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Schaltung zur Demodulation frequent- oder phasenmodulierter Hoohfrequenzsohwingungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Demodulation frequent- oder phasenmodulierter
Hochfrequenzschwingungen und. bezweckt die Schaffung eines Demodulators, der außer
einer verzerrungsfreien Demodulation des zugeführten Nutzsignals gleichzeitig eine
gute Unterdrückung störender Amplitudenmodulation bewirkt.
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Gemäß der Erfindung liegt zwischen zwei Abgriffen eines auf die urmodulierte
Hochfrequenz oder Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelschwingkreises, dem die
zu demodulierende HF-bzw. ZF-Schwin.gungen zugeführt werden, ein auf die gleiche
Frequenz abgestimmter Serieenschwingkrei.s. Für die zwischen. je zwei Ausgangsklemmen
des aus den beiden Schwingungskreisen bestehenden Netzwerkes auftretenden gegenpb,asig
amp,litudenmodulierten HF- bzw. ZF-Spannungen, sind zwei gleichsinnig hinterelnandergeschaltete
Gleichrichter in Reihe mit Mitteln zur Konstanthaltung der Summe der beiden gleichgerichteten
Spannungen vorgesehen., so .daß die aibgegriffene Niederfrequenz im wesentlichen
nur vom Verhältnis dieser beiden Spannungen abhängt: Auf Grund dessen wird die Niederfrequenzspannung
von im Eingangssignal enthaltener störender Amplituden.modulation, die sowohl durch
äußere Störungen als auch durch Filter des Empfangsgerätes verursacht sein kann,
nicht beeinflußt.
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Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten werden an Hand zweier
in Fig. i bis q. dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Bei der in Fig. i dargestellten. Schaltung liegt der aus Spule Sp.
und Kondensator C3 bestehende Serienschwingkreis zwischen einer Mittelanzapfung
3
der Spule Spe des ParalleIschwingkreises Sp2, C2 und- einem weiteren, Abgriff 2
dieser Spule Spe. Die frequenzmodulierte Hochfrequenz bzw. Zwischenfrequenz wird
dem Pärallelschwingkrei,s Spe, C2 induktiv durch die im Anodenkreis der Röhre Rö,
liegende Spule Spl zugeführt; in. der Speiseleitung zur Anode der Röhre Röl befindet
sich ein aus Widerstand R1 und Kondensator C1 bestehendes Siebglied. Die Ankopplung
des Parallelschwingkreis,es an den Anodenkreis der Vorröhre kann auch über einen
Kondensator erfolgen.
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Der Verbindungspunkt 5 von Spule Sp3 und Kondensator C3 des. Serienschwingkreises
steht über einen weiteren Kondensator Co mit .dem Verbindungspunkt der beiden am
Parallelschwingkreis Spe, C2 angeschlossenen Gleichrichter G11 und G12 in Verbindung,
und die Niederfrequenz wird an diesem Verbindungspunkt der beiden Gleichrichter
Gll und Gl. über das aus Widerstand R3 und Kondensator C7 bestehende Siebglied abgegriffen:
Im dargestelltenS chaltung sbeispiel findernGleichr ichterröhrern Anwendung; an
ihre Stelle können selbstverständlich auch Trockengleichrichter oder Kristallgleichrichter
treten. Zwischen dem unteren Ende i der Spule Spe und der Kathode der Gleichrichterröhre
Gl. sind Mittel zur Konstanthaltung der Summe der zwischen den Punkten i und 5 bzw.
4 und 5 auftretenden gegenphasig amplitudenmodulierten HF- bzw. ZF-Spannungen vorgesehen,
z. B. in Form einer Parallelschaltung eines Widerstandes R2 und eines I"'-ondensators
C5. Die Zeitkonstante dieser Parallelschaltung ist zweckmäßig größer als die Periodendauer
der tiefsten wiederzugebenden Niederfrequenz. Zur Erreichung der erforderlichen
Kapazität findet zweckmäßig ein Elektrolytkondensator Verwendung, dem ein weiterer
Kondensator C4 für die Hochfrequenz parallel geschaltet ist. Die beschriebene Parallelschaltung
hoher Zeitkonstante kann auch an einer anderen Stelle in die Schaltung eingebaut
werden, z. B. in den zu diesem Zweck aufgetrennten Abschnitt der Spule Spe zwischen
Arnzapfung 2 und 3.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltung wird an Hand des in Fig.2 wiedergegebenen:
Vektordiagrammes erläutert. Die ausgezogen dargestellten Vektoren zeigen die Größe
der Spannungen und ihre gegenseitige Phasenlage für den Fall-, daß der Schaltung
eine unmodulierte Hochfrequenz fo zu-
geführt wird, die mit der Resonanzfrequenz
der beiden Schwingkreise Sp2, C2 und Sp3, C3 Übereinstimmt. Die zwischen den Enden
i und 4 der Spule Spe entstehende HF-Spannung wird durch den senkrechten Vektor
i, 4 dargestellt. Der Strom im Serienschwingkreis Sp3, C3 ist mit diesem Vektor
in Phase, desgleichen der Vektor 2, 3 der Spannung; die an, dem im Seriens.chwingkreis
enthaltenen Ohmschen Widerstand auftritt. Dieser Ohmsehe Widerstand ist im wesentlichen
durch den Verlustwiderstand der Spule Sp. gegeben. Die Vektoren der in der Spule
Sp3 auftretenden Blindspannung 3, 5 sowie der am Kondensator C3 auftretenden Blindspannung
5, 3 sind gleich groß und stehen senkrecht auf dem. Vektor i, 4. Da der Abgrift
3 an der Mitte der Spule Spe liegt, sind die jeweils zwischen den Ausgangsklemmen
i und 5 sowie 4: und 5 des Netzwerkes auftretenden Spannungen, die an den Gleichrichtern
liegen, gleich groß, so daß am NF-Ausgang der Schaltung keine Spannung auftritt.
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Bei einer Frequenza'bweichung nach. niedrigeren Frequenzen zu ergibt
sieb für die Vektoren beispielsweise die in Fig.2 gestrichelt dargestellte Lage.
Es tritt eine Phasenverschiebung zwischen dem Strom I im Serienschwingkreis und
der Spannung i, 4 am Parallelschwingkreis auf; dieselbe Phasenverschiebung ergibt
sich für die am Ohmsehen Verlustwiderstand des Serienschwingkreises auftretende
Spannung. Die Blindspannungen in der Spule Sp3 und am Kondensator C3 sind nunmehr
ungleich, und zwar je nach dem, ob die Frequenzarbweichung nach höheren oder niederen
Frequenzen hin erfolgt. Der Punkt 5 in Fig. 2 wandert daher auf einer Ortskurve,
beispielsweise nach 5'. Damit werden die Spannungsvektoren i, 5' und 4, 5' verschieden
groß, und zwar erfolgen die Änderungen der Länge .dieser Vektoren gegensinnig im
Takt der Niederfrequenz. Durch Gleichrichtung dieser gegenphasig amplitudenmodulierten
HF-Spannungen mittels der Gleichrichter G11 und G12 wird die Niederfrequenz erhalten.
Die aus Widerstand R2 und den Kondensatoren C4 und C5 bestehende Parallelschaltung
hoher Zeitkonstante gewährleistet dabei eine von der Größe der HF-Spannung unabhängige
NF-Spannung.
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Beim Schaltungsbeispiel gemäß Fig.3 ist d"er durch die Spule Sp5 und
den Kondensator C, gebildete Parallelschwingkreis induktiv mit d.er im Anodenkreis
der Röhre Rö2 liegenden Spule Sp4 gekoppelt und die Anodenspannung dieser Röhre
durch das Siebglied R4, C, gesiebt. Während beim ersten Ausführungsbeispiel zum
Abgleichen des Parallelschwingkreises der Kondensator C2 veränderbar ausgebildet
wurde, findet bei diesem Ausführungsbeispiel ein Abgleich durch Änderung der Schwinggkreisinduktivität
statt, indem der aus den Spulen Sp4 und Sp5 gebildete Übertrager mit einem Schraubkern
versehen wird. Der Kondensator Cio des Serienschwingkreises liegt bei dieser Ausführungsform
der Erfindung zwischen den beiden Hälften Spo und Sp7 der aufgeteilten Spule dieses
Kreises, und die Klemmen g und io dieses Kondensators Clo sind über die Gleichrichter
G13 und G14 und eine Parallelschaltung von Widerstand R5 und der Kondensatoren.
C11 und C12 verhältnismäßig großer Zeitkonstante miteinander verbunden. Diese Parallelschaltung
sorgt für die Konstanthaltung der Summe der 'beiden erzeugten gegenphasig amplitudenmodulierten
HF-Spannungen. Der Serienschwingkreis liegt zwischen dem einen Ende 8 und einem
Abgriff 7 der Spule Sp5 des Parallelschwingkreises, an deren anderem Ende 6 die
Niederfrequenz über das aus dem Widerstand Ro `und den Kondensatoren C13 und C14
gebildete Siebglied abgegriffen wird.
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Die Wirkungsweise ist aus dem Vektorbild gemäß Fig. 4 ersichtlich.
Bei frequenzmodulierter
Eingangsspannung bewegen sich die Spitzen
9 und io der Spannungsvektoren, die den an den Spulen. Spo und Sp7 und: Kondensator
Cl. auftretenden HF-Spannungen-entsprechen, auf den durch strichpunktierte
Linien angedeuteten Ortskurven. Die Spitzen dieser Vektoren gelangen dann beispielsweise
in die mit 9' und iö bezeichnete Lage, und das gestrichelt eingezeichnete Vektordiagramm
zeigt, daß dabei die HF-Spannung 6, g' kleiner wird, während die andere HF-Spannung
6, io' wächst. Das aus dem Parallelschwingkreis und dem Serienschwingkreis gebildete
Netzwerk liefert somit zwei gegenphasig amplitudenmodulierte HF-Spannungen, aus
denen nach Gleichrichtung durch die Gleichrichter G13 und G14 die Niederfrequenz
erhalten wird.
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Zum Abgleich des Serienschwingkreises ist der Kondensator Clo z. B.
als Trimmerkondensator ausgebildet; es kann natürlich auch die Spule Sps oder Sp7
abgleichbar sein oder beide Spulen Spo und Sp7 zusammen, die dann gegebenenfalls
einen gemeinsamen beweglichen Abgleichkern erhalten. Es ist ferner möglich, statt
der Schwingkreisspule den Schwingkrefskondensator in zwei Hälften aufzuteilen und:
beiderseits einer einzigen Spule anzuordnen, die an Stelle des Kondensators Clo
in der Schaltung gemäß Fig. 3 liegt.