Einrichtung zum Empfang modulierter Wellen. Ein Rundfunkzeichen wird gewöhnlich auf einer Trägerwelle übertragen, die zwei 11odulationsseitenbänder hat, die je ungefähr 6 KHz Breite aufweisen. Unter gegenwär tigen Rundfunkarbeitsbedingungen liegen die verschiedenen Trägerfrequenzen an verschie denen Stellen innerhalb des Rundfunkberei ches gewöhnlich in 10 KHz Abstand vonein- ander, und in vielen Fällen überlappen die Seitenbänder eines Zeichenkanals diejenigen eines benachbarten Zeichenkanals oder liegen wenigstens doch hart aneinander.
Wenn man einen Rundfunkempfänger auf einen solchen Kanal abstimmt, ist es schwierig, Inter ferenzen, die durch benachbarte Kanäle her vorgerufen werden, genügend zu eliminieren, insbesondere dann, wenn solche interferieren den Zeichen mit einer Stärke, die derjenigen gewünschten Zeichens vergleichbar ist., empfangen werden.
Das Arbeiten ohne Interferenz erfordert in solchen Fällen, dass das Siebsystem auf ein genügend enges Band von Modulatians- frequenzen abgestimmt wird. Wenn man das ausgewählte Band auf diese Weise enger macht, neigt es dazu, die Naturtreue der empfangenen Zeichen (Stimme, Musik und dergleichen) zu beeinträchtigen, da die Sei tenfrequenzen, die den höheren Hörfrequen zen der Modulation entsprechen, unterdrückt werden. Demgemäss ist es erwünscht, dass die ausgewählte Bandbreite nur eng bleibt, wenn interferierende Zeichen vorhanden sind, jedoch nicht, wenn interferierende 7rei- chen fehlen.
Die erfindungsgemässe Empfangseinrich tung ist daher so ausgebildet, da3 sie zwei hochfrequent (radiofrequent oder zwischen- frequent) abstimmbare .gleichartige, innerhalb der Schaltung parallel arbeitende Übertra- gungskanäle aufweist, welche beim Empfang durch eine Einknopfbedienung einander ent gegengesetzt und symmetrisch zur Träger frequenz einer die Modulation tragenden Welle verstellt werden können,
so dass bei gleicher Abstimmung der beiden, Übertra- gungskanäle die von der Einrichtung durch gelassene Bandbreite am geringsten ist, wäh rend durch die Verstimmung der beiden Kanäle die Bandbreite symmetrisch zur Trägerfrequenz ausgedehnt wird.
Beim Abstimmen auf das gewünschte Zeichen wird die Selektivitätssteuereinrich- timg vorzugsweise auf Minimumbandbreite eingestellt und bei Vervollständigung der Abstimmung wird die Bandbreite durch Be tätigung der genannten Steuereinrichtung zur Erzielung irgendeines gewünschten Gra- des naturgetreuer Wiedergabe vergrössert.
Im folgenden wird anhand .der Zeich nung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Banddurchlasssystem, wie es im Ausführungsbeispiel zur Anwendung gelangt; Fig. 2, 3, 5 und 6 zeigen Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise; Fig. 4 illustriert das vollständige Aus führungsbeispiel in Form eines Superhetero- dyneradioempfängers.
Das Siebsystem nach Big. 1 ist mit Ein gangsklemmen<I>I</I> und<I>I'</I> versehen, die ge wöhnlich mit dem Ausgang einer vorher gehenden Vakuumröhre verbunden sein wer den. Zwischen diese Eingangsklemmen ist ein resonanter Eingangskreis 1, zusammen gesetzt aus einer Kapazität C, und einer Induktanz L, geschaltet;
der resonante greis ist permanent auf die gewünschte Zwischen trägerfrequenz abgestimmt. Die Spule L, ist mit zwei einstellbaren resonanten Kreisen 2 und 3 durch elektromagnetische Kopplungen M und M' zu den Spulen L2 und L3 gekop pelt. Spule L2 des Kreises 2 ist durch einen festen Kondensator C2 und einen variablen Kondensator C4 abgestimmt.
Spule- L3 des greises 3 ist ähnlich durch einen festen Kondensator C3 und einen variablen. Konden sator C, abgestimmt.
Der resonante Kreis 2 ist zwischen das Steuergitter 6 und die Kathode 7 einer Vakuumröhre V, vom Pentodentyp durch die Verbindungen 8 und 9, deren letztere einen Blockierungskondensator 10 einschliesst, geschaltet. Die Kathode 7 ist mit Erde 11 über einen variablen Widerstand 12- verbun den.
Der abgestimmte greis 3 ist auf' ähn liche Weise zwischen das Steuergitter 13. und die Kathode 14 der Vakuumröhre V2 vom Pentodentyp durch die Verbindungen 15 und 16, deren letztere den; Blockkondensator 17 enthält, geschaltet.
Die Kathode 14 ist mit Erde über den variablen Widerstand 18 verbunden. Die entsprechenden Anoden 19 und 20 der Röhren V, und V= sind mit einander und mit dem Primärkreis 4 eines Transformators T verbunden, der einen reso- nanten Ausgangskreis für die Röhren V, und V., bildet. Der Primärkreis 4 enthält eine Spule L4 und einen Kondensator C8 parallel zueinander; das untere Ende dieser Parallel kombination ist mit einer Spannungsquelle -I- B für die Anoden der Röhren und das obere Ende mit den Anoden selbst verbun den.
Der Sekundärkreis 5 des abgestimmten Transformators T enthält eine Sekundär spule LG, gekoppelt zur Spule L4, und einen parallel zur Spule Lr> geschalteten Konden sator C7. Die abgestimmten greise 4 und 5 sind jeder bei der durchzulassenden Träger frequenz resonant gemacht; diese Kreise und auch Kreis 1 haben die Trägerfrequenz ebenso wie die zugeordneten Modulatious- seitenbänder zu übertragen.
Die Selektions- kurve der Resonanzkreise kann durch beson dere Mittel, beispielsweise Dämpfungswider- stände, verbreitert werden, wenn es erwünscht ist. Die Ausgangsklemmen 0, 0' des Sieb- systemes werden gewöhnlich mit dem Ein gang einer Verstärkerröhre verbunden.
Kathodenheizmittel und Betriebspoten- tialquellen für :die übrigen Röhrenelektroden sind nicht gezeigt, da diese in der Technik hinreichend bekannt sind.
Es ist eine mechanische Einknopfeinrich- tung durch die gestrichelten Linien und Knopf U zur gleichzeitigen Betätigung der variablen Kondensatoren: C4 und C5 angedeu tet.
Diese letzteren Kondensatoren stehen durch die Einknopfeinrichtung derart mit einander in Verbindung, dass, wenn. einer vors ihnen im Zustand des Maximumkapazitäts- wertes ist, der andere seinen-Minimumkapa- zitätswert hat.
Um die resonanten Kreise 2 und 3 in Tätigkeit zu setzen, wird die mecha nische Steuereinrichtung U in eine ihrer extremen Lagen gebracht, so dass einer der variablen Kondensatoren C4 und C, sich auf seinem Maximum befindet, während der an dere in seinem Minimum ist. Sodann sind die abgestimmten Kreise 2 und 3 jeder so eingestellt, dass sie scharf resonant auf die Trägerfrequenz sind.
Durch Herausbewegen der Einknopfain- richtung aus der oben erwähnten extremen Stellung verringert sich die Kapazität eines der variablen Kondensatoren, während die Kapazität des andern variablen Kondensators ansteigt. Daher fällt die Resonanzfrequenz eines dieser Kreise etwas, während diejenige des andern dieser Kreise ansteigt. Das Er gebnis dieses Vorganges ist, dass die indivi duellen Resonanzspitzen der Resonanzkreise 2 und,3 um einen Betrag, der abhängig von der Einstellung der Einrichtung U ist, gegen einander verschoben werden.
Da die Anoden kreise der Röhren V, und VZ mit Kreis I des Transformators T verbunden sind, er scheinen diese individuellen Resonanzspitzen der Siebkreise 2 und 3, an den Ausgangs klemmen O, O'. Deshalb arbeiten die Kreise 2 und 3 tatsächlich parallel zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen, so dass die Breite des Frequenzbandes an den Aus gangsklemmen die Gesamtbreite der indivi duellen Resonanzcharakteristiken der Kreise 2 und 3 ist.
Durch Einstellung der mechani schen Einrichtung U kann die Breite des ausgewählten Frequenzbandes von einem Minimum zu einem Maximum variiert wer den, wobei der Minimumzustand derjenige der grössten Selektivität ist, in welcher die zwei Resonanzspitzen in derselben Frequenz liegen, und wobei der Maximumzustand der- 1efrige der grössten naturgetreuen Wiedergabe ist; in welchem die Resonanzspitzen am wei- testen gegeneinander verlagert sind.
Fix. 2; zeigt die Übertragungsleistung der Kopplungsschaltung nach Fig. 1 (Ordinate in Dezibel, Abszisse in KHz). Kurve A ist die unter der Bedingung grösster Selektivi tät erhaltene, scharfe Resonanzcharakteri stik, die erhalten wird, wenn die mechanische Steuereinrichtung U in derjenigen extremen Lage ist, bei der die individuellen Spitzen der Kreise 2 und 3 beide in derselben Trä gerfrequenz gelegen sind.
Unter der Be dingung der Charakteristik A wird nur ein Teil der vollständigen Seitenbänder ungehin dert übertragen, da die Kreise 2' und 3 ein zeln nur einen Teil des vollständigen Dop pelbandes übertragen. Die Trägerfrequenz, auf die das System abgestimmt ist, um die Charakteristik der Tabelle hervorzubringen, ist 175 KHz, was eine annehmbare Träger frequenz zur Verwendung in Zwischenfre- quenzverstärkern von Superheterodyneemp- fängern ist.
Kurve B zeigt den Doppelspit- zeneffekt, der erzielt wird durch Bewegung der Steuereinrichtung U in die entgegen gesetzte extreme Stellung. Die Stellung der Steuereinrichtung, welche die Charakteristik A schafft, wird die Stellung der Minimum bandbreite oder Minimumstellung genannt, und die Stellung, welche die Kurve B er gibt, wird die Stellung der Maximumband- breite oder Maximumstellung genannt.
Man sieht, dass bei Bewegung zur Maximumstel- lung eine der Einzelspitzen ihre Lage um annähernd 5 KHz aufwärts in der Frequenz skala bis ungefähr 180 KRz, während -die andere Spitze ihre Lage abwärts um densel ben Betrag bis ungefähr 170 KHz verändert hat.
Es ist festzustellen, dass grössere Träger frequenzleistung in der Stellung der Mini mumbandbreite als in der Stellung der Maxi mumbandbreite erzielt wird. Die Leistungs veränderung zwischen dem selektiven und dem erweiterten Zustand kann durch ein automatisches Leistungssteuerungssystem stark kompensiert werden; eine geeignete Form wird später beschrieben.
Fig. 3 zeigt die Selektivitätsbeziehungen zwischen den resonanten Kreisen 2 und 3 und dem Transformator T der Fig. 1. In dieser Figur stelle, die Ordinaten prozen- tuale Leistung, auf einer logarithmischen Skala aufgetragen, und die Abszissen Sei tenbandfrequenzen, auf einer linearen, Skala aufgetragen, dar.
Die mit "0" bezeichnete Frequenz stellt die Trägerfrequenz dar, wäh rend die Frequenzen zu jeder Seite des Trä gers die Modulationsfrequenzen der Seiten bänder im Massstab der Audiofrequenzen dar stellen.
Kurve C ist die Resonanzkurve des dop pelt abgestimmten Transformators T. Es wird beobachtet, dass diese Kurve nur eine einzige Spitze zeigt, welche die Charakteri- stik für den Transformator ist, wenn die gegenseitige Kopplung zwischen den abge stimmten Kreisen 4 und 5 den Optimumwert nicht übersteigt. Kurve D ist die Resonanz kurve eines der einstellbaren resonanten Kreise 2 oder 3, wenn diese auf die Träger frequenz abgestimmt sind.
Kurve E ist die Resonanzcharakteristik der Kombination der Kreise 2 und 3, wenn beide auf die Träger frequenz unter der Bedingung .der Magimum- selektivität abgestimmt sind. Es ist zu sehen, dass Kurve E einfach eine SumTnie- rung von zwei Kurven der Type der Kurve <I>D</I> ist und der Kurve<I>A</I> der Fig. 2 entspricht. Die Tatsache, dass, die Charakteristiken der Kreise 2 und 3.
addierbar sind, hängt davon ab, dass diese Kreise tatsächlich parallel zu den Eingangskreisen der entsprechenden Röh ren V1 und V, angeordnet sind.
Kurve F ist die Resonanzcharakteristik der Kombination der Kreise 2, und<B>3</B>, wenn einer von diesen Kreisen 5 KHz oberhalb der Trägerfrequenz und der andere Kreis 5 KHz unterhalb der Trägerfrequenz reso- nant ist.
Kurve G ist die Gesamtresonanzcharakte- ristik des Systemes. das den doppelt abge stimmten Transformator T und die einstell baren Kreise 2 und 3 enthält, wenn diese so eingestellt sind, dass sie 10 KHz abseits von einander resonant sind. Mit andern Worten: Kurve G ist das Resultat der Kurven C und F.
Die Kurven C und F sind miteinander geometrisoh kombiniert; -am die resultierende Kurve G zu erzeugen, da der Transformator T in Serie mit den Kreisen 2 und 3 ange ordnet ist. Die Kurve G ist also das Pro dukt (an Stelle der Summe) der Kurven C und F.
Obgleich die Kurven C und F direkt multipliziert worden sind, um die Kurve G zu erzeugen, muss beachtet werden, dass die Tabelle der Fig. 3 einfach relative Charak teristiken zeigen will. Der tatsächliche Be trag der Leistung an den Ausgangsklemmen <I>0, 0'</I> relativ zu den Eingangsklemmen<I>I, I'</I> wird von der Verstärkung der Röhren V, und V. abhängen. Die Darstellung der Spit zen der Kurve G bei nahezu 100% Leistung und der Spitzen der Kurven C, D und F bei nahezu 10 % Leistung ist daher nur aus Gründen der Bequemlichkeit gemacht.
Fig. 4 zeigt einen kompletten Super- hel;erodyneradioempfänger, in welchem das Seitenbanddurchlassungssystem nach Fig. 1 bei X eingegliedert ist. Der Empfänger ent hält eine Anzahl Stufen von Vakuumröhren, die in Serieschaltung durch Kopplungs systeme gekoppelt sind.
Bei Betrachtung von Fig. 4 ist zu verstehen, dass, die Klem men 60, 61, 62 und 63 an der strichpunk tierten Linie P, P' unterhalb ,des ersten Audio- verstärkers 47 mit den gleichnumerierten Klemmen unterhalb der Detektorröhre 39 verbunden werden.
Der Empfänger enthält ein Wellenemp- fangssystem, das eine Antenne 21 und die Erde 11 umfasst. Das Antennensystem ist mit einem abstimmbaren Radiofrequenzsieb- system 22 gekoppelt, dessen Ausgangskreis zwischen das Steuergitter 23 und die Kathode 24 einer Radiofrequenzverstärkerröhre 25 .geschaltet ist.
Die Leistung des Verstärkers 25 wird durch ein abstimmbares Radiofre- quenzkopplungssystem 2:6 zwischen das Steuergitter 27 und die Kathode 28 einer Modulatorröhre 2'9 aufgedrückt.
Zwecks Modulieruno- der Zeichen des Radiofrequsnz- kanals zur Erzeugung einer niedrigeren Trä gerfrequenz (Zwischenfrequenz) ist ein ört- liches Oszillatorsystem, das eine 0'szillator- röhre 30 enthält, vorgesehen.
Die Leistung des Oszillatorsystemes erscheint in eine Spule 31, welche im Gitterkathodenkreis des Modulators 29 eingeschlossen ist.
Infolge der Modulation erscheint im Aus gangskreis des Modulators die modulierte Zwischenfrequenzwelle. Dieses Band der Dif ferenzfrequenzen enthält die Zwischenträger- frequenz und das obere und untere Modula- tionsseitenband. Da gewöhnliche Rundfunk trägerwellen durch Audiofrequenzen bis zu ungefähr 6 KHz moduliert werden, hat je des dieser Seitenbänder ungefähr 6 Krlz Breite,
und das obere und untere Seitenband nehmen zusammen eine Kanalbandbreite von ungefähr 12 KHz ein.
Demgemäss ist das selektive System eines Zwischenfrequenzverstärkers so proportio niert, dass es nahezu die volle Bandbreite von 12 KHz auswählt und durchlässt. Diese Bandbreite ergibt einen hohen Grad von Wie dergabetreue, jedoch keinen so hohen Selek- tivitätsgrad, wie er durch ein schärfer abge stimmtes Siebsystem sich ergäbe.
Durch die mit X bezeichnete Einrichtung ist es nun möglich, das Band der Frequenzen, dessen Durchgang zugelassen. und das durch den Zwischenfrequenzverstärker verstärkt wird, auf irgendeine Breite zwischen einem Naxi- mum von nahezu 12 oder mehr KHz bis zu einem Minimum von einer viel niedrigeren Breite einzustellen. Die Eingangsklemmen <I>I, I'</I> des einstellbaren Seitenbanddurchlas- sungssystemes X sind mit der Anode 32 und der Kathode 28 verbunden.
Klemme 1 ist direkt mit Anode 32- verbunden und Klemme I' ist über einen Kondensator 33 mit Erde und daher mit der Kathode 28 durch geeig nete Nebenschlusskondensatoren verbunden. Wegen der entgegengesetzten Variationen der Kapazitäten der variablen Kondensatoren C4 und Cu, wenn diese durch die mechanische Steuereinrichtung betätigt werden, kann das end der Frequenzen von einem Minimum ;
ungefähr 6 KHz bis zu einem Maximum vfiX - Über 12 KHz variiert werden. Daher vazseri die Bandbreite der Zeichen an den Aklemmen O, 0' des Durchlassungs- systemes. Die Ausgangsklemmen 0 und 0' sind mit dem Steuergitter 35 und der Kathode 36 einer Zwischenfrequenzverstärkerröhre 37 verbunden.
Der Ausgang des Verstärkers 37 ist durch ein Zwischenfrequenzkopplungs- system 38 mit einer Detektordiodenröhre 39 gekoppelt. Obgleich diese Detektordioden- röhre mit drei Elektroden gezeigt ist, sind doch die Kathode 40 und die Anode 41 mit einander verbunden, um auf diese Weise eine einzige Elektrode zu bilden.
Zwischen die Kathode 40 (Erdverbin dung) und das niedere Potentialende des Sekundärkreises des Kopplungssystemes 38 ist ein Paar von seriegeschalteten Wider ständen 42 und 43, über welche die gleich gerichteten Komponenten der Detektorlei- stung fliessen, geschaltet. Die Audiofre- quenzkomponente wird von demjenigen Teil des Widerstandes 42 genommen, der zwi schen Erde und Anzapfung 44 liegt,
und durch einen Kondensator 45 auf das Ein- gangsgitter 46 einer Audiofrequenzverstär- kerröhre 47 aufgedrückt. Eine zweite Audio- frequenzverstärkerröhre 48 ist mit dem Aus gang der Röhre 47 durch Widerstandskopp lung gekoppelt. Die letzte Audiofrequenz- verstärkerstufe enthält die Audiofrequenz- verstä-rkerröhren 49 und 50, die in Gegen takt angeordnet sind.
An den Ausgang der Gegentaktverstärkerstufe ist eine doppelte Lautsprecheranordnung 51 geschaltet.
Zusätzlich der obengenannten Kreise ist der Empfänger mit einer automatischen Leistungssteuerung versehen. Dieses System enthält eine Verbindung 52 von dem Kno- tenpunkt 53 zwischen den Widerständen 42 und 43 zu den Steuergittern 23, 217, 6 und 13 der Röhren 25, 29 und V1 und V2. In diesem automatischen Leistungssteuerungs- system wird eine Gleichspannung entwickelt, welche mit der durchschnittlichen Träger spannung,
die auf den Diodendetektor 39 aufgedrückt wird, variiert. Abhängig von der Detektorwirkung fliesst der Strom im Widerstand 42 von Erde zum Punkt 53. Daher werden der Punkt 53 und deshalb die Steuergitter 2.3, 27, 6 und 13 negativer, wenn die Zeielienstärke am Detektor steigt und umgekehrt.
Dies verursacht, dass die Verstärkung der Röhren 25, 29 und V1, VZ schwächer wird, wenn die Zeichenstärke am Detektor wächst, und stärker wird, wenn die Zeichenstärke am Detektor sinkt.
Zur Lieferung von Arbeitsspannungen für die Elektroden der Vakuumröhren ist eine Energiequelle 54 vorgesehen. Diese kann ein gebräuchliches System sein, das durch gewöhnlichen Wechselstrom betätigt wird.
In dem Empfänger werden Kondensato ren und Widerstände, wo ihre Verwendung die Wirkung des Empfängers verbessert, ver wendet.
Fig. 5 zeigt die Ausgangsleistung des Empfängers der Fig. 4 an den Klemmen 0: 0' unter den Bedingungen der Minimum bandbreite und der Maximumbandbreite (Ordinate = prozentuale Leistung, Ab szisse, = Seitenbandfrequenzen). Die mit "0" bezeichnete Frequenz stellt die Trägerfre quenz dar.
Kurve II bezeichnet die Selek- tivitätscharakteristik des Empfängers in dem Zustand der grössten Selektivität, das ist dann, wenn die abstimmbaren Resonanzkreise 2 und 3, beide auf die Zwischenträgerfre- quenz abgestimmt sind.
Kurve J zeigt die Selektivitätscharakteristik des Empfängers, wenn das Seitenbanddurchlassungssystem so eingestellt ist, dass es die Maximumband- breite durchlässt. Zum Zweck des leichten Vergleichs sind die Spitzen der beiden Kur ven auf annähernd das gleiche 100 % Niveau, welches der Effekt der automatischen Lei- stungssteuerungswirkung sein würde, ge bracht.
Die Kurven H und<I>J</I> illustrieren die schnelle Ausdehnung des Bandes nahe der Spitze der Charakteristik im Vergleich mit der Ausdehnung nahe der Basis, wo hohe Dämpfung bei allen Einstellungen ist. Es ist zu sehen, dass bei<B>50%</B> der Spitzenlei- stung die Gesamtbreite der zwei Seitenbän der 5,5 KHz für die hochselektive Einstel lung und 13 KHz für die maximal ausge dehnte Einstellung ist. Dies stellt eine Band- breiteausdehnung von 136% dar.
Bei 0,1 der Spitzenleistung ist die Bandbreite in- dessen von 22,5 KHz bis 3,5,5 KKz ausge- dehnt worden. Dies stellt eine Ausdehnung von nur<B>58%</B> dar.
Fig. 6 ist eine Tabelle, welche die Cha rakteristik der gesamten Wiedergabe, gemes sen am Ausgang des Audioverstärkers im Falle der kleinsten und der grössten Band breiteeinstellung zeigt.
In dieser Tabelle ist die Audiofrequenzleistung in Prozenten der Leistung bei 400 Hz aufgetragen gegenüber den Audiofrequenzen des gesamten Audio- frequenzbereiches. Kurve K illustriert die Charakteristik bei der hochselektiven Einstel lung des Durchlasssystemes, und Kurve L zeigt die Charakteristik, wenn das Sieb in seiner grössten Bandbreiteeinstellung ist.
Aus diesen Kurven ist zu ersehen, dass die obere Grenze des Audiofrequenzbereiches (im Mit tel) um ungefähr 3 KHz ausgedehnt wird beim .Übergang von der einen zur andern Einstellung.