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Einrichtung zur Übertragung modulierter Trägerwellen.
Die Erfindung bezieht sieh auf eine Einrichtung zur Übertragung modulierter Trägerwellen, insbesondere auf einen Radioempfänger, bei welcher eine Veränderung des Verstärkungs-bzw. Über- tragungsmasses in Abhängigkeit von einer aus den Übertragungsschwingungen gewonnenen Regelgrösse, vorzugsweise Regelspannung erfolgt, und hat den Zweck, die Wirkungsweise solcher Schaltungen mit automatischer Verstärkungsregelung zu verbessern und durch die Wirkung der verbesserten auto- maischen Verstärkungsregelung die Ausgangsamplitude des verstärkten Trägers für einen weiten
Variationsbereich der Eingangsamplitude im wesentlichen konstant zu halten.
Es sind bereits Schaltungen zur automatischen Verstärkungsregelung bekannt, bei welchen die verstärkten Trägerschwingungen direkt einem Gleichrichter zwecks Gewinnung einer Regelspannung zugeleitet werden, wobei die Regelspannung dem Steuergitter einer oder mehrerer Röhren des Über- tragungskanales zugeführt wird, um die Verstärkung umgekehrt zu Schwankungen der Trägereingangs- amplitude zu verändern. Diese Schaltungen gestatten aber keinen völligen Ausgleich der durch Ver- änderungen der Eingangsamplitude bedingten Schwankungen der Ausgangsamplitude, weil eine
Erhöhung der Regelspannung nur eintreten kann, wenn auch eine entsprechende Vergrösserung in der
Amplitude des verstärkten Trägers eintritt.
Es bleiben also trotz der Regelwirkung gewisse Schwan- kungen der Ausgangsamplitude bestehen, welche bei den bekannten Regelschaltungen noch zu stark sind, als dass man von einem genügenden Amplitudenausgleieh spreehen könnte.
Um diese Mängel der bekannten Schaltungen zu beheben und die restlichen Schwankungen der
Ausgangsamplitude auf ein erheblich kleineres Mass zu vermindern, wird entsprechend der Erfindung vorgeschlagen, bei einem Radioempfänger mit Mitteln zur Veränderung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit yon einer aus den Übertragungssehwingungen gewonnenen Regelgrösse, wobei ein zur Gewinnung der Regelgrösse aus den Übertragungssehwingungen verwendeter Gleichrichter an den Hauptverstärkungskanal über einen Hilfsverstärker angekoppelt ist, die Verstärkung des Hilfsverstärkers in entgegengesetztem Sinne zu derjenigen Verstärkungsregelung zu beeinflussen, die durch die Regel- grösse auf mindestens eine Verstärkerstufe des Hauptübertragungskanales ausgeübt wird,
wobei die geregelte Stufe des Hauptübertragungskanales der Ankopplungsstelle für den Hilfsverstärker voraus- geht. Diese letztere Bedingung, dass es sich nämlich um eine sogenannte Rückwärtsregelung handeln soll, ist deswegen wichtig, damit nicht bei plötzlichen Vergrösserungen der Eingangsamplitude eine
Blockierung der ganzen Übertragungseinrichtung erfolgen kann, wie dies bei sogenannten Vorwärts- regelungen häufig eintritt.
Die bei der Erfindung angestrebte hohe Konstanz der Ausgangsleistung ist für moderne Empfangs- schaltungen dann besonders wichtig, wenn im Empfänger eine sogenannte Schweigeeinrichtung ange- bracht ist, durch deren Wirkung der Empfänger unwirksam gemacht wird, solange die hochfrequente
Eingangsamplitude unterhalb eines Grenzwertes liegt, der noch nicht für einen brauchbaren Empfang ausreicht. Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher nachfolgend ein moderner Empfänger beschrieben, der eine Sehweigeeinriehtung enthält.
In Fig. 1 ist das Schaltbild eines derartigen Empfängers dargestellt, u. zw. handelt es sieh um einen Superheterodyneempfänger.
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mit der Antenne 30 gekoppelt ist. Mit dieser Röhre sind drei gleichzeitig abstimmbar Siebkreise verbunden, von denen zwei, mit 64 und 65 bezeichnet, vor dem Verstärker und der andere 66 im Eingangskreis der Modulatorröhre 52 angeordnet und mit dem Ausgangskreis der Röhre 51 gekoppelt ist.
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Die Einrichtung zur Verstärkungsregelung 35 enthält eine bewegliche Spule 80, welche dem Eingangskreis der folgenden Zwischenfrequenzverstärkerstufe 36 angehört. Die Spule 80 ist mit der Spule M des Kopplungssystems 162 veränderlich gekoppelt. Daher kann die der Röhre 56 der Stufe 36 zugeführte Amplitude nach Belieben durch Verändern dieser Kopplung eingestellt werden.
Die Schwingungen werden in dem Diodenteil der Doppeldiodentriode 57'in der Stufe 37 gleichgerichtet. Nur eine der Dioden wird für die Signalgleiehriehtung benutzt. Diese Diode besteht aus der Kathode 163 und einer der Diodenanoden 164. Die Triodenelemente dieser Röhre werden als erster Teil des Niederfrequenzverstärkers 38 benutzt. Zur Veranschaulichung ist deshalb die Röhre 57'im Niederfrequenzverstärker 38 nochmals dargestellt, wo sie als Röhre 57 bezeichnet ist. Diese zweite Darstellung desselben physikalischen Elementes ist zweckmässig, weil, soweit die Schaltungswirkung betrachtet wird, dieses Element wie zwei getrennte und voneinander unabhängige Röhren arbeitet.
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Der gleichgerichtete Strom erzeugt an dem Widerstand 165 einen Spannungsabfall, weleher über den Leiter 166 dem Steuergitter des Niederfrequenzverstärkers 57 aufgedrückt wird. Die Anode der Röhre 57 ist mit der zweiten Niederfrequenzverstärkerröhre 58 über ein aus dem Widerstand 84 und dem Kondensator 85 bestehendes System gekoppelt. Die Niederfrequenzsignale werden dann in dem Gegentaktverstärker verstärkt, welcher die Röhren 59 und 159 enthält, von wo sie dann dem Lautsprecher 39 zugeführt werden.
Jeder der Zwisehenfrequenztransformatoren 160, 161, 162 ist mit zwei Kurzschlusswindun- gen 74, 74'versehen, welche mit den zugehörigen Transfonnatorspulen nur mässig gekoppelt sind ; sie dienen dazu, die Breite des durchgelassenen Frequenzbandes auf den verlangten Wert zu erhöhen.
Die gute Wirkungsweise der in der Schaltung verwendeten Schweigeeinrichtung erfordert, dass die Ausgangsamplitude am Zwischenfrequenzverstärker 34 auf einem vorher bestimmten Wert konstant gehalten wird, welcher im besonderen unabhängig sowohl von der Empfangsstärke als auch von dem Modulationsgrad ist. Es ist bekannt, dass durch die üblichen Einrichtungen zur automatischen Ver- stärkungsregelung bisher niemals beide Forderungen erfüllt waren. Die neuartige Verstärkungsregelung, welche in dem vorliegenden Empfänger benutzt wird, erfüllt die genannten Forderungen. Die Einrichtung und Wirkungsweise dieses neuen Systems wird an Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben.
Zur Konstanthaltung der Ausgangsleistung des Verstärkers 34 an der Spule 78 in Fig. 1 ist die Spule 79 mit der Spule 78 gekoppelt und durch die Verbindung 40'an den ZwischenfrequenzfiIter41 angeschlossen.
Die Ausgangsspannung des Filters 41 wird in den Zwischenfrequenzverstärkerröhren 60 und 61 verstärkt und in der Gleiehriehterröhre 63'gleichgerichtet. Die Kopplungseinrichtungen 98, 99, welche diese letzteren drei Röhren hintereinander koppeln, sind jede auf ein breites Band abgestimmt, welches symmetrisch zu der mittleren Frequenz des Zwischenfrequenzbandes liegt.
Der Gleichrichter 63'ist als Teil der Doppeldiodentriode gezeichnet, jedoch wird für die Gleichrichtung nur der Diodenteil mit der Kathode 170 und der Anode 171 benutzt. Die andere Diodenanode 172 ist mit der Kathode verbunden, so dass sie unwirksam ist ; das Gitter 173 und die Anode 174 werden als die Elemente des Triodenverstärkers 63 benutzt, welcher mit einem bei 50 angedeuteten optischen Abstimmungsanzeiger in dem Schweigesystem verbunden ist.
Bei dem betrachteten Empfänger ist es erwünscht, dass die Verstärkung durch die automatische Regelung um 100 Deeibel geändert werden kann, so dass sieh für Eingangsspannungen von 10 Mikrovolt bis zu 1 Volt eine praktisch gleichförmige Ausgangsleistung ergibt. Diese hohe Gleichförmigkeit der Ausgangsleistung des Zwisehenfrequenzverstärkers 34 wird mit Hilfe einer umgekehrten, automatischen Verstärkungsregelung erzielt, welche durch die Verbindung 46 von der Kathode der Verstärkerröhre 55 zu der Kathode der Verstärkerröhre 60 entsteht.
Diese gemeinsame Kathodenverbindung 46 ist mit Erde über einen Widerstand 76 verbunden, welcher den Emissionsstrom beider Röhren führt. Infolgedessen steuert der Emissionsstrom der Röhre 55 teilweise die Gitterkathodenspannung der Röhre 60 und daher die Verstärkung dieser Röhre. Die Vorspannung der Röhre 60 verändert sich jedoch entgegengesetzt zu derjenigen der gesteuerten Verstärker-und Modulatorröhren des Hauptsignalübertragungsweges. Wenn die Gitterkathodenspannung des Verstärkers 55 durch die Wirkung der selbsttätigen Leistungssteuerung grösser wird, nimmt ihre Verstärkung und der Emissionsstrom ab. Daher sinkt auch die Gitterkathodenspannung der Röhre 60, welche bewirkt, dass die Verstärkung der letzteren Röhre etwas ansteigt.
Somit wird die erhöhte Zwischenfrequenzspannung, welche durch die Röhre 63'gezwungen wird, die Verstärkung des Verstärkers 34 herabzusetzen, durch die erhöhte Verstärkung der Röhre 60 und ohne irgendeine Erhöhung der Eingangsleistung oder der Ausgangsleistung des Verstärkers 34 hervorgerufen. Diese Wirkung kann,, umgekehrte automatische Verstärkungsregelung,, genannt werden, weil die Verstärkung der Röhre 60 automatisch umgekehrt derjenigen der Röhren 51, 52, 54 und 55 geändert wird. Quantitativ kann die Verstärkung der Röhre 60 durch die umgekehrte automatische Verstärkungsregelung gerade ungefähr verdoppelt werden.
Dies genügt, um die Ausgangsleistung des Zwischenfrequenzverstärkers 34 nahezu völlig konstant zu halten innerhalb der Grenzen von 1 Decibel, während die empfangenen Signalstärken Veränderungen bis zu 100 Deeibel aufweisen. Die resultierende selbsttätige Leistungsregelung ist durch die Kurve 150 in Fig. 2 veranschaulicht, welche die relative Hörfrequenzausgangsleistung in Deeibel zeigt, in Abhängigkeit von der Hochfrequenzeingangsspannung in Mikrovolt.
Die Einstellung des Ausgangspegels am Verstärker 34 wird durch den Widerstand 76 bewirkt, welcher die Verstärkung der Röhre 60 beeinflusst und daher den Ausgangspegel des Verstärkers 34 bestimmt, welcher erforderlich ist, um die selbsttätige Verstärkungsregelung zu betreiben. Der einstellbare Widerstand 76 wird vorzugsweise vorher auf den genauen Wert gebracht und während des Arbeitens des Empfängers nicht geändert. Seine genaue Einstellung wird durch die Wirkung des Schweigestromkreises festgelegt.
Die Schweigeeinrichtung enthält die Verbindung 40", die Röhren 62'und 62 und die Schweigverbindungen 49 und 49'. Die Schweigewirkung wird durch die Veränderung der Gittervorspannung für die Röhre 56 hervorgerufen, wobei die Vorspannung so stark negativ gehalten wird, dass sie bei Abwesenheit von Signalen oder bei zu schwachen Signalen die Röhre unwirksam macht. Überschreitet die Signalstärke einen vorher bestimmten Wert, so stellt die Verbindung 49 die Vorspannung auf
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ihren normalen Arbeitswert ein, und die Röhre 56 wird wirksam. Diese Vorspannung ist festgelegt durch die Spannung der Quelle 102 und durch die zusätzliche Spannung, welche die normale Vor- spannung liefert und durch den Widerstand 113 infolge des Anodenstromes der Triode 62 hervor- gerufen wird.
Im Betrieb wird die Zwischenfrequenzspannung an der Verbindungsleitung 40"durch die Anode 62'gleichgerichtet.
Die Empfindlichkeitsregelung des Empfängers wird durch einen Widerstand 75 erzielt, welcher zwischen der Kathode (und dem äusseren Schirm) und der Erde der Verstärkerröhre 54 eingeschaltet ist. Hiedurch wird eine Regelung der Gitterspannung der Röhre von Hand ermöglicht, welche deshalb die Verstärkung steuert ; damit ist man in der Lage, den Empfänger unwirksam zu machen für Signale, welche zu schwach sind, um brauchbar benutzt werden zu können.
Wenn der Widerstand 75 auf geringste Empfindliehkeit des Verstärkers eingestellt ist, so wird die Charakteristik der selbsttätigen
Leistungssteuerung des Empfängers etwas geändert, wie dies durch die Kurve 150'ion Fig. 2 dargestellt worden ist, welche die Änderung der Hörfrequenzausgangsleistung in Abhängigkeit von der Hoch- frequenzeingangsleistung zeigt. Es mag erwünscht sein, die Empfindlichkeitsregelung 75. wie durch die strichpunktierte Linie 179 dargestellt ist, mechanisch mit einem Schalter 112 zu verbinden, der dem Verstärker 62 der Schweigeeinriehtung zugeordnet ist, so dass der letztere Schalter automatisch geöffnet wird, wenn die Regelungseinrichtung 75 betätigt wird.
Die Schweigeeinriehtung wird dadurch unwirksam gemacht, wenn der Empfänger so eingestellt wird, dass er auf alle Signale, auch auf die schwächsten Impulse anspricht.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Übertragung modulierter Trägerwellen, insbesondere Radioempfällger, bei welcher eine Veränderung des Verstärkungs- bzw. Übertragungsmasses in Abhängigkeit von einer aus - den Übertragungsschwingungen gewonnenen Regelgrösse, vorzugsweise Regelspannung, erfolgt und, ein zur Gewinnung der Regelgrösse aus den Übertragungsschwingungen dienender Gleichrichter an den Hauptverstärkungs- bzw.
Ubertragungskanal über einen Hilfsverstärker angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung des zwischen der Ankopplungsstelle und dem Gleichrichter liegenden Hilfsverstärkers im entgegengesetzten Sinne zu derjenigen Verstärkungsregelung beeinflusst wird, die durch die Regelgrösse auf eine der Ankopplungsstelle vorausgehende Verstärkerstufe des Hauptübertragungskanales ausgeübt wird.