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StörbefreiungsschaItung fiir RadioempfaNgsgeräte.
In der amerikanischen Patentschrift Nr. 1465961 ist zum erstenmal dargelegt worden, dass jeder
Schwingungskreis (Resonator) verschieden grosse Überspannungen (Spannungserhollungen) ergibt, je nachdem, ob das auf ihn einwirkende Zeichen, wie bei Empfangszeichen, aus einem ununterbrochenen Wellenzug oder, wie bei Störzeichen, aus einer Reihe aperiodischer Impulse besteht. In der Tat zeigt die Anwendung der Wahrscheinlichkeitsrechnung auf die Erscheinung der Akkumulation (Aufsehaukelung) dass sich die Störzeiehen während eines Zeitraumes, der der Zeitkonstante des Schwingungskreises entspricht, proportional zur Quadratwurzel aus dieser Zeitkonstante akkumulieren (aufschaukeln), während die Akkumulierung des Empfangszeichens proportional zur Zeitkonstante erfolgt.
Man kann daher sagen, dass das Verhältnis der Empfangszeichenstärke zur Störzeichenstärke in einem Resonator oder Sehwingungskreis proportional zur Quadratwurzel aus der Zeitkonstante desselben ist. Es ist daher klar, dass ein Resonator mit besonders grosser Zeitkonstante gegen Störeinflüsse besonders gut geschützt ist.
Beim radiotelegraphischen Empfang können die Zeitkonstanten der Schwingungskreise genügend gross gewählt werden, um einen verhältnismässig sicheren Störschutz zu erhalten. Dies ist jedoch beim radiotelephonischen Empfang oder beim Rundfunkempfang nicht ohne weiteres möglich, bei welcher Art des Empfanges notwendigerweise zu beiden Seiten der Trägerfrequenz je ein Frequenzband von erheblicher Breite auftritt. Denn es würde jeder Versuch, einen Störschutz durch Vergrösserung der Zeitkonstante der Schwingungskreise zu erzielen, zu einer unzulässigen Verzerrung der akustischen oder musikalischen Wiedergabe führen.
Es ist nun aber durch Anwendung eines im österr. Patent Nr. 141204 angegebenen und geschützten Empfangsverfahrens möglich, ohne Verzerrung der musikalischen Wiedergabe Zeitkonstanten zu erreichen, die zur Gewährung eines praktisch vollkommenen Störschutzes und überhaupt zum Schutz gegen beliebige Stosserregungen der verschiedenen Sehwingungskreise genügend gross sind.
Gemäss diesem Verfahren, das als Frequenzänderungsverfahren durch Modulationsübertragung bezeichnet werden kann, werden dem Gitter einer Röhre mit gekrümmter Anodencharakteristik zugleich das empfangene Zeichen sin Qt'und eine Ortsschwingung H sin #t konstanter FRequenz zugeführt. (Im Schaltschema der Zeichnung sind die auf das Gitter der Röhre L einwirkenden Sehwingungskreise mit S und H, die Anodenspannungsklemme mit HT bezeichnet.) Die Rechnung zeigt, dass es infolge Auftretens von Gliedern dritter Ordnung in der Gleichung der Charakteristik möglich ist, den Klemmen eines im Anodenkreis
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zu entnehmen,
welche Summe ein Glied mit konstanter Amplitude und ein Glied mit einer entsprechend der Zeichenmodulierung modulierten Amplitude besitzt. Dieses"modulierte"Glied kann seinerseits in drei Glieder zerlegt werden, also in der Form
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dargestellt werden, wobei das erste Glied die Trägerschwingung und die beiden andern Glieder die Seitenbänder ausdrucken, (m ist die Frequenz der akustischen Schwingung.)
Schaltet man zwischen dem Ausgangskreis (Ausgangsresonator) der Frequenzwandlerrohre L (s.
die Zeichnung) und der Detektordiode D ein hochselektives Filter F oder allgemein ein System auf die Frequenz ru abgestimmter Schwingungskreise, dessen Zeitkonstante sehr gross gemacht werden kann, und nimmt man anderseits an, dass durch Anwendung irgendeines Verfahrens die Frequenz der Orts-
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schwingung sowohl nach der einen als auch nach der ändern Seite von to verändert wird, u. zw.
zwischen ro-m1 und o) + Hi, wobei M die Grenzfrequenz des Hörbereiches (Tonspektrums) bezeichnet, so wird bei einer solchen #Abtastung" oder #Durchfegung" des Hörbereiches, wenn die Frequenz der Ortsschwingung den Wert to + 1n erreicht, das zweite Glied des oben angegebenen dreigliedrigen Ausdruckes den Frequenzwert to annehmen und nur dieses Glied wird, sofeme das Filter genügend selektiv ist, zum Detektor durchgelassen werden. Man kann dieses Glied bei hinreichender Selektivität des Filters als störungsgeschützt ansehen.
Allein wäre es zwar nicht fähig, die Tonfrequenz wiederzugeben, aber es genügt zu diesem Zweck, ihm im Detektor die Ortssehwingung von der Frequenz ro+1n hinzuzufügpn, so dass als Schwebung die hörbare Frequenz 111. hervorgerufen wird.
Es genügt also eine Abtastung (Durehfegung) des Hörbereiches (Tonspektrum), d. h. in Wirklichkeit der beiden symmetrischen Bänder dieses Bereiches, um alle hörbaren oder in der Musik gebräuehlichen Frequenzen wiederzugeben. Die Abtastfrequenz soll möglichst gering sein, damit eine Frequenz
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des Bandes sieh während eines sehr grossen Zeitraumes zu akkumulieren (aufzuschaukeln). Es ergibt sich jedoch eine Grenze durch die Forderung, dass das Zeitintervall, das jedesmal bis zum Wiederauftreten derselben Frequenz verstreicht, oberhalb 1/30 Sekunde (Verweildauer der Töne im Ohr) liegen soll. Diese Naturerscheinung begrenzt die Abtastfrequenz und infolgedessen auch die maximale Zeitkonstante, die man dem Selektivfilter geben kann.
In der Tat wäre es zwecklos, für das Filter eine Zeitkonstante zu wählen, die höher ist als die Verweilzeit der Bandfrequenz im Bereich (innerhalb der Grenzen) des Filters.
Man kann bei Berücksichtigung dieser Grenze und unter den gegebenen natürlichen Verhältnissen errechnen, dass für die Zeitkonstante etwa der 25fache Wert wie bisher gewählt werden darf und
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dass insgesamt das genannte Verhältnis mit einem Koeffizienten 10 multipliziert werden kann.
Es ist klar, dass das neue Störbefreiungssystem, dessen Wirkung auf der statistischen Auswahl (Selektion) des zu empfangenden Zeichens und der Störzeichen beruht, bei jeder Empfangsmethode anwendbar ist, bei der dem Empfangszeichen ein mit diesem in Synchronismus befindlicher Sehwingungsterm superponiert wird, gleichgültig, ob dieser Synchronismus durch einen unabhängigen und synchronisierten Generator oder durch ein Verfahren erzielt wird, das dem im österr. Patent Nr. 141204 verwandt oder gleich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Störbefreiungsschaltung für Radioempfangsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Einrichtung zur Abtastung des Hörbereiches (Tonspektrums) zwecks vollständiger Wiedergabe dieses Bereiches eine statistische Auswahl des Empfangszeiehens und der Störungen stattfindet, wobei die Bandfrequenzen unter Zwischenschaltung eines ausserordentlich selektiven Systems empfangen werden,
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Störungen schützt.