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Einrichtung zur Demodulation amplitudenmodulierter elektrischer Schwingungen
Eine bekannte Methode zur Demodulation amplitudenmodulierter elektrischer Schwingungen, die neben der Trägerschwingung eines oder beide der Seitenbänder besitzen, besteht in einer Modulation der amplitudenmodulierten Schwingung mit der Trägerschwingung ; üblicherweise wird diese am Empfangsort erzeugt, wobei jedoch darauf Bedacht genommen werden muss, dass die erzeugte Schwingung genau der Trägerfrequenz der amplitudenmodulierten Schwingung entspricht und dass diese auch mit der richtigenPhasedem Modulator zugeführt wird. Dies ist jedoch schwierig mit der erforderlichen Genauigkeit zu erreichen.
Bei einer bekannten Empfangseinrichtung amplitudenmodulierter Schwingungen sind ein mehrstufi- ger Hochfrequenz-Verstärker, dessen Eingangsstromkreis auf dasFrequenzband der amplitudenmodulierten Schwingungen abstimmbar sind, mit einer diesem nachgeschalteten Demodulatorstufe und ein weiterer dem erstgenannten parallelgeschalteter Hochfrequenz-Verstärker mit einer Begrenzerstufe vorgesehen, deren Ausgang als auf die Frequenz der Trägerwelle abstimmbarer Schwingungskreis ausgebildet ist. Dieser Schwingungskreis ist an einen der Eingangsschwingungskreise des erstgenannten HochfrequenzVerstärkers vor der Demodulationsstufe gekoppelt.
Die bekannte Einrichtung besitzt den Nachteil, dass zur Demodulation der amplitudenmodulierten Schwingungen ein auf die Trägerfrequenz abstimmbarer Verstärker mit einer Begrenzerstufe notwendig ist, der die Seitenbänder unterdrückt.
Zur drahtlosen Übertragung von amplitudenmodulierten Schwingungen ist eine Schaltungsanordnung bekanntgeworden, in deren Empfangsstation neben den das Fernmeldesignal übertragenden Seitenbändern eine weitere Signalfrequenz als Seitenfrequenz aufgenommen wird, die als Steuerfrequenz für die am Empfangsort erzeugte Trägerschwingung dient. Zur Zusetzung der Trägerschwingung, die in Frequenz und Phasenlage der in der Sendeeinrichtung vorhandenen Trägerschwingung entspricht, ist zwischen den Verstärkerstufen der bekannten Schaltungsanordnung ein einstellbarer Serienschwingungskreis angeordnet, der aus einer einstellbaren Induktivität, einem einstellbaren Kondensator und einem ver- änderbaren Widerstand gebildet ist. Am Empfangsort erfolgt eine Nachstellung der Trägerwelle hinsichtlich Frequenz und Phasenlage.
Eine bekannte Modulations- bzw. Demodulationseinrichtung für amplitudenmodulierte Schwingungen wendet eine aus Gleichrichterstrecken bestehende Brückenschaltung in Vollweggleichrichtung einerseits auf eine ankommende Seitenbandwelle und anderseits auf eine am Empfangsort erzeugte Welle an, wobei Filterelemente und gegebenenfalls ein vom Trägerwellengenerator gespeister Übertrager vorgesehen sind. Bei der bekannten Einrichtung ist eine aus Gleichrichtern bestehende Brückenschaltung in der Form eines Vollweggleichrichters angeordnet ; beim Umlaufen der durch die Gleichrichter gebildeten Schleife liegt einer der Gleichrichter zwischen zwei benachbarten Gleichrichtern, deren Durchlassrichtung dem erstgenannten entgegengesetzt gerichtet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem schaltungstechnischem Aufwand eine Einrichtung zur Demodulation von amplitudenmodulierten Schwingungen auszubilden, die die bei bekannten Schaltungs- anordnungen am Empfangsort notwendige, frequenz - und phasenrichtige Trägerschwingungserzeugung und
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die eventuell zur Seitenbandunterdrückung benötigten Filterelemente vermeidet.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Demodulation von amplitudenmodulierten Schwin- gungen mittels im Rhythmus der Trägerfrequenz durch eine Steuerspannung geöffneter bzw. gesperrter
Gleichrichterstrecken.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mit gleicher Durchlassrich- tung in Serie geschalteten Gleichrichterstrecken eine Kreuzschaltung bilden, an deren Eingang und Aus- gang mit Mittelanzapfungen versehene Wicklungen eines Eingangs- und eines Ausgangsübertragers an- geschaltet sind, welchen Mittelanzapfungen die amplitudenmodulierten Schwingungen zugeführt sind, und dass die aus den genannten Schwingungen durch Verstärkung ohne Unterdrückung der Seitenbänder gewonnenen amplitudenmodulierten Schwingungen an die zweite Wicklung des Eingangsübertragers ge- legt sind, wobei durch die letztgenannten eine Steuerung der Gleichrichterpaare zwischen Durchlass- und Sperrbereich erfolgt und in der zweiten Wicklung des Ausgangsübertragers das demodulierte Signal auftritt.
Gemäss einer andern vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann man der zweiten Wicklung des i Eingangsübertragers die amplitudenmodulierten Schwingungen zuführen, die als Schaltspannung den Gleichrichterstrecken über einen Verstärker an die Mittelanzapfungen des Eingangs- bzw. des Ausgangs- übertragers angelegt sind.
Zur Wirkungsweise der Erfindung sei folgendes bemerkt :
Zur Demodulation wird am Empfangsort der beschriebenen Kreuzschaltung von Gleichrichterstrecken die amplitudenmodulierte Schwingung zugeführt ; von diesen Eingangsklemmen der Kreuzschaltung wird die amplitudenmodulierte Schwingung abgegriffen und diese wird an einen Verstärker geschaltet. Da die Gleichrichterkennlinien an der Grenze zwischen Durchlass-und Sperrbereich keine scharfen Knick- stellen sondern innerhalb gewisser Grenzen einen stetigen Übergang aufweisen, ist zwecks Erzielung einer verzerrungsarmen Demodulation der Modulationsgrad so zu wählen, dass auch die Werte der kleinsten Amplituden der Trägerfrequenz immer noch grösser sind als die Werte am Rand des Übergangsbereiches zwischen Durchlass- und Sperrbereich.
Die so im wesentlichen durch die Amplitude der Trägerfrequenz rhythmisch festgelegten Betriebszustände der Gleichrichterstrecken bewirken eine Demodulation des amplitudenmodulierten Signales, während ein Einfluss Jer Seitenfrequenzbänder auf die Durchlässigkeit der Gleichrichterstrecken nicht vorhanden ist und daher eine Veränderung des durch die Demodulation zu gewinnenden Signales nicht auftritt.
An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Bei der dargestellten Einrichtung ist ein Ringmodulator vorgesehen, der aus zwei Übertragern 3,5 und einer aus Gleichrichterstrecken 6,7, 8,9 aufgebauten Kreuzschaltung besteht. Bei dieser bil- den die in Serie geschalteten Gleichrichterstrecken 6,8, 7, 9 mit gleicher Durchlassrichtung einen geschlossenen Ring.
Die zu demodulierende amplitudenmodulierte Schwingung wird an die Eingangsklemmen 1-1' desRingmodulatorsgeschaltet, die einerseits mit der Mittelanzapfung der Wicklung 2 des Eingangs- übertragers 3, anderseits mit der Mittelanzapfung der Wicklung 4 des Ausgangsübertragers 5 verbunden sind. Die Enden der mit einer Mittelanzapfung versehenen Wicklungen 2,4 sind mittels der Gleichrichterstrecken 6,7 zusammengeschaltet. Zwei weitere Gleichrichterstrecken 8,9 bil- den derart Querverbindungen, dass je nach der Polarität der an der Wicklung 2 liegenden Spannung von den Gleichrichterpaaren 6,8 bzw. 7,9 jeweils das eine leitend und das andere gesperrt ist.
An den Eingang 10-10'der Einrichtung ist die zweite Wicklung 14 des Eingangsübertragers 3 an- geschlossen, der Wicklung 14 wird die von den Eingangsklemmen 1 - l'abgegriffene und linear verstärkte Schwingung zugeführt, die als Schaltspannung der Gleichrichterpaare in den Durchlass- bzw.
Sperrbereich dient. Diese von einem Verstärker gelieferte Spannung tritt als eine in der Wicklung 2 induzierte Steuerspannung für die Gleichrichterstrecken auf, die so bemessen ist, dass gerade die Gleich- richterpaare 6,8 bzw. 7,9 im Rhythmus der Trägerfrequenz abwechselnd geöffnet werden. Die Sei- tenbänder, die ja mit einer Schwankung der Amplitude der Trägerfrequenz korrespondieren, beeinflussen die Steuerung der Gleichrichterstrecken wegen der Erfüllung der Bedingung, dass auch zu den Zeitpunkten der geringsten Amplitude der modulierten Schwingung ihre Durchlässigkeit bzw. Sperrung gesichert ist, praktisch nicht.
Wenn die Bemessung der Steuerspannung (d. i. die Ausgangsspannung der Wicklung 2) gegebenen- falls nicht exakt eingehalten wird und der Spannungsabfall der Seitenbänder einen Einfluss auf die Steue- rung der Gleichrichterstrecken bildet, bewirkt dies, dass bei der Demodulation zusätzlich zu dem ge- wünschten niederfrequenten Signal ein solches mit doppelter Frequenz auftritt, dessen Amplitude je-
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doch quadratisch mit dem Modulationsgrad fällt und daher vernachlässigbar klein ist. Beispielsweise ist für die. Steuerspannung ein Wert von wenigstens 500 mV vorzusehen, wenn die an den Eingangsklemmen l-l'liegende Spannung 100 mV nicht überschreitet.
Da die amplitudenmodulierte Schwingung über die beiden mit einer Mittelanzapfung versehenen Wicklungen 2,4 der Übertrager 3,5 den Gleichrichterpaaren 6, 8 bzw. 7,9 zugeführt wird und die Steuerspannung im Rhythmus der in der amplitudenmodulierten Schwingung enthaltenen Trägertrequenz über den Eingangsübertrager 3 den Gleichrichterpaaren 6,8 bzw. 7,9 überlagert wird, kommt eine Demodulation zustande. Das niederfrequente demodulierte Signal, das in der zweiten Wicklung 15 des Ausgangsübertragers 5 auftritt, wird den Ausgangsklemmen 11-11'des Ringmodulators zugeführt.
Ausgeführte Messungen ergaben für einen Modulationsgrad von fast 100"/0 einen Klirrfaktor von k = 13%, während bei Modulationsfaktoren unter 80% keine wesentlichen Unterschiede in den nichtlinearen Verzerrungen gegenüber einer Demodulationsmethode mit unmodulierter Trägerschwingung bestehen.