DE1019698B - Schaltungsanordnung zur Aufmodulation eines aus einer Gleichspannung und einem breiten Frequenzband bestehenden Signalgemisches auf einen Traeger mittels eines Ringmodulators - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Alle bisher bekannten Modulatorschaltungen lassen sich grundsätzlich in zwei Gattungen unterteilen, die sich durch die im nachstehenden aufgeführten charakteristischen Merkmale voneinander unterscheiden:

Bei der einen Gruppe, den sogenannten Gegen taktmodulatoren, wird die Verstärkung, die der Träger in einer Gegentaktschaltung erfährt, in Abhängigkeit von der Modulationsspannung verändert (Steueroder Bremsgittermodulation); in bezug auf das Modulationssignal arbeiten diese Schaltungen im Gleichtakt, so daß das Signal am Ausgang der Modulatoren nicht erscheint. Bei der Übertragung eines Fernsehsignalgemisches steuert der Bildanteil den (nahezu) linearen Teil der Modulationskennlinie aus, während der Synchronanteil in den unteren gekrümmten Teil derselben fällt. Die Synchronimpulse müssen daher entweder vorverzerrt oder neu zugetastet werden; durch diese Maßnahme wird der Restträger in der Synchronlücke mit Sicherheit klein genug gehalten.

Zur gleichen Gattung gehören auch die Modulatoren mit Strahlablenkröhre.

Die zweite Gruppe stellen die sogenannten Brückenmodulatoren dar, bei denen der Widerstand eines Brückenzweiges in Abhängigkeit von der Signalspannung verändert wird, so daß am Ausgang der Brückenschaltung der mit dem Signal modulierte Träger erscheint. Mit diesen Schaltungsanordnungen läßt sich durch geeignete Vorabstimmung der Brücke jeder beliebige Modulationsgrad einstellen.

Während die Gegentaktmodulatoren verhältnismäßig große nichtlineäre Verzerrungen, dafür aber nahezu konstanten Trägerrest aufweisen, zeichnen sich die Brückenmodulatoren durch kleine nichtlineare Verzerrungen aus, wofür aber ein recht inkonstanter Trägerrest in Kauf genommen werden muß.

Da sich nichtlineare Verzerrungen nur sehr schwer und nur begrenzt kompensieren lassen, während sich durch zusätzliche Schältungsmaßnahmen die Konstanz des Trägerrestes leichter erreichen bzw. verbessern läßt, ist den Brückenmodulatoren für die Umsetzung von Fernseh- oder Radarsignalfrequenzbändern der Vorzug zu geben.

Für das Farbfernsehen kommen im Hinblick auf die hohen Anforderungen, die dabei an die Linearität der Modulationskennlinie gestellt werden müssen, praktisch nur Ringmodulatoren mit Germaniumdioden in Frage.

Fig. 1 zeigt die Schaltungsanordnung eines solchen bekannten Ringmodulators für Fernsehübertragungsanlagen.

Das Videosignal ω wird dem Steuergitter der Röhre Rö3 zugeführt und dort mittels einer Schwarzsteuerschaltung 6"3 auf ein festes Bezugspotential geklemmt; von der Kathode der Röhre Rö3 gelangt das Schaltungsanordnung zur Auf modulation eines aus einer Gleichspannung und einem breiten Frequenzband bestehenden

Signalgemisches auf einen Träger

mittels eines Ringmodulators

Anmelder:

Feiten & Guilleaume
Fernmeldeanlagen G.m.b.H.,

Nürnberg,
Äußere Bayreuther Str./Bierweg 180

Hans-Joachim Schmidt, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Videosignal alsdann zu der einen Mittelanzapfung des Ringmodulators, während die andere Mittelanzapfung von einem aus der Röhre Rö4c und dem Regelwiderstand R bestehenden Spannungsteiler Sp ein festes negatives Gleichspannungspotential erhält. Mit dem Regelwiderstand R kann die Größe des Trägerrestes eingestellt werden. Die Röhre Röi, an deren Stelle natürlich auch ein ohmscher Widerstand treten könnte, dient zur besseren Konstanthaltung der Potentialdifferenz zwischen den Punkten 1 und 2.

Der Träger Ω wird dem Eingang des Ringmodulators zugeführt; an seinem Ausgang erscheint dann der mit dem Videosignal modulierte Träger als das Modulationsprodukt Ω + ω mit der mittels des Regelwiderstandes R eingestellten Amplitude. Ringmodulatoren dieser Art können den Trägerrest auf l°/o konstant halten.

Die Konstanz des Trägerrestes hängt — unter der Voraussetzung, daß die Schwarzsteuerschaltung und der Ringmodulator ordnungsgemäß arbeiten — von der Potentialdifferenz zwischen den Punkten 1 und 2 ab; diese Potentialdifferenz ist aber Schwankungen unterworfen, die durch Röhrenalterung, Schwankungen der Betriebsspannungen (insbesondere der Heizspannung), durch Erschütterungen verursachte Änderungen der Röhreneigenschaften sowie durch thermische Spannungen und Emissionsänderungen, verursacht werden.

Die Schwankungen können summarisch als Störspannung aufgefaßt werden, die um so weniger ins

im BOB/119

Gewicht fällt, je stärker die Röhre R3 ausgesteuert, d.h. je größer die Signalspannung gewählt wird.

Um aber den Vorteil geringer nichtlinearer Verzerrungen des Ringmodulators nicht preiszugeben, darf man diese Röhre Rö3 nur schwach aussteuern, damit nicht durch die Röhre selbst Verzerrungen hervorgerufen werden; die Störspannungen wirken sich daher als Trägerrestschwankungen von 5 bis lO°/o aus. Es sind deshalb für die hier nicht näher beschriebenen Brückenmodulatoren mit Elektronenröhren Regelschaltungen vorgeschlagen worden, bei denen die Abweichungen der Trägerspannung oder der Potentialdifferenz vom Sollwert durch Vergleich mit einer konstanten Normalspannung festgestellt und als Steuerspannungen zur Einstellung bzw. Regelung des Trägerrestes auf seinen Sollwert ausgewertet werden. Diese Regelschaltungen wären auch für die Schaltung nach Fig. 1 anwendbar; sie sind aber sehr aufwendig und nicht leicht realisierbar.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde. eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der der Vorteil geringer nichtlinearer Verzerrungen eines Ringmodulators voll und ganz ausgenutzt und gleichzeitig der Trägerrest konstant gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit verhältnismäßig geringem Aufwand durch die Verwendung eines über mehrere Stufen gegengekoppelten Vorverstärkers gelöst, dessen letzte Röhrenstufe in dem Arbeitspunkt betrieben wird, bei dem der Anodenstrom nahezu Null ist, wobei die Eingangsspannung dieser Röhrenstufe durch eine Klemmschaltung auf einem festen Bezugspotential gehalten wird.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist auch die erste Stufe des Vorverstärkers mit einer Klemmschaltung versehen.

Die Erfindung wird an Hand eines in

Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen näher beschrieben und erläutert.

In dem Schaltbild sind mit RoI₁ Rö2, Rö3 die Röhren eines dreistufigen, gegengekoppelten Verstärkers bezeichnet. Während der Arbeitspunkt der ersten beiden Röhren üblicherweise ungefähr in der Mitte der /_a/[7j-Kennlinie liegt, wird die letzte Röhrenstufe in dem Arbeitspunkt AP betrieben, bei dem der Anodenstrom nahezu Null ist (vgl. Fig. 2 a).

Mittels der im Takt der Zeilenfrequenz getasteten Schwarzsteuer schaltung S3 wird das von der zweiten Röhrenstufe Rö2 angelieferte Signal auf dem Gittervorspannungswert der letzten Röhre Rö3 festgehalten, bei dem der Boden der Synchronimpulse auf den dem Anodenstrom Null entsprechenden Arbeitspunkt zu liegen kommt. Die vor allem durch die Röhre Ra 3 verursachten nichtlinearen Verzerrungen der Signalspannung werden durch eine von der Kathode der letzten Röhre Rö 3 zur Kathode der ersten Röhrenstufe R1 führende Stromgegenkopplung weitgehendst kompensiert.

Für das Verhältnis der Eingangsspannung zum Ausgangsstrom des Verstärkers ergibt sich dann die in Fig. 2 a dargestellte Kennlinie.

Der Ringmodulator selbst ist bei der beschriebenen Schaltungsanordnung im Anodenkreis der letzten Verstärkerstufe angeordnet, er kann jedoch auch in deren Kathodenkreis liegen.

Da bei dieser Schaltungsanordnung die Schwankungen des Anodenstromes der letzten Röhrenstufe Rö3 vernachlässigbar klein werden, erübrigt sich die bei der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig. 1 benötigte Ausgleichsröhre Rö4, und es kann an ihre Stelle ein gewöhnlicher ohmscher Widerstand Rp treten, der zusammen mit dem Regelwiderstand R den zur Einstellung der Größe des gewünschten Trägerrestes erforderlichen Spannungsteiler darstellt.

Eine am Steuergitter der ersten Verstärkerröhre Röl angreifende, gleichfalls im Takt der Zeilenfrequenz getastete Schwarzsteuerschaltung Sl verhindert, daß die Steuerspannung dieser Röhre zu große Werte annimmt; diese Maßnahme ist deshalb erforderlich, weil die Steuerspannung die Differenz aus der Eingangsspannung und der Gegenkopplungsspannung ist; da letztere aber den Gleichstromwert des Videosignals enthält, sollte auch die Eingangsspannung den Gleichstromwert enthalten, da sonst die Eingangsröhre des Verstärkers mit einem kleinen Videosignal und mit einer sehr großen Gleichstromkomponente ausgesteuert würde.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Aufmodulation eines aus einer Gleichspannung und einem breiten Frequenzband bestehenden Signalgemisches auf einen Träger mittels eines Ringmodulators, gekennzeichnet durch einen über mehrere Stufen gegengekoppelten Vorverstärker, dessen letzte Röhrenstufe in dem Arbeitspunkt betrieben wird, bei dem der Anodenstrom nahezu oder gleich Null ist, wobei die Eingangsspannung dieser Röhrenstufe durch eine Klemmschaltung auf einem festen Bezugspotential gehalten wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die erste Stufe des Vorverstärkers mit einer Klemmschaltung versehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmodulator im Anoden- oder Kathodenkreis der letzten Verstärkerstufe angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 806/119 11.