Abstimmbares Hocbfrequenzgerät. Die Erfindung bezieht sich auf ein ab stimmbares Hochfrequenzgerät, insbesondere auf einen Radiosender oder -empfänger, dessen Abstimmfrequenz durch eine Kombi nationsfrequenz erster Ordnung, also durch die Summe oder die Differenz der Frequen zen zweier von Oszillatoren erzeugter Schwin gungen bestimmt ist, von welchen Frequen zen die eine (erste) stufenweise und die an dere (zweite) stetig einstellbar ist.
Bei Geräten für Hochfrequenzzwecke, die über einen breiten Frequenzbereich abstimm- bar sind, ist es üblich; diesen Bereich in einige Frequenzbänder zu teilen und die die Ab stimmfrequenz des Gerätes bestimmenden Schwingungskreise innerhalb eines jeden Fre quenzbandes mittels der gleichen veränderli chen Reaktanzen abzustimmen.
Der tber- gang von dem einen Frequenzband auf das andere erfolgt dabei durch Umschaltung der festen Real-,tanzen der Schwingungskreise, während die Abstimmung innerhalb eines je den Frequenzbandes durch Änderung der an dern Reaktanzen stattfindet.
Es sind derartige Geräte bekannt, deren Abstimmfrequenz durch die Summe oder die Differenz zweier Frequenzen bestimmt wird, von denen die eine in gleichen Stufen eiu- stellbar ist, während die andere stetig über .ein Frequenzband einstellbar ist, dessen Breite wenigstens einer Stufe der erstgenannten Frequenz entspricht.
Diese Geräte weisen aber in der Praxis Störungen auf, die dem Auftreten höherer Harmonischen der genann ten Frequenzen zuzuschreiben sind.
Das abstimmbare Hochfrequenzgerät nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die- zweite Frequenz über eine Anzahl von wenigstens zwei verschiedenen Frequenz bändern gleicher Breite stetig einstellbar ist, und dass, zur Erzielung der gewünschten Ab stimmung 11Iittel vorgesehen. sind zur Her- stellung einer derartigen Kombination einer der Werte, die die erste,
stufenweise ein stellbare Frequenz annehmen kann, mit einem dieser Frequenzbänder, d'ass von höheren Har- monisehen der genannten Frequenzen herbei geführte Störungen ganz oder grösstenteils verhütet sind.
Durch eine geeignete Wahl der verschie denen Werte der ersten Frequenz, der An zahl und der Lage der Frequenzbänder und ihrer Kombinationen lassen sich also von den erwähnten höheren Harmonischen selbst her beigeführte Störungen grösstenteils vermei den.
Bei dieser Wahl kann man aber im allgemeinen auch :dafür Sorge tragen, dass Stö- rungen, die von Frequenzen stammen, die durch Interferenz der besagten höheren Har- moniSchen unter sich auftreten (Interferenz- s.törungen) wenigstens teilweisse unterdrückt werden.
Bei einem Gerät, dessen Abstimm- frequenz durch die Differenz der ersten und der zweiten Frequenz bestimmt ist, wählt man zweckmässig die erwähnten Frequenz bänder derart, dass die zweite, stetig einstell- bare Frequenz nie niedriger als die Frequenz differenz der ersten und der 'zweiten Fre quenz liegt. Durch Anwendung dieser Mass nahme wird die Störungsbefreiung noch er heblich verbessert.
Man kann die zweite, stetig einstellbare Frequenz auf einfache Weise als Summen- oder Differenzkombination einer auf eine Anzahl verschiedener Werte umschaltbaren Frequenz und einer veränderlichen Frequenz erhalten, die stetig über ein Frequenzband einstellbar ist, dessen Breite derjenigen der vorerwähnten Frequenzbänder entspricht. Die verschiedenen,
vorerwähnten Frequenzbänder gleicher Breite ergeben sich dann durch Um- schaltung dieser einen Frequenz auf die ver schiedenen Werte. Man kann dabei vorteil haft diese Werte, auf welche die eine Fre quenz umschaltbar ist, verhältnismässig hoch, z. B. in der Nähe der höchsten Abstimm- frequenz des Gerätes und das Frequenzband, über welches die andere Frequenz stetig ver änderbar ist, verhältnismässig niedrig, etwa in der Nähe der niedrigsten Abstimmfre- quenz des Gerätes, wählen.
Um das Gerät einfach bedienen zu kön nen, können die Teile, die zum Einstellen der Werte der ersten, stufenweise einstellbaren Frequenz und des von der zweiten, stetig einstellbaren Frequenz zu bestreichenden Frequenzbandes dienen, mit einem Schalt mechanismus gekuppelt werden, mittels dessen die zur jeden Abstimmung erforderliche Kombination von Einstellungen zustande ge bracht wird.
Der erwähnte Schaltmechanismus -und das Organ, mit dem der Wert der zweiten Fre quenz innerhalb des gewählten Frequenz bandes eingestellt wird, können mit einer Anzeigevorrichtung gekuppelt werden, deren Skalen derart geeicht sind, dass die Abstimm- frequenz des Gerätes unmittelbar von den zweckmässig nebeneinander angeordneten Ska len ablesbar ist.
Das abstimmbare Gerät kann ein Über lagerungsempfänger ,sein. Dieser kann z. B. zwei Frequenztransformationsstufen aufwei- sen, bei denen die Frequenz der örtlichen Schwingung der ersten Stufe stufenweiseein- stellbar ist, während die Frequenz der örtli chen Schwingung der zweiten Stufe über eine Anzahl Frequenzbänder gleicher Breite stetig einstellbar ist:
Der Überlagerungsempfänger kann aber auch nur eine Frequenztransformationsstufe aufweisen, wobei die Frequenz der dieser Stufe zugeführten örtlichen Schwingung durch Mischung der ersten, stufenweise ein stellbaren und der zweiten, über eine Anzahl Frequenzbänder gleicher Breite stetig ein- stellbaren Frequenz erhalten wird. Bei beiden Ausführungsformen können die oben er wähnten speziellen Ausbildungen Anwen dung finden.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes, ausgebildet als überlagerungsemp- fänger, dargestellt.
Beim Überlagerungsempfänger nach Fig.1 werden die von einer Antenne L aufgefan genen Schwingungen einer Vorselektionsstufe 2 zugeführt, die gewünschtenfalls eine oder mehrere Hochfrequenzverstärkerstufen ent halten kann. Nach Selektion und etwaiger Verstärkung werden die empfangenen Schwingungen einer Mischstufe 8 zugefiihrt, in der sie mit der örtlichen 'Schwingung ge mischt werden.
Die auf diese Weise erhalte nen Schwingungen werden in einem Zwi- schenfrequenzverstärker 4 verstärkt und in. einem Detektor 5 gleichgerichtet, - worauf die erhaltenen Niederfrequenzschwingungen einem Lautsprecher 'l über einen Niederfre- quenzverstärker 6 zugeführt werden.
Die örtliche Schwingung, mit der die: empfangenen Schwingungen in der Misch stufe 3 gemischt werden, wird durch Mi schung der Frequenzen zweier Oszillatoren 8 und 9 erhalten, wobei einer dieser Oszillata- ren, z. B. der Oszillator 8, stufenweise und der andere Oszillator (9) stetig einstellbar ist.
Die Mischung der Frequenzen der Oszilla- toren 8 und 9 erfolgt in einer Mischstufe 10; an .die Ausgangsklemmen :dieser Mischstufe ist ein Bandfilter 11 angeschlossen, das die Summenfrequenz durchlässt und zugleich mit der Einstellung der Oszillatoren 8 und 9 um schaltbar ist.
Bei den bereits bekannten, Empfängern, die nach dem vorgenannten Schema wirken, ist der :eine Oszillator (8) in gleichen Stufen einstellbar, während der andere Oszillator (9) stetig über ein bestimmtes Frequenzband ein stellbar ist, dessen Breite wenigstens einer Stufe des erstgenannten Os.zillators ent spricht.
Diese Empfänger weisen sehr häufig Pfeiffs:törungen auf, die auf Rechnung von höheren Harmonischen der verwendeten Oszillatorfrequenzen zu stellen sind.
Diese Störungen werden nun dadurch vermieden, dass der Os.zillator 9 mit einer Anzahl, im vorliegenden Beispiel vier, Frequenzbänder gleicher Breite ausgerüstet wird, über wel che dieser wahlweise stetig abstimmbar ist. Wo also bei den bekannten Empfängern der Abstimmbereich dadurch durchlaufen wird,
dass der eine Oszillator jedes-mal eine Stufe weitergeschaltet wird und die verschiedenen Stufen durch stetige Einstellung des andern Oszillators über das eine und dasselbe Fre quenzband überbrückt werden, wird der Empfänger dadurch abgestimmt, dass jeweils eine Wahl aus einem de Frequenzwerte ga- troffen wird,
die der stufenweise einstellbare Oszillator annehmen kann und dass dieser Wert mit einem der vier Frequenzbänder kombiniert wird, mit denen der zweite Oszil- lator ausgerüstet ist und innerhalb derselben dieser Oszillator stetig eingestellt wird.
Beim vorliegenden Empfänger kann man also grund sätzlich eine bestimmte Abstimmung noch auf verschiedene Weisen durchführen; aus diesen verschiedenen Weisen wählt man die jenige, bei der Störungen. durch höhere Har monische nicht oder möglichst wenig vor kommen, so dass :ein praktisch störungsfreier Empfang erhalten wird. Diese Wahl wird im folgenden näher erläutert.
Es wird angenommen, dass der Empfän ger über einen Bereich von 1,5 bis 22,5 MHz abs:timmbar sein muss; bei einer Zwischen frequenz von 500 kHz ist dies dadurch erziel bar, dass man die örtliche Schwingung von 2 bis 28 MHz ändern lässt.
Hierzu ist der Oszillator 8 stufenweise auf eine Anzahl zwischen 0 und 19 MHz liegender Frequenzen einstellbar gemacht. Zweckmässig wird der Oszillator 8 mittels einer Reihe von Kristal len stabilisiert, die bei der Einstellung des Oszillators abwechselndeingeschaltetwerden. Es ist aber häufig möglich, die verschiede nen Frequenzen, welche dieser Oszillator lie fern können soll,
als höhere Harmonische von einer bestimmten Grundfrequenz abzuleiten, was eine beträchtliche Ersparnis der Anzahl der im Oszillator zu verwendenden Kristalle ergibt.
Der Oszillator 9 ist stetig über vier Fre quenzbänder einstellbar, d. h. über die Bän der 2-3, 3-4, 4-5 und 5-6 MHz.
Aus den Frequenzen der Oszillatoren 8 und 9 wird durch die Mischstufe <B>10</B> die Summenfrequenz gebildet, die als örtliche Schwingung hintereinander sämtliche Werte von 2 bis 23 MHz durchlaufen kann.
Die Art und Weise, auf die eine be stimmte Einstellung des Oszillators 8 mit einem bestimmten Frequenzband des Oszilla- tors 9 kombiniert wird, ist in der Tafel 1 näher angegeben.
EMI0003.0113
<I>Tafel <SEP> 1</I>
<tb> b
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> I <SEP> <U>6 <SEP> 7 <SEP> 7</U> <SEP> 11 <SEP> 9 <SEP> 11 <SEP> 14 <SEP> <U>15</U> <SEP> 13'. <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> <U>19 <SEP> 19</U>
<tb> 2-3
<tb> 2-3 <SEP> ---- <SEP> -- <SEP> --13-<U>14</U>- <SEP> 16-1717-18 <SEP> 1<U>9</U>-20 <SEP> 2<U>1</U>-22
<tb> #,
<SEP> 3-4 <SEP> 3-4 <SEP> 8-9 <SEP> 2<U>0-</U>21 <SEP> 22-23
<tb> 4-5 <SEP> 7-8 <SEP> i <SEP> 10-1111-12 <SEP> 15-16
<tb> 5-6 <SEP> <B><U>5-66-7</U></B> <SEP> 9-10 <SEP> ^ <SEP> 12-13 <SEP> 14-15 <SEP> 18-19'
<tb> s In dieser Tafel ist mit a die Einstellung des Oszillators 9 auf eines der vier Frequenz bänder und mit b die Einstellung des Oszillators 8 auf eine Anzahl zwischen 0 und 19 MHz liegender Frequenzwerte be zeichnet.
Die Tafel zeigt wie die Einstellun gen a und b kombiniert werden müssen, da mit sich Störungen wegen der von den Oszil- lato-ren 8 und 9 erzeugten höheren Harmoni- sehen möglichst wenig hinderlich bemerkbar machen.
Es wird z. B. der Oszillator 8 auf eine Frequenz von 3 MHz eingestellt, und der Oszillator 9 im Frequenzband von 4 bis 5 MHz abgestimmt, um die Frequenz der örtlichen Schwingung von 7-8 MHz ändern und den Empfänger zwischen 6,5 und 7,5 MHz abstimmen zu können.
Wie im folgenden näher erläutert wird, können nun Störungen auftreten, sobald die Frequenz einer der Harmonischen der Oszil- latoren 8 und 9 innerhalb des Frequenzbandes der örtlichen Schwingung fällt, und ein ver- hältnismässig kleiner Frequenzunterschied (von der Grössenordnung- der hörbaren Fre quenzen) zwischen. den störenden Harmoni schen und der örtlichen Schwingung besteht.
Im vorliegenden Zahlenbeispiel treten der artige Störungen nicht auf, da bereits die zuleite Harmonische von a (Oszillator 9) oben halb des Frequenzbandes der örtlichen Schwingung, die zweite Harmonische von b (Oszillator 8) unterhalb dieses Bandes liegt, und die dritte und höheren Harmonischen von b wieder oberhalb dieses Bandes liegen.
Die zweite Harmonische von ca läuft nämlich von 8 bis 10 MHz und liegt also oberhalb des Frequenzbandes der örtlichen Schwin gung, die sich von 7 bis 8 MHz ändert. Hö here Harmonische von a können also auch nicht in dieses Frequenzband fallen. Die zweite Har- monische von b beträgt 6 MHz und liegt also unterhalb des Frequenzbandes, während die dritte Harmonische eine Frequenz von 9 MHz hat und folglich eine höhere Frequenz als das Band aufweist.
Wäre aber der Empfänger auf die bereits bekannte Weise mit einem einzigen Fre- quenzband ausgebildet, so würden dagegen ernstliche Störungen auftreten, was sich wie folgt erklären lässt. Es wird angenommen, dass der Abstimmbereich und die Zwischen frequenz dieses Empfängers die gleichen wie diejenigen des varbeschriebenen Empfängers sind.
Setzt man weiter voraus, dass der Oszil- lator 9 (a) in einem Frequenzband von 2 bis 3 MHz stetig abstiinmbar ist und dass. der Oszillator 8 (b) hintereinander auf 0, 1,. 2, <B>3....</B> 19, 20 MHz eingestellt wird. Wenn nun die Frequenz der örtlichen Schwingung von 7 bis 8 MHz geändert werden muss, so soll der Oszillator 8 auf den Wert von 5 MHz eingestellt werden.
Bei Abstimmung . des Oszillators 9 im Mittelteil seines Bereiches, also etwa bei 2,5 MHz, fällt die dritte Har monische von. a (3a-7,5 MHz) in das Fre quenzband der örtlichen Schwingung (7 bis 8 MHz), was zu Pfeifftönen Veranlassung geben kann.
Diese Pfeiffstörungen rühren da her; dass- sowohl die örtliche Frequenz (a+<B><I>b),</I></B> als auch die dritte Harmonische von a (3a) in der. Mischstufe 3 mit dem empfangenen Signal gemischt werden. Falls die Frequen zen (a -f- b) und (3a) einander genau gleich sind, tritt natürlich keine Störung ein, weil dann nur von einer einzigen Frequenz die Rede ist.
Dies trifft im vorliegenden Fäll zu, wenn die Trägerwelle des eintreffenden Si gnals eine Frequenz von 7 MHz hat und die Frequenz der örtlichen Schwingungen, wie auch diejenige der dritten Harmonischen genau 7,5 MHz beträgt.
Wenn aber die Frequenz der zu empfangenden Trägerwelle und also auch die Frequenz der örtlichen Schwingung ein wenig von den angegebenen Werten ab weichen, so entspricht der Wert der -örtlichen Schwingung (a+ b)-nicht weiter demjenigen der dritten Harmonischen von ä (3a) da die Frequenz der örtlichen Schwingung bei Än derung der stetig einstellbaren Frequenz an ders als die Frequenz der dritten Harmoni schen verläuft;
die örtliche Schwingung er streckt sich ja über 7-8 MHz, während sich die dritte Harmonische von 6 bis 9 MHz ändert. Solange die Differenz zwischen (a + b) und (3a) hinreichend klein ist, ist das Filter 11 für,die beiden Frequenzen durch- lässig und werden die beiden Frequenzen in der Mischstufe 3 mit dem eintreffenden Si gnal gemischt:
Wenn die erwähnte Differenz z. B. 2000 Hz beträgt, so hört man im Laut sprecher u. a. ,einen Pfeiffton von 200.0 Hz, der von der Interferenz der Zwischenträger- welle (0,5 MHz) des empfangenen Signals und der aus der Mischung der dritten Har- monischen von a und der Trägerwelle hervor gehenden zwischenfrequenten Schwingung stammt. Wenn die Trägerwelle moduliert worden ist,
so treten - wie klar ersichtlich ist - ausserdem mancherlei andere störende Pfeifftöne auf, die von Interferenz der zwi- schenfrequenten Seitenbänder des Signals mit den durch Mischung der dritten Harmoni schen von a und der Seitenbänder der Trä gerwelle entstehenden zwischenfrequenten Schwingungen herrühren.
Diese Art von Störungen wird - wie aus dem gegebenen Beispiel hervorgeht - beim in Fig. 1 dargestellten Empfänger vermie den, oder wenigstens weitgehend unterdrückt. Trotzdem treten in manchen -Fällen noch störende fünfte, sechste und höhere Harmo.- nische auf; z.
B. bei der Kombination b = 11 mit a = 2 bis 3; .diese Störung ist zwar nicht ernstlich mehr, weil die Stärke dieser Harmo nischen gering ist, aber unter Umständen kann es erwünscht sein, auch diese Störungen zu unterdrücken. Dies kann nun dadurch er folgen, dass die stetig einstellbare Frequenz nie niedrigen als die örtliche Schwingung des Empfängers gewählt wird.
In Fig. 2 ist schematisch ein Ausfüh rungsbeispiel eines Überlagerungsempf ängers dargestellt, bei dem dieser Bedingung ent sprochen ist. Angenommen wird wieder, dass der Empfänger über einen Bereich von 1,5 bis 22,5 MHz abstimmbar sein muss,
dass die Zwischenfrequenz 500 kHz beträgt -und dass die Frequenz der örtlichen Schwingung sich von 2 bis 23 MHz ändert. Zu diesem Zweck ist der Oszillator 8 stufenweise auf eine An zahl zwischen 0 und 20 MHz liegender Fre quenzen abstimmbar gemacht.
Die stetig einstellbare Frequenz wird durch Mischung zweier Schwingungen -erhal ten, die von zwei Oszillatoren 12, 13 stam men.
Der durch Kristalle stabilisierte Oszil- lator 12 liefert wahlweise Schwingungen mit einer Frequenz von 20 öder 22 MHz, wäh rend der Oszillatox 13 über einen Frequenz bereich von 2-3 MHz stetig veränderlich ist; in einer Mischstufe 14 werden die von den Oszillatoren 12 und 13 stammenden Schwin- gungen derart gemischt, dass an den Aus gangsklemmen dieser Stufe die Summen frequenz der betreffenden Schwingungen auf tritt.
Durch Umschaltung des Oszillators 12 s verfügt man also über zwei Frequenzbänder: ein Band von 22-23 und ein Band von 24 bis 25 MHz. In der Tafel II ist angegeben, Wie diese Bänder mit den verschiedenen Wer ten kombiniert werden,
die die stufenweise s einstellbare Frequenz annimmt.
EMI0005.0101
<I>Tafel <SEP> 11</I>
<tb> <U>v</U> <SEP> _
<tb> 20 <SEP> 19 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 14 <SEP> 13 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 70 <SEP> 11 <SEP> 8 <SEP> 7 <SEP> 6 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> <U>3 <SEP> 0</U>
<tb> 22-23 <SEP> 2-33-44-5 <SEP> 6-7 <SEP> \8-9 <SEP> 9-1010-11@12.13'14-1515-1616.1717-1818-1919-2020-21 <SEP> 22-23
<tb> '
<tb> 24-25 <SEP> \ <SEP> 5-6 <SEP> 7-8 <SEP> ^ <SEP> ^ <SEP> 11-12' <SEP> 13-14 <SEP> \ <SEP> 21-22 In dieser Tafel ist wieder mit a das Fre quenzband,
innerhalb dessen die stetig ver- änderliche Frequenz abgestimmt wird, und mit b .die Einstellung des Oszillators 8 auf einen der zwischen 0 bis 20 liegenden Fre- quenzwerte bezeichnet.
In der Mischstufe 10 wird die Differenzfrequenz von a und b er zeugt und diese wird über das Filter 11 in der Mischstufe 3 des Empfangkanals als ört liche Schwingung verwendet. Die stetig ver änderliche Frequenz a liegt nun immer höher als die Frequenz der örtlichen Schwingungen, ausgenommen ein. tereich, wo die. beiden Fre quenzen Einander gleich. sind (22-23 MHz).
Bei näherer Betrachtung der Tafel II zeigt es sich, dass die Störungen infolge höhe rer Harmonischer bei dieser Ausführungsform des Empfängers,. im Vergleich zur Ausbil dung des Empfängers nach Fig. 1, noch weiter unterdrückt sind; es kommt z. B. eine störende sechste Harmonische nicht mehr vor. Auch Störungen durch Frequenzen, die durch Interferenz der höheren Harmonischen unter sich entstehen, sind stark herabgesetzt.
Solche Interferenzstörungen kamen z. B. im ersten Ausführungsbeispiel (siehe Tafel I) noch wegen Frequenzen vor, die durch Inter ferenz der dritten Harmonischen von a mit der zweiten Harmonischen von b entstehen (d. h.
beim Frequenzband der örtlichen Schwingungen von 13-14 MHz), während nun nur noch Interferenzfrequenzen der drit ten Harmonischen von a und der vierten Har monischen von b störend wirken können (nämlich beim. Frequenzband der örtlichen Schwingungen von 4-5 MHz). Ausserdem kommen derartige Interferenzstörungen viel weniger häufig als:
im ersten Beispiel vor. Dies ist auf die Anwendung der verhältnis- mässig hohen Werte der stetig veränderlichen Frequenz zurückzuführen. Eine einfacheAus- bildung des- Empfängers- wird erhalten, wenn man die Teile, mit denen die Oszillatoren 8 und 12 auf ihre verschiedenen Frequenzen werte eingestellt werden,
mit einem Schalt- mechanis#mus, kuppelt, der bei Betätigung die in der Tabelle II erwähnten Kombinationen zustande bringt. Weiter kann man sowohl diesen Schaltmechanismus als auch Einstell organ mit dem die Frequenz des Oszillators 13 .eingestellt wird, je mit einer Anzeigevor richtung kuppeln, deren Skalen derart geeicht sind,
dass .die Abstimmfrequenz des Empfän gers unmittelbar ablesbar ist.