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Schaltungsanordnung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Überwachung und Regelung von Arbeitsvorgängen in Abhängigkeit von der Amplitudengrösse einer Niederfrequenzspannung, die einer hochfrequenten Trägerspannung überlagert ist. Die Schaltung eignet sich in besonderem Masse zur Kontrolle, beispielsweise zur Bestimmung und auch zur Konstanthaltung des Modulationsgrades hoehfrequenter Trägersehwingungen.
Der Modulationsgrad kann z. B. derart bestimmt werden, dass die Modulationsspannung und die Trägerspannung gemessen werden und der Modulationsgrad daraus durch Rechnung ermittelt wird.
Es ist auch möglich, direkt, unter Vermittlung einer Kathodenstrahlröhre den Modulationsgrad zu ermitteln, allerdings auch nur nach Durchführung rechnerischer Operationen.
Es sind Messeinrichtungen bekannt, die den Modulationsgrad direkt abzulesen gestatten, indem z. B. die modulierte Hochfrequenzsehwingung über einen Gleichrichter dem einen System eines Messinstrumentes zugeführt wird, welches imstande ist, ein Stromverhältnis anzuzeigen ; die Modulationsfrequenz wird über einen zweiten Gleichrichter dem andern System des Messinstrumentes, das z. B. durch ein Drehspulinstrument gebildet werden kann, zugeführt. Bei derartigen Anordnungen sind die beiden Gleichrichter nicht entkoppelt, was leicht zu Fehlmessungen führen kann, weil die Messeinrichtung frequenz-und amplitudenabhängig ist, wie weiter unten noch gezeigt wird.
Bei andern bekannten Messeinrichtungen sind die beiden Gleichrichterteile galvanisch oder kapazitiv gekoppelt. Auch hier ist die verlangte Frequenz-und Amplitudenunabhängigkeit über den verlangten Bereich nicht zu erzielen. Dies deshalb, weil die Anordnung der Blockkondensatoren, im Falle der kapazitiven Kopplung, welche in Verbindung mit den Gleichrichtern die Gleichrichtung der Hochfrequenz-und der Modulationswechselspannung bewirken, eine Rückwirkung der Kondensatoren untereinander zulässt ; eine solche Rückwirkung ergibt sich auch im Falle der galvanischen Kopplung.
Dadurch wird das Messergebnis neuerlich gefälscht.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung arbeitet zwar ebenfalls mit gleichstromdurchflossenen Kontrollorganen, wobei die Ströme, die diese Organe durchfliessen, in an sich bekannter Weise durch gesonderte Gleichrichtung der Hochfrequenzwechselspannung in einem Gleichrichtersystem I und der Modulationswechselspannung in einem Gleichrichtersystem II erhalten werden.
Gemäss der Erfindung arbeiten aber die beiden Gleichrichtersysteme ohne Rückwirkung aufeinander, wodurch auch eine Fälschung des Messergebnisses hintangehalten wird. Eine solche rückwirkungsfreie Funktion lässt sich z. B. durch die Verwendung von Röhrengleichrichtern (als Dioden geschaltete Trioden, Dioden selbst usw. ) erzielen.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer erfindungsgemässen Schaltanordnung, in Anwendung auf eine Modulationsmesseinrichtung, veranschaulicht.
Im Kreis 1 wird eine modulierte, zu messende bzw. zu regelnde Hochfrequenzschwingung induziert.
Diese Schwingung w wird sodann durch den Gleichrichter 2 (System I, gebildet aus einer als Diode geschalteten Triode, zweier Dioden od. dgl.) gleichgerichtet. Mit 4 ist ein Sammelkondensator bezeichnet, der sich über den Arbeitswiderstand 5 und das Messinstrument 7 entlädt. Hat der durchfliessende Strom, der den Widerstand R passiert, die Grösse i, so entsteht an diesem Arbeitswiderstand eine Spannung i. R, die dem momentanen Scheitelwert der Hochfrequenzspannung proportional ist. Es kann dies auch so ausgedrückt werden, dass am Widerstand Reine Gleichspannung entsteht, die proportional ist dem Scheitelwert der Ruheträgerspannung und eine Wechselspannung, die proportional ist dem Scheitelwert
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der Modulationsspannung.
Ein Teil der Modulationsspannung wird über den Kondensator 9 und die HoeMrequenzdrossel jM der Verstärkerröhre 11 zugeführt. 12, 13 sind der Gitterableit-bzw. Kathodenwiderstand, 14, 15 die zugehörigen Überbrückungskondensatoren. Die Verstärkerröhre arbeitet in transformatorischer Kopplung auf ein zweites Gleichrichtersystem (System 1I), das wieder durch eine als Diode geschaltete Triode od. dgl. gebildet werden kann. Dementsprechend ist 17 das Kopplungglied, 18 ein Ableitwiderstand, 20 ein Sammelkondensator, über dem eine Spannung entsteht, die proportional ist dem Scheitelwert der Modulationsspannung.
Der Entladestrom i'des Kondensators 20 wird ebenso wie der Strom i dem Messinstrument 7 zugeleitet, das durch einen veränderbaren Widerstand 22 überbrückt ist. Werden nun die Widerstände 5 und 18 gleich gross gewählt und die Verstärkung der Röhre 11 so eingestellt, dass bei 100% Modulation die Ströme i und i'gleich sind, so ist i-i'=0 und das Gleichstrominstrument muss bei einer Skala mit 100 Teilstrichen den Modulationsgrad direkt in Prozenten anzeigen. Es gilt :
EMI2.1
in Graden.
EMI2.2
Es kann also durch entsprechende Bezifferung der Skala der Modulationsgrad direkt in Prozenten abgelesen werden. Die Linearität der Skala wird allerdings durch die nicht ganz lineare Gleichrichtung kleiner Spannungen um ein geringes geändert, indem bei geringer Modulation die Skala etwas zusammen-, bei grossen Modulationen aber etwas auseinandergerückt werden muss, was aber kein Nachteil ist, da dadurch bei stärkeren Modulationen die Ablesegenauigkeit vergrössert werden kann, und schwache Modulationen praktisch ohnehin minder wichtig sind.
Die beschriebene Anordnung hat auch noch den Vorteil, dass an Stelle des Gleichstrominstrumentes auch ein empfindliches Galvanometer verwendet werden kann, weil sich bei genau gleichen Röhren 2 und 16 der störende Anodenruhestrom vollständig kompensiert.
Es ist aber nicht unbedingt nötig, dass die Ströme i und i'das Kontro1linstrument gegensinnig durchfliessen ; es kann auch gleichsinnig durchflossen werden, in welchem Falle das Instrument die Ströme i+i'anzeigt, d. h. die Summe der beiden von den einzelnen Gleichrichtern stammenden Strom- komponenten. Wird nun etwa ein Instrument mit unterdrückte Nullpunkt verwendet, so kann die Unterdrückung so gewählt werden, dass nur i'angezeigt wird, was wieder eine direkte Anzeige des Modulationsgrades ergibt.
Bei Inbetriebnahme der Messeinrichtung wird der Schalter 23 geschlossen und der Ausschlag des Messinstrumentes mittels des Shunts 23 auf den Maximalwert eingestellt ; sodann wird der Schalter 2. 3 geöffnet und die Modulation in Prozenten abgelesen.
Das Frequenzband der Modulation reicht von ungefähr 30 bis 10.000 Hertz. Das Kontrollgerät muss imstande sein, innerhalb dieses Bereiches jeden möglichen Modulationsgrad richtig anzuzeigen.
Damit diese Forderung erfüllt werden kann, müssen die folgenden Bedingungen eingehalten werden :
EMI2.3
schwingung nicht merklich über den Arbeitswiderstand 5 entlädt, anderseits muss er aber so klein sein, dass er sich während der Dauer einer praktisch möglichen, höchsten Modulationsfrequenzschwingung noch praktisch vollständig entladen kann. Mathematisch gilt also folgendes : T...... Schwingungsdauer einer Trägerfrequenz.
IIT = F Trägerfrequenz.
T....... kleinste Schwingungsdauer einer Modulationsschwingung.
1j'C = f. max höchste Modulationsfrequenz.
R....... Entladewiderstand.
EMI2.4
EMI2.5
EMI2.6
EMI2.7
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Es ist ersichtlich, dass man von dem ersten Gleichrichter nicht auch die Modulationsspannung in direkter Kopplung (z. B. über einen für Niederfrequenz durchlässigen Kondensator und einen Niederfrequenztransformator) einem zweiten Gleichrichter zuführen kann, sondern eine Entkopplungsstufe vorsehen muss, die z. B. durch eine Röhre 11 gebildet werden kann. Koppelt man den zweiten Gleichrichter direkt an den ersten an, so wird das Messergebnis gefälscht, indem es je nach der Modulationsfrequenz zu verschiedenen Ergebnissen führt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist folgende : Werden die Ströme i und i'über einen Widerstand geleitet, der beispielsweise dem Instrument 7 nachgeschaltet ist, so entsteht über diesem Widerstand eine Gleichspannung, die als Gittervorspannung für ein Exponentialrohr verwendet wird, welches zur selbsttätigen Regelung des Modulationsgrades verwendet werden kann.
Allgemein ist die Erfindung immer dann anwendbar, wenn es sieh darum handelt, einen Vorgang in Abhängigkeit von der Amplitude einer Überlagerungsfrequenz zu kontrollieren, sofern nur der Unterschied in den Schwingungszahlen von Modulationsfrequenz und Trägerfrequenz genügend gross ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehaltungsanordnung zur Überwachung (Regelung) von Arbeitsvorgängen in Abhängigkeit vom Modulationsgrad einer Trägerspannung, wobei Kontrollorgane von Strömen durchflossen werden, die durch gesonderte Gleichrichtung der Hochfrequenzwechselbespannung in einem Gleichrichtersystem (System 1) und der Modulationswechselspannung in einem weiteren Gleichrichtersystem (System 11) erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass das der Gleichrichtung der Hochfrequenz dienende System (1) praktisch ohne Rückwirkung auf das der Gleichrichtung der Modulationswechsel- spannung dienende System (11) oder umgekehrt wirkt.