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Schaltungsanordnung zur Demodulation begrenzter phasen- oder frequenzmodulierter Schwingungen
Zur Demodulation phasen- oder frequenzmodulierter Schwingungen ist unter anderem der sogenannte Ratiodetektor oder Verhältnisgleichrichter bekannt. Bei diesem werden die phasen-oder frequenzmodulierte Eingangsspannung und die in zwei gegenphasige Teilspannungen gespaltene Ausgangsspannung, die einem mit der Eingangsspannung gespeisten Bandfilter entnommen wird, in einer Brückenschaltung in zwei Brückenzweigen derart gleichgerichtet, dass an einer Brilckendiagonale die Differenz der gleichgerichteten Teilspannung entsteht, an der andern Brückendiagonale deren Summe.
Wird nun die Summe der gleichgerichteten Teilspannungen konstant gehalten, so stellt die Differenzspannung die Spannung der Niederfrequenzschwingung dar. Der Ratiodetektor ist jedoch verhältnismässig kompliziert aufgebaut, erfordert relativ hohen Aufwand und benötigt zwei fest abgestimmte Schwingkreise.
Weiters ist eine Phasendetektorschaltung mit zwei abgestimmten Parallelresonanzkreisen bekannt, welche eine in ihrer Amplitude und Polarität von der Amplitude und der Phasenlage zweier Eingangsspannungen abhängende gleichgerichtete Spannung liefert. Hiebei wird das Ausgangssignal an einem durch einen Kondensator überbrückten Widerstand abgenommen, welcher am erdseitigen Ende einer Resonanzkreisspule des in an sich bekannter Weise zur Zufuhrung des zweiten Eingangssignales an die Anode bzw. an die Kathode eines Gleichrichters der Phasendetektorschaltung angeschlossenen Parallelresonanzkreises gegen Erde eingeschaltet ist.
Eine dem gleichen Zweck dienende Schaltung ist mit Transistoren ausgestattet, die im Rhythmus der Frequenz der einen Spannung die andere Spannung an den Ausgang durchschalten, wodurch sich ein von der gegenseitigen Phasenlage abhängiges Ausgangssignal ergibt.
Eine ähnlich aufgebaute Schaltung wird zur Bildung einer der Frequenz des Eingangssignales proportionalen Ausgangsspannung verwendet.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Demodulation phasen- oder frequenzmodulierter Schwingungen mit zwei frequenzabhängigen Kreisen, von denen jeder für sich mit der begrenzten phasenoder frequenzmodulierten Eingangsspannung transformatorisch angespeist ist, welche Kreise verschieden dimensioniert und bzw. oder bedämpft sind, so dass die in ihnen erregten Schwingungen in den verschiedenen Modulationsstadien der Eingangsspannung voneinander verschiedene Phasenlagen einnehmen, wobei der eine der beiden Kreise durch zwei zueinander antiparallel geschaltete, als Spitzengleichrichter wirkender Elemente bedämpft und mit dem zweiten Kreis zusätzlich gekoppelt ist.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist einfacher aufgebaut als die bekannten Schaltungen, benötigt keine steuerbaren Schaltelemente, z. B. Transistoren und besitzt zwei Schwingkreise, von denen aber nur ein einziger fest abzustimmen ist. Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste, mit den Spitzengleichrichtern versehene Kreis als Parallelresonanzkreis ausgebildet ist, wobei die beiden antiparallelen Spitzengleichrichterelemente an seine Enden angeschlossen sind und das Spulenglied aus zwei Wicklungsteilen besteht, von denen der eine Wicklungsteil als in die Speiseleitung geschaltete Primärspule und der zweite Wicklungsteil als damit gekoppelte Schwingkreisspule mit Mittelanzapfung ausgebildet ist, mit deren Potential der zweite Kreis zusätzlich gekoppelt ist und dass der zweite Kreis als Reihenresonanzkreis ausgebildet ist,
wobei das Spulenglied aus zwei Wicklungsteilen besteht, von denen der eine Wicklungsteil vorzugsweise in Serie mit der Primärspule des ersten
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Kreises in die Speiseleitung als Primärspule geschaltet ist und der zweite Wicklungsteil als damit gekoppelte Schwingkreisspule ausgebildet ist, deren eines Ende mit dem Kreiskondensator und der vom ersten KreisausgehendenKopplungsleitungund deren anderes Ende mit einem ohmschen Widerstand und der Ausgangsklemme für die demodulierte Spannung verbunden ist.
Vorteile der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung bestehen darin, dass nur ein einziger, auf die Mittenfrequenz der phasen-oder frequenzmodulierten Schwingung abgestimmter Kreis benötigt wird, der im Gegensatz zu den bekannten Schaltungen leicht auf eine andere Mittenfrequenz umgestimmt werden kann. Weiters sind bei der Mehrzahl der bekannten Schaltungen wegen der genau abzustimmenden Schwingkreise Bauteile mit ausserordentlich kleinen Toleranzen notwendig, die ausserdem einen geringen Temperaturgang aufweisen müssen. Werden diese Umstände nicht berücksichtigt, so kann ausser einer Empfindlichkeitsverminderung auch ein nichtlineares Verhalten der Demodulation auftreten.
Bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung können hingegen Bauteile mit grösseren Toleranzen verwendet werden, da eine Abweichung des einzigen empfindlichen Kreises von der Mittenfrequenz, zufolge nicht genau bemessener Bauteile bzw. deren Temperaturverhaltens lediglich eine geringfügige Verminderung der Empfindlichkeit mit sich bringt. Auch die Spitzengleichrichterelemente der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung bewirken hinsichtlich einer Abweichung von ihrer exakten Bemessung nur einen unbedeutenden Empfindlichkeitsrückgang und keine Störung in der Brückenschaltung, wie z. B. die Gleichrichter beim Ratiodetektor.
In der Zeichnung ist die Schaltung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung dargestellt. Eine begrenzte frequenzmodulierte Schwingung wird über die Eingangsklemmen 1 und 2 der Schaltungsanordnung zugeführt. In der Speiseleitung zwischen den Eingangsklemmen 1 und 2 liegen die beiden als Primärspulen ausgebildeten Wicklungsteile L 1 und L 3 des ersten und zweiten Kreises in Serie. Der Wicklungsteil L 1 ist mit der Schwingkreisspule L 2 des ersten Kreises transformatorisch gekoppelt und ist über Wicklungsanzapfungen an den Kondensator C 1 geschaltet. Mit Hilfe des stufenweise möglichen Anschlusses des Kondensators C l an die Wicklungsanzapfungen der Schwingkreisspule L 2 des ersten Kreises ist eine Grobabstimmung des ersten, als Parallelresonanzkreis ausgebildeten Schwingkreises auf verschiedene Mittenfrequenzen möglich.
Die Feinabstimmung dieses Schwingkreises erfolgt durch Permeabilitätsänderung oder mittels des stufenlos in seinem Kapazitätswert veränderbaren Kondensators C 1. An den Parallelresonanzkreis sind zwei antiparallel zueinander liegende Spitzengleichrichterelemente angeschlossen, die jeweils aus einem RC-Glied R 1, C 2 bzw. R 2, C 3 in Parallelschaltung und je einer damit in Serie liegenden Diode D 1 bzw. D 2 bestehen. Die Spitzengleichrichterelemente sind über den Parallelresonanzkreis in Serie geschaltet und derart dimensioniert, dass sie nur einmal in jeder Periode beim Spannungsmaximum der eingespeisten Hochfrequenz-
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kurzzeitig leitend werden. Der ParallelresonanzkreisSpannungsmaximum einer Halbwelle (z.
B. der positiven) kurzzeitig kurzgeschlossen und wirkt über die an die Mittelanzapfüng der Schwingkreisspule L 2 angeschlossene Koppelleitung, die an den zweiten, als Reihenresonanzkreis ausgebildeten Kreis angeschlossen ist, für diesen zweiten Kreis als kurzzeitig schlie- ssender Schalter (Wischkontakt eines Kurzschlusskreises). Mit der Primärspule L 3 ist die Schwingkreisspule L 4 des zweiten Kreises, des Reihenresonanzkreises, ebenfalls transformatorisch gekoppelt. Die zugehörige, in Serie liegende Kapazität besteht aus dem Kondensator C 4, der stufenweise in seinem Kapazitätswertveränderbaristund hiedurch eine grobe Abstimmung des Reihenresonanzkreises ermöglicht.
Die vom Parallelresonanzkreis ausgehende Koppelleitung ist an die Verbindungsleitung zwischen dem einen Spulenende der Schwingkreisspule L 4 und den Kondensator C4 geschaltet. Über das andere Spulenende der Schwingkreisspule L 4 ist ein ohmschen Widerstand R 3 in den Reihenresonanzkreis eingeschaltet. Der Reihenresonanzkreis besitzt zufolge seiner Dämpfung durch den ohmschen Widerstand R 3 eine relativ flach verlaufende Resonanzkurve und folgt daher der aufgedrückten begrenzten frequenzmoduliertenSchwingung, während derParallelresonanzkreis praktisch unverändert mit der Mittenfrequenz schwingt und lediglich seine jeweilige Phasenlage ändert. Die begrenzte frequenzmodulierte
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Nun wird aber dieser Lade- bzw.
Entladevorgang im Reihenresonanzkreis im Rhythmus der Mittenfrequenz durch den als kurzzeitig schliessenden Schalter (Wischkontakt eines Kurzschlusskreises) wirkenden Parallel- resonanzkreisbeeinflusst, u. zw. derart, dass die am ohmschen Widerstand R 3 auftretende Gleichspan- nung in nahezu linearer Beziehung zur modulierten Niederfrequenzspannung der frequenzmodulierten Schwingung steht. Hiebei ist in einem relativ weiten Bereich eine fast lineare Abhängigkeit, der am ohmschen Widerstand R 3 gewonnenen Niederfrequenzspannung vom Frequenzhub der frequenzmodu-
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lierten Schwingung erreicht. Die erfindungsgemässe Demodulatorschaltung besitzt einen guten Wirkung- grad, d. h., sie liefert eine relativ hohe Niederfrequenzspannung auch bei verhältnismässig kleinen Fre- quenzhub.
Bei einer Demodulatorschaltung für eine einstellbare Mittenfrequenz im Bereiche von 50 bis 300 kHz, einem Frequenzhub von maximal 2 kHz bei einem Klirrfaktor kleiner als 3go sind beispielsweise folgende
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:maniumdioden der Type OA 85 verwendet.