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Schaltungsanordnung zum Uberlagerungsempfang amplitud.enmodulierter
und frequenzmodulierter Schwingungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Überlagerungsempfänger,
mit dem wahlweise frequenzmodulierte oder amplitudenmodulierte Schwingungen empfangen
werden können.
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Es ist bekannt, bei FM-Empfang einen Mitnahmemodulator (locked-in-oscillator,
Synchrondetektor) anzuwenden. Dabei wird von der frequenzmodulierten Hoch- oder
Zwischenfrequenz ein auf gleicher Frequenz oder einem Bruchteil davon schwingender
Hilfsoszillator synchronisiert, und dessen Schwingungen werden dann durch einen
Diskriminator bekannter Art demoduliert. Da der Hilfsoszillator stets nur auf einer
einzigen Frequenz schwingen kann, wird nur immer der jeweils synchronisierende eine
Sender empfangen, die Nachbarsender und sogar ein mit der gleichen Mittelfrequenz
(auf dem gleichen Kanal) arbeitender schwächerer Sender werden unterdrückt. Da die
Oszillatoramphtude von der Amplitude der synchronisierenden Schwingungen praktisch
unabhängig ist, tritt weiter eine vorzügliche Unterdrückung störender Amplitudenmodulation
(Begrenzung) ein; wenn der Mitnahmedemodulator mit Frequenzteilung arbeitet, kann
weiter ein einfacher, schwächer gedämpfter Diskriminator geringerer Bandbreite benutzt
werden, und die Ausgangsspannung wird höher.
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Weiter ist es bekannt, beim AM-Empfang eine sogenannte Synchrodyn-Schaltung
zu verwenden;
dabei wird ein Hilfsoszillatör auf die zu empfangende
Trägerschwingung synchronisiert, und seine Ausgangsschwingungen konstanter Amplitude
werden dann mit der amplitudenmodulierten Empfangsschwingung - gegebenenfalls nach
Umsetzung auf eine Zwischenfrequenz - gemischt; am Ausgang dieser Mischstufe tritt
dann direkt die demodulierte Niederfrequenz auf (multiplikative Demodulation).
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Man erhält eine einfache Schaltungsanordnung zum Überlagerungsempfang
amplitudenmodulierter und frequenzmodulierter Schwingungen, wenn gemäß der Erfindung
bei AM-Empfang multiplikative Demodulation und bei FM-Empfang Mitnahmedemodulation
unter Verwendung des gleichen, in Abhängigkeit von den Empfangsschwingungen synchronisierten
Hilfsoszillators erfolgt. Bei beiden Demodulationsarten können der gleiche Mischfeil,
die gleiche Zwischenfrequenz und als FM-Diskriminator bzw. als AM-Demodulations-Mischstufe
sehr ähnliche Schaltungsanordnungen verwendet werden, so daß praktisch alle Teile
bei beiden Modulationsarten ausgenutzt sind. Dies ergibt im ganzen eine merkliche
Einsparung an Teilen unter Beibehalt der Vorzüge, die insbesondere die Mitnahmedemodulation
bei FM-Empfang bietet.
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Es ist auch bereits bekannt, in einem Überlagerungsempfänger die amplitudenmodulierten-
Schwingungen und die frequenzmodulierten Schwingungen mittels eines umschaltbaren
Oszillators in die gleiche Zwischenfrequenz überzuführen und für die amplitudenmodulierten
Schwingungen mtlltiplikative Demodulation (Synchrodynprinzip) anzuwenden; für die
irequenzmodulierten Schwingungen wird dabei ein üblicher Demodulator, wie z. B.
ein Verhältnisdetektor, benutzt. Nach der Erfindung wird jedoch der Hilfsoszillator,
der für die multiplikative Demodulation erforderlich ist, auch bei FM-Demodulation
verwendet, so daß sich eine bessere Ausnutzung der Schaltmittel ergibt und die Vorteile
der höheren Trennschärfe, besseren Störmodulationsunterdrückung und höheren Verstärkung
unter Verwendung eines Mitnahmedemodulators für FM-Empfang erhalten werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert,
die schematisch einen - kombinierten AM-FM-Überlagerungsempfänger nach der Erfindung
zeigt.
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Frequenzmoduli;,rte Empfangsschwingungen werden mit einem Dipol od.
dgl. aufgenommen, in einem Eingangsteil F, in dem auch die Senderauswahl (Abstimmung)
erfolgt, verstärkt und in eine erste Zwischenfrequenz (i. ZF) von z. B. 10,7 MHz
umgesetzt. Diese erste Zwischenfrequenz wird, gegebenenfalls nach Verstärkung, über
einen Schalter Sl - der ebenso wie die mit ihm- gekuppelten Schalter S2 bis S4 in
der Stellung für FM-Empfang gezeichnet ist - einer Mischstufe M zugeführt, in der
mit Hilfe einer über einen Schalter S2 einer Vervierfacherstufe V entnommenen Frequenzvon
8,56 =4 X 2, i4--4/5 x io,7 MHz eine@weite Zwischenfrequenz (2. ZF) von 2,z4 = i/5
X io,7 MHz gebildet wird. Diese wird einem Zwischenirequenzverstärker Z zugeleitet,
an dessen Ausgang ein Mitnahmeoszillator H angeschlossen ist; dessen durch die 2.
ZF synchronisierten Schwingungen werden dem Vervierfacher V zugeführt und außerdem
im Diskriminator D, der -von bekannter Art sein kann, demoduliert.
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Sowohl die _. ZF wie die 2. ZF und die durch Vervierfachung gewonnene
Überlagerungsfrequenz für die Mischstufe M schwanken im Takte der Frequenzmodulation
des Eingangssignals, die 2. ZF allerdings mit einem Frequenzhub, der nur ein Fünftel
des ursprünglichen beträgt; die Zahlenwerte sind z. B. für die i. ZF io,7 MHz
--1- 75 kHz, für die 2. ZF 2,15 MHz 15 kHz und für die Überlagerungsfrequenz
8,56 MHz zL 6o kHz. Es ergibt sich also. durch Mischung der i. ZF mit der Überlagerungsfrequenz
(i0,7 ± 75 kHz) - (8,56 MHz ± 6o kHz) = (2,i4 MHz ± 15 kHz) in der Tat die mitherabgesetztem
Hub schwankende 2. ZF.
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Damit überhaupt eine 2. ZF entsteht, muß auch bei fehlendem Eingangssignal
und damit fehlender erster und zweiter Zwischenfrequenz der Mischstufe M die Überlagerungsirequenz
zugeführt werden, so daß sogleich beim Auftreten einer ersten Zwischenfrequenz auch
eine zweite Zwischenfrequenz gebildet werden kann. Dies läßt sich leicht erreichen,
wenn man dafür sorgt, daß der Mitnahmeoszillator H sich selbst erregt auch ohne
synchronisierende 2. ZF oder daß gegebenenfalls der Vervierfacher V etwa auf 8,56
MHz schwingt.
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Sofern durch die eigene Schwingungserzeugung im Mitnähmeoszillator
H oder der Vervierfacherstufe V Schwierigkeiten für die Synchronisierbarkeit durch
die frequenzmodulierten Schwingungen auftreten, kann auch dem ZF-Verstärker Z, gegebenenfalls
kombiniert mit einer bekannten Schaltungsanordnung zur Unterdrückung des Rauschens,
bei vorhandenem bzw. fehlendem Eingangssignal eine Regelspannung entnommen werden,
die die Selbsterregungübedingungen und/oder die Synchronisierbarkeit der Stufen
H und/oder V derart ändert, daß bei fehlendem Eingangssignal eine sichere Erzeugung
der Überlagerungsfrequenz und bei Auftreten eines Eingangssignals und damit der
zweiten Zwischenfrequenz eine gute Synchronisierbarkeit des Mitnahmeoszillators
und/oder der Vervierfacherstufe gewährleistet ist.
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Im Mitnahmeoszillator werden in bekannter Weise Amplitudenschwankungen
der synchronisierenden 2. ZF unterdrückt.. Zwar ist es möglich, daß durch die Filter
im Vervierfacherkanal die der Mischstufe M zugeführten Überlagerungsschwingungen
eine merkliche Amplitudenmodulation erfahren, aber auch das bringt praktisch keine
Schwierigkeiten, wenn man die Amplitude dieser Überlagerungsschwingungen und die
Einstellung der Mischstufe M so wählt, daß in an sich bekannter Weise die Amplitude
der 2. ZF-Ausgangsschwingungen der Mischstufe M nur von der Amplitude der Eingangsschwingungen
(i. ZF) abhängt.
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In der Figur ist als Demodulator D eine Anordnung mit einem Ringmodulator
R dargestellt, der über zwei Transformatoren T1 und T2 gespeist wird, wobei den
Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen dieser Transformatoren T, und TZ über einen
Tiefpaß S die niederfrequenten Schwingungen entnommen werden. Zur Frequenzmodulation
werden die - Ausgangsschwingungen des Mitnahmeoszillators H dem Transformator TZ
direkt und dem Transformator T1 über einen Phasenschieber 13 und den Schalter S4
zugeführt. Der Phasenschieber .P bewirkt eine feste Phasenverschiebung
von
9o° und eine von der FrequenzänderunggegenüberderSollfrequenzvonz. B. z,14MHz abhängige
weitere Phasenverschiebung von vorzugsweise bis etwa j- 6o° bei dem zu erwartenden
Frequenzhub. Es läßt sich zeigen, daß bei dieser Anordnung am NF-Ausgang keine Spannung
auftritt, wenn die Frequenz der Eingangsschwingungen der Frequenz entspricht, bei
der die Eingangsschwingungen an den Transformatoren T1 und T2 um 9o° gegeneinander
verschoben sind, also bei 2,14 MHz. Da sich die Phasenlage der_ Eingangsschwingungen
in Abhängigkeit von der requenzänderung in positivem oder negativem Sinne ändert,
entsteht am Ausgang der Ringmodulatoranordnung eine im Takte der Frequenzänderung
(Modulationshub) schwankende demodulierte Spannung.
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Zum Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen werden die Schalter
S1, S2, S3 und S4 umgelegt. Die Hochfrequenz wird von einer Antenne aufgenommen
und im Vorverstärker A verstärkt. In der Mischstufe M - die bei FM-Empfang zur zweiten
Überlagerung diente - wird vom Oszillator 0 eine abstimmbare Überlagerungsschwingung
zugesetzt und die Zwischenfrequenz von 2,4 MHz - die so mit der 2. ZF für FM-Empfang
übereinstimmt - erzeugt, die nach Verstärkung im ZF-Verstärker Z in bekannter Weise
demoduliert werden kann.
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Zur Demodulation kann aber auch gemäß der Zeichnung ebenfalls ein
Ringmodulator R benutzt werden, dem über den Transformator T1 vom Ausgang des ZF-Verstärkers
Z - gegebenenfalls.über ein Dämpfungsglied W - über den Schalter S4 die amplitudenmodulierten
Zwischenfrequenzschwingungen zugeführt werden, während von dem auf gleicher Frequenz
schwingenden synchronisierten Mitnahmeoszillator H über den Transformator T2 an
den Ringmodulator R Schwingungen der Zwischenfrequenz, aber mit konstanter Amplitude,
geliefert werden, wobei die Bemessung der einzelnen Teile so gewählt ist, daß die
Spannungen auf den Sekundärseiten der Transformatoren TL und T2 gleiche Phase haben.
Mit Hilfe des Ringmodulators R tritt dann die sogenannte multiplikative Demodulation
auf. In dem Tiefpaßfilter S werden alle Schwingungen, die eine höhere Frequenz haben
als das gewünschte Niederfrequenzband, unterdrückt; dies sind insbesondere die Demodulationsprodukte,
die durch Mischung des auf der gewünschten Zwischenfrequenz schwingenden Mitnahmeoszillators
mit von einem unerwünschten Nachbarsender herrührenden Schwingungen auftreten.
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Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist es also möglich, für beide
Empfangsarten den gleichen Mischteil M, den gleichen ZF-Verstärker Z und den gleichen
Mitnahmeoszillator H und auch den gleichen für AM-und FM-Empfang umschaltbaren Demodulator
D zu verwenden, so daß sich eine bedeutende Einsparung an Schaltteilen ergibt.
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Mit Hilfe des Schalters S3 wird j e nach der Empfangsart entweder
die vom Mitnahmeoszillator H synchronisierte Vervierfacherstufe V oder der AM-Oszillator
0 eingeschaltet; hierbei können wesentliche Teile, insbesondere die Röhre, bei beiden
Empfangsarten benutzt werden. Durch einen weiteren Schalter kann erforderlichenfalls
auch die Bandbreite des ZF-Verstärkers Z geändert werden.
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Der ZF-Verstärker Z wird bei AM-Empfang in bekannter Weise geregelt,
bei FM-Empfang dagegen nicht, wobei dann zweckmäßig die letzte Stufe als Begrenzer
arbeitet.
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Es ist auch möglich, das Ausgangsfilter S umzuschalten, damit bei
Frequenzmodulation das gewünschte Niederfrequenzband von z. B. bis zu 15 kHz - gegebenenfalls
mit Entzerrung - durchgelassen wird, während bei dem Empfang amplitudenmodulierter
Schwingungen zweckmäßig die Schwingungen oberhalb 8 oder 9 kHz weitmöglichst unterdrückt
werden.
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Es kann zweckmäßig sein, der FM-Demodulationsschaltung auch eine Spannung
bzw. einen Strom zur selbsttätigen Scharfabstimmung bzw. zur Abstimmanzeige zu entnehmen.
Soll die gleiche Schaltung für diesen Zweck auch bei AM-Empfang Verwendung finden,
so muß dann natürlich ein davon getrennter AM-Demodulator benutzt werden.