DE1079125B

DE1079125B - Circuit arrangement for generating frequency-modulated carrier oscillations

Info

Publication number: DE1079125B
Application number: DET16558A
Authority: DE
Inventors: Paul-Gerhard Rothe
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1959-04-18
Filing date: 1959-04-18
Publication date: 1960-04-07

Description

Es ist bekannt, daß man die Grundfrequenz eines in der Frequenz modulierbaren Trägers sowohl durch einen Sinusoszillator als auch durch einen Kippschwingungserzeuger gewinnen kann. Als besonders günstig hat sich hinsichtlich der Größe des Frequenzvariationsbereichs für diesen Zweck der Multivibrator erwiesen, dessen Kippeinsatz leicht durch "Veränderung seiner Elektrodenvorspannungen gesteuert werden kann. Sobald jedoch bei solchen Schwingungserzeugern die Trägerfrequenz, d. h. die Frequenz des frei schwingenden Oszillators in der Größenordnung der höchsten Modulationsfrequenz liegt, ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß im Ausgangskreis des Schwingungserzeugers neben dem frequenzmodulierten Träger auch noch die Modulationsfrequenz selbst auftritt. Diese Schwierigkeiten werden durch eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung vermieden. It is known that the fundamental frequency of a carrier that can be modulated in frequency can be achieved by both a sine oscillator as well as a relaxation oscillator can win. As special With regard to the size of the frequency variation range, the multivibrator has proven favorable for this purpose proven, whose tilting insert can be easily controlled by "changing its electrode biases can. However, as soon as the carrier frequency, i. H. the frequency of the freely oscillating oscillator is in the order of magnitude of the highest modulation frequency, result Difficulties in that in the output circuit of the vibration generator in addition to the frequency-modulated Carrier also still occurs the modulation frequency itself. These difficulties are going through a circuit arrangement according to the invention avoided.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung frequenzmodulierter Trägerschwingungen unter Verwendung eines Gegentaktoszillators, insbesondere eines Multivibrators, bei dem an zwei Schaltungspunkten sowohl die Modulationssignale mit gleicher Phase als auch der frequenzmodulierte Träger mit entgegengesetzter Phase gegenüber einem festen Bezugspunkt auftreten, darin, daß diese Signale von den beiden Schaltungspunkten abgeleitet und einem gemeinsamen Kanal mit solcher Phasenlage zugeführt werden, daß sich die Modulationssignale gegenseitig kompensieren.The invention consists in a circuit arrangement for generating frequency-modulated carrier oscillations using a push-pull oscillator, in particular a multivibrator, in which Both the modulation signals with the same phase and the frequency-modulated signal at two switching points Carriers with opposite phase with respect to a fixed reference point occur in that these signals are derived from the two nodes and share a common channel with such Phase position are supplied so that the modulation signals compensate each other.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Schwingungserzeuger aus einem zwei Röhren mit gemeinsamem Kathodenwiderstand enthaltenden Multivibrator, dessen Frequenz durch Veränderung der Kathodenspannung geändert wird. Am Anoden widerstand jeder der beiden Röhren treten die Modulationsfrequenz mit gleicher Polarität, der frequenzmodulierte Träger jedoch mit entgegengesetzter Polarität, d. h. gegenphasig auf. Das Signalgemisch wird vom Anodenwiderstand einer der beiden Röhren über eine Phasenumkehrröhre mit den vom Anodenwiderstand der anderen Röhre abgeleiteten Signalen überlagert, wobei sich die Modulationssignale gegenseitig aufheben und die frequenzmodulierten Träger gleichphasig addiert werden.In a preferred embodiment of the invention, the vibration generator consists of a multivibrator containing two tubes with a common cathode resistance, its frequency is changed by changing the cathode voltage. Each of the two tubes resisted at the anode the modulation frequency occurs with the same polarity, but the frequency-modulated carrier with the opposite polarity Polarity, d. H. out of phase. The composite signal is from the anode resistor of one of the two Tubes through a phase inversion tube with those derived from the anode resistance of the other tube Signals superimposed, the modulation signals cancel each other out and the frequency-modulated Carriers are added in phase.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden drei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen beschrieben.To explain the invention in more detail, three exemplary embodiments are illustrated below with reference to the Drawings described.

Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung einer Multivibratorschaltung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel undFig. 1 shows the basic circuit of a multivibrator circuit according to the preferred embodiment and

Fig. 2 eine praktisch ausgeführte Schaltung nach Fig. 1. InFig. 2 shows a practically executed circuit according to Fig. 1. In

Fig. 3 ist eine Schaltung gemäß der Erfindung dar-Schaltungsanordnung Fig. 3 is a circuit according to the invention-circuit arrangement

zur Erzeugung frequenzmodulierterfor generating frequency-modulated

Trägers chwingungenCarrier vibrations

Anmelder:Applicant:

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

Paul-Gerhard Rothe, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt wordenPaul-Gerhard Rothe, Ulm / Danube,
has been named as the inventor

gestellt, bei dem der Schwingungserzeuger ein Gegentaktoszillator ist.in which the vibration generator is a push-pull oscillator.

In Fig. 1 ist ein Multivibrator mit zwei Röhren 1 und 2 dargestellt, deren Anoden über Widerstandes und 4 und deren Steuergitter über Widerstände 5 und 6 mit der Betriebsspannung Ub verbunden sind. Die Anode der Röhre 1 ist über einen Kondensator 7 mit dem Steuergitter der Röhre 2 und die Anode der Röhre 2 über einen Kondensator 8 mit dem Steuergitter der Röhre 1 verbunden. Die Frequenz bzw. der Kippeinsatzpunkt des soweit beschriebenen Multivibrators ist durch die Bemessung der zwischen Anode und Steuergitter der beiden Röhren 1 und 2 liegenden Zeitkonstantengliedern sowie durch die Betriebsspannungen bestimmt. Eine Reglung der Frequenz kann beispielsweise durch Veränderung der Gleichspannung am Steuergitter der Röhren vorgenommen werden. Eine solche Frequenzänderung ist ferner möglich, wenn die Kathoden beider Röhren über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 9 an Masse gelegt und die Aussteuerung des Multivibrators im Kathodenkreis erfolgt. Eine solche Schaltungsweise ergibt eine gleichmäßigere Modulierung des Trägers als bei Gittersteuerung. Zur Verbesserung der Betriebsweise bei1 shows a multivibrator with two tubes 1 and 2, the anodes of which are connected to the operating voltage Ub via resistors 4 and 4 and the control grid via resistors 5 and 6. The anode of the tube 1 is connected to the control grid of the tube 2 via a capacitor 7 and the anode of the tube 2 is connected to the control grid of the tube 1 via a capacitor 8. The frequency or the tipping point of the multivibrator described so far is determined by the dimensioning of the time constant elements between the anode and control grid of the two tubes 1 and 2 and by the operating voltages. The frequency can be regulated, for example, by changing the DC voltage on the control grid of the tubes. Such a frequency change is also possible if the cathodes of both tubes are connected to ground via a common cathode resistor 9 and the multivibrator is controlled in the cathode circuit. Such a way of switching results in a more uniform modulation of the carrier than with grating control. To improve the operation at

einer Kathodensteuerung sind die Steuergitter der Röhren 1 und 2 über Dioden 10 und 11 mit Masse bzw. einem anderen Bezugspotential verbunden, und zwar derart, daß die Dioden geöffnet sind, sobald die Spannung am Steuergitter das Bezugspotential in negativer Richtung überschreitet. Dadurch wird erreicht, daß der Entladevorgang der Zeitkonstantenglieder immer bei einem festen Potential beginnt.a cathode control are the control grids of the tubes 1 and 2 via diodes 10 and 11 to ground or connected to another reference potential, in such a way that the diodes are open as soon as the Voltage at the control grid exceeds the reference potential in a negative direction. This achieves that the discharge process of the time constant members always begins at a fixed potential.

Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Schaltung· wird im folgenden näher beschrieben, wobei dieThe mode of operation of the circuit described so far is described in more detail below, with the

Betrachtung vom Zustand der gesperrten Röhre 1 ausgehen soll. Das Potential am Steuergitter der Röhre 1 sei zunächst durch die Wirkung der Diode 10 gleich dem Bezugspotential, in diesem Falle also Massepotential. Die Entladung des Zeitkonstantenglieds erfolgt nach einer e-Funktion, bis die Röhre 1 öffnet, sobald durch die verringerte negative Gittervorspannung ein kleiner Anodenstrom zu fließen beginnt. Tn diesem Fall tritt am Anodenwiderstand 3 ein Spannungsabfall auf, der über den Kondensator 7 auf das Gitter der Röhre 2 einwirkt und dadurch den Anodenstrom in dieser Röhre so verringert, daß die Anodenspannung dieser Röhre ansteigt. Dieser positive Spannungsanstieg an der Anode der Röhre 2 wirkt seinerseits über den Kondensator 8 auf das Gitter der Röhre 1 ein und beschleunigt so das Ansteigen des Anodenstroms in dieser Röhre. Die auf diese Weise erzielte starke Überkopplung hat ein starkes Absinken des Gitterpotentials der Röhre 2 bis zur völligen »Sperrung dieser Röhre zur Folge, so daß die ganze Multivibratorschaltung in einen anderen Zustand kippt, bei dem die Röhre 1 geöffnet und die Röhre 2' gesperrt ist. Der Gitterspannungsverlauf der Röhre 1 ist mit 16, der entsprechende Anodenstromverlauf mit 17 bezeichnet. Bei der Sperrung der Röhre 2 wird durch die Wirkung der Diode 11 verhindert, daß das Steuergitter einen Wert annehmen kann, der das feste Bezugspotential in negativer Richtung überschreitet. Der Entladevorgang bei beiden Röhren, d. h. bei beiden Zeitkonstantengliedern, geht also stets vom gleichen Potential aus. Das hat zur Folge, daß bei einer Reglung der Kathodenspannung über den ganzen Frequenzbereich gleiche Kippverhältnisse vorliegen. Die entsprechenden Spannungsverläufe an Gitter und Anode der Röhre 2 sind hinsichtlich des frequenzmodulierten Trägers um 180° in der Phase verschoben. Bei der Schaltung nach Fig. 1 sind gleiche Zeitkonstantenglieder angenommen. Für den Fall, daß die Öffnungsdauer der beiden Röhren unterschiedlich sein soll, können die Zeitkonstantenglieder ebenfalls verschieden bemessen sein.Consideration should be based on the state of the blocked tube 1. The potential at the control grid of the tube 1 is initially equal to the reference potential due to the action of the diode 10, in this case ground potential. The time constant element is discharged according to an exponential function until the tube 1 opens as soon as a small anode current begins to flow due to the reduced negative grid bias. In this case, a voltage drop occurs at the anode resistor 3, which acts via the capacitor 7 on the grid of the tube 2 and thereby reduces the anode current in this tube so that the anode voltage of this tube increases. This positive increase in voltage at the anode of the tube 2 in turn acts via the capacitor 8 on the grid of the tube 1 and thus accelerates the increase in the anode current in this tube. The strong cross-coupling achieved in this way results in a sharp drop in the grid potential of tube 2 until this tube is completely blocked, so that the whole multivibrator circuit switches to another state in which tube 1 is open and tube 2 'is blocked . The grid voltage curve of the tube 1 is denoted by 16, the corresponding anode current curve by 17. When the tube 2 is blocked, the action of the diode 11 prevents the control grid from being able to assume a value which exceeds the fixed reference potential in the negative direction. The discharge process in both tubes, ie in both time constant elements, always starts from the same potential. As a result, when the cathode voltage is regulated, the tilting ratios are the same over the entire frequency range. The corresponding voltage curves at the grid and anode of the tube 2 are shifted in phase by 180 ° with respect to the frequency-modulated carrier. In the circuit according to FIG. 1, the same time constant elements are assumed. In the event that the opening times of the two tubes are to be different, the time constant elements can also be dimensioned differently.

Bei einer derart gleichmäßigen Steuerung der Röhren 1 und 2 mit der gleichen Modulation treten an den Anodenwiderständen der beiden Röhren neben dem frequenzmodulierten Träger auch die Modulationssignale selbst auf. Die Phasenlage der Signale ist dabei, wie leicht ersichtlich, so, daß die Modulationssignale selbst gleichphasig und die Trägerfrequenzen gegenphasig sind.With such a uniform control of the tubes 1 and 2 with the same modulation occur at the anode resistors of the two tubes, in addition to the frequency-modulated carrier, also the modulation signals even up. The phase position of the signals is, as can be easily seen, such that the modulation signals themselves in phase and the carrier frequencies are out of phase.

Da bei einer Größe der Trägerfrequenz, die den höchsten Modulationsfrequenzen vergleichbar ist, eine Trennung nur schwierig durchzuführen ist, wird gemäß der Erfindung der Anodenwiderstand 3 über einen Kondensator 12 mit dem Steuergitter einer weiteren Verstärkerröhre 13 verbunden, dessen Anode über einen Widerstand 14 mit der Betriebsspannung + U_B verbunden ist; am Anodenwiderstand 14 der Röhre 13 steht dann ein Signal, bei dem die Modulation zu der am Anodenwiderstand 4 stehenden Modulation gegenphasig ist und der frequenzmodulierte Träger die gleiche Phasenlage hat wie der Träger am Widerstand 4. Die Anode der Röhre 13 ist über einen Kondensator 15 mit dem Anodenwiderstand 4 derart verbunden, daß an diesem Schaltungspunkt die Modulationssignale aufgehoben und die Trägerfrequenzen addiert werden.Since separation is difficult to carry out with a carrier frequency comparable to the highest modulation frequencies, according to the invention the anode resistor 3 is connected via a capacitor 12 to the control grid of a further amplifier tube 13, the anode of which is connected to the operating voltage via a resistor 14 + U _{B is} connected; at the anode resistor 14 of the tube 13 there is a signal in which the modulation is in phase opposition to the modulation at the anode resistor 4 and the frequency-modulated carrier has the same phase position as the carrier at the resistor 4. The anode of the tube 13 is connected via a capacitor 15 connected to the anode resistor 4 in such a way that the modulation signals are canceled at this node and the carrier frequencies are added.

Eine in der Praxis ausgeführte Schaltung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt, in der Schaltungselemente, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.A circuit according to FIG. 1 carried out in practice is shown in FIG. 2, in which circuit elements which correspond to those in Fig. 1 are provided with the same reference numerals.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Dort besteht der Schwingungserzeuger aus einem Gegentaktoszillator mit zwei Transistoren 20 und 21, deren Kollektorelektroden über eine Wicklung 22,23 miteinander verbunden sind. Die Mittelanzapfung dieser Wicklung dient der Zuführung der Betriebsspannungen für die Transistoren 20 und 21 und ist über einen Widerstand 24 mit der Anode einer Verstärkerröhre 25 verbunden, deren Steuergitter die Modulationssignale über einen Kondensator 26 zugeführt werden. Parallel zu der Wicklung 22, 23 liegen zwei Dioden 27, 28, deren Verbindungspunkt 29 mit der Mittelanzapfung der Wicklung über den Widerstand 24 verbunden ist. Der Gegentaktoszillator, der an sich bekannt ist, soll hier nicht weiter beschrieben werden. Die Frequenz der vom Oszillator gelieferten Schwingungen wird über die Dioden 27, 28 verändert, denen an der Anode eine von der Modulationsspannung abhängige Spannung zugeführt wird, und zwar so, daß sich die Kapazität der Dioden mit der angelegten Spannung ändert. Die in der Frequenz veränderliche, an der Kathode der Diode 28 stehende Spannung wird über einen Kondensator 30 dem Steuergitter einer Verstärkerröhre 31 zugeführt, von deren Kathodenausgang der frequenzmodulierte Träger abgenommen wird. Bei Anwendung der Erfindung auf diese Schaltung wird die an der Kathode der Diode 27 stehende Spannung abgeleitet und über eine Phasenumkehrröhre 32 zu der Ausgangsspannung der Röhre 31 addiert, so daß die Modulationskomponenten im Ausgangskreis der Röhre 31 aus dem frequenzmodulierten Träger eliminiert sind.Another embodiment of the invention is shown in FIG. There is the vibration generator from a push-pull oscillator with two transistors 20 and 21, their collector electrodes are connected to one another via a winding 22, 23. The center tap of this winding is used Supply of the operating voltages for the transistors 20 and 21 and is via a resistor 24 with connected to the anode of an amplifier tube 25, the control grid of which receives the modulation signals via a capacitor 26 are fed. Parallel to the winding 22, 23 are two diodes 27, 28, their connection point 29 is connected to the center tap of the winding via resistor 24. The push-pull oscillator, which is known per se will not be described further here. The frequency of the Oscillator supplied vibrations is changed via the diodes 27, 28, which at the anode one of the modulation voltage dependent voltage is supplied, in such a way that the capacity of the Diodes changes with the applied voltage. The frequency variable at the cathode of the diode 28 standing voltage is fed via a capacitor 30 to the control grid of an amplifier tube 31, from the cathode output of which the frequency-modulated carrier is removed. When using the In accordance with the invention, the voltage at the cathode of the diode 27 is derived from this circuit and added to the output voltage of the tube 31 through a phase reversing tube 32 so that the Modulation components in the output circuit of the tube 31 are eliminated from the frequency-modulated carrier are.

Claims

Claim:

Circuit arrangement for generating frequency-modulated carrier oscillations using a push-pull oscillator, in particular a multivibrator, in which at two circuit points both the modulation signals with the same phase and the frequency-modulated carrier with the opposite one Phase with respect to a fixed reference point occur, characterized in that these signals from the two switching points derived and fed to a common channel with such a phase position that the Compensate modulation signals mutually.

Considered publications:
British Patent No. 626 595.

1 sheet of drawings