Schaltungsanordnung für Snperheterodyn-Empfänger. Vorliegende Erfindung betrifft einen Radioempfänger der Zwischenfrequenztype. mit mindestens zwei auf die Zeichenfrequenz b- stimmten Kreisen und einem weiteren t e Kreis, mittelst dessen die Unterdrückung der Spiegelfrequenzen in stärkerem Masse, als es mit derselben Anzahl abgestimmter Kreise bis dahin erreicht wurde, gelingt.
Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Aus führungsbeispiel der Erfindung, das im fol genden erläutert wird.
Der Empfänger enthält eine Antenne 10, die durch zwei abgestimmte Kopplungs- systeme <B>12</B> und 13 mit einer Detektor-Oszil- latorröhre 11 gekoppelt ist. Das Kopplungs system 1? enthält zwei primäre Induktanzen Li und Li', die in Serie geschaltet und in rela tiv entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind und zwischen Antenne und Erde liegen.
Ein Paar sekundäre Wicklungen L2 und L2', die in Serie geschaltet sind, sind elektromag netisch mit den entsprechenden Spulen Li und Li' gekoppelt. Ein variabler Kondensa- tor C2 liegt zwischen der obern Klemme der Spule L2 und Erde, um das Kopplungs system auf die gewünschte Zeichenfrequenz abzustimmen Weiterhin ist eine Spule Lo vorgesehen, deren eines Ende mit der An tennenklemme der Spule Li verbunden ist und deren anderes Ende offen liegt,
um eine kapazitive Kopplung mit der Wicklung L2 zu schaffen, wie es durch die punktierten Linien gezeigt wird.
Das Kopplungssystem 13 enthält zwei Sekundärwicklungen L3 und<B>L3,</B> die in Serie geschaltet, jedoch in umgekehrter Win- dungsrichtung gewickelt sind, und einen va riablen Kondensator C3, der zwischen der Gitterklemme der Spule L3 und Erde für Abstimmungszwecke eingeschaltet ist.
Das Kopplungssystem 13 kann mit dem Kopp lungssystem<B>12</B> durch eine Induktanz L4, die zwischen die untern Enden der Spulen L2 und L3 eingeschaltet sein kann, gekoppelt werden; die Spule L4 ist elektromagnetisch mit der Spule L3 gekoppelt.
Die Kopplungs- systeme 12 und 13 können auch durch eine Verbindung zwischen der untern Klemme der Spule L2' und der obern Klemme der Spule L3' gekoppelt werden.
Die Spulen Li, L2 und L3 sind für eine relativ kleine Induktanz gewickelt und ge eignet, Zeichen über den höheren Frequenz bereich zu übertragen, während die Spulen <I>Lit,</I> L.2 f, L3' von höherer Induktanz und ge eignet sind, den grössten Teil der Übermitt lung über den niedrigeren Frequenzbereich zu bewirken.
Um den Empfänger über den hohen oder den niedrigen Frequenzbereich arbeiten zu lassen, sind kurzschliessende Schalter Si, <B>82</B> und<B>83</B> vorgesehen, die gleich zeitig durch den einheitlichen Griff S be tätigt werden und die die entsprechenden Induktanzen Li', AZ' und L3' kurzschliessen. Mit demselben Mechanismus sind auch die Schalter S'4, .S5 und So verbunden, deren Zweck später erklärt wird. Die Anordnung ist so, dass alle Schalter gleichzeitig entweder offen oder geschlossen sind.
Wenn die Schalter offen sind, sind die letztgenannten Induktanzen eingeschaltet, und der Empfän ger arbeitet über den niedrigeren Frequenz bereich; wenn sie geschlossen sind, arbeitet der Empfänger über den höheren Frequenz bereich. Der Schalter 8s schliesst die Wick lung L2' tatsächlich kurz, indem er die Zei chenströme durch die Wicklung L4 und die Widerstandskondensator-Anordnung R2, C5 zur Erde schickt und dadurch die Induktanz L4 in den Kreis stellt.
Der Ausgang des Kopplungssystems 13 ist mit dem Eingang der Detektor-Oszillator- röhre 11 durch eine Verbindung von der obern Klemme der Spule L3 zum Steuergit ter der Röhre verbunden.
Der Ausgangs kreis des Detektor-Oszillators enthält in Serie zwischen seiner Anode und Erde den Kon densator Cs, die Induktanzen L7 und L8 und den Kondensator C7; wenn der Schalter Sf- geschlossen ist, liegt der Kondensator C8 in diesem Kreis an Erde.
Mit diesem Ausgangs kreis ist ein Frequenzbestimmungskreis ge koppelt, der, wenn die Schalter geschlossen sind, den, variablen Kondensator Co den festen Kondensator Cs und die Induktanz L5 enthält; die Spule As ist mit der Spule L7 elektromagnetisch gekoppelt. Um die De tektor-Oszillatorröhre zum Schwingen zu veranlassen, ist die Spule L5 elektromagne tisch mit der Spule Lg gekoppelt, wobei die letztere in einer Serienleitung zwischen der Kathode der Röhre und Erde liegt.
Die eben beschriebene Anordnung des Detektor-Oszil.- lators wird verwendet, -wenn es sich um den höheren Frequenzbereich handelt.
Um dem Detektor-Oszillator zu ermögli chen, über den niedrigen Frequenzbereich zu arbeiten, wenn die Schalter geöffnet sind, sind die verhältnismässig hochinduktiven Wick lungen Lo, Ls und Lio in Serie mit den Hochfrequenzwicklungen L5, <I>L7</I> und Lg vor gesehen. Wenn bei geöffneten Schaltern ge arbeitet wird, enthält der Ausgangskreis der Röhre in Serie zur Erde die Kapazität Co, die Induktivitäten L7 und Ls und die. fiapa- zität C7.
Der Frequenzbestimmungskreis enthält sodann die Kondensatoren Co und C7 und die Induktivitäten L5 und L6; in diesem Falle sind L6 und Ls ebenso wie As und L 7 elektromagnetisch gekoppelt.
Die Rück- kopplung zur Schwingungserzeugung ist in diesem Fall eine elektromagnetische Kopp lung zwischen den Induktivitäten La und Lio; die letztere liegt sodann, wenn der Schalter S4 geöffnet ist. in Serie mit der In duktivität Lo.
Der Eingangskreis der Röhre 11 enthält zwischen ihrer Kathode und Erde die Induk- tivität Lo (auch Lio, wenn die Schalter ge öffnet sind), eine Kondensator-Widerstands- anordnung Cii, P3 und die Induktivität Lia. die elektromagnetisch mit den Induktivitäteri Az und L2' gekoppelt ist, in Serie.
Der Ausgang des Detektor-Oszillators ist mit dem Eingang einer Zwischenfrequenz verstärkerröhre 14 durch ein doppelt abge stimmtes Kopplungssystem 15, das die elek tromagnetisch miteinander gekoppelten Spu len Lii und Lrz enthält und durch die ent sprechenden Kondensatoren Co und Cio ab gestimmt ist, gekoppelt. Diese abgestimm ten Kreise des doppelt abgestimmten Sy- stenis sind genau auf die Zwischenfrequenz abgestimmt.
Der Ausgang der Verstärker röhre 14 ist durch ein anderes, doppelt ab gestimmtes Kopplungssystem 1.6 mit einer zweiten Detektorröhre 17, die in ihrem Aus gang die Hörfrequenzzeicllen hervorbringt, ,koppelt. Der Ausgang des zweiten Detek tors ist durch ein Impedanzkopplungssystem 18 mit einer Kraftröhre 19 verbunden, die die Hörleistung einem Lautsprecher weiter gibt.
Alle variablen Kondensatoren werden durch einen Griff gleichzeitig betätigt, wie es in der Zeichnung durch die punktierte Linie Tr angedeutet ist.
Die Röhren, die durchwegs im Empfän ger gebraucht werden, sind vorzugsweise vom Schirmgittertyp, wie es in der Zeich nung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt auch durch die mit 11 bezeiehneten Klam mern das Vorhandensein gegenseitiger Induk- tivität zwischen den Spulen an. Die in fol gender Tabelle als Beispiele gegebenen Grundwerte haben sich in der Praxis als günstig erwiesen.
Abstin.rrt.bares Kopplungssystert7 Li -- 800 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen L i und L2 - 122 Mikrohenry l.2 -- 330 Mikrohenry Li + Li' - 6870 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen Li +Li' und L2
+ L2'- 855 Mikrohenry L2 + L2'- 3300 Mikrohenrv Lis - 1/2 Mikrohenry I,
s - 286 Mikrohenry La -E- Lä - 3320 Mikrohenry Indliktanz von Ls' oberhalb Anzapfung 2 - 71/2 Mikrohenry <I>La</I> Nikrohenry C2 -f-- C3 - jede 350 Mikromikrofarad (Max.) C5 - 0,
05 Mikrofarad Cii - 700 Mikromikrofarad 11<B>3</B> - 8000 Ohm Bi - 5000 Ohm R2 -10(l 000 Ohm Oszillator-lTlodulatorsysteert Ls - 23 Mikrohenry Ls -I- Lio -150 Mikrohenry L5 - 241 Mikrohenry L5 + <I>La -</I> 1300 Mikrohenry L7 - 136 Mikrohenry
L7 + L8 -1270 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen L5 und L7 - 127 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen L5 und Lo - 50 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen L5 -f- L6 und
L7 -f- L8 - 415 Mikrohenry gegenseitige Induktanz zwischen L5 + <I>LG</I> und 1,s + Lio -185 Mikrohenry C7 - 1(i00 Mikromikrofarad C8 - 500 Mikromikrofarad Co - 350 Mikromikrofarad (Maximum)
. Der Einfachheit halber wird zuerst die Wirkungsweise des Empfängers, wenn er im höheren Frequenzbereich (1500 bis 550 Kilo- hertz) arbeitet, und nachher im niedrigeren Frequenzbereich (300 bis 150 Kilohertz) be schrieben. Im vorliegenden Empfänger wer den die sechs Schalter Si bis Sc durch einen einzigen Handgriff<B>S</B> betätigt.
Die Schalter anordnung ändert gleichzeitig die Induktivi- tät der Resonanzkreise, modifiziert die Rückkopplung des Oszillators und regelt die Anpassung zwischen den Oszillator- und den Selektionskreisen.
Wenn im Hochfrequenzbereich gearbei tet wird, sind alle Schalter geschlossen; die Zeichenspannung wird der Spule Li des Kopplungssystems 12 zwischen den Klem men 1 und 3 des Regelwiderstandes Bi ge liefert. Der Eingangskreis des Kopplungs- systemes, der die Spule Li enthält, ist vor zugsweise auf eine Frequenz abgestimmt, die zwischen den zwei übertragenen Bereichen liegt, also in diesem Fall von der Grössen ordnung von 400 bis 500 Kilohertz.
Die Zei chenspannung wird dann von dem Ein gangs- oder Primärkreis des Kopplungs systems 12 zu dem abstimmbaren Resonanz- kreis, der die Induktivität L2 und den varia blen Kondensator C2 enthält, übertragen, und zwar durch eine doppelte Kopplung: eine magnetische Kopplung zwischen den Spulen Li und L2 und eine kapazitive Kopp lung durch die Kapazität zwischen der Spule Lo und der Induktivität L2, wie es durch die punktierten Linien angedeutet ist.
Die Zei chenspannung wird vom abgestimmten Kreis 1.2 auf den abgestimmten Kreis 13 ebenfalls durch eine kombinierte, elektromagnetische und elektrostatische Kopplung übertragen: die elektromagnetische Kopplung erfolgt über die Spulen L3 und L4 und die elektrostatische Kopplung über den Kon densator C5. Die Zeichen werden dann zum Eingang der Röhre 11 durch die Verbindung von der obern Klemme der Induktivität L3 mit der Steuerelektrode der Röhre geführt; die untere Klemme der In duktivität L3 ist mit Erde durch das System der vorher beschriebenen Impedanzen ver bunden.
Durch die zwei abgestimmten Kreise werden unerwünschte Spannungen stark ge dämpft; aber praktische Versuche zeigen, dass Interferenzzeichen, die durch die Spie gelfrequenz erzeugt werden, oft störende Ge räusche hervorrufen. Um das Ansprechen auf die ungewünschten Zeichen der Spiegel frequenz herabzusetzen, das heisst um das Verhältnis des Ansprechens der erwünschten Zeichenfrequenz zu der der Spiegelfrequenz zu erhöhen, sind zwei Wege zwischen der Antenne und dem Eingang der ersten Röhre vorgesehen:
der eine Weg über beide Selek- tionssvsteme 12 und 13, der andere durch das Selektionssystem 12 .und den Kreis, der die Spulen Lia und Ls enthält. Die Spule Lia ist so im Verhältnis zur Spule L2 ge wickelt und durch einen solchen Kopplungs grad gekoppelt, dass die Spannung der Spie gelfrequenz, die auf den Eingang der Röhre 11 durch die Kopplungsspule Lia aufge drückt wird, in der Grösse wesentlich gleich jener ist, die durch das Kopplungssystem 13 aufgedrückt wird,
jedoch in entgegengesetz ter Phase dazu. Diese Bedingung erhält sich zu einem wesentlichen Grad über den Ab stimmungsbereich; auf diese Weise ist eine sehr viel grössere Selektivität erzielt, als es normal durch den Gebrauch derselben An zahl von einfachen abgestimmten Kreisen erreichbar ist. Der Gebrauch der oben er wähnten Zweifaclikopplung zwischen den Kreisen 12 und 13 ermöglicht praktisch die vollständige Unterdrückung der Spiegelfre quenz im ganzen Bereich.
Die Röhre 11 ist, wie oben beschrieben, so angeordnet, dass sie die doppelte Funktion als Oszillator und erster Detektor ausübt. Die Röhre wird vermöge der gegenseitigen Im pedanz zwischen dem Oszillator und den Eingangs- und Ausgangskreisen zu schwin gen veranlasst; die gegenseitige Impedanz be steht in der induktiven Kopplung zwischen den Spulen L5, L7 und Ls und der kapazi- tiven Kopplung, die die Kapazitäten C7 und C8 umfasst.
Die Zwischenfrequenz, die in dem Aus gang der Röhre 11 erscheint, wird selektiv übertragen durch den doppelt abgestimmten Kreis 1.5, der auf die Zwischenfrequenz durch die Kapazitäten Cs und Cio abge stimmt ist. Die Kapazität Cs übt die zwei fache Funktion aus, die Induktanz Lii auf die Zwischenfrequenz abzustimmen und die Anode der Röhre 11 mit den Impedanzen zu verbinden, die den Anodenkreis mit dem Oszillatorkreis koppeln.
Die Zwischenfrequenzröhre 14 dient zur Verstärkung der Zwischenfrequenzzeichen und drückt sie auf den zweiten Detektor 17 auf, in welchem die Zeichen in der bekann ten Weise detektiert werden. Die detektier- ten oder Hörfrequenzzeichen werden dann auf die Kraftröhre 19 aufgedrückt, von wo sie dem Lautsprecher 20 zugeführt werden.
l'Tachdem die Arbeit des Empfängers über den höheren Frequenzbereich beschrie ben ist, wird nun die Wirkung beschrieben werden, wenn die Schalter<B>81 ...</B> S6 offen sind. Die von der Antenne gelieferte Zei chenspannung ist diejenige zwischen den Klemmen 1 und 3, aber diese Spannung liegt nunmehr an den in Serie geschalteten In- duktanzen Li und Li'. Die Induktanz der Spulen L. und Li' ist genügend hoch, so dass,
wenn sie in Verbindung mit einer Antenne mittlerer Grösse gebraucht wird, der Ein- ganashreis, der diese Induktanzen enthält, Huf eine Frequenz abgestimmt ist, die nied riger ist als die niedrigste Zeichenfrequenz. die empfangen werden soll. Die Zeichenspan nung wird sowohl elektromagnetisch, als auch elektrostatisch auf die vorher beschrie bene Weise übertragen, ausgenommen dann, wenn auch eine elektromagnetische Kopp lung zwischen den Induktanzen Li 'und L2' für den niedrigeren Frequenzbereich besteht.
Die Übertragung von Zeichen vom Kopp lungssystem 12 auf das Kopplungssystem 1ä geschieht in einer etwas andern Art, als wenn im höheren Frequenzbereich gearbeitet wird. Die kapazitive Kopplung geschieht durch Kondensator C5. wie im Falle des Hochfrequenzbereiches, jedoch ist die elek tromagnetische Kopplung diejenige zwischen den obern und untern Teilen der Induktanz L3', wobei die Anzapfung 2 den obern Teil vom untern Teil trennt. Die Verhinderung der Spiegelfrequenz wird auf dieselbe Weise erzielt wie im höheren Frequenzbereich.
Die Schwingungsfrequenz des Oszillator- Detektorkreises wird durch den Oszillator- kreis bestimmt, der die Induktanzen L5 und Ls und die Kondensatoren Co und C7 ent hält, wobei der Schwingungskreis mit dem Anodenkreis durch die Kapazität C7 und durch die elektromagnetischen Kopplungen zwischen den Spulen L5 und L7 und den Spulen L6 und L8 gekoppelt ist.
Die Energie vom Schwingungskreis wird zum Eingangskreis der Röhre durch die elek tromagnetischen Kopplungen zwischen den Spulen L3 und Ls und den Spulen Lo und Lio rückgekoppelt.
Der weitere Weg des Zeichens durch den Empfänger ist der gleiche, wie wenn im höheren Frequenzbereich gearbeitet wird und soll hier nicht weiter erörtert werden.
Um eine wirksame Einknopfbedienung der Abstimmkondensatoren zu erlauben, sind die festen Elemente des Oszillatorkreises des Detektor-Oszillators so proportioniert, dass ihre Eigenfrequenz jederzeit bei einer Fre quenz, die von derjenigen der abgestimmten Kreise 12 und 13 um einen festen Betrag differiert, aufrecht erhalten wird.
Die Kraftquelle für die Apparatur ist vorzugsweise das Lichtnetz. Wenn Wechsel strom vorhanden ist, wird ein geeigneter Transformator verwendet, um die notwen digen Arbeitsspannungen zu erzeugen. Es ist vorzuziehen, Äquipotentialkathoden zu verwenden, die indirekt durch die Glüh fäden geheizt werden. Die Anodenspeisung wird durch Gleichrichtung eines hochge spannten Wechselstromes mittelst eines Dop pelweg-Röhrengleichrichters gesichert. Die völlige Ausgleichung der Wechselstrom welle wird durch die Benutzung einer Hör frequenzdrosselspule in Serie mit der Zulei tung und durch Nebenschluss grosser Kapa zitäten quer zur Zuleitung bewirkt.
Es ist wünschenswert, jedoch nicht erforderlich, eine Feldspule eines elektrodynamischen Lautsprechers als Filterausgleichsdrossel zu verwenden, um auf diese Weise den Laut sprecher empfindlich zu machen und gleich zeitig die Schwankungen der Kraftversor gung auszuglätten.
Der Einfachheit halber sind die Heiz- fadenzuführungen zu den verschiedenen Röhren nicht gezeigt, obgleich ein Teil der Wechselstromkraftversorgung für die Fa denspannung in der Kraftquelle 21 angege ben ist. Diese Kraftquelle enthält alle er forderlichen Teile für die Heizung der Ver- stärkerröhren des Empfängers, die Hoch spannungslieferung für einen Doppelweg gleichrichter und dessen Glühfadenheizung. In Serie mit der Hochspannungsklemme der Zuleitung des gleichgerichteten Stromes liegt die Feldspule 22 des elektrodynamischen Lautsprechers 20.
Die Lautsprecherspule 22 dient dazu, die Wechselstromschwankungen in der Zuleitung des gleichgerichteten Stro mes auszugleichen, und ausserdem dazu, den elektrodynamischen Lautsprecher empfind lich zu machen. Die elektrolytischen Kon densatoren 23 und 24 sind bestimmt, die gleichgerichtete Hochspannung weiter zu filtern.
Die verschiedenen Spannungen, die für die verschiedenen Röhren des Empfängers erforderlich sind, werden von einem Wider stand abgenommen, der parallel zu der gleichgerichteten und gefilterten Spannung liegt.
Wenn die Kraftquelle Gleichstrom lie fert, ist der Transformator und der Gleich richter natürlich ausgeschaltet. Die Heiz- fäden aller Röhren sind dann vorzugsweise in Serie geschaltet, während die in der Ano denzuleitung auftretenden Schwankungen durch ein Filtersystem ausgeglichen werden, das dem ähnlich ist, das bei gleichgerichte tem Wechselstrom gebraucht wird.