DE812797C - Diskriminatorschaltung fuer Frequenzmodulation - Google Patents

Description

• Diskriminatorschaltung für Frequenzmodulation Die Erfindung bezieht sich auf Diskriminatorschaltungen für Frequenzmodulation und betrifft im wesentlichen besonders einfache und zweckmäßige Schaltmaßnahmen, die insbesondere zum wahlweisen Empfang von amplitudenmodulierten und frequenzmodulierten Sendungen geeignet sind. Meist werden zur Demodulation frequenzmodulierter Sendungen zwei Diodenstrecken oder eine Duodiode mit zwei getrennten Kathoden verwendet. Im Zuge der allgemeinen technischen Entwicklung werden meist ein oder zwei Diodenstrecken mit einer Verstärkerröhre als Verbundröhre in einem Glaskolben vereinigt, jedoch mit einer gemeinsamen Kathode für das Verstärkersystem und die Diodenstrecken, da die Anordnung je einer getrennten Kathode für die beiden Diodenstrecken einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand mit sich bringt.
• Die Erfindung bezweckt einen Diskriminator für Frequenzmodulation derart zu schalten, daß nur eine einzige Diodenstrecke notwendig ist, so daß Empfangsschaltungen mit den handelsüblichen Röhren in einfacher Weise gebaut werden können. Erfindungsgemäß werden bei einer Diskriminatorschaltung für Frequenzmodulation zwei auf die gleiche Frequenz abgestimmte Schwingungskreise derart gekoppelt, daß die Spannungsvektoren der beiden Filterkreise sich addieren und die Phasenlage der leiden Vektoren von der übertragenen Frequenz abhängig ist, ferner wird die resultierende Hochfrequenzspannung mittels einer einzigen Diodenstrecke gleichgerichtet und die Niederfrequenzspannung an der Anode der Diode, vorzugsweise an der dieser zugewendeten Seite des Koppelkondensators abgenommen. Es ist vorteilhaft, mit dem auf die Zwischenfrequenz für frequenzmodulierten Empfang, vorzugsweise etwa 10,7 MHz abgestimmten Schwingungskreis einen zweiten auf normale Rundfunkzwischenfrequenz, vorzugsweise etwa 468 kHz abgestimmten Schwingungskreis derart in Reihe zu schalten, daß für beide Resonanzfrequenzen eine Verstärkung und Demodulation erfolgt. Zweckmäßigerweise arbeitet die den Filterkreisen vorhergehende Röhre zum Empfang der frequenzmodulierten Schwingung bei niedriger Anoden- und Schirmgitterspannung als Begrenzer, jedoch für amplitudenmodulierte Zwischenfrequenz von vorzugsweise etwa 468 kHz bei höherer Anodenspannung als Verstärker. Im allgemeinen ist es günstig, die Spannung des auf etwa 468 kHz abgestimmten Kreises zwecks automatischer Regelung der dem Filter vorhergehenden Röhre einer zweiten Regeldiode zuzuführen und die Regelleitung beim Empfang frequenzmodulierter Sendungen kurzzuschließen, wobei gleichzeitig eine für die Begrenzung geeignete Zeitkonstante des Gitterkreises hergestellt wird. Besondere schaltungstechnische Vereinfachungen ergeben sich bei Ver-'%vendung einer Verbundröhre, die außer einem Verstärkersystem noch zwei Diodenstrecken mit gemeinsamer Kathode enthält, von denen die eine zur Demodulation von Frequenzmodulation und Amplitudenmodulation, die andere zur Erzeugung der Regelspannung dient.
• Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren beschrieben. Es zeigt Fig. i ein vereinfachtes Prinzipschaltbild, Fig.2 eine Demodulationskurve, Fig.3 eine ausgeführte Schaltung zum wahlweisen Empfang für amplitudenmodulierten Rundfunk und frequenzmodulierten Ultrakurzwellenrundfunk.
• In Fig. i ist die letzte Röhre i des Zwischenfrequenzverstärkers dargestellt, sie arbeitet bei einer Anodenspannung von etwa 30 V gleichzeitig als Begrenzer. An der Anode der Röhre wird daher über den gesamten Frequenzhub eine von der Frequenz unabhängige konstante Amplitude der Schwingungen gewährleistet. An die Anode ist der aus Indrzktivität 2, Parallelkondensator 3 und nötigenfalls dem Dämpfungswiderstand 4 bestehende Schwingungskreis angeschlossen, der auf eine Resonanzfrequenz von 10,7 MHz abgestimmt ist. Mit dem Resonanzkreis ist der aus Spule 5 und Parallelkondensator 6 bestehende, auf die gleiche Resonanzfrequenz von 10,7 MHz abgestimmte Schwingungskreis kritisch induktiv gekoppelt. Die Anode der Röhre i ist außerdem über den Kondensator 7 mit der Mittelanzapfung der Induktivität 5 verbunden. Bei Zuführung der Resonanzfrequenz auf das Gitter der Röhre i sind die den beiden Schwingkreisen entsprechenden Spannungsvektoren um 9o° gegeneinander phasenverschoben. Bei Frequenzänderung der zugeführten Schwingungen wird die Phasenverschiebung größer oder kleiner als 9o°. Infolge der Verbindung über den Kondensator 7 werden der primäre Spannungsvektor und die Hälfte des sekundären Spannungsvektors addiert, so daß sich eine resultierende Spannung ergibt, deren Größe von der eingangs zugeführten,Frequenz abhängig ist. Mittels der Diode Dl wird diese in ihrer Größe schwankende Hochfrequenzspannung gleichgerichtet. Am Widerstand 9 entsteht eine der jeweiligen Größe des 1 lochfrequenzstromes proportionale Richtspannung. Die Schwankungen dieser Richtspannung werden über den Siebwiderstand io, den Kondensator 11 und das Potentiometer 12 als Niederfrequenzspannung abgenommen und dienen zur Steuerung des nicht dargestellten Niederfrequenzverstärkers.
• Im allgemeinen muß dafür gesorgt werden, daß der Kondensator 7 die Kopplung zwischen dem Schwingkreis 2, 3 einerseits und 5, 6 andererseits nicht in unerwünschter Weise beeinflußt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die durch den KondensatOr 7 bedingte kapazitive Kopplung der beiden vorerwähnten Schwingkreise durch eine entsprechende induktive entgegenwirkende Kopplung dieser beiden Schwingkreise kompensiert werden, oder aber es wird das der Diode abgewendete Ende der Induktivität 5 über eine Kapazität, deren Größe vorzugsweise gleich ist der Diodenkapazität, geerdet, so daß der 'Kondensator 7 an die elektrische Mitte der Spule angeschlossen ist.
• Zu einer ganz exakten Symmetrierung der Spule 5 ist das der Diode abgewendete Ende dieser Spule über einen Widerstand zu erden, dessen Größe etwa gleich ist dem dynamischen Diodenwiderstand der Diode In Fig. 2 ist die Abhängigkeit des im Widerstand 9 fließenden Richtstromes von der eingangs zugeführten Frequenz graphisch dargestellt. Diese Kurve ist an der vorstehend beschriebenen, also sehr einfachen Diskriminatorschaltung tatsächlich gemessen worden, und es zeigt sich, daß sie im Arbeitsbereich völlig linear verläuft, daß also die Diskriminatorschaltung auch hohen Qualitätsanforderungen entspricht.
• Fig. 3 zeigt eine Schaltung dieses einfachen Diskriminators, die bei einem minimalen Aufwand an Schaltelementen einerseits den Empfang einer frequenzmodulierten Zwischenfrequenz von 10,7 MHz, andererseits den Empfang einer amplitudennrodulierten Zwischenfrequenz von 468 kHz ermöglicht, wobei im letzteren Fall auch eine automatische Verstärkungsregelung erfolgt.
• Beim Empfang der frequenzmodulierten Schwingungen sind die Schalter S, und S2 geschlossen. Uber den Kondensator 14 von ioo pF wird die Zwischenfrequenz dem Steuergitter der Verbundröhre 15 vom Typ EBF i i zugeführt. Mit dem Widerstand'16 von 5o kS2 ergibt sich eine für die Begrenzerwirkung geeignete Gitterzeitkonstante. Die Schaltung und.Wirkungsweise des Anodenkreises der Röhre 15 entspricht der in Fig. i dargestellten und beschriebenen Anordnung. Die einander entsprechenden Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In die Kathodenzuleitung der Röhre 15 ist der Widerstand 17 mit parallel liegendem Kondensator 18 geschaltet. Bei der Benutzung der Röhre als Begrenzer sind jedoch diese beiden Schaltelemente bedeutungslos.
• Bei Rundfunkempfang mit einer ZwischenfNequenz von 468 kHz werden die Schalter S, und S2 geöffnet, und die Röhre 15 arbeitet miteiner Anodenspannung und Schirmgitterspannüng von ioo V als Verstärker für die amplitudenmodulierte Zwischenfrequenz von 468 kHz. Im Anodenkreis hefin-

  det ;ich zusätzlich der aus der Selbstinduktion icg

  und dein Kondensator 20 bestehende, auf die Zwi-

  schenfrequenz von .168 kHz abgestimmte Schwin-

  gtitigskreis. Für die Frequenz von 468 kHz bildet

  der auf die Frequenz 10,7 MHz abgestimmte

  Schwingungskreis ('2, 3, ¢) einen Kurzschluß, wäh-

  rend utngekelirt für die Zwischenfrequenz von

  10,7 MHz der Kreis 19, 20 einen Kurzschluß dar-

  stellt. Die am Schwingungskreis 10, 2o entstehende

  Idochfrequenzspannung wird mit derselben Diode 1)i

  detnoduliert wie die frequenzmodulierte Schwin-

  gung von 10,7 MHz. Die notwendige GittcrN-orspati-

  nung für die Röhre 15 wird durch das aus Kathoden-

  widerstand 17 und Parallelwiderstand 18 bestehende

  RC-Glied erzeugt. Die zweite Diodenstrecke D2 der

  Röhre 15 ist über den Kondensator 21 ebenfalls an

  den Schwingungskreis für 468 kHz gekoppelt. Die

  am #,#'i<lerstatid z2 entstehende Riclitspatinung wird

  über den Siebwiderstand 23, den Siebungskonden-

  sator 25 und die Widerstände 2:1 und 16 dem Steuer-

  gitter zur automatischen Verstärkungsregelung zu-

  geführt. Die Widerstände 26 und 27 bilden eine

  Spannungsteilerschaltung und dienen zur wahlwei-

  sen Einstellung der Anodenspannung von 30 bzw.

  too V; der Kondensator 28 wirkt als Siebkonden-

  sator.

  Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen

  Schaltanordnung liegt darin, daß die Umschaltung

  von FN1- auf ANI-Einpfang ohne Eingriffe in Hoch-

  fl-edtIetizsl>annting führende Teile der Schaltung er-

  folgt.

Claims (5)

1. PATI?NTANSPRt1CIIE: I. Diskriniinatorschaltung für Frequenzmo- dulation, gekennzeichnet durch eine derartige Kopplung von z\\ ei auf die gleiche Frequenz all- g<#stininiten Filterkreisen, daß die Spannungs- vektoren der beiden Filterkreise sich addieren und die Phasetllage der leiden Vektoren von der übertragenen Frequenz abhängig ist, und da- durch, <laß die resultierende Hochfrequenzspan- nung mittels einer einzigenDiodenstrecke gleichgerichtet und die Niederfrequenz an der Anode der Diode, vorzugsweise an dem dieser zugewendeten Seite des Koppelkondensators, abgenommen wird.
2. 2. Diskriminatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dein auf die Zwischenfrequenz für frequenzmodulierten Empfang, vorzugsweise etwa 10,7 MHz abgestimmten Schwingungskreis ein zweiter auf normale Rundfunkzwischenfrequenz, vorzugsweise etwa .468 kHz, abgestimmter Schwingungskreis derart in Reihe geschaltet ist, daß für beide Resonanzfrequenzen eine Verstärkung und Demodulation erfolgt.
3. 3. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Empfang der frequenzmodulierten Schwingung die den Filterkreisen vorhergehende Röhre bei niedriger Anoden- und Schirmgitterspannung als Begrenzer arbeitet, jedoch für amplitudeninodulierte Zwischenfrequenz von vorzugsweise etwa .168 kl-lz bei höherer Anodenspannung als Verstärker. q.
4. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des auf etwa 468 kHz abgestimmten Kreises zur automatischen Regelung der dem Filter vorhergehenden Röhre einer zweiten Regeldiode zugeführt wird und die Regelleitung beim Empfang frequenzmodulierter Sendungen kurzgeschlossen wird, wobei gleichzeitig eine für die Begrenzung geeignete Zeitkonstante des Gitterkreises leergestellt wird.
5. 5. Diskriminatorschaltung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Verbundröhre, bestehend aus einer Verstärkerröhre und zwei Diodenstrecken, von denen die eine zur Demodulation von Frequenzmodulation und Amplitudenmodulation; die andere zur Erzeugung der Regelspannung dient.