DE723507C - UEberlagerungsempfangsschaltung mit Gegenkopplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlagerungsempfangsschaltung, bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung derselben mit den Empfangsschwingungen in zwei elektronisch voneinander getrennten Entladungssystemen, stattfindet und bei der das Mischsystem wenigstens ein Empfangssteuergitter, ein Überlagerungssteuergitter und ein dazwischen befindliches Schirmgitter enthält.

Es ist in der Niederfrequenzverstärkertechnik allgemein üblich, zur Behebung von Verzerrungen wegen Krümmung der Röhrencharakteristik eine negative Rückkopplung anzuwenden.

Auch im Hochfrequenzteil von Radioempfängern treten infolge der Krümmung der Röhrencharakteristik Schwierigkeiten auf, wie z. B. die sogenannte Kreuzmodulation. Man hat bereits vorgeschlagen, diese Schwierigkeiten durch Anwendung einer negativen Rückkopplung im Hochfrequenzverstärker zu bekämpfen. Dieses Verfahren "zur Bekämpfung der Kreuzmodulation konnte aber bisher nicht Anwendung finden, wenn die Kreuzmodulation in der Mischröhre stattfindet. Die Anwendung der üblichen Schaltungen für negative Rückkopplung in der Mischstufe eines Radioempfängers gibt nämlich im allgemeinen zu unerwünschten Kopplungen zwischen dem Empfangskreis und dem Oszillatorkreis Anlaß, die u. a. zur Verringerung der Konversionssteilheit und zur Ausstrahlung der örtlichen Schwingungen von der Antenne führen können.

Auch wenn in der Mischstufe keine starke Kreuzmodulation eintritt, ist es vielfach erwünscht, in der Mischstufe eine negative Rückkopplung anzuwenden, und zwar um das Auftreten von Harmonischen der empfangenen Frequenzen, die hinderliche Interferenztöne herbeiführen könnten, zu vermeiden.

Bekannt ist ein Überlagerungsempfänger, bei dem die Überlagerungsschwingungen der Misch-

röhre dadurch zugeführt werden, daß die Kathodenleitung der Mischröhre einen Widerstand enthält, welcher gleichzeitig in der Kathodenleitung der Oszillatorröhre liegt. Ferner ist eine Überlagerungsempfangsschaltung bekannt, bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung dieser mit den Empfangsschwingungen in dem gleichen Elektrodensystem stattfinden und bei der in die ίο Kathodenleitung dieses Elektrodensystems eine Induktivität eingeschaltet ist, welche den Zweck hat, die Überlagerungsfrequenz von den Speisespannungen unabhängig zu machen.

Es ist weiterhin ein Überlagerungsempfänger für Ultrakurzwellen bekannt, bei dem in die Kathodenleitung der Mischröhre eine Kapazität von mindestens 20 cm eingeschaltet ist, deren Impedanz jedoch zu klein ist, um eine wirksame Gegenkopplung herbeizuführen. Die Erfindung bezweckt, eine Mischschaltung für Überlagerungsempfänger zu schaffen, bei der negative Rückkopplung Anwendung findet und unerwünschte Kopplungen zwischen dem Oszillatorkreis und dem Empfangskreis vermieden werden.

Erfindungsgemäß werden bei einer Überlagerungsempfangsschaltung der anfangs bezeichneten Art, bei welcher im Kathodenkreis des Mischsystems eine vom Wechselstrom sämtlicher stromführender Elektroden durchfiossene Impedanz liegt, dem Mischsystem die Empfangsschwingungen zwischen dem kathodennahen Steuergitter und der Kathodenimpedanz (Gegenkopplungsimpedanz) und die Überlagerungsschwingungen zwischen dem anodennahen Steuergitter und der Kathode unmittelbar zugeführt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Mehrgitterröhren mit zwei Steuergittern, die durch ein oder mehrere Schutzgitter voneinander getrennt sind, die Steuerung des Kathodenstroms nahezu ausschließlich durch die Spannung des innersten Steuergitters erfolgt. Verwendet man das innerste Steuergitter als Eingangssteuergitter bei einer Mischschaltung, so wird der Kathodenstrom demzufolge nahezu ausschließlich von den empfangenen Schwingungen abhängen, so daß über eine in die Kathodenleitung aufgenommene Rückkopplungsimpedanz eine Spannung auftreten wird, die ausschließlich die Frequenzen der empfangenen Schwingungen und nicht die örtliche Frequenz enthält. Wenn die beiden Steuergitterkreise derart angeschlossen werden, daß die Rückkopplungsspannung im Kreis des Eingangssteuergitters, aber nicht im Kreis des Oszillatorsteuergitters, auftritt, können sämtliche unerwünschten Kopplungen vermieden werden.

Die Kombination der vorgenannten Maßnahmen ermöglicht es also, auch bei der Mischstufe einer Überlagerungsempfangsschaltung eine negative Rückkopplung anzuwenden.

Zweckmäßig wird nach der Erfindung eine besondere Oszillatorröhre verwendet, bei der die im Oszillatorschwingungskreis auftretenden Schwingungen induktiv auf eine zwischen dem Oszillatorsteuergitter und dem mit der Kathode verbundenen Ende der Rückkopplungsimpedanz angeschlossene Induktivität übertragen werden. Diese Schaltung hat den besonderen Vorteil, daß die Abstimmkondensatoren des Eingangskreises und des Oszillatorschwingungskreises beide geerdet werden können, was bei einer sonstigen Kopplungsart zwischen dem Oszillatorschwingungskreis und dem Kreis des Oszillatorsteuergitters zu einem Kurzschluß der Rückkopplungsimpedanz Anlaß geben würde.

Auch ist es möglich, zur Erzeugung der örtlichen Schwingungen und zur Frequenztransformation der empfangenen Schwingungen eine Mehrfachentladungsröhre zu verwenden, die ein OsziUatorsystem und ein Mischsystem mit einer den beiden Systemen gemeinsamen Kathode enthält. Ein Beispiel einer solchen Mehrfachröhre ist die Triode-Hexode. Es werden hierbei nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung unerwünschte Kopplungen dadurch vermieden, daß sowohl der Steuergitterkreis als auch der Anodenkreis des Oszillatorsystems hochfrequent an das mit der Kathode verbundene Ende der Rückkopplungsimpedanz angeschlossen werden.

Obwohl bei den üblichen Röhren mit zwei durch ein oder mehrere Schutzgitter voneinander getrennten Steuergittern im allgemeinen bereits hinreichend genau der Bedingung entsprochen ist, daß die Steuerung des Kathodenstromes aus- ^QI> schließlich durch die Spannung des innersten Steuergitters erfolgt, kann es sich unter Umständen empfehlen, das zur Frequenztransformation dienende Elektrodensystem derart auszubilden und/oder an die verschiedenen Elek- ^Io° troden dieses Systems solche Vorspannungen anzulegen, daß praktisch sämtliche in der Nähe des Oszillatorsteuergitters ihre Richtung umkehrende Elektronen von dem (den) zwischen den beiden Steuergittern liegenden Schutz- ^1O5 gitter(n) aufgefangen werden. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß sich die genannten, in ihrer Richtung umkehrenden Elektronen an die in der Nähe des Eingangssteuergitters auftretende Raumladung anschließen und infolgedessen den Kathodenstrom beeinflussen, was eine Steuerung des Kathodenstroms durch die örtlichen Schwingungen herbeiführen könnte. Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnungen, in der zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.

In Fig. ι ist eine Frequenztransformationschaltung dargestellt, in der eine Mischröhre 1 verwendet wird, die eine Kathode 2, ein Eingangssteuergitter 3, ein Schutzgitter 4, ein Osillatorsteuergitter 5, ein zweites Schutzgitter 6, ein mit der Kathode verbundenes Fanggitter 7

und eine Anode 8 enthält. Die Antenne g ist über eine Induktivität io, welche mit einer zweiten Induktivität π induktiv gekoppelt ist, mit Erde verbunden. Die Spule ii bildet einen Teil eines Schwingungskreises, der mittels eines * veränderlichen Kondensators 12 auf die Frequenz der zu empfangenden Schwingungen abgestimmt werden kann und mit dem Eingangssteuergitter 3 verbunden ist. In den Anodenkreis der Röhre 1 ist ein Zwischenfrequenzkreis 13 aufgenommen, der mit einem zweiten Zwischenfrequenzkreis 14 gekoppelt ist. Die Zwischenfrequenzausgangsspannung wird von den Klemmen 15 und 16 angegriffen.

Die Anodenkreise und die Kreise der beiden Schutzgitter 4 und 6 sind hochfrequenzmäßig über einen Kondensator 17 an das von der Kathode abgewendete Ende einer in die Kathodenleitung aufgenommenen Rückkopplungs-

ao impedanz 18 angeschlossen, die gleichzeitig im Kreis des Eingangssteuergitters 3 liegt. Die Rückkopplungsimpedanz 18 .wird vom Wechselstrom sämtlicher stromführender Elektroden der Röhre 1 durchsetzt. Da der Kathodenstrom nahezu ausschließlich von der Spannung des Eingangssteuergitters 3 abhängig ist, enthält die über die Rückkopplungsimpedanz 18 auftretende Spannung fast ausschließlich die Frequenzen der empfangenen Schwingungen und nicht die örtliehe Frequenz.

Die Rückkopplungsimpedanz ist in der Figur als Ohmscher Widerstand dargestellt, der hochfrequenzmäßig nicht kurzgeschlossen ist. Anstatt eines Ohmschen Widerstandes kann auch eine sonstige Rückkopplungsimpedanz, z. B. ein stark gedämpfter Schwingungskreis, verwendet werden, der auf eine ungefähr in der Mitte des zu empfangenden Frequenzbereiches liegende Frequenz abgestimmt ist. Falls die negative Rückkopplung ausschließlich zur Vermeidung von hinderlichen Interferenztöne veranlassenden Harmonischen dient, so kann auch'eine frequenzabhängige negative Rückkopplung benutzt werden, wenn z. B. als Rückkopplungsimpedanz ein nicht allzu stark gedämpfter Schwingungskreis verwendet wird, der auf eine zu Interferenztönen Anlaß gebende Störfrequenz abgestimmt ist/ Ein Beispiel einer solchen Störfrequenz ist die Frequenz, die dem Vierfachen der Zwischenfrequenz entspricht; diese Frequenz gibt beim Empfang eines Signals, dessen Frequenz ungefähr das Doppelte der Zwischenfrequenz beträgt, vielfach zu hinderlichen Pfeif tönen Anlaß. Beim Empfang eines Signals, dessen Frequenz ungefähr das Doppelte der Zwischenfrequenz beträgt, ist nämlich der örtliche Oszillator auf eine Frequenz abgestimmt, die ungefähr das Dreifache der Zwischenfrequenz beträgt. Die zweite Harmonische des zu empfangenden Signals kann also mit der Oszillatorfrequenz eine Differenzfrequenz ergeben, die nur sehr wenig von der Zwischenfrequenz verschieden ist und demnach zusammen mit der erzeugten Zwischenfrequenz einen hörbaren Interferenzton erzeugen kann. Die Entstehung dieses Interferenztons kann dadurch vermieden werden, daß als Rückkopplungsimpedanz ein Schwingungskreis verwendet wird, der auf die zweite Harmonische der doppelten Zwischenfrequenz, also auf eine das Vierfache der Zwischenfrequenz betragende Frequenz, abgestimmt ist.

Auch treten bei Überlagerungsempfängern beim Empfang eines Signals, dessen Frequenz etwa die Hälfte der Zwischenfrequenz beträgt, häufig Pfeiftöne auf. Die zweite Harmonische des zu empfangenden Signals ist dann nur wenig von der erzeugten Zwischenfrequenz verschieden und kann infolgedessen mit der Zwischenfrequenz einen hörbaren Differenzton ergeben. Dieser Interferenzton kann dadurch unterdrückt werden, daß als Rückkopplungsimpedanz ein auf die Zwischenfrequenz abgestimmter Schwingungskreis verwendet wird.

Wenn die Rückkopplungsimpedanz wie bei der Schaltung nach Fig. 1 ein Ohmscher Widerstand ist, so kann dieser grundsätzlich zur Erzeugung der erforderlichen negativen Vorspannung für das Eingangssteuergitter 3 dienen. Zur Erzielung einer hinreichenden negativen Rückkopplung muß die Rückkopplungsimpedanz im allgemeinen aber von der Größenordnung von etwa 2000 bis 4000 Ohm sein; dieser Wert ist zu groß zur Erzeugung einer geeigneten Gittervorspannung. Um diesem Nachteil zu begegnen ist bei der Schaltung nach Fig. 1 nur ein Teil des Widerstandes 18 in den Gleichstromkreis des Eingangssteuergitters aufgenommen, und zwar dadurch, daß ein zwischen den Enden liegender Punkt des Widerstandes 18 über einen großen Widerstand 19 mit dem Steuergitter 3 verbunden ist, während das von der Kathode abgewendete Ende des Widerstandes 18 über einen einen Teil des Eingangsschwingungskreises bildenden Kondensator 20 hochfrequenzmäßig mit dem Steuergitter 3 verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die über den Widerstand 18 auftretende Gesamtwechselspannung, jedoch bloß ein Teil der über diesen Widerstand auftretenden Gleichspannung dem Eingangssteuergitter zugeführt wird.

Die über eine besondere Oszillatorröhre 21 erzeugten örtlichen Schwingungen werden induktiv einer zwischen dem Oszillatorsteuergitter 5 und der Kathode 2 geschalteten Induktivität 22 übertragen. Die erforderliche negative Vorspannung des Oszillatorsteuergitters 5 wird mittels eines Gitterkondensators 23 und eines Ableitwiderstandes 24 erhalten.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem für die Erzeugung der örtlichen Schwingungen und für die Frequenztransformation der empfangenen Schwingungen

eine Triode-Hexode 29 benutzt wird, die ein OsziUatorsystem und ein Mischsystem mit einer den beiden Systemen gemeinsamen Kathode 30 enthält. Das Mischsystem enthält ein Eingangssteuergitter 31, ein Schutzgitter 32, ein Oszillatorsteuergitter 33, ein zweites Schutzgitter 34 und eine Anode 35, während das OsziUatorsystem ein Steuergitter 36 und eine Anode 37 enthält. Zwischen den beiden Elektrodensystemen kann ein Schirm vorgesehen sein.

Um eine negative Rückkopplung für wenigstens einen Teil der empfangenen Frequenzen zu erhalten, ist in die Kathodenleitung eine Rückkopplungsimpedanz 25 aufgenommen, welche vom Wechselstrom sämtlicher stromführender Elektroden des Mischsystems durchsetzt wird. Es sind dazu der Anodenkreis des Mischsystems und die Kreise der Schutzgitter 32 und 34 über Kondensatoren 27 und 28 hochfrequenzmäßig an Erde gelegt, und es ist auch das von der Kathode abgewendete Ende der Rückkopplungsimpedanz 25 über einen Kondensator 39 geerdet. Weil auch der Schwingungskreis 11, 12 mit Erde verbunden ist, liegt die Rückkopp-' lungsimpedanz 25 gleichzeitig im Kreis des Eingangssteuergitters 31.

Die als ein stark gedämpfter Schwingungskreis wirkende Rückkopplungsimpedanz 25 büdet einen Kurzschluß für Gleichstrom und kann folgUch nicht zur Erzeugung einer negativen Vorspannung für das Eingangssteuergitter dienen. In Reihe mit der Rückkopplungsimpedanz ist daher ein hochfrequenzkurzgeschlossener Widerstand 26 vorgesehen, der für die Erzeugung dieser Vorspannung bestimmt ist. Der Anodenkreis des Oszülatorsystems ist über einen Kondensator 38 hochfrequenzmäßig an die Kathode 30 angeschlossen, ebenso wie der Steuergitterkreis des Oszülatorsystems. Hierdurch wird einerseits erzielt, daß der Anodenwechselstrom des Oszillatorsystems nicht durch die Rückkopplungsimpedanz fließt, während andererseits die Rückkopplungsimpedanz nicht im Steuergitterkreis des Oszülatorsystems auftritt, so daß sämtliche unerwünschten Kopplungen zwischen beiden Systemen vermieden sind.

Für eine richtige Wirkung der beschriebenen Schaltung ist es vorteühaft, daß die durch das Oszülatorsteuergitter 5 bzw. 33 herbeigeführte Stromverteüung möglichst wenig von der am Eingangssteuergitter 3 bzw. 31 auftretenden Spannung abhängig ist; dieser Bedingung kann durch eine geeignete Bauart des zur Frequenztransformation dienenden Elektrodensystems und/oder durch passende Wahl der an die Elektroden dieses Systems angelegten Vorspannung entsprochen werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Überlagerungsempfangsschaltung, bei der die Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und die Mischung dieser mit den Empfangsschwingungen in zwei elektronisch voneinander getrennten Entladungssystemen stattfindet, das Mischsystem wenigstens ein Empfangssteuergitter, ein Überlagerungssteuergitter und ein dazwischen befindliches Schirmgitter enthält und im Kathodenkreis zumindest des Mischsystems eine vom Wechselstrom sämtlicher stromführender Elektroden durchflossene Impedanz liegt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischsystem die Empfangsschwingungen zwischen dem kathodennahen Steuergitter und der Kathodenimpedanz (Gegenkopplungsimpedanz) und die Überlagerungsschwingungen zwischen dem anodennahen Steuergitter und der Kathode unmittelbar zugeführt werden.
2. 2. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Röhren zur Erzeugung der Überlagererschwingungen und zur Mischung verwendet werden und daß die im Überlagererschwingungskreis auftretenden Schwingungen _α induktiv auf eine zwischen dem Überlagerungssteuergitter und dem mit der Kathode verbundenen Ende der Gegenkopplungsimpedanz angeschlossene Induktivität übertragen werden.
3. 3. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Überlagerungsschwingungen und zur Mischung eine Zweisystementladungsröhre verwendet wird, die ein Überlagerersystem, ein Mischsystem und eine den beiden Systemen gemeinsame Kathode enthält, und daß sowohl der Steuergitterkreis als auch der Anodenkreis des Überlagerersystems hochfrequenzmäßig an das mit der Kathode verbundene Ende der Gegenkopplungsimpedanz angeschlossen sind.
4. 4. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkopplungsimpedanz ein Schwingungskreis dient, der auf eine zum Auftreten hörbarer Interferenztöne Anlaß gebende Störfrequenz abgestimmt ist.
5. 5. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis auf eine Frequenz abgestimmt ist, die ungefähr das Vierfache der Zwischenfrequenz beträgt.
6. 6. Überlagerungsempfangsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungskreis auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen