DE1010589B - Senderschaltung mit Amplituden-modulation einer Hochfrequenzschwingung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur Verringerung der linearen und nichtlinearen Verzerrungen in Senderanordnungen mit Amplitudenmodulation einer Hochfrequenzschwingung sind Schaltungen bekannt, welche mit Mitteln zur Gegenkopplung einer die Verzerrungen enthaltenden Spannung auf eine Vorstufe versehen sind. Die Gegenkoppelspannung ist im allgemeinen eine Niederfrequenzspannung, welche vom Senderausgang durch Demodulation der modulierten Trägerschwingung gewonnen und auf eine Stufe des Modulationsverstärkers zurückgeführt wird. Die Gegenkoppelspannung kann aber auch eine Hochfrequenzspannung sein. Diese wird dann einer dem Ausgang näheren Hochfrequenzverstärkerstufe, beispielsweise der Endstufe, entnommen und auf eine Hochfrequenzvorstufe zurückgeführt. Eine solche Gegenkopplung wirkt zwar ausgleichend gegenüber Verstärkungsänderungen im Hochfrequenzverstärker, jedoch können durch sie nicht die im Modulationsverstärker oder in der Modulationsstufe hervorgerufenen Verzerrungen kompensiert werden. Die Anwendung einer Hochfrequenzgegenkopplung ist besonders auch in Kurzwellensendern schwierig, weil wegen der Phasendrehungen an den Bandgrenzen die Gefahr der wilden Schwingungserregung meist nicht beherrscht werden kann. Ist die Gegenkoppelspannung eine am Senderausgang durch Demodulation wieder erzeugte Niederfrequenzspannung, so kann sie in verschiedenen Stufen der Senderkaskade zur Wirkung gebracht werden. Sie kann einer Stufe des Modulationsverstärkers, einer Stufe des Hochfrequenzverstärkers oder beiden gleichzeitig zugeführt werden. Im ersten Fall liegt der Modulationstransformator als Ausgangsglied des Modulationsverstärkers mit in der Gegenkoppelschleife, wodurch sich die Notwendigkeit ergibt, die Phasendrenungen an dieser Stelle klein zu halten. Dies kann bekanntlich nur durch eine streuungs- und kapazitätsarme Ausführung der Transformatorwicklung, also durch erhöhten Kostenaufwand, und besonders bei Endstufen-Anodenmodulation auch nur unvollständig erreicht werden. Bei der zweiten erwähnten Möglichkeit wird diese Schwierigkeit vermieden. Die Gegenkoppelspannung wird dabei mit der Wirkung einer Gegenmodulation, beispielsweise am Gitter der anodenmodulierten Endstufe oder am Gitter oder der Anode einer Vorstufe, zur Wirkung gebracht. Die Erfindung geht von der zweiten angegebenen Möglichkeit aus und benutzt eine Gegenmodulation miteiner von der modulierten Hochfrequenzschwingung abgeleiteten Niederfrequenzspannung zur Verringerung der Verzerrungen. Bekannte Schaltungen dieser Art weisen noch den Nachteil, auf, daß geringe Verzerrungen nicht mit hohem Wirkungsgrad der Energieumsetzung und möglichst geringem Kostenaufwand vereinigt \verden können. Soll der Sender hohen Wir-Senderschaltung mit Amplitudenmodulation einer Hochfrequenzschwingung

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Curt Protze, Bexlm-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt worden

kungsgrad haben und dabei mit mäßigem Aufwand auskommen, so lassen sich diese Forderungen im allgemeinen nur bei Zulassung etwas höherer Verzerrangen erfüllen. Dieser Zusammenhang ist ohne weiteres verständlich, wenn man bedenkt, daß sowohl das Streben nach hohem Wirkungsgrad als auch, der Wunsch der Kostensenkung dazu führen, die Stufenzahl zu verringern und alle Stufen bis zur Grenze ihrer Leistungsfähigkeit im energetischen Sinne auszunutzen, was wiederum die Folge hat, daß die Aussteuerung über die für geringe Verzerrungen optimalen Gebiete der Arbeitskennlinien der Röhren hinaus gesteigert werden muß. Trotz der durch die entzerrende Gegenmodulation geschaffenen Möglichkeiten muß daher ein Sender, der sehr geringe Verzerrungen aufweist, immer noch wesentlich teurer sein und einen geringeren Gesamtwirkungsgrad aufweisen als ein Sender gleicher Ausgangsleistung bei größeren zugelassenen Ver-Zerrungen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Kostensenkung und Wirkungsgradsteigerung bei mit entzerrender Gegenmodulation ausgerüsteten Sendern zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Senderschaltung mit Amplitudenmodulation einer Hochfrequenzschwingung, in welcher wenigstens zwei getrennt modulierte Leistungsanteile mit im wesentlichen untereinander gleicher Phasenlage der Trägerschwingung und einander entsprechenden Phasen der Modulationsschwmgungen einem gemeinsamen Ausgangskreis zugeführt und in diesem additiv zusammengefaßt werden. Solche Anordnungen sind zur Verteilung der erforderlichen Gesamtleistung auf mehrere Generatorsätze an sich bekannt. Dazu wird beispielsweise auf die deutsche Patentschrift 861 865 hingewiesen. In einer solchen Anordnung soll erfindungsgemäß ein vorzugsweise größerer Leistungsanteil in einer ersten Teilanordnung moduliert werden, welche unter Zulassung merklicher Verzerrungen für

709 549/286

die Eraielung eines hohen Wirkungsgrades der Energiejimsetzung ausgebildet ist, und ein vorzugsweise
kleinerer Leistungsanteil soll in einer zweiten Teilanordnung moduliert werden, welcher eine derartig
verzerrte Schwingung als Modulationsschwingung zugeführt wird, daß in der aus allen Leistungsanteilen
zusammengesetzten modulierten Trägerschwingung die
Verzerrungen gegenüber denjenigen des von der ersten
Teilanordnung gelieferten Leistungsanteiles wesentlich

Ausrüstung eines der Generatoren mit einer Gegenmodulation nach der Erfindung das Ausmaß der Gesamtverzerrungen wesentlich verringert werden, ohne daß in den übrigen Generatoren Veränderungen nötig 5 sind. Vielfach wird es sogar möglich sein, diese dann mit einer erhöhten Aussteuerung und verbessertem Wirkungsgrad zu betreiben. Bei älteren Anlagen mit nur einem Generatorteil und relativ großen Verzerrungen oder schlechtem Wirkungsgrad läßt sich durch die verringert sind. Die Aufteilung der Gesamtleistung io Anwendung der Erfindung in der einen oder anderen und die Bemessung der Teilanordnungen ist dabei vor- Richtung eine Verbesserung erzielen, wenn außer dem zugsweise so getroffen, daß der kleinere Leistungs- vorhandenen Generator ein für einen Bruchteil der anteil ungefähr 10% der sich aus der Zusammenfas- Gesamtleistung bemessener zusätzlicher Generatorteil sung aller Leistungsanteile ergebenden Gesamtleistung mit der angegebenen Gegenmodulation durch die Zerrbeträgt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungs- 15 schwingungen bzw. mit zusätzlicher Modulation durch form der Schaltung nach der Erfindung wird die der die mit zu geringerer Stärke wiedergegebenen hohen genannten zweiten Teilanordnung zugeführte Modu- oder tiefen Modulationskomponenten vorgesehen wird, lationsschwingung durch Demodulation der die aus- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von

zugleichenden Verzerrungen enthaltenden modulierten Senderschaltungen nach der Erfindung in Form von Schwingungen, vorzugsweise der Ausgangsschwingun- 20 Blockschaltbildern dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 ein gen der genannten ersten Teilanordnung oder der aus vorzugsweise quarzstabilisierter Hochfrequenzoszilallen Leistungs an teilen zusammengesetzten modulier- lator bezeichnet, der als Steuersender für die beiden ■ten Trägerschwingung,-gewonnen. Um dabei eine Teilanordnungen 2 und 3 dient. Diese Teilanordnungen Gegenmodulation ,mit den unverzerrten Modulations- enthalten je einen im.allgemeinen mehrstufigen Hochkomponenten zu vermeiden und die Leistung der zwei- 25 f nequenzverstärker und einen Modulator, der es erten Teilanordnung voll für den Ausgleich der Ver- laubt, die Amplitude der Hochfrequenzschwingung in zerrungen ausnutzen zu können, kann die Gegenkoppel- Abhängigkeit von der Modulationsspannung U_mod zu spannung auch durch Differenzbildung zwischen der ändern. Die Ausgangsleistungen der beiden Teildurch die genannte Demodulation erhaltenen Schwin- anordnungen 2 und 3 werden in der durch die Wirgung mit der unverzerrten Modulationsschwingung 30 kungspfeile angedeuteten Richtung auf das Impedanzgewonnen werden. In diesem Falle wird die Phasen- " netz 4 übertragen, welches zur additiven Zusammenlage der der zweiten Teilanordnung zugeführten fassung der beiden Leistungsanteile dient. Dieses Modulationsschwingung so eingestellt, daß die Ver- Tmpedanznetz kann beispielsweise von der erwähnten zerrungskomponenten der von ihr an den gemeinsamen bekannten Art sein, wie sie in der deutschen Patent-Ausgangskreis abgegebenen modulierten Träger- 35 schrift 861 865 beschrieben ist. An das Impedanznetz schwingung gegenphasig zu den Verzerrungskompo- ist die zur Ausstrahlung der Hochfrequenzschwingunnenten liegen, welche in den von einer anderen Teil- gen dienende Antenne 5 angeschlossen. Ferner steht anordnung an den gleichen Ausgangskreis abgegebenen mit dem Impedanznetz auch der an seinem anderen modulierten Trägerschwingungen enthalten sind. Ende geerdete Ausgleichswiderstand 6 in Verbindung, Schaltungen mit Gegenmodulation durch die Zerr- 40 in dem ein Teil der Ausgangsleistungen der beiden schwingungen allein sind an sich, beispielsweise aus "" Senderteile 2 und 3 vernichtet wird, wenn der eine der deutschen Patentschrift 869 225, bekannt. oder andere Senderteil gestört sein sollte. Zum Aus-

Durch die Anwendung der Erfindung ergibt sich der gleich der in dem Senderteil 2 hervorgerufenen line-Vorteil, daß die einen vorzugsweise größeren Anteil aren und nichtlinearen Verzerrungen dient nun eine der Gesamtleistung liefernde Teilanordnung, beispiels- 45 rückwärts führende Modulationsschleife, welche aufweise der eine von zwei parallel zueinander, mit einem einanderfolgend die in Blockform dargestellten gemeinsamen Verbraucher verbundenen Sendern, ohne Elemente 9 bis 13 umfaßt. Vom Ausgang des die VerRücksicht auf die dadurch in Kauf zu nehmenden Ver- zerrungen hervorbringenden Teiles 2 führt eine Leizerrungen so bemessen werden kann, daß ein hoher tang zum Eingang des Teiles 9, in welchem eine DeWirkungsgrad bei kleiner Stufenzahl erzielt wird. Es 5° modulation durch vorzugsweise lineare Gleichrichtung können größere nichtlineare Verzerrungen zugelassen bewirkt wird. Die dadurch gewonnenen Niederwerden, wodurch die zulässigen Grenzen für die Aus- frequenzschwingungen gelangen über den Niedersteuerung der einzelnen Röhrenstufen erweitert wer- frequenzverstärker 10 und das Phasendrehglied 11 auf den. Es können aber auch größere lineare Verzerrun- den einen Eingang des im allgemeinen brückenartig gen zugelassen werden, was sich kostensenkend bei den 55 ausgebildeten Impedanznetzes 12, in welchem die Kopplungsmitteln, besonders bei dem Modulations- Differenz zwischen der über die Elemente 9,10 und 11 transformator, und günstig in bezug auf die in den abgeleiteten Spannung und der unverzerrten Modulaeinzelnen Stufen erzielbaren Leistungsverstärkungen tionsspannung gebildet wird. Die vom Ausgang des auswirkt. Bei einem großen Sender, dessen Hauptteil Impedanznetzes 12 abgegebene Niederfrequenzspanin dieser Weise vereinfacht werden kann, lassen sich 60 nung enthält also nur noch die Verzerrungskomponenso wesentliche Ersparnisse erzielen. Diese Ersparnisse ten, beispielsweise die durch Nichtlinearitäten entwerden durch die zusätzliche, zum Ausgleich der Ver- standenen höheren Harmonischen, oder auch durch zerrungen aufzuwendende Teil anordnung nicht auf ge- Einwirkung von Netzbrumm und ähnliche Störungen zehrt, weil diese im allgemeinen nur für eine kleinere hervorgerufene Fremdspannungen, während die unLeistung bemessen werden kann, wenn es sich um eine 65 verzerrten Modulationskomponenten durch die Diffe-Neuanlage handelt. Ist aber aus anderen Gründen, renzbildung mit U_mod darin nicht vorhanden sind. In beispielsweise zum Schutz gegen Unterbrechungen der
Sendung oder zur Leistungssteigerung bereits eine Anlage mit mehreren unabhängig voneinander arbeiten

der Ausgangs spannung des Impedanznetzes 12 sind aber auch durch den fehlenden Ausgleich bei der Differenzbildung diejenigen Modulationskomponenteh von

den Generatorteilen gewählt worden, so kann durch 70 U_mod enthalten, welche bei der Modulation in dem

Senderteil 2 verlorengegangen sind, beispielsweise durch Bandbeschneidung in der Gegend der tiefen und hohen Modulationskomponenten. Während nun mit den im Senderteil 2 zusätzlich erzeugten Verzerrungskomponenten im Senderteil 3 eine Gegenmodulation ausgeübt wird, erfolgt mit den vom Senderteil 2 weggelassenen Modulationskomponenten im Senderteil 3 eine zusätzliche, additiv zur Wirkung gelangende Modulation. Für die richtige Einstellung der Phasenlage der Modulationsspannungen wird mit Hilfe des Phasendrehgliedes 13 gesorgt. In Fig. 1 ist mit unterbrochenen Linien eine Verbindung zwischen dem Eingang des Demodulators 9 und der Antenne 5 angedeutet. Diese Verbindung kann an die Stelle der Verbindung zwischen 9 und dem Ausgang des Senderteiles 2 treten, wenn die Eigenverzerrungen des Verstärkers und Modulators 3 mit erfaßt werden sollen.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung dargestellt, welche eine ähnliche Wirkung hervorbringt wie die in Fig. 1 dargestellte Anordnung. Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Man erkennt, daß wie in Fig. 1 auch hier die Modulationsspannung U_mod dem Senderteil 2 unmittelbar zugeführt wird. Dieser Senderteil liefert wie in Fig. 1 den Hauptteil der an die Antenne abgegebenen Gesamtleistung, während der Sender 3 hier ohne Zwischenschaltung eines brückenartigen Impedanznetzes über die Kopplungseinrichtung 4' ebenfalls mit der Antenne verbunden ist. über ein Phasenglied 19 wird die Modulationsspannung auch dem Eingang eines Impedanznetzes 15 zugeführt, in welchem die Differenz mit der über den Demodulator 9 von der Antenne 5 kommenden Modulationsspannung gebildet wird. Dem Senderteil 3 wird also wieder eine in der gleichen Weise zusammengesetzte Modulationsspannung zugeführt, wie dies bei der Beschreibung von Fig. 1 erläutert wurde.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher die beiden getrennt modulierbaren Teilanordnungen einander nicht parallel, sondern hintereinandergeschaltet sind, Diese Schaltung enthält als Hauptteil eine Senderendstufe 16, welche in Gitterbasisschaltung ausgeführt ist. In dieser Endstufe wird die vom Steuersender 1 kommende und im Hochfrequenzverstärker 3 verstärkte Hochfrequenzschwingung dem Kathodenkreis der Röhrenstufe 16 zugeleitet. Die im Modulationsverstärker 17 verstärkte Modulationsschwingung wird dem Anodenkreis der gleichen Röhre zugeführt. Es ist bekannt, daß in Senderendstufen mit Gitterbasisschaltung und Modulation an der Anode ein gewisser Teil der dem Kathodenkreis zugeführten Steuerleistung unmoduliert auf den Ausgangskreis gelangt. Es handelt sich dabei um die sogenannte »durchgereichte« Leistung. In der Röhrenstufe in Gitterbasisschaltung ergibt sich also eine additive Zusammenfassung zweier Leistungsanteile wie in dem Impedanznetz 4 bzw. der Kopplungseinrichtung 4' der vorher besprochenen Schaltungen nach Fig. 1 und 2. Die Röhrenendstufe 16 vertritt daher in Fig. 3 gleichzeitig die Aufgaben dieser genannten Einrichtungen. In Anwendung der Erfindung wird nun die Modulation an der Anode der Röhrenstufe 16 mit derjenigen in den Senderteilen 2 der vorher beschriebenen Figuren gleichgesetzt, d. h. es werden an dieser Stelle gewisse Verzerrungen zugelassen. Die zusätzliche Modulation zur Kompensation dieser Verzerrungen erfolgt über das Phasenglied 18 auf den Hochfrequenzverstärker 3, welcher der Endstufe 16 vorausgeht. Zu diesem Zweck wird von der Antenne 5 über die Demodulatoremrichtung 9 eine entsprechende Spannung entnommen und dem Eingang von 3 zugeführt. Da in dieser Anordnung die Notwendigkeit entfällt, zwei einander parallele Senderteile vorzusehen, stellt sie eine wirtschaftlich besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung dar.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Senderschaltung mit Amplitudenmodulation einer Hochfrequenzschwingung, in welcher wenigstens zwei getrennt modulierte Leistungsanteile mit im wesentlichen untereinander gleicher Phasenlage der Trägerschwingung und einander entsprechenden Phasen der Modulationsschwingungen · einem gemeinsamen Ausgangskreis zugeführt und in diesem additiv zusammengefaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise größerer Leistungsanteil in einer ersten Teilanordnung

(2) moduliert wird, welche unter Zulassung merklicher Verzerrungen für die Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der Energieumsetzung ausgebildet ist, und daß ein vorzugsweise kleinerer Leistungsanteil in einer zweiten Teilanordnung (3) moduliert wird, welcher eine derartig verzerrte Schwingung als Modulationsschwingung zugeführt wird, daß in der aus allen Leistungsanteilen zusammengesetzten modulierten Trägerschwingung die Verzerrungen gegenüber denjenigen des von der ersten Teilanordnung gelieferten Leistungsanteiles wesentlich verringert sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Leistungsanteil ungefähr lO°/o der sich aus der Zusammenfassung aller Leistungsanteile ergebenden Gesamtleistung beträgt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der zweiten Teilanordnung

(3) zugeführte Modulationsschwingung durch Demodulation der die auszugleichenden Verzerrungen enthaltenden modulierten Schwingungen, vorzugsweise der Ausgangsschwingungen der genannten ersten Teilanordnung oder der aus allen Leistungsanteilen zusammengesetzten modulierten Trägerschwingung, oder durch Differenzbildung zwischen der durch die genannte Demodulation erhaltenen Schwingung und der unverzerrten Modulationsschwingung gewonnen wird.

4. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch derartige Einstellung der Phasenlage der der zweiten Teilanordnung (3) zugeführten Modulationsschwingung, daß die Verzerrungskomponenten der von ihr an den gemeinsamen Ausgangskreis (5) abgegebenen modulierten Trägerschwingung gegenphasig zu den Verzerrungskomponenten einer von einer anderen Teilanordnung (2) an den gleichen Ausgangskreis abgegebenen modulierten Trägerschwingung sind.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Teilanordnung durch eine in Gitterbasis-Anodenmodulationsschaltung betriebene Röhrenstufe (16) und die genannte zweite Teilanordnung (3) durch wenigstens eine der Gitterbasisstufe in der Hochfrequenzverstärkerkaskade vorausgehende Röhrenstufe gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 7091549/286 6.57