DE1018480B

DE1018480B - Diskriminatoranordnung fuer sehr hohe Frequenzen

Info

Publication number: DE1018480B
Application number: DET12031A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Willwacher
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1956-03-26
Filing date: 1956-03-26
Publication date: 1957-10-31

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Diskriminatoranordnung für sehr hohe Frequenzen, wie sie in der Hauptpatentanmeldung T 12030 VIII a/21a* beschrieben ist.

Die Diskriminatoranordnung für sehr hohe Frequenzen, mit einem in stehenden Wellen erregten Leitungsabschnitt (Hauptleitung) gemäß der Hauptpatentanmeldung T 12030 Villa/21a⁴ ist dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt an seinem der Speisungsstelle abgewandten Ende reflexionsfrei abgeschlossen ist, daß zwischen Speisungsstelle und reflexionsfreiem Abschluß ein frequenzabhängig reflektierendes Glied eingeschaltet ist und daß die daran reflektierte Teilwelle und die daran zum· reflexionsfreien Abschluß weiterlaufende Teilwelle mittels Richtungskopplern getrennt dem Leitungsabschnitt entnommen und Gleichrichteranordnungen zugeführt sind, die miteinander in Differenzschaltung verbunden sind.

Diskriminatoranordnungen besitzen im allgemeinen keine ideal lineare, sondern eine gekrümmte Kennlinie zwischen den Maxima der Frequenz-Amplitude-Charakteristik, so wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Kennlinie ist mathematisch beschreibbar durch die Reihenentwicklung

A = Ci₁Af +■ Ot(Af)³ + a_s(Aff .+ ···+ a_n(Af)*

(1)

wobei die Glieder a₂ bis a_n die Abweichungen von der Linearität im Bereich zwischen den beiden Höckern der Kurve wiedergeben. Diese Abweichungen bestimmen dann beispielsweise in Nachrichtensystemen mit Frequenzmodulation den Klirrfaktor. In der Praxis bezeichnet man als Nichtlinearität auch häufig ras auf das Steigungsmaß im Ursprung bezogene Steigungsmaß der Kennlinie, das durch die Gleichung

= ^TO = l+2^f + 3^W ₊

O_x

(2)

gegeben ist. Betrachtet man aus Gründen der Vereinfachung zur Mittelfrequenz f₀ symmetrische Kennlinien, was jedoch für die Anwendung der Erfindung nicht zwingend erforderlich ist, so fallen in der Gleichung (1) alle Glieder weg, die einen geraden Exponenten besitzen, und. in Gleichung (2) alle Glieder mit ungeraden Exponenten. Eine symmetrisch zur Mittelfrequenz verlaufende Kennlinie ist für die meisten Diskriminatoranordnungen mit hinreichender Genauigkeit erfüllt, wenn die Mittelfrequenz der innerhalb der Schaltung benutzten Resonanzelemente oder Schwingkreise sehr groß ist gegenüber dem benutzten Frequenzband. Das erreicht man z. B. bei der Diskriminatoranordnung
für sehr hohe Frequenzen

Zusatz zur Patentanmeldung T 12030 Villa/21 a⁴
(Auslegeschrift 1 010 120)

Anmelder:

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

Dipl.-Ing, Erwin Willwacher, Backnang (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

Übertragung von mehreren hundert Gesprächen mittels frequenzmodulierter Wellen, wenn die Mittelfrequenz im Gebiet der sehr kurzen Wellen liegt.

Bei Diskriminatoren besitzen zumindest die Faktoren bis zu a_s noch merkbaren Einfluß, so daß bei diesen bekannten Anordnungen der in Fig. 1 mit +A' bezeichnete Aussteuerbereich stark begrenzt wird, was gleichbedeutend einer Ausnutzung eines nur sehr kleinen Teiles der Kennlinie ist.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Diskriminatoranordnung für sehr hohe Frequenzen mit einem in stehenden Wellen erregten Leitungsabschnitt, welcher an seinem der Speisungsstelle abgewandten Ende reflexionsfrei abgeschlossen ist und bei welchem zwischen Speisungsstelle und reflexionsfreiem Abschluß ein frequenzabhängig reflektierendes Glied eingeschaltet ist, nach der Hauptpatentanmeldung T 12030 VIIIa/21a⁴ dadurch linearisiert, daß die Wellen dem frequenzabhäpgig reflektierenden Glied über wenigstens einen quer zum Leitungszuge liegenden Saugkreis zugeführt werden, dessen Abstimmung, Kreisgüte und Ankopplung bzw. Übertragungsdämpfung derart gewählt- sind, daß die Krümmung der Diskriminatorkennlinie im Frequenzbereich zwischen den Maxima der Kennlinie wenigstens angenähert ausgeglichen wird.

In Fig. 2 ist ein Diskriminator für sehr kurze elektromagnetische Wellen gemäß der Hauptpatentanmeldung T 12030VIIIa^Ia⁴ dargestellt. Bei diesem Diskriminator" wird von. einem Generator l· mit dem

TCS 758/293

Innenwiderstand Z, also beispielsweise von der dem Diskriminator in der Schaltung vorausgehenden Stufe oder von einer Antenne, die Hochfrequenz einer Leitung 2 zugeführt, die an ihrem Ende 3 mittels eines Abschlußwiderstandes der Impedanz Z reflexionsfrei abgeschlossen ist, d. h., die Leitung 2 hat einen Wellenwiderstand vom Wert Z. An die Leitung ist beispielsweise in Form einer Parallelverzweigung ein frequenzabhängig reflektierendes Glied 4, beispielsweise ein auf die Mittelfrequenz abgestimmter Resonanzkreis, angeschaltet, der an der Anschaltungsstelle an die Leitung 2 als Serienresonanzkreis erscheint. Es wird dies bei einem Leitungsdiskriminator dieser Art beispielsweise dadurch erzielt, daß die Leitung 4' zur Verbindung des Resonators 4 mit der Leitung 2 eine Achtelwellenlänge lang gemacht wird. Aus Gründen der symmetrischen Kennlinie wird zweckmäßig der Wellenwiderstand dieser Verbindungsleitung zu Z/2 gewählt. Da der Resonanzkreis 4 an der Anschaltungsstelle an die Leitung 2 frequenz- ao abhängig für die von 1 gelieferten Wellen reflektierend wirkt, läßt sich diese Anordnung in der Weise als Diskriminator verwenden, daß die an der Anschaltungsstelle reflektierte Welle zum Teil mittels eines Richtkopplers 5 und die an der Anschaltungsstelle durchgelassene Welle mittels eines Richtkopplers 6 zum Teil entnommen und über Gleichrichter 7, 8 in einer Differenzschaltung C, R zusammengesetzt werden. Dieser Schaltung wird dann die im Takt der Frequenzänderung der Wellen von 1 in der Amplitude schwankende Gleichstromkomponente A zur weiteren Verwertung entnommen.

Eine derartige Diskriminatoranordnung, die eine Kennlinie besitzt, wie sie in Fig. 3 mit A bezeichnet ist, läßt sich in ihrem Kennlinienverlauf durch Anwendung der Lehre nach der Erfindung verbessern, indem ein Saugkreis 9 an die Leitung 2 angeschaltet wird, der auf die Mittelfrequenz der Diskriminatoranordnung abgestimmt ist. Die Wirkungsweise dieses Saugkreises ist derart, daß er bei Annäherung der Frequenz der Wellen an die Mittelfrequenz mehr und mehr Energie absorbiert, während in den nach den Maxima der Kennlinie hin gelegenen Frequenzen wesentlich weniger Energie absorbiert wird. Es tritt damit eine Linearisierung der Diskriminatorkennlinie ein, so daß sich eine Diskriminatorkennlinie ergibt, wie sie in Fig. 3 mit A" bezeichnet ist. Die korrigierte Kurve A" stimmt über einen größeren Frequenzbereich als die Kurve A mit dem idealen Verlauf in Gestalt einer Geraden G überein. Der durch die Wirkung des korrigierten Kreises verursachte, an sich geringfügige Steigungsverlust in der Kennlinie ist als gleichstromseitig ausgeregelt angenommen. In Fig. 4 ist noch gezeigt, wie der Korrekturkreis 9 an der Anschaltungsstelle an die Leitung 2 erscheinen muß. Durch die Wahl von Induktivität, Kapazität und Dämpfungswiderstand dieser Schaltelemente läßt sich die gewünschte linearisierte Ausgangskennlinie des Diskriminators erzielen.

Da die Diskriminatoranordnung an der Stelle 10 frequenzabhängig fehlangepaßt ist, hängt die Linearisierung auch von dem Abstand I₀ der ■ Anschaltungsstellen des frequenzabhängig reflektierenden Teiles 4 und des Saugkreises 9 an die Leitung 2 ab. Zweckmäßigerweise wird daher die elektrische Länge dieses Abstandes veränderbar gemacht, beispielsweise durch Verschiebung der Anschaltungsstellen oder durch eine an sich bekannte Leitungsverlängerung. In gewissem Maße ist von diesem Abstand auch die elektrische Bemessung des Saug- bzw. Kompensationskreises 9 abhängig, dessen Induktivität, Kapazität und Dämpfungswiderstand derart zu wählen sind, daß die Krümmung der Kennlinie wenigstens angenähert im Frequenzbereich zwischen den Maxima kompensiert wird.

Bei einer Hohlrohrleitungsausführung der gesamten Anordnung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenigstens den Saugkreis 9, gegebenenfalls aber auch das frequenzabhängig reflektierende Teil 4 auf die in Fig. 5 schematisch dargestellte Weise auszubilden. Zur Regelung des Kopplungsgrades dient eine Lochoder Schlitzblende 11, an die ein mittels Kurzschlußschieber oder in sonst bekannter Weise ausgebildetem Abstimmschieber 12 abstimmbar ausgebildeter Hohlraum angeschaltet ist, in dessen Innern eine Dämpfungsfolie 13 seitlich verschiebbar angeordnet ist. Die Hohlrohrleitung besitzt zweckmäßig rechteckförmigen Querschnitt, und die Folie 13 wird dann bei üblichen Schwingungsarten in derartigen Hohlrohrleitungen nach einer schmalen Wandseite der Leitung hin bewegt. Mit einem derartigen Resonator lassen sich alle erforderlichen Parameter in der gewünschten Weise einstellen, d.h., die Dämpfung kann in beliebiger Weise variiert werden, ebenso wie die Ankopplung über die Blende 11, an der durch Verschieben des Schiebers 12 sowohl eine Serien- oder eine Parallelresonanz-Charakteristik eingestellt werden kann.

Die vorstehend beschriebene Wahl des Abstandes I₀ läßt sich unkritisch gestalten, wenn an der Stelle 10 ein nur in Richtung zum Diskriminator übertragendes Schaltglied 10', also ein sogenannter Lastisolator, unter Verwendung eines an sich bekannten Gyrators eingeschaltet wird, wodurch zugleich der weitere Vorteil eines konstanten Eingangswiderstandes an dieser Stelle erzielt wird. Gegebenenfalls empfiehlt es sich aus dem letztgenannten Grunde, einen weiteren der an sich bekannten Lastisolatoren zwischen dem Saugkreis 9 und dem Generator 1 in die Leitung 2 einzuschalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Diskriminatoranordnung für sehr hohe Frequenzen, mit einem in stehenden Wellen erregten Leitungsabschnitt, welcher an seinem der Speisungsstelle abgewandten Ende reflexionsfrei abgeschlossen ist und bei welchem zwischen Speisungsstelle und reflexionsfreiem Abschluß ein frequenz abhängig reflektierendes Glied eingeschaltet ist, nach Patentanmeldung T 12030 VIII a/21 a⁴, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen dem frequenzabhängig reflektierenden Glied über wenigstens einen quer zum Leitungszuge liegenden Saugkreis zugeführt werden, dessen Abstimmung, Kreisgüte und Ankopplung bzw. Übertragungsdämpfung derart gewählt sind, daß die Krümmung der Diskriminatorkennlinie im Frequenzbereich zwischen den Maxima der Kennlinie wenigstens angenähert ausgeglichen wird.

2. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Diskriminator mit zur Mittelfrequenz symmetrischer Kennlinie ein auf die Mittelfrequenz abgestimmter Saugkreis vorgesehen ist.

3. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Saugkreis und Reflexionsstelle veränderbar ist.

4. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Kopplungsgrades eine Loch- oder Schlitzblende (11) dient, an die ein mittels Kurzschlußschieber oder in sonst bekannter Weise ausgebildeter Abstiramschieber (12) abstimmbar ausgebildeter Hohlraum angeschaltet ist, in dessen Innern eine Dämpfungsfolie (13) seitlich geordnet ist (Fig. 5).

verschiebbar an-

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 810 521; schweizerische Patentschrift Nr. 246 393.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen