DE862028C - Circuit for mixing ultra-high frequency oscillations - Google Patents
Circuit for mixing ultra-high frequency oscillationsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Mischung von Schwingungen ultrahoher Frequenz, die über einen breiten Bereich abstimmbar ist und bei der eine der zu mischenden Schwingungen gleichphasig und die andere über ein Lechersystem in Gegentakt den Eingangselektroden zweier Entladungssysteme zugeführt wird. Diese Mischart hat namentlich bei der Übertragung ultrahoher Frequenzen wichtige Vorteile, we 1 hierdurch eine geringere Eingangsdämpfung und ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erzielt werden.The invention relates to a circuit for mixing ultra-high frequency vibrations, which can be tuned over a wide range and in which one of the vibrations to be mixed is in phase and the other is fed in push-pull to the input electrodes of two discharge systems via a Lecher system. This type of mixture has in particular important advantages in the transmission of ultra-high frequencies, such as lower input attenuation and a better signal-to-noise ratio can be achieved.
Solche Schaltungen weisen aber im allgemeinen den Nachteil auf, daß die Eingangsimpedanzen der Entladungssysteme, insbesondere bei der Übertragung von Ultrakurzwellen, nur einen geringen Wert haben, wodurch die zwischen den Eingangselektroden einer jeden Röhre auftretende Spannung von der Frequenz der gleichphasig zugeführten Schwingungen vielfach zu klein wird. Um den Eingangselektroden eine so groß wie mögliche Spannung von dieser Frequenz zuzuführen, wird bei der Schaltung der einphasige Kreis, der von den paarweise parallel geschalteten Impedanzen der beiden Hälften des Gegentaktkreises und von den parallel geschalteten Eingangsimpedanzen der beiden Entladungssysteme zusammen mit den den Eingangskreisen der beiden Systeme gemeinsamen Impedanzen gebildet wird, auf die Frequenz der gleichphasig zugeführten Schwingungen abgestimmt.Such circuits generally have the disadvantage that the input impedances of the Discharge systems, especially when transmitting ultra-short waves, only have a low value which reduces the voltage between the input electrodes of each tube Frequency of the in-phase supplied vibrations is often too small. To the input electrodes Applying as high a voltage as possible at this frequency becomes single-phase when switching Circle, that of the impedances of the two halves of the push-pull circuit, which are connected in parallel in pairs and from the input impedances of the two discharge systems connected in parallel with the impedances common to the input circuits of the two systems is formed on the Frequency of the in-phase supplied vibrations matched.
Beim Abstimmen der Schaltung über einen breiten Frequenzbereich ist es im allgemeinen erforderlich, zwei Schwingungskreise einzustellen, nämlich denWhen tuning the circuit over a wide range of frequencies it is generally necessary to to set two oscillation circles, namely the
Gegentaktkreis auf die ,Frequenz der in Gegentakt zugeführten Schwingungen und den einphasigen Kreis auf die Frequenz der gleichphasig zugeführten Schwingungen. Die Erfindung schafft nunmehr ein Mittel, um diese beiden Abstimmungen zu kombinieren.Push-pull circuit to the, frequency of the push-pull supplied vibrations and the single-phase circuit to the frequency of the in-phase supplied vibrations. The invention now provides a means of combining these two adjustments.
Erfindungsgemäß wird das vorerwähnte Lechersystem derart ausgebildet, daß durch Regelung dieses Systems gleichzeitig der Gegentaktkreis auf die Frequenz der in Gegentakt zugeführten! Schwingungen ίο -und der erwähnte einphasige Kreis auf die Frequenz der gleichphasig zugeführten Schwingungen abgestimmt wird.According to the aforementioned Lechersystem designed in such a way that by regulating this system, the push-pull circuit is adjusted to the frequency at the same time the one fed in push-pull! Vibrations ίο -and the aforementioned single-phase circle on the frequency the in-phase supplied vibrations is matched.
Wenn die in der Mischschaltung zur Verwendung kommende Zwischenfrequenz nicht sehr hoch liegt, also die Frequenzen der zu mischenden Schwingungen wenig voneinander verschieden sind, so ist diese gleichzeitige Abstimmung durch eine solche Bemessung des Lechersystems erzielbar, daß das- Produkt des Wellenwiderstandes und der Endkapazität der beiden Lecherleitungen untereinander dem Produkt des Wellenwiderstandes und der Endkapazität der beiden Lecherleitungen zusammen in bezug auf Erde gleich oder nahezu gleich ist. ".If the intermediate frequency used in the mixer circuit is not very high, So the frequencies of the vibrations to be mixed are little different from each other, so this is it simultaneous vote can be achieved by dimensioning the Lecher system in such a way that the product the wave resistance and the final capacitance of the two Lecher lines to each other the product the wave resistance and the final capacitance of the two Lecher lines together with respect to earth is the same or nearly the same. ".
Wenn die erwähnten Endkapazitäten ausschließlieh oder fast ausschließlich von den Eingangsimpe-v danzen der Entladungssysteme gebildet werden, bildet man das Lechersystem zweckmäßig derart aus, daß der Wellenwiderstand der beiden Lecherleitungen untereinander etwa das Vierfache des Wellenwider-Standes der beiden Lecherleitungen zusammen in bezug auf Erde beträgt.If the mentioned end capacities are exclusive or are formed almost exclusively by the input impedances of the discharge systems the Lechersystem is expediently designed in such a way that the wave resistance of the two Lecher lines about four times the wave resistance of the two Lecher lines together in in relation to earth.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der eine Ausführungsform dargestellt ist, beispielsweise näher erläutert.The invention is based on the drawing, in which an embodiment is shown, for example explained in more detail.
In der Zeichnung ist eine Mischschaltung dargestellt, bei der die Erfindung Anwendung findet und die zu einem Kurzwellenüberlagerungsempfänger gehört. Die empfangenen Schwingungen werden in Gegentakt und die örtlichen Schwingungen gleichphasig den Steuergittern zweier Entladungssysteme T' und T" zugeführt. Die von einer Dipolantenne D', D" aufgefangenen Schwingungen werden zwei Leitern L1' und L1" zugeführt, die einen Teil eines Lechersystems bilden, das mittels einer Kurzschlußbrücke K auf die Frequenz der empfangenen Schwingungen abstimmbar ist. Die Kurzschlußbrücke K und der Verbindungspunkt der Kathoden der beiden Entladungssysteme sind mit Erde verbunden. Das sich an der von den Entiädungssystemen abgewendeten Seite der Kurzschlußbrücke K befindende Ende des Lechersystems wird durch Abschluß mit einem Widerstand R2 unwirksam gemacht, de'ssen Wert dem Wellenwiderstand der Lecherleitung L1', L1" in'bezug aufeinander entspricht. Auf ähnliche Weise wird das von dm beiden Lecherleitungen in Parallelschaltung in bezug auf Erde gebildete Ende des Lechersystems mit dem diesbezüglichen Wellenwiderstand abgeschlossen. Die Mitte des Abschlußwiderstandes R2 wird dazu über einen Widerstand R3 mit Erde verbunden. Hierbei kann es vorkommen, daß die Mitte des Widerstandes R2 unmittelbar an Erde gelegt werden soll. Die Eingangsimpedanzen der beiden Entladungssysteme sind in der Figur. von Kapazitäten C1', C1" dargestellt. Die beiden Trioden T; T" können vorteilhaft zusammen in einer einzigen Röhre ' untergebracht und gegebenenfalls mit einer gemeinsamen Kathode ausgestattet sein.The drawing shows a mixer circuit in which the invention is applied and which belongs to a shortwave heterodyne receiver. The vibrations received are fed in push-pull and the local vibrations in phase to the control grids of two discharge systems T ' and T " . The vibrations captured by a dipole antenna D', D" are fed to two conductors L 1 'and L 1 ", which are part of a Lechersystem form, that is by means of a short-circuiting bridge K to the frequency of the received vibrations tunable. the shorting bridge K and the connection point of the cathodes of the two discharge systems are connected to ground. is the spa located on the side facing away from the Entiädungssystemen side of the shorting K end of Lechersystems by Termination with a resistor R 2 made ineffective, whose value corresponds to the wave resistance of the Lecher line L 1 ', L 1 "in relation to one another. In a similar way, the end of the Lecher system formed by the two Lecher lines in parallel with respect to earth is terminated with the associated wave impedance. To this end, the center of the terminating resistor R 2 is connected to ground via a resistor R 3. It can happen that the middle of the resistor R 2 should be connected directly to earth. The input impedances of the two discharge systems are in the figure. of capacitances C 1 ', C 1 ". The two triodes T; T" can advantageously be accommodated together in a single tube' and optionally be equipped with a common cathode.
Ein auf die Zwischenfrequenz abgestimmter Schwingungskreis, der aus zwei Spulen L3', L3" und zwei Kondensatoren C2', C2" besteht, ist in Gegentaktschaltung mit den Anoden der beiden Trioden verbunden. In Reihe mit den Spulen L3', L3" sind Hochfrequenzdrosseln L2', L2" angeordnet, die dazu dienen, eine Übertragung der empfangenen Hochfrequenzschwingungen auf die Mischschaltung folgenden Teile des Empfängers zu vermeiden. Der Verbindungspunkt der Spulen L3, L3" ist über einen Kondensator C3, der für die Zwischenfrequenzschwingungen praktisch einen Kurzschluß bildet, mit Erde und über einen Widerstand R1 mit dem positiven Pol einer in der Zeichnung nicht dargestellten Anodenspannungsquelle verbunden. Die Spulen L3', X3" sind weiter induktiv mit einem zweiten Zwischenfrequenzkreis L4, C| gekoppelt, dem die Ausgangsspannung der Schaltung entnommen wird. Der Verbindungspunkt der Kondensatoren C2', C2" ist über eine Selbstinduktionsspule L2 mit den Kathoden der beiden Trioden verbunden.An oscillating circuit tuned to the intermediate frequency, which consists of two coils L 3 ', L 3 "and two capacitors C 2 ', C 2 ", is connected in a push-pull circuit to the anodes of the two triodes. In series with the coils L 3 ', L 3 ", high-frequency chokes L 2 ', L 2 " are arranged, which serve to prevent the received high-frequency oscillations from being transmitted to the parts of the receiver following the mixing circuit. The connection point of the coils L 3 , L 3 ″ is connected to earth via a capacitor C 3 , which practically forms a short circuit for the intermediate frequency oscillations, and to the positive pole of an anode voltage source (not shown in the drawing ) via a resistor R 1 3 ', X 3 "are further inductive with a second intermediate frequency circuit L 4 , C | coupled, from which the output voltage of the circuit is taken. The connection point of the capacitors C 2 ', C 2 "is connected to the cathodes of the two triodes via a self-induction coil L 2.
Durch das Vorhandensein, der Spule L2, durch welche ausschließlich ein Strom von der Frequenz der örtlichen Schwingungen fließt, wird eine positive Rückkopplung für die örtlichen Schwingungen erhalten. Zufolge, des Spannungsverlustes über diese Spule tritt nämlich zwischen Anode und Kathode einer jeden Triode,T', T" eine Anodenwechselspannung von der Frequenz der örtlichen Schwingungen auf, die der Steuergitterwechselspannung um 900 nacheilt. Über die' Anoden-Steuergitter-Kapazitäten, die in der Zeichnung mit C5', C5" bezeichnet sind, fließen infolgedessen Ströme von dieser Frequenz, die mit den Steuergitterwechselspannungen in Phase sind und mithin eine Entdämpfung des einphasigen Kreises herbeiführen. Im vorliegenden Fall ist diese Entdämpfung so weit durchgeführt, daß die Schaltung selbst die örtlichen Schwingungen zu erzeugen anfängt, so daß ein gesonderter örtlicher Oszillator entbehrlich ist. .The presence of the coil L 2 , through which a current flows exclusively at the frequency of the local oscillations, a positive feedback for the local oscillations is obtained. According, the voltage drop across this coil occurs namely between the anode and cathode of each triode, T ', T "an anode AC voltage from the frequency of the local vibrations to which lags the control grid alternating voltage 90 0th via the' anodes control grid capacity, the are designated in the drawing by C 5 ', C 5 ", currents of this frequency flow as a result, which are in phase with the control grid alternating voltages and consequently bring about a de-attenuation of the single-phase circuit. In the present case, this undamping is carried out to such an extent that the circuit itself begins to generate the local oscillations, so that a separate local oscillator is not necessary. .
Um nunmehr den Eingangselektroden eine möglichst große Spannung von der Frequenz der örtlichen Schwingungen zuzuführen, wird der von den parallel geschalteten Impedanzen der Leitungen L1' und L1" in bezug auf Erde und den parallel geschalteten Eingangsimpedanzen C1' und C1" der beiden Trioden gebildete einphasige Kreis auf diese Frequenz abgestimmt. Im allgemeinen ist diese Abstimmung nur dadurch erzielbar, daß z. B. zwischen dem Verbindungspunkt der Kathoden und Erde eine regelbare Impedanz aufgenommen wird. Eine solche Schaltung weist dann aber den Nachteil auf, daß zur Abstimmung des Empfängers die Bedienung zweier regel- wo barer Impedanzen erforderlich ist, d. h. die Abstimmung des Gegentaktkreises mittels der Kurzschlußbrücke i? und "die Abstimmung des einphasigen Kreises mittels der erwähnten, übrigens in der Zeichnung nicht dargestellten Impedanz zwischen "dem Verbindungspunkt der Kathoden und Erde,In order to now supply the input electrodes with the highest possible voltage at the frequency of the local oscillations, the impedances of the lines L 1 'and L 1 "connected in parallel with respect to earth and the parallel input impedances C 1 ' and C 1 " of the two Single-phase circuit formed by triodes tuned to this frequency. In general, this vote can only be achieved by z. B. a controllable impedance is recorded between the connection point of the cathodes and earth. Such a circuit then has the disadvantage that to tune the receiver it is necessary to operate two controllable impedances, ie tune the push-pull circuit by means of the short-circuit bridge i? and "the tuning of the single-phase circuit by means of the impedance mentioned, incidentally not shown in the drawing, between" the connection point of the cathodes and earth,
Gemäß der Erfindung kann diese Verwicklung vermieden werden, indem das Lechersystem L1, L1" derart ausgebildet wird, daß durch Regelung dieses Systems gleichzeitig der Gegentaktkreis auf die Frequenz der empfangenen Schwingungen und der einphasige Kreis auf die Frequenz der örtlichen Schwingungen abgestimmt wird. Die beiden Lecherleitungen L1', L1" bilden nämlich nicht nur ein Lechersystem in bezug aufeinander, sondern die beiden Leitungen ίο in Parallelschaltung bilden ebenfalls ein Lechersystem in bezug auf Erde. Die beiden Systeme sind durch Verstellung der Kurzschlußbrücke K, die ja mit Erde verbunden ist, gleichzeitig abstimmbar, sofern die Bemessung der Lecherleitungen untereinander und der Lecherleitungen in bezug auf Erde eine bestimmte Bedingung erfüllt. Die Abstimmung eines kurzgeschlossenen Lechersystems ist nämlich vom Produkt seines Wellenwiderstandes und der über das nicht kurzgeschlossene Ende angebrachten Impedanz abhängig, welche Impedanz in der Regel eine Kapazität (Endkapazität) ist. Diese Endkapazität wird im vorliegenden Fall, soweit es den Gegentaktkreis betrifft, von der Reihenschaltung der beiden Eingangskapazitäten der Entladungssysteme C1 und C1", soweit es den einphasigen Kreis betrifft, hingegen von der Parallelschaltung der Kapazitäten C1 und C2" gebildet. Für eine gleichzeitige Abstimmung des Gegentaktkreises auf die empfangenen Schwingungen und des einphasigen Kreises auf die Frequenz der örtliehen Schwingungen ist es also erforderlich, daß das Produkt des Wellenwiderstandes der beiden Lecherleitungen L1, L1" in bezug aufeinander und der Kapazität der erwähnten Reihenschaltung der Frequenz der empfangenen Schwingungen angepaßt ist, und daß das Produkt des Wellenwiderstandes der beiden Lecherleitungen L1, L1" in Parallelschaltung in bezug auf Erde und der Kapazität der erwähnten Parallelschaltung der Frequenz der örtlichen Schwingungen angepaßt ist.According to the invention, this entanglement can be avoided by designing the Lechersystem L 1 , L 1 "in such a way that by regulating this system, the push-pull circuit is simultaneously tuned to the frequency of the vibrations received and the single-phase circuit is tuned to the frequency of the local vibrations namely, the two Lecher lines L 1 ', L 1 " not only form a Lech system with respect to one another, but the two lines ίο in parallel also form a Lech system with respect to earth. The two systems can be adjusted at the same time by adjusting the short-circuit bridge K, which is connected to earth, provided that the dimensioning of the Lecher lines with one another and the Lecher lines with respect to earth meet a certain condition. The tuning of a short-circuited Lecher system depends on the product of its wave resistance and the impedance applied across the non-short-circuited end, which impedance is usually a capacitance (end capacitance). In the present case, as far as the push-pull circuit is concerned, this final capacitance is formed by the series connection of the two input capacitances of the discharge systems C 1 and C 1 ", as far as the single-phase circuit is concerned, but by the parallel connection of the capacitances C 1 and C 2 ". For a simultaneous adjustment of the push-pull circuit to the vibrations received and the single-phase circuit to the frequency of the local vibrations, it is necessary that the product of the wave resistance of the two Lecher lines L 1 , L 1 " in relation to each other and the capacity of the mentioned series connection of the frequency is adapted to the vibrations received, and that the product of the wave resistance of the two Lecher lines L 1 , L 1 "connected in parallel with respect to earth and the capacitance of the aforementioned parallel connection is adapted to the frequency of the local oscillations.
Wenn die Zwischenfrequenz des Empfängers nicht sehr hoch und mithin die Frequenz der örtlichen Schwingungen der Frequenz der empfangenen Schwingungen nahezu gleich ist, sollen diese beiden Produkte also einander etwa gleich sein.If the intermediate frequency of the receiver is not very high and therefore the frequency of the local Vibrations the frequency of the received vibrations is almost the same, these two products are said to be so be roughly equal to each other.
Wenn weiter die beiden Endkapazitäten ausschließlich oder nahezu ausschließlich von den Eingangsimpedanzen der beiden Entladungssysteme gebildet werden, wie es in der dargestellten Schaltung in der Tat zutrifft, so soll der Wellenwiderstand der beiden Lecherleitungen untereinander das Vierfache des Wellenwiderstandes der beiden Lecherleitungen zusammen in bezug auf Erde betragen, weil in diesem Fall die von der Reihenschaltung gebildete Eingangskapazität ein Viertel der Endkapazität beträgt, die durch die Parallelschaltung der Eingangskapazitäten C1', C1" gebildet wird.If, furthermore, the two end capacitances are formed exclusively or almost exclusively by the input impedances of the two discharge systems, as is indeed the case in the circuit shown, then the wave impedance of the two Lecher lines should be four times the wave impedance of the two Lecher lines together with respect to earth , because in this case the input capacitance formed by the series circuit is a quarter of the final capacitance that is formed by the parallel connection of the input capacitances C 1 ', C 1 ".
Bei der praktischen Ausbildung der vorliegenden Erfindung kann man derart verfahren, daß man das Lechersystem L1, L1" gegenüber einer geerdeten Metallplatte anordnet, wobei man den Abstand zwischen dem Lechersystem und der erwähnten Platte ändern kann. Durch Einstellung dieses Abstandes kann man den Wellenwiderstand des von den parallel geschalteten Lecherleitungen L1, L1' und der Metallplatte gebildeten Lechersystems auf den gewünschten Wert einstellen.In the practical embodiment of the present invention one can proceed in such a way that one arranges the Lecher system L 1 , L 1 " opposite a grounded metal plate, whereby one can change the distance between the Lecher system and the mentioned plate. By adjusting this distance one can adjust the wave resistance Set the Lecher system formed by the parallel Lecher lines L 1 , L 1 ' and the metal plate to the desired value.
Es ist auch möglich, die Endkapazitäten zu ändern, um auf diese Weise den gewünschten Wert des Produktes des Wellenwiderstandes und der Endkapazität zu erhalten. Es kann z. B. die Eingangskapazität der Gegentaktschaltung dadurch vergrößert werden, daß zwischen den beiden Steuergittern ein Kondensator angeordnet wird oder die Eingängskapazität des einphasigen Kreises dadurch verkleinert werden, daß zwischen dem Verbindungspunkt der Kathoden und Erde ein Kondensator aufgenommen wird. Diese Maßnahmen sind aber weniger empfehlenswert, als die geschilderte Einstellung des Verhältnisses der Wellenwiderstände, weil durch Vergrößerung der Eingangskapazität des Gegentaktkreises die Eingangsimpedanz der Schaltung abfällt und durch Aufnahme eines Kondensators zwischen den Kathoden der Entladungssysteme und Erde, die Kathoden nicht weiter geerdet sind.It is also possible to change the end capacities in order to get the desired value of the product of the wave resistance and the final capacitance. It can e.g. B. the input capacitance the push-pull circuit can be enlarged in that a capacitor between the two control grids is arranged or the input capacitance of the single-phase circuit is reduced as a result, that a capacitor is added between the connection point of the cathodes and earth. These Measures are less advisable than the described setting of the ratio of the Characteristic impedance, because the input impedance is increased by increasing the input capacitance of the push-pull circuit the circuit drops and by including a capacitor between the cathodes of the discharge systems and earth, the cathodes are no longer earthed.
Die Verbindung der Kurzschlußbrücke if zur Metallplatte muß derart ausgebildet sein, daß diese Verbindung in der Tat als Kurzschlußbrücke für das von der Parallelschaltung der Leitungen L1, L1" in bezug auf Erde gebildete Lechersystem dient.The connection of the short-circuit bridge if to the metal plate must be designed in such a way that this connection actually serves as a short-circuit bridge for the Lechersystem formed by the parallel connection of the lines L 1 , L 1 "with respect to earth.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Schaltungen, bei denen in der Mischstufe Trioden verwendet werden, sondern auch auf Schaltungen, bei denen Dioden, Tetroden usw. zur Verwendung kommen.The invention relates not only to circuits in which triodes are used in the mixer stage but also on circuits in which diodes, tetrodes, etc. are used.
Gewünschtenfalls können die Anschlußpunkte der Dipolantenne an das Lechersystem veränderlich ausgebildet werden, um für jede Frequenz, auf welche der Empfänger abgestimmt ist, die günstigste Anpassung der Antenne an die Entladungssysteme einstellen zu können.If desired, the connection points of the dipole antenna to the Lechersystem can be designed to be variable in order to find the most favorable adjustment for each frequency to which the receiver is tuned the antenna to be able to adjust to the discharge systems.
Unter Umständen empfiehlt es sich, den Gegentaktkreis zu entdämpfen, was dadurch erfolgen kann, daß in jedem Anodenkreis zwischen der Anode und dem Verbindungspunkt der Spule L2' und des Kondensators C2' bzw. der Spule L2" und des Kondensators C2" eine Selbstinduktionsspule angeordnet wird.Under certain circumstances it is advisable to de-dampen the push-pull circuit, which can be done by inserting in each anode circuit between the anode and the connection point of the coil L 2 ' and the capacitor C 2 ' or the coil L 2 " and the capacitor C 2 " a self-induction coil is arranged.
In der Zeichnung ist der Gegentaktkreis zwischen den beiden Steuergittern der Trioden T' und T" angeordnet, während die Kathoden miteinander verbunden sind; es ist aber auch möglich, den Gegentaktkreis zwischen den Kathoden anzubringen und die Steuergitter miteinander zu verbinden.In the drawing, the push-pull circuit is arranged between the two control grids of the triodes T ' and T " , while the cathodes are connected to one another; however, it is also possible to place the push-pull circuit between the cathodes and to connect the control grids to one another.
Im Ausführungsbeispiel werden die empfangenen Schwingungen den Eingangselektroden der Entladungssysteme in Gegentakt und die örtlichen Schwingungen gleichphasig zugeführt; es ist aber ebenfalls möglich, die örtlichen Schwingungen den Eingangselektroden in Gegentakt und die empfangenen Schwingungen gleichphasig zuzuführen.In the exemplary embodiment, the vibrations received are the input electrodes of the discharge system in push-pull and the local vibrations supplied in phase; but it is also possible to use the local vibrations To feed the input electrodes in push-pull and the received vibrations in phase.
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