-
Schaltung zur Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen Zur Demodulation
frequenzmodulierter Schwingungen ist eine Schaltung bekannt, bei der die beiden
in einer üblichen Diskriminatorschaltung vorhandenen Dioden durch zwei nach Art
des Pendelrückkopplungsaudions periodisch entdämpfte Röhren in Schwingschaltung
ersetzt sind. Die Anschwingvorgänge dieser Röhren werden von den jeweils an ihren
Schwingkreisen liegenden Spannungsamplituden gesteuert; aus den im Gegentakt geschalteten
Anodenkreisen wird die Niederfrequenz ausgekoppelt. Während bei dieser bekannten
Schaltung für die beiden in Pendel-.schwingschaltung betriebenen Röhren getrennteWiderstandskondensator-Kombinationen
vorgesehen sind, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, diese bekannte
Schaltung in der Weise auszubilden, daß die Erzeugung der Pendelschwingungen in
Schaltgliedern erfolgt, die auf beide Röhren gemeinsam wirken. Der Vorteil dieser
neuen Schaltung geht aus folgenden Überlegungen hervor: Wenn die beiden Pendelstufen
nicht synchron betrieben werden, fallen in periodischer Wiederholung Zeiten höchster
Empfindlichkeit der einen Pendelstufe mit Zeiten größter Schwingungsamplitude der
anderen Pendelstufe zusammen. Dadurch entsteht die Gefahr, daß die in einer Stufe
zu verstärkende Spannung durch die Wirkung der Maximalamplitude der anderen Pendelstufe
überdeckt wird. Es ist außerordentlich schwierig, die beiden Stufen so gut gegeneinander
abzuschirmen, daß hieraus keine Störung entsteht.
-
Diese Nachteile treten bei der erfindungsgemäßen Schaltung, bei der
man von vornherein dafür sorgt, daß die Zeiten größter Empfindlichkeit für beide
Pendelstufen zusammenfallen, nicht mehr auf.
-
Es empfiehlt sich, die Pendelfrequenz mit Hilfe der in Schwingschaltung
arbeitenden Röhren selbst herzustellen, beispielsweise dadurch, daß man in den
gemeinsamen
Teil der Gitterkreise beider Röhren ein Zeitkonstantenglied solcher Größe einschaltet,
daß sich dadurch eine unterbrochene Selbsterregung ergibt; oder man läßt die beiden
Röhren über eine Rückkopplung mit Hilfe eines auf die Pendelfrequenz abgestimmten
Schwingungskreises im Gleichtakt schwingen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
-
Abb. i stellt ein prinzipielles Schaltbild dar, während die Abb. 2
bis 4 die Wirkungsweise der Erfindung erläutern.
-
In einer Vorstufe, die aus einer Triodehexode 2 besteht, wird die
im Eingangskreis i liegende frequenzmodulierte Schwingung durch die im Triodensystem
der Röhre 2 erzeugte Oszillatorfrequenz überlagert und daraus eine Zwischenfrequenz
gebildet. Die am Schwingkreis 3 auftretende Zwischenfrequenz wird einerseits auf
die mit ihm fest gekoppelte Spule 4, anderseits auf die mit ihm lose gekoppelten
Schwingkreise 5 und 6 übertragen. Infolge der festen Kopplung zwischen der Spule
des Kreises 3 und der Spule 4 steht an der letzteren eine Spannung, die phasengleich
mit der am Schwingkreis 3 stehenden Spannung ist. Dagegen sind die in die Kreise
5 und 6 eingekoppelten Spannungen gegenüber der am Kreis 3 stehenden Spannung um
9o° phasenverschoben. Außerdem besteht zwischen der am Kreis 5 und der am Kreis
6 stehenden Spannung noch eine Phasenverschiebung von 18o°. An den Gittern der beiden
Röhren 7 und 8 stehen somit Spannungen, deren Phasenlage aus dem Vektorbild der
Abb. 2 hervorgeht. Es werde zunächst einmal angenommen, daß die aus der Empfangsfrequenz
und der Oszillatorfrequenz gebildete Zwischenfrequenz mit der Resonanzfrequenz des
Schwingungskreises 3 und damit auch mit der der Schwingungskreise 5 und 6 übereinstimmt.
Es wird dann auf die fest gekoppelte Spule 4 eine Spannung übertragen, deren Lage
durch den Vektor U1 darstellbar ist. Im Resonanzfall sind die Spannungen an den
Schwingungskreisen 5 und 6 um 9o° phasenverschoben und werden durch die Vektoren
U2 und U3 dargestellt. Es stehen dann an den Gittern der Röhren 7 und 8 die beiden
resultierenden Spannungen U4 und U5. Werden diese beiden Spannungen in einer normalen
Diskriminatorschaltung den beiden Anoden zweier Dioden zugeführt, so würde sich
an den Arbeitswiderständen der beiden Dioden, die einander gegengeschaltet sind,
eine Differenzspannung ergeben, die den Wert Null hätte. Weicht dagegen die Zwischenfrequenz
von der Resonanzfrequenz der Schwingkreise ab, was bei einer frequenzmodulierten
Schwingung der Fall ist, so gehen die Vektoren U, und U3 beispielsweise in die Lage
der Vektoren U$ und U3 über. Es ergeben sich dann resultierende Spannungen, die
dargestellt werden durch die Vektoren U4 und U, Nunmehr entsteht an den Arbeitswiderständen
der Dioden eine Spannungsdifferenz, die der als Frequenzmodulation aufgedrückten
Niederfrequenz entspricht.
-
Die in einer normalen Diskriminatorschaltung vorhandenen Dioden sind
nun durch die beiden Röhren 7 und 8 ersetzt, die bei dem Ausführungsbeispiel nach
Abb. i jede für sich als Pendelrückkopplungsaudion arbeiten. Die Unterbrechung der
sich aufschaukelnden Schwingungen erfolgt gemäß der Erfindung im Rhythmus der Pendelfrequenz,
die sich als Gleichtaktschwingung der beiden Röhren einstellt. Diese Pendelfrequenz
wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i durch die induktive Rückkopplung über
den im gemeinsamen Anodenkreis liegenden Schwingungskreis g erzeugt. Dieser Schwingungskreis
ist auf die Pendelfrequenz abgestimmt, so daß beide Röhren im Gleichtakt auf der
Pendelfrequenz schwingen. Die im Gitterkreis der beiden Röhren liegende RC-Kombination
io erzeugt automatisch die Gittervorspannung.
-
Die Erzeugung der Pendelfrequenz kann auch lediglich durch das RC-Glied
erfolgen. Seine Zeitkonstante muß dann so dimensioniert werden, daß sich eine periodische
Selbstunterbrechung der Röhren 7 und 8 ergibt.
-
Die Wirkungsweise dieser Schaltung sei an Hand der Abb. 3 und 4 erläutert.
Die in Abb. 3 dargestellte Sinuskurve stellt den zeitlichen Verlauf der sich einstellenden
Pendelschwingung dar. Jeweils während der positiven Halbwellen dieser Pendelschwingung
wird das Rohr entdämpft. Es können sich also innerhalb dieser Zeiten Hochfrequenzschwingungen,
auf die das Rohr abgestimmt ist, aufschaukeln. Der Anschwingvorgang eines solchen
Pendelschwingers- ist jedoch abhängig von der am Steuergitter liegenden Spannung.
Liegt am Steuergitter keine Spannung, so schaukelt sich der Pendelschwinger aus
dem Rauschen auf. Infolge der Schwingkreisdämpfung beginnt der Anschwingvorgang
erst im Punkt P1. Liegt dagegen am Gitter der pendelnden Röhre bereits eine Wechselspannung,
so geschieht das Aufschaukeln schneller und der Endwert des Aufschaukelvorganges
(Sättigung) ist früher erreicht. Das Abreißen der Schwingungen erfolgt jedoch stets
am gleichen Punkt der Pendelschwingung, also im Punkt P2. Dieser Abklingvorgang
ist unabhängig von der am Steuergitter der pendelnden Röhre liegenden Wechselspannung.
Betrachtet man nun die beiden an den Gittern der Röhren 7 und 8 liegenden Spannungsamplituden
entsprechend den Vektoren U4 und U5, so ergeben sich verschiedene Anschwingvorgänge,
wie aus Abb. 4 zu ersehen ist. Die eine der beiden Wechselspannungen ist in Abb.
4 mit A und die andere mit B bezeichnet. Es wird sich somit eine Differenz der Anodenwechselströme
ergeben, die durch das in Abb. 4 schraffiert eingezeichnete Flächengebiet C dargestellt
werden kann. Diese Differenz stellt gleichzeitig die Niederfrequenz dar, da ja an
den Gitteranodenstrecken der Röhren eine Gleichrichtung stattfindet. Sie kann an
der Wicklung 12 des Übertragers 11, 12 abgenommen werden.