Schaltung zur Amplitudenmodulation der von einer rückgekoppelten Entladungsröhre erzeugten Schwingungen. Bei einer Schaltung zur Amplituden modulation der von einer rückgekoppelten Entladungsröhre: erzeugten Hochfrequenz schwingungen treten neben den erwünsch ten Amplitudenänderungen unerwünschte Frequenzschwankungen auf.
Zwei Ursachen für das Auftreten von Frequenzmodulation bei :der Amplitudenmodulation ,einer rück gekoppelten Entladungsröhre sind die in Ab- häugigkeit von der Modulation auftretenden Kapazitätsänderungen und Dämpfungsände- rungen der parallel zu dem frequenzbestim- menden Kreis geschalteten Oszillatorröhre. Der Einfluss dieser Änderungen auf die Fre quenz :
der erzeugten Schwingungen kann be hoben oder doch wesentlich .geschwächt wer den, indem die Röhrenimpedanz parallel zu nur einem Teil des Schwingungskreises. ge- schaltem wird, wodurch die in Abhängigkeit von der Modulation auftretenden Kapazi- täts- und Dämpfungsschwankungen verhält nismässig ,gering im Verhältnis zur Kreis impedanz sind.
Diese Massnahme übt jedoch keinen Ein fluss auf eine dritte, besonders bei Ultrakurz wellengeneratoren wesentliche Ursache für das Auftreten von Frequenzmodulation aus. Diese Ursache besteht in den bei der Ampli- tudenmodulation auftretenden Laufzeit schwankungen in :der Oszillatorröhre, :die zu einer Phasenverschiebung der Rückkoppel spannung führt und dadurch eine Änderung der Frequenz der erzeugten Schwingungen bewirkt.
Die Erfindung bezweckt, die :durch Lauf zeitänderungen bedingte Frequenzmodulation bei einer Schaltung zur Amplitudenmodula- tion einer rückgekoppelten Entladungsröhre zu beheben.
Erfindungsgemäss wird dieser Zweck :da- .durch erreicht, dass die Modulationsspannung gleichzeitig mit solcher Amplitude und Phase zwei in der Bewegungsrichtung der Elektronen hintereinanderliegenden Elektro den der Oszillatorröhre zugeführt wird, da.ss die von der Modulatio:nsspaunung zwischen der Kathode und der ersten der erwähnten Elektroden herbeigeführten Laufzeitänderun- #ren durch :die Laufzeitänderungen ausgegli chen werden, :
die durch die Modulationsspan- nung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode herbeigeführt werden, wobei der zweiten Elektrode die rückzukappelnde elek trische Grösse entnommen wird.
Bei der Anwendung einer Schaltung, bei der die Modulationsspannung gleichzeitig dem Steuergitter und der Anode (Rückkop- pelelektrode) der Oszillatorröhre zugeführt wird, ist zweckmässig die :der Anode zuge führte Modulationsspaunung in Gegenphase . zu der Modulationsspannung am Steuergitter.
Die Erfindung beruht auf -der Erkennt nis, dass die bei der Steuergittermodulation einer rückgekoppelten Entladungsröhre auf- tretenden Laufzeitänderungen geringer sind als die bei der Anodenmodulation auftreten den.
Denn die Laufzeit zwischen dem Gitter und der Kathode ist :durch die effektive Steuerspannung bedingt, in der Vy die Modulationsspannung
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am Gitter, Vp die Modulationsspannung an der Anode und ,u den Verstärkungskoeffizienten der Röhre bezeichnet;
die effektive Steuerspannung muss für .gleiche Modulationstiefe bei der Anodenmodulation die gleiche ein wie bei der Gittermodulation. Bei der Anodenmodu lation ändert sich jedoch ausserdem die Lauf zeit zwischen dem. Gitter und der Anode, und zwar im gleichen Sinne wie die zuerst ge nannte Laufzeit zwischen dem Gitter und :
der Kathode, so dass sich die Schwankungen vergrössern.. Durch die Anwendung von Anodenmodulation in Gegenphase zu Steuer- gittermoclulation kann somit eine amplituden- modulierte Schwingung erzeugt werden, wenn auch mit kleinerer Modulatio:
nstiefe, bei der die Laufzeitschwankungen zwischen dem Gitter und der Kathode gerade durch diejenigen zwischen dem Gitter und der An ode ausgeglichen sind, und dies hat ein Unterdrücken von Frequenzmodulation zur Folge.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sche matisch dargestellt.
In Fig. 1 ist eine rückgekoppelte Entla dungsröhre 1 dargestellt, die mit einer Kathode 2, einem Steuergitter 3, einer An ode 4 und einer Hilfselektrode 5 versehen ist. Der Anodenkreis der Röhre 1 enthält einen auf die zu erzeugenden Schwingungen ab gestimmten Kreis 6, der mit einer im Steuer- gitterkreis. liegenden Spule 7 :gekoppelt ist.
Die Steüergittervorspannung der Röhre 1 wird von der an der Ausgangsimpedanz der von der Kathode 2 und der Hilfselektrode 5 gebildeten Zweipolröhre auftretenden Span nung geliefert, wobei die Ausgangsimpedanz aus der Parallelschaltung eines Widerstandes 8 und eines Kondensators 9 besteht. Die Ein gangsspannung für die Zweipolröhre wird vom Kreis 6 geliefert, der mit einer im Hilfs- elektrodenkreis liegenden Spule 10 gekoppelt ist.
Diese Kopplung ist derart, dass die der Hilfselektrode 5 zugeführte Oszillatorspan- nung grösser ist als die dem Steuergitter 3 zugeführte Spannung.
Die Anodenspannung der Röhre 1 wird von einer Spannungsquelle 11 geliefert. Mittels der bisher beschriebenen .Schal tung können Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenz durch die Eigenfrequenz des Kreises 6 bedingt ist.
Infolge des Vorhanden seins der Zweipolröhre 2, 5, welche die Oszil- latorspannung mittels der Steuergittervor- spannung stabilisiert, ist es möglich, die im Kreis 6 auftretenden Schwingungen durch eine Änderung der Steuergittervorspannung hinsichtlich der Amplitude zu modulieren,
ohne dass Überselbstschwingen eintritt. Eine Änderung der Amplitude der erzeugten Schwingungen bedingt je eine solche schnelle Änderung der Ausgangsspannung der Zwei polröhre und somit der Gittervo:rspannung .des Oszillators, dass die mittlere Steilheit konstant bleibt, was ein Überselbstschwingen verhindert.
Bei der Amplitudenmodulation der er zeugten Schwingungen durch eine Änderung .der Gitterspannung treten neben den er wünschten Amplitudenänderungen uner wünschte Frequenzänderungen auf, die durch Kapazitätsänderungen, Dämpfungsänderun- gen und Laufzeitänderungen in der Oszilla- torröhre bedingt sind.
Bei der angegebenen Ausführungsform sind die zuerst erwähnten zwei Ursachen der unerwünschten Frequenz änderungen vermieden oder doch wesentlich geschwächt, indem die Anode 4 mit einem zwischen den Enden liegenden Punkt des Schwingungskreises 6 verbunden ist, so dass die von der Röhre gebildeten Kapazität und Dämpfungswiderstand parallel zu nur einem Teil des Kreises liegen und somit der Ein fluss von Kapazitäts- und Dämpfungsände- rungen auf die Grösse der Kreisimpedanz verhältnismässig nur gering ist.
Zur Behebung der bei der Gittermodu lation trotz dieser Massnahme auftretenden Frequenzmodulation, die durch Laufzeitände rungen in der Oszillatorröhre bedingt ist, wird erfindungsgemäss die von einer Span nungsquelle 12 kommende Modulationsspan- nung gleichzeitig zwei in der Bewegungs richtung der Elektronen hintereinanderlie- geActen Elektroden der Oszillatorröhre, unct zwar im vorliegenden Fall dem Steuergitter 3 und der Anode 4, mit .geeigneter Phase und Amplitude zugeführt.
Zu diesem Zweck ist die Modulationsquelle 12 mit der Primär wicklung 13 eines Transformators verbunden, der zwei Sekundärwicklungen 14 und 15 be sitzt. Die Sekundärwicklung 14 liegt im Git terkreis, die Sekundärwicklung 15 im An odenkreis, und zwar derart, dass die Modu- lationsspannung an der Anode in Gegen phase zu der Modulationsspannung am Git ter ist. Bei dieser Phasenverschiebung zwi schen den Modulations.spannungen ist durch Einstellung der Amplitude der erwähnten Spannungen erzielbar,
.dass die von der effek tiven Steuerspannung
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herbeigeführ ten Laufzeitänderungen zwischen Kathode und Gitter von den durch die an der Anode auftretende Modulationsspannung Trp beding ten, zwischen Gitter und Anode auftretenden Laufzeitänderungen ausgeglichen werden, so dass Frequenzmodulation durch Laufzeitände rung verhütet wird.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dar gestellt, bei der zwecks Zuführung der Modulationsspannung zur Anode die Modu- lationsfrequenzkomponente des Anodenstro mes der Oszillatorröhre benutzt wird, wobei dem Gitter die Modulationsspannung zuge führt wird. Im Anodenkreis der Röhre 1 liegt ein Widerstand 16, der von einem Kon densator 17, der für Schwingungen mit der Eigenfrequenz des Kreises 6 einen Kurz schluss darstellt, überbrück wird.
An diesem Widerstand entsteht somit ein modulations- frequenter Spannungsabfall, .der in Gegen phase zu,der Steuerspannung TTg ist und bei passender Bemessung des Widerstandes die zum Unterdrücken von Frequenzmodulation erforderliche Amplitude besitzt. Bei den beschriebenen Ausführungsfor men wird die Oszillatorspannung mittels einer Zweipolröhre stabilisiert.
Eine Aus führungsform, bei der die Parallelschaltung eines Widerstandes und Kondensators mit grosser Zeitkonstante in der Kathodenleitung der Oszillatorröhre zum Stabilisieren der Oszillatörspannung .dient, ist in Fig. 3 dar gestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Kondensator in der Kathodenleitung mit 18, der Widerstand mit 19 bezeichnet, während die übrigen Elemente mit den gleichen Be zugszeichen wie bei der Schaltung nach Fig. 1 bezeichnet sind.
Da die Wirkungs weise dieser Schaltung derjenigen der schon beschriebenen Schaltungen entspricht, wird auf die Einzelheiten nicht näher eingegangen.
Es versteht sich von selbst, dass die Mo dulationsspannung an der Anode wie in Fig. 2 durch einen Widerstand im Anodenkreis er zeugt werden kann.
Circuit for amplitude modulation of the oscillations generated by a feedback discharge tube. In a circuit for the amplitude modulation of the high-frequency vibrations generated by a feedback discharge tube: in addition to the desired amplitude changes, undesired frequency fluctuations occur.
Two reasons for the occurrence of frequency modulation in: the amplitude modulation, a feedback discharge tube, are the changes in capacitance and attenuation of the oscillator tube connected in parallel to the frequency-determining circuit that occur as a function of the modulation. The influence of these changes on the frequency:
The generated vibrations can be eliminated or at least significantly weakened by keeping the tube impedance parallel to only part of the oscillation circuit. is switched, whereby the capacitance and attenuation fluctuations that occur as a function of the modulation are relatively small in relation to the circuit impedance.
However, this measure does not have any influence on a third cause, particularly in the case of ultrashort wave generators, for the occurrence of frequency modulation. This is due to the transit time fluctuations that occur during amplitude modulation in: the oscillator tube: which leads to a phase shift in the feedback voltage and thereby changes the frequency of the generated oscillations.
The aim of the invention is to: eliminate frequency modulation caused by changes in transit time in a circuit for amplitude modulation of a feedback discharge tube.
According to the invention, this purpose is achieved in that the modulation voltage is simultaneously supplied to two electrodes of the oscillator tube, one behind the other in the direction of movement of the electrons, with such amplitude and phase that the voltage generated by the modulation between the cathode and the first of the changes in transit time caused by: the changes in transit time are compensated for,
which are brought about by the modulation voltage between the first and the second electrode, with the electrical quantity to be cut back being taken from the second electrode.
When using a circuit in which the modulation voltage is fed to the control grid and the anode (feedback electrode) of the oscillator tube at the same time, the following is useful: the anode fed modulation voltage in antiphase. to the modulation voltage on the control grid.
The invention is based on the knowledge that the changes in transit time that occur during the control grid modulation of a feedback discharge tube are less than those that occur during the anode modulation.
Because the transit time between the grid and the cathode is: due to the effective control voltage in which Vy is the modulation voltage
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on the grid, Vp denotes the modulation voltage on the anode and, u denotes the gain coefficient of the tube;
the effective control voltage must be the same for the same modulation depth with the anode modulation as with the grid modulation. In the case of the anode modulation, however, the running time between the also changes. Grid and the anode, in the same sense as the first mentioned transit time between the grid and:
of the cathode, so that the fluctuations increase. By using anode modulation in phase opposition to control grid modulation, an amplitude-modulated oscillation can be generated, albeit with a smaller modulation:
depth at which the transit time fluctuations between the grid and the cathode are just compensated for by those between the grid and the anode, and this results in a suppression of frequency modulation.
In the accompanying drawings, some embodiments of the invention are shown cal cally.
In Fig. 1, a feedback Entla extension tube 1 is shown, which is provided with a cathode 2, a control grid 3, an anode 4 and an auxiliary electrode 5. The anode circuit of the tube 1 contains a circuit 6 which is matched to the vibrations to be generated and which is connected to one in the control grid circuit. lying coil 7: is coupled.
The control grid bias of the tube 1 is supplied by the voltage occurring at the output impedance of the two-pole tube formed by the cathode 2 and the auxiliary electrode 5, the output impedance consisting of the parallel connection of a resistor 8 and a capacitor 9. The input voltage for the two-pole tube is supplied by circuit 6, which is coupled to a coil 10 located in the auxiliary electrode circuit.
This coupling is such that the oscillator voltage supplied to the auxiliary electrode 5 is greater than the voltage supplied to the control grid 3.
The anode voltage of the tube 1 is supplied by a voltage source 11. By means of the circuit described so far, vibrations can be generated, the frequency of which is determined by the natural frequency of the circuit 6.
Due to the presence of the two-pole tube 2, 5, which stabilizes the oscillator voltage by means of the control grid bias, it is possible to modulate the oscillations occurring in circuit 6 by changing the control grid bias in terms of amplitude,
without excessive self-oscillation occurring. A change in the amplitude of the generated oscillations causes such a rapid change in the output voltage of the two-pole tube and thus in the grid voltage of the oscillator that the mean slope remains constant, which prevents over-self oscillation.
In the amplitude modulation of the generated vibrations by changing the grid voltage, in addition to the desired amplitude changes, undesired frequency changes occur which are caused by changes in capacitance, changes in attenuation and changes in transit time in the oscillator tube.
In the specified embodiment, the first-mentioned two causes of the undesired frequency changes are avoided or at least significantly weakened in that the anode 4 is connected to a point between the ends of the oscillating circuit 6, so that the capacitance and damping resistance formed by the tube are only parallel part of the circle and thus the influence of changes in capacitance and attenuation on the size of the circuit impedance is relatively small.
In order to eliminate the frequency modulation occurring in the grid modulation despite this measure, which is caused by changes in the transit time in the oscillator tube, the modulation voltage coming from a voltage source 12 is simultaneously applied to two electrodes of the oscillator tube, one behind the other in the direction of movement of the electrons, In the present case, unct the control grid 3 and the anode 4, supplied with .ge suitable phase and amplitude.
For this purpose, the modulation source 12 is connected to the primary winding 13 of a transformer, the two secondary windings 14 and 15 be seated. The secondary winding 14 is in the grid circuit, the secondary winding 15 in the anode circuit in such a way that the modulation voltage on the anode is in phase opposition to the modulation voltage on the grid. With this phase shift between the modulation voltages, by adjusting the amplitude of the voltages mentioned,
.that that of the effective control voltage
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Changes in transit time between the cathode and grid brought about are compensated for by the transit time changes caused by the modulation voltage Trp occurring at the anode, occurring between grid and anode, so that frequency modulation is prevented by changing the transit time.
2 shows an embodiment in which the modulation frequency component of the anode current of the oscillator tube is used for the purpose of supplying the modulation voltage to the anode, the modulation voltage being supplied to the grid. In the anode circuit of the tube 1 there is a resistor 16 which is bridged by a capacitor 17, which is a short circuit for vibrations with the natural frequency of the circuit 6.
A modulation-frequency voltage drop thus arises at this resistor, which is in phase opposition to the control voltage TTg and, if the resistor is appropriately dimensioned, has the amplitude required to suppress frequency modulation. In the embodiments described, the oscillator voltage is stabilized by means of a two-pole tube.
An embodiment in which the parallel connection of a resistor and capacitor with a large time constant in the cathode line of the oscillator tube to stabilize the oscillator voltage. Serves, is shown in Fig. 3 is. In this embodiment, the capacitor in the cathode line is denoted by 18 and the resistor is denoted by 19, while the other elements are denoted by the same reference numerals as in the circuit of FIG.
Since the effect of this circuit corresponds to that of the circuits already described, the details will not be discussed in detail.
It goes without saying that the modulation voltage at the anode, as in FIG. 2, can be generated by a resistor in the anode circuit.