Scbaltang zur Störungsbefreiung in Radioempfangsgeräten. Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Störungsbefreiung von Radioempfangs geräten, und zwar zur Unterdrückung von Störungen, die auf Vorgänge' in der Atmo sphäre zurückzuführen sind, oder von Stö- rungen, die durch Maschinen oder Apparate erzeugt werden; diese Störungen werden viel fach als kurze, knallartige Stösse vom Laut sprecher des Empfängers wiedergegeben.
Es ist schon vorgeschlagen worden, wäh rend der Dauer einer Störung die Verstär kung des Hoch- oder Zwischenfrequenzver- stärkers des Empfängers herabzusetzen, in dem entweder die Dämpfung der abgestimm ten Hoch- oder Zwischenfrequenzkreise wäh rend dieser Zeit erhöht wird, oder indem beispielsweise durch Gitterspannungsände- rung der Arbeitspunkt auf der Kennlinie einer Verstärkerröhre nach einer Stelle gerin gerer Steilheit verschoben wird.
Diese Ver fahren zeigen indessen den Mangel, dass beim Eintreffen einer Störung auch die Träger welle des zu empfangenden Signals unter- drückt wird, was sich wieder als Störung auswirkt. Hierzu kommt, dass durch die plötzliche Erhöhung der Dämpfung eines Schwingungskreises bezw. durch die plötz liche Verringerung der Verstärkung der Schwingungskreis bezw. die nachfolgenden Schwingungskreise in ihrer Eigenfrequenz angestossen werden, wodurch wieder eine stossartige Störung entsteht,
die vom Appa rat wiedergegeben wird.
Gemäss der Erfindung werden diese Nach teile vermieden, indem beim Eintreffen einer Störung die Verstärkung des Niederfrequenz verstärkers eines Empfangsgerätes durch eine durch die Störung selbst gesteuerte Schaltvorrichtung automatisch herabgesetzt wird, wobei der durch den Schaltvorgang erzeugte Schaltstoss durch einen entgegen gesetzten, ebenfalls durch die Störung ge steuerten Schaltstoss: kompensiert wird.
Die Schaltvorrichtung, die eine mechani sche oder elektrische sein kann, kann zum Beispiel von einem Gleichrichter gesteuert werden, der mit einem für modulierte Schwingungen (Hoch- oderZwischenfrequenz- verstärker des Empfängers) gekoppelt ist.
Diesem Gleichrichter wird zum Beispiel durch eine geeignete Verspannung eine solche Schwellenempfindlichkeit erteilt, dass nur Störungen mit einer um einen vorgeschriebe nen Betrag grösseren Amplitude als die empfangene Trägerwelle im Gleichrichter einen Strom hervorrufen, welcher die elektri sche bezw. mechanische Schaltvorrichtung auslöst.
Ebenso ist es möglich, die mechanische bezw. elektrische Schaltvorrichtung von einem Gleichrichter zu steuern, der von einem Verstärker gespeist wird, der auf eine von der zu empfangenden Trägerwelle ver schiedene Welle abgestimmt ist, zum Bei spiel auf eine Welle, die ausserhalb des in Betracht kommenden Wellenbereiches liegt.
Hierbei wird davon ausgegangen, dass eine Störung bekanntlich ein sehr breites Fre- quenzspektrum umfasst, dassi also ihre Kom ponenten nicht nur im, sondern auch ausser halb des Empfangsbereiches liegen. Eine solche Anordnung mit einem zusätzlichen Verstärker hat den Vorteil, dass der von diesem gespeiste Gleichrichter keine oder nur eine geringe Schwellenempfindlichkeit zu besitzen braucht, so dass eine viel wirk samere Störungsunterdrückung erhalten wird.
Der zusätzliche Verstärker kann auch aperiodisch sein.
In der Zeichnung sind einige Beispiele einer Störungsbefreiungsschaltung nach der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 stellt D eine Anodengleichrich- terröhre dar, deren Gitter hoch- oder zwi schenfrequente Wechselspannungen über einen abgestimmten Transformator T zuge führt werden. Der Arbeitspunkt auf der Röhrenkennlinie kann mittels einer Span nungsquelle Egl in geeigneter Weise ein gestellt werden.
Im Anodenkreis dieser Röhre D liegt die Primärwicklung P1 eines Niederfrequenztransformators T1, dessen Se- kundärwieklung <B>81</B> mit dem Gitter einer Verstärkerröhre V verbunden ist.
Die Anodenspannung der Röhre D wird von einer Spannungsquelle E. über einen Relaisschalter S zugeführt, welcher nor malerweise geschlossen ist. Die Erreger wicklung P dieses Relais ist in den Anoden kreis einer Gleichrichterröhre G, zum Bei spiel in Anodengleichrichterschaltung, ein geschaltet, in deren Gitterkreis eine Spule W liegt, die mit dem Gitterkreis der Röhre D gekoppelt ist.
Mittels einer Spannungsquelle Egz wird die Gitterverspannung der Röhre G so eingestellt, dass ein Anodenstrom erst dann fliessen kann, wenn eine Störung mit einer Amplitude grösser als .der doppelte Wert der empfangenen Trägerwellenamplitude ein trifft.
Letztere wird vorzugsweise mittels einer automatischen Lautstärkeregelung im Empfänger konstant oder nahezu konstant gehalten. Überschreitet die .Störungsampli- tude die Schwellenempfindlichkeit des Gleich richters G, so fliesst durch -die Erregerwick lung des Relais S ein Strom, wodurch der Schalter<B>8</B> ausgelöst und der Anodenstrom- kreis.der Röhre D unterbrochen wird.
So bald die Störungsamplitude unter die Schwellenempfindlichkeit des Gleichrichters G gesunken ist, wird der Schalter S' wieder geschlossen. Während der Zeit, die zwischen dem öffnen und dem Schliessen des Schalters liegt, erhält die NiederfrequenzverstUrker- röhre V keine Störspannung, so dass, die Stö rung im Wiedergabeapparat nicht in Er scheinung treten kann.
Gleichzeitig werden a ue 'h die c lie Darbietung übermittelnden, nie- derfrequenten Wechselströme unterdrückt; wenn jedoch die Unterbrechung nicht länger als etwa '/" Sekunde dauert, oder die Stö rungen nicht zu schnell aufeinander folgen, so wird dies nicht als störend empfunden.
Die plötzliche Stromänderung, die beim Öff nen bezw. Schliessen des Schalters S auftritt, bewirkt nun einen Spannungsstoss in der Sekundärwicklung S, des Transformators TI., der vom Apparat verstärkt wiedergegeben wird. Obschon also beim Auftreten einer Störung diese sich nicht direkt bemerkbar machen kann, so ruft sie doch wieder indi rekt durch den von ihr ausgelösten Schalt vorgang eine unerwünschte Störung hervor.
Zwecks Unterdrückung dieses Schalt stosses ist in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung im Gitterkreis der Verstärkerröhre V die Sekundärwicklung SZ eines Transfor mators T= eingeschaltet, dessen Primärwick lung P. über einen Widerstand R, und den Schalter S mit der Anodenspannungsquelle Ea verbunden ist.
Die Wicklungen der Transformatoren T, und T. sind so geschaltet und der Wider stand 1Z, ist so bemessen, dass beim Öffnen oder Schliessendes Schalters S gleich grosse, aber entgegengesetzt gerichtete Spannungen in den Sekundärwicklungen induziert wer den, so dass der Schaltstoss sich nicht auf das Gitter der Röhre V auswirken kann.
Für ein einwandfreies Arbeiten dieser Schaltung ist es, wie ersichtlich, notwendig, dass der Kompensationskreis E1, S, P, R, die genaue Nachbildung des Kreises Ea,, S, <I>P"</I> D darstellt, so dass man zweckmässig den Widerstand R, durch eine Röhre mit der gleichen Charakteristik wie die Röhre D er setzt.
Insbesondere ist bei diesen Kompen sationsschaltungen auf eine genaue Abglei- chung sämtlicher in Betracht kommender Erd- und Schaltungskapazitäten zu achten.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schaltung, jedoch ohne mechanisches Relais, in der der Niederfre- quenzverstärker beim Auftreten einer Stö rung durch Verlagerung der Gittervorspan- nung einer Niederfrequenzverstärkerröhe un wirksam gemacht wird, ist in Fig. 2 dar gestellt.
Bei dieser Schaltung werden die in einem Empfänger E mit automatischer Laut- stärkeregelung verstärkten hoch- oder zwi- schenfrequenten Schwingungen mittels eines zweckmässig abgestimmten Transformators T einem Diodegleichrichter D mit indirekter Heizung zugeführt.
Die nach der Gleich richtung an einem Potentiometer P auf- tretende niederfrequente Wechselspannung wird über einen Kondensator C, dem Gitter einer der beiden anodenseitig in Gegentakt geschalteten Verstärkerröhren V, und VZ aufgedrückt.
Die Gitter dieser Röhren sind über einen Widerstand Rg., miteinander und über einen Widerstand R und eine Span nungsquelle Eg. zur Einstellung der Gitter- vorspannung mit .den Kathoden, verbunden.
In den Anodenkreisen der Röhren V, und V@ sind Widerstände R, und R", einge schaltet, über welche .die Anodengleichspan nung zugeführt wird, und parallel zu diesen ist die Primärwicklung des Niederf requenz- transformators T, geschaltet, dessen mittels eines Schirmes S elektrostatisch abgeschirmte Sekundärwicklung im Gitterkreis einer wei teren Niederfrequenzverstärkerröhre V3 liegt.
Die .der Röhre V, zugeführten niederfre quenten Schwingungen werden verstärkt der Röhre V3 aufgedrückt, deren Anodenkreis zum Beispiel einen Wiedergabeapparat ent hält oder mit weiteren Verstärkerstufen ge koppelt ist. Mit dem Eingangstransformator <I>T</I> der Gleichrichterröhre <I>D</I> ist eine Spule W gekoppelt, deren eines Ende mit der Anode und deren anderes Ende über den Wider stand R, der durch einen Kondensator C4 überbrückt ist, mit der Kathode eines Dio- dengleichrichters G verbunden ist.
Die Anode erhält mittels einer Spannungsquelle E über den Widerstand R eine so grosse negative Vorspannung, dass, so lange keine Störungen auftreten und demnach eine durch die auto matische Lautstärkeregelung des der Gleich richterröhre D voraufgehenden Hoch- oder Zwischenfrequenzverstärkers konstant gehal tene Wechselspannung in der Spule W indu ziert wird, der Gleichrichter G stromlos ist.
Sobald jedoch eine kurzzeitige Störung auf- tritt, die in der Spule W eine Spannung mit einer grösseren Amplitude als die soeben er wähnte Wechselspannung hervorruft, fliesst im Gleichrichter G ein Strom, der einen Spannungsabfall am Widerstand R hervor ruft. Dieser Spannungsabfall erniedrigt die Gittervorspannung der Verstärkerröhre V, so weit, dass diese Röhre gesperrt wird und die Störung somit den Wiedergabeapparat nicht erreichen kann.
Damit nun der Schalt vorgang, der die Sperrung des Verstärkers V, herbeiführt, sich nicht störend auswirkt, wird mittels des Spannungsabfalles am Widerstand R gleichzeitig die mit der Röhre V, anodenseitig in Gegentakt geschaltete Röhre V" gesperrt. Sind beide Röhren gleich artig, so heben sich die durch die Sperrung bedingten plötzlichen Anodenstromänderun- gen beider Röhren gegenseitig auf,
so dass keine Spannungsänderung im Gitterkreis der Röhre V., auftreten wird.
Anstatt, wie oben beschrieben, die nie derfrequenten Schwingungen allein der Röhre V, zuzuführen, ist es auch möglich, diese Schwingungen die Röhren V, und V@ in Gegentakt steuern zu lassen.
Zweckmässig wird die durch den Kon densator Cl und den Widerstand R', bedingte Zeitkonstante gross gewählt, zum Beispiel 0,1 Sekunde, damit während der Dauer der Störung die Ladung des Kondensators C, sich nicht wesentlich ändert.
Die beiden oben beschriebenen Schaltun gen haben den Nachteil, dass der Empfänger nur dann unwirksam gemacht wird, wenn die Störung um einen bestimmten Betrag grösser ist, als die empfangene Trägerwellenampli- tude. Ist letzere zum Beispiel 100% modu liert,
so muss die Vorspannung E..2 bezw. E der Gleichrichterröhren G in Fig. 1 bezw. Fig. 2 ungefähr so gross gemacht werden, dass bei der doppelten Amplitude der in der Spule W induzierten hoch- oder zwischen- frequenten Schwingungen noch gerade kein Strom im Gleichrichter fliesst, wobei voraus gesetzt ist,
dass diese Amplitude durch eine automatische Lautstärkeregelung im Emp fänger konstant gehalten wird. Es wird so mit klar sein, dass für .Störungen mit einer Amplitude kleiner als die doppelte Träger wellenamplitude, die oben beschriebene Stö rungsbefreiung nicht in Tätigkeit tritt und diese Störungen daher wiedergegeben werden.
Die Schwellenempfindlichkeit der Stö rungsbefreiung kann herabgesetzt werden, indem die Anordnung so getroffen wird, dass der Gleichrichter G in Fig. 1 oder 2 anstatt vom Hoch- oder Zw ischenfrequenzverstärker des Empfängers von einer besonderen Vor- stärkeranordnung gesteuert wird. Dieser Verstärker wird zweckmässig auf eine Wel lenlänge abgestimmt, die ausserhalb des zu empfangenden Wellenlängenbereiches liegt und von keiner Sendestation besetzt ist.
Er streckt sich beispielsweise der Empfangs bereich von 200 bis 600 Meter, so kann der den: Gleichrichter G steuernde Verstärker auf eine Wellenlänge zwischen 700 und<B>900</B> Meter abgestimmt werden. Dieser Verstär ker wird dann nur von Störungen beeinflusst, so dass die Schwellenempfindlichkeit der' Störungsbefreiung bedeutend niedriger ge wählt werden kann und der Niederfrequenz verstärker des Empfängers in der oben be schriebenen Weise schon bei Störungen von fast beliebig kleiner Amplitude ausser Tätig keit gesetzt wird.
Ein drittes Ausführungs beispiel der erfindungsgemässen Schaltung ergibt sich unter Anwendung des in Fig. 3 dargestellten Transformators, der im Ein- oder Ausgangskreis des Niederfrequenzver- stärkers oder als Kopplungstransformator zwischen zwei oder mehreren Verstärker stufen angewandt werden kann. Dieser Transformator erhält drei Wicklungen. Die mit 1-1 bezeichnete bildet die Primärwick lung, der die niederfrequenten Wechselspan nungen zugeführt werden, beispielsweise in dem sie mit dem Detektor des Empfangs gerätes verbunden ist.
Die aus zwei gleichen Wicklungshälften bestehende Sekundärwick- lung liegt dann im Gitterkreis einer Nieder frequenzverstärkerröhre. Die dritte Wicklung 3-3 dient als Magnetisierungswicklung und wird von dem beim Auftreten einer Störung in einem Gleichrichter, zum Beispiel dem Gleichrichter G in Fig. 1 oder 2, fliessenden Gleichstrom gespeist.
Treten keine Störungen auf, dann wird die an die Primärwicklung angelegte Wech selspannung mit einem geeigneten Überset- zungsverhältnis übertragen, so dass der Nie derfrequenzverstärker in normaler Weise arbeitet.
Beim Eintreffen einer Störung er teilt die Wicklung 3-3 dem Eisenkern des Transformators eine so hohe Vormagnetisie- rung, dass derselbe magnetisch gesätdg-t wirrt und demzufolge das Transformationsver- hältnis zwischen den Wicklungen 1-1 und 2-2 stark herabgesetzt wird.
Da der durch die Wicklung 3-3 hervorgerufene Magneti- sierungsfluss in den beiden Wicklungshälften der Sekundärwicklung 2-2. entgegengesetzt gerichtete elektromotorische Kräfte indu ziert, ist es klar, dass beim plötzlichen Ein setzen oder Aufhören des durch die Wick lung 3-3 fliessenden Magnetisierungsstromes keine Spannung zwischen den Klemmen 2-2 entstehen kann, die sich als Störung auf die nachfolgende Schaltung auswirken würde.
Wenn in den oben beschriebenen Schal tungen die Schaltvorrichtung, die beim Ein treffen einer Störung die Sperrung des Nie derfrequenzverstärkers herbeiführt, eine zu grosse Trägheit besitzt, derart, dass die Stö rung das Empfangsgerät schon ganz oder zum Teil durchlaufen hat, kann durch an sich bekannte Massnahmen die Laufzeit der Störung durch den Empfänger vergrössert werden. In allen Fällen empfiehlt es sieh, die Trägheit der Schaltvorrichtung selbst so klein wie möglich zu machen.
Die erfindungsgemässe Schaltung zeigt besonders überraschende Wirkungen, wenn es sich darum handelt, in schneller Reihenfolge aufeinanderfolgende Störungen zu unter drücken. Solche Störungen sind besonders lästig, da eine Störung von genügend grosser Intensität das Ohr für eine gewisse Zeit betäubt, so dass bei genügend schneller Folge der einzelnen Störungen auch während der zwischen diesen gelegenen störungsfreien Zeiten die vom Empfänger wiedergegebene Darbietung nicht wahrgenommen wird.
Da durch die Anwendung der erfindungsge mässen Schaltung Störungen, die eine Betäu bung des Ohres herbeiführen könnten, unter drückt werden, ist es auch bei schneller Folge der einzelnen Störungen möglich, in den zwischenliegenden störungsfreien Zeiten die Darbietung wahrzunehmen.