Abschneidegrenzregler betrieben werden könnte,
ist es, wie bereits bemerkt, wünschenswert, daß die Eingangskreise eines Empfängers,
der diese Geräuschunterdrückungserfiridung enthält, eine gleichförmige Leistung
geben, sonst müBte der Abschneidegrenzregler verändert werden, während der Empfänger
über seinen Bereich abgestimmt wird.
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Die Arbeitsweise der Schaltung in Fig.2 ist in allen anderen Gesichtspunkten
der in Fig. i gleich.