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Schaltungsanordnung für einen Trägerwellenmodulator oder-demodulator
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demodulator.ist, dessen Kollektor-Emitter-Impedanz entweder in Serie mit oder parallel zum Verbindungsstromkreis geschaltet ist, so dass die angelegte Trägerwelle den Transistor periodisch sperrt oder öffnet und hiemit der Transistor den Verbindungsstromkreis ähnlich einem Schalter periodisch öffnet oder schliesst.
Eine solche Schaltungsanordnung ist nach der weiteren Ausbildung der Erfindung gekennzeichnet durch einen ersten Transformator mit einer ersten und einer zweiten Wicklung, einen zweiten Transformator mit je einer mit Mittelanzapfung versehenen dritten und gleichen vierten Wicklung und ausserdem mit einer fünften Wicklung, wobei die Klemmen der zweiten Wicklung mit den Mittelanzapfungen verbunden sind, weiters durch zwei gleiche symmetrische Transistoren, wobei der Kollektor und der Emitter eines Transi- stors mit je einer Klemme der dritten und vierten Wicklung verbunden sind, und der Kollektor und der
Emitter des zweiten Transistors mit den übrigen Klemmen der dritten und vierten Wicklung verbunden sind, wobei die Verbindungen von solcher Art sind, dass, wenn der eine oder andere Transistor entsperrt ist,
eine im unterstützenden Sinne wirkende Serienverbindung zwischen der dritten und der vierten Wick- lung hergestellt ist, ferner durch einen Transformator mit einer sechsten und einer siebenten Wicklung, wobei die Klemmen der sechsten Wicklung mit den Basiselektroden der zwei Transistoren verbunden sind und die sechste Wicklung eine Mittelanzapfung aufweist, von welcher Verbindungen zu den Emittern und
Kollektoren der beiden Transistoren führen.
Nach der weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Mittelanzapfung der sechsten Wicklung mit der
Mittelanzapfung der zeiten Wicklung über einen Stromkreis verbunden.
Weiters können zwei gleiche Widerstände vorgesehen werden, von denen jeder zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines entsprechenden Transistors liegt.
Weiters ist nach einer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwei Paare gleicher Widerstände angeordnet sind, wobei jedes Paar in Reihe geschaltet ist und diese Reihenschaltung zwischen dem Kollektor und dem Emitter eines entsprechenden Transistors eingeschaltet ist und eine Verbindung zwischen der Mittelanzapfung der sechsten Wicklung und dem mittleren Verbindungspunkt der Widerstandspaare vorgesehen ist.
Die Verbindung zwischen der Mittelanzapfung der sechsten Wicklung und der Mittelanzapfung der zweiten Wicklung kann nach der weiteren Erfindung einen Widerstand enthalten, welcher durch einen Kondensator überbrückt ist.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung zur Verbindung von einem Transistor an Stelle von zwei Transistoren ist gekennzeichnet durch einen Verbindungsstromkreis, welcher aus einem ersten Transformator mit einer ersten, mit den Eingangsklemmen verbundenen, Wicklung und einer zweiten Wicklung, sowie einem zweiten Transformator mit einer dritten und einer vierten Wicklung, sowie einer fünften Wicklung, welche mit den Ausgangsklemmen verbunden ist, besteht, wobei je eine Klemme der dritten und der vierten Wicklung mit einer Klemme verbunden ist und die dritte und vierte Wicklung mit den andern Klemmen mit dem Kollektor und dem Emitter des einzigen Transistors verbunden sind, derart, dass bei entsperrtem Transistor eine im unterstützenden Sinne wirkende Serienverbindung zwischen der dritten und vierten Wicklung zustande kommt.
Eine solche Schaltungsanordnung kann weiter gekennzeichnet sein durch einen Verbindungsstromkreis, welcher aus einem ersten Transformator mit einer ersten mit den Eingangsklemmen verbundenen Wicklung und einer zweiten Wicklung, sowie einem zweiten Transformator mit einer dritten und einer fünften Wicklung, welche mit den Ausgangsklemmen verbunden ist, besteht, wobei die obere Klemme der zweiten Wicklung mit der oberen Klemme der dritten Wicklung und die untere Klemme der zweiten Wicklung mit der unteren Klemme der dritten Wicklung verbunden sind und der einzige Transistor mit seinem Kollektor und Emitter parallel zu den oberen und unteren Klemmen eingeschaltet ist.
Schliesslich ist bei einer solchen Schaltungsanordnung vorgesehen, dass ein dritter Transformator vorgesehen ist, an dessen Primärklemmen die Trägerwelle zugeführt wird und dessen Sekundärwicklung mit einer Klemme mit der Basis des einzigen Transistors und mit der andern Klemme mit der Mittelanzapfung der zweiten Wicklung verbunden ist.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen symmetrischen Modulator, welcher dem bekannten Ringmodulator gleichwertig ist, der vier in einem Ring angedeutete Kristallgleichrichter verwendet. An Stelle der vier Gleichrichter werden zwei symmetrische Flächentransistoren 1 und 2 verwendet. Der Transistor 1 weist z. B. einen Körper aus N-Germanium und eine Basiselektrode 3, sowie zwei zusätzliche Elektroden 4 und 5 auf, von denen jede mit einem (nicht gezeigten) P-Bereich des Körpers in Berührung steht.
Die Elektroden 4 und 5 sind gleich und symmetrisch angedeutet, und jede dieser Elektroden wirkt als Emitter, wenn
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1Gleichrichtern des bekannten Ringmodulatörs gleichwertig, so dass die dem kurzgeschlossenen und offenen Zustand entsprechenden Widerstände zwischen dem Emitter und dem Kollektor gleich 2R und 2R sind, wenn der Transistor entsperrt und gesperrt ist.
Im Falle eines symmetrischen Flächentransistors ist der dem kurzgeschlossenen Zustand entsprechende Widerstand von der Grösse des Basisstromes abhängig, welcher bei entsperrtem Transistor fliesst. Für einen zweckmässigen Transistor kann 2 R beispielsweise 50 Ohm betragen, wenn der Basisstrom grössenordnungsmässig 150 A beträgt. In diesem Fall fliesst, wie bereits erwähnt, der Basisstrom von der Basiselektrode weg. Wenn der Transistor gesperrt wird, indem man der Basis einige Volt vorspannt, kann der Widerstand zwischen diesen beiden Elektroden in der Grössenordnung von 100 Megohm liegen.
In einem besonderen Beispiel eines nach Fig. 1 aufgebauten Modulators hatten Z und Z2 Werte von 244 bzw. 600 Ohm. Wenn man somit 2R = 50 Ohm setzt, folgt aus der Beziehung R, R-ZZ, Z, dass R = zirka 5750 Ohm und somit 2R = zirka 11500 Ohm beträgt. Da aber, wie oben erwähnt, der dem offenen Zustand des Transistors entsprechende Widerstand ungefähr 100 Megohm beträgt, wird die obige Beziehung erfüllt, indem man jeden Transistor mit einem Widerstand von ungefähr 11500 Ohm überbrückt. Dies ist der Wert, welcher im besonderen hier angenommenen Fall für jeden der Widerstände 9 und 10 der Fig. 1 gewählt werden sollte.
Die Streukapazität, welche den Emitter und den Kollektor des Transistors überbrückt, betrug unge-
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die Widerstände 9 und 10 mit je einem Wert von 11500 Ohm wird die Wicklung der genannten Streukapazität praktisch vemachlässigbar.
Beim bekannten Ringmodulator, welcher einen Ring aus vier Kristallgleichrichtern (beispielsweise Germaniumgleichrichtern) verwendetist der den Gleichrichtern zwecks hinreichender Entsperrung derselben zuzuführende Strom sehr viel höher als im Falle der symmetrischen Flächentransistoren gemäss Fig. 1. So kann beispielsweise die den Kristallgleichrichtern zuzuführende Trägerleistung bis zu 20 db höher sein als die Signalleitung. Im Falle von Transistoren kann die Trägerleistung bis zu 10 db unterhalb der Signalleistung liegen. Dies bedeutet, dass unter sonst gleichwertigen Bedingungen der Trägerverlust ungefähr 30 db kleiner sein kann, wenn Transistoren verwendet werden, verglichen mit dem Fall, in dem Kristallgleichrichter zur Verwendung gelangen.
Es wurde oben bereits darauf hingewiesen, dass der Wert von R vom Wert des entsperrenden Basisstroms abhängig ist, und der Widerstand 24 der Fig. l wird daher so gewählt, dass sich der gewünschte Entsperrungs-Basisstrom von beispielsweise 150 fiA einstellt. Der Widerstand 24 trägt ausserdem dazu bei, die Sperrung und Entsperrung der Transistoren 1 und 2 schärfer zu gestalten, so dass die Trägerwelle praktisch wie eine Rechteckwelle wirkt. Der den Widerstand 24 überbrückende Kondensator 25 ist vorgesehen, um ein kleines positives Vorspannpotential zu speichern, welches anfänglich das Bestreben hat, beide Transistoren zu sperren, was sich als Verbesserung der Arbeitsweise erwiesen hat. Die Verwendung des Kondensators 25 ist jedoch nicht unbedingt notwendig.
Der in der Fig. 2 dargestellte Modulator stellt eine einfache Variante des Modulators der Fig. 1 dar und arbeitet praktisch auf die gleiche Art. Die Elemente der Fig. 2, welche gleich den entsprechenden Elementen der Fig. 1 sind, weisen die gleichen Überweisungszeichen auf.
Der Unterschied der beiden Schaltungen besteht darin, dass die Widerstände 9 und 10 der Fig. 1 in der Fig. 2 durch entsprechende Paare von gleichen Widerständen 26, 27 und 28,29 ersetzt sind. Die Verbindungsstellen der Widerstände 26,27 und 28,29 sind geerdet, und die Elemente 24,25 sind geerdet und nicht mehr mit der Mittelanzapfung der Wicklung 14 verbunden, welche nicht mehr benötigt wird. Unter den oben festgelegten Verhältnissen weist jeder der Widerstände 26 - 29 einen Wert von ungefähr 17000 Ohm auf. Im Fall der Fig. 2 muss die Trägerwelle offensichtlich imstande sein, eine ziemlich grö- ssere Leistung abzugeben als im Fall der Fig. 1, da die Widerstände 26 - 29 in Reihe mit der Sekundärwicklung 23 liegen.
Falls es nicht erwünscht ist, für die Transistoren anfänglich eine Sperrvorspannung vorzusehen, können die Elemente 24 und 25 weggelassen werden, wobei dann die Mittelanzapfung der Wicklung 23 direkt mit Erde verbunden ist.
Der in der Fig. 3 dargestellte Modulator ist ein Äquivalent des einfachen Serienmodulators bekannter Art, in welchem ein Gleichrichter oder eine Gruppe von Gleichrichtern unter Steuerung durch die Trägerwellen periodisch in Verbindung zwischen den Eingangs- und den Ausgangsklemmen des Modulators unterbricht. In der Fig. 3 wird lediglich der Transistor 2 verwendet. Der Ausgangstransformator 30 weist zwei
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gleiche Primärwicklungen 31 und 32 auf, welche der unteren Hälfte der Wicklung 18 bzw. der oberen
Hälfte der Wicklung 19 entsprechen. Die Klemmen der Wicklung 14 des Eingangstransformators 13 sind mit dem oberen Ende der Wicklung 31 bzw. dem unteren Ende der Wicklung 32 verbunden, und die Elek- troden 7, 8 des Transistors 2 sind mit dem unteren Ende der Wicklung 31 bzw. dem oberen Ende der
Wicklung 32 verbunden.
Eine Klemme der Wicklung 23 des Trägertransformators 22 ist mit der Mitteln- zapfung der Wicklung 14 verbunden und geerdet, und die andere Klemme mit der Basiselektrode 6 ver- bunden. In diesem Falle sperrt und entsperrt die Trägerwelle den Transistor 2 periodisch, so dass die Ver- bindung zwischen den Eingangsklemmen 11,12 und den Ausgangsklemmen 15, 16 periodisch unterbro- chen wird. Wenn der Transistor entsperrt wird, entsteht eine im unterstützenden Sinne wirkende Serien- verbindung zwischen den Wicklungen 31 und 32. Falls erwünscht, können den Elementen 24 und 25 der
Fig. 1 entsprechende Elemente in Reihe mit der Erdverbindung des Transformators 23 geschaltet wer- den.
Die Fig. 4 zeigt das Äquivalent des einfachen Shunt-Modulators bekannter Art, bei welchem ein
Gleichrichter oder eine Gruppe von Gleichrichtern unter Steuerung durch die Trägerwellen periodisch die
Verbindung zwischen den Eingangsklemmen 11,12 und den Ausgangsklemmen 15,16 kurzschliesst.
Die Fig. 4 unterscheidet sich von der Fig. 3 insofern, als der Ausgangstransformator 33 eine einzige
Primärwicklung 34 aufweist, die mit der Wicklung 14 des Eingangstransformators 13 verbunden ist und die Impedanz zwischen den Elektroden 7 und 8 des Transistors 2 parallel zu den Wicklungen 14 und 34 geschaltet ist. Der Transistor 2 schliesst die Verbindung zwischen den Klemmen 11,12 und den Klem- men 15,16 periodisch kurz. Falls erwünscht, können den Elementen 24 und 25 der Fig. 1 entsprechen- de Elemente in Reihe mit der Erdverbindung der Wicklung 23 geschaltet werden.
Während der Einfachheit halber angenommen wurde, dass es sich bei den Schaltungen der Fig. 1 - 4 um Modulatoren handelt, erkennt man sichtlich, dass diese Schaltungen auch als Demodulatoren oder
Frequenzwandler wirken können, wenn eine Modulationsseitenbandwelle den Eingangsklemmen 11, 12 zugeführt wird. Ferner arbeiten die verschiedenen Schaltungen ebenso gut, wenn die bisher als Ausgangs- klemmen betrachteten Klemmen 15 und 16 als Eingangsklemmen verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung für einen Trägerwellenmodulator oder-demodulator bestehend aus mindestens einem Transistor, einem Eingangsstromkreis zum Einspeisen der Modulationsspannung, einem Ausgangsstromkreis, von welchem die modulierte Spannung abgenommen wird, einem Stromkreis, in welchen die Trägerspannung eingespeist wird, und mindestens einem Verbindungsstromkreis zum Verbinden des Eingangsstromkreises mit dem Ausgangsstromkreis, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Verbindungsstromkreis, der vorzugsweise zwei Verbindungsstromkreise ein symmetrischer Flächentransistor vorgesehen ist, dessen Kollektor-Emitter-Impedanz entweder in Serie mit oder parallel zum Verbindungsstromkreis geschaltet ist,
so dass die angelegte Trägerwelle den Transistor periodisch sperrt oder öffnet und hiemit der Transistor den Verbindungsstromkreis ähnlich einem Schalter periodisch öffnet oder schliesst.