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Radiosender.
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Messer 63. Dieser Widerstand 62 liefert die wirksame Gittervorspannung für den Oszillator, und der Messer 63 zeigt den durch den Widerstand fliessenden Strom an, dem die Vorspannung entnommen wird.
Das Steuergitter ist auch über eine veränderbare Induktanz 22 und einen Kondensator 23 geerdet. Ein positives Potential kann der Anode 52 über einen Widerstand 66 von irgendeiner konstanten Gleichstromquelle zugeführtwerden. Die durch diese Anordnung erzeugten Schwingungen, konstanter Frequenz werden über einen Blockkondensator 67 und einen Zusatzapparat 50 dem Nutzkreis 34 zugeführt.
Die in der Röhre 51 erzeugten Schwingungen werden in folgender Weise in Phase moduliert mit Signalfrequenz : Eine Modulierpotentialquelle 24, wie z. B. eine Wechselstromquelle konstanter und hörbarer Frequenz oder eine durch Stimmen oder Musik beeinflusste Modulierquelle, drückt Potentiale mit Signalfrequenz mittels eines Koppelkondensators 69 und Erde den Klemmen eines Reaktors oder einer Drossel 70 auf, von der sie auf die Kathode 60 der Röhre 51 übertragen werden. Um zu verhüten, dass in der Röhre 51 erzeugte Hochfrequenzschwingungen auf die Schwingungen in der Drossel 70 und allenfalls auch die Quelle 24 einwirken, ist die Kathode über einen Nebenwegkondensator C, für Hochfrequenz geerdet.
Die der Kathode 60 aufgedrückten Modulierpotentiale verändern das Potential derselben mit Bezug auf das Gitter 57'und verändern dadurch die Impedanz zwischen Gitter und Kathode der Röhre und infolgedessen den Gitterkathodenstrom. Da die Kristallspannung auf die Gitterkathodenkapazität einwirkt und die Widerstandskomponente, hervorgerufen durch den Gitterkathodengleichstrom, ergibt diese Veränderung von Potential und von Strom eine Phasenverschiebung, die proportional ist der Änderung der Widerstandskomponente in dem Gitterkathodenkreis. Dies bewirkt wieder Phasenmodulation des Stromes in dem Anodenkreis des Oszillators 51, so dass dem Signal entsprechend phasenmodulierte Hochfrequenzschwingungen an der Anode 52 auftreten und von dieser dem Koppelkondensator 67 aufgedrückt werden.
Die so erzeugten und modulierten Schwingungen können durch einen Amplitudenbegrenzer und bzw. oder einen Frequenzmultiplikator und bzw. oder einen Verstärker, die alle in der Apparateinheit 50 enthalten sein können, hindurchgeführt werden. Die in dieser Weise be- handelten Schwingungen können in beliebiger Art verwertet werden. Sie können z. B. einer Übertragungs- leitung aufgedrückt werden oder auf ein Antennensystem, wie in der Zeichnung dargestellt, übertragen werden. Ferner können die phasenmodulierten Schwingungen in irgendeiner bekannten Art vor der Übertragung weiter moduliert werden.
Diese Modulation kann in irgendeiner Stufe der Vorrichtung und in irgendeinem Kreis der gewählten Stufe erfolgen. Zweckmässig findet diese Modulation in einer Stufe statt, die auf die Phasenmodulatorstufe folgt.
In Fig. 1 a stellt G den Quarzkristalleingang zur Röhre 51 dar. Der Kristall kann als ein Generator mit konstanter Spannung betrachtet werden. Wenn die Kristallansprechkurve (Resonanzkurve) etwa 50 Perioden breit ist, dann wird keine darüber liegende Audio-oder Hochfrequenz die Ausgangsspannung beeinflussen und auf die Schwingungsfrequenz des Kristalls zurückwirken. Diese Kristallausgangsspannung wird einer aus Reihen-und Nebenschlusselementen gebildeten Impedanz aufgedrückt.
Die Reihenelemente seien durch Z und die Nebenschlusselemente durch Rund 0 angedeutet. Durch Änderung der Gitterspannung (Erhöhen und Erniedrigen der Kathodenspannung) wird das Widerstandselement der Nebenschlussimpedanz verändert. Der Gitterstrom ändert sich und dies ändert die Phase der Gitterspannung gemäss der Eingangstonspannung ET.
Aus dem Vektordiagramm 1 b ist ersichtlich, dass bei einer Änderung der Eingangsimpedanz der Röhre durch Änderung des R die Phase der Gitterspannung geändert wird. Man kann praktisch lineare Phasenverschiebung für Eingangstonspannungen über einen genug grossen Bereiche erhalten, so dass
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die einer 100% igen Amplitudenmodulation gleichkommt.
Es können auch andere Arten von Oszillatoren zur Erzeugung der in der Phase zu modulierenden Schwingungen verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann z. B. ein Oszillator der Art verwendet werden, bei der keine äussere Kopplung der Röhre zwischen den Eingangsund den Ausgangselektroden oder zwischen dem Eingangs-und dem Ausgangskreis vorhanden ist. Eine solche Anordnung ist in Fig. 1 c veranschaulicht ; bei ihr ist die Erzeugung von Schwingungen durch die innere Kapazität zwischen Anode und Gitter der Röhre 51 gesichert und zum Teil durch die Natur des Induktanz und Kapazität in Parallelschaltung enthaltenden Anodenkreises 72. Die Frequenz der erzeugten Schwingungen ist teils durch das piezoelektrische Kristall 55 und teils durch den abgestimmten Kreis 72 bestimmt.
Im Betrieb wird der Kreis 72 auf eine etwas über der natürlichen Frequenz des Kristalls 55 liegende Frequenz abgestimmt. Bei dieser Abstimmung ist die äussere Impedanz des Anodenkreises hoch. Der Widerstand 62 liefert das geeignete Vorspannpotential für das Steuergitter 57'infolge Gittergleichrichtung des in dem Eingangskreis fliessenden Wechselstromes. Wenn nun ein positives Potential über den abgestimmten Kreis 72 an die Anode 52 gelegt wird, so entstehen in der Röhre 51 und in den mit ihr verbundenen Kreisen dauernd erhaltene Schwingungen mit konstanter Amplitude und Frequenz. Die Schwingungen können durch Modulierpotentiale von einer Quelle 24 in derselben Art phasenmoduliert werden wie die in der Röhre 51 erzeugten Schwingungen in der Fig. 1.
Gemäss der Erfindung können, wenn eine kleine Röhre 51 verwendet wird, Mittel vorgesehen werden, um eine Zerstörung der Röhre zu verhüten, wenn aus irgendeinem Grund die Schwingungen
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aussetzen, so dass kein gleichgerichteter Strom in dem Gitterkathodenkreis fliesst und das Steuergitter 57' eine höhere positive Spannung annehmen kann, so dass ein hoher Anodenstrom fliessen kann. Diese Schutzmittel können die Form eines Widerstandes Ri haben, der in die Rückleitung des Anodenkreises in Reihe mit der Modulierfrequenzinduktanz 70, wie Fig. 1 li zeigt, geschaltet werden kann.
Dieser Widerstand hat eine genügende Grösse, um einem Anschwellen des Stromes im Anodenkreis entgegenzuwirken, wenn der Oszillator zu schwingen aufhört, und dadurch eine Beschädigung der Röhre unter solchen Umständen zu verhüten. Der Widerstand Rl ist jedoch nicht gross genug, um einen merklichen Einfluss auf den Oszillator und seinen Kreis zu haben, wenn der Kristall 55 schwingt. Wenn die Röhre schwingt, so nimmt sie nur einen kleinen Anodenstrom an.
Wenn äussere Kopplung der Induktanztype erwünscht ist, kann die in Fig. l f dargestellte Anordnung benutzt werden. Bei dieser werden dauernd erhaltene Schwingungen erzeugt, indem der Anodenkreis induktiv mit dem Gitterkreis gekoppelt wird. Der aus Fig. 6 e ersichtliche Schutzschild zwischen der Gitter-und der Anodenkreisinduktion trägt zur Vermeidung kapazitiver Kopplung zwischen diesen Induktionen und deren Kreisen bei. Die Phasenmodulation der erzeugten Schwingungen wird bei dieser Anordnung in derselben Art wie bei den früher beschriebenen bewirkt. Die Modulierpotentialquelle 24 kann mittels eines Transformators 74, wie die Figur zeigt, mit dem Kathodenkreis gekoppelt werden.
Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Quelle 24 Telephonsignale übermittelt. Der Transformator gibt in gewissen Fällen bessere Eingangscharakteristiken für die verschiedenen Frequenzen des Telephoniefrequenzbandes, als mit den Kondensatordrosselanordnungen der früheren Figuren erhalten werden können. In manchen Fällen sind ausser dem Nebenwegkondensator C'i noch andere Mittel, z. B. in der Form einer Drosselinduktanz RFC, in den Kreis geschaltet, um die Hochfrequenzschwingungen von der Modulierquelle abzuhalten.
Wie in der Phase oder in der Frequenz modulierte Schwingungen empfangen werden, ist in der österreichischen Patentschrift Nr. 138521 ausführlich beschrieben. Wenn phasenmodulierte Signale in einem für den Empfang von frequenzmodulierten Signalen eingerichteten Empfänger empfangen werden, so bewirkt der eigenartige Unterschied zwischen den in der Frequenz und den in der Phase modulierten Signalen, dass der Signalausgang des Empfängers für frequenzmodulierte Signale sich in der Amplitude so ändert, wie sich die Frequenz des Signals in dem Eingang des Empfängers ändert.
Die Folge davon ist, dass der Hörfrequenzausgang dieses Empfängers verzerrt wird und einen Ausfall an niedrigen Frequenzen hat. Der Ausgang des Empfängers wird, statt für alle Frequenzen gleich zu sein, wie die gestrichelte Linie der Fig. 2 b andeutet, proportional der dem Eingang des Empfängers aufgedrückten Signalfrequenz sein, wie die volle Linie der Fig. 2 a zeigt. Um diese Verzerrung auszugleichen, kann ein Filter-oder Korrekturkreis angewendet werden, in dessen Ausgang die Amplitude der Signalfrequenz verkehrtproportional der Frequenz der dem Eingang des Kreises aufgedrückten Signale ist, wie die voll gezeichnete Kurve in Fig. 2 b zeigt. Dadurch werden die Signale derart korrigiert, dass phasenmodulierte Signale in einem Empfänger für frequenzmodulierte Signale empfangen werden können.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass durch die Anwendung entsprechender Korrekturen an den zur Modulierung eines Frequenzmodulators verwendeten Hörfrequenzsignalen eine modulierte Welle erhalten werden kann, die in einem Phasenmodulationsempfänger empfangen werden kann. Eine entsprechend Anordnung ist in Fig. 2 schematisch veranschaulicht, in der die Quelle 24 der Signalfrequenzen mittels eines Korrekturkreises KK mit einem Frequenzmodulator FM verbunden ist. Der Frequenzmodulator kann unmittelbar oder über einen Amplitudenbegrenzer 40, Frequenzmultiplikator 32, Kraft- verstärker usw. mit einem Last-oder Nutzkreis verbunden werden.
Der zwischen Frequenzmodulator und Signalquelle geschaltete Korrekturkreis soll eine Charakteristik haben, wie sie Fig. 2 a zeigt ; das bedeutet, dass die Amplitude der Signale in dem Ausgang dieses Filters proportional der Frequenz der dem Eingang des Filters aufgedrückten Signale sein soll. Dieser Filter-oder Korrekturkreis kann von beliebiger Form sein und beliebige bekannte elektrische Elemente enthalten. die die ihnen aufgedrückten Signale in der gewünschten Weise verzerren : er kann z. B., wie Fig. 2 c zeigt, eingerichtet sein.
In dem in Fig. 2 c beispielsweise dargestellten Korrekturkreis werden die Hörfrequenzen der Primärwicklung des Transformators 80 zugeführt und von dem an seine Sekundäre gelegten Potentiometer P über einen Widerstand 81 der Steuerelektrode einer Röhre 82 aufgedrückt, die über eine Induktanz 84 und eine Stromquelle 86 mit der Kathode der Röhre verbunden ist. Der Widerstand 81 ist im Vergleich zur Impedanz oder Reaktanz der Induktanz 84 sehr gross. Dies bewirkt, dass der Strom durch die Elemente 81 und 84 im wesentlichen von dem Widerstand 81 abhängt, so dass ein konstanter Strom unabhängig von Frequenz durch diese zwei Elemente fliesst.
Der Spannungsabfall längs der Induktanz 84 ist durch den Ausdruck 27/LI, in dem L die Induktion, 1 den Strom und f die Frequenz bedeutet, gegeben ; er ist daher proportional der Frequenz, da L und I konstant sind. Bei dieser Anordnung soll der Widerstand des Potentiometers klein im Vergleich zum Widerstand 81 sein. Die korrigierten Signale können mittels eines Transformators 87 dem Frequenzmodulator zugeführt werden.
Die umgekehrte Verzerrung findet statt, wenn frequenzmodulierte Wellen in einem Phasenmodulationsempfänger empfangen werden. Die Signale werden in der durch die volle Linie der Fig. 2 b
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angedeuteten Weise verzerrt und können korrigiert werden, indem man sie durch einen Kreis mit einer solchen Charakteristik schickt, dass die Signale in der durch Fig. 2 a veranschaulichten Weise verzerrt werden. Daraus ergibt sich, dass Modulationen in einem Phasenmodulator erzeugt werden können, die ohne Verzerrung in einem Frequenzmodulationsempfänger empfangen werden können, durch Anwendung einer Anordnung, wie sie in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist.
Bei dieser Anordnung werden die Signalsehwingungen über einen Korrekturkreis KK, einem Phasenmodulator PhM zugeführt, der unmittelbar oder über einen Amplitudenbegrenzer usw. mit dem Nutzkreis verbunden ist. Der Korrekturkreis soll so eingerichtet und angeordnet sein, dass er die durch ihn gehenden Signale in der in Fig. 2 b angedeuteten Weise verzerrt ; d. h. dass die Amplitude in dem Ausgang des Korrekturkreises sich im umgekehrten Verhältnis zur Frequenz der dem Eingang des Kreises aufgedrückten Signale ändert.
Ein solcher Korrekturkreis ist beispielsweise in Fig. 3 a dargestellt. Die zu korrigierenden Signale werden der Eingangswieklung eines Transformators 80 aufgedrückt, dessen Sekundärwicklung mittels eines Potentiometers und eines Widerstandes 81 mit der Eingangselektrode einer Thermionenröhre 82 verbunden ist. Die Steuerelektrode der Röhre 82 ist über eine Kapazität 88 und eine Strom-bzw.
Spannungsquelle 86 mit der Kathode der Röhre verbunden. Der Widerstand 81 hat im Vergleich zur Impedanz der Kapazität 88 eine hohe Impedanz für den Signalstrom. Der durch die Kreiselemente 81, 88 gehende Strom ist hauptsächlich durch den Widerstand 81 bestimmt. Dies hat zur Folge, dass der Strom durch 81, 88 konstant ist, unabhängig von der Frequenz, so dass die Spannung an der Kapazität 88 verkehrt proportional der Frequenz des aufgedrückten Signals ist, da die Impedanz des Kondensators 88 sieh im umgekehrten Verhältnis zur Frequenz des an seine Klemmen gelegten Signals ändert. Die an den Ausgangselektroden der Röhre 82 auftretenden verzerrten Potentiale können mittels eines Transformators dem Phasenmodulator zugeführt und in der üblichen Weise weiter übertragen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Erzeugung von Trägersel1wingungen und Phasenmodulation derselben entsprechend der zu übertragenden Signalfrequenz, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangskreis einer Thermionenröhre einen piezoelektrischen Kristall und eine zwischen das Steuergitter der Röhre und Erde geschaltete Impedanz enthält und die Modulierpotentiale der Kathode der Röhre durch einen parallel zu einer zwischen Kathode und Erde geschalteten Impedanz liegenden Kreis zugeführt werden.