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Empfangsschaltung mit selbsttätiger Verstärkungsregelung Die Erfindung
betrifft eine Empfangsschaltung mit selbsttätiger Verstärkungsregelung.
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Bekanntlich kann ein Diodengleichrichter so- betrieben werden, daß
er eine der aufgedrückten Trägerspannung proportionale Gleichspannung entwickelt.
Man hat von dieser Eigenschaft schon Gebrauch gemacht; um die Verstärkung eines
Verstärkers automatisch zu regeln, der vor diesem Gleichrichter liegt.
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Weiter ist es bekannt, daß mehrere Röhrenelemente indem Elektronenfeld
einer Kathode ohne Rücksicht auf die Wirkung jeweils der anderen Röhrenelemente
eine zufriedenstellende Diodengleichrichtung in Verbindung mit der Kathode ergeben.
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Die Erfindung benutzt diese Erkenntnis, indem -in der Detektorstufe
einer Empfangsschaltung eine Dreielektrodenröhre mit Kathode; Gitterelektrode und
Anode derart verwendet wird, daß die Entladungsstrecken Kathode-Anode und Kathode-Gitter
als Dioden wirksam sind, denen beiden die modulierte Hochfrequenz zugeführt wird,
und daß der einen Diodenstrecke. die Modulationsfrequenz und der anderen die als
Regelspannung dienende Gleichspannungskomponente entnommen wird.
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Es wäre natürlich denkbar, statt einer Triode zu diesem Zweck zwei
getrennte Zweielektrodenröhren zu verwenden. Dieser Weg ist aber weniger vorteilhaft:
Die Herstellung von zwei Dioden ist nämlich teurer als die einer normalen Dreielektrodenröhre,
und außerdem ist der Aufwand an Raum und Schaltelementen im Gerät größer. Man könnte
etwa auch die zwei Diodenstrecken in einem Kolben zusammenbauen. Dies würde aber
die Entwicklung einer neuen Röhrentype erfordern, was vom wirtschaftlichen Standpunkt
aus betrachtet unerwünscht ist. Eine solche Röhre mit begrenzter Verwendungsmöglichkeit
ergibt eine verhältnismäßig teure Fabrikation, ein großes Lagerrisiko usw. und läuft
auch dem allgemein als richtig bekannten Bestreben entgegen, möglichst wenige, aber
dafür vielseitig verwendbare Röhren zu entwickeln.
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Die erfindungsgemäße ` Anordnung ist an Hand von vier Abbildungen
beschrieben. Abb. i zeigt die Schaltung eines Empfängers mit einem Diodengleichrichter.
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Abb.2 zeigt kurvenmäßig das Verhältnis zwischen dem Eingang und dem
Ausgang der Schaltung gemäß Abb. i.
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Abb. 3 zeigt eine andere Schaltung.
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Abb. 4 zeigt kurvenmäßig für die Schaltung gemäß Abb. i das Verhältnis
zwischen dem Eingang und dem niederfrequenten Ausgang.
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In Abb. i sind i die Antenne, 2 und 3 der Eingangskreis und 4 ein
Hochfrequenzverstärker.
Der Ausgang von 4 führt über ein Gerät 5,
etwa ein Kopplungsglied oder weitere Verstä.rkerstufen, und über einen Kopplungskondensator
g zu dem Eingangskreis des Diodengleichrichters. Dieser enthält eine Induktivität
6 in Reihe mit einem Abstimmkondensator 7 und einem Blockierungskondensator 8 (o,1
,uF).
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Der Diodengleichrichter - io ist zweckmäßigerweise eine übliche Triode
mit Heizfaden ii, Kathode 12, Gitter 13 und Anode 14. Wenn der Einfachheit halber
die Elektrode 13 als Gitter bezeichnet wird, arbeitet sie in Wirklichkeit
als Anode einer Diodengleichrichterstrecke. Um die Schaltung zu vereinfachen, werden
die Diodenverbindüngen umgekehrt, d. h. das hochfrequenzmäßg nicht geerdete Ende
des Eingangskreises wird mit der Kathode 12 verbunden. ES ergeben sich dabei bequemere
Erdungsverhältnisse für die nachgeschaltete Niederfrequenzstufe.
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Für die Trägerfrequenz ist der Eingangskreis durch den Hochfrequenzüberbrückungskondensator
15 (roo»uF) vervollständigt, der zwischen der geerdeten Klemme des Eingangskreises
und dem Gitter liegt, und durch den Niederfrequenzüberbrückungskondensator 16 (o,i
yF), der zwischen Gitter und Anode liegt. Die niederfrequente Ausgangsspannung entsteht
an dem Widerstand im Kreis zwischen Gitter 13 und Kathode 12. Die hochfrequenzmäßigauf
Erdpotential liegende Klemme der Induktanz 6 ist über einen Widerstand 17 an Erde
angeschlossen. Der niederfrequente Ausgangskreis des Gleichrichters enthält den
Widerstand 18 (o,2 Megohm), der durch einen Schieber ig mit einem geeigneten Punkt
an dem Widerstand 17 verbunden werden kann. Der Gleichstromausgangswiderstand.3o
(2 Megohm) liegt zwischen Anode 14 und der geerdeten Klemme des Widerstandes 17.
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Die gegenüberliegende Klemme dieses Widerstandes 17 ist durch eine
Leitung :2i mit -einer Gleichspannungsquelle verbunden, die gegenüber Erde positiv
ist, wodurch ein Spannungsabfall längs dem Widerstand 17 erzeugt wird, der den Anoden
13,-1q. Potentiale Ei, E2 (El - 7 Volt, E2 = 40 Volt) erteilt, die sie gegenüber
der Kathode negativ vorspannen.
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Die niederfrequente Spannung wird dem Niederfrequenzverstärker über
den Blockierungskondensator 22 (o, z ,uF) und den Spannungsteiler 23 (0,5 Megohm)
zugeführt. Die am Widerstand 2o auftretende Gleichspannung wird der Röhre 4 als
automatische Verstärkersteuerspannung zugeführt, wobei die Leitung 24 von der Anode
14 nach der Niederspannungsklemme der Spule 2 ein Filter 25 (5oo. ooo Ohm, o, i
yF) enthält, das zur Unterdrückung der Wechselkomponenten dient. Die dem Gitteranschluß
entgegengesetzte Klemme der Spule 2 ist mit dem Kondensator 3 über den Blockierungskondensator
26 verbunden. Der Kathodenkreis des Verstärkers enthält einen Widerstand 27, der
dem Verstärkergitter die erforderliche Vorspannung zuführt.
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Die verschiedenen Abstimmelemente, z. B. 3 und 7, sind durch das punktiert
gezeichnete Gestänge 28 mechanisch miteinander gekuppelt.
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Zu bemerken ist, daß die besondere Lage des Niederfrequenzüberbrückungskondensators
16 zwischen Gitter 13 und Anode 14 und die Größe dieses Kondensators wichtig ist,
weil dadurch die Verzerrung.der der Impedanz zugeführten niederfrequenten Spannung
verringert wird, wenn das dem Eingang des Gleichrichters zugeführte Signal gerade
genügend ist, um eine Gleichspannung am Widerstand 2o hervorzurufen. Es muß vermieden
werden, daß Modulationsspitzen die automatische Lautstärkeregelvorrichtung betätigen
und der Kondensator deshalb groß gemacht werden. Zu demselben Zweck wird Widerstand
1ß zweckmäßig kleiner gemacht als Widerstand 2o. Die Arbeitsweise des Empfängers
und insbesondere die des Gleichrichters erkennt man aus den Kurven gemäß Abb. z.
Bei den üblichen Diodengleichrichtern ist keine Vorsorge getroffen, den Elektroden
konstante Vorspannungen zuzuführen, so daß ein kleiner Gleichstrom selbst bei Fehlen
eines Eingangswechselstromes fließt.
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Kurve A zeigt das Verhältnis, das zwischen dem Gleichstromausgang
und der Trägerspannung im Eingang bei Fehlen einer Vorspannung E2 auftreten würde.
Ähnlich zeigt Kurve B das Verhältnis zwischen der niederfrequenten Ausgangsspannung
und der Trägereingangsspannung bei Fehlen der Vorspannung Ei. Bei Anlegung der Vorspannungen
werden die Kurven verschoben, bis die Scheitelspannung des Trägers ungefähr gleich
den entsprechenden Yorspannungen ist. Die Verhältnisse zwischen der Trägerspannung
und dem Gleichstrom und den niederfrequenten Ausgangsspannungen bei der Schaltung
gemäß Abb. i sind durch die Kurve A' und B'
wiedergegeben.
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Durch geeignete Wahl der Vorspannung E2 kann die Entwicklung eines
Gleichstromes im Belastungswiderstand 2o verzögert werden, bis die an der Antenne
zur Verfügung stehende Signalenergie bei maximaler Verstärkung genügt, um den Trägereingang
zum Gleichrichter auf den Wert zu bringen, der dem vorherbestimmten maximalen niederfrequenten
Ausgangspegel entspricht.
Dadurch, daß die Entwicklung einer gleichgerichteten
Trägerspannung verzögert wird, bis der Signaleingang einen bestimmten Wert erreicht,
bleibt die Empfindlichkeit des Empfängers für alle verhältnismäßig schwachen Signale
urigeändert, während mit zunehmender Signalstärke die Verstärkungsreglerspannung;
die durch den Gleichrichter entwickelt wird, wirksam wird, um die Gleichrichtereingangsspannung
konstant zu halten.
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Wegen der hohen Verstärkung, die man gewöhnlich in Empfängern mit
automatischer Verstärkungsregelung erhält, wird der Ausgang, den man erhält, wenn
der Verstärker auf eine Frequenz abgestimmt ist, bei der kein oder nur ein schwacher
Signaleingang vorhanden ist, gewöhnlich von einem verhältnismäßig starken Geräusch
begleitet, das durch Einstellen der Diodenvorspannung Ei eliminiert werden kann.
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Wenn die Gleichstromquelle, die dem Widerstand 17 Strom zuführt, nicht
genügend frei von Wechselspannungskomponenten ist, werden diese Brummspannungen
dem Gitter des ersten Niederfrequenzverstärkers zugeführt. Diesen Nachteil kann
man gemäß der Schaltung nach Abb.3 dadurch beseitigen, daß man die Kathode des Verstärkers
mit einem solchen Punkt am Widerstand 17 verbindet, daß die Wechselspannüngskomponenten
auf einen vernachlässigbaren Wert absinken. Zu diesem Zweck ist, wie Abb.3 zeigt,
die Leitung 29 von der Kathode des ersten Niederfrequenzverstärkers 30 mit
der Plusklemme des Widerstandes 17 verbunden. Die anderen Teile der Schaltung
sind dieselben wie bei Abb. i. Die Anordnung hat den Vorteil, daß die dein Niederfrequenzverstärker
30 zugeführte Spannung so gewählt werden kann, daß der Gleichstromabfall Ei eine
richtige Gittervorspannung für den Niederfrequenzverstärker liefert.
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Gewisse Vorteile, die sich aus der Anwendung der Erfindung ergeben,
erkennt man aus einer Betrachtung der Kurven von Abb. q.. Kurve C zeigt das Verhältnis
zwischen dem niederfrequenten Ausgang und dem Signaleingang für einen Empfänger
mit automatischer Verstärkungsregelung bei der üblichen Diodengleichrichteranlage
(d. h. ohne feste Vorspannungen an der Anode). Man erkennt, daß die Empfindlichkeit
des Hochfrequenzverstärkers für schwache Signale stark beeinflußt ist und daß der
niederfrequente Ausgang mit zunehmender Signalstärke weiter steigt, selbst wenn
die größtmögliche, Regelung wirksam ist. Wenn die Wirkung der automatischen Verstärkerregelung
durch die Anlegung einer Anfangsvorspannung E2 verzögert wird, besteht keine Verringerung
der Empfindlichkeit für schwache Signale, und es wird dann das Verhältnis zwischen
Niederfrequenzausgang und Signaleingang durch die Kurve D `wiedergegeben. Kurve
F zeigt die Wirkungsweise, wenn eine Anfangsvorspannung Ei an den niederfrequenten
Ausgang der doppelten Diode angelegt wird. Der schraffierte Teil zeigt den Bereich
der Eingangssignalstärke, für den Störgeräusche das niederfrequente Signal überdecken
oder so stark sind, daß eine zufriedenstellende Wiedergabe nicht möglich ist. Durch
scharfes Abschneiden dieses Spannungsbereiches kann man diese Geräusche vollständig
unterdrücken. Die hinter manchen Bezugzeichen angeführten Dimensionierungen geben
lediglich Beispiele an und beschränken die Erfindung nicht darauf.