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Schaltung zum Empfang modulierter Trägerwellen.
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Empfang von modulierten Trägerwellen und insbesondere auf Empfänger mit automatisch geregelter Selektivität zwecks Ausschaltung der
Störungen durch unerwünschte Zeichen.
Bei Einrichtungen der Hoehfrequenztelephonie wird ein Zeichen gewöhnlich mittels einer Träger- frequenz übertragen, die entsprechend der Modulation zwei Seitenbänder besitzt, welche sich von der Trägerfrequenz aus um sechs oder mehr Kilohertz nach jeder Seite hin erstrecken. Im allgemeinen sind den einzelnen Sendestationen Trägerfrequenzen zugeteilt, die einen gleichförmigen Abstand voneinander haben. Der Abstand benachbarter Trägerfrequenzen beträgt dabei gewöhnlich 10 Kilohertz und die Seitenbandfrequenzen eines Trägers überlappen in vielen Fällen diejenigen benachbarter Träger.
Unter diesen Bedingungen ist es häufig schwierig, mit einem Empfänger einen gewünschten
Sender zu empfangen, ohne dass sich Interferenzen mit unerwünschten Sendern ergeben, deren Träger- frequenzen nahe bei dem gewünschten Zeichenträger liegen, besonders wenn die unerwünschten Zeichen gleich stark oder stärker sind als die gewünschten Zeichen. Ausser diesen unerwünschten Zeichen können atmosphärische oder sogenannte Hintergrundgeräusche stark störend wirken.
Um das gewünschte Zeichen frei von unerwünschten Interferenzen und andern Störungen empfangen zu können, muss eine Selektionseinriehtung mit genügend engem Band verwendet werden, so dass die unerwünschten Zeichen und Geräusche genügend reduziert werden. Eine solche Einengung des ausgewählten Frequenzbandes bewirkt indessen leicht eine Beeinträchtigung der Wiedergabetreue für das gewünschte Zeichen, weil die äusseren Frequenzen der Seitenbänder, welche den höheren Modulationsfrequenzen entsprechen, unterdrückt werden.
Dementsprechend ist es erwünscht, das ausgewählte Frequenzband nur dann einzuengen, wenn ein unerwünschtes Zeichen von grosser Stärke vorhanden ist, jedoch, wenn dies nicht der Fall ist, die Breite des ausgewählten Bandes so weit auszudehnen, dass alle Seitenbandfrequenzen des gewünschten Zeichens durchgelassen werden.
Es sind bereits verschiedene Anordnungen zur Regelung der Bandbreite bekannt. Bei einer solchen Anordnung wurde die Ausdehnung und Zusammenziehung des Bandes automatisch entsprechend der Amplitude des gewünschten Zeichens gesteuert, so dass, wenn das gewünschte Zeichen schwach war, das durchgelassene Band zusammengezogen wurde. Diese Art der Regelung ist indessen nicht vollständig befriedigend, weil die optimale Bandbreite nicht nur durch die Intensität des gewünschten Zeichens bestimmt wird, sondern auch hauptsächlich von der Intensität und dem Frequenzabstand des unerwünschten Zeichens abhängt. Wenn das gewünschte Zeichen genügend stark ist, werden erst sehr starke unerwünschte Zeichen eine Zusammenziehung des Bandes notwendig machen.
Die unerwünschten Zeichen, welche am leichtesten Störungen verursachen, sind natürlich die, welche nur um 10 Kilohertz von der Trägerfrequenz des gewünschten Zeichens getrennt sind.
Erfindungsgemäss wird daher die automatische Einengung des ausgewählten Frequenzbandes in erster Linie in Abhängigkeit von der Amplitude der unerwünschten Zeichen und vorzugsweise zusätzlich in umgekehrter Abhängigkeit von der Amplitude des gewünschten Zeichens bewirkt. Ausser dieser automatischen Bandbreitenregelung ist in an sich bekannter Weise eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen, um die Ausgangsleistung des Empfängers innerhalb bestimmter Grenzen zu erhalten, wenn die Eingangsamplitude schwankt.
Der Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, Mittel zur automatischen Regelung der Selektivität eines Empfängers anzuwenden, wobei die Regelung im Hinblick auf eine
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möglichst grosse Wiedergabetreue in Abhängigkeit von der Intensität unerwünschter Zeichen erfolgt, die nahe der gewünschten Zeiehenträgerfrequenz liegen, jedoch kann die Regelung auch gleichzeitig in Abhängigkeit von der Intensität des gewünschten Zeichens und der störenden unerwünschten Zeichen erfolgen.
Ferner kann nach der Erfindung eine Kombination der automatischen Verstärkungsregelung, durch welche die Ausgangsamplitude des Hochfrequenzverstärkers im wesentlichen konstant gehalten wird, mit der automatischen Selektivitätsregelung des Empfängers in Abhängigkeit von den Inten- sitäten des gewünschten Zeichens und der unerwünschten Zeichen vorgenommen werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung enthält ein Empfänger für modulierte Trägenvellen einen Bandfilter zur Aussiebung eines gewünschten Zeichens. Die Breite des durchgelassenen Frequenzbandes wird automatisch in direkter Abhängigkeit von der Amplitude des gewünschten Zeichens geregelt, während Mittel, die auf die Amplitude eines unerwünschten Zeichens auf einer benachbarten Trägerfrequenz ansprechen, die Amplitude der Eingangsspannungen zum
Filter umgekehrt mit der Amplitude des unerwünschten Zeichens verändern. Es wird also die Einstellung der Bandbreite auf indirekte Weise umgekehrt mit der Amplitude solcher unerwünschter
Zeichen bewirkt.
Wenn der Bandfilter in einem Verstärker angeordnet ist, kann gleichzeitig noch die
Verstärkung durch die Anordnung zur direkten Einstellung der Bandbreite gemäss der Trägeramplitude des gewünschten Zeichens geregelt werden.
Gemäss der besonderen Ausführungsform der Erfindung, die später genauer beschrieben werden soll, wird eine zu der Eingangsträgeramplitude in direkter Abhängigkeit stehende Vorspannung erzeugt, durch welche die Bandbreiteneinstellung direkt entsprechend dieser Amplitude bewirkt wird, indem man die Vorspannung an das Steuergitter einer Röhre anlegt, die als Dämpfungswiderstand in einen abgestimmten Kreis eingeschaltet ist, der mit dem Bandfilter gekoppelt ist. Diese Spannung kann auch gleichzeitig zur Regelung der Verstärkung verwendet werden. Ferner sind Mittel zur Erzeugung einer zusätzlichen Vorspannung vorgesehen, welche auf ein breites Frequenzband ansprechen, das sowohl die gewünschte Trägerfrequenz als auch die benachbarten Trägerfrequenzen unerwünschter
Zeichen enthält.
Diese Spannung wird zur Regelung der Eingangsspannung für den Filter benutzt, so dass dadurch eine Einstellung der Bandbreite umgekehrt zur Amplitude des unerwünschten Zeichens bewirkt wird. Die dazu verwendeten Selektionsmittel werden vorzugsweise wesentlich empfindlicher für benachbarte Trägerfrequenzen als für die gewünschte Trägerfrequenz gemacht, um die Empfind- lichkeit der ganzen Regeleinrichtung für die unerwünschten Zeichen zu erhöhen.
In Fig. 1 ist in grossen Zügen die Schaltung eines Superheterodyneempfängers dargestellt.
Der Empfänger enthält einen abstimmbaren Hochfrequenzverstärker und Frequenzwandler 7, dessen Eingang mit der Antenne 10 und der Erde 11 und dessen Ausgang mit dem Zwischenfrequenzverstärker 8 über den Bandfilter 12 verbunden ist. Der Filter 12 bildet einen Teil der Erfindung und soll später genauer beschrieben werden. Eine abgestimmte Eopplungseinriehtung 1. 1 koppelt den Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 8 mit einem Detektor und Niederfrequenzteil 9. Die Kopplungseinrichtung 13 enthält den Zwisehenfrequenztransformator 14, dessen Primärwicklung 15 im Ausgangskreis der letzten Zwisehenfrequenzverstärkerstufe liegt und auf die Zwischenfrequenz durch den Kondensator 16 abgestimmt ist.
Die Sekundärwicklung 17 liegt im Eingangskreis des Detektors und ist auf die Zwischenfrequenz durch den Kondensator 18 abgestimmt.
Der Primärkreis des Transformators 14 wird durch den Parallelwiderstand 19 gedämpft, wobei die Dämpfungen des Primär-und des Sekundärkreises so bemessen sind, dass der Primärkreis breit resonant und der Sekundärkreis scharf resonant ist. Die Kopplung des Transformators ist etwa gleich der optimalen Kopplung, vorzugsweise sogar überoptimal.
Der Filter 12, welcher zur Selektivitätsregelung dient, enthält einen Zwischenfrequenztransformator 20 mit der Primärwicklung 21, die im Ausgangskreis des Frequenzwandlers liegt, und der Sekundärwicklung 22, die im Eingangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers 8 liegt. Ein einstellbarer Kondensator 23 parallel zur Sekundärspule dient zur Abstimmung dieses Kreises auf die Zwischenfrequenz. Zu dem Transformator 20 gehört noch ein Hilfsschwingungskreis 24, der aus der Spule : ! 5 und dem Kondensator 26 besteht und auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist.
Die Kopplung zwischen der Primärwicklung 21 und der Sekundärwicklung 22 soll nicht so fest sein, dass der Sekundärkreis merklich gedämpft wird, so dass ein verhältnismässig enges Frequenzband übertragen werden würde, wenn man von der Wirkung des Hilfskreises absieht. Die Sekundärwicklung 22 und dritte Wicklung : ! 5 haben jedoch einen überoptimalen Kopplungskoeffizienten, so dass durch die Wirkung des Hilfskreises die durchgelassene Bandbreite auf einen für unverfälschte Wiedergabe ausreichenden Wert erweitert werden kann.
Um die Wirksamkeit des Hilfskreises und damit die Selektivität des Systems zu regeln, sind Mittel zur automatischen Regelung der Dämpfung des Hilfskreises vorgesehen. In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird dazu eine Röhre 26 verwendet, deren Entladungsstreeke parallel zum Hilfskreis geschaltet ist. Das Gitter dieser Röhre erhält eine negative Vorspannung, durch deren Veränderung die Röhrenleitfähigkeit und daher ihre Dämpfungswirkung auf den Hilfskreis geregelt werden kann. Eine Batterie 27 liefert den Entladungsstrom der Röhre 26. Die Anode und das Gitter
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der Röhre sind durch einen Kopplungskondensator 28 miteinander verbunden, ferner enthält der
Gitterkreis einen Ableitungswiderstand 29.
Der Kondensator 28 dient zusammen mit dem Widerstand 29 zur Erzeugung einer Rüekkopplungswirkung, durch welche die Dämpfung des Hilfskreises durch die
Röhre stark erhöht werden kann. Die Röhre 26 ist vorzugsweise eine Röhre mit schwach gekrümmter Kennlinie (Exponentialröhre), wodurch eine bessere Regelbarkeit der Dämpfung gewährleistet ist.
Die Regelspannung für die Röhre 26 und für die Verstärkungsregelung in den Röhren des
Zwischenfrequenzverstärkers wird von dem Diodengleichrichter 31 geliefert, der mit dem Ausgangs- kreis des Zwischenfrequenzverstärkers über den Kondensator 32 gekoppelt ist. Eine Zwischen- frequenzdrosselspule 33 ist zwischen Kathode und Erde eingeschaltet. Der Belastungskreis des Gleich- richters 31 enthält einen Widerstand 3. 5 und einen Nebenschlusskondensator-M ; die Regelspannung wird an diesem Widerstand in der gebräuchlichen Art abgenommen.
Um zu bewirken, dass die Regel- spannung der Trägeramplitude folgt, jedoch auf Modulationssehwankungen nicht anspricht, ist noch ein Filter mit dem Widerstand 36 und dem Nebenschlusskondensator 37 vorgesehen und so bemessen, dass seine Zeitkonstante grösser als die Periode der niedrigsten Modulationsfrequenz ist. Diese Regelspannung wird in gebräuchlicher Weise den Steuergittern der Yerstärkerröhren im Zwischenfrequenzverstärker zugeführt, um die Verstärkung bei ansteigender Trägeramplitude zu vermindern, so dass die Ausgangsspannung des Verstärkers für einen weiten Bereich der Eingangsamplitude im wesentlichen konstant erhalten wird. Sie wird ausserdem über den Widerstand 29 dem Steuergitter der Röhre 26 zugeführt, um dadurch die Dämpfung des Kreises 24 zu regeln.
Dadurch wird also die Ausdehnung und Zusammenziehung des von dem Filter 12 durchgelassenen Bandes automatisch mit den ansteigenden und abfallenden Amplituden des gewünschten Zeichenträgers bewirkt.
Wenn keine unerwünschten benachbarten Zeichenträger vorhanden waren, arbeiteten Anordnungen dieser Art im allgemeinen befriedigend. Gemäss vorliegender Erfindung sind jedoch noch Mittel vorgesehen, um die Sehwingungsamplitude der gewünschten Signalfrequenz mit ansteigender Amplitude eines unerwünschten benachbarten Zeiehenträgers herabzusetzen. Daher bewirkt ein unerwünschter benachbarter Zeiehenträger indirekt die Zusammenziehung des vom Filter durchgelassenen Frequenzbandes in der gleichen Weise, wie dies durch eine Verminderung der Intensität des gewünschten Zeichenträgers bewirkt wird.
Diese Regelung durch die unerwünschten Zeichen wird durch einen Hilfszwischenfrequenzverstärker 38 bewirkt, der mit dem Ausgang des Frequenzwandlers verbunden ist und dessen Ausgangsspannungen zwecks Erzeugung einer Regelspannung in dem Gleichrichter 39 gleichgerichtet werden. Der Hochfrequenzverstärker 7 lässt ein Frequenzband durch, welches wenigstens ebenso breit ist wie das vollständig ausgedehnte Band des Zwischenfrequenzverstärkers 8. Der Zwischenfrequenzverstärker 38 lässt jedoch ein noch wesentlich breiteres Frequenzband durch, d. h. er verI stärkt nicht nur das gewünschte Zeichen, sondern auch alle unerwünschten Zeichen, welche noch wegen ihrer verhältnismässig grossen Stärke von dem Hochfrequenzverstärker durchgelassen werden.
Die von dem Gleichrichter. ? entwickelte Vorspannung wird in negativem Sinne an die Steuergitter einer oder mehrerer Röhren des Hochfrequenzverstärkers bzw. Frequenzwandlers 7 angelegt, so dass ihre Verstärkung bei zunehmender Eingangsspannung des Verstärkers abnimmt. Daher ist beim Vorhandensein von störenden Zeichenträgern die Eingangsamplitude des gewünschten Trägers am Zwischenfrequenzverstärker 8 herabgesetzt, so dass sich die Zusammenziehung des Bandes ergibt, wie es vorstehend erklärt wurde.
Die Gleichrichter. ? und. H bewirken auf diese Weise zusammen eine doppelte automatische Verstärkungsregelung ; die Regelung durch den Gleichrichter 39 hält das Zeichenniveau im ersten Teil des Empfängers unterhalb der Ubersteuerungsgrenze unter Berücksichtigung der Amplitude aller benachbarten, unerwünschten Zeichen und der Gleichrichter. 31 dient dazu, die Eingangsamplitude am Detektor 9 im wesentlichen konstant zu halten. Durch die Vermeidung von Übersteuerungell im Empfängereingang werden Verzerrungen und Quermodulation des gewünschten Zeichens mit unerwünschten Zeichen vermieden. Es können auch zwei Filter M in Kaskade verwendet werden, wenn eine stärkere Selektivitätsregelung erwünscht ist.
Weil die unerwünschten Zeichen, welche am meisten stören, der Trägerfrequenz des gewünschten Zeichens benachbart sind, ist der Zwischenfrequenzverstärker. 38 so ausgebildet, dass er eine tbertragungskurve nach Fig. 2 hat, d. h. dass er benachbarte Trägerfrequenzen stärker als die gewünschte Trägerfrequenz überträgt. In Fig. 2 und ebenso in den Fig. 3 und 4 ist als Ordinate die Verstärkung in Relativwerten, gemessen in Dezibel und als Abszisse die Frequenzabweichungen von der Zwischenträgerfrequenz in Kilohertz aufgetragen.
Vermöge der Charakteristik nach Fig. 2 wird durch die benachbarten unerwünschten Zeichen eine verhältnismässig stärkere Zusammenziehung der Bandbreite bewirkt, als durch die Anteile der erwünschten Trägerschwingung, welche durch den Verstärker 38 zum Gleichrichter. 39 gelangen.
Die Kurven der Fig. 3 stellen die Wirkung des Hilfskreises 24 auf die Bandbreite des Zwischenfrequenzfilters 12 dar. Die Kurve 3S zeigt den Fall, wenn eine sehr kleine Eingangsamplitude am Verstärker 8 und damit eine sehr kleine Vorspannung an der Röhre 26 vorhanden sind. Dann ergibt sich eine starke Dämpfung des Hilfskreises 24 und die Bandbreite wird auf einen kleinen Wert zusammengezogen. Die Kurve 39 stellt die Verstärkungscharakteristik bei entgegengesetzten. Be-
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dingungen dar, d. h. wenn an der Röhre 26 eine grosse Vorspannung liegt, die sich aus einer grossen Eingangsamplitude am Verstärker 8 ergibt. Dann ist der Hilfskreis schwach gedämpft und das Band ist stark ausgedehnt.
Die andern Kopplungskreise des Zwischenfrequenzverstärkers können so ausgebildet werden, dass sie die Kurve. 39 abflachen.
Es ist klar, dass die Verstärkung im Zwisehenfrequenzverstärker nicht nur durch die Wirkung der Vorspannung herabgesetzt wird, die direkt den Verstärkerröhren zugeführt wird, sondern auch durch die Wirkung des Hilfskreises 24. Auf diese Weise setzt die negative Vorspannung, welche der Röhre 26 zugeführt wird, die Zwisehenfrequenzverstärkung um einen Betrag herab, der mit der Ver- stärkungs änderung vergleichbar ist, die durch die Regelung einer Verstärkerröhre im Hauptverstärkerzuge erzielt wird.
Fig. 4 zeigt die sieh ergebenden extremen Fälle (40 und 41) der Gesamtübertragungskurve des ganzen Empfängers. Ein Anwachsen der vom Gleichrichter 31 gelieferten negativen Vorspannung flacht die Spitze der tbertragungskurve ab und vergrössert die Bandbreite. Daher nimmt die Verstärkung des gewünschten Zeichens automatisch mit dem Ansteigen der Trägeramplitude am Zwischenfrequenzverstärkereingang ab, während die Verstärkung der beiden benachbarten Trägerfrequenzen, die um 10 Kilohertz von der gewünschten Trägerfrequenz entfernt sind, im wesentlichen unverändert erhalten wird.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung zusammenfasst ; die Zwischenfrequenzbandbreite in Kilohertz ist in Relativwerte gegenüber den empfangenen Zeichenintensitäten in Dezibels für drei verschiedene Empfangsbedingungen aufgetragen.
Kurve 42 entspricht der Bedingung, dass keine unerwünschten Zeichen den Empfang stören. Bei geringer Zeichenstärke ist die Bandbreite gleichfalls klein und eine Ausdehnung findet statt, wenn die Zeiehenstärke den Störspiegel genügend überragt. Beim Vorhandensein starker unerwünschter Zeichen ist eine viel grössere Stärke des erwünschten Zeichens erforderlich, um denselben Grad von Ausdehnung zu veranlassen. Kurve 43 stellt die Wirkungsweise des Systems für diesen Fall dar, während Kurve 44 die Wirkungsweise beim Vorhandensein eines unerwünschten Zeichens von noch grösserer Amplitude darstellt. Aus den Kurven geht die ideale Wirkungsweise der Selektivitätsregelung hervor ; der Steuerkreis vollführt automatisch die gleichen Wirkungen, als würde er manuell von einem Fachmann bedient.
Der Zwischenfrequenzvrrstärker kann vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, dass das Verhältnis der Spitzen zu den Tälern in Fig. 2 ungefähr 20 Dezibels beträgt. Eine Erhöhung dieses Verhältnisses verursacht eine weitere Reduktion der Bandbreite beim Vorhandensein unerwünschter Zeichen.
Die wesentlichen Merkmale der Erfindung lassen sich auch auf Empfänger anwenden, die für den Empfang nur eines Seitenbandes eingerichtet sind.
Es ist ohne weiteres klar, dass viele Veränderungen an der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass man sich vom Geiste der Erfindung entfernen muss.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zum Empfang modulierter Trägerwellen, bei welcher die durchgelassene Modulationsbandbreite selbsttätig entsprechend den Empfangsbedingungen verändert wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass zum Zwecke der Einstellung der Bandbreite in Abhängigkeit von den Empfangsstörungen ein besonders auf die Störungen ansprechendes Organ im Empfänger vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Bandbreite zumindest auf der der Störsehwingung in der Frequenz näherliegenden Seite verringert wird, wenn die Empfangsstärke der Störungen zunimmt, wobei vorzugsweise eine gleichzeitige Einstellung der Bandbreite durch ein besonderes auf die Empfangsschwingungen ansprechendes Organ in der Weise erfolgt, dass die Bandbreite verringert wird, wenn die Empfangsstärke des gewünschten Signals abnimmt.
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Circuit for receiving modulated carrier waves.
This invention relates to a circuit for receiving modulated carrier waves and more particularly to receivers with automatically controlled selectivity for the purpose of eliminating the
Disturbances from unwanted characters.
In high-frequency telephony equipment, a symbol is usually transmitted using a carrier frequency which, depending on the modulation, has two sidebands which extend from the carrier frequency by six or more kilohertz to each side. In general, the individual transmitting stations are assigned carrier frequencies which are uniformly spaced from one another. The distance between neighboring carrier frequencies is usually 10 kilohertz and the sideband frequencies of a carrier overlap those of neighboring carriers in many cases.
Under these conditions it is often difficult to find a desired recipient with a recipient
Receive transmitters without interfering with unwanted transmitters whose carrier frequencies are close to the desired character carrier, especially if the unwanted characters are as strong or stronger than the desired characters. In addition to these unwanted signs, atmospheric or so-called background noises can have a very annoying effect.
In order to be able to receive the desired character free of unwanted interference and other disturbances, a selection device with a sufficiently narrow band must be used so that the unwanted characters and noises are sufficiently reduced. Such a narrowing of the selected frequency band, however, tends to impair the fidelity of the reproduction of the desired character because the outer frequencies of the sidebands, which correspond to the higher modulation frequencies, are suppressed.
Accordingly, it is desirable to narrow the selected frequency band only when an undesired character of great strength is present, but when this is not the case, to expand the width of the selected band so that all sideband frequencies of the desired character are passed.
Various arrangements for regulating the bandwidth are already known. With such an arrangement, the expansion and contraction of the tape was automatically controlled in accordance with the amplitude of the desired character so that when the desired character was faint, the transmitted tape was contracted. However, this type of regulation is not completely satisfactory because the optimal bandwidth is not only determined by the intensity of the desired character, but also depends mainly on the intensity and the frequency spacing of the undesired character. If the desired character is sufficiently strong, only very strong unwanted characters will require contraction of the ribbon.
The unwanted characters that are most likely to cause interference are, of course, those that are only 10 kilohertz apart from the carrier frequency of the desired character.
According to the invention, therefore, the automatic narrowing of the selected frequency band is effected primarily as a function of the amplitude of the undesired characters and, preferably, additionally in the inverse manner of the amplitude of the desired character. In addition to this automatic bandwidth control, an automatic gain control is provided in a manner known per se in order to maintain the output power of the receiver within certain limits when the input amplitude fluctuates.
The main object of the present invention is therefore to use means for automatically regulating the selectivity of a receiver, the regulation with regard to a
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The greatest possible fidelity of reproduction takes place as a function of the intensity of undesired characters which are close to the desired character carrier frequency, but the regulation can also take place simultaneously as a function of the intensity of the desired character and the disturbing unwanted characters.
Furthermore, according to the invention, a combination of the automatic gain control, by which the output amplitude of the high-frequency amplifier is kept essentially constant, with the automatic selectivity control of the receiver depending on the intensities of the desired character and the undesired characters can be made.
According to a preferred embodiment of the present invention, a receiver for modulated inertial waves contains a band filter for filtering out a desired character. The width of the frequency band passed is automatically regulated in direct dependence on the amplitude of the desired character, while means, which are responsive to the amplitude of an undesired character on an adjacent carrier frequency, adjust the amplitude of the input voltages
Change the filter inversely with the amplitude of the unwanted character. So it is the setting of the bandwidth indirectly reversed with the amplitude of such undesirable
Causes signs.
If the band filter is arranged in an amplifier, the
Gain can be regulated by the arrangement for direct adjustment of the bandwidth according to the carrier amplitude of the desired character.
According to the particular embodiment of the invention, which will be described in more detail later, a bias voltage is generated which is directly dependent on the input carrier amplitude, by means of which the bandwidth setting is effected directly in accordance with this amplitude by applying the bias voltage to the control grid of a tube, which is called Damping resistor is switched into a tuned circuit that is coupled to the bandpass filter. This voltage can also be used at the same time to regulate the gain. Furthermore, means for generating an additional bias voltage are provided which respond to a broad frequency band which is undesirable both for the desired carrier frequency and the neighboring carrier frequencies
Contains characters.
This voltage is used to regulate the input voltage for the filter, so that it effects a setting of the bandwidth inversely to the amplitude of the unwanted character. The selection means used for this purpose are preferably made much more sensitive to adjacent carrier frequencies than to the desired carrier frequency in order to increase the sensitivity of the entire control device to the undesired characters.
In Fig. 1, the circuit of a superheterodyne receiver is shown in broad outline.
The receiver contains a tunable high-frequency amplifier and frequency converter 7, the input of which is connected to the antenna 10 and the ground 11 and the output of which is connected to the intermediate frequency amplifier 8 via the band filter 12. The filter 12 forms part of the invention and will be described in more detail later. A matched Eopplungseinriehtung 1. 1 couples the output of the intermediate frequency amplifier 8 with a detector and low frequency part 9. The coupling device 13 contains the dual frequency transformer 14, the primary winding 15 of which is in the output circuit of the last dual frequency amplifier stage and is matched to the intermediate frequency by the capacitor 16.
The secondary winding 17 is in the input circuit of the detector and is tuned to the intermediate frequency by the capacitor 18.
The primary circuit of the transformer 14 is damped by the parallel resistor 19, the damping of the primary and secondary circuit being dimensioned such that the primary circuit is broadly resonant and the secondary circuit is sharply resonant. The coupling of the transformer is approximately equal to the optimal coupling, preferably even more than optimal.
The filter 12, which is used for selectivity control, contains an intermediate frequency transformer 20 with the primary winding 21, which is located in the output circuit of the frequency converter, and the secondary winding 22, which is located in the input circuit of the intermediate frequency amplifier 8. An adjustable capacitor 23 parallel to the secondary coil is used to tune this circuit to the intermediate frequency. The transformer 20 also has an auxiliary oscillating circuit 24, which consists of the coil:! 5 and the capacitor 26 and is tuned to the intermediate frequency.
The coupling between the primary winding 21 and the secondary winding 22 should not be so strong that the secondary circuit is noticeably attenuated, so that a relatively narrow frequency band would be transmitted if one disregards the effect of the auxiliary circuit. The secondary winding 22 and third winding:! 5, however, have an over-optimal coupling coefficient, so that, through the action of the auxiliary circuit, the bandwidth allowed can be expanded to a value sufficient for unadulterated reproduction.
In order to regulate the effectiveness of the auxiliary circuit and thus the selectivity of the system, means are provided for automatically regulating the damping of the auxiliary circuit. In the embodiment of the invention described, a tube 26 is used for this purpose, the discharge path of which is connected in parallel to the auxiliary circuit. The grid of this tube receives a negative bias voltage, which can be changed to regulate the tube conductivity and therefore its damping effect on the auxiliary circuit. A battery 27 supplies the discharge current of the tube 26. The anode and the grid
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of the tube are interconnected by a coupling capacitor 28, furthermore the
Lattice circle a leakage resistor 29.
The capacitor 28 serves together with the resistor 29 to generate a feedback effect through which the damping of the auxiliary circuit by the
Tube can be greatly increased. The tube 26 is preferably a tube with a slightly curved characteristic curve (exponential tube), as a result of which better controllability of the damping is ensured.
The control voltage for the tube 26 and for the gain control in the tubes of the
The intermediate frequency amplifier is supplied by the diode rectifier 31, which is coupled to the output circuit of the intermediate frequency amplifier via the capacitor 32. An intermediate frequency choke coil 33 is connected between the cathode and earth. The load circuit of the rectifier 31 contains a resistor 3.5 and a shunt capacitor-M; the control voltage is taken from this resistor in the usual way.
In order to ensure that the control voltage follows the carrier amplitude, but does not respond to modulation fluctuations, a filter with resistor 36 and shunt capacitor 37 is provided and dimensioned so that its time constant is greater than the period of the lowest modulation frequency. This control voltage is usually fed to the control grids of the amplifier tubes in the intermediate frequency amplifier in order to reduce the gain as the carrier amplitude increases, so that the output voltage of the amplifier is kept essentially constant for a wide range of the input amplitude. It is also fed to the control grid of the tube 26 via the resistor 29 in order to thereby regulate the damping of the circuit 24.
As a result, the expansion and contraction of the band passed by the filter 12 is automatically effected with the increasing and decreasing amplitudes of the desired character carrier.
When there were no undesired adjacent indicia carriers, arrangements of this type generally worked satisfactorily. According to the present invention, however, means are also provided in order to reduce the visual oscillation amplitude of the desired signal frequency with increasing amplitude of an undesired neighboring drawing carrier. Therefore, an undesired neighboring symbol carrier indirectly causes the contraction of the frequency band passed by the filter in the same way as does a reduction in the intensity of the desired symbol carrier.
This regulation by the undesired characters is effected by an auxiliary intermediate frequency amplifier 38 which is connected to the output of the frequency converter and whose output voltages are rectified in the rectifier 39 for the purpose of generating a control voltage. The high-frequency amplifier 7 transmits a frequency band which is at least as wide as the fully extended band of the intermediate frequency amplifier 8. The intermediate frequency amplifier 38, however, transmits an even wider frequency band, i. H. It not only strengthens the desired character, but also all undesired characters which, because of their relatively high strength, are still allowed to pass through the high-frequency amplifier.
The ones from the rectifier. ? The bias voltage developed is applied in a negative sense to the control grid of one or more tubes of the high-frequency amplifier or frequency converter 7, so that its gain decreases as the input voltage of the amplifier increases. Therefore, in the presence of interfering character carriers, the input amplitude of the desired carrier at the intermediate frequency amplifier 8 is reduced, so that the contraction of the band results, as explained above.
The rectifiers. ? and. H in this way together effect a double automatic gain control; the regulation by the rectifier 39 keeps the character level in the first part of the receiver below the overdrive limit, taking into account the amplitude of all neighboring, undesired characters and the rectifier. 31 serves to keep the input amplitude at the detector 9 essentially constant. By avoiding overdriving in the receiver input, distortions and transverse modulation of the desired character with undesired characters are avoided. It is also possible to use two filters M in cascade if a stronger selectivity control is desired.
Because the unwanted characters that are most disturbing are adjacent to the carrier frequency of the desired character, the intermediate frequency amplifier is. 38 designed so that it has a transfer curve according to FIG. H. that it transmits neighboring carrier frequencies more strongly than the desired carrier frequency. In FIG. 2 and also in FIGS. 3 and 4, the gain in relative values, measured in decibels, is plotted as the ordinate and the frequency deviations from the subcarrier frequency in kilohertz is plotted as the abscissa.
By virtue of the characteristic according to FIG. 2, a comparatively greater contraction of the bandwidth is brought about by the neighboring undesired characters than by the components of the desired carrier oscillation which are passed through the amplifier 38 to the rectifier. 39 arrive.
The curves in FIG. 3 represent the effect of the auxiliary circuit 24 on the bandwidth of the intermediate frequency filter 12. The curve 3S shows the case when a very small input amplitude at the amplifier 8 and thus a very small bias voltage at the tube 26 is present. Then there is a strong attenuation of the auxiliary circuit 24 and the bandwidth is reduced to a small value. The curve 39 represents the gain characteristic at opposite. Loading
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conditions, d. H. when there is a large bias voltage on the tube 26, which results from a large input amplitude at the amplifier 8. Then the auxiliary circle is weakly attenuated and the band is greatly expanded.
The other coupling circuits of the intermediate frequency amplifier can be designed so that they form the curve. 39 flatten.
It is clear that the gain in the dual frequency amplifier is reduced not only by the action of the bias voltage applied directly to the amplifier tubes, but also by the action of the auxiliary circuit 24. In this way the negative bias voltage applied to the tube 26 sets the dual frequency gain is reduced by an amount that is comparable to the gain change that is achieved by regulating an amplifier tube in the main amplifier train.
4 shows the resulting extreme cases (40 and 41) of the overall transmission curve of the entire receiver. An increase in the negative bias voltage supplied by the rectifier 31 flattens the peak of the transmission curve and increases the bandwidth. Therefore, the gain of the desired symbol automatically decreases with the increase in the carrier amplitude at the intermediate frequency amplifier input, while the gain of the two adjacent carrier frequencies that are 10 kilohertz away from the desired carrier frequency is maintained essentially unchanged.
Fig. 5 is a graphic representation summarizing the results of the present invention; the intermediate frequency bandwidth in kilohertz is plotted as relative values versus the received character intensities in decibels for three different reception conditions.
Curve 42 corresponds to the condition that no undesired characters interfere with reception. In the case of a low character strength, the bandwidth is also small and an expansion takes place if the character strength protrudes sufficiently beyond the interference mirror. In the presence of strong unwanted characters, a much greater thickness of the desired character is required to cause the same degree of expansion. Curve 43 represents the mode of operation of the system in this case, while curve 44 represents the mode of operation in the presence of an undesired character of even greater amplitude. The ideal mode of operation of the selectivity control can be seen from the curves; the control circuit automatically performs the same effects as if it were operated manually by a specialist.
The intermediate frequency amplifier can advantageously be designed so that the ratio of the peaks to the troughs in FIG. 2 is approximately 20 decibels. Increasing this ratio causes a further reduction in bandwidth in the presence of unwanted characters.
The essential features of the invention can also be applied to receivers which are set up to receive only one sideband.
It will be readily apparent that many changes can be made in the described embodiment of the invention without departing from the spirit of the invention.
PATENT CLAIMS:
1. A circuit for receiving modulated carrier waves, in which the transmitted modulation bandwidth is automatically changed according to the reception conditions, characterized in that for the purpose of setting the bandwidth depending on the reception interference, a particularly responsive to the interference organ is provided in the receiver the help of which the bandwidth is reduced at least on the side closer to the interfering oscillation in frequency when the reception strength of the interference increases, whereby preferably a simultaneous adjustment of the bandwidth is carried out by a special organ that responds to the reception oscillations in such a way that the bandwidth is reduced, when the reception strength of the desired signal decreases.