Radioempfänger: Die Erfindung bezieht sich auf eine Ver besserung der automatischen Verstärkungs regelung bei Radioempfängern und setzt sich das Ziel, durch die Wirkung der automati schen Verstärkungsregelung die Ausgangs amplitude des verstärkten Trägers für einen weiten Variationsbereich der Eingangsampli tude im wesentlichen konstant zu halten.
Es sind bereits Schaltungen zur automa tischen Verstärkungsregelung bekannt, bei welchen die verstärkten Trägerschwingungen direkt einem Gleichrichter zwecks Gewin nung einer Regelspannung zugeleitet werden, wobei die Regelspannung dem - Steuergitter einer oder mehrerer Röhren des Übertra gungskanals zugeführt wird; um die Verstär kung umgekehrt zu den Schwankungen der Trägereingangsamplitude zu verändern.
Diese Schaltungen gestatten aber keinen völligen Ausgleich der durch Veränderungen der Ein gangsamplitude bedingten Schwankungen der Ausgangsamplitude, weil eine Erhöhung der Regelspannung nur eintreten kann, wenn auch eine entsprechende Erhöhung in der Amplitude des verstärkten Trägers eintritt.
Um diese Mängel der bekannten Schal tungen zu beheben, wird entsprechend der Erfindung vorgeschlagen, bei einem Radio empfänger mit Mitteln zur Veränderung des Verstärkungsgrades in Abhängigkeit von einer aus den Übertragungsschwingungen gewonnenen Regelgrösse, wobei ein zur Ge winnung der Regelgrösse aus den Übertra gungsschwingungen verwendeter Gleichrich ter an den Hauptverstärkungskanal über einen Hilfsverstärker angekoppelt ist, die Verstärkung des Hilfsverstärkers in ent gegengesetztem Sinne zu derjenigen Ver stärkungsregelung zu beeinflussen,
die durch die Regelgrösse auf mindestens eine Verstär- kerstufe des Hauptübertragungskanals aus geübt wird, wobei die geregelte Stufe des Hauptübertragungskanals der Ankopplungs- stelle für den Hilfsverstärker vorausgeht. Diese letztere Bedingung, dass es sich näm lich um eine sogenannte Rückwäxtsregelung handeln soll, ist deswegen wichtig, damit nicht bei plötzlichen Vergrösserungen der Eingangsamplitude eine Blockierung der ganzen Übertragungseinrichtung erfolgen kann.
Vorzugsweise soll dabei die geregelte Verstärkerstufe des Hilfsverstärkers derartig ausgebildet sein, dass ihre Verstärkung bei Zuführung einer negativen Regelspannung zunimmt. In diesem Fall ist es nämlich mög lich, die Regelspannung im gleichen Sinne den Röhren des Hauptverstärkungskanals und der geregelten Röhre des Hilfsverstär kers zuzuführen, wobei infolge einer Zu nahme der negativen Regelspannung die Verstärkung im Ilauptübertragungskanal ab nimmt, während gleichzeitig die Verstärkung der Hilfsverstärkerstufe zunimmt.
Dabei brauchen die Beträge der dem Hauptverstär ker und dem Hilfsverstärker zugeführten Regelspannungen nicht gleich zu sein. Vor zugsweise wird die Regelspannung am Hilfs verstärker geringer bemessen als die des Hauptverstärkers. Der Bruchteil der von dem Gleichrichter abgeleiteten Gesamtregelspan- nung, der verwendet wird, um den Hilfsver stärker zu beeinflussen, kann so gewählt wer den, dass die Ausgangsamplitude des Haupt verstärkers innerhalb des Gebietes der auto matischen Regelwirkung praktisch konstant bleibt.
1'm erhöhte Verstärkung mit negativem Vorspannungsanstieg sicherzustellen, enthält der Hilfsverstärker vorzugsweise eine Pento- denröhre, die in ihrer Anodenleitung einen hohen Widerstand hat, so dass, wenn kein Zeichen vorhanden ist, ihre Anodenspannung und daher ihre Steilheit nahezu auf Null reduziert werden. Auf diese )Veise wird bei zunehmender negativer Gittervorspannung der Durchschnittsanodenstrom zum Sinken und die durchschnittliche Anodenspannung zum Steigen gebracht und dadurch eine er höhte Steilheit mit folgerichtig angestiege ner Verstärkung erzielt.
Der Grad der Ver stärkungserhöhung, welcher unterhalb einer gewissen negativen Gittervorspannung prak tisch vernachlässigbar ist, steigt danach schnell und im wesentlichen gleichförmig zu einem hohen maximalen Verstärkungsniveau.
Vorzugsweise: wird an die Hilfsver:stärker- kathode eine feste positive Vorspaunung an gelegt, die anfänglich den Arbeitspunkt dicht bei dem im wesentlichen linearen Teil der Gittervorspannungs - Verstärkungscha.ra-kteri- stik einstellt. leer Bruchteil der gesamten ein heitlich gerichteten Spannung. welcher an das Gitter des Hilfsverstärkers angelegt wird, ist zweckmässig so gewählt. dass die Erhö hung der Regelspannung für wesentlichen mit.
dem linearen Teil der Verstä.rkercha.rakteri- stik übereinstimmt. Bei dieser Einstellung wird die automatische Steuerung im wesent lichen für Zeichenspannung unterhalb eines gewissem S.chwellenwerteb Null sein, jedoch derart, dass sie die Ausgangsleistung des Zei chenverstärkers oberhalb des Schwellen niveaus, bei welchem die automatische Steue rung zu wirken beginnt, wesentlich konstant hält.
Fig. I ist ein Schaltschema eines erfin dungsgemäss ausgebildeten Superheterodyne- Radioempfängers, in welchem zur Hilfsver stärkung und Gleichrichtung getrennte Vakuumröhren verwendet werden.
Fig. 2 bis 4 illustrieren die Einstellung und Wirkung des Systems der Fig. 1 ; Fig. 5 und 6 zeigen modifizierte Formen des Hilfsverstärker- und Gleichrichterkreises der Fig. 1: Fig. 7 ist ein Schaltschema, in dein eine Ausführungsform der automatischen Lei stungssteuerung gemäss vorliegender Erfin dung dargestellt ist, worin eine einzige Vakuumröhre als kombinierter Hilfsverstär ker und Gleichrichter dient.
In dem Superheterodyne-Empfangssystem der Fig. 1 liegt im Kreis von Antenne 3 zur Erde 4 die Primärspule 1 eines Bandfilters 2, welches zur selektiven Übertragung mo dulierter Trägerwellenzeichen von der An tenne zu einer Hochfrequenzverstärkungs- stufe (Röhre 5). deren Ausgang durch einen mittels Kondensator abgestimmten Kreis 6 an das Steuergitter der Mischröhre 7 an gelegt ist.
Eine Heterodyne-Schwingungs- quelle, die Röhre 8 enthält, deren Elektroden durch eine abgestimmte Impedanz 9 rück gekoppelt sind, koppelt besagte Schwingun gen durch einen Transformator 10 an, der eine Sekundärspule 11 hat, die in einer Lei tung 12 liegt, welche die Kathode der Röhre 7 mit Erde durch eine Vorspannimpedanz 13 verbindet.
Der Zwischenfrequenzausgang der Röhre 7 wird selektiv auf eine Zwischenfrequenzver- stärkungsstufe (Röhre 14) durch einen Band filter 15 aufgedrückt, der aus einem Trans formator 16 besteht, welcher die kondensator- abgestimmte Primärspule 17 und Sekundär spule 18 hat, die, wie durch den Doppelpfeil angezeigt, relativ axial verschiebbar sind, um die magnetische Kopplung zwischen den Spulen und zugleich die Breite des Reso nanzbandes zu verändern.
Der Ausgang -der Röhre 14 wird durch ein ähnliches Bandfilter 19 auf das @Steuer- gitter 20 einer Mehrelektrodenröhre 21 der Type 2B7, die wie eine kombinierte Zwi- schenfrequenzverstä.rkungs- und Gleichrich- terstufe wirkt, aufgedrückt.
Verstärkung in der Zwischenfrequenz tritt infolge der Wir kung des Steuergitters 20 auf den Elektro nenstrom, der sich zwischen Kathode 22 und Anode 23 bewegt, ein. Die verstärkten Zei chen, die in der Anodenleitung 24 vorhanden sind, werden durch Transformator 25, der durch Kondensator 26 auf die Zwischenfre quenz abgestimmt wird, zwischen die Ka thode 22 und die Gleichrichteranoden 27, die ausserhalb der Röhre zusamengeschaltet sind, angelegt.
Ein Kondensator 28 schliesst die Hoch- und Zwischenfrequenzkomponenten über einen Widerstand 29 neben, um die Niederfrequenzspannung, die über Wider stand 29 entwickelt wird, selektiv über Lei tung 30, die mit dem Eingang des Nieder frequenzverstärkers 31 verbunden ist, anzu legen. Zu diesem Zweck ist die Kathode 22 über eine vorspannende Impedanz 32 geerdet, und das Kathodensystem des Niederfrequenz verstärkers ist bei 33 geerdet. 34 ist ein Lautsprecher.
Die automatische Regelung der von An tenne 3 zum Lautsprecher 34 übertragenen Zeichen wird durch die Hilfsmittel innerhalb des Rechtecks 40 bewirkt. Die Zeichen ausgangsspannung Es, die über die Sekundär- transformatorspule des Filters 19, der bei 41 geerdet ist, entwickelt wird,
wird über eine Verbindung 42 und durch einen Blockie- rungskondensator 48 an das Steuergitter 44 einer Pentodenröhre 45 angelegt.
Die Pentodenröhre 45 ist ein Zwischen- frequenzverstärker, dessen Ausgang mit einem Diodengleichrichter (Röhre 46) durch einen Transformator 47 gekoppelt ist, welcher kondensatorabgestimmte, lose gekoppelte Pri mär- und Sekundärspulen enthält, um auf die Zwischenfrequenz abzustimmen. Der Gleichrichterkreis wird von seiner geerdeten Kathode 48 zu seiner Anode 49 durch in Serie geschaltete Widerstände 50 und 51 vervollständigt, die durch einen Kondensator 52, der so klein ist,
dass er bei Niederfre quenzen vernachlässigbare Nebenschlusswir- kung hat, nebengeschlossen sind.
Die gleichgerichtete Spannung E_, die an den Widerständen 50 und 51 entwickelt und von der Zeichenausgangsspannung E3 ab geleitet wird, ist über Verbindung 53 und über die Transformatarsekundärteile der Fil ter 2, 6 und 15 an die entsprechenden Steuergitter der Röhren 5, 7 und 14 ange legt, um dadurch die Verstärkung in den erwähnten Hoch- und Zwischenfrequenzstu- fen in der gebräuchlichen Weise zu regeln.
Die Serienwiderstände 54 und die geerdeten Kondensatoren 55 beseitigen die Modulations- komponenten von Er.
Der Bruchteil E, am :Widerstand 51 der gesamten Regelspannung Er wird über Ver bindung 56 und Widerstand 57 an das Steuergitter 44 der Hilfsverstärkerröhre 45 angelegt. Der geerdete Kondensator 58 besei tigt die Modulationskomponenten von E".
Die Spannung E, erhöht (wie später ge zeigt wird) die Verstärkung der Iilfsver- stärkerröhre 45 gleichzeitig mit dem Abfall der Verstärkung der Röhren 5, 7 und 14, der durch die Spannung Er hervorgebracht wird.
Der Zweck der Spannung E" die eine--"um.- gekehrte automatische Verstärkungsrege lung" genannt wird, ist es, E5 nahezu kon stant ohne Rücksicht auf die Intensität der Antenneneingangsspannung E,, oberhalb eines Schwellenwertes zu erhalten. Es ist die zu sätzliche Verstärkungserhöhung der Hilfs- verstärkerröhre 45, die durch die Spannung E, erzeugt wird, welche erlaubt, da.ss die gleichgerichtete Spannung Er ohne eine im gleichen Verhältnis stehende Erhöhung in E ansteigt.
Die negative Vorspannung E" die an Röhre 45 angelegt wird, erzeugt auf fol gende Weise eine zunehmende Verstärkung: Ein hoher Widerstand 59, durch Kon densator 60 zur Erde. nebengeschlossen, ist in Serie mit der geerdeten Anodenbatterie 61 in die Anodenleitung 62 der Röhre 45 eingeschaltet. Widerstand 59 ist ein solcher, dass der Anodenstrom für kleine Werte der Gittervorspannung Er, die an Röhre 45 an gelegt wird, hinreichend ist, um die mittlere Spannung an der Anode 63 nahezu auf Null zu reduzieren. Wenn die mittlere Anoden spannung Null ist, sind die Steilheit und Verstärkung der Röhre 45 Null.
Die Kurve 100 der Fig. 2 stellt für einen g e " e 'benen Wert von E, die gleichgerichtete t> Spannung Er als eine Funktion der Gesamt gittervorspannung, die an Gitter 44 angelegt ist, dar und ist der Verstärkung der Röhre 45 proportional.
Die Verstärkung ist nahezu Null, wenn die Gittervorspannung geringer als vier Volt für die besondere Röhre 45 der Kurve<B>100</B> ist. Wenn die Gittervorspannung negativ über vier Volt hinaus wird, fällt der mittlere Anodenstrom in Röhre 45 ab, und die mittlere Anodenspannung steigt entspre chend. Auf diese Weise wachsen die Steil heit und Verstärkung der Röhre. Wie Kurve 100 zeigt, ist der Maximumverstärkungswert bei einer Gittervorspannung von acht Volt erreicht.
Danach ist, während die Anoden spannung fortfährt, bei weiterem negativen Wachsen der vorspannenden Spannung anzu steigen, der Strom durch die negative Span nung an dem Gitter begrenzt, und die Ver stärkung wird wiederum reduziert. Auf diese Weise gibt es einen Bezirk von - 4 bis - 8 Volt, in welchem eine negativere Gittervor- spannung eine Verstärkung erzeugt, die schnell und im wesentlichen konstant an steigt. Innerhalb dieses Bezirks wird die Röhre betrieben. Er braucht den Wert, der für Er (max.) in Fig. ? gezeigt ist, nicht zu überschreiten.
Eine feste positive Spannung E,1 ist mvi- schen der Kathode 64 der Röhre 45 und Erde angelegt. Wenn kein Zeichen durch Röhre 46 gleichgerichtet wird, ist das Gitter 44 der Röhre 45 auf Erdpotential und die Git- tervorspannung der Röhre ist gleich E,1. Diese Spannung ist in Fig. 2 angezeigt.
Wenn ein Zeichen vorhanden ist, macht die gleich gerichtete Spannung E, das Gitter 44 in bezug auf Erde negativer und erhöht die Ge- samtgittervorspa.nnung. Das Verhältnis der Widerstände 50 und 51 bestimmt den Zu sammenhang zwischen Er und E,.. Diese Pro portionalität ist durch die lineare Kurve 101 der Fig. ? dargestellt.
Weil die gleichgerichtete Spannung Er von der Gittervorspannung 44, gemäss Kurve 100 Fig. \?, abhängt und weil die Vorspan- nung von 44 von dieser selben gleichgerich teten Spannung, gemäss Kurve 11_l1, bestimmt. wird, ist es klar, dass an irgend einem Punkt des Durchschneidens der Kurven 100 und 101 Gleichgewicht erreicht wird. Cber den Bezirk, in welchem die Kurven 100 und 101 übereinstimmen. kann Er ohne Wechsel in E, variieren, weil Kurve 100 eine Bedingung von konstantem ES darstellt.
Innerhalb dieser Grenzen wird ein An steigen der Antenneneingangsspannung E;, dazu neigen, ein Ansteigen in Ezu veran lassen. Indessen erzeugt ein Ansteigen in E, sogleich einen proportionalen Anstieg in Er und E". E, erhöht unmittelbar die Hilfsver stärkung der Röhre 45, was ein zusätzliches Ansteigen in Er hervorruft. Dies bewirkt die Reduzierung von E, auf ihren ursprüng lichen Wert, und der Kreis erreicht, wie derum bei dem gleichen Wert von E" je doch bei angestiegenen Werten von Er und E, Gleichgewicht.
In einem Kreis, welcher die erhöhte Hilfsverstärkung der l,öhre 45 nicht enthält, wird Es niemals seinen ur sprünglichen Wert, sondern einen etwas höheren Wert wieder erhalten.
In Fig. 3 stellt Kurve<B>103</B> die Variation in der Ausgangsspannung ES als Funktion der gleichgerichteten Spannung Er dar. Die horizontale gestrichelte Linie 102 zeigt die ideale Bedingung, bei welcher Es konstant in bezug auf Er ist. Kurve 103 zeigt, dass der Hilfsverstärker und Gleichrichberkreis eine ideale Wirkung mit Ausnahme bei über aus kleinen Spannungen ES bewirkt.
Die überlegene Wirkung, die erreicht wird, ist aus einem Vergleich der Kurve 103 mit Kurve 104 ersichtlich; die letztere zeigt die Variation bei früheren Apparaten, wo die gleichgerichtete Spannung unmittelbar mit E9 variiert.
Fig. 4 stellt die resultierende Variation von E8 mit der Antenneneingangsspannung E., dar und illustriert die Verbesserung, die durch das beschriebene automatische Steue rungssystem geschaffen wird. Kurve 105 ist die ideale Bedingung, unter welcher Es gleichförmig oberhalb eines Scbwellenwertes & ' ist. Kurve 106 zeigt das Ansprechen vor liegenden Kreises.
Kurve 107 zeigt das An sprechen eines greises, der der Kurve 104, Fig. 3, entspricht.
Mit dem beschriebenen greis kann der Anstieg der Kurven 103 und 106 in den Fig. 3 und 4, wenn es gewünscht wird, über einen Teil ihrer Variation negativ gemacht werden. Dies tritt ein, Fig. 2, wenn. in einem Bezirk der Anstieg der Kurve 100 stärker als die der Kurve 101 ist.
Die unvollkommene Regelung des Steuer kreises der Fig. 1 bei kleinen Spannungen Es (Fig. 3 und 4) liegt in der Abweichung zwi schen den Kurven 100 und 101 der Fig. 2. Methoden, diese Abweichung zu reduzieren, können: sehn: 1. die Kurve<B>100</B> geradliniger zu machen oder 2. die Kurve 101 von einer geraden Linie zu einer Kurve zu machen, die besser mit Kurve 100 übereinstimmt.
Bei spiele dieser Methoden sind 1. eine negative Anfangsvorspannung an die Anode des Grleichrichters 46 anzulegen und 2. ein Wi derstand von nicht geradliniger Charakteri- stik, wie eine zweite Diodenröhre, an Stelle des Widerstandes 51 der Fig. 1 zu verwen den.
Fig. 5 illustriert innerhalb des Rechteckes 40 den entsprechenden Teil des greises der Fig. 1, modifiziert durch Einführung einer Batterie 70, die dazu dient, eine permanente Vorspannung an den Gleichrichter 46 zu legen. Der Haupteffekt der Vorspannung, die durch Batterie 70 geschaffen wird, ist es, Kurve 10.0, Fig. 2, abwärts zu bewegen, und zwar um einen Betrag gleich der Gleich richtervorspannung.
Dies wird einen grösse ren Wert von Es, um das notwendige Er (mag.) sicherzustellen, erforderlich machen. Auf diese Weise wird der untere gebogene Teil von<B>100</B> reduziert, und die Kurven 100 und 101 können über einen grösseren Teil ihrer Länge zur Übereinstimmung gebracht werden. Daher wird sich die Kurve 103, Fig. 3, rascher der Horizontalen annähern. Sie wird auch die ES Ordinate bei einem Wert von E", der grösser als Null ist, durch schneiden.
Diese Methode hat den Nachteil, dass mit einer negativen Anfangsvorspannung an der Gleichrichteranode die durchschnitt liche gleichgerichtete Spannung der durch schnittlichen Trägerspannung bei Vorhan densein eines grossen Modulationsprozent- satzes nicht gleich ist.
Ein mehr ideales Ansprechen kann auch dadurch gesichert werden, dass man für den Widerstand 51, Fig. 1, eine nicht konstante Impedanz einsetzt, z. B. eine Diode, über welche der Spannungsabfall gemäss einer nichtgeradlinigen Funktion des iStromes variiert.
Fig. 6 zeigt den Teil innerhalb des Recht- eckes 40 der Fig. 1 so modifiziert, dassdieses charakteristische Merkmal erfasst wird. In Fig. 6 ersetzt die Diode 71 den Widerstand 51 der Fig. 1. In anderer Hinsicht sind die Kreisteile 40 der Fig. 1 und 6 identisch.
Bei geeigneter Dimensionierung kann die Stromspannungsfunktion der Einrichtung 71, Kurve 101 der Fig. .2, mehr zur Über- einstimmung mit Kurve 100 über den Be reich von E,. von Null bis Er (maa.) gebracht werden. Wenn dies vorgenommen wird, ist die Kurve<B>1.03</B> (Fig. 3) angenäherter hori zontal.
Fig. 7 zeigt ein Schaltschema eines auto matischen 1-eistungssteuerunbshreism, in wel chem die Hilfsverstärker- und Gleiehrichter- elektroden in einer einzigen Röhre angeord net sind. Das Regelsystem der Fig. 7 kann das System 40 in Fig. 1 ersetzen.
In Fig. 7 besteht die Röhre 7 5 der Type 2B7 aus einem Diodenpaar 76 und einem Pentodenverstärker mit: einer gewöhnlichen Kathode. Der Verstärkerteil der Röhre um- fa.sst die Kathode<B>77,</B> Steuergitter <B>18,</B> inne res Schirmgitter <B>79,</B> äussern Schirm 80 und die Anode 81. Der Gleichrichter enthält die Kathode 7 7 und die zwei Anoden<B>76.</B> welche ausserhalb der Röhre miteinander verbunden sind.
Die Spannung ES, Fig. 1, wird über Ver bindung 42 durch Blockierungskondensator 43 an das Steuergitter 78 des Pentodenver- stärkers angelegt. Das Zeichen wird in dem Pentodenteil der Röhre auf Zwischenfrequenz verstärkt; die verstärkten Zeichen, die in der Anodenleitung 83 vorhanden sind, werden auf den Diodengleichrichter durch den breit abgestimmten Filter 83 aufgedrückt;
dieser enthält kondensatorabgestimmte Primär- und Sekundärtra.nsformatorspulen, von denen eine in die Anodenleitung 82 eingeschlossen und die andere zwischen die Gleichrichteranoden 76 und Kathode 7 7 durch einen Hochfre- quenznebenschlusskondensator 84, der ein Widerstandsnetz 85 nebenschliesst, geschaltet ist.
Die Anode 81 wird von einer Quelle 86 durch einen hohen Widerstand 8 7 mit Ener gie versehen, welche normalerweise die Anode 81 auf im wesentlichen Nullpotential hält, um die umgekehrte Verstärkung gemäss Kurve 100 (Fig. 2) zu bewirken.
Ruhepotentiale werden an das Gitter 78, Kathode 7 7 und Anoden 7 6 mittels der Brückenschaltung 85 gelegt, die die negativ geerdete Batterie 88 enthält, welche zur Erde durch ein Paar von Widerstandswegen, die aus den in Serie geschalteten Widerständen 89, 90 und 91, 9?, 93 bestehen, nebenge schlossen ist. Die Kathode 77 ist zwischen die Widerstände 89 und 90, welche einen relativ niedrigen Widerstandsweg zur Erde bilden, geschaltet. Die Widerstände 91, 92, 93 bilden einen relativ hohen Widerstands weg zur Erde. Die Anoden 76 sind durch die Sekundärspule des Selektors 83 zum Punkt 94 zwischen den Widerständen 91 und 92 zurückverbunden.
Die Widerstände sind so proportioniert, dass die Anoden 76 anfäng lich auf dein gleichen Potential wie die Kathode 77 sind. Das Steuergitter 78 ist durch einen Ableitwiderstand 95 mit der Verbindung der Widerstände 92 und 93 ver bunden. Der Widerstand 93 ist im Vergleich mit 92 und 91 relativ klein, Verhältnis nahezu 1 : 10 : 111, und daher ist das Gitter 7 8 anfänglich nahezu auf Erdpotential.
Bei Vorhandensein eines Zeichens fliesst ein gleichgerichteter Strom durch die Diode 76, 77 und teilt sich zwischen die Wege, die die Widerstände S)(1, <B>93,</B> 9 2 und die Widerstände 89, 91 einschliessen. Dieser Strom fliesst in einer Riehtung, dass er den Strom in 92, 93 herabsetzt und den Strom in 91 erhöht. Das Resultat ist, dass Punkt 94 weniger positiv wird und negativ in bezug auf Erde werden kann. Die Spannung an der Verbindung von 9 ?, 93 folgt der Span nung des Punktes 94 und steht zu ihr im Verhältnis des Widerst < lndswei-tes 93 zu dem jenigen der Summe der Widerstände 92 und 93 in Beziehung.
Irgendwelches Spannungsabsinken a in Punkt 94 erhöht durch die Verbindung 53 die Gittervorspannung an den Röhren 5, 7 und 14 und reduziert ihre Verstärkung. Das Spannungsabsinken an 94 wird durch ein entsprechendes Spannungsabsinken an der Verbindung von 92 und 93 begleitet, was die Verstärkung im Pentodenteil der Röhre 7 5 erhöht. Die Wirkung ist dann im wesent lichen diejenige, die bei dem Steuersystem 40 der Fig. 1 beschrieben ist.
Der Zweck des Widerstandssehaltungs- netzes 85 ist es, eine anfängliche Vorspan- nung am Gitter 78 ohne eine anfängliche Vorspannung am Diodenteil 76, 77 sicherzu stellen. Solch eine Diodenvorspannung ist un erwünscht, weil sie veranlasst, dass durch den 1Vlodulationsprozentsatz des Trägers auf den Betrag der automatischen Steuervorspannung eingewirkt wird.
In Fig. 1 sind die doppelabgestimmten Zwischenfrequenzfilter 15 und 19 so kon struiert, dass sie einstellbare Kopplungen zwischen ihren Primär- und Sekundärspulen haben. Die Selektivität des Empfängers kann nach Belieben durch Veränderung dieser Kopplungen eingestellt werden. Die Einstel lung wird mittels einer Einknopfsteuerung 96 bewirkt, die so eingerichtet ist, dass sie gleichzeitig und in gleichem Grad die axialen Trennungen der Primär- und Sekundärspulen in den erwähnten Filtern verändert.
Die vor ausgehenden Filter 2 und 6 sind relativ breit, so dass die Selektivität des Empfängers haupt sächlich von den zwei variablen Filtern 15 und 19 abhängig ist.
Wenn die Kopplung auf ihren 11lagimum- wert eingestellt ist, hat die Resonanzkurve des Empfängers von der Antenne zum Git ter der Röhre 21 eine Doppelspitze als Folge der Überoptimumkopplung in den variablen Filtern 15 und 19. Der einzelabgestimmte Filter 25 wird scharf auf die Zwischenfre quenz abgestimmt, und sein Ansprechen ist so, dass die Doppelspitzen, die durch die Kreise 15 und 19 erzeugt werden, kompen siert werden. Diese Anordnung hat den Vor teil, in dem Trägerkanal eine flache An sprechcharakteristik über das gewünschte Frequenzband zu sichern.
Das Zeichenniveau am Eingang der Röhre 21 wird durch die Wirkung der automati schen Steuerung konstant gehalten, wenn der Benutzer ;durch eine @Station abstimmt: Das Vorhandensein des einzelabgestimmten Krei ses 25, der der automatischen Leistungs steuerung im Empfangssystem folgt, veran lasst ein künstliches !Maximum in der Inten sität des wiedergegebenen Zeichens,
wenn der Träger auf die Zwischenfrequenz abgestimmt -wird. Dies hilft dem Benutzer bei der kor- rekten Abstimmung des Empfängers und reduziert die Intensität der harten und un angenehmen Töne, welche bei schwacher Ver stimmung empfangen werden.
Radio receiver: The invention relates to an improvement in the automatic gain control in radio receivers and aims to keep the output amplitude of the amplified carrier essentially constant for a wide range of variation of the input amplitude through the action of the automatic gain control.
Circuits for automatic gain control are already known in which the amplified carrier vibrations are fed directly to a rectifier for the purpose of gaining a control voltage, the control voltage being fed to the control grid of one or more tubes of the transmission channel; to change the gain inversely to the variations in the carrier input amplitude.
However, these circuits do not allow complete compensation of the fluctuations in the output amplitude caused by changes in the input amplitude, because an increase in the control voltage can only occur if a corresponding increase in the amplitude of the amplified carrier occurs.
To remedy these shortcomings of the known scarf lines, it is proposed according to the invention, in a radio receiver with means for changing the gain as a function of a controlled variable obtained from the transmission vibrations, with a rectifier used to obtain the controlled variable from the transmission vibrations is coupled to the main amplification channel via an auxiliary amplifier to influence the amplification of the auxiliary amplifier in the opposite sense to that of the amplification control,
which is exerted by the controlled variable on at least one amplifier stage of the main transmission channel, the regulated stage of the main transmission channel preceding the coupling point for the auxiliary amplifier. This latter condition, namely that it should be a so-called backwash control, is important so that the entire transmission device cannot be blocked in the event of sudden increases in the input amplitude.
The regulated amplifier stage of the auxiliary amplifier should preferably be designed in such a way that its gain increases when a negative control voltage is supplied. In this case, it is possible, please include the control voltage in the same sense to the tubes of the main amplification channel and the regulated tube of the auxiliary amplifier, whereby as a result of an increase in the negative control voltage, the gain in the main transmission channel decreases while the gain of the auxiliary amplifier stage increases.
The amounts of the control voltages supplied to the main amplifier and the auxiliary amplifier do not need to be the same. The control voltage on the auxiliary amplifier is preferably dimensioned lower than that of the main amplifier. The fraction of the total control voltage derived from the rectifier, which is used to influence the auxiliary amplifier more, can be chosen so that the output amplitude of the main amplifier remains practically constant within the range of the automatic control effect.
In order to ensure increased gain with a negative increase in bias, the auxiliary amplifier preferably contains a pentode tube which has a high resistance in its anode lead so that, if there is no sign, its anode voltage and therefore its slope are reduced to almost zero. In this way, with increasing negative grid bias, the average anode current is brought to decrease and the average anode voltage is brought to increase and thereby an increased steepness with consequently increased gain is achieved.
The degree of gain increase, which is practically negligible below a certain negative grid bias, then rises rapidly and essentially uniformly to a high maximum gain level.
Preferably: a fixed positive prestressing is applied to the auxiliary amplifier cathode, which initially sets the operating point close to the essentially linear part of the grid prestressing amplification scheme. empty fraction of the total unified tension. which is applied to the grid of the auxiliary amplifier is appropriately chosen. that the increase in the control voltage is essential with.
corresponds to the linear part of the amplifier characteristics. With this setting, the automatic control will essentially be zero for character voltages below a certain threshold value, but in such a way that it keeps the output power of the character amplifier substantially constant above the threshold level at which the automatic control begins to act.
Fig. I is a circuit diagram of a superheterodyne radio receiver designed according to the invention, in which separate vacuum tubes are used for auxiliary gain and rectification.
Figures 2 to 4 illustrate the setting and operation of the system of Figure 1; Fig. 5 and 6 show modified forms of the auxiliary amplifier and rectifier circuit of Fig. 1: Fig. 7 is a circuit diagram in which an embodiment of the automatic performance control Lei according to the present invention is shown, wherein a single vacuum tube as a combined auxiliary amplifier and rectifier serves.
In the superheterodyne receiving system of FIG. 1, the primary coil 1 of a band filter 2 is in the circle from antenna 3 to earth 4, which antenna for selective transmission of modulated carrier wave characters from the antenna to a high frequency amplification stage (tube 5). the output of which is placed through a circuit 6 tuned by means of a capacitor to the control grid of the mixing tube 7.
A heterodyne oscillation source containing the tube 8, the electrodes of which are fed back through a matched impedance 9, couples said oscillations through a transformer 10 which has a secondary coil 11 which is located in a line 12 which is the cathode the tube 7 connects to ground through a bias impedance 13.
The intermediate frequency output of the tube 7 is selectively pressed onto an intermediate frequency amplification stage (tube 14) by a band filter 15, which consists of a transformer 16, which has the capacitor-matched primary coil 17 and secondary coil 18, which, as indicated by the double arrow displayed, are relatively axially displaceable in order to change the magnetic coupling between the coils and at the same time the width of the resonance band.
The output of the tube 14 is pressed through a similar band filter 19 onto the control grid 20 of a multi-electrode tube 21 of the type 2B7, which acts like a combined intermediate frequency amplification and rectifier stage.
Gain in the intermediate frequency occurs as a result of the action of the control grid 20 on the electron current moving between the cathode 22 and anode 23, a. The amplified characters that are present in the anode line 24 are applied by transformer 25, which is tuned to the intermediate frequency by capacitor 26, between the cathode 22 and the rectifier anodes 27, which are connected together outside the tube.
A capacitor 28 closes the high and intermediate frequency components via a resistor 29 in addition to the low frequency voltage, which was developed via opponent 29, selectively via Lei device 30, which is connected to the input of the low frequency amplifier 31, to apply. To this end, the cathode 22 is grounded via a biasing impedance 32, and the cathode system of the low frequency amplifier is grounded at 33. 34 is a speaker.
The automatic control of the characters transmitted from antenna 3 to loudspeaker 34 is effected by the aids within rectangle 40. The character output voltage Es, which is developed across the secondary transformer coil of the filter 19, which is grounded at 41,
is applied to the control grid 44 of a pentode tube 45 via a connection 42 and a blocking capacitor 48.
The pentode tube 45 is an intermediate frequency amplifier whose output is coupled to a diode rectifier (tube 46) through a transformer 47 which contains capacitor-tuned, loosely coupled primary and secondary coils to tune to the intermediate frequency. The rectifier circuit is completed from its grounded cathode 48 to its anode 49 by series-connected resistors 50 and 51, which are supported by a capacitor 52 which is so small
that it has a negligible shunt effect at low frequencies, are shunted.
The rectified voltage E_, which is developed across resistors 50 and 51 and is conducted from the character output voltage E3, is connected via connection 53 and via the transformer secondary parts of the Fil ter 2, 6 and 15 to the corresponding control grids of the tubes 5, 7 and 14 sets in order to thereby regulate the gain in the mentioned high and intermediate frequency stages in the usual way.
The series resistors 54 and the grounded capacitors 55 remove the modulation components of Er.
The fraction E, am: Resistor 51 of the total control voltage It is applied via connection 56 and resistor 57 to the control grid 44 of the auxiliary amplifier tube 45. The grounded capacitor 58 removes the modulation components of E ".
The voltage E i increases (as will be shown later) the gain of the auxiliary amplifier tube 45 simultaneously with the decrease in the gain of the tubes 5, 7 and 14 caused by the voltage Er.
The purpose of the voltage E "which is called a" reverse automatic gain control "is to keep E5 almost constant regardless of the intensity of the antenna input voltage E ,, above a threshold value. It is the additional one Gain increase of the auxiliary amplifier tube 45, which is produced by the voltage E, which allows the rectified voltage Er to rise without an increase in E in the same proportion.
The negative bias voltage E ″ applied to tube 45 creates an increasing gain in the following manner: A high resistance 59, shunted to ground by capacitor 60, is in series with the grounded anode battery 61 in the anode lead 62 of tube 45 Resistor 59 is such that for small values of the grid bias Er applied to tube 45, the anode current is sufficient to reduce the mean voltage at anode 63 to nearly zero, when the mean anode voltage is zero , the slope and gain of tube 45 are zero.
Curve 100 of FIG. 2 represents, for a given value of E, the rectified t> voltage Er as a function of the total grid bias applied to grid 44 and is proportional to the gain of tube 45.
The gain is near zero when the grid bias is less than four volts for the particular tube 45 of curve <B> 100 </B>. When the grid bias is negative beyond four volts, the mean anode current in tube 45 drops and the mean anode voltage increases accordingly. This increases the steepness and gain of the tube. As curve 100 shows, the maximum gain value is reached at a grid bias of eight volts.
Thereafter, while the anode voltage continues to increase as the bias voltage continues to grow negatively, the current is limited by the negative voltage across the grid, and the gain is reduced again. In this way there is a region of -4 to -8 volts in which a more negative grid bias produces a gain that increases rapidly and essentially constantly. The tube is operated within this district. He needs the value for He (max.) In Fig.? shown is not to be exceeded.
A fixed positive voltage E, 1 is applied across the cathode 64 of tube 45 and ground. When no character is rectified through tube 46, the grid 44 of tube 45 is at ground potential and the tube grid bias is E, 1. This voltage is indicated in FIG.
When a sign is present, the rectified voltage E i makes the grid 44 more negative with respect to ground and increases the overall grid bias. The ratio of the resistors 50 and 51 determines the relationship between Er and E, .. This proportionality is represented by the linear curve 101 of FIG. shown.
Because the rectified voltage Er depends on the grid bias 44, according to curve 100 Fig. 1, and because the bias of 44 is determined by this same rectified voltage, according to curve 11_l1. it is clear that at some point in the intersection of curves 100 and 101 equilibrium is reached. About the district in which curves 100 and 101 coincide. It can vary without changing E, because curve 100 represents a condition of constant ES.
Within these limits, an increase in the antenna input voltage E; will tend to cause E to increase. However, an increase in E, immediately a proportional increase in Er and E ". E, immediately increases the auxiliary gain of tube 45, causing an additional increase in Er. This causes E, to be reduced to its original value, and the circle reaches equilibrium, again with the same value of E "but with increased values of E and E.
In a circle which does not contain the increased auxiliary gain of the ear 45, it will never regain its original value, but rather a somewhat higher value.
In Fig. 3, curve 103 represents the variation in output voltage ES as a function of rectified voltage Er. The horizontal dashed line 102 shows the ideal condition in which Es is constant with respect to Er. Curve 103 shows that the auxiliary amplifier and rectifier circuit have an ideal effect, with the exception of voltages ES that are over small.
The superior effect that is achieved can be seen by comparing curve 103 with curve 104; the latter shows the variation in earlier apparatus where the rectified voltage varies directly with E9.
Fig. 4 shows the resulting variation of E8 with the antenna input voltage E., and illustrates the improvement provided by the described automatic control system. Curve 105 is the ideal condition under which Es is uniformly above a threshold value & '. Curve 106 shows the response before lying circle.
Curve 107 shows the speaking of an old man who corresponds to curve 104, FIG. 3.
With the above described, the slope of curves 103 and 106 in Figures 3 and 4 can, if so desired, be made negative over some of their variation. This occurs, Fig. 2, when. in one district the slope of curve 100 is greater than that of curve 101.
The imperfect regulation of the control circuit of FIG. 1 for small voltages Es (FIGS. 3 and 4) lies in the deviation between the curves 100 and 101 of FIG. 2. Methods for reducing this deviation can: see: 1. make curve 100 more straight, or 2. make curve 101 from a straight line to a curve that more closely matches curve 100.
In the case of these methods, 1. a negative initial bias is to be applied to the anode of the rectifier 46 and 2. a resistor of non-linear characteristics, such as a second diode tube, is to be used in place of the resistor 51 of FIG.
FIG. 5 illustrates, within the rectangle 40, the corresponding part of the old figure of FIG. 1, modified by the introduction of a battery 70 which is used to apply a permanent bias voltage to the rectifier 46. The main effect of the bias created by battery 70 is to move curve 10.0, Figure 2, downward by an amount equal to the rectifier bias.
This will require a greater value of It to ensure the necessary Er (mag.). In this way, the lower curved part of <B> 100 </B> is reduced and the curves 100 and 101 can be brought into correspondence over a greater part of their length. Therefore curve 103, FIG. 3, will approach the horizontal more quickly. It will also intersect the ES ordinate at a value of E "which is greater than zero.
This method has the disadvantage that with a negative initial bias on the rectifier anode, the average rectified voltage is not the same as the average carrier voltage when a large modulation percentage is present.
A more ideal response can also be ensured by using a non-constant impedance for resistor 51, FIG. B. a diode through which the voltage drop varies according to a non-linear function of the iStroms.
Fig. 6 shows the part within the rectangle 40 of Fig. 1 modified so that this characteristic feature is detected. In Fig. 6, the diode 71 replaces the resistor 51 of Fig. 1. In other respects, the circle parts 40 of Figs. 1 and 6 are identical.
With suitable dimensioning, the current-voltage function of device 71, curve 101 of FIG. 2, can be more in accordance with curve 100 over the range of E,. be brought from zero to Er (maa.). When this is done the curve 1.03 (Fig. 3) is more approximately horizontal.
Fig. 7 shows a circuit diagram of an automatic 1-eistungssteuerunbshreism, in wel chem the auxiliary amplifier and rectifier electrodes are net angeord in a single tube. The control system of FIG. 7 can replace the system 40 in FIG. 1.
In Fig. 7, the tube 75 of type 2B7 consists of a pair of diodes 76 and a pentode amplifier with: a common cathode. The amplifier part of the tube surrounds the cathode <B> 77, </B> control grid <B> 18, </B> inner screen grid <B> 79, </B> outer screen 80 and anode 81. The rectifier contains the cathode 7 7 and the two anodes 76, which are connected to one another outside the tube.
The voltage ES, FIG. 1, is applied via connection 42 through blocking capacitor 43 to the control grid 78 of the pentode amplifier. The symbol is amplified to intermediate frequency in the pentode part of the tube; the enhanced characters present in the anode line 83 are impressed on the diode rectifier through the wide-tuned filter 83;
This contains capacitor-matched primary and secondary transformer coils, one of which is enclosed in the anode line 82 and the other is connected between the rectifier anodes 76 and cathode 7 7 by a high-frequency shunt capacitor 84 which shunts a resistor network 85.
The anode 81 is provided with energy from a source 86 through a high resistance 8 7, which normally holds the anode 81 at essentially zero potential in order to effect the reverse amplification according to curve 100 (FIG. 2).
Rest potentials are applied to grid 78, cathode 7 7 and anodes 7 6 by means of bridge circuit 85 which contains negatively grounded battery 88 which is connected to ground through a pair of resistor paths consisting of series resistors 89, 90 and 91, 9 ?, 93 exist, is also closed. Cathode 77 is connected between resistors 89 and 90 which provide a relatively low resistance path to ground. Resistors 91, 92, 93 form a relatively high resistance to ground. The anodes 76 are connected back through the secondary coil of the selector 83 to point 94 between resistors 91 and 92.
The resistors are proportioned so that the anodes 76 are initially at the same potential as the cathode 77. The control grid 78 is connected to the connection of the resistors 92 and 93 by a bleeder resistor 95. The resistor 93 is relatively small in comparison with 92 and 91, ratio almost 1: 10: 111, and therefore the grid 7 8 is initially almost at ground potential.
If a symbol is present, a rectified current flows through the diode 76, 77 and divides between the paths that include the resistors S) (1, 93, 9 2 and the resistors 89, 91. This current flows in a direction that it decreases the current in 92, 93 and increases the current in 91. The result is that point 94 becomes less positive and can become negative with respect to earth. The voltage at the junction of 9?, 93 follows the voltage of point 94 and is related to it in the ratio of the resistance 93 to that of the sum of the resistances 92 and 93.
Any voltage drop a at point 94 increases the grid bias on tubes 5, 7 and 14 through connection 53 and reduces its gain. The voltage drop at 94 is accompanied by a corresponding voltage drop at the junction of 92 and 93, which increases the gain in the pentode portion of the tube 75. The effect is then essentially that which is described in the control system 40 of FIG.
The purpose of the resistance holding network 85 is to ensure an initial bias on the grid 78 without an initial bias on the diode part 76, 77. Such a diode bias is undesirable because it causes the modulation percentage of the carrier to act on the amount of automatic control bias.
In Fig. 1, the double-tuned intermediate frequency filters 15 and 19 are constructed to have adjustable couplings between their primary and secondary coils. The selectivity of the recipient can be adjusted as desired by changing these couplings. The setting is effected by means of a one-button control 96 which is set up in such a way that it changes the axial separations of the primary and secondary coils in the mentioned filters simultaneously and to the same degree.
The outgoing filters 2 and 6 are relatively wide, so that the selectivity of the recipient is mainly dependent on the two variable filters 15 and 19.
If the coupling is set to its 11lagimum value, the resonance curve of the receiver from the antenna to the grid of the tube 21 has a double peak as a result of the over-optimal coupling in the variable filters 15 and 19. The individually tuned filter 25 is sharply tuned to the intermediate frequency , and its response is such that the double peaks generated by circles 15 and 19 are compensated for. This arrangement has the advantage of securing a flat response characteristic in the carrier channel over the desired frequency band.
The character level at the input of the tube 21 is kept constant by the action of the automatic control, if the user votes by a station: The presence of the individually coordinated circle 25, which follows the automatic power control in the receiving system, causes an artificial! Maximum in the intensity of the reproduced character,
when the carrier is tuned to the intermediate frequency. This helps the user to correctly tune the receiver and reduces the intensity of the hard and uncomfortable tones that are received when the mood is weak.