Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen bei Rundfunkempfängern. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schal tungsanordnung zur Unterdrückung fron Stör impulsen bei Rundfunkempfängern, bei der ein Gleichrichter, zum Beispiel eine Diode, mit der Signalquelle und einer Ausgangsimpe danz in Reihe geschaltet ist, und wobei der Gleichrichter über einen hohen Widerstand derart vorgespannt ist, dass er für die Signal ströme durchlässig ist, soweit diese eine be stimmte Amplitude nicht überschreiten, wo bei der Ausgangskreis kapazitiv ist.
Solche Schaltungsanordnungen sind be kannt. Sie ermöglichen es, die Amplitude von Störimpulsen zu begrenzen. Es ist auch be kannt, hierbei zwei Dioden in entgegengesetz tem Sinne in Reihe - zu schalten; in diesem Falle können sowohl positiv, e als auch nega tive Impulse begrenzt werden. Bei den be kannten Schaltungen wird die Begrenzung von der Frequenz des Niederfrequenzsignals abhängig gemacht, indem in den Ausgangs kreis die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators eingefügt wird, so dass bei höheren Frequenzen der Signalenergie der von der Diode oder den Dioden durch gelassene Signalstrom höher als bei niedrige ren Frequenzen ist.
Es ist bei solchen Schal tungsanordnungen üblich, unmittelbar den in Reihe mit dem Detektor des Empfangsgerä tes gelegten hohen Ohmschen Widerstand als Signalquelle zu benutzen.
Die Erfindung bezweckt, eine Verbesse rung dieser Schaltungsanordnung zu schaffen, wodurch nicht nur eine Begrenzung, sondern eine praktisch vollständige Unterdrückung der Störimpulse erzielt wird. Es wird dabei die Erscheinung benutzt, dass der zeitliche Differentialquotient der Impulsspannung im allgemeinen bedeutend grösser ist als der jenige des Nutzsignals. Damit dieser Unter schied jedoch zum Unterscheiden von Impul sen und Signalen benutzt werden kann, muss dafür gesorgt werden, dass bei der vorstehend erwähnten Schaltungsanordnung die infolge eines Störimpulses auftretende Stromkompo nente nahezu proportional dem Differential quotient der Eingangsspannung ist.
Zu die sem Zweck ist es unter anderem erforderlich, dass die im Kreis enthaltenen, in Reihe ge schalteten Widerstände, die unter anderem aus dem Innenwiderstand der Signalquelle und demjenigen der Diode bestehen, mög lichst klein gehalten werden und die Aus gangsimpedanz muss weitestgehend rein kapa- zitiv sein. Nur in diesem Fall wird eine plötz liche Zunahme der Eingangsspannung eine so starke Stromänderung veranlassen, dass die Diode praktisch sofort den Stromkreis unter bricht.
Deswegen wird gemäss der Erfindung bei einer vorstehend beschriebenen Schal tungsanordnung der Innenwiderstand der Si gnalquelle zuzüglich des Gleichrichter-Innen- widerstandes gegenüber der kapazitiven Aus gangsimpedanz für die höchste Signalfrequenz klein gewählt und beträgt maximal 5000 Ohm, während der Parallelwiderstand der kapazi- tiven Ausgangsimpedanz gross ist gegenüber dieser Impedanz, derart, dass beim Auftreten eines Störimpulses der den Gleichrichter durchfliessende Strom praktisch unmittelbar,
mindestens annähernd unterbrochen wird und für die Impulsdauer die Verbindung zwi schen der Signalquelle und der Ausgangsimpe danz unterbrochen ist.
Es ist unerwünscht, wie bei der bekannten Schaltungsanordnung, in Reihe mit dem Aus gangskondensator einen Widerstand aufzu nehmen.
Um die erwähnten Bedingungen zu erfül len, ist es im allgemeinen nicht möglich, die Schaltung unmittelbar an den in Reihe mit dein Detektor für die Zwischenfrequenz schwingungen geschalteten Widerstand an zuschliessen, da dieser Widerstand zurr Er reichen des angestrebten Zweckes viel zu hoch ist. Es ist daher meist ei-wünscht, die diesem Widerstand entnommene Niederfrequenz- sehwingung zu verstärken und als Signalquelle einen verhältnismässig niedrigen Widerstand zu verwenden, der in den Anodenkreis des Verstärkers eingefügt ist. Vorzugsweise wird dabei eine Spannungsgegenkopplung ange wendet.
Eine besonders vorteilhafte Schal tungsanordnung ergibt sich, wenn ein Katho denverstärker verwendet wird, wobei der in die Kathodenleitung dieser Röhre eingefügte Widerstand die Signalquelle mit niedrigem Innenwiderstand bildet.
Es ist bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung oft erwünscht, auf bekannte Weise zwei in entgegengesetztem Sinne ge schaltete Begrenzungsdioden zu verwenden, obgleich dies nicht stets erforderlich sein wird, da die Störimpulse im Ausgangskreis des Detektors meistens nur eine einzige Polari tät haben, wenigstens beim Empfang amplitu- denmodulierter Hochfrequenzschwingungen.
Der Sinn, in dein die Diode geschaltet sein mnss, ist von der Polarität der Impulse ab hängig. Beim Auftreten eines Impulses, des sen zeitlicher Differentialquotient grösser ist als der des Nutzsignals, wird infolge des Vor handenseins des Kondensators in der Schal tungsanordnung eine plötzliche Zunahme des Stromes auftreten. wobei jedoch bei richtiger Schaltung der Diode diese nichtleitend wird, so dass für die Impulsdauer die Diode nicht von Strom durchflossen wird und keine Span nungszunahme im Ausgangskreis auftreten kann. Die Signalquelle wird also gleichsam für die Impulsdauer von der Ausgangsimpe danz getrennt, und der Impuls wird nicht auf letztere übertragen.
Indem jedoch der Kon densator eine gewisse elektrische Ladung ent hält, die während des Bestehens des Impulses abfliessen kann oder weil der Kondensator während des Vorhandenseins eines Impulses von der Gleichspannungsquelle weiter auf geladen werden kann, tritt während des Im pulses eine Spannungsänderung am Konden sator auf, die sich unter Umständen als Stö rung verhalten kann. Es können daher Mittel vorgesehen sein, durch die, nachdem der Strom der Diode beim Auftreten eines Im pulses unterbrochen worden ist, die Spannung an der Ausgangsimpedanz während des Im pulses sich nicht mehr ändern kann.
Dies be deutet tatsächlich, dass Sorge dafür getragen wird, dass der Ladungszustand des Ausgangs- kondensators während des Impulses sich praktisch nicht ändern kann.
Wie bereits erwähnt wurde, muss der zeit liche Differentialquotient der Impulsspannung grösser sein als derjenige der Spannung des Nutzsignals; mit andern Worten, die Band breite des vorangehenden Zwischenfrequenz verstärkers muss grösser sein, als zurr Durch lass des Signals erforderlich ist, und ausserdem muss die Zeitkonstante des Detektors einen niedrigen Wert haben. Die erste Bedingung wird bei den meisten N achrichtenübertra- gungsempfä,ngern für Frequenzen von mehr als 30 MHz bereits aus andern Gründen vor handen sein.
Der Zwiselienfrequenzverstä r- ker wird vorzugsweise ein Frequenzband von zumindest ?0 kHz durchlassen müssen. Die Zeitkonstante des vorangehenden Detektor kreises muss weiter so gering sein, dass eine zu starke Abflachung der Impulse vermieden wird.
Der als Ausgangsbelastung geschaltete Kondensator wird eine gewisse lineare Ver- zerrung der Signalspannung herbeiführen, die jedoch infolge des niedrigen Wertes des Kreis widerstandes ziemlich unwesentlich ist. Die Kapazität des erwähnten Kondensators wird vorzugsweise nicht niedriger als 500pF ge wählt. Ein günstiger Wert ist 1000 pF.
Ausführungsbeispiele der Erfindung wer den nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist angenommen, dass die Störimpulse, die unterdrückt werden sollen, mit positiver Po larität auftreten.
In Fig. 1 bezeichnet 1 die Signalquelle, die zum Beispiel Niederfrequenzenergie liefert lind einen gewissen Innenwiderstand haben wird, der in der Figur mit 2 bezeichnet ist. In Reihe hiermit ist die Diode 3 vorgeseheü. Die Ausgangsspannung wird den Klemmen 7 entnommen. Durch eine zwischen den Klem men 5 angeschlossene Gleichspannungsquelle wird die Diode 3 derart vorgespannt, dass sie den Signalstrom völlig durchlassen kann. Der hohe Widerstand 6 sichert, dass die erwähnte Gleichspannungsquelle keinen Kurzschluss für die Ausgangsschwingungen bildet.
Parallel zu den Ausgangsklemmen 7 ist ein Kondensator 4 geschaltet. Beim Auftreten eines positiven Impulses mit steilen Flanken wird dieser Kondensator, wenn der Wider stand des aus den Elementen 1, 2, 3 und 4 be stehenden Kreises hinreichend niedrig ist, einen direkt zur Steilheit der Flanke propor tionalen Strom aufzunehmen suchen, der je doch begrenzt wird, da dieser Strom den Wert des in entgegengesetztem Sinne die Diode 3 ditrehfliessenden Gleichstromes nicht über schreiten kann.
Fig.2 stellt eine Schaltungsanordnung dar, bei der negative Impulse unterdrückt erden können. Als Signalquelle ist der Ka thodenwiderstand 2 einer vorangehenden Niederfrequenzverstärkerröhre 11 wirksam. Die Klemmen 12 können an den Detektoraus- gang des Empfangsgerätes angeschlossen wer den. Der Widerstand 2 ist als eine Signal quelle mit besonders niedrigem Innenwider stand anzusehen. Bei dieser Schaltungsanord- nung ist die Speisespannungsquelle für die Anode der Röhre 11 auch als Quelle des Ruhe stromes für die Diode 3 wirksam.
Eine Schaltungsanordnung, die sich zum Unterdrücken sowohl positiver als auch nega tiver Impulse gut eignet, ist in Fig. 3 dar gestellt. Die Schaltungsanordnung enthält zwei entgegengesetzt in Reihe geschaltete Dioden 3 und 3', deren Ruheströme unter Zu hilfenahme der Widerstände 24 und 25 auf die erwünschten Werte einstellbar sind. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ent spricht im übrigen ganz derjenigen der Fig. 1 und 2.
Obgleich bei den beschriebenen Schal tungsanordnungen bereits eine gute Impuls unterdrückung erzielbar ist, können noch Störungen übrig bleiben, da zum Beispiel bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wäh rend des Impulses der Kondensator 4 sich über den Widerstand 6 lädt. Der Widerstand 6 hat einen besonders hohen Wert gegenüber dem Innenwiderstand 2 der Spannungsquelle 1 und dem Innenwiderstand der Diode 3, so dass unter normalen Bedingungen nur eine verhältnismässig niedrige Spannung an den Klemmen des Kondensators 4 vorhanden ist.
Diese Spannung wird zum Beispiel für den Fall, dass die Spannung der Quelle 5 250 V beträgt und der Wert des Widerstandes das 20fache des Wertes der übrigen Widerstände ist, etwa 12 V betragen. Nachdem jedoch der Stromdurchgang der Diode 3 infolge des Auf tretens eines Impulses unterbrochen worden ist, wird die Spannung am Kondensator 4 bis_ zu einem Wert von 250 V zu wachsen suchen.' Im allgemeinen ist die Dauer des Impulses jedoch so kurz, dass der Spannungsanstieg am Kondensator ziemlich unwesentlich sein wird.
Unter Umständen kann dieser jedoch so gross sein, dass nach dem Verschwinden des Im pulses und nach dem erneuten Leitendwerden der Diode 3 eine verhältnismässig starke Ab weichung zwischen dem Wert der Signalspan- nung im Augenblick des Aufhörens des Im pulses und dem Wert der Spannung an den Klemmen 7 aufgetreten ist, wodurch Verzer rungen entstehen können, die an sich wieder impulsförmig sind.
Eine ähnliche Erscheinung kann bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 auftreten. Hierbei wird während der Dauer des Impulses der Kondensator 4 sich über den Widerstand 6 entladen. Diese Erscheinung kann dadurch unterdrückt werden, dass Mit tel vorgesehen werden, die bewirken, dass der Ladungszustand des Kondensators 4 wäh rend des Auftretens des Impulses sich nicht ändern kann. Ein Beispiel einer Schaltungs anordnung, bei der solche Mittel vorhanden sind, ist in Fig. 4 dargestellt.
In Fig. 4 sind entsprechende Einzelteile mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 be zeichnet. Als zusätzliches Element ist bei dieser Schaltungsanordnung eine als Diode-Triode dargestellte Entladungsröhre 8 vorhanden, deren Triodenteil die gleiche Funktion wie der Widerstand 6 in Fig. 2 erfüllt.
Unter übli chen Bedingungen wird also die Diode 3 von einem von der Quelle 5 kommenden Strom durchflossen werden, dessen Wert im wesent lichen durch den Innenwiderstand des Trio denteils der Röhre 8 bedingt ist, der verhält nismässig hoch bemessen werden wird. Über den Widerstand 9 wird der Diode der Röhre 8 eine solche positive Vorspannung gegeben, dass diese Diode praktisch einen, Kurzschluss für alle Signalspannungen bildet. Zu diesem Zweck muss der Ruhestrom dieser Diode der art eingestellt sein, dass er stets den höchsten auftretenden Signalstrom etwas überschrei tet.
Da der Wert des Widerstandes 9 bedeu tend grösser ist als die Impedanz des Par- allelkondensators 10, so dass auch dieser Hilfs kreis einen kapazitiven Strom führt, wird im Hilfskreis der von der Eingangsspannung kommende Strom gleichfalls praktisch pro portional zu der zeitlichen Änderung der Ein gangsspannung sein. Infolgedessen werden infolge eines negativen Störimpulses auftre tende Stromkomponenten so gross sein, dass die Diode nicht leitend wird und praktisch die volle negative Impulsspannung an dem mit der Anode der Diode verbundenen Steuer gitter der Röhre 8 wirksam wird.
Infolgedes sen wird diese Röhre nicht leitend, so dass für die Dauer des Auftretens des Impulses der Kondensator 4 von den übrigen Teilen der Schaltungsanordnung getrennt ist und seine Spannung sich nicht ändern kann.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 können keine grossen Unterschiede zwischen der Spannung an den Ausgangsklemmen und der Spannung des Nutzsignals und damit auch keine oder doch nahezu keine störenden Ausgleichserscheinungen auftreten. Es wird hierbei selbstverständlich angenommen, dass der Kondensator 4 sich nicht über die an die Klemme 7 angeschlossene Belastungsimpe danz entladen kann. Nötigenfalls kann zu die ser ein fester Kondensator in Reihe geschal tet werden.
Eine andere Schaltungsanordnung, bei der das gleiche Ergebnis beim Auftreten ne gativer Impulse erreicht wird, ist in Fig. 5 dargestellt.
Ausser den bereits in Fig. 4 dargestellten Elementen enthält diese Schaltung eine zweite Diode 14, die in Reihe mit der Röhre 8 ge schaltet ist und deren Anode mit der Kathode der Diode 3 verbunden ist. Weiter ist ein Widerstand 15 zwischen der Plusklemme der Speisequelle und der Anode der Röhre 8 vor handen. Die Bemessung der verschiedenen Elemente ist derart, dass der zur unverzerrten Übertragung des Nutzsignals erforderliche Gleichstrom die Diode 3 und somit auch die Diode 14 durchfliesst.
Die Schaltungsanord nung wirkt praktisch auf gleiche Weise wie die der Fig. 4, mit dem Unterschied, dass zum Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Kondensator 4 und den übrigen Teilen der Schaltungsanordnung es nicht mehr erfor derlich ist, dass die Röhre 8 völlig gesperrt wird, sondern dass es genügt, dass der die Röhre 8 durchfliessende Strom derart verrin gert wird, dass die Diode 14 nichtleitend ist. Auf diese Weise ergibt sich eine Schaltungs anordnung, die empfindlicher ist als die Schal tungsanordnung nach Fig. 4, da die Röhre 8 nun auch auf denjenigen Teil ihrer Kennlinie einstellbar ist, wo die Steilheit gross ist.
Die Röhre 8 in den Fig. 4 und 5 braucht nicht eine Diode-Triode zu sein; die Dioden wirkung kann vom Steuergitter erfüllt wer- den, wobei die Röhre noch weitere Gitter ent halten kann. Es ist vorteilhaft, eine Röhre mit einem quergesteuerten Elektronenbündel zu verwenden, bei der eine geringe Änderung der Spannung an der Steuerelektrode eine plötz liche Unterbrechung des Stromes herbeiführt.
Fig.6 stellt eine Schaltungsanordnung dar, unter deren Zuhilfenahme positive Im pulse unterdrückt werden können. Es ist in diesem Fall erforderlich, noch einige Ele mente zuzuordnen. Es muss zum Beispiel die Hilfsdiode 21, welche das Steuergitter der Röhre 8 mit Erde verbindet, über einen Widerstand 9 aus einer negativen Spannungs quelle gespeist werden. Auch muss zum Ver meiden eines Gitterstromes, der am Konden sator 10 unerwünschte Ladespannungen her vorrufen würde, die Kathodenleitung der Röhre 8 mit einem Widerstand 18 mit par allel gelegtem Kondensator versehen sein.
Zum Vermeiden eines Kurzschlusses der Anodengleichspannung der Röhre 8 seitens der Signalquelle ist ein Sperrkondensator 22 in den Kreis eingefügt, während der Gleich stromweg über einen Widerstand 23 geschlos sen wird. Damit unerwünschte Ladespannun gen des Kondensators 22 nicht hinderlich wir ken, ist die Zeitkonstante der aus dem Kon densator 22 und dem Widerstand 23 bestehen den Anordnung so gross bemessen, dass das Eingangssignal praktisch unverzerrt über dem Widerstand 23 entsteht.
Auch bei dieser Schaltungsanordnung sind unter normalen Bedingungen alle Dioden leitend. Sobald jedoch ein positiver Impuls auftritt, wird die Diode 3 den Strom begren zen, ebenso die Diode 21. An dem mit der Kathode der Diode 21 verbundenen Steuer gitter der Röhre 8 wird dann der positive Im puls wirksam werden, wodurch die Röhre 8 stark leitend wird und die Anodenspannung dieser Röhre plötzlich derart absinkt, dass auch die Diode 14 nichtleitend wird. Der Aus gangskondensator 4 ist dann also wieder von den übrigen Teilen der Schaltungsanordnung getrennt und behält während des Auftretens des Impulses seine Ladung bei.
Nach dem Verschwinden des Impulses werden alle Di- oden wieder leitend und die Ausgangsspan nung wird der Eingangsspannung wieder fol gen können.