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Schaltung zur Verbesserung der Begrenzerwirkung von Demodulationsschaltungen für frequenz- oder phasenmodulierte Wellen
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Es ist weiters bekannt, in einer Schaltung zum Empfang amplitudenmodulierter Wellen eine Parallel- schaltung aus einer Diode und einem Widerstand kapazitiv in den Anodenkreis einer Verstärkerröhre ein- zukoppeln, um der Nachricht überlagerte impulsartige Störungen zu elimieren. Da solche Störungen sehr rasch verlaufen, ist eine derartige Schaltung gegenüber Amplitudenänderungen im Tonfrequenzgebiet wir- kungslos. Demzufolge kann diese Schaltung als eine Begrenzungsschaltung eines frequenzmodulierten
Systems nicht angesehen werden.
Wenn man nun in dieser Schaltung durch entsprechende Vergrösserung der Kapazität des Koppelkondensators die zur Frequenzmodulationsbegrenzung erforderlichen Zeitkon- stanten verwirklichen würde, würde man hiedurch die Schaltung wirkungsunfähig machen, da an den war- men Punkt des Niederfrequenzverstärkers der erforderliche Kondensator sehr grosser Kapazität, also zweck- mässig ein Elektrolytkondensator, nicht angeschlossen werden kann. Die Erhöhung der Zeitkonstante durch
Erhöhung des Widerstandswertes des der Diode parallelgeschalteten Widerstandes ist ebenfalls nicht mög- lich, da in diesem Fall die Dämpfungswirkung des Stromkreises aufgehoben wird bzw. aufhört.
Eine entsprechende Lösung der Aufgabe kann nur mittels der erfindungsgemäss vorgeschlagenen parallelgeschalteten, aber eine Reihenschaltungswirkung ausübenden Diode erreicht werden. Bei der erfin- dungsgemässen Schaltung erfolgt die Dämpfung an der Primärseite, welche für Asymmetrien ziemlich un- empfindlich ist, wodurch eine verzerrungsfreie Wirkungsweise gesichert ist. Bei der erfindungsgemässen
Schaltung ist ferner die Verwendung einer Kopplungsspule auch im Falle einer Diode mit geerdeter Katho- de nicht erforderlich. Hiedurch kann aber ohne Störung der Symmetrie eine ausgezeichnete Amplituden- begrenzung erreicht werden.
Ferner ist eine Schaltung zur Amplitudenbegrenzung beim Empfang frequenzmodulierter Schwingungen bekannt geworden, bei welcher ein aus einer Reihenschaltung einer Diode mit einem durch einen Konden- sator überbrückten Widerstand bestehender Dämpfungskreis induktiv mit der Sekundärseite eines Diskriminators gekoppelt ist. Eine derartige Schaltung weist den Nachteil auf, dass eine wesentliche Asymmetrie an der für Asymmetrien ausserordentlich empfindlichen Sekundärseite durch die Kopplungsspule auftritt. Wenn man nämlich bei dieser Schaltung eine entsprechende Amplitudenunterdrückung erreichen will, muss die Kopplungsspule fest an die Sekundärseite gekoppelt werden.
Hiedurch wird aber infolge der bedeutenden Asymmetrien im Sekundärkreis die Verzerrung des Diskriminators stark erhöht. Wenn aber die Kopplung so lose gestaltet wird, dass hiedurch die oben erwähnten Asymmetrien verschwinden, hört die Begrenzungswirkung auf. Es ist auch bereits bekannt geworden, die Diode und das RC-Glied unmittelbar in den Sekundärkreis des Diskriminators zu schalten, jedoch bewirken dann die Streukapazitäten des RC-Gliedes, sowie die Streu- und Röhrenkappen der Diode ebenfalls eine Asymmetrie an der Sekundärseite. Bei einer derartigen Schaltung bedeuten somit die verzerrungsfreie Arbeitsweise und die Amplitudenbegrenzung einander widersprechende, d. h. zueinander in Gegensatz stehende Erfordernisse, deren gleichzeitige Erfüllung nicht möglich ist.
In Gegensatz hiezu kann bei der erfindungsgemässen Schaltung die verzerrungsfreie Demodulation beim gleichzeitigen Vorhandensein einer guten Begrenzungswirkung erreicht werden, was auf die neuartige Wirkungsweise einer parallelgeschalteten, aber eine Reihenschaltungswirkung aufweisende Diode zurückzuführen ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
In der Zeichnung veranschaulicht Fig. l die erfindungsgemässe Schaltanordnung bei Verwendung von drei gesonderten Dioden, während Fig. 2 dieselbe Schaltanordnung bei Verwendung einer die drei Dioden enthaltenden Mehrfachröhre zeigt. Identisch wirkende Bestandteile sind in beiden Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
In der Fig. l bezeichnet 10 die letzte Zwischenfrequenzpentode, in deren Anodenkreis der Schwingungskreis 11 liegt. Dieser enthält den Kondensator 12 und die Primärspule 13. Mit der Primärspule 13 ist induktiv die Sekundärspule 14 gekoppelt. Die Sekundärspule 14 liegt in einem Schwingungskreis 15 parallel zu einem Kondensator 16. An diesen Schwingungskreis 15 ist im Punkt 17 die Anode 19 einer Diode 18 und im Punkt 20 die Anode 22 einer Diode 21 angeschlossen. Die Kathode 28 der Diode 21 ist unmittelbar geerdet. d. h. liegt unmittelbar an Masse. Der Diode 21 ist ein ohm'scher Widerstand 29 parallelgeschaltet. Der an die Kathode 23 der Diode 18 angeschlossene Widerstand 24 nebst dem Kondensator 25 bildet ein an sich bekanntes Tiefpassfilter.
Im Stromkreis der Kathode 23 der Diode 18 liegt der Widerstand 26 und der Kondensator 27, und im Stromkreis der Kathode 28 der Diode 21 der Widerstand 29 und der Kondensator 30. Das eine Ende der Tertiärspule 31 ist an die Mitte der Sekundärspule 14 angeschlossen und somit mit dieser galvanisch verbunden. Die Tertiärspule 31 ist ferner mit der Primärspule 13 induktiv gekoppelt. Das andere Ende der rertiärspule 31 ist an den Punkten 32 bzw. 33 zwischen die zwei Widerstände 26 und 29 bzw. zwischen : 1ie zwei Kondensatoren 27 und 30 galvanisch angeschlossen. Die Kathode 28 der Diode 21 liegt, wie be-
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reits erwähnt, an Masse und ist daher geerdet.
Der bisher beschriebene Teil der Schaltanordnung bildet einen an sich bekannten Diskriminator.
Erfindungsgemäss ist nun an die Primärspule 13 durch den Kondensator 34 der Dämpfungskreis 35 angeschlossen. Dieser Kreis besteht aus der dritten Diode 36, aus der Drosselspule 37, aus dem Widerstand 38 und aus den miteinander und mit dem Widerstand 38 parallel geschalteten Kondensatoren 39 und 40. Die Kathode 41 der Diode 36 ist geerdet.
Bei der Ausführung gemäss Fig. 1 ist der Dämpfungskreis 35 derart gestaltet, dass an die Anode 42 der Diode 36 das eine Ende der Drosselspule 37 angeschlossen ist, deren anderes Ende an ein Ende des Widerstandes 38 angeschlossen ist, so dass der Widerstand 38 mit der Spule 37 in Reihe geschaltet im Stromkreis der Diode 36 liegt. Die Kondensatoren, d. h. der Kondensator grosser Kapazität 39 nebst dem Kondensator kleinerer Kapazität 40 sind zueinander und zum Widerstand 38 parallel geschaltet. Der vorteilhaft als Elektrolytkondensator ausgeführte Kondensator 39 besitzt vorteilhaft eine Kapazität von einigen Mikrofarad, z. B. etwa 5p F, während die Kapazität des z. B. als Glimmerkondensator ausgeführten Kondensa-
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ordnung von etwa 100 Ohm besitzen, kann also z. B. 200 Ohm betragen.
Die Innenwiderstände der Dioden 18 und 21 sind unwesentlich und können daher beliebig sein. Man kann deshalb z. B. auch eine Diode 18 mit geringem, und eine Diode 21 mit hohem Innenwiderstand verwenden. Dies ist aber bezüglich der Verwendbarkeit von Mehrfachröhren wichtig, da deren Verwendung praktisch durch diesen Umstand ermöglicht wird.
Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Anordnung sind die Elektroden der Dioden 18, 21 und 36 im Kolben der Mehrfachröhre 43 angeordnet. In dieser Röhre ist die Kathode 44 eine für zwei Diodensysteme gemeinsame, und daher die zwei Kathoden 28 und 41 der Fig. 1 ersetzende Kathode. Der Triodenteil 45 der Röhre, die z. B. eine handelsübliche Röhre der Type EABC 80 sein kann, gelangt in der Schaltung nach Fig. 2 nicht zur Verwendung, bleibt daher für andere Zwecke frei.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Schaltung ist folgende : Die Dämpfung des im Anodenkreis der Verstärkerröhre 10 (die vorteilhaft eine Pentode ist) liegenden Bandfilters wird durch die Diode 36 bewirkt. die die Amplitude der Schwingung an der Primärspule 13 des Bandfilters auch bei Änderungen der Amplitude der Eingangsschwingung etwa konstant hält. Die Diode 36 wirkt als Gleichrichter und die an ihrem Arbeitswiderstand 38 auftretende Gleichspannung wird durch den Kondensator 39 stabilisiert. Die Zeitkonstante der Glieder 38, 39 ist so gross, dass sich die Spannung am Kondensator 39 nur nach Verlauf einer verhältnismässig langen Zeit, z. B. einiger Zehntelsekunden, merkbar verändern kann. Der Kondensator 39 spielt daher eine ähnliche Rolle wie die bei den Ratiodetektoren üblichen Stabilisierungskondensatoren.
Wie bereits erwähnt, bedeutet der die Diode 36 enthaltende Dämpfungskreis in der erfin-
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Widerstandes 38 ist.derjenigen Amplitudenmodulation ab, welche durch die Schaltung gedämpft werden kann. Dieser Widerstandswert R kann in der Praxis z. B. zwischen etwa 20 und 30 Kiloohm liegen. Wenn nun die Amplitude der Eingangsschwingung anwächst, erhält die Diode 36 höhere Spannung. Da die Vorspannung dieser Diode konstant ist, wächst der durch die Diode fliessende Strom bedeutend an, wodurch die auf die Primärspule 13 ausgeübte Belastungswitkung der Diode erhöht wird. Diese erhebliche Belastungserhöhung bewirkt, dass die Spannung an der Primärspule 13 praktisch konstant bleibt.
Sinkt die Amplitude der Eingangsschwingung, so erniedrigt sich die Belastungswirkung der Diode 36 derart, dass die Spannung an der Primärspule 13 ebenfalls annähernd konstant bleibt. Im Falle der Erniedrigung des Eingangsniveaus, d. h.
Verringerung der Amplitude der Eingangsschwingung. ist diese Dämpfung-bzw. Begrenzungswirkung der Diode 36 wirksam, bis die Belastungswirkung auf Null herabsinkt. Im Falle einer weiteren Amplitudenverringerung ist die Diode bzw. der Dämpfungskreis nicht mehr imstande, eine noch weitergehende Dämpfung auszuüben. Demzufolge hängt es vom Wert des Widerstandes 38 ab, welches Mass der Amplitudenverringerung die Schaltung noch zu kompensieren vermag.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Schaltung besteht ausser der Einfachheit derselben darin, dass dieselbe bei den bekannten und üblichen Bandfiltern ohne jegliche Schwierigkeiten, d. h. ohne besondere Umgestaltung und ohne Verwendung andersgearteter, schwer zugänglicher Bestandteile verwendbar ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass im Gegensatz zu der Ratiodetektorschaltung die erfindungsgemässe Schaltung gegenüber Asymmetrien der Dioden und des Aufbaus der Schaltung viel un-
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empfindlicher und daher leichter ausführbar ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Verbesserung der Begrenzerwirkung von Demodulationsschaltungen für frequenz-oder phasenmodulierte Wellen, welche einen im Anodenkreis der letzten Zwischenfrequenzstufe liegenden ersten Schwingungskreis (11) aufweist, der eine Primärspule (13) und eine mit dieser Primärspule induktiv gekoppelte Sekundärspule (14) enthält, welche Sekundärspule einen Bestandteil eines zweiten Schwin- gungskreises (15) bildet, der zusammen mit zwei Dioden (18.
21), von welchen die Kathode (28) der einen Diode zweckmässig Erdpotential besitzt, eine bekannte Diskriminatorschaltanordnung darstellt, wobei aber die Schaltung auch noch eine Tertiärspule (31) enthält, die mit der Mitte der Sekundärspule (14) galvanisch und mit der Primärspule (13) induktiv gekoppelt ist, und deren an die Sekundärspule nicht angeschlossenes anderes Ende galvanisch zwischen je zwei Widerständen (26,29) und Kondensatoren (27. 30), die im Kathodenkreis der erwähnten zwei Diskriminatordioden (18, 21) liegen, angeschlossen ist (an den Anschlusspunkten 32 bzw.
33), wobei die Schaltung auch noch eine dritte Diode (36) enthält, deren Kathode geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese dritte Diode (36) zusammen mit einer vierten, als Drosselspule wirkenden Spule (37), einem Widerstand (38) und Kondensatoren (39, 40), die alle im Anodenkreis der dritten Diode (36) liegen, einen Dämpfungskreis (35) bildet, der mit der Anode (42) der dritten Diode (36) durch einen Kondensator (34) an die Primärspule (13) gekoppelt ist.