CH246145A - Message transmission device with ultra-high frequency carrier. - Google Patents

Message transmission device with ultra-high frequency carrier.

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CH246145A
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German (de)
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Telefunken Gesellschaft Fu Mbh
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Telefunken Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/08Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of a sub-carrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

  

      Nachrichten=Übertragungseinrichtung    mit     ultrahochfrequentem    Träger.    Die bekannten     Übertragungsverfahren    mit  sehr kurzen elektrischen Wellen, insbesondere       Dezimeterwellen,    arbeiten meist so, dass die  zu übertragende, die Nachricht enthaltende  niederfrequente Schwingung dem Ultrahoch  frequenzträger als     Amplitudenmodulation    oder  - neuerdings vorzugsweise - als     Frequenz-          modulation        aufmoduliert    wird.

   Der Empfän  ger ist dabei fast     immer    als     Überlagerungs-          empfänger    ausgebildet, da eine unmittelbare  Verstärkung der Ultrahochfrequenz mit den  heutigen     Mitteln    nicht möglich ist und ander  seits     eine    Verstärkung und Filterung vor der       Demodulation        bekanntlich    wünschenswert ist.

    Das     Überlagerungsverfahren    stellt jedoch  recht hohe und bei sehr kurzen Wellen nur  unter grossem Aufwand (Temperaturregler,       Nachlaufeinrichtungen    oder     dergl.)    erfüll  bare Anforderungen an die     Frequenzkonstanz     des Senders und des     Überlagerungsoszillators     des Empfängers, da deren Differenz die Zwi  schenfrequenz des Empfängers bestimmt und  zu breite     Zwischenfrequenzbandfilter    nicht  zweckmässig sind.  



  Es ist ein Übertragungsverfahren be  kannt, bei dem zunächst ein     sinusförmiger     Zwischenträger mit der Nachricht     frequenz-          moduliert    und dann mit diesem     frequenz-          modulierten    Zwischenträger die von     einem     quarzstabilisierten     Oszillator        exzeugte    Ultra  hochfrequenz     amplitudenmoduliert    wird.  



  Die     Einrichtung    nach der Erfindung, bei  der eine ultrahochfrequente Trägerschwin-         gung-mit    einem mit der Nachricht     frequenz-          modulierten    Zwischenträger     amplitudenmodu-          liert    ist, kennzeichnet sich dadurch,

   dass der  die Ultrahochfrequenz erzeugende     Oszillator     keine     Mittel    zur     Frequenzstabilisation    besitzt  und dass empfängerseitig die Ultrahochfre  quenz ohne Anwendung des     Überlagerungs-          prinzips    gleichgerichtet und der dabei ent  standene     frequenzmodulierte    Zwischenträger  verstärkt wird.  



  Bei Verwendung     eines        amplitudenmodu-          lierten    Zwischenträgers ist es an sich     bekannt,     die Empfangsfrequenz unmittelbar gleichzu  richten. (Funk-Bastler 1931,     S.51    und 310).  Bei diesem Übertragungsverfahren lassen sich  jedoch nicht so hohe     Sendeleistungen    und so  hohe Empfängerempfindlichkeit erreichen.  



  In der nachfolgenden Beschreibung sind  Ausführungsbeispiele der     Erfindung    an Hand  der Figuren näher erläutert.  



       Fig.    ja zeigt     einen,        frequenzmodulierten,          sinusförmigen    Zwischenträger     während    einer  Periode der Niederfrequenz. Da die Ampli  tude des Zwischenträgers konstant bleibt, ist  es im Gegensatz zu den bisher üblichen Über  tragungsverfahren möglich, den     ultrahoch-          frequenten    Träger dauernd hundertprozentig  in der Amplitude     durchzumodulieren.    Es ent  stehen nach     Fig.1b    Wellengruppen, die bald  grössere Länge und entsprechend grösseren  Abstand voneinander, bald kleinere     Länge     und. kleineren Abstand haben.

   Daher wird der       Ultrahochfrequenzsender    nicht dauernd, son-           dern    angenähert impulsartig betrieben, so dass  seine mittlere Verlustleistung verhältnis  mässig klein bleibt, oder dass man umgekehrt  bei gegebener Verlustleistung während der  Sendeperiode die Spannungen und Ströme in  der Senderöhre wesentlich höher wählen kann  als bei dem     Amplitudenmodulationsverfahren     mit schwankendem     Modulationsgrad.    Durch  die momentane Erhöhung der Betriebsspan  nung kann man die Laufzeiteinflüsse weit  gehend herabsetzen und sehr gute Wirkungs  grade auch bei kurzen Wellen erzielen.

   Diese  Herabsetzung der Laufzeiteinflüsse ist für  die verschiedenen     Zwischenträgerperioden    die  gleiche, da in jeder die gleiche maximale       Spannung    auftritt.  



       Ein    entsprechender Vorteil ergibt sich  auch für die Gleichrichtung auf der Empfän  gerseite. Da alle bekannten Gleichrichter bei  kleinen Empfangsspannungen quadratisch  arbeiten und bei     Amplitudenmodulation    des  halb auch der     Modulationsgrad    quadratisch  eingeht, ist     infolge    der hundertprozentigen  Modulation der     ankommenden    Dezimeter  welle die Empfindlichkeit des Gleichrichters  am     günstigsten.     



  Durch den Gleichrichter     (Detektor,    An  odengleichrichter oder     Audion),    der auf die  Empfangsantenne     unmittelbar    folgt, wird der       frequenzmodulierte    Zwischenträger herausge  holt. Die Niederfrequenz selbst entsteht hier  bei noch nicht, da gemäss     Fig.        1b    der Schwin  gungsmittelwert über     einen    bestimmten, meh  rere Perioden des Zwischenträgers umfassen  den     Zeitabschnitt    konstant bleibt.

   Der Zwi  schenträger wird dann in üblicher Weise ver  stärkt, gegebenenfalls in seiner Amplitude  begrenzt und darauf durch Umwandlung der       Frequenzmodulation    in eine     Amplitudenmo-          dulation    und anschliessende     Gleichrichtung    in       bekannter    Weise     demaduliert.    Die Anforde  rungen am die     Frequenzkonsstanz    des Senders  sind     verhältnismässig    gering.     Quarzsteuerung     oder     Nachstimmeinrichtungen    kommen ganz  in Fortfall.

   Trotzdem können die Kreise des       Zwischenträgerverstärkers    des Empfängers,  die ja auf die festliegende     Zwischenträger-          frequenz        abgestimmt    sind, verhältnismässig         schmalbandig    sein, was auch in bezug auf das  Rauschen günstig ist.  



  Gemäss einer verbesserten Ausführungs  form der Erfindung werden die     obenerwähn-          ten    Vorteile des höheren Wirkungsgrades am  Sender und der grösseren Empfindlichkeit des  Gleichrichters noch wesentlich gesteigert,  wenn man aus dem     sinusförmigen    Zwischen  träger einen     rechteekförmigen    ableitet, indem  aus jeder Periode des     sinusförmigen    Zwi  schenträgers     (Fig.la)    ein Impuls von einer  der jeweiligen Periodendauer proportionalen       Länge    gemacht     (F'ig.        1e)    und mit diesen  Impulsen der Sender     amplitudenmoduliert     wird (Fix.

       Id).    Während eines Impulses kann  man den Sender mit sehr hoher Spannung       betreiben    und auf diese Weise auch bei kür  zesten Wellen ausgezeichnete Leistungen und  Wirkungsgrade erhalten. Man kann z. B. mit  Trioden noch bei einer Wellenlänge von etwa  10 cm einen Wirkungsgrad von 25 % erzielen,       während    der Wirkungsgrad der gleichen  Röhre ohne Anwendung dieser Massnahme  ganz wesentlich kleiner ist.     Entsprechend     steigt die mittlere     abgebbare        Leistung!        der     Röhre.    Die Impulsmodulation ist an sich bekannt.

    Bei den bisherigen Verfahren     hatte    jedoch  entweder die Impulsdauer stets den gleichen  Wert, wobei die     Impulsfrequenz-entsprechend     der Modulation verändert wurde, oder es  wurde bei gleichbleibender Impulsfrequenz  die Impulsdauer     im    Takte der Modulation  verändert. In diesen Fällen lieferte die Gleich  richtung unmittelbar die Niederfrequenz. Bei  der in     Fig.le    und     ld    dargestellten Impuls  folge ändern sich hingegen Impulsdauer und  Impulsfrequenz gegensinnig, so dass der  Effektivwert wie bei einem     sinusförmigen,          frequenzmodulierten    Träger und der Mittel  wert konstant bleibt.

   Wesentlich ist dabei,  dass im Gegensatz zu den bekannten     Zeit-          mo,dulati@onsverfahren    am Empfänger     nach,der     Gleichrichtung die Impulsfolge, die im vor  liegenden Fall den     frequenzmodulierten    Zwi  schenträger darstellt, verstärkt     und        frequenz-          demoduliert    wird.      Die Erzeugung der Impulse aus dem zu  nächst     sinusförmigen    Zwischenträger kann  z. B.. durch     Verzerrerschaltungen    in an sich  bekannter Weise erfolgen.

   Zum Beispiel kann       man:    in den     Abstimmkreisen        des        frequenz-          modulierten        Zwischenträgergenerators    einen       übereätt        besten        Eisentransformator    anschalten,  der gegebenenfalls nach entsprechender Ver  stärkung die     ,geeigneten        Impulsspannungen     für den     Dezimeterwellensender    abgibt.  



  In     Fig.    2 ist dieses Verfahren schematisch  dargestellt. Die Niederfrequenz NF     frequenz-,     moduliert den     Zwischenträgergenerator    ZG.       Dann,    folgt     dler        Verzerrer        Yz,    der die zur       Amplitudenmodulation    des     Dezimeterwellen-          senders    U erforderlichen Impulse liefert. Auf  der Empfängerseite befindet sich der Gleich  richter G, der     Zwischenträgerverstärker        ZV     und der     Frequenzdemodulator    und Nieder  frequenzverstärker F.  



  Zur Übertragung verschiedener Nachrich  ten können verschiedene     frequenzmodulierte     Zwischenträger vorgesehen sein, die den glei  chen     ultrahochfrequenten    Träger     amplituden-          modulieren,    am Empfänger     durch        G1elohrich-          tung    herausgeholt, durch Filter voneinander  getrennt und darauf getrennt verstärkt und       frequenzdemoduliert    werden.  



  Eine weitere verbesserte Ausführungs  form des Erfindungsgegenstandes ergibt sich  bei Anwendung des     Pendelrückkopplungs-          empfanges.     



  Beim gewöhnlichen     Pendelaudion,    dem  man eine einfach     amplitudenmodulierte    Hoch  frequenz aufdrückt, ist die Pendelfrequenz,  also die Frequenz, mit welcher die Selbst  erregung unterbrochen wird, bekanntlich grö  sser als die     Modulationsfrequenz.    Im vorlie  genden Fall müsste also die     Pendelfrequenz     grösser als die     Zwischenträgerfrequenz    sein.  Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, die Pen  delfrequenz zwischen der Ultrahochfrequenz  und der     Zwischenträgerfrequenz    unterzu  bringen.  



  Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten       @vird    die Pendelfrequenz gerade gleich der       Zwischenträgerfrequenz    gewählt. Beim     übli-          ehen        Pendelaudion    wäre es nicht möglich, die    Pendelfrequenz in den     Modulationsfrequenz-          bereich    zu legen, da     diese    dort im höchsten  Masse stören würde, zudem auszufiltern wäre,  und da störende     Schwebungsfrequenzen    auf  treten würden.

   Bei Verwendung eines     fre-          quenzmodulierten    Zwischenträgers und Wahl  der     Pendelfrequenz    gleich der Zwischen  trägerfrequenz fallen diese Schwierigkeiten  fort.     Schwebungsfrequenzen    - können nicht  auftreten, insbesondere dann nicht, wenn der       Oszillator    für die Pendelfrequenz, der bei  dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.    3 mit 0  bezeichnet ist, durch die von der Pendel  rückkopplungsstufe P und einen angeschlos  senen besonderen Gleichrichter G gelieferte,       gleichzeitig        ,

  durch    einen Verstärker     V    ver  stärkte     Zwischenträgerschwingung    mitge  nommen     wird.    Diese Mitnahme würde im  Falle eines     amplitudenmodulierten        Zwischen-          trägers    und bei grossem     Modulationsgrad     scharf auf den     Zwischenfrequenzträger    abge  stimmte,     sehmalbandige        Oszillatorkreise    vor  aussetzen.

   Bei     Frequenzmodulation    kann man  diese Schwierigkeit vermeiden, also auf be  sonders     frequenzkonstante    und daher teure       Abstimmkreisse    verzichten, wenn man den       Oszillator    und die Mitnahme so ausbil  det, dass dem     Oszil#lator    auch die Frequenz  modulation des Zwischenträgers mitmacht.  Es soll also stets die     augenblickliche    Fre  quenz z des Zwischenträgers gleich der vom       Pendeloszillator    erzeugten Frequenz sein.

    Dazu muss (für, die den     Pendeloszillator    0  steuernde, am Ausgang des Verstärkers     V     auftretende     Zwischenträgeramplitude)    der       Mitnahmebereich    des     Oszillators    mindestens  gleich dem     Frequenzhub    des Zwischenträgers  sein.  



  Aus dieser Bemessung ergeben sich noch       weitere    Vorteile. Während bei     Fig.3    ange  nommen ist, dass an den Ausgang des Ver  stärkers     V    eine     Begrenzerstufe        B    zur übli  chen     Amplitudenbegrenzung    angeschlossen  ist, woran sich ein Umwandler U zur Um  wandlung in eine     amplitudenmodulierte     Schwingung, ein zweiter     Gleichrichter    G'  zur Gewinnung der niederfrequenten     Modu-          lationsschwingung,    ein Niederfrequenzver-      stärker V und ein Wiedergabegerät T (Kopf  hörer) anschliessen, kann man den Begrenzer  B sparen,

   wenn man gemäss     Fig.    4 die Stufen  <I>U, G',</I>     V',   <I>T</I> an den Ausgang des     Pendel-          oszillators    0 anschliesst. Dort ist nämlich  wegen der Sättigung der sich selbst begren  zenden     Oszillatorröhre    praktisch stets die  gleiche     Amplitude    der Pendelfrequenz vor  handen, während die     Frequenzmodulation    in  folge der Mitnahme mitgemacht wird.  



  Man kann sogar den Umwandler Ü spa  ren, wenn man die Stufen<I>G', V', T</I> gemäss       Fig.    5 an den Ausgang der     Pendelrückkopp-          lungsstufe    P anschliesst. Ferner kann man die       Stufen   <I>G', V', T</I> an den Ausgang des     Zwi-          schenträgerverstärkers    V     anschliessen,    wie       Fig.    6 zeigt.     Wegen    der höheren Verstärkung  gegenüber der Anordnung nach     Fig.5    kann  man dann vielfach auf den Niederfrequenz  verstärker V' verzichten.

   Schliesslich kann  man auch auf den zweiten Gleichrichter G'  verzichten, da der Gleichrichter G auch be  reits die     Nutzmodulationsfrequenz    entstehen  lässt. Man kann dann     etwa    das Wiedergabe  gerät T,     wie    in     Fig.    6 in     gestrichelten    Linien  dargestellt, unmittelbar an den Ausgang des       Verstärkers    V anschliessen.  



  Dass die Schaltung nach     Fig.5    möglich  ist, beruht darauf, dass am Ausgang der     Pen-          delrückkopplungsstufe    P der     Ultrahochfre-          quenzträger    nicht nur wie am Eingang mit  dem Zwischenträger, sondern gleichzeitig mit  der     Nutzmodulationsfrequenz    (Niederfre  quenz)     amplitudenmoduliert    ist.  



  Die Wirkungsweise der     Schaltung    nach       Fig.6    beruht darauf, dass am Ausgang des  Verstärkers V der Zwischenträger nicht nur  mit der     Nutzmodulationsfrequenz        frequenz-          moduliert,        sondern    gleichzeitig     amplituden-          moduliert    ist. Diese Verhältnisse ergeben sich  aus der Betrachtung von Mg. 7, welche die  Vorgänge in der     Pendelrückkopplungsstufe     bei     Mitnahme    des     Pendeloszillators    0 durch  den     frequenzmodulierten    Zwischenträger ver  anschaulicht.

   Die kleinen, stark ausgezogenen       Schwingungszüge    stellen die von der An  tenne A empfangenen     Hochfrequenzimpulse     dar, die bald entsprechend dem frequenz-    modulierten     Zwisehenträber        (vergl.        Fig.        1e,        1d)     in kürzeren Zeitabschnitten aufeinanderfol  gen und dabei selbst kürzer sind, wie     Fig.    7a       zeigt,    und bald gemäss     Fig.7b    länger sind  und in längeren Zeitabschnitten aufeinander  folgen.

   Die Mitnahme wirkt sich so aus, dass  die erzeugte     Pendelfrequenz    stets genau  gleich der     Zwischenträ,gerfrequenz,    d. h.  gleich der Impulsfrequenz ist.. Die     Frequen-,     mit der die Stufe P bald selbsterregt arbeitet,  bald gedämpft     wird,    ist also stets gleich der  Impulsfrequenz.

   Jedoch spricht     sich    der  Zwang, den     Oszillator    0 von seiner Eigen  frequenz, die er bei fehlender Fremderregung  durch den Zwischenträger annehmen würde,  auf die     Zwischenträgerfrequenz    hinzuziehen,  darin aus, dass zwischen der Pendelschwin  gung und der     Zwischenträgerschwingung    ein  mehr oder weniger grosser Phasenunterschied  besteht. Dieser Phasenunterschied wird um so  grösser, je stärker der     Oszillator    0 von seiner  Eigenfrequenz weggezogen werden muss.  



  Es sei z. B. angenommen, dass die bei  der     Frequenzmodulation    höchst vorkommende       Zwischenträgerfrequenz        (Fig.    7a) mit der     un-          beeinflussten        Oszillatorfrequenz    genau über  einstimmt. Dann ist gemäss     Fig.    7a zwi  schen Pendelschwingung und Zwischenträger  schwingung kein Phasenunterschied vorhan  den (wenn man keine besonderen Phasen  glieder vorsieht).

   Bei der niedrigsten     Zwi-          schenträgerfrequenz    gemäss     Fig.7b    eilt hin  gegen die Pendelschwingung um fast 90   nach.     Die    durch Selbsterregung entstandene  ultrahochfrequente Ausgangsschwingung der       Stufe    P, die in     Fig.    7 in dünn     ausgezogenen     Linien dargestellt ist, hat daher im einen Fall       (Fig.    7a) nur einen kleineren Teil der Selbst  erregungshalbperiode zur     Aufschaukelung     zur Verfügung, im andern Fall     (Fig.        7b)    fast  die ganze Halbperiode.

   Man sieht daraus, dass  die     ultrahochfrequente    Ausgangsschwingung  der Stufe P unmittelbar mit der Niederfre  quenz     amplitudenmoduliert    ist, da sich ja der  Zustand nach     Fig.7a    im Takte der Nieder  frequenz in den nach     Fig.    7b verwandelt und  wieder zurückkehrt. Infolgedessen tritt nach  Gleichrichtung dieser     Ausgangsschwingung,         also am Ausgang von G oder     V,    die nieder  frequente     Modulation        unmittelbar    auf.  



  Durch geeignete     Phasenbedingungenbezw.     gegebenenfalls zusätzliche Phasenschieber  kann man erreichen, dass für die eine Grenze  der     ZZwischenträgerfrequenz    die Ausgangs  amplitude von     Pnahezu    null ist, während sie  für die andere     Grenzfrequenz    nahezu den       grösstmöglichen        Amplitudenwert    annimmt.  



  Die Umwandlung der Nutzmodulation,  die ja zunächst als     Frequenzmodulation    des  Zwischenträgers vorliegt, in eine     Amplitu-          denmodulation    des Hauptträgers und gleich  zeitig in eine     Amplitudenmodulation    des       Zwischenträgers    erfolgt also hier     nicht    durch  ein     frequenzabhängiges    Filter, sondern durch  eine     frequenzabhängige    Verschiebung der       Enfdämpfungszeiten.     



       Fig.    8 zeigt ein     ausführlicheres    Schaltbild  eines Empfängers nach     Fig.    6,     wobei    die  Stufen G' und     Y'        fortgelassen    sind und     der     Kopfhörer T unmittelbar an den Ausgang  der     Verstärkerstufe        Y    angeschlossen ist.

   Die       Pendelrückkopplungsstufe    P ist als selbst  erregte     Dezimeterwellenstufe        in    Dreipunkt  schaltung mit zwei abgestimmten     Lecher-          schwingkreisen        L,    und     L,    zwischen Anode  und Gitter     einerseits    und     zwischen    Gitter  und Kathode anderseits ausgebildet. An den       Anodenlecherschwingkreis        L,    sind die Emp  fangsantenne<I>A</I> und eine Diode     D    (entspre  chend dem Gleichrichter G in     Fig.    6) ange  koppelt.

   Die entsprechend     Fig.7    verstärkte  und umgewandelte     ultrahochfrequente    Schwin  gung wird durch die Diode     D    gleichgerichtet  und der     Verstärkerstufe        Y    zugeführt, deren       Anodenschwingkreis        K1        breitbandig    ist und       wenigstens    annähernd auf die eine Grenz  frequenz des     frequenzmodulierten    Zwischen  trägers abgestimmt ist. In Reihe mit     K,.    liegt  das     T'elephon    T.  



       K,.    bildet     gleichzeitig    den     Gitterschwing-          kreis    der     Oszillatorstufe    0 zur Erzeugung  der Pendelfrequenz. Die Rückkopplung wird  zur besseren Entkopplung nicht     unmittelbar     von dem ebenfalls auf den Zwischenträger  abgestimmten     Anodenschwingkreis        K2    auf       IL,    ausgeübt, sondern nach dem Grundsatz    der     $athodenrückkopplung    durch die     in    der  Kathodenleitung liegende Spule L.

   Die er  zeugte und durch den     Zwischenträger    mit  genommene Pendelfrequenz wird dem Gitter  der Stufe P so zugeführt, dass diese     periodisch     angefacht und gedämpft wird. Es ist auch  möglich, zur Gewinnung der niederfrequenten       Modulationsschwingung    an den Ausgang von       Y    zunächst einen Gleichrichter zur Gewin  nung der niederfrequenten     Modulations-          schwingung    anzukoppeln und erst an diesen  - gegebenenfalls über einen besonderen Nie  derfrequenzverstärker gemäss     Fig.6    - das       Telephon        T    'anzuschliessen.



      Messages = transmission facility with ultra-high frequency carrier. The known transmission methods with very short electrical waves, especially decimeter waves, usually work in such a way that the low-frequency oscillation to be transmitted, containing the message, is modulated onto the ultra-high frequency carrier as amplitude modulation or - more recently, preferably - as frequency modulation.

   The receiver is almost always designed as a heterodyne receiver, since a direct amplification of the ultra-high frequency is not possible with today's means and, on the other hand, amplification and filtering before demodulation is known to be desirable.

    However, the superposition method is very high and with very short waves only with great effort (temperature controller, tracking devices or the like.) Fulfill bare requirements for the frequency constancy of the transmitter and the superposition oscillator of the receiver, since their difference determines the intermediate frequency of the receiver and an intermediate frequency band filter that is too wide are not appropriate.



  A transmission method is known in which first a sinusoidal subcarrier is frequency-modulated with the message and then the ultra-high frequency generated by a quartz-stabilized oscillator is amplitude-modulated with this frequency-modulated subcarrier.



  The device according to the invention, in which an ultra-high-frequency carrier oscillation is amplitude-modulated with an intermediate carrier frequency-modulated with the message, is characterized in that:

   that the oscillator generating the ultra-high frequency has no means for frequency stabilization and that on the receiver side the ultra-high frequency is rectified without applying the superposition principle and the frequency-modulated subcarrier that arises is amplified.



  When using an amplitude-modulated intermediate carrier, it is known per se to rectify the reception frequency directly. (Funk hobbyist 1931, pages 51 and 310). With this transmission method, however, it is not possible to achieve such high transmission powers and such high receiver sensitivity.



  In the following description, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the figures.



       Fig. Ja shows a frequency-modulated, sinusoidal subcarrier during a period of the low frequency. Since the amplitude of the subcarrier remains constant, it is possible, in contrast to the previous transmission methods, to continuously modulate the amplitude of the ultra-high frequency carrier one hundred percent. There arises according to Fig.1b wave groups, the sometimes greater length and correspondingly greater distance from each other, sometimes smaller length and. have a smaller distance.

   Therefore, the ultra-high frequency transmitter is not operated continuously, but rather in an approximately pulsed manner, so that its mean power loss remains relatively small, or, conversely, with a given power loss during the transmission period, the voltages and currents in the transmitter tube can be selected to be significantly higher than with the amplitude modulation method fluctuating degree of modulation. The momentary increase in the operating voltage allows the runtime influences to be largely reduced and very good degrees of effectiveness to be achieved even with short waves.

   This reduction in the runtime influences is the same for the different subcarrier periods, since the same maximum voltage occurs in each.



       There is also a corresponding advantage for the rectification on the receiver side. Since all known rectifiers work squarely at low received voltages and with amplitude modulation of the half, the degree of modulation is also received squarely, the sensitivity of the rectifier is most favorable due to the hundred percent modulation of the incoming decimeter wave.



  The frequency-modulated intermediate carrier is extracted by the rectifier (detector, anode rectifier or audion), which immediately follows the receiving antenna. The low frequency itself does not yet arise here, since, according to FIG. 1b, the mean oscillation value remains constant over a certain period of time comprising the subcarrier.

   The intermediate carrier is then amplified in the usual way, optionally limited in its amplitude and then demadulated in a known manner by converting the frequency modulation into an amplitude modulation and subsequent rectification. The requirements for the frequency consistency of the transmitter are relatively low. Quartz control or retuning devices are completely eliminated.

   Nevertheless, the circuits of the subcarrier amplifier of the receiver, which are tuned to the fixed subcarrier frequency, can be relatively narrow-band, which is also favorable with regard to the noise.



  According to an improved embodiment of the invention, the above-mentioned advantages of the higher efficiency at the transmitter and the greater sensitivity of the rectifier are significantly increased if a square-shaped carrier is derived from the sinusoidal intermediate carrier by taking from each period of the sinusoidal intermediate carrier (Fig. la) a pulse of a length proportional to the respective period is made (Fig. 1e) and the transmitter is amplitude-modulated with these pulses (fix.

       Id). During a pulse, the transmitter can be operated with very high voltage and in this way excellent performance and efficiency can be obtained even with the shortest waves. You can z. B. with triodes still achieve an efficiency of 25% at a wavelength of about 10 cm, while the efficiency of the same tube is significantly lower without using this measure. The mean deliverable power increases accordingly! the tube. The pulse modulation is known per se.

    In the previous methods, however, either the pulse duration always had the same value, the pulse frequency being changed according to the modulation, or the pulse duration was changed in the cycle of the modulation while the pulse frequency remained the same. In these cases the rectification provided the low frequency immediately. In the case of the pulse sequence shown in Fig.le and ld, however, the pulse duration and pulse frequency change in opposite directions, so that the effective value as with a sinusoidal, frequency-modulated carrier and the mean value remain constant.

   It is essential that, in contrast to the known time modulation method at the receiver, the pulse sequence, which in the present case represents the frequency-modulated intermediate carrier, is amplified and frequency-demodulated after rectification. The generation of the pulses from the next sinusoidal subcarrier can, for. B .. take place by distortion circuits in a manner known per se.

   For example, you can: connect an iron transformer of the highest quality to the tuning circuits of the frequency-modulated subcarrier generator, which, if necessary after appropriate amplification, emits the appropriate pulse voltages for the decimeter wave transmitter.



  This method is shown schematically in FIG. The low frequency NF frequency, modulates the intermediate carrier generator ZG. Then follows the distortion Yz, which supplies the pulses required for the amplitude modulation of the decimeter wave transmitter U. On the receiver side is the rectifier G, the intermediate carrier amplifier ZV and the frequency demodulator and low frequency amplifier F.



  To transmit different messages, different frequency-modulated subcarriers can be provided, which amplitude-modulate the same ultra-high-frequency carrier, are fetched out at the receiver in the same direction, separated by filters and then amplified and frequency demodulated separately.



  Another improved embodiment of the subject matter of the invention results when the pendulum feedback reception is used.



  In the usual pendulum audion, to which a simply amplitude-modulated high frequency is applied, the pendulum frequency, i.e. the frequency with which the self-excitation is interrupted, is known to be greater than the modulation frequency. In the present case, the pendulum frequency would have to be greater than the subcarrier frequency. However, it is difficult to accommodate the pendulum frequency between the ultra-high frequency and the subcarrier frequency.



  To avoid these difficulties, the pendulum frequency is chosen to be exactly the same as the subcarrier frequency. With the usual pendulum audion, it would not be possible to place the pendulum frequency in the modulation frequency range, since this would interfere to the greatest extent there, would also have to be filtered out, and interfering beat frequencies would occur.

   If a frequency-modulated subcarrier is used and the pendulum frequency is chosen to be equal to the subcarrier frequency, these difficulties are eliminated. Beat frequencies - can not occur, especially not when the oscillator for the pendulum frequency, which is denoted by 0 in the embodiment of FIG. 3, by the feedback stage P and a connected special rectifier G supplied by the pendulum, simultaneously,

  by an amplifier V amplified intermediate carrier vibration is taken along. In the case of an amplitude-modulated intermediate carrier and with a high degree of modulation, this entrainment would expose narrow-band oscillator circuits that are tailored to the intermediate frequency carrier.

   With frequency modulation, this difficulty can be avoided, i.e. especially constant frequency and therefore expensive tuning circuits can be avoided if the oscillator and the driver are designed in such a way that the oscillator also takes part in the frequency modulation of the subcarrier. So it should always be the instantaneous Fre quency z of the subcarrier equal to the frequency generated by the pendulum oscillator.

    For this purpose (for the subcarrier amplitude which controls the pendulum oscillator 0 and which occurs at the output of the amplifier V), the driving range of the oscillator must be at least equal to the frequency deviation of the subcarrier.



  This dimensioning results in further advantages. While in Fig.3 it is assumed that a limiter stage B is connected to the usual amplitude limitation at the output of the amplifier V, whereupon a converter U to convert into an amplitude-modulated oscillation, a second rectifier G 'to obtain the low-frequency modulus - if you connect a low frequency amplifier V and a playback device T (headphones), you can save the limiter B,

   if the stages <I> U, G ', </I> V', <I> T </I> are connected to the output of the pendulum oscillator 0 according to FIG. There is in fact because of the saturation of the self-limiting oscillator tube practically always the same amplitude of the pendulum frequency before present, while the frequency modulation is taken as a result of the entrainment.



  You can even save the converter U if you connect the stages <I> G ', V', T </I> according to FIG. 5 to the output of the pendulum feedback stage P. Furthermore, the stages <I> G ', V', T </I> can be connected to the output of the intermediate carrier amplifier V, as FIG. 6 shows. Because of the higher gain compared to the arrangement according to FIG. 5, the low-frequency amplifier V 'can often be dispensed with.

   Finally, the second rectifier G 'can also be dispensed with, since the rectifier G also allows the useful modulation frequency to arise. The reproduction device T can then be connected directly to the output of the amplifier V, as shown in broken lines in FIG.



  The fact that the circuit according to FIG. 5 is possible is based on the fact that at the output of the pendulum feedback stage P the ultra-high frequency carrier is amplitude-modulated not only as at the input with the intermediate carrier, but simultaneously with the useful modulation frequency (low frequency).



  The mode of operation of the circuit according to FIG. 6 is based on the fact that the subcarrier at the output of the amplifier V is not only frequency-modulated with the useful modulation frequency, but also amplitude-modulated at the same time. These relationships result from the consideration of Mg. 7, which illustrates the processes in the pendulum feedback stage when the pendulum oscillator 0 is carried along by the frequency-modulated subcarrier.

   The small, strongly drawn out oscillation trains represent the high-frequency pulses received by the antenna A, which soon follow one another according to the frequency-modulated Zwisehenträber (see Fig. 1e, 1d) in shorter periods of time and are themselves shorter, as shown in FIG. 7a , and soon, according to FIG. 7b, are longer and follow one another in longer time segments.

   The entrainment has the effect that the generated pendulum frequency is always exactly the same as the intermediate carrier frequency, i.e. H. is equal to the pulse frequency. The frequency with which stage P is now self-excited and soon damped is therefore always the same as the pulse frequency.

   However, the compulsion to apply the oscillator 0 to its natural frequency, which it would assume in the absence of external excitation by the subcarrier, is expressed in the fact that there is a more or less large phase difference between the pendulum oscillation and the subcarrier oscillation. This phase difference becomes greater the more the oscillator 0 has to be pulled away from its natural frequency.



  Let it be For example, it is assumed that the highest subcarrier frequency (FIG. 7a) occurring in frequency modulation exactly matches the unaffected oscillator frequency. Then, according to FIG. 7a, there is no phase difference between the pendulum oscillation and the intermediate carrier oscillation (if no special phase elements are provided).

   At the lowest intermediate carrier frequency according to FIG. 7b, the pendulum oscillation lags by almost 90. The ultra-high-frequency output oscillation of stage P, which is produced by self-excitation and which is shown in thin solid lines in Fig. 7, therefore only has a smaller part of the self-excitation half-cycle available for oscillation in one case (Fig. 7a), in the other case (Fig. 7b) almost the entire half-period.

   It can be seen from this that the ultra-high-frequency output oscillation of the stage P is directly amplitude-modulated with the Niederfre frequency, since the state according to FIG. 7a is transformed into that according to FIG. 7b in the cycle of the low frequency and then returns. As a result, after this output oscillation has been rectified, i.e. at the output of G or V, the low-frequency modulation occurs immediately.



  By means of suitable phase conditions If necessary, additional phase shifters can be achieved that for one limit of the Zintermediate carrier frequency, the output amplitude of P is almost zero, while for the other limit frequency it assumes almost the greatest possible amplitude value.



  The conversion of the useful modulation, which is initially a frequency modulation of the subcarrier, into an amplitude modulation of the main carrier and, at the same time, into an amplitude modulation of the subcarrier is not done by a frequency-dependent filter, but by a frequency-dependent shift in the attenuation times.



       FIG. 8 shows a more detailed circuit diagram of a receiver according to FIG. 6, the stages G 'and Y' being omitted and the headphones T being connected directly to the output of the amplifier stage Y.

   The pendulum feedback stage P is designed as a self-excited decimeter wave stage in three-point circuit with two matched Lecher oscillating circuits L, and L, between the anode and grid on the one hand and between the grid and cathode on the other. The receiving antenna <I> A </I> and a diode D (corresponding to the rectifier G in FIG. 6) are coupled to the anode tube oscillating circuit L.

   The according to Figure 7 amplified and converted ultra-high frequency oscillation is rectified by the diode D and fed to the amplifier stage Y, the anode resonant circuit K1 is broadband and is at least approximately matched to the cutoff frequency of the frequency-modulated intermediate carrier. In series with K ,. is the T'elephon T.



       K ,. at the same time forms the lattice resonance circuit of oscillator stage 0 to generate the pendulum frequency. For better decoupling, the feedback is not exerted directly by the anode resonant circuit K2 on IL, which is also matched to the intermediate carrier, but according to the principle of athode feedback by the coil L in the cathode line.

   The pendulum frequency he generated and taken with the subcarrier is fed to the grid of stage P in such a way that it is periodically fanned and damped. It is also possible to first couple a rectifier to obtain the low-frequency modulation oscillation at the output of Y in order to obtain the low-frequency modulation oscillation and only connect the telephone T 'to this - possibly via a special low-frequency amplifier according to FIG.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Nachrichten-Übertragungseinrichtung, bei der eine ultrahochfrequente Trägerschwin gung mit einem mit der Nachricht frequenz- modulierten Zwischenträger amplitudenmodu- liert ist, dadurch gekennzeichnet, PATENT CLAIM: Message transmission device in which an ultra-high frequency carrier oscillation is amplitude-modulated with an intermediate carrier frequency-modulated with the message, characterized in that dass der die Ultrahochfrequenz erzeugende Oszillator keine Mittel zur Frequenzstabilisation besitzt und dass empfängerseitig die Ultrahochfrequenz ohne Anwendung des Überlägerungsprinzips gleichgerichtet und der dabei entstandene frequenzmodulierte Zwischenträger verstärkt wird. UNTERANSPRüCHE 1. that the oscillator generating the ultra-high frequency has no means for frequency stabilization and that on the receiver side the ultra-high frequency is rectified without applying the superimposition principle and the frequency-modulated subcarrier that arises is amplified. SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jede Periode des frequenzmodulierten Zwischenträgers die Form eines Impulses von einer der jeweiligen Periodendauer proportionalen Länge besitzt und dass mit diesen Impulsen die Ultrahoch frequenz amplitudenmoduliert wird. Device according to patent claim, characterized in that each period of the frequency-modulated intermediate carrier has the form of a pulse of a length proportional to the respective period duration and that the ultra-high frequency is amplitude-modulated with these pulses. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die erste Stufe des Empfängers eine Pendelrückkopplungsstufe ist, deren Pendelfrequenz gleich der Frequenz des Zwischenträgers bemessen ist. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass der zur Erzeu gung der Pendelschwingung vorgesehene Oszillator durch den Zwischenträger mitge nommen wird. 4. 2. Device according to claim, characterized in that the first stage of the receiver is a pendulum feedback stage, the pendulum frequency is dimensioned to be equal to the frequency of the subcarrier. 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that the oscillator provided for generating the pendulum oscillation is taken along by the intermediate carrier. 4th Einrichtung nach Unteranspruch d, da durch gekennzeichnet, dass, die Mitnahme so art'olgt, dass der Pendelfrequenzoszillator die F'requenzmodulation des Zwischenträgers mit macht. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der Pendelfre- quenzoszillator im nicht mitgenommenen Zu stand- wenigstens angenähert auf der einen Grenzfrequenz des frequenzmodulierten Zwi schenträgers schwingt. 6. Device according to dependent claim d, characterized in that the entrainment follows in such a way that the pendulum frequency oscillator takes part in the frequency modulation of the intermediate carrier. 5. The device according to dependent claim 4, characterized in that the pendulum frequency oscillator oscillates in the non-entrained state- at least approximately on the one limit frequency of the frequency-modulated intermediate carrier. 6th Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass an die Pendel- rückkopplungsstufe (P) ein Gleichrichter (G bezw. D) und an diesen ein Verstärker (V) für den Zwischenträger angekoppelt ist, des sen Ausgangsschwingung den Pendelfre- quenzoszillator (0) mitnimmt. 7. Device according to dependent claim 3, characterized in that a rectifier (G or D) is coupled to the pendulum feedback stage (P) and an amplifier (V) for the intermediate carrier is coupled to this, the output oscillation of which is the pendulum frequency oscillator (0). takes away. 7th Einrichtung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Umwandler (U) zur Umwandlung der frequenzmodulier- ten Zwischenträgerschwingung in eine ampli- tudenmodukerte Zwischenträgerschwingung an den Ausgang des Pendelfrequenzoszilla- tors (0) angeschlossen ist (Fig.4). B. Device according to dependent claim 6, characterized in that the converter (U) for converting the frequency-modulated subcarrier oscillation into an amplitude-modulated subcarrier oscillation is connected to the output of the pendulum frequency oscillator (0) (FIG. 4). B. Einrichtung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (G') zur Gewinnung der Nutzmodulations- frequenz ohne einen zwischengeschalteten Umwandler zur Umwandlung von Frequenz modulation in Amplitudenmodulation unmit- telbar an den Ausgang der Pendelrückkopp- lungsstufe angeschlossen ist (Fig. 5). 9. Device according to dependent claim 6, characterized in that the rectifier (G ') for obtaining the useful modulation frequency is connected directly to the output of the pendulum feedback stage without an intermediate converter for converting frequency modulation into amplitude modulation (Fig. 5) . 9. Einrichtung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (G') zur Gewinnung der Nutzmodulations- frequenz ohne Zwischenschaltung eines Um- wandlers von Frequenzmodulation in Ampli- tudenmodulation an den Ausgang des Zwi- schenträgerverstä,rkers (V) angeschlossen ist (Fig. 6). 10. Device according to dependent claim 6, characterized in that the rectifier (G ') for obtaining the useful modulation frequency is connected to the output of the intermediate carrier amplifier (V) without the interposition of a converter from frequency modulation to amplitude modulation (Fig . 6). 10. Einrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass daG Wiedergabe gerät (T) ohne Zwischenschaltung eines Um wandlers von Frequenzmodulation in Ampli- tudenmodulation unmittelbar an den Ausgang des Zwischenträgerverstärkers (V) ange schlossen ist (Fig.6). 11. Device according to dependent claim 6, characterized in that the playback device (T) is connected directly to the output of the subcarrier amplifier (V) without the interposition of a converter from frequency modulation to amplitude modulation (Fig. 6). 11. Einrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Pendelfre- quenzoszillator eine Röhrenstufe mit abge stimmtem Gitterschwingkreis (K,) und abge= stimmtem Ausgangsschtvingkreis (K,) und einer durch eine Spule (L) in der Kathoden leitung auf den Gitterschwingkreis (K,) aus geübten Rückkopplung dient (Fig. 8). Device according to dependent claim 6, characterized in that the pendulum frequency oscillator is a tube stage with a coordinated lattice oscillating circuit (K,) and a coordinated output switching circuit (K,) and one through a coil (L) in the cathode line to the lattice oscillating circuit (K, ) from practiced feedback (Fig. 8).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1083876B (en) * 1957-08-26 1960-06-23 Tesla Np Circuit for amplitude modulation of transmitters
DE2648273A1 (en) * 1975-10-24 1977-04-28 Western Electric Co METHOD AND DEVICE FOR REDUCING AUDIBLE CROSS-SPEAKING IN SINGLE-SIDED RADIO TRANSMISSION SYSTEMS

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