AT256932B - Frequenzmodulator - Google Patents

Description

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    Frcqucnzmodulator   
 EMI1.1 
 

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 die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale gelöst : a) der Multivibrator weist als Umladespeicher eine an den Steuerelektroden beider Verstärkerele- mente wirksame Induktivität mit vernachlässigbarer Hysterese, vorzugsweise eine Luftspule auf, die hiebei die Steuer- bzw. Ausgangselektroden der Verstärkerelemente vorzugsweise unmittel- bar miteinander verbindet ; b) die Modulationsspannung ist den beiden Steuer-oder Ausgangselektroden der Verstärkerelemente gleichermassen wirksam zugeführt. 
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 schrift Nr. 2,943, 212 bekannt.

   Ein solcher Multivibrator zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus.   Seine erfindungsgemässe Verwendung   als Frequenzmodulator derart, dass an den beiden Steuer- oder   Ausgangselektroden der Verstärkerelemente   die Modulationsspannung in gleicher Weise wirksam anliegt, führt in ausserordentlich überraschender Weise zu einer hochlinearen Modulatorschaltung, die auch bei hohen Frequenzen und sehr breitbandigen Modulationssignalen noch einwandfrei arbeitet. 



   Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Ausgangselektroden der beiden Verstärkerelemente über je einen Widerstand mit der Primärwicklung eines Ausgangsübertragers verbunden, deren Mittelanzapfung über einen weiteren Widerstand die Betriebsgleichspannung für die Verstärkerelemente zugeführt ist. Die in der Frequenz modulierte Multivibratorschwingung wird dabei an der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers abgenommen. 



   Zweckmässig sind die Widerstände auf seiten der Ausgangselektroden so gross gewählt, dass sie den in den   Verstärkcre1ementen   fliessenden Strom im wesentlichen bestimmen. 



   Die Modulationsspannung kann ihrerseits in besonders einfacher Weise der Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ausgangsübertragers über eine Koppelanordnung, vorzugsweise einem Tiefpass, zugeführt werden. Dabei können die den Eingangs- und Ausgangskreisen gemeinsamen Elektroden der beiden Verstärkerelemente wenigstens wechselstrommässig auf Bezugspotential gelegt sein. 



   Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind zwischen den Steuerelektroden der beiden Verstärkerelemente zwei zueinander gegensinnig parallel geschaltete Gleichrichter angeordnet. Ausserdem ist hier die den Umladespeicher darstellende Induktivität als Übertrager ausgebildet, dessen Primärwicklung die Ausgangselektroden der beiden Verstärkerelemente miteinander verbindet und dessen Sekundärwicklung, deren Mittelanzapfung vorzugsweise auf Bezugspotential liegt, mit gegenüber der Primärwicklung vertauschten Endanschlüssen an die Steuerelektroden der Verstärkerelemente angeschaltet ist. Die Modulationsgrösse wird bei diesem Ausführungsbeispiel sinnvoll in Form eines Stromes den den Eingangs- und Ausgangskreisen gemeinsamen Elektroden der Verstärkerelemente zugeführt. 



   Besonders einfach gestaltet sich der erfindungsgemässe Modulator, wenn die den Umladespeicher   darstellende Induktivität die   Primärwicklung eines Übertragers ist, an deren Mittelanzapfung über einen ersten Widerstand die Modulationsspannung und über einen zweiten Widerstand die Betriebsgleichspannung anliegt. Die frequenzmodulierte Multivibratorschwingung kann dabei unter Fortfall des Ausgangs- übertragers an der Sekundärwicklung abgenommen werden. 



   An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. 



   Der in Fig. l dargestellte   Breitbandfrequenzmodulator   nach der Erfindung weist als Verstärkerelemente zwei Transistoren Tri und Tr2 in Emitterschaltung auf. Ihre Kollektor- und Basisanschlüsse sind unmittelbar kreuzweise miteinander verbunden, und zwischen ihren Basiselektroden ist die den Umladespeicher darstellende Luftspule L angeordnet. Zur Abnahme der die frequenzmodulierte Schwingung des Multivibrators darstellenden Spannung Uz sowie der Zuführung der Modulationsspannung Um über den Tiefpass TP dient der Ausgangsübertrager Ül, dessen primärseitige Endanschlüsse über die Widerstände Rl und R2 mit den Kollektorelektroden bzw. den Basiselektroden der Transistoren verbunden sind. Die Betriebsspannung + Ub wird den Transistoren über den Widerstand R3 und die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Übertragers   Ül   zugeführt.

   In gleicher Weise liegt an dieser Mittelanzapfung gegen Bezugspotential die Modulationsspannung an. Die Widerstände Rl und R2 sind hinsichtlich der Sättigungswiderstände der Kollektorbasisstrecken der Transistoren Tri und Tr2 gross gewählt. Dadurch ist erreicht, dass die in den Transistoren fliessenden Ströme im Rhythmus der Speicherumladevorgänge in der Induktivität L praktisch durch diese Widerstände bestimmt sind und somit Schwankungen der erwähnten Sättigungswiderstände für die Eigenschaften des Modulators ohne Bedeutung sind. 

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   Wie praktische Versuche ergeben haben, lässt sich der erfindungsgemässe Modulator bei geeigneter Dimensionierung seiner Arbeitspunkte für eine Grundfrequenz von beispielsweise 70 MHz mit einem Frequenzhub von   : I : 10   MHz und einer Nichtlinearität des damit ausgenützten Bereiches seiner Modulationskennlinie von maximal einem Prozent aussteuern. Das diesen Messungen zugrunde liegende Muster hatte hiebei folgende Kennwerte : 
 EMI3.1 
 R3 = 75   Q   L = 200 nHy 
 EMI3.2 
 lag. Auch weist er nur ein sehr kleines thermisches Rauschen auf. 



   Fig. 2 zeigt ein gegenüber der Fig. l abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. 



  Hiebei ist die Induktivität   L aus Fig. l   durch eine magnetisch mit ihr gekoppelte weitere Wicklung zu einem Übertrager Ü2 ergänzt. Durch diese Massnahme kann der Ausgangsübertrager   Ül   aus   Fig. l eingespartwerden.   Die Primärwicklung des Übertragers Ü2 ist analog der Fig. l mit ihren End-   anschlüssen zwischen den Basis- bzw. Kollektore1ektroden   der Transistoren   Trl   und Tr2 angeschaltet. 



  Die Zuführung der Betriebsgleichspannung + Ub für die Transistoren erfolgt über die Reihenschaltung der Widerstände R4 und R5 und die Mittelanzapfung der Primärwicklung. Die Modulationsspannung Um liegt über den Tiefpass TP am gemeinsamen Verbindungspunkt der Reihenschaltung der beiden Widerstände R4 und R5 an. Die in der Frequenz modulierte Multivibratorschwingung wird an der Sekundärwicklung des Übertragers Ü2 abgenommen. Die Reihenschaltung der beiden Widerstände R4 und R5 ist deshalb erforderlich, weil einerseits durch die Zuführung der Modulationsspannung die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Übertragers Ü2 wechselstrommässig nicht auf Bezugspotential liegen darf und anderseits die Betriebsgleichspannungsquelle die Modulationsspannung nicht kurzschliessen darf.

   Darüberhinaus sind die Widerstände zur Bemessung der von den Transistoren geschalteten Ströme erforderlich. 



   Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei der die Begrenzung der in den Transistoren Tri und Tr2 fliessenden Ströme in an sich bekannter Weise durch zusätzliche Mittel erfolgt, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Begrenzungsmittel bestehen hiebei aus zwei Gleichrichtern Dl und D2, die zwischen den Basiselektroden der Transistoren   Trl   und Tr2 einander gegensinnig parallel geschaltet sind. Um eine einwandfreie Funktion der Transistoren als Stromschalter zu gewährleisten, ist es in diesem Falle zweckmässig, eine gleichstrommässige Trennung zwischen den Kollektorelektroden und den Basiselektroden vorzunehmen.

   Hiezu ist die Induktivität L aus Fig. l zu einem Übertrager Ü3 erweitert, dessen Primärwicklung mit ihren Endanschlüssen die beiden Kollektorelektroden miteinander verbindet, während die Sekundärwicklung mit gegenüber der Primärwicklung vertauschten Endanschlüssen an die Basiselektroden der beiden Transistoren angeschaltet ist. Beide Wicklungen des Übertragers Ü3 weisen eine Mittelanzapfung auf, von denen die der Primärwicklung der Zuführung der Betriebsgleichspannung + Ub dient und die der Sekundärwicklung auf Bezugspotential gelegt ist. Die Zuführung der Modulationsspannung erfolgt nunmehr von der Emitterseite der Transistoren aus.

   Die Emitterelektroden sind über die Reihenschaltung der Widerstände R6 und R7 an eine negative Betriebsgleichspannung - Ub gelegt, während die Modulationsspannung Um über den Tiefpass TP am gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R6 und R7 gegen Bezugspotential anliegt. Die frequenzmodulierte Multivibratorschwingung kann beispielsweise entsprechend den Ausführungsbeispielen nach den Fig. l und 2 an einer in Fig. 3 nicht näher dargestellten dritten Wicklung des Übertragers Ü3 abgenommen werden. An Stelle dieser dritten Wicklung kann als Modulatorausgang ein Aus-   gangsübertrager entsprechend dem Ausführungsbeispiel   nach Fig. l vorgesehen werden, bei dem die Endanschlüsse seiner Primärwicklung wieder über Widerstände an die Kollektroelektroden der beiden Transistoren angeschaltet sind.

   Von einer Mittelanzapfung der Primärwicklung kann abgesehen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Breitbandfrequenzmodulator für Einrichtungen der elektrischen Nachrichtentechnik, insbesondere Richtfunktcchnik, unter Verwendung eines die Trägerschwingung erzeugenden astabilen Multivibrators mit zwei hinsichtlich ihrer Steuer- und Ausgangselektroden kreuzweise gekoppelten Verstärkerelementen, vorzugsweise Transistoren, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale : a) der Multivibrator weist als Umladespeicher eine an den Steuerelektroden beider Vcrstärkerele- mente (Trl, Tr2) wirksame Induktivität (L) mit vernachlässigbarer Hysterese, vorzugsweise eine Luftspule auf, die hiebei die Steuer-bzw.

   Ausgangselektroden der Verstärkerelemente (Trl, Tr2) vorzugsweise unmittelbar miteinander verbindet ; b) die Modulationsspannung ist den beiden Steuer- oder Ausgangselektroden der Verstärkerelemen- te (Trl, Tr2) gleichermassen wirksam zugeführt.

   2. Frequenzmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdieAusgangselektroden der beiden Verstärkerelemente (Trl, Tr2) über je einen Widerstand (R1, R2) mit den beiden Endanschlüssen der Primärwicklung eines Ausgangsübertragers (Ül) verbunden sind, deren Mittelanzapfung über einen weiteren Widerstand (R3) die Betriebsgleichspannung (tub) für die Verstärkerele- mente (Trl, Tr2) zugeführt ist und dass die in der Frequenz modulierte Multivibratorschwingung an der Sekundärwicklung des Ausgangsübertragers abnehmbar ist (Fig. l).

   3. Frequenzmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstän- de (R1, R2) auf seiten der Ausgangselektroden so gross gewählt sind, dass sie den in den Verstärkerelementen fliessenden Strom im wesentlichen bestimmen.

   4. Frequenzmodulator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsspannung der Mittelanzapfung der Primärwicklung des Ausgangsübertragers (Ül, Ü2) über eine Koppelanordnung, vorzugsweise einen Tiefpass (TP), zugeführt ist und dass die den Eingangs- und Ausgangskreisen gemeinsamen Elektroden der beiden Verstärkerelemente (TrI, Tr2) wenigstens wechselstrommässig auf Bezugspotential gelegt sind.

   EMI4.1 sinnig parallelgeschaltete Gleichrichter (Dl, D2) angeordnet sind, dass ferner die den Umladespeicher darstellende Induktivität ein Übertrager (Ü3) ist, dessen Primärwicklung die Ausgangselektroden der beiden Verstärkerelemente (Tri, Tr2) miteinander verbindet und dessen Sekundärwicklung, deren Mittelanzapfung vorzugsweise auf Bezugspotential liegt, mit gegenüber der Primärwicklung vertauschten Endanschlüssen an die Steuerelektroden der Verstärkerelemente (TrI, Tr2) angeschaltet ist und dass den den Eingangs- und Ausgangskreisen gemeinsamen Elektroden der Verstärkerelemente die Modulationsgrösse (Um) in Form eines Stromes zugeführt wird (Fig. 3). EMI4.2