DE711593C - Vorrichtung zum Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen, die eine zusätzliche, unerwünschte Frequenzmodulation im Takte einer im hörbaren Bereich liegenden Niederfrequenz aufweisen.

Es ist bekannt, daß bei der Amplitudenmodulation von Hochfrequenzsendern eine -gleichzeitige Frequenz- oder Phasenmodulationoft nicht leicht zu vermeiden ist, die sich darin äußert, daß die Trägerwelle des Senders im niederfrequenten Takt um einen Mittelwert schwankt. Diese Frequenzschwankungen betragen im allgemeinen nur einen kleinen Bruchteil der mittleren Trägerfrequenz. Der Umfang des ausgesandten Frequenzbereiches kann aber dadurch beträchtlich über die normale, durch die niederfrequente Amplitudenmodulation gegebene Bandbreite hiiiaus vergrößert werden. ZumEmpfang dieser Schwingungen sind Apparate mit außergewöhnlich großer Bandbreite erforderlich, da sonst entsprechend der begrenzten Durchlässigkeit der Selektionsmittel eine meist nicht lineare und unerwünschte Umwandlung der Frequenzmodulation in Amplitudenmodulation auftritt, wodurch der Empfang häufig unmöglich wird.

Abgesehen davon besteht bei der Verwendung von Bandfiltern mit nachfolgender Gleichrichtung im allgemeinen die Forderung, daß die Trägerfrequenz stets mit der mittleren Durchlaßfrequenz zusammenfällt, weil sonst eine unsymmetrische Phasendrehung beider Seitenbänder zu erwarten ist, die bei der Gleichrichtung zu nichtlinearen Verzerrungen führt. Der Empfang von amplitudenmodulierten Schwingungen schwankender Frequenz bereitet auch aus diesem Grunde besondere S ch wierigkeiten.

Wenn es sich um den Empfang von kurzen Wellen handelt, lassen sich allerdings Selektionskreise mit der erforderlichen großen Bandbreite leicht herstellen, da diese Bandbreite im Vergleich mit den sehr hohen Abstimmfrequenzen immer noch klein ist. Es liegt aber auf der Hand, daß bei diesen großen

Bandbreiten auch Störungen verschiedener Herkunft, deren Frequenz in den weiten Durchlaßbereich der Selektionskreise fällt, in unnötiger Weise mitempfangen werden. _; \ Bei Überlagerungsempfang bereitet die Verstärkung des infolge schwankender Trägerfrequenz sehr großen Frequenzbereiches erhebliche Schwierigkeiten, da dieser Bereich im Vergleich zu der mittleren Zwischenfrequenz meist nicht mehr klein ist. Aus diesem Grunde ist ein Überlagerungsempfang von Kurzwellen häufig nicht gut möglich, während er bei Ultrakurzwellen im allgemeinen überhaupt nicht mehr ausführbar ist. Die • 5 besonderen Vorteile der Frequenztransformierung mit nachfolgender Verstärkung lassen sich also gerade bei den kürzesten Wellen nicht mehr ausnutzen, wo bekanntlich ohnehin besondere Schwierigkeiten der direkten ao Verstärkung bestehen.

Die genannten Schwierigkeiten beim Empfang von amplitudenmodulierten Schwingungen, deren Trägerfrequenz infolge einer zusätzlichen Frequenz- oder Phasenmudulation raschen Schwankungen unterworfen ist, werden beim Verfahren gemäß vorliegender Erfindung vermieden. Es können Selektionskreise verwendet werden, deren Bandbreite den durch die niederfrequente Amplitudenmodulation gegebenen Umfang nicht mehr wesentlich überschreitet, und ein Überlagerungsempfang auch der kürzesten Wellen wird möglich.

Erfindungsgemäß wird nun eine der momentauen Verstimmung des Empfängers gegenüber der Momentanfrequenz der empfangenen SchwingungstetsentsprechendeAbstimmungsregelspannungerzeugt, welche die Abstimmung wenigstens eines Teiles des Empfängers mit einer der Periodendauer der höchsten Frequenzmodulation entsprechenden Zeitkonstante derart beeinflußt, daß die Verstimmung dieses Teiles stets klein bleibt.

Es ist bekannt, bei Empfängern, in denen die wiederzugebende Nachricht durch Frequenzdetektion einer absichtlich frequenzmodulierten Trägerwelle zurückgewonnen wird, eine schnell wirkende Abstimmungsregelung des örtlichen Oszillators anzuwenden, lind zwar um eine negative Rückkopplung zur Aufhebung von Verzerrungen herbeizuführen. Da die Empfängerabstimmung erfindungsgemäß ständig der Momentanfrequenz der empfangenen Welle nachfolgt, wird dabei im folgenden von einer Mitlaufabstimmung gesprochen.

In dieser raschen Steuerung der Abstimmung, die auch bei sehr raschen Frequenz^ änderungen der empfangenen Welle mitfolgt, liegt ein grundsätzlicher Unterschied gegenüber den bekannten Anordnungen zur automatischen Scharfabstimmung, welche eine nachträgliche Korrektur der Empfängerabstimmung bei ursprünglich ungenauer· Ab-₍^Stimmung auf zu empfangender Trägerwelle 'e||er bei langsamen Frequenzänderungen die-.Jjijf letzteren bezwecken. Mit Rücksicht auf •iaiesen besonderen Zweck ist bei den Anordnungen zur automatischen Scharfabstimmung ein rasches Arbeiten nicht erforderlich und auch nicht erwünscht. Es sind Zeitkonstanten in der Größenordnung von etwa ι Sek. üblich. Im Gegensatz dazu bietet jedoch eine mindestens tausendfach schneller wirkende Regelung der Empfängerabstimmung, wie sie beim erfindungsgemäß gekennzeichneten Verfahren der Mitlaufabstimmung erfolgt, nach obigem und nach den folgenden Erklärungen ganz neuartige Vorteile.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen den Verlauf der Trägerfrequenz und der Seitenbandfrequenzen bei einer amplitudenmodulierten Hochfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit.

Bei Fig. 1 ist die Trägerfrequenz 13 konstant, d.h. es liegt keine zusätzliche Frequenzmodulation vor; auch die Seitenbandfrequenzen 11 und 12 seien in diesem Falle konstant. Zum Empfang reichen Selektionsmittel aus, deren Bandbreite dem engen Bereich der Bandfilterkurve 16 entsprechen möge. Die beispielsweise durch 14 gekennzeichneten Störfrequenzen werden also durch die Selektionskreise vollständig ausgeschieden.

Ist die Trägerfrequenz selbst aus irgendwelchen Gründen, z. B. geringe Frequenzmodulation, raschen Schwankungen unterworfen, so entsprechen die Verhältnisse der Fig. 2. Durch 23 ist die veränderliche Trägerwelle dargestellt und durch 21 und 22 die Seitenbandfrequenzen in dem durch die Niederfrequenz gegebenen Abstand von der Trägerfrequenz. Ein Empfang mit normalen Mitteln ist nur möglich, wenn die Selektionskreise des Empfängers den gesamten vorkommenden Frequenzbereich umfassen, wie dies durch die breite Bandfilterkurve 26 dargestellt ist. Die Störfrequenzen 24 werden in diesem Falle mitempfangen.

Ein Empfang ist aber gemäß Fig. 3 auch möglich, wenn die Empfängerabstimmung stets der momentanen Frequenz der Trägerwelle 33 folgt, wie dies durch die veränderlichen Bandfilterkurven 36,,, 36^ und 36,, dargestellt wird. Die Störfrequenzen 34 werden in diesem Falle wegen der momentanen Lage der Bandfilterkurve 36^ nicht mitempfangen.

Zur Erzeugung der verstimmungsabhängigen Abstimmungsregelspannung ist eine Apparatur erforderlich, deren Charakteristik dem Diagramm Fig. 4 entspricht. Entsprechend dem momentanen Unterschied A ω zwischen der empfangenen Momentanfrequenz ω und

der Eigenfrequenz ω₀ dieses Kreises wird eine Abstimmungsregelspannung u erzeugt, die in jedem Augenblick für diese Abweichung nach Größe und Vorzeichen charakteristisch ist: Die einfallende Hochfrequenz 41, welche beispielsweise etwas über der Eigenfrequenz ω₀ liegt, führt zu einer entsprechenden positiven Regelspannung, welche in der erforderlichen kurzen Zeit "die nötige Abstimmungsänderung bewirkt. Ist die einfallende Welle infolge niederfrequenter Modulation in die beiden Seitenbänder 42 und 43 aufgeteilt, so soll die gleiche Regelspannung entstehen, da diese naturgemäß nicht _c vom momentanen Amplitudenmodulationszustand abhängig sein soll. Dies ist der Fall, wenn die Charakteristik Fig. 4 im Bereich der auftretenden Trägerund Seitenbandfrequenzen nicht gekrümmt ist. Es ist also ein annähernd geradliniger Verlauf zwischen den Punkten 46 und 47 erforderlich, welche den größten Abweichungen zwischen den empfangenen Frequenzen und der momentanen Eigenfrequenz dieses Kreises entsprechen. Außerhalb dieser Punkte ist im allgemeinen ein rasches Abfallen der Kurve gegen die Nullinie erwünscht, damit beispielsweise durch eventuell mitverstärkte Störfrequenzen keine die Abstimmung störende Regelspannung erzeugt wird.

Zur Erzeugung der gemäß Fig. 4 verlauf en-.den Regelspannungen können Schaltungen verwendet werden, wie sie bei Apparaturen zur automatischen Scharfabstimmung von Empfängern bereits bekannt sind. Eine geeignete Schaltung wird beispielsweise durch Fig. 5 dargestellt. Der Hochfrequenzstrom veränderlicher Frequenz wird über die Klemmen 1 und 2 dem Kreis L₁, C₁ aufgedrückt, welcher mit L₂, C₂ lose gekoppelt ist. Der Phasenunterschied zwischen Primär- und Sekundärspannung dieses Bandfilters hängt von der Frequenzabweichung gegenüber der mittleren Durchlaßfrequenz ab und liegt zwischen ό° und i8o°. Durch Verbindung des Primär-

4-5 kreises mit dem Mittelpunkt des Sekundärkreises erfolgt Summen- und Differenzbildung beider Spannungen, so daß durch nachfolgende Gleichrichtung- z. B. mit der Doppeldiode G eine verstimmungsabhängige: Ab-Stimmungsregelspannung erzeugt wird, welche an den Klemmen 3 und 4 entnommen wird. Die Festkondensatoren C₃ und C₁ dienen zur Trennung dieser Regelspannung vom Schwingkreis und die Widerstände R₃ und i?₄ zur Ableitung derselben, während R₅ und R₀ in Verbindung mit C₅ zur Unterdrückung der Hochfrequenz vorgesehen sind. Aus Gründen der genügend raschen Regelspannungsänderung entsprechend den raschen Frequenzänderungen muß die Zeitkonstante von R_3j C₃, R₄, C₄ und von (R₅ -j- R₆) C₅ genügend klein sein.

Über die beiden Widerstände R₁, R₂ kann an den Klemmen 5 und 6 auch eine amplitudenproportionale Regelspannung entnommen werden, die sich zum automatischen Schwundausgleich oder für die weiter unten beschriebene besondere Amplitudenregelung eignet. .

Diese Schaltung ist nur als Beispiel aufzufassen. Es sind verschiedene Schaltungen bekannt, die bei geeigneter Dimensionierung der Schaltelemente dem vorgegebenen Zweck ebenfalls gerecht werden.

Zur Beeinflussung von Parametern, welche für die Abstimmung von Schwingkreisen maßgebend sind (Induktivität, Kapazität) in Abhängigkeit von der Abstimmungsregelspannung, sind ebenfalls verschiedene Verfahren bekannt, welche namentlich bei Anordnungen zur automatischen Scharfabstimmung von Radioempfängern bereits Verwendung finden. Es kann beispielsweise die dynamische Kapazität einer Elektronenröhre gesteuert werden, welche zu einem Abstimmkondensator parallel liegt, oder es kann die Induktivität von Abstimmspulen durch Änderung der Vormagnetisierung geeigneter Spulenkerne beeinflußt werden.

Der prinzipielle Aufbau der Apparatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus den Fig. 6 und 7 hervor.

In Fig. 6 ist durch 61 ein abgestimmter Verstärker dargestellt, durch welchen die Eingangsspannung e_x von veränderlicher Frequenz auf den Wert e₂ verstärkt wird. Im Frequenz>kontrollkreis 62, der beispielsweise nach der Schaltung gemäß Fig. 5 aufgebaut sein kann, wird eine Regelspannung U₁ erzeugt, welche der momentanen Verstimmung der Abstimmkreise gegenüber der Hochfrequenz e_x und e₂ entspricht. Soweit erforderlich, wird diese Regelspannung U₁ im Beruhigungskreis 63 beruhigt, welcher für die niederfrequenten Regelspannungsänderungen durchlässig sein muß. Die so in niederfrequentem Takte entsprechend der Frequenzmodulation von ^₁ und e₂ schwankende Abstimmungsregelspannung M₂' wirkt in der Weise auf die abgestimmten Kreise in 61 und 62, daß deren Verstimmung gegenüber der momentanen Hochfrequenz und damit die Regelspannung U₂ selbst stets auf einem Minimum gehalten wird. Die Spannung e₂ kann gleichgerichtet werden und ist frei von Störungen, deren Frequenz außerhalb vom momentanen Durchlaßbereich des abgestimmten Verstärkers 61 liegt.

In diesem Fall der Geradeausverstärkung wird also die Abstimmung des Kontrollkreises 62 gleichzeitig und in gleicher Weise mit der Abstimmung des Empfängerverstärkers 61 i»o ständig nachgeregelt.

Anders liegen die Verhältnisse bei Über-

lagerungsempfang, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt. Die Eingangsspannung e₀ von veränderlicher Frequenz wird im Modulationskreis 70 von an sich bekannter Schaltung und Aufbau mit der Hilfsfrequenz e₄ des Oszillators 74 moduliert. Die Differenzfrequenz oder Summenfrequenz e_i wird im Zwischenfrequenzverstärker 71 auf den Wert e_s verstärkt.

Die Abstimmung des Frequenzkontrollkreises 72 ist unveränderlich und entspricht der ebenfalls unveränderlichen mittleren Durchlaßfrequenz der Bandfilter im Zwischenfrequenzverstärker 71. Die in 72 erzeugte Regelspannimg Zi₁ entspricht deshalb stets der momentanen Abweichung der Zwischenfrequenz von einem konstanten Sollwert. Nach der u. U. erforderlichen Beruhigung in 73 wirkt die Abstimmungsregelspannung M₂ auf die Abstimmung des Oszillators 74 in der Weise, daß die durch Überlagerung gewonnene Zwischenfrequenz e_t bzw. e« stets nur minimal vom vorgeschriebenen Sollwert abweicht. Diese Zwischenfrequenz kann nach Bedarf weiterverstärkt und gleichgerichtet werden Soweit erforderlich, können natürlich auch die u. U. vorhandenen Vorselektionskreise durch die gleiche Abstimmungsregelspannung U-I mitgeregelt werden. Ist dies nicht der Fall, so müssen diese Selektionskreise eine entsprechend große Bandbreite haben.

Es bestehen gewisse Bedingungen bezüglich der Dimensionierung der Verstärker und der Frequenzkontrollkreise, wenn die Selbsterregung von Pendelungsvorgängen in der Frequenzregelung vermieden werden soll und wenn ferner ein genügend rasches Arbeiten der Regelung auch bei sehr schnellen Frequenzschwankungen der einfallenden frequenzmodulierten Hochfrequenz gefordert wird.

Diese Forderung kann dadurch zum Ausdruck gebracht werden, daß der Phasenunterschied zwischen allen in Frage kommenden periodischen Frequenzänderungen und den durch die entsprechenden Abstimmungsregelspannungsänderungen erzeugten Abstimmungsänderungen stets kleiner als i8o° bleibt.

In besonders zweckmäßiger Weise läßt sich das Verhalten bei schnellen Frequenzänderungen und die Neigung zu Pendelungsvorgängen untersuchen, wenn man von einer einzigen plötzlichen Frequenzänderung ausgeht.

Dabei ist einerseits der sogenannte Regelfaktor R maßgebend, worunter der Quotient aus einer bestimmten Frequenzabweichung und der Abstimmungsänderung verstanden wird, welch letztere durch eine dieser Frequenzabweichung entsprechende Abstimmungsregelspannung erzeugt wird. Ferner ist die sogenannte Laufzeit ^₁ und die Übergangszeit U innerhalb des gesamten Regelkreises von Bedeutung, wobei unter t_t die Zeit zu verstehen ist, welche nach einer plötzlichen Frequenzänderung bis zum Einsetzen der Abstimmungsregelung verstreicht, während die Übergangszeit t₂ für die Dauer der Regeltätigkeit charakteristisch ist, welche einer bestimmten plötzlichen und dauernden Verstimmung in der Frequenzkontrollanordnung 62 bzw. jz in Fig. 6 bzw. 7 entspricht. Man ersetzt dabei zweckmäßig den zeitabhängigen Verlauf der Abstimmungsänderung durch eine Gerade, welche etwa mit der wirklichen Kurve im steilsten xAbschnitt zusammenfällt, und definiert t.₂ als die Dauer dieses linearen Anstieges bis zur Einstellung des konstanten Endwertes. Die Stabilitätsbedingung kann dann mit ziemlicher Näherung durch folgende Ungleichung ausgedrückt werden:

R>

h + k

(I)

Bei der Wahl dieser Bestimmungsgrößen sind folgende Gesichtspunkte maßgebend: Der Regelfaktor R ist charakteristisch für die Verkleinerung der Verstimmungen durch die Regeltätigkeit. Er wird im wesentlichen bestimmt durch die Empfindlichkeit der Frequenzkontrollschaltung 62 bzw. 72 in Fig. 6 bzw. 7, die Verstärkung und die Abstimmungsänderung, welche einer bestimmten Abstimmungsregelspannung entspricht. Eine ursprüngliche Verstimmung V wird durch die ^ys Regeltätigkeit auf den Wert

(2)

reduziert.

Die Laufzeit t_t ist namentlich durch die Laufzeit des Verstärkers für ein bestimmtes Hochfrequenzsignal bestimmt und hängt im wesentlichen von der Bandbreite der Selektionskreise (Bandfilter) ab. Diese Laufzeit ist >»5 bestimmend für die schnellsten Frequenzänderungen, bei welchen eine Abstimmungsregelung noch zu erwarten ist. Im Interesse einer wirksamen Abstimmungsregelung bei schnellen Frequenzschwankungen sollte auch n« die Übergangszeit t_a möglichst klein sein, welche hauptsächlich mit den Zeitkonstanten der Frequenzkontrollschaltung 62 bzw. yz und des Beruhigungskreises 63 bzw. 73 in Fig. 6 bzw. 7 zusammenhängt.

Da die Bandbreite der Selektionskreise in bzw. 71 in Fig. 6 bzw. 7 nach obigem zwecks genügend kleiner Laufzeiten u. U. beträchtlich größer als die durch die niederfrequente Modulation gegebene minimale Bandbreite sein muß, kann es sich empfehlen, besondere Verstärker mit geringerer Band-

breite für die zur normalen Demodulation bestimmte Hochfrequenz bzw. Zwischenfrequenz vorzusehen, damit der Mitempfang von Störfrequenz in optimaler Weise vermieden wird. Solche Verstärker mit der Ausgangsspannung e₃ sind in Fig. 6 und 7 gestrichelt gezeichnet und mit 65 bzw. 75 bezeichnet.

Bei den gebräuchlichen Schaltungen zur automatischen Scharfabstimmung von Radioempfängern wird die verstimmungsabhängige Abstimmungsregelspannung bekanntlich sehr stark beruhigt. Es sind Zeitkonstanten von der Größenordnung 1 Sek. üblich. Im vorliegenden Fall der raschen Abstimmungsregelung, welche auch den schnellen Frequenzänderungen bei frequenz- und phasenmodulierten Schwingungen zu folgen hat, müssen dagegen im allgemeinen Zeitkonstanten vorgesehen "werden, die einige tausendmal kleiner sind. Infolgedessen liegt auch die Übergangszeit i₂ im allgemeinen in der Größenordnung der kleinsten vorkommenden Niederfrequenz-Schwingungsdauer.

Es empfiehlt sich, bei der Beruhigung der Abstimmungsregelspannung folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen: Bei starken Frequenzschwankungen der empfangenen Hochfrequenz kann es vorkommen, daß der Regelvorgang durch kurzzeitiges Ausbleiben dieser Hochfrequenz oder durch eine kurzzeitige Störfrequenz unterbrochen bzw. gestört wird. In diesem Fall k'ann die Empfängerabstimmung auf irgendeinem bestimmten Wert liegenbleiben, und der Empfang ist im allgemeinen unterbrochen. Das dauert so • lange, bis wieder eine Welle von gleicher Momentanfrequenz empfangen wird, durch welche wieder Mitnahme erfolgt. Dabei kann es sich u. U. um einen anderen Sender höherer oder tieferer mittlerer Wellenlänge handeln. Diesem Überspringen auf andere Wellenlängen wird zweckmäßig so vorgebeugt, daß die Empfängerabstimmungen nach jeder Unterbrechung der Mitnahme automatisch auf die mittlere Frequenz der zu empfangenden Welle geführt wird, so daß innerhalb kurzer Zeit wieder Mitnahme erfolgt und die ganze Unterbrechung kaum bemerkt wird. Dies kann durch geeignete Schaltung des Regelspannungs-Übertragungskreises 63 in Fig. 6 bzw. 73 in Fig. 7 erreicht werden, wie dies in Fig. 8 und 9 gezeigt wird.

Die Eingangsklemmen 1 und 2 der Schaltung Fig. 8 sind mit dem Frequenzkontrollkreis 62 in Fig. 6 bzw. 72 in Fig. 7 verbunden, und von den Ausgangsklemmen 3 und 4 wird die Abstimmungsregelspannung den zu steuernden Abstimmkreisen zugeführt. Der Kondensator. C₁ überträgt die schnell veränderliehen Abstimmungsregel spannungen, welche einer Frequenz-Phasenmodulation der empfangenen Schwingungen entsprechen, ohne wesentliche Schwächung, da eine Ableitung dieser Frequenzen über den großen Widerstand/^ zu vernachlässigen ist. Der Kooidensator C₂, dessen Kapazität wesentlich größer ist als die Kapazität von C₁, wird dagegen über R₂ und den noch größeren Widerstand R₁ mit einer Spannung aufgeladen, welche der mittleren Abstimmungsregelspannung entspricht. Ist der Empfang bzw. die Regeltätigkeit wegen irgendeiner Störung unterbrochen, so" wird die momentane Ladung der kleinen Kapazität C₁ in kurzer Zeit über R₁ entladen, und zwischen den Klemmen 3 und 4 stellt sich die Spannung des Kondensators C₂ ein, d. h.-eine Regelspannung, welche der mittleren Frequenz der zu empfangenden Welle entspricht. In dieser Weise kann nach kürzester Zeit wieder Mitnahme durch die zu empfangende Hochfrequenz erfolgen. ■' Durch R₁ in Verbindung mit C₂ wird also in gewohnter Weise eine sehr stark beruhigte Regelspannung zur automatischen Scharfabstimmung übertragen, während über C₁ eine rasch veränderliche Regelspannung zur automatischen Mitlaufabstimmung übertragen wird, die erfindungsgemäß die raschen Abstimmungsänderungen bei Frequenz- oder phasenmodulierter Hochfrequenz bewirkt. go

Die Regelspannungen können naturgemäß auch getrennt übertragen werden, z.B. in einer Schaltung gemäß Fig. 9, wo die Regelspannungen zur langsamen Scharfabstimmung über den Kreis R₁ C₁ geführt ist, während die schnell veränderlichen Regel spannungen zur raschen Mitlaufabstimmung über den Kreis R₂ C₂ übertragen werden. ■

Die Schaltungen 8 und 9 sind nur als Bei-, spiel von geeigneten Regelspannungs-Übertragungsschaltungen zu betrachten, welche dem beschriebenen Zweck gerecht werden. Insbesondere können auch im Übertragungsweg der rasch veränderlichen Mitlaufregelspannung geeignete Durchlaßbegrenzungsmittel vorgesehen werden, damit zu hohe Frequenzen der Regel spannung, welche durch irgendwelche Störvorgänge verursacht sein mögen und für die Abstimmungsregelung nicht erwünscht sind, und insbesondere auch u.U. darin enthaltene Hochfrequenzkomponenten unterdrückt werden. Ferner kann auch die langsame und die schnelle Regelung bei Überlagerungsempfang beispielsweise derart getrennt werden, daß bei zweifacher Frequenztransformierung der eine Hilfsoszillator zur Scharfabstimmung mit den rasch veränderlichen Abstimmungsregelspannungen gesteuert wird.

Eine gewisse Schwierigkeit bei der Mitlaufabstimmung erwächst aus der Tatsache, daß die empfangene Hochfrequenz im all-

gemeinen amplitudenmoduliert ist. Demgemäß schwankt die Abstimmungsregelspannung unter Annahme einer bestimmten konstanten Verstimmung im Takte der Niederfrequenz. Bei sehr kleiner Momentanamplitude der empfangenen Hochfrequenz wird die Abstimmungsregelung vorübergehend sehr unwirksam sein. Diese Erscheinung äußert sich in unerwünschten niederfrequenten ίο Schwankungen der Verstimmung, was einer zusätzlichen Frequenzmodulation der empfangenen Welle bei unveränderlicher Abstimmung gleichkommt. Abhilfe kann dadurch geschaffen werden, daß ■ die Hochfrequenz bzw. Zwischenfrequenz vor der Zuführung zum Abstimmungskontrollkreis (62 in Fig. 6 bzw. 72 in Fig. 7) durch eine rasch wirkende Amplitudenregelung auf konstante Amplitude geregelt wird. Eine derartige rasche Amplitudenregelung, durch welche die niederfrequenten Amplitudenschwankungen der verstärkten Hochfrequenz auszugleichen sind, ist beispielsweise in Fig. 10, die im übrigen der Fig. 7 entspricht, durch 78 dargestellt. Die amplitudenproportionale Regelspannung V₁ wird dem Abstimmungskontrollkreis 72 oder einem besonderen Gleichrichterkreis entnommen. Im Filter 76 erfolgt Aussiebung aller hohen Störfrequenzen. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 78 wird in Abhängigkeit von der Regelspannung V₂ geregelt. Schaltung und Aufbau einer derartigen Amplitudenregelvorrichtung können von den bekannten Schwundausgleichvorrichtungen übernommen werden und bieten nach dem heutigen Stande der Technik nichts Neues, abgesehen von der ungewöhnlich kleinen Zeitkonstanten, die entsprechend den höchsten vorkommenden Niederfrequenzen um einige Zehnerprozent kleiner zu wählen ist, als dies bei den normalen Schwundausgleichschaltungen üblich ist.

Eine derartige Amplitudenausgleichschaltung kann mit einer Vorrichtung für normalen Schwundausgleich kombiniert werden, wie dies in der Fig. 11 in Anlehnung an Fig. 7 und 10 gezeigt ist. Die Kondensatorleitung 76 ist durchlässig für die höheren Frequenzen V₂ der Amplitudenregelspannung V₁, welche die Verstärkung von 78 ständig derart steuern, daß die niederfrequente Amplitudenmodulation an dessen Ausgang auf ein Minimum verschwindet.

Der Mittelwert V₃ der Regelspannung V₁ wird dagegen über eine Beruhigungsleitüng yy, deren Schaltung und Zeitkonstante den normalen Schwundausgleichschaltungen entsprechen möge, beispielsweise dem Verstärker in bekannter Weise zugeführt, so daß dessen Verstärkung im Sinne der bekannten Schwundausgleichregelung automatisch reguliert wird. In diesem Falle kann also- die Zwischenfrequenz e_t nach entsprechender Verstärkung in 75 zur Gewinnung der Niederfrequenz durch Demodulation benutzt werden, da die niederfrequente Amplitudenmodulation erst in 78 ausgeglichen wird. Die Begrenzung der Amplitude von e₂ auf einen konstanten Wert kann auch durch Übertragung mit geknickter Charakteristik erfolgen.

Die Prinzipschaltungen 6, 7, 10 und 11 geben nur Beispiele der grundsätzlichen Anwendung des Erfindungsgedankens, wobei naturgemäß alle für die Erklärung unnötigen Hilfseinrichtungen absichtlich weggelassen werden, da deren Miteinbezug in die Schaltungen nach dem heutigen Stande der technischen Kenntnisse ohne besondere Schwierigkeiten möglich ist. Es sind zahlreiche Erweiterungen und Modifikationen dieser Prinzipschaltungen möglich, bei denen stets die Mitlaufabstimmung als kennzeichnendes Merkmal mit übernommen wird.

Das neue Schnellabstimmverfahren kann insbesondere auch bei Schaltungen für Ultrakurzwellenempfang mit mehrfacher Überlagerung eingeführt werden, wobei die Abstimmungsregelung in geeigneter Weise auf eine oder mehrere der Hilfsoszillatoren übertragen wird. Eine mehrfache Regelung empfiehlt sich besonders in der mit Prinzipschema Fig. 12 grundsätzlich gezeigten Weise. Die einfallende Hochfrequenz e₀ wird in der Modulationsschaltung 120 mit der Hilfsfrequenz e_t ■. des Oszillators 124 moduliert. Die so gebildete erste Zwischenfreqüenz e_t wird in einem Verstärker 121 von sehr großer Bandbreite, z. B. aperiodischer Verstärker, auf den für erste Frequenzkontrollschaltung 122 erforderlichen Pegel verstärkt (W) · Die in 122 erzeugte verstimmungsabhängige erste Abstimmungsregelspannung U₁ gelangt zu den vorspannungsabhängigen Selektionsmitteln des Oszillators 124, nachdem in 123 die hohen Störfrequenzen, soweit erforderlich, ausgesiebt wurden. Eine sehr große Bandbreite des Verstärkers 121 ist erforderlich infolge der sehr großen und raschen Frequenzschwankungen der empfangenen Hochfrequenz und der aus diesem Grunde geforderten sehr geringen Einschwingzeit dieses Verstärkers. tio

Da die erste Zwischenfrequenz infolge dieser ersten Regelung schon beträchtlich kleineren Frequenzschwankungen unterworfen ist, kann der erste Zwischenfrequenzverstärker mit einer entsprechend kleineren Bandbreite vorgesehen werden, welche immerhin den durch die niederfrequente Amplitudenmodulation gegebenen Durchlaßbereich noch weit überschreitet. Weit außerhalb der empfangenen Momentanfrequenz liegende Störfrequenzen ergeben Zwischenfrequenzen, die wohl über 121 übertragen werden und ent-

sprechende Fehler in der Mitlaufabstimmung des ersten Zwischenfrequenzos'zillators ergeben. Diese Abstimmfehler werden jedoch durch eine ähnliche Mitlaufabstimmung des zweiten Zwischenfrequenzoszillators 134 ausgeglichen. Derartige Störfrequenzen sind ohne Bedeutung und werden infolge des eng bemessenen Durchlaßbereiches von 129 schon weitgehend ausgeschieden. Die verbleibenden und insbesondere die genannten durch Störungen neu verursachten Frequenzschwankungen der ersten Zwischenfrequenz werden nach nochmaliger Überlagerung von e₅ in 130 mit der regulierten Hilfsfrequenz e_g des Oszillators 134 nochmals weitgehend ausgeglichen. Im Verstärker 131, dessen Bandbreite zwecks kleiner Einschwingzeit wieder verhältnismäßig groß zu bemessen ist, erfolgt wieder Verstärkung auf den für den Frequenzkontrollkreis 132 erforderlichen Pegel. Die zweite Regelspannung u_s steuert nach der u. U. erforderlichen Filterung in 133 die Frequenz ■des Oszillators 134, so daß Frequenzschwankungen der zweiten Zwischenfrequenz auf ein Minimum reduziert werden. Demgemäß kann auch der Verstärker 139 mit relativ sehr enger Bandbreite dimensioniert werden, wodurch auch die verbleibenden Störfrequenzen in optimaler Weise zur Ausscheidung kommen.

Nach der Verstärkung in 139 kann erforderlichenfalls nochmalige Überlagerung mit oder ohne Abstimmungsregelung oder direkte Demodulation in bekannter Weise erfolgen.
Auf die Möglichkeit der getrennten Scharfabstimmung und Mitlaufabstimmung durch Verschiedene Hilfsoszillatoren wurde bereits hingewiesen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Empfang amplitudenmodulierter Schwingungen, die eine zusätzliche, unerwünschte Frequenzmodulation im Takt einer im hörbaren Bereich liegenden Niederfrequenz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der momentanen Verstimmung des Empfängers gegenüber der Momentanfrequenz der empfangenen Schwingung stets entsprechende Abstimmungsregelspannung erzeugt wird, welche die Abstimmung wenigstens eines Teiles des Empfängers mit einer der Periodendauer der höchsten Frequenzmodulationsfrequenz entsprechenden Zeitkonstante derart beeinflußt, daß die Verstimmung dieses Teiles stets klein bleibt.

   2. Radioempfänger ohne Frequenztransformierung (Geradeausempfänger) mit Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmungsregelspannung stets der momentanen Verstimmung eines Frequenzkontrollkreises gegenüber der empfangenen Hochfrequenz entspricht, und daß die Abstimmung dieses Kontrollkreises wie auch der übrigen abgestimmten Kreise des . Empfängers in Abhängigkeit von dieser Regelspannung stets so beeinflußt wird, daß die Verstimmung des Empfängers gegenüber der rasch veränderlichen Hochfrequenz stets ein Minimum bleibt.

   3. Überlagerungsempfänger mit Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmungsregelspannung stets der Verstimmung eines Frequenzkontrollkreises im Zwischenfrequenzteil gegenüber der momentanen Zwischenfrequenz entspricht, und daß die Abstimmung des Überlagers durch, diese Regelspannung stets derart beeinflußt wird, daß die Abweichung der Zwischenfrequenz von einem durch die feste Abstimmung des Zwischenfrequenzverstärkers und des Frequenzkontrollkreises gegebenen Sollwert stets ein Minimum bleibt.

   4. Überlagerungsempfänger mit mehr als einmaliger Frequenztransformierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem Zwischenfrequenzteil eine Abstimmungsregelspannung erzeugt wird, die der momentanen Abweichung der Zwischenfrequenz dieses Teiles von dem durch die feste Abstimmung dieses Teiles gegebenen Sollwert entspricht, und daß die Regelspannung mindestens einen Hilfsoszillator derart beeinflußt, daß die Frequenzschwankungen der letzten Zwischenfrequenz ein Minimum bleiben.

   5. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hilfsoszillatoren unabhängig voneinander durch Abstimmungsregelspannungen beeinflußt werden, welche der Abweichung· der jeweils durch Überlagerung gebildeten neuen Zwischenfrequenz gegenüber der durch die feste Abstimmung des dazugehörenden Zwischenfrequenzverstärkers gegebenen Sollfrequenz entsprechen.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein abgestimmter Kreis durch eine Abstimmungsregelspannung beeinflußt wird, die über ein derart bemessenes Hochpaßfilter geführt wurde, daß die Abstimmung dieses Kreises bei Ausbleiben der rasch veränderlichen Regelspannungskomponenten auf einen bestimmten Mittelwert gebracht wird.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein

   abgestimmter Kreis des Empfängers durch eine über ein. Tiefpaßfilter beruhigte Abstimmungsregelspanming beeinflußt wird, welches so bemessen.ist, daß die mittlere Verstimmung dieses Kreises auf einem Minimum gehalten wird und die Empfängerabstimmung bei kurzzeitigen Empfangsstörungen auf die mittlere Frequenz der zu empfangenden Schwingung geführt wird.

   8. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der auf die Frequenzkontrollkreise geführten Schwingungen durch eine besondere Amplitudenbegrenzungsschaltung, durch die insbesondere die einer niederfrequenten Amplitudenmodulation entsprechenden Amplitudenschwankungen dieser Schwingungen ausgeglichen werden, auf einem konstanten Wert gehalten wird. g. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der auf den Frequenzkontrollkreis geführten Schwingungen durch eine besondere Verstärkungsregelschaltung auf einen konstanten Wert reguliert wird, indem die Verstärkung einer Regelröhre durch eine amplitudenabhängige Regelspannung beeinflußt wird, und daß die Zeitkonstante dieser Regelschaltung entsprechend den schnellsten Amplitudenänderungen der niederfrequenten Amplitudenmodulation ausreichend klein gewählt wird.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen über besondere Abstimmkreise und Verstärker, deren Frequenzdurchlaßbereich größer ist als die Bandbreite der Abstimmkreise und Verstärker für die Übertragung der gleichen Schwingungen zu den Demodulationskreisen, den Frequenzkontrollkreisen zugeführt werden.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite der Abstimmkreise größer ist als der Frequenzunterschied der äußersten durch die niederfrequente Modulation gegebenen Seitenbänder, aber kleiner als der durch die gleichzeitige Frequenzmodulation der empfangenen Welle verursachte Frequenzumfang.

   12. Überlagerungsempfänger nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßbandbreite der Zwischenfrequenzkreise nach jeder Frequenztransformierung durch Überlagerung mit einer geregelten Hilfsfrequenz kleiner ist als die Bandbreite der dieser Überlagerungsstufe vorausgehenden Abstimmkreise.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen