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Vorrichtung zum Erzeugen frequenzmodulierter Schwingungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen frequenzmodulierter Schwingungen mit
Hilfe eines Multivibrators aus zwei Verstärkern, deren Ausgangselektroden über Kondensatoren kreuzweise mit ihren Steuerelektroden gekoppelt sind, wobei die modulierende Grösse an diese Steuerelektroden an- gelegt wird. Eine derartige Vorrichtung kann z. B. zum Aufzeichnen von Stereophonie- bzw. Fernseh-Si- gnalen auf einem Magnetband Verwendung finden. Dabei ist es wichtig, dass die Verzerrung der Modulationskennlinie äusserst gering ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die modulierende Grösse von einer Stromquelle (Quelle mit hoher Innenimpedanz) geliefert wird, deren Strom über zwei mit den Kondensatoren verbundene, von der Multivibratorspannung wechselweise geöffnete Gleichrichter geführt wird und den Ladestrom dieser Kondensatoren bestimmt. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen werden FM-Modulatoren mit beson- ders linearen Modulationskennlinien erhalten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe von Dioden die an den Eingangselektroden der Verstärkerelemente erzeugten Schwingungen zu begrenzen ; der modulierende Strom fliesst dabei jedoch nicht durch diese Dioden zu den erwähnten Kondensatoren, so dass durch diese Massnahme kein Einfluss auf die Modulationskennlinie genommen wird.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 ein Prinzipschaltbild darstellt, Fig. 2 Spannungs-Zeitdiagramme zur Erläuterung der Fig. 1 zeigt, Fig. 3 ein eingehender ausgeführtes Ausführungsbeispiel darstellt, und Fig. 4 ein zweites eingehender ausgeführtes Ausführungsbeispiel darstellt.
Fig. 1 enthält einen Multivibrator von einem an sich bekannten Typ mit zwei Verstärkerröhren 1 und 2, deren Anoden kreuzweise über Kondensatoren 3 bzw. 4 mit den Gittern gekoppelt sind, d. h., die Anode der Röhre 1 ist über den Kondensator 3 mit dem Gitter der Röhre 2 und die Anode der Röhre 2 ist über den Kondensator 4 mit dem Gitter der Röhre 1 gekoppelt. Die Kathoden der Röhren 1 und 2 liegen an Erde über einen gemeinsamen Widerstand 5, der die Symmetrie der in den Anodenkreisen der Röhren 1 bzw. 2 erzeugten Rechteckspannungen verbessert.
Gemäss der Erfindung wird die modulierende Grösse von einer Stromquelle 6, also einer Quelle mit hoher Innenimpedanz, geliefert, deren Strom durch zwei mit den Kondensatoren 3 und 4 verbundene Gleichrichter 7 bzw. 8 geführt wird. Die Schaltung funktioniert auf nachfolgend beschriebene Wei- se :
Es sei angenommen, dass im Anfangszustand die Röhre 2 gerade leitend geworden und die Röhre 1 gesperrt worden ist. Der Ladestrom des Kondensators 3 fliesst jetzt über den Anodenwiderstand 9 der Röhre 1 und über die Quelle 6 und den von diesem Strom geöffneten Gleichrichter 7 zu diesem Kondensator.
Infolgedessen nimmt die Spannung V 2 am Gitter der Röhre 2 nach einem anfänglichen Sprung infolge des Wegfalles des Stromes durch dieHöhre l, und somit des Spannungsabfalles über dem Widerstand 9, sägezahnförmig mit der Zeit t ab (Fig. 2A).
Wegen des Kathodenwiderstandes 5 nimmt somit auch die Spannung V an den Kathoden der beiden Röhren entsprechend sägezahnförmig ab. Diese Spannungsabnahme setzt sich fort, bis die Kathodenspan-
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nung so weit abgesunken ist, dass die Röhre 1 wieder leitend und die Röhre 2 durch Flipflop-Wirkung nicht- leitend wird. Die Gitterspannung der Röhre 1 kann dabei während ihrer nichtleitenden Periode mit Hilfe einer Diode 12 auf einem von der Spannung V,, die kleiner als die Anodenspeisespannung V2 ist, bestimm- ten Wert festgelegt werden. Diese Diode 12 und/oder die entsprechende Diode 11 im Gitterkreis der Röhre
1 können jedoch im Prinzip durch Widerstände ersetzt werden, obgleich dadurch die gute Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beeinträchtigt wird.
Liefert die Stromquelle 6 jetzt ein Modulationssignal, so wird die Neigung der Sägezahnspannungen und somit die Frequenz dieser Spannungen entsprechend dem
Modulationssignal geändert.
Dadurch, dass die Röhre 1 somit plötzlich leitend und die Röhre 2 nichtleitend wird, steigt die Steu- ergitterspannung Vs der erstgenannten Röhre an, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist. Das Vorhandensein der Gleichrichter 7 und 8 nach der Erfindung bewirkt selbsttätig, dass der Strom der Quelle 6 jetzt durch den Gleichrichter 8 fliesst und infolgedessen den Ladestrom des Kondensators 4 bestimmt. Der hohe Innen- widerstand der Quelle 6, die z. B. ein npn-Transistor sein kann, gewährleistet dabei eine gute Linearität der erzeugten Sägezahnspannungen und somit der Modulationskennlinie, die die Frequenz der Sägezahn- schwingungen in Abhängigkeit vom modulierenden Strom der Quelle 6 darstellt.
Eine ähnliche Wirkung ergibt sich, wenn der Widerstand 5 und die Gleichrichter 11 und 12 fortgelas- sen werden, während die Gleichrichter 7 und 8 umgekehrt und an den Kollektor eines als die Quelle 6 wirksamen pnp-Transistors angeschlossen werden, dessen Emitter mit der Plus-Klemme der Speisequelle verbunden ist.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht die Stromquelle aus zwei Entladungsröhren 17 und 18 mit in Reihe geschalteten Anoden-Kathodenstrecken. Die Anodenspeisespannung der Röhre 18, deren Kathode über einen hohen Widerstand 19 an der Speisespannung V liegt, wird über die Gleichrichter 11 und 7 bzw. 12 und 8 von dieser gleichen Spannung V2 abgeleitet, wobei die Gleichrichter 7 und 8 wieder wechselweise in Abhängigkeit von den erzeugten Sägezahnschwingungen geöffnet werden.
Die Röhren 1 und 2 der Fig. 1 sind durch Zweistufenverstärker 21, 23 bzw. 22, 24 ersetzt, wobei die Anoden der Röhren 21 bzw. 22 über die Trennkondensatoren 25 bzw. 26 mit den Steuergittern der Röhren 23 bzw. 24 kreuzweise gekoppelt sind, wobei die Kathoden der letztgenannten Röhren über die an Hand der Fig. l beschriebenen Aufladekondensatoren 3 bzw. 4 mit dem Verbindungspunkt der Dioden 7 und 11 bzw. 8 und 12 verbunden sind, während diese Verbindungspunkte über Trennkondensatoren 27 bzw. 28 mit den Gittern der Röhren 21 bzw. 22 gekoppelt sind.
Der Vorteil einer derartigenAnordnung nach Fig. 3 ist, dass damit eine besonders wirkungsvolle Stromsteuerung des Multivibrators und damit auch eine besonders lineare Modulationskennlinie erzielbar ist.
Bei einer praktischen Ausführungsform wurden z. B. für die Spannungen V ! und V2 die Werte 100 V bzw. 250 V gewählt. Die Röhren waren vom Typ E 88 CC, und die Dioden vom Typ OA 70. Die verwendeten Gitterableitwiderstände waren je 100 kOhm gross, die Kondensatoren 3 und 4 je 22 pF und die Kondensatoren 25. 26, 27 und 28 je 3300 pF. Der Widerstand 19 war 39 kOhm gross, die Kathodenwiderstände 31-34 1, 8 kOhm, 8, 2 kOhm, 8,2 kOhm bzw. 3, 9 kOhm. Die erzeugte Schwingung hatte eine Frequenz, die durch die Steuerspannung am Gitter der Röhre 17 zwischen 1 und 15 MHz veränderbar war.
Fig. 4 zeigt ein mit Transistoren versehenes Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung.
Die Transistoren 35 und 36 entsprechen den Röhren 1 bzw. 2 der Fig. l. Der Kollektor des Transistors 35 ist über einen Trennkondensator 37, einen Transistor 38, den Emitterwiderstand 39 dieses Transistors und einenTransistor40 mitdem Entladekondensator 3 gekoppelt, der mit der Basis des Transistors 36 verbunden ist ; auf ähnliche Weise ist die Ausgangselektrode des Transistors 36 über einen Trennkondensator 41, den Transistor 40, den Emitterwiderstand 39 und den Transistor 38 mit einem Ent1adekondensator 4 gekoppelt, der mit der Eingangselektrode des Transistors 35 verbunden ist.
Der Oszillator gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 lässt sich mittels eines zwischen den Kollektoren (A1, A2) der Transistoren 35 und 36 zuzuführenden Synchronsignals synchronisieren ; sobald dieses Synchronsignal wegfällt oder zu klein wird, um den Oszillator zu synchronisieren, fängt der Oszillator an, in der von der Stromquelle 6 bestimmten Frequenz zu schwingen.
Ein solcher Oszillator kann z. B. Verwendung finden, um etwaige Lücken in einer von einem Magne- togrammträger abgelesenen frequenzmodulierten Trägerwelle mit einer passend gewählten, mit Hilfe der Stromquelle 6 einzustellenden Frequenz auszufüllen. Dabei wird das vom Magnetogrammträger abgelesene, mit Lücken behaftete Signal den Klemmen AI und A 2 zugeführt. Das korrigierte Signal wird den Kollektoren der Transistoren 38 und 40 (Bl und B2) entnommen.