DE1070695B - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D9/00—Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
- H03D9/02—Demodulation using distributed inductance and capacitance, e.g. in feeder lines
- H03D9/04—Demodulation using distributed inductance and capacitance, e.g. in feeder lines for angle-modulated oscillations
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diskriminatoranordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen,
bestehend aus einem reflektierend abgeschlossenen Leitungsabschnitt, an den zwei Gleichrichter derart angeschaltet
sind, daß ihre gleichstromseitige Differenzschaltung eine von der Frequenz der in den Leitungsabschnitt eingespeisten Betriebswellen abhängige
Gleichspannung abgibt.
Diskriminatoranordnungen dieser Art werden beispielsweise zur Demodulation frequenzmodulierter
Wellen oder als Anordnung zur Erzeugung einer Nachstellspannung in Frequenzregelorganen von Oszillatoren
für sehr kurze elektromagnetische Wellen benötigt. Meist sind diese Diskriminatoren in der
Weise aufgebaut, daß an einem total reflektierend abgeschlossenen Koaxial- oder Hohlleitungsabschnitt
zwei Gleichrichterorgane in Längsrichtung der Leitung um eine Viertelbetriebswellenlänge gegenseitig
versetzt angekoppelt sind. Die Gleichrichterorgane sind gleichstromseitig in eine Differenzschaltung mit einbezogen,
welche die Ausgangsspannung des Diskriminators abgibt. Nachteilig an diesen Diskriminatoranordnungen
ist unter anderem deren Eigenschaft, daß sie nicht nur in einem bestimmten Frequenzband eine
frequenzabhängige Ausgangsspannung ergeben, sondern auch bei relativ weit von der Mittenfrequenz des
Diskriminators abliegenden Frequenzen. Außerdem wird es in manchen Fällen als störend empfunden, daß
die beiden Gleichrichter räumlich entfernt voneinander an den Leitungsabschnitt angekoppelt sind. Letzteres
macht sich vor allem dann störend bemerkbar, wenn der Diskriminator über einen größeren Frequenzbereich
durchstimmbar ausgebildet werden soll. In diesen Fällen wurde aus dem vorgenannten Grund der
Leitungsdiskriminator völlig verlassen und statt dessen entweder ein in zwei gegenseitig entkoppelten Schwingungszuständen
angeregter Hohlraumresonator verwendet oder ein durchstimmbarer Hohlraumresonator
an dessen Eingang eine erste Gleichrichtersonde und an dessen Innenraum eine weitere Gleichrichtersonde
angekoppelt sind. Beide Ausführungen sind jedoch ebenfalls mit gewissen Nachteilen behaftet, die unter
anderem darin liegen, daß die Erregung zweier gegenseitig entkoppelter Schwingungszustände in einem
Hohlraumresonator in definierter Weise auch gar nicht einfach ist, und daß die letzterwähnte Anordnung von
zwei Gleichrichtersonden eine fürFrequenzregelzwecke nicht brauchbare Kennlinie besitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es möglich ist, eine Diskriminatoranordnung
für sehr kurze elektromagnetische Wellen unter anderem gerade hinsichtlich der vorerwähnten
Schwierigkeiten wesentlich zu verbessern.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Diskri-Diskriminatoranordnung für sehr kurze
elektromagnetische Wellen
elektromagnetische Wellen
Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Claus Colani und Dipl.-Ing. Laurentius Freyberger,
München,
sind als Erfinder genannt worden
minatoranordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem reflektierend abgeschlossenen
Leitungsabschnitt, an dem zwei Gleichrichter derart angeschaltet sind, daß ihre gleichstromseitige
Differenzschaltung eine von der Frequenz der in den Leitungsabschnitt eingespeisten Betriebswellen abhängige
Gleichspannung abgibt, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der eine der beiden Gleichrichter
auf das elektrische Feld in der Leitung ansprechend und der andere der Gleichrichter auf das magnetische
Feld in der Leitung ansprechend, vorzugsweise wenigstens angenähert in einer Querschnittsebene des Leitungsabschnittes
liegend, an diesen angekoppelt sind.
Durch die Verwendung einer auf das elektrische und einer auf das magnetische Feld ansprechenden Gleichrichtersonde entfällt die beim bekannten Leitungsdiskriminator zwingende Voraussetzung der gegenseitigen Versetzung der beiden Gleichrichtersonden längs des reflektierend abgeschlossenen Leitungsabschnittes.
Durch die Verwendung einer auf das elektrische und einer auf das magnetische Feld ansprechenden Gleichrichtersonde entfällt die beim bekannten Leitungsdiskriminator zwingende Voraussetzung der gegenseitigen Versetzung der beiden Gleichrichtersonden längs des reflektierend abgeschlossenen Leitungsabschnittes.
Die unerwünschte Ausgangsspannung derartiger Diskriminatoranordnungen in den sogenannten WeitabBereichen
läßt sich in der Weise beseitigen, daß entweder eine Weitab-Sperre vorgesehen wird oder daß
an den hierzu Resonanzlänge aufweisenden Leitungsabschnitt die Quelle der Betriebswellen nur sehr lose
angekoppelt wird und zugleich der Leitungsabschnitt mit einem auf die Mittenfrequenz des Diskriminators
abgestimmten Resonanzkreis in besonderer Weise verbunden wird.
909 688/305
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt
sind, näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Diskriminatoranordnung, die nach der Lehre der Erfindung ausgebildet ist, bestehend
aus einem Koaxialleitungsabschnitt 2 von Resonanzlänge der an einem Ende mit einem auf die gewünschte
Mittenfrequenz der Diskriminatorkennlinie abgestimmten, vorzugsweise durchstimmbar ausgebildeten
Hohlraumresonator 1 und am anderen Ende mit einer der Einspeisung der Betriebswellen dienenden
Koaxialleitung 5 jeweils über eine Koppelschleife verbunden ist. Die Länge des Koaxialleitungsabschnittes 2
ist elektrisch zu einem Viertel der der Diskriminatormittenfrequenz entsprechenden Wellenlänge gewählt.
Im Abstand von etwa einem Achtel dieser Wellenlänge, gemessen von der Ankopplungsstelle des Resonators 1
aus, sind vorzugsweise in der gleichen Querschnittsebene des Koaxialleitungsabschnittes 2 eine induktiv
wirkende Koppelsonde 3 und eine kapazitiv wirkende Koppelsonde4 angeordnet, die beide mitGleichrichtern
verbunden sind, welche gleichstromseitig in einer Differenzschaltung liegen, die an den Klemmen A, A' eine
von der Frequenz der zugeführten Betriebswellen nach Größe und Vorzeichen abhängige Ausgangsspannung
abgibt.
Die Wirkungsweise dieser Diskriminatoranordnung kann man sich etwa so vorstellen, daß bei reflektierendem
Abschluß des Leitungsabschnittes 2 durch den Resonator 1 auf dem Leitungsabschnitt 2 eine stehende
Welle ausgebildet wird, bei der Strom und Spannung je nach dem Abschluß durch den Resonatorl gegenseitig
phasenverschoben sind. Die Verteilung entspricht in etwa der in Fig. 2 gezeigten, worin der
Spannungsverlauf gestrichelt und der Stromverlauf stark ausgezogen angedeutet ist. Die dargestellte 90°
Verschiebung von Strom und Spannung gilt dabei für den Fall, daß die Resonanzfrequenz des Resonators 1
wesentlich verschieden ist von der Frequenz der zugeführten Betriebswellen. An der Ankopplungsstelle der
induktiven Sonde 3 und der kapazitiven Sonde 4 sind durch entsprechende Wahl der jeweiligen Kopplungsstärke und der Widerstände in dem jeweiligen Gleichrichterkreis
die Ausgangsspannungen der kapazitiven Koppelsonde 4 und der induktiven Koppelsonde 3
gleich groß. Bei Annäherung der Frequenz der zugeführten Betriebswellen an die der geforderten Diskriminatormittenfrequenz
entsprechende Resonanzfrequenz des Resonatorsl ändert sich die Phasenverschiebung
zwischen Strom und Spannung auf der Leitung und demzufolge auch die in der Differenzschaltung gebildete
Ausgangsspannung der Diskriminatoranordnung. Tritt z. B. infolge der manchmal unvermeidbaren
unterschiedlichen Gleichrichterkennlinien die Forderung nach Unterbindung einer Ausgangsspannung der
Diskriminatoranordnung in den Weitab-Bereichen hinzu, so kann dieser Forderung in der Weise sehr einfach
genügt werden, daß die Betriebswellenzuführung 5 sehr lose an den Koaxialleitungsabschnitt 2
angekoppelt wird. In diesem Fall nimmt nämlich der Koaxialleitungsabschnitt 2 im wesentlichen nur bei der
Resonanz des Resonators 1 Energie aus der Zuführungsleitung 5 auf. Die Gleichrichtersonden 3 und 4
führen dann nur in Nähe der Resonanz des Resonators 1 Richtstrom. Als besonders vorteilhaft hat es sich
in diesem Zusammenhang erwiesen, den Koaxialleitungsabschnitt2 so stark an den Resonator 1 anzukoppeln,
daß die durch die Koppelschleife 6 transformierte Impedanz des Resonators 1 im Resonanzfall wenigstens
4 Z (Z = WellenwiderstanddesKoaxialleitungs- 7c
abschnittes 2) beträgt. Mit stärker werdender Kopplungsinkt zwar die Frequenzempfindlichkeit (Steilheit
der Diskriminatorkennlinie im Arbeitspunkt), die Frequenzempfindlichkeit ist aber bei einer Wahl der
transformierten Impedanz zwischen etwa 4 Z und IOZ noch ausreichend für alle technischen Belange.
Die vorerwähnten Werte der elektrischen Länge zwischen dem Resonator 1 und der Querschnittsebene,
in der die Koppelsonden 3, 4 liegen und der elektrischen Länge des Koaxialleitungsabschnittes 2, haben
sich als Optimalwerte erwiesen, doch sind, ohne daß die Brauchbarkeit im vorerwähnten Sinne nennenswert
beeinflußt wird, Abweichungen von diesen Längenangaben zulässig, so daß die Diskriminatoranordnung
über ein relativ weites Frequenzgebiet, z. B. eine halbe Oktave, durch Durchstimmung des Resonanzkreises 1
abstimmbar ausgebildet werden kann.
Auf die Wahl besonderer Kopplungsverhältnisse kann in Weiterbildung der Erfindung dann verzichtet
werden, wenn so, wie in Fig. 3 schematisch gezeigt, die Quelle 7 der Betriebswellen an eine am anderen
Leitungsende reflexionsfrei abgeschlossene Hilfsleitung 9 angeschaltet wird, die über einen Richtungskoppler
8 mit dem Leitungsabschnitt 2 gekoppelt ist. Der Richtkoppler ist dabei derart an die Leitung 2
angeschaltet, daß die von der Quelle 7 eingespeiste Energie sich zunächst in Richtung zu den Koppelsonden
3, 4 hin im Leitungsabschnitt 2 ausbreitet. An dem dem Resonator 1 abgewandten Ende des Leitungsabschnittes 2 wird eine weitere, galvanisch, kapazitiv
oder induktiv angekoppelte Gleichrichtersonde 10 angeschlossen, deren Ausgangsstrom über einen Widerstand
R' geführt wird, an den die Widerstände 7? der Differenzschaltung der beiden Gleichrichter in der dargestellten
Weise mit angeschaltet sind. Die Kopplung der weiteren Gleichrichtersonde 10 wird derart groß
gewählt, daß in dem Weitab-Bereich in dem eine Ausgangsspannung an den Klemmen A, A' der Differenzschaltung
vermieden werden soll, die Spannung am Widerstand R' höher ist als die größte der Spannungen
an einem der Widerstände R. Auf diese Weise wird eine Weitab-Sperre in der Diskriminatoranordnung
erzwungen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist hinsichtlich der Sonden 3, 4 etwa die gleiche wie
die der Anordnung nach Fig. 1. Unterschiedlich hierzu ist jedoch eine derartige Ankopplung des Resonators 1
an den Leitungsabschnitt 2, daß dieser für die Mittenfrequenz der gewünschten Diskriminatorkennlinien
durch den Resonator 1 wenigstens nahezu reflexionsfrei abgeschlossen wird. Wenn also von der Quelle 7
her auf einer weit von der Diskriminatormittenfrequenz abliegenden Frequenz eingespeist wird, so
wird am Eingang des Resonators 1 eine Totalreflexion auftreten, und die volle übergekoppelte Generatorspannung
erscheint an der Gleichrichtersonde 10, welche die Gleichrichtersonden 3 und 4 sperrt. Bei Annäherung
der Frequenz der eingespeisten Wellen an die Resonanzfrequenz des Resonators 1 wird schließlich
der Punkt überschritten, in dem eine Sperrung der Gleichrichter 3, 4 durch die weitere Gleichrichtersonde
10 aufgehoben wird. Nun arbeitet die Diskriminatoranordnung praktisch gleichartig zu der nach Fig. 1,
wobei noch zu berücksichtigen ist, daß infolge der zunehmenden Anpassung des Resonators 1 an den Leitungsabschnitt
2 bei zunehmender Annäherung der Betriebsfrequenz an die Resonanzfrequenz des Resonators
1 der am Eingang des Resonators 1 reflektierte Wellenanteil immer geringer wird und schließlich bei
exakter Ubereinstimmung der Resonanzfrequenz des
Claims (7)
1. Diskriminatoranordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einem
reflektierend abgeschlossenen Leitungsabschnitt, an den zwei Gleichrichter derart angeschaltet sind,
daß ihre gleichstromseitige Differenzschaltung eine von der Frequenz der in den Leitungsabschnitt
eingespeisten Betriebswellen abhängige Gleichspannung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der
eine der beiden Gleichrichter auf das elektrische Feld in der Leitung ansprechend und der andere
der Gleichrichter auf das magnetische Feld in der Leitung ansprechend, vorzugsweise wenigstens angenähert
in einer Querschnittsebene des Leitungsabschnittes liegend, an diesen angekoppelt sind.
2. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 1, bei dem die Betriebswellen an einem der Enden des
Leitungsabschnittes zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das der Einspeisungsstelle abgewandte
Ende des Leitungsabschnittes mit einem auf die Mittenfrequenz des Diskriminators abgestimmten
Resonanzkreis abgeschlossen ist.
3. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt
Resonanzlänge hat und lose mit der Quelle der Betriebswellen gekoppelt ist.
4. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen
dem Resonanzkreis und dem Leitungsabschnitt derart stark gewählt ist, daß im Resonanzfall die
in den Leitungsabschnitt transformierte Impedanz des Resonanzkreises etwa zwischen dem 4fachen
und dem IOfachen des Wellenwiderstandes im Leitungsabschnitt liegt.
5. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen
dem Leitungsabschnitt und dem Resonanzkreis derart gewählt ist, daß der Leitungsabschnitt im
Resonanzfall durch den Resonanzkreis wenigstens angenähert reflexionsfrei abgeschlossen wird.
6. Diskriminatoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt mit der Quelle der Betriebswellen über
einen Richtungskoppler verbunden ist.
7. Diskriminatoranordnung, bei der ein Leitungsabschnitt mit zwei Gleichrichtern versehen
ist, deren gleichstromseitige Differenzschaltung eine .von der Frequenz der Betriebswellen abhängige
Gleichspannung abgibt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt
über einen Richtungskoppler derart an die Quelle der Betriebswellen angeschaltet ist, daß sich die
Betriebswellen in dem Leitungsabschnitt zunächst zu den beiden Gleichrichtern hin ausbreiten, daß
das in dieser Ausbreitungsrichtung gelegene Ende des Leitungsabschnittes für die Diskriminator-Mittenfrequenz
reflexionsfrei und für die anderen Frequenzen unterschiedlich reflektierend abgeschlossen
ist, vorzugsweise mittels eines auf die Diskriminator-Mittenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreises,
und daß das andere Ende des Leitungsabschnittes mit einer weiteren Gleichrichteranordnung
versehen ist, die in den WeitabBereichen der Diskriminatorkennlinie die beiden anderen Gleichrichter sperrt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 556 377.
USA.-Patentschrift Nr. 2 556 377.
15
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 909 688/305 12.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1958S0056781 DE1070695B (de) | 1958-01-31 | 1958-01-31 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1958S0056781 DE1070695B (de) | 1958-01-31 | 1958-01-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1070695B true DE1070695B (de) | 1959-12-10 |
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ID=595538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1958S0056781 Pending DE1070695B (de) | 1958-01-31 | 1958-01-31 |
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---|---|
DE (1) | DE1070695B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1275632B (de) * | 1963-07-15 | 1968-08-22 | Fujitsu Ltd Comm And Electroni | Demodulator fuer frequenzmodulierte Schwingungen mit einer Verzoegerungsleitung |
DE1616529B1 (de) * | 1968-03-15 | 1973-08-02 | Spinner Gmbh Elektrotech | Schaltungsanordnung zur elektrischen nachstimmungeines resonators |
EP0146860A2 (de) * | 1983-12-12 | 1985-07-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Breitbandiger Frequenzdiskriminator |
-
1958
- 1958-01-31 DE DE1958S0056781 patent/DE1070695B/de active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1275632B (de) * | 1963-07-15 | 1968-08-22 | Fujitsu Ltd Comm And Electroni | Demodulator fuer frequenzmodulierte Schwingungen mit einer Verzoegerungsleitung |
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EP0146860A3 (en) * | 1983-12-12 | 1987-04-15 | Siemens Aktiengesellschaft Berlin Und Munchen | Wide-band frequency discriminator |
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