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Auf mehrere Frequenzbereiche- umschaltbarer, rückgekoppelter und abstimmbarer
Verstärker oder Oszillator Die Erfindung bezieht sich auf einen rückgekoppelten,
abstimmbaren Röhrenverstärker oder Oszillator, der auf mehrere Frequenzbereiche
umschaltbar ist.
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Es, ist bereits bekannt; für den jeweils eingeschalteten Frequenzbereich
zwei Rückkopplungszweige vorzusehen und die Eigenfrequenz des einen Zweiges oberhalb,
die des anderen Zweiges unterhalb dieses Frequenzbereiches zu legen, um die gesamte
Rückkopplung nahezu frequenzunabhängig zu gestalten und dadurch den Grad der Entdämpfung
bzw. die Amplitude der erzeugten Schwingung über den Frequenzbereich hinweg angenähert
konstant zu halten: Bei einer derartigen Anordnung werden z. B. zwei entsprechend
abgestimmte Rückkopplungsspulen vorgesehen, die mit derselben Gitterkreisspule induktiv
gekoppelt sind. Bei :der Umschaltung auf verschiedene Frequenzbereiche ergeben sich
jedoch gewisse Schwierigkeiten. Bei einer bekannten Anordnung sind für jeden einzelnen
Frequenzbereich zwei besondere Rückkopplungszweige vorgesehen, die -,bei der Umschaltung
des Frequenzbereiches ebenfalls umgeschaltet werden. Die Verwendung von .doppelt
so viel Rückkopplungszweigen, wie Frequenzbereiche vorhanden sind, ,bedeutet jedoch
einen beträchtlichen Aufwand. Bei einer anderen bekannten Anordnung werden .im ganzen
nur zwei Rückkopplungszweige verwendet und die Eigenfrequenz des einen Zweiges unterhalb,
die des andern oberhalb-des gesamten erfaßbaren, in die einzelnen Frequenzbereiche
aufgeteilten, Frequenzbereiches gelegt. Diese. Anordnung ist jedoch nachteilig,
da die beste Rückkopplungswirkung und die- beste Frequ,enzunabhängigkeit
.dann
zu erzielen ist, wenn die Eigenfrequenzen der Rückkopplungszweige in der Nähe .:der
Grenzen des jeweils eingeschalteten Teilbereiches liegen.
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Ein hoher und angenähert unabhängiger Rückkopplungsgrad wind in jedem
einzelnen Frequenzbereich ohne zu großen Aufwand erfindungsgemäß dadurch erreicht;
daß eine Rückkopplungsspule mehr vorgesehen ist als Gitterspülen vorhanden sind,
und daß jede Rückkopplungsspule mit Ausnahme der aber-'halb -und unterhalb des gesamten
erfaßbaren Frequenzbereiches abgestimmten in einem bestimmten Frequenzbereich als
Rückkopplungsspule mit einer oberhalb dieses Frequenzbereiches liegenden Eigenfrequenz
und in dem nächst höheren Frequenzbereich als Rückkopplungsspule mit einer unterhalb
dieses höheren Frequenzbereiches liegenden Eigenfrequenz dient: Die Abb. 1, 41 5
und 6 stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand des Schaltbildes des
örtlichen Oszillators eines Überlagererempfängers dar. Die Penthode 5 stellt die
Oszillatorröhre dar und besitzt eine Kathode 6, eine Anode 7, ein Bremsgitter 8,
das- mit der Kathode 6 verbunden ist, ein Schirmgitter 9 und ein Stenerg.itter io.
Das Steuergitter ist mit der Kathode durch den Ableitwiderstand i i verbunden und
an .den abstimmbaren Gitterkreis durch den Kopplungskondensator 12 und die Zuleitung
13 angeschlossen. Zwischen dieser Leitung und Erde liegt der Abstimmkondensator
14 des Gitterkreises. Weiterhin ist diese Leitung durch den Kopplungskondensator
17 und die Leitung 18 mit dem ersten oder inneren Steuergitter i9 der als Heptode
ausgebildeten Mischröhre 16 verbunden.
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Der Oszillatorschwingkreis enthält eine Reihe von Induktanzen 30,
31, 32 für drei verschiedene Frequenzbereiche, die im folgenden mit A; B und C bezeichnet
sind.
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Der Bereich C mag z. B. die Frequenzen von 6,4 bis 22,5 MHz, der Bereich
B von 2 Abis 6,4 MHz ,und der Bereich A von i bis 2 MHz umfassen. Die Spulen 30,
31 und 32 sind je mit einem Ende geerdet, während ihre anderen Enden über Leitungen
35, 36 und 37 mit den festen Kontakten 38, 39 und 40 eines Bereichumschalters 33
verbunden sind, der gleichzeitig,die anderen abstimmbaren Kreise des Empfängers
umschalten möge. Der Schalter befindet sich in,der Stellung, die dem mit C bezeichneten
Bereich entspricht. In dieser Stellung sind die Kontakte 39 und 40 miteinander und
mit dem geerdeten Kontakt 4.1 durch einen isolierten drehbaren Schleifkontakt 42
verbunden. Hierdurch werden die nicht in diesem Wellenbereich verwendeten Gitterkreisspülen
31 und 32 kurzgeschlossen und dadurch unwirksam gemacht. Die Leitung 3,5 ist an
.den Kontakt 38 angeschlossen und über diesen mit dem isolierten Schleifkontakt
43 verbunden, welcher gleichzeitig mit dem Kontaktstreifen 44 in Verbindung steht.
Dieser Kontaktstreifen ist über eine Klemme 45 mit der Gitterleitung 13 des
Oszillators verbunden: Die Leitung 13 ist weiterhin über einen Parallelwiderstand
46 geerdet. Der in diesem Frequenzbereich C aus der Spule 30 und dem Kondensator
14 bestehenden Schwingkreis ist hierdurch an das Steuergitter io des Oszillators
gelegt.
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Jede der Gitterspulen ist mit einem passenden Abgleichparallelkondensator
47 verbunden. Die Spule 32 enthält außerdem einen festen Parallelkondensator 48.
Weiterhin sind in den 1sreisen für die beiden unteren Frequenzbereiche zur Herstellung
des Gleichlaufs in Reihe liegende Abgleichkondensatoren 49 und 5o vorgesehen, während
in dem höchsten Frequenzbereich C ein Reihenkondensator nicht erforderlich ist.
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Die Gitterkreisspulen bilden die Sekundärw icklungen von Transformatoren)
über .deren Primärwicklungen der Anodenwechselstrom der Oszillätorröhre zur Erzielung
der Rückkopplung geleitet wird. Im vorliegenden Falle sind vier Primärwicklungen
55, 56, 57, 58 vorgesehen, die in Reihe miteinander in ,der Anodenleitung 59, 6o
:des Oszillators liegen. Dabei .ist das freie Ende der Spule 58 über die Leitung
6o mit der die positive Gleichspannung führenden Leitung 61 verbunden.
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Die im höchsten Frequenzbereich wirksame Rückkopplungsspule 55 ist
zwischen die Windungen der zugehörigen Gitterspule 30 gewickelt, wie Abib.
3 mit größerer Deutlichkeit zeigt. Der Wicklungskörper 53 ist mit Einkerbungen 61
für die Windungen der Spule 30 und 62 für die Windungen der Spule 55 versehen,
um sie in einem festen Abstand voneinander zu halten. Durch diese Ineinanderschachtelurig
der Windungen wird ein verhältnismäßig großer Rückkopplungsgrad bei kleiner Streuung
und kleiner Windungszahl der Rückkopplungsspule erhalten. Da die Leiter verhältnismäßig
klein sind, kann die kapazitive Kopplung ziemlich klein gehalten wenden. Die Enden
.der Spulen werden zu Klemmen 63 geführt, wie aus Abb. 2 hervorgeht, welche die
Spulen in ihrer abwechselnden Reihenfolge in angenähert natürlicher Größe zeigt.
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Eine bei Oszillatoren häufig vorkommende unerwünschte Frequenzverwerfung
bei Änderungen der selbsttätigen Verstärkungsregel-Spannung wird hier damit vermieden,
@ daß man sowohl die Rückkopplungsspule ziemlich dein wählt als auch den Gitterblockkondensator
12
'verhältnismäßig, klein, z. B. gleich 33 pF, macht und @entsprechend dem Gitterableitwiderstand
i i eine Größe . von 15o ooo Ohni gibt. Diese Wirkung berqht auf dem festen Verhältnis
zwischen dem Innenwiderstand der Röhre, der Gegeninduktivität ,der Röhre von Anodenspule
und Gitterspule und ,den Werten ,des Gitterblockkondensators und Gitterabl.eitwiderstandes
im Verhältnis zum Eingangswiderstand und dem Röhrenwiderstand.
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Der Bereichschalter 33 entflält noch weitere Kontakte 65, 66 und 67,
.die den Kontakten 38, 39 und 40 zur Umschaltung der Sekundärwicklungen auf dem
Umfang des Schalters gegenüberliegen. Diese drei Kontakte 65, 66 und 67 sind in
der gezeichneten Stellung des Bereichsschalters durch einen drehbaren Schleifkontakt
68 miteinander verbunden, der ähnlich ausgebildet ist und in der gleichen Drehebene
liegt wie der Schleifkontakt 42. Unterhalb dieses Schleifkontaktes und in derselben
Drehebene wie der feste Kontaktstreifen 44 liegen die beiden festen Kontaktstreifen
69 und 70 mit den beiden Klemmen 71, 72. Ein verschiebbarer isolierter Kontakt
73 verbindet in der gezeichneten Stellung den Kontaktstreifen 70 mit einer
Klemme 74, welche über die Leitung 75 mit dem Verbindungspunkt 76 zwischen den beiden
Rückkopplungsspulen 55 und 56 verbunden ist. Eine weitere Leitung 7 7 verbindet
den Kontakt 65 mit dem Verbindungspunkt 78 der Rückkopplungsspulen 56 und 57 und
schließlich die Leitung 79 .den Kontakt 66 mit dem Verbindungspunkt 8o der Rückkopplungsspulen
57 und 58. Die Klemme 72 ist über die Leitung 82 und -den zur Abstimmung einer Rückkopplungsspule
dienenden Kondensator 83 geerdet, während ,die Klemme 71 über die Leitung 84 und
den Kondensator 85 geerdet ist. Dabei dient der Kondensator 83 zur Abstimmung einer
Rückkopplungsspule in dem höchsten, der Kondensator 85 zur Abstimmung einer Rückkopplungsspule
in. den beiden anderen Frequenzbereichen.
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Die verschiedenen Verbindungen der Gitterspulen und Rückkopplungsspulen
mit der Oszillatorröhre, die sich bei Betätigung des Bereichschalters, d. h. bei
linksläufiger Drehung der beweglichen Kontaktelemente 42, 43, 68 und 73 ergeben,
gehen deutlicher aus ,den Abb. 4, 5 und 6 hervor, von denen Abb. 4 die Schaltstellung
in dem Bereich C, Abb. 5 die Schaltstellung in dem' Bereich B und Aibb. 6 die Schaltstellung
in dem Bereich A wiedergibt. In dem Bereich C liegt die Spule 3o als Schwingkreisspule
parallel zum Abstimmk ondensator 14, während die Rückkopplung von der Anode über
.die Spule 55 und die Spule 56 auf die Gitterspule 3o ausgeübt wird, wobei parallel
zu letzterer ,der Kondensator 83 liegt. Die Induktivität der Spule 5:,5 ist so bemessen,
,daß ihre natürliche Eigenfrequenz oberhalb des Abstimmbereiches des Schwingkreises
30, 14 liegt, während die Eigenfrequenz der Spule 56 in Verbindung mit dem parallel
geschalteten Kondensator 83 etwas unterhalb der tiefsten Frequenz des Abstimmbereiches
liegt. Damit wird eine große und über dem Bereich gleichmäßige Rückkopplung und
infolgedessen eine konstante Oszillatoramplitude bei stabilem Arbeiten des Oszillators
bewirkt. Die Gitterspulen 31 und 32 sowie die Rückkopplungsspulen 57 und 58 sind
kurzgeschlossen.
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Abb. 5 zeigt unter Weglassung :der Oszillatorröhre, daß in dem Bereich
B die Spule 31 als Gitterkreisspule und die Spulen 56 und 57 als Rücldiopplungsspulen
geschaltet sind, während die Gitterspule 32 sowie die Rückkopplungsspule 58 kurzgeschlossen
sind. Parallel zur Rückkopplungsspule 57 liegt,der Kondensator 85, welcher die Spule
57 auf eine Frequenz unterhalb :des Bereiches B abstimmt, während die Eigenfrequenz
der Spule 56, zu welcher der Kondensator 83 jetzt nicht mehr parallel liegt, oberhalb
dieses Frequenz= bereiches liegt. Die Spule 55 sowie die Spule 3o brauchen hierbei
nicht kurzgeschlossen zu werden, da ihre wenigen Windungen für den Frequenzbereich
B nicht stören.
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Abb.6 zeigt ebenfalls unter Fortlassung der Oszillatorröhre die Verbindungen
für den Bereich A. Hierbei wirken die Spulen 57 und 58 als Rückkopplungsspulen auf
die GitterkreissPule 32. Die Eigenfrequenz :der Spule 57 liegt oberhalb des Frequenzbereiches
A, die Eigenfrequenz der Spule 58 in Verbindung mit dem nunmehr zu ihr parallel
geschalteten Kondensator 85 unterhalb dieses Frequenzbereiches.
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Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil da anwendbar, wo die zur
Verfügung stehende Anodenspannung klein ist, insbesondere bei Batterieempfängern,
idenn mit ihrer- Hilfe läßt sich auch bei kleiner Anodenspannung eine ausreichende
und von der Abstimmung unabhängige Osz.illatorspannung erreichen.