DE1035705B - Modulationsanordnung fuer Signale mit periodisch wiederkehrendem Extremwert - Google Patents

Description

Eine bekannte Methode zur Verstärkung elektrischer Signale, die Frequenzen bis zu Null umfaßt, besteht darin, Signale auf eine Trägerwelle auf zumodulieren, die modulierte Trägerfrequenz zu verstärken und hierauf wieder zu demodulieren, so daß den ursprünglichen Signalen entsprechende verstärkte Signale erhalten werden. Um eine genügende Modulationstiefe schon mit geringen Signalamplituden zu erreichen, wird von der sogenannten Brückenmodulationsschaltung Gebrauch gemacht, wobei eine Art Brückenschaltung verwendet wird, die im normalen Zustand nahezu ausgeglichen ist und die in Übereinstimmung mit den jeweiligen Amplituden der zugeführten Signale mehr oder weniger verstimmt wird. Der für eine wirksame Modulation auch bei kleiner Signalamplitude erforderliche Wert der »Verstimmung« im Normalzustand ist sehr kritisch, und die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, mit der die Einstellung dieses kritischen Wertes der Verstimmung der Brücke für lange Zeit unverändert aufrechterhalten werden kann.

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einer Anordnung zur Amplitudenmodulation, bei welcher der Differenzwert zweier Wechselströme gleicher Frequenz gebildet und ein oder beide Teilströme durch Beeinflussung der Verstärkung eines gesteuerten Entladungsgefäßes von einer oder mehreren Modulationsspannungen um einen mittleren Wert herum verändert werden, nach Verstärkung der Ausgangsspannung eine Gleichrichtung vorzunehmen, die Modulationsspannungen auszufiltern und die Gleichspannung einer die Verstärkung der Teilwechselströme beeinflussenden Elektrode eines oder beider gesteuerten Entladungsgefäße der Modulationsanordnung zuzuführen. Die Gleichspannung entspricht dabei dem Mittelwert der Modulationsspannung. Bei Signalen, bei denen auch die Übertragung der Gleichstromkomponente gefordert wird, muß daher diese getrennt gewonnen und der Anordnung zugeführt werden.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird erfindungsgemäß bei einer Anordnung zur Modulation eines Trägers mit einem Signal, das wenigstens einen periodisch wiederkehrenden Extremwert enthält, in einer Brückenmodulationsschaltung der von der Brückenmodulationsschaltung gelieferte modulierte Träger, gegebenenfalls nach Verstärkung, demoduliert, das demodulierte Signal einem zweiten Gleichrichter zugeführt und die von diesem gelieferte Spannung als Regelspannung zur Steuerung des Verstimmungsgrades des Brückenmodulators diesem derart zugeführt, daß der für den Extremwert eingestellte Verstimmungsgrad praktisch konstant gehalten wird.

Es ist hierbei zweckmäßig, daß die Zeitkonstante des zweiten Gleichrichters erheblich langer ist als der Modulationsanordnung für Signale mit periodisch wiederkehrendem Extremwert

Anmelder:

Fernseh G.m.b.H.,

Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Peter William Willans, London, ist als Erfinder genannt worden

a₅ Zeitraum zwischen den sich periodisch wiederholenden Extremwerten des zugeführten Signals. Die Zeitkonstante darf jedoch andererseits nicht zu lang sein, denn die Höhe der mittels dieses Gleichrichters erhaltenen Gleichspannung soll sich in Übereinstimmung mit den zeitlich schwankenden Betriebsbedingungen ändern, die den Gleichgewichtszustand der Brückenschaltung bestimmen.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung eingehender erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Weise eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Verstärkung von Fernsehsignalen od. dgl., welche periodisch wiederkehrende Strommaxima oder Stromminima enthalten. Das zu verstärkende Signal wird den Eingangsklemmen einer Brückenmodulationsschaltung 1 zugeführt. Der Schwingungserzeuger 2 liefert die erforderliche Trägerfrequenz. Die in der Modulationsanordnung modulierte Trägerfrequenz wird im Verstärker 3 verstärkt und in einer Demodulationsanordnung 4 gleichgerichtet. Ein Teil der gleichgerichteten Ausgangsleistung wird einem zweiten Gleichrichter 5 zugeführt, der in Reihe mit einer Widerstandskapazitätsanordnung 6, 7 geschaltet ist.

Bei geeigneter Wahl der Werte des Widerstandes 6 und des Kondensators 7 wird die am Widerstand 6 auftretende Spannung dem Wert der periodisch wiederkehrenden Maximal- oder Minimalwerte des Signals entsprechen. Ein Teil dieser Spannung wird

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am Widerstand 6 abgegriffen und der Brückenschaltung 1 derart in geeigneter Weise zugeführt, daß hierdurch eine Steuerung der Gleichgewichtsbedingungen bzw. des jeweiligen Grades der Verstimmung erfolgt. Die Anschaltung des Gleichrichters 5 hängt davon ab, ob das. in. dem. Modulator 4 gleichgerichtete Signal periodisch wiederkehrende Strommaxima oder Stromminima enthält. Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltanordnung ist für Signale bestimmt, welche periodisch wiederkehrende' Maximalwerte enthalten.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips. Der Kurvenverlauf ö zeigt die von einem Signal modulierte Trägerwelle, welche periodisch wiederkehrende Maximalwerte von stets gleichbleibender Größe d enthält. Wenn vorausgesetzt wird, daß dieser Wellenzug von einer Brückenmodulationsanordnung erzeugt wurde, welche nicht unter völlig konstanten Arbeitsbedingungen arbeitet, z.B. von der Brückenmodulationsanordnung 1 in Fig. 1, dann wird die Form der Umhüllenden der modulierten Trägerwelle nicht durch den Grad der Verstimmung des Modulators beeinflußt werden (natürlich nur innerhalb ziemlich enger Grenzen), aber die Amplitude d der periodisch wiederkehrenden Maximalwerte wird eine Funktion des Grades dieser Verstimmung sein. Dies bedeutet, daß die durch den Kurvenzug α dargestellte Kurve durch die Gleichung

y=(P+ Q) cos ω t

ausdrücken kann. Q hängt nur von der Wellenform des modulierenden Signals ab und wird durch sich wiederholende Maximalwerte charakterisiert. P ist eine Konstante, welche unabhängig von der Arbeitsweise des Kreises 5,6,7 sowie unabhängig von irgendwelchen zusätzlichen, von Hand zu betätigenden Kontrolleinrichtungen und .der Stromverteilung in der Brückenschaltung ist. (P + Q) wird hierbei immer als positiv angenommen, soll aber womöglich einen kleinen Minimalwert besitzen.

Wenn Q einen periodisch wiederkehrenden Maximalwert von konstanter Größe_;-Q_e; ,besitzt, dann, ist die -jeweilige Ordinate, der Einhüllenden der Trägerwelle im Zeitpunkt,- wenn dieße ,konstante Größe auftritt gleich .(P ^,Q₀) und ändert sich daher nur insoiern, als sich..P änd.er^-Bei der in Fig. 2,dargestellten Kurven jst daher der Maximalwert £?~ (-PH- Q₀) gleich einer- Konstanten + E. -Die .Kuxve. b in Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der nach erfolgter Verstärkung ,{im Verstärker 3 ,in 1 Eig, l^und lyiearer. Gleichrichtung (im 1,Gleichrichter 4 in Fig. 1) am-Ausgang, des Gleichrichters erhaltenen Ausgangsspannung,,und..in diesem Fall besitzt-die maximale Spannung ,dieses .Wellenzuges den Wert ,,-4 ,·,,<£,., wpbjei si. eine, ,Konstante ist, die, Vion, der Höhe d«r ,Verstärkung abhängt. Der in Fig. 1 mit 5, 6 und· 7, bezeichnet? Stror&kreis entihäl.t einen Glerchrichter.-(Spitzengleichrichter), dessen Zeitkoi>stan,i&..erheblich länger, ist,als die Zeitdauer .zwischen zwei ,wiederkehrenden Maximalwerten.,; ajper kurz genug, um einer.Veränderung, der, Betriebsbedin-•gungen xm folgen, welche den Grad 4er .Verstimtnung 4»t r-Bfüokenschaltiing verändern kjann. Das.,,Spannungsgefälle am Widerstand^ dient, zur. ,Steuerung deiT Verstimmung der Mqchilationsanprdnung. !,,.wobei angenommen wird, 4aß der S,inn,dieser,'Verstimmung bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel derart, ist, d^ß idie Verstimmung durch.ein Ansteigen de,s,Spannungs-'äbfalks an 6 verringert wird·. Dip Schwankungen des B-etriebsz-ustandes bei der, -.Moduiationgar^orcinung I könnten gegebenenfalls, Schwankungen der MäfP^malwerte des demodulierten Kurvenzuges hervorrufen. Dem wird durch die am Widerstand 6 auftretenden wechselnden Potentiale entgegengewirkt, und die Nachregelung der Brücke erfolgt derart, daß praktisch das Auftreten derartiger Schwankungen verhindert wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltanordnung kann in mannigfacher Weise ausgebildet werden, ohne daß dadurch am Wesen der Erfindung etwas geändert wird. So kann z. B. der zweite Gleichrichter 5, der in Fig. 1 in der üblichen Weise als Detektor dargestellt ist, durch eine Gleichrichterröhre mit Glühkathode ersetzt werden. Ferner kann er in umgekehrter Weise eingeschaltet werden, wenn die Schaltanordnung der Brücke 1 derart ist, daß die Verstimmung bei einem Sinken der am Widerstand 6 abgegriffenen Spannung verringert wird.

In-Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Brückenmodulationsschaltung gemäß der Erfindung dargestellt. Den beiden miteinander verbundenen Modulationsröhren 8 und 9 wird die Trägerwelle über einen Transformator 10 im Gegentakt zugeführt. Die Schaltanordnung kann z. B. durch die Regeleinrichtung 11 von Hand derart eingestellt und dadurch ins Gleichgewicht gebracht werden, daß, wenn der Eingang der Röhre 8 kurzgeschlossen ist, an dem gemeinsamen Ausgangstransformator 12 die Ausgangsleistung Null abgenommen wird. Von dem Ausgangstransformator 12 wird'die Ausgangsleistung einem Verstärker 3 zugeführt, .welcher dem in Fig. 1 dargestellten Verstärker 3 entspricht. Zur Einstellung der richtigen Arbeitsbedingungen für die in Fig. "1 dargestellte Sch^ltaRordnung^wird die Brückenschaltung ein wenig in geeignetem Sinne.verstimmt und das aufzumodulierende. Signal eiern Steuergitter ,der Röhre 8 aufgedrückt. Die Steuerimpulse zur Konstanthaltung der Arbeitsbedingungen der Brückenschaltung werden dem Steuergitter der Röhre 9 über die aus den Schaltelementen 5, 6 und 7 bestehende Anordnung-zugeführt. Diese ,Schaltelemente entsprechen im wesentlichen den in. Fig. 1, mit denselben Nummern bezeichneten und m dem zugehörigen Text beschriebenen Teilen.

Claims (1)

1. Pa T E N T A N SPIiOCHE:

   1. Anordnung zur Modulation eines Trägers mit einen\ Signal, das wenigstens einen periodisch wiederkehrenden Extremwert enthält, in einer Brückenmodulationsschaltung, dadurch gekennzeichnet, , daß der von der Brückenmodulationsschaitung gelieferte modulierte Träger, gegebenenfalls nach Verstärkung, demoduiiert, das demoduiierte Signal einem zweiten Gleichrichter zugeführt und die von diesem gelieferte Spannung als Regelspannung zur Steuerung des Verstimmungsgrades des Brückenmodulators diesem derart zugeführt wird, daß der für den Extremwert eingestellte, Verstimmungsgrad praktisch konstant gehalten wjrd.

   .2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des zweiten Gleichrichters erheblich länger ist als der Zeitraum zwischen, dem sich periodisch wiederholenden Extremwert des zugeführten Signals, jedoch kurz genug, um zu ermöglichen, daß die Höhe der jnittels dieses Gleichrichters erhaltenen Gleichspannung, sjch in Übereinstimmung mit den zeitlich .schwankenden Betriebsbedingungen ändert,

   die den Gleichgewichtszustand der Brückenschaltung bestimmen.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenmodulationsschaltung zwei Röhren mit gemeinsamem Ausgangs-

   kreis enthält, denen die zu modulierende Trägerwelle im Gegentakt zugeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 810 896.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen