DE1110249B - Push-pull modulator - Google Patents

Push-pull modulator

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DE1110249B
DE1110249B DEJ17722A DEJ0017722A DE1110249B DE 1110249 B DE1110249 B DE 1110249B DE J17722 A DEJ17722 A DE J17722A DE J0017722 A DEJ0017722 A DE J0017722A DE 1110249 B DE1110249 B DE 1110249B
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Germany
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carrier
push
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input
pull
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Application number
DEJ17722A
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German (de)
Inventor
Jean Victor Martens
Etienne Fideel Poppe
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International Standard Electric Corp
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International Standard Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C1/00Amplitude modulation
    • H03C1/52Modulators in which carrier or one sideband is wholly or partially suppressed
    • H03C1/54Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type
    • H03C1/542Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type comprising semiconductor devices with at least three electrodes
    • H03C1/545Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type comprising semiconductor devices with at least three electrodes using bipolar transistors

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegentakt-Modulator mit einem Gegentaktverstärker, einer Trägerspannungsquelle und einer Modulationsspannungsquelle, die beide so an den Modulator geschaltet werden, daß sie voneinander entkoppelt sind.The invention relates to a push-pull modulator with a push-pull amplifier, a carrier voltage source and a modulation voltage source, both of which are connected to the modulator in such a way that they are decoupled from each other.

Solche Modulatoren sind aus der Radiotechnik bekannt (z. B. britische Patentschrift 443 803, USA.-Patentschriften 2447701 und 2 832 651). Bei diesen Schaltungen der Radiotechnik wird die Trägerspannung an den Eingang des Gegentaktverstärker ge- ίο legt, da eine größere Trägerenergie am Ausgang bei relativ kleinem Modulationsgrad erforderlich ist.Such modulators are known from radio technology (e.g. British patent specification 443 803, USA patents 2447701 and 2 832 651). In these circuits of radio technology, the carrier voltage to the input of the push-pull amplifier because a larger carrier energy is required at the output with a relatively small degree of modulation.

In der Trägerfrequenztelephonie hingegen wird am Ausgang eines Modulators keine große Trägerenergie verlangt, sondern das übertragene Seitenband soll möglichst viel Energie enthalten. Bei Trägerfrequenztelephoniesystemen werden im allgemeinen konventionelle Gleichrichter-Modulatoren verwendet, die immer mit merklichen Verlusten arbeiten und deshalb ein zusätzlicher Verstärker vorgesehen werden muß. Die Trägerenergie am Trägereingang ist im allgemeinen groß gegenüber der Signalspannung, wobei das Problem entsteht, einen größeren Trägerrest am Ausgang des Modulators zu vermeiden.In carrier frequency telephony, on the other hand, there is no great carrier energy at the output of a modulator but the transmitted sideband should contain as much energy as possible. In carrier frequency telephony systems conventional rectifier-modulators are generally used, which always work with noticeable losses and therefore an additional amplifier must be provided. The carrier energy at the carrier entrance is generally large compared to the signal voltage, whereby the problem arises of having a larger carrier residue on To avoid output of the modulator.

In der belgischen Patentschrift 562224 werden Modulatoren mit Transistoren beschrieben. Diese Schaltungen haben den Vorteil, daß durch die Transistoreigenschaften der Pegel der Trägerspannung, die an den Trägereingangsklemmen des Modulators liegen soll, wesentlich reduziert werden kann. Diese Tatsache ist von erheblicher Bedeutung hinsichtlich der Trägerversorgungsgeneratoren. Mit den in der belgischen Patentschrift beschriebenen Schaltungen ist jedoch keine Verstärkung der Signalspannung möglich.In the Belgian patent 562224 modulators with transistors are described. These Circuits have the advantage that, through the transistor properties, the level of the carrier voltage, the should be on the carrier input terminals of the modulator, can be significantly reduced. this fact is of considerable importance with regard to the carrier supply generators. With those in the Belgian However, no amplification of the signal voltage is possible in the circuits described in the patent specification.

Ein Gegentakt-Modulator für Trägerfrequenztelephonie, der am Ausgang nur einen kleinen Trägerrest aufweist, bei dem nur ein kleiner Trägereingangspegel erforderlich ist, und der eine beträchtliche Verstärkung der Signale im Gegensatz zu der Dämpfung, die diese in den herkömmlichen Gleichrichter-Modulatoren erfahren, aufweist, ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 752409 beschrieben.A push-pull modulator for carrier frequency telephony with only a small residual carrier at the output which requires only a small carrier input level and which has considerable gain of the signals in contrast to the attenuation that these in the conventional rectifier modulators experienced, is described, for example, in German patent specification 752409.

Bei einem Gegentakt-Modulator mit einem Gegentaktverstärker, einer Trägerspannungsquelle und einer Modulationsspannungsquelle, die beide so an den Modulator geschaltet werden, daß sie voneinander entkoppelt sind, wird dies dadurch erreicht, daß die Modulationsspannungsquelle an den Eingang der Gegentaktschaltung und die Trägerspannungsquelle an einen hochohmigen Eingang des Modulators angeschaltet werden und daß beide Spannungsquellen einen gemeinsamen Punkt festen Potentials besitzen.In the case of a push-pull modulator with a push-pull amplifier, a carrier voltage source and a Modulation voltage source, both of which are connected to the modulator in such a way that they are mutually exclusive are decoupled, this is achieved by connecting the modulation voltage source to the input of the Push-pull circuit and the carrier voltage source are connected to a high-impedance input of the modulator and that both voltage sources have a common point of fixed potential.

Gegentakt-ModulatorPush-pull modulator

Anmelder:Applicant:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)International Standard Electric Corporation, New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Representative: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 26. Februar 1959
Claimed priority:
Netherlands from February 26, 1959

Jean Victor Martens und Etienne Fideel Poppe,Jean Victor Martens and Etienne Fideel Poppe,

Antwerpen (Belgien),
sind als Erfinder genannt worden
Antwerp (Belgium),
have been named as inventors

Im Gegensatz zu der Schaltungsanordnung nach der USA.-Patentschrift 2 832 051, die einen Gegentakt-Transistor-Modulator betrifft, sind auch solche Anordnungen bekannt, bei denen die beiden Signale verschiedenen Zweigen des Verstärkers zugeführt werden. In dieser USA.-Patentschrift erfolgt die Zuführung beider Signale, des Eingangs- und des Trägersignals, an die Basen zweier Transistoren, die in Emitterschaltung arbeiten, wobei die Trägersignale im Gegentakt an diesen beiden Elektroden liegen. Die Träger- und Eingangssignale werden durch die hohe Verstärkung der Emitterschaltung eines Transistors günstig beeinflußt, und beide Signale liegen an einem relativ hochohmigen Kreis. Aber Transistor-Gegentaktverstärker in Emitterschaltung neigen zu großen Unterschieden in der Übertragungscharakteristik der beiden Einzelverstärker, da bei dieser Schaltungsart die Differenz zwischen den Stromverstärkungsfaktoren α der Transistoren von größerer Bedeutung ist als bei Basisschaltung der Transistoren. Es muß also eine Emitterrückkopplung vorgesehen werden, und die Eingangsenergie der Anordnung für diesen Ausgang muß groß sein.In contrast to the circuit arrangement according to US Pat. No. 2,832,051, which uses a push-pull transistor modulator relates, arrangements are also known in which the two signals are fed to different branches of the amplifier will. In this United States patent specification, the supply takes place of both signals, the input signal and the carrier signal, to the bases of two transistors that are in Emitter circuit work, the carrier signals are in push-pull on these two electrodes. the Carrier and input signals are due to the high gain of the emitter circuit of a transistor favorably influenced, and both signals are on a relatively high-resistance circuit. But transistor push-pull amplifiers in common emitter circuits tend to have large differences in the transmission characteristics of the two individual amplifiers, since with this type of circuit the difference between the current amplification factors α of the transistors is of greater importance is than with common base connection of the transistors. An emitter feedback must therefore be provided, and the input energy of the arrangement for this output must be large.

Bekannt sind auch Modulatoren mit einem Gegentaktverstärker aus zwei gleichen Transistoren, deren Emitter mit einer Wicklung eines Gegentakteingangstransformators verbunden sind, dessenMittelanzapfung an einen Punkt festen Potentials geschaltet ist, wobei das eine Ende der Trägerspannungsquelle ebenfalls an den Punkt festen Potentials geführt ist, währendAlso known are modulators with a push-pull amplifier made of two identical transistors, whose Emitter are connected to a winding of a push-pull input transformer, whose center tap is connected to a point of fixed potential, one end of the carrier voltage source also is led to the point of fixed potential, while

109 620/295109 620/295

das andere Ende mit den Basen der Transistoren verbunden ist.the other end is connected to the bases of the transistors.

Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die Eingangssignale im Gegentakt anliegen, ohne daß unzulässig große Unterschiede in der Übertragungscharakteristik der beiden Verstärker auftreten, und zur gleichen Zeit die Trägerspannung an den hochohmigen Basiskreisen der beiden Transistoren liegen, wodurch nur eine geringe Trägereingangsenergie erforderlich ist. Solche Anordnungen sind beispielsweise in der französischen Patentschrift 1145 796 beschrieben worden.Such an arrangement has the advantage that the input signals are applied in push-pull mode without being impermissible large differences in the transmission characteristics of the two amplifiers occur, and at the same time the carrier voltage is applied to the high-resistance base circuits of the two transistors, whereby only a low carrier input energy is required. Such arrangements are for example in French patent 1145 796 has been described.

Erfindungsgemäß sollen nun die einer optimalen Auslegung entgegenstehenden Eigenschaften der vorher beschriebenen Anordnungen, z. B. daß die erforderliche Ausgangsimpedanz durch die Basisschaltung der Transistorverstärker im allgemeinen sehr groß ist, woraus — bei offenem Eingangskreis — ein sehr kleines Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsspannungen resultiert, eliminiert werden.According to the invention, the properties of the previously described arrangements, e.g. B. that the required output impedance through the basic circuit the transistor amplifier is generally very large, from which - with the input circuit open - a very small ratio between input and output voltages can be eliminated.

So ist es Aufgabe der Erfindung, einen Gegentakt-Transistor-Modulator zu realisieren, bei dem der Lastwiderstand sehr klein gewählt werden kann, so daß nicht nur eine optimale Leistungsverstärkung besteht, sondern auch eine optimale Ausgangsleistung.It is an object of the invention to provide a push-pull transistor modulator to realize, in which the load resistance can be chosen to be very small, so that there is not only an optimal power gain, but also an optimal output power.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Ausgangstransformator mit einer symmetrischen Rückkopplungswicklung versehen ist, deren Mittelpunkt mit dem einen Ende der Trägerspannungsquelle verbunden ist, während die äußeren Enden der Rückkopplungswicklung an die Basen der Transistoren geschaltet sind.Another feature of the invention is that the output transformer with a symmetrical Feedback winding is provided, the center of which with one end of the carrier voltage source while the outer ends of the feedback winding are connected to the bases of the transistors are switched.

Hierdurch erhält man eine Ausgangsimpedanz, die zu einer optimalen Leistungsverstärkung führt, ohne unzulässig hoch zu sein, denn nun ist das Übersetzungsverhältnis der Windungen des Rückkopplungstransformators ausschlaggebend anstatt, wie früher, der entsprechende Transistorparameter.This gives an output impedance that leads to an optimal power gain, without to be inadmissibly high, because now the transformation ratio of the windings of the feedback transformer is decisive instead of, as before, the corresponding transistor parameter.

Bei den oben beschriebenen Modulatoren ist es wünschenswert, daß Schwankungen des Pegels der Trägerspannung einen möglichst geringen Einfluß auf die Verstärkung der Modulationsschaltung haben. Auch sollen die nichtlinearen Verzerrungen so klein wie möglich sein. Dies gilt auch für das Nebensprechen bezüglich der Trägerversorgung.In the modulators described above, it is desirable that fluctuations in the level of the Carrier voltage have as little influence as possible on the gain of the modulation circuit. The non-linear distortions should also be as small as possible. This also applies to crosstalk regarding the carrier supply.

Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, den Vorteil des kleinen erforderlichen Trägerpegels hinsichtlich der bestmöglichen Stabilisierung der Trägerversorgung auszuwerten.It is also an object of the invention to take advantage of the small carrier level required to evaluate the best possible stabilization of the carrier supply.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist das eine Ende der Trägerspannungsquelle über einen Gleichrichter an einen Punkt festen Gleichspannungspotentials geschaltet, und dieser Punkt ist für die Frequenz der Trägerspannungsquelle von Erde entkoppelt, und der Gleichrichter ist so gepolt, daß er während der Halbperioden einer Polarität der Trägerwelle leitend wird, so daß bei leitendem Gleichrichter das feste Gleichspannungspotential als Vorspannung an dem Kreis mit hohem Eingangswiderstand liegt. Mit einer solchen Anordnung erhält man eine genau definierte Vorspannung, um die beiden Transistoren während der Halbperioden einer Polarität der Trägerwelle gleichzeitig leitend zu machen.According to a feature of the invention, one end of the carrier voltage source is via a rectifier connected to a point of fixed direct voltage potential, and this point is for the frequency the carrier voltage source is decoupled from earth, and the rectifier is polarized so that it is during the Half periods of one polarity of the carrier wave is conductive, so that when the rectifier is conductive, the fixed DC voltage potential is applied as a bias voltage to the circuit with high input resistance. With a Such an arrangement gives a well-defined bias to the two transistors during of the half-cycles of a polarity of the carrier wave to make conductive at the same time.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Modulator noch mehr von den Pegelschwankungen der Trägerwelle unabhängig zu machen, d. h. ein Anwachsen der Transistorgleichströme in Abhängigkeit der Trägerwelle zu vermeiden.Another object of the invention is to make the modulator even more of the level fluctuations make the carrier wave independent, d. H. an increase in the transistor direct currents as a function of to avoid the carrier wave.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist der gemeinsame Punkt festen Potentials der beiden Spannungsquellen über eine Widerstands-Kondensator-Kombination mit dem Punkt festen Gleichspannungspotentials verbunden, und die Amplitude der an dem Kondensator liegenden Gleichspannung ist von dem Pegel der Eingangsträgerwelle abhängig.According to one feature of the invention, the common point of fixed potential of the two voltage sources is via a resistor-capacitor combination connected to the point of fixed direct voltage potential, and the amplitude of the DC voltage lying on the capacitor depends on the level of the input carrier wave.

Hierbei wird der Gleichstrom durch die Transistoren, der dem Mittelwert der Emitterströme entspricht, die während der genannten Halbwellen fließen (wo die zwei Transistoren gleichzeitig leitend sind), stabilisiert, der Arbeitspunkt der Transistoren bleibt konstant, und eine Beschädigung der Transistoren bei unzulässigem Anwachsen der Trägereingangsspannung wird vermieden.The direct current through the transistors, which corresponds to the mean value of the emitter currents, is which flow during the mentioned half-waves (where the two transistors are conductive at the same time), stabilized, the operating point of the transistors remains constant, and damage to the transistors occurs An impermissible increase in the carrier input voltage is avoided.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 stellt das Blockschaltbild eines Modulators nach der Erfindung dar;Fig. 1 shows the block diagram of a modulator according to the invention;

Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit Gegenkopplung, durch die es möglich ist, die Ausgangsimpedanz der in einem Modulationssystem gemäß der Erfindung verwendeten Verstärker herabzusetzen;Fig. 2 shows an arrangement with negative feedback, by means of which it is possible to reduce the output impedance of the to reduce amplifiers used in a modulation system according to the invention;

Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Modulators nach der Erfindung dar, der besonders als Kanaldemodulator in einem Trägerfrequenzsystem geeignet ist.Fig. 3 shows an embodiment of a modulator according to the invention, which is particularly as Channel demodulator is suitable in a carrier frequency system.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Gegentakt-Modulators wird zuerst in Verbindung mit der Analyse eines aktiven Vierpols beschrieben. Diese wird auf die Art und Weise durchgeführt, wie sie V. B e 1 e ν it c h in einem Aufsatz »Linear theory of bridge and ring modulator circuits« in der Zeitschrift »Electrical Communication«, März 1948, S. 62, angegeben hat.The principle of the push-pull modulator according to the invention is first described in connection with the analysis an active quadrupole described. This is carried out in the manner in which V. B e 1 e ν it c h in an article entitled "Linear theory of bridge and ring modulator circuits" in the journal "Electrical Communication ”, March 1948, p. 62.

Fig. 1 zeigt einen Modulator in Form eines aktiven Vierpolnetzwerkes N mit einer Eingangs- und einer Ausgangsklemme sowie einer Klemme, die über den Kontakt U geerdet ist. Die Eingangsklemme ist mit einer Stromquelle verbunden, die den Strom / mit der Amplitude / und der Kreisfrequenz Co1 liefert. Diese Stromquelle hat einen Innenwiderstand A1. Die Ausgangsklemme ist mit einem Lastwiderstand R.z verbunden. Der Kontakt U ist während der Halbwellen einer Rechteckspannung, die die Kreisfrequenz ω& hat, wechselweise geöffnet und geschlossen, wodurch an der Ausgangsklemme des Modulators sowohl Kreisfrequenzen oj2 = co3Co1 als auch ω3+O)1 und andere Modulationsprodukte erscheinen. Fig. 1 shows a modulator in the form of an active four-pole network N with an input and an output terminal and a terminal which is grounded via the contact U. The input terminal is connected to a current source which supplies the current / with the amplitude / and the angular frequency Co 1. This current source has an internal resistance A 1 . The output terminal is connected to a load resistor R. z . The contact U is alternately open and closed during the half-waves of a square-wave voltage, which has the angular frequency ω & , whereby both angular frequencies oj 2 = co 3 - Co 1 and ω 3 + O) 1 and other modulation products appear at the output terminal of the modulator .

Das Vierpolnetzwerk JV sei durch vier Parameter definiert. Z sei die Eingangsimpedanz und A die Stromverstärkung bei kurzgeschlossenem Ausgang. B sei das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsspannung und Y der Ausgangsleitwert bei offenem Eingang. Der Zusammenhang zwischen der Eingansspannung V1, dem Ausgangsstrom Z2, der Ausgangsspannung V2 und dem Eingangsstrom I1 ist wie folgt:The four-pole network JV is defined by four parameters. Z is the input impedance and A is the current gain with the output short-circuited. B is the ratio of input to output voltage and Y is the output conductance with an open input. The relationship between the input voltage V 1 , the output current Z 2 , the output voltage V 2 and the input current I 1 is as follows:

V2 (1)V 2 (1)

i A · i A-Y ■ ν i - A · i AY ■ ν (9Ϊ(9Ϊ

h~A h+* V2 Wh ~ A h + * V 2 W

R1 und R2 sind im Idealfall gleich Null, ausgenommen R1 bei der Kreisfrequenz Oj1 und A2 bei der Kreisfrequenz ω2. Dann ergibt sich für V1 und v2: In the ideal case, R 1 and R 2 are equal to zero, with the exception of R 1 at the angular frequency Oj 1 and A 2 at the angular frequency ω 2 . Then we get for V 1 and v 2 :

V1 = V1- cos OJ1 1 (3) V 1 = V 1 - cos OJ 1 1 (3)

v2 = V2 · cos OJ2 1 (4)v 2 = V 2 cos OJ 2 1 (4)

Hierbei sind V1 und F2 die Amplituden der Eingangs- und Ausgangsspannungen.Here, V 1 and F 2 are the amplitudes of the input and output voltages.

Die Gleichungen (1) und (2) werden bei Anwendung einer Leitwertmatrix zu:Using a conductance matrix, equations (1) and (2) become:

V1 .Sv2 _ .V 1 .Sv 2 _.

h = h =

Av1 Av 1

D stellt die Beziehung zwischen dem Eingangsstrom /, dem Innenwiderstand R1 und dem Lastwider stand R2 dar und ist D represents the relationship between the input current /, the internal resistance R 1 and the load resistance R 2 and is

= Y-Z AB= Y-Z AB

Cl)Cl)

Nun soll das Verhalten der Vierpolparameter bei den verschiedenen Stellungen des Kontaktes U untersucht werden. Die Parameters, A, Y und D des Netzwerkes N sind bei geschlossenem Kontakt U gültig. Ist der Kontakt geöffnet, werden diese Parameter zu 1, —1, 0 und 1. Außerdem wird der Parameter Z (bei geöffnetem Kontakt) zaZ+R und kann leicht ausThe behavior of the four-pole parameters in the various positions of the contact U is now to be examined. The parameters, A, Y and D of network N are valid when contact U is closed. If the contact is open, these parameters become 1, —1, 0 and 1. In addition, the parameter Z (with open contact) becomes zaZ + R and can easily be changed

V1V 1 -

= Z+ R = Z + R

und aus (1) und (2) errechnet werden, vorausgesetzt, daß Z1 = -Zg ist. R errechnet sich dann zu:and can be calculated from (1) and (2), provided that Z 1 = -Zg. R is then calculated as:

R = IL+^HL*1 R = IL + ^ HL * 1

Die Parameter in den Gleichungen (5) und (6) werden nun durch modifizierte Parameter ersetzt, die das Arbeiten des Modulationskontaktes U berücfcsichtigen. Dies ergibt:The parameters in the equations (5) and (6) are replaced by modified parameters berücfcsichtigen the operation of the modulation contact U. This gives:

11 11 ++ UU ZZ 22 AA. 11 ++ UU 7,7, ?,?,

I LrJL) v _ / B _L±I Lr JL) v _ / B _L ±

Z + i? 2 jVl \ Z 2Z + i? 2 j Vl \ Z 2

i?i?

1 \Z 2 1 \ Z 2

i?i?

1 -u 1 -u

(10)(10)

(H)(H)

Hierbei ist w eine Rechteckwellenfunktion, deren Betrag während aufeinanderfolgender Halbperioden der Modulationsfrequenz (mit der Kreisfrequenz ω3) abwechselnd +1 und —1 ist.Here w is a square wave function, the magnitude of which is alternately +1 and −1 during successive half periods of the modulation frequency (with the angular frequency ω 3).

Die Funktion u ist durch folgende Fourierreihe definiert:The function u is defined by the following Fourier series:

u — — sinco zt + -Tr- sin 3 ω 3t + .... (12)
π \ 3 /
u - - sinco z t + -Tr- sin 3 ω 3 t + .... (12)
π \ 3 /

Da [in den Gleichungen (3) und (4)] angenommen wurde, daß die Eingangsspannung V1 und die Ausgangsspannung V2 reine Sinusspannungen mit den Kreisfrequenzen Co1 und ω2 sind, und da die Stromquelle 1 ebenfalls eine reine Sinusspannung mit der Kreisfrequenz W1 ist, kann man die Ausdrücke der Kreisfrequenz W1 in Gleichung (10) und die Ausdrücke der Kreisfrequenz CO2 in Gleichung (11) gleichsetzen. Dadurch entstehen zwei neue Gleichungen, die die Amplituden V1 und V2 der Eingangs- und Ausgangsspannungen mit der Amplitude / der Stromquelle verknüpfen.Since [in equations (3) and (4)] it was assumed that the input voltage V 1 and the output voltage V 2 are pure sinusoidal voltages with the angular frequencies Co 1 and ω 2 , and since the current source 1 is also a pure sinusoidal voltage with the angular frequency W 1 , the terms of the angular frequency W 1 in equation (10) and the terms of the angular frequency CO 2 in equation (11) can be equated. This creates two new equations that link the amplitudes V 1 and V 2 of the input and output voltages with the amplitude / current source.

J = J =

R1 R 1

2\Z Z + R V1 - \*
1Z
2 \ ZZ + R V 1 - \ *
1 line

Z + RZ + R

(13)(13)

Z + RZ + R

(14)(14)

Die Leistungsverstärkung G der Modulationsschaltung ist als das Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung am Lastwiderstand R2 und der maximalen Leistung, die der Stromquelle des Stromes / mit dem Innenwiderstand R1 entnommen werden kann, definiert:The power gain G of the modulation circuit is defined as the ratio between the output power at the load resistor R 2 and the maximum power that can be drawn from the current source / with the internal resistance R 1 :

Da das Verhältnis zwischen V2 und / [in Gleichung (15)] sich aus dem Gleichungspaar (13)-(14) bestimmen läßt, erhält man nun die Leistungsverstärkung als Funktion der verschiedenen Parameter Z, B, A und Y sowie der Innen- und Lastwiderstände A1 und R2. Es ist leicht einzusehen, daß die Leistungsverstärkung G dann ihr Maximum erreicht, wenn -R1 und R2 die wie folgt definierten Beträge annehmen:Since the ratio between V 2 and / [in equation (15)] can be determined from the equation pair (13) - (14), the power gain is now obtained as a function of the various parameters Z, B, A and Y as well as the internal and load resistors A 1 and R 2 . It is easy to see that the power gain G reaches its maximum when -R 1 and R 2 assume the values defined as follows:

R,R,

D(Z + R) + Z R+ 2Z D (Z + R) + Z R + 2Z

(16)(16)

BB. ~Z~ Z

Z + RZ + R

Z + RZ + R

(17)(17)

In vielen Fällen ist der Parameter Y, der als Leitwert bei offenem Eingang definiert ist, sehr klein und kann vernachlässigt werden. Dies ist der Fall, wenn das Netzwerke durch einen Transistor verkörpert ist, der in Basisschaltung arbeitet. Mit Y gleich Null führen die Gleichungen (16) und (17) zu einfachenIn many cases the parameter Y, which is defined as the master value with an open input, is very small and can be neglected. This is the case when the network is embodied by a transistor that operates in common base. With Y equal to zero, equations (16) and (17) lead to simple ones

1 HO1 HO

Ausdrücken, für die optimale Bemessung der Innen- kann, was das Arbeiten auf einen ziemlich kleinenExpress, for the optimal sizing of the interior can be what working on a fairly small

und Lastwiderstände R1 und R2 unter Berücksichti- ~ " ' ~ - - . _ -.. -and load resistances R 1 and R 2 taking into account- ~ "'~ - -. _ - .. -

gung der verbleibenden Netzwerkparameter Z, B und A: the remaining network parameters Z, B and A:

AB \ 1AB \ 1

A1 = - ±£=- (18)A 1 = - ± £ = - (18)

(19)(19)

Ist hierbei Z positiv, so gilt für R1 das positive und für R2 das negative Vorzeichen.If Z is positive here, the positive sign applies to R 1 and the negative sign to R 2.

In einem solchen Fall kann man ein akzeptables positives Optimum für R2 nur durch einen negativen Betrag von A · B erreichen, was bei einem Transistor in Basisschaltung der Fall ist.In such a case, an acceptable positive optimum for R 2 can only be achieved by a negative amount of A · B , which is the case with a common base transistor.

Für solche Maximalbeträge von .R1 und R2, bei Y gleich Null, kann die maximale Verstärkung GM leicht von den Gleichungen (13), (14) und (15) abgeleitet werden:For such maximum amounts of R 1 and R 2 , where Y is zero, the maximum gain G M can easily be derived from equations (13), (14) and (15):

2525th AA.

W) -W) -

(20)(20)

= 1,02 Neper oder 8,9 Dezibel.= 1.02 neper or 8.9 decibels.

Lastwiderstand R2 erlaubt. Die beschriebene Rückkopplungsanordnung erlaubt B praktisch von den Verstärkungskriterien (z. B. dem Transistor oder den Parametern) unabhängig zu machen. Die besondere Art der Gegenkopplung (shunt-shunt negative feedback) wird meist angewendet, um die Ausgangsimpedanz eines Verstärkers herabzusetzen, aber im vorliegenden Fall eines Modulationsverstärkers nach Fig. 1 kann diese Gegenkopplungsart nicht angewendet werden, da der Eingangskreis bei der Ausgangsfrequenz einen kleinen Widerstand aufweist.Load resistance R 2 allowed. The described feedback arrangement allows B to be made practically independent of the gain criteria (e.g. the transistor or the parameters). The special type of negative feedback (shunt-shunt negative feedback) is mostly used to reduce the output impedance of an amplifier, but in the present case of a modulation amplifier according to FIG. 1, this type of negative feedback cannot be used because the input circuit has a small resistance at the output frequency .

Fig. 2 zeigt, daß man eine Parallel-Reihen-Gegenkopplung anwenden kann, um eine brauchbare Reduzierung der Ausgangsimpedanz zu erreichen. Das Netzwerk N in Fig. 2 ist ohne Modulationskontakt dargestellt, und es ist ersichtlich, daß der Rückkopplungstransformator TR eine erste Wicklung, die parallel zu dem Lastwiderstand R2 liegt und eine zweite Wicklung besitzt, deren Windungszahl das κ-fache der Windungszahl der ersten Wicklung beträgt und zwischen der unteren Klemme des Netzwerkes N und Erde eingefügt ist. Die Parameter des modifizierten Netzwerkes, das die Eingangsspannung V1' und die Ausgangsspannung V2' sowie den Eingangsstrom Z1 (wie früher) und den Ausgangsstrom iz' aufweist, können nun aus den grundlegenden Netzwerkgleichungen (1) und (2) als auch aus den zusammengesetzten Netzwerkgleichungen, die für die Schaltung nach Fig. 2 leicht aufzustellen sind, errechnet werden.Figure 2 shows that parallel-series negative feedback can be used to achieve a useful reduction in output impedance. The network N in Fig. 2 is shown without modulation contact, and it can be seen that the feedback transformer TR has a first winding which is parallel to the load resistor R 2 and a second winding whose number of turns is κ times the number of turns of the first winding and is inserted between the lower terminal of the network N and earth. The parameters of the modified network, which has the input voltage V 1 'and the output voltage V 2 ' as well as the input current Z 1 (as before) and the output current i z ' , can now be derived from the basic network equations (1) and (2) as well from the composite network equations, which are easy to set up for the circuit according to FIG. 2, are calculated.

Man stellt fest, daß der Zähler dieser Gleichung gleich dem Verhältnis zwischen A und B ist, was genau der maximalen Leistungsverstärkung des Vierpols N entspricht, wenn keine Modulation vorhanden ist wie bei einem normalen Verstärker. Der Nenner der obigen Gleichung stellt die Verluste beim Vorhandensein einer Modulation dar und istIt can be seen that the numerator of this equation is equal to the ratio between A and B , which corresponds exactly to the maximum power gain of the quadrupole N when there is no modulation, as in a normal amplifier. The denominator of the above equation represents the losses in the presence of modulation and is

4040

Dies ist genau der Verlust eines herkömmlichen Gleichrichter-Modulators, der zwischen zwei Filtern arbeitet und die oben beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß mittels eines Verstärkers eine Modulation ermöglicht wird, wodurch Bauelemente eingespart werden, während gleichzeitig eine optimale Auslegung der Schaltungsanordnung möglich ist, sowie die maximale Verstärkung und ein Minimum an Verlusten während der Modulation vorhanden ist.This is exactly the loss of a conventional rectifier-modulator between two filters works and the arrangement described above has the advantage that a modulation by means of an amplifier is made possible, whereby components are saved, while at the same time an optimal design the circuit arrangement is possible, as well as the maximum gain and a minimum of losses is present during modulation.

Wenn der Innenwiderstand R1 und der Lastwiderstand R2 durch die Gleichungen (18) bzw. (19) bestimmt sind, so ist nicht nur die Verstärkung der Modulationsanordnung ein Maximum, sondern auch die Abschlüsse am Ein- und Ausgang nehmen optimale Werte an. Der maximale Betrag des Lastwiderstandes ist dem Parameter B umgekehrt proportional, der bei einem Transistor in Basisschaltung sehr klein ist. Solch ein hoher Lastwiderstand ist aber meist unerwünscht. Allerdings wird er im allgemeinen nicht in Verbindung mit einer maximalen Ausgangsleistung in der Last auftreten. Es ist daher wünschenswert, daß der Parameter B einen solchen Betrag aufweist, daß eine optimale Leistungsverstärkung und eine maximale Ausgangsleistung erreicht werden.If the internal resistance R 1 and the load resistance R 2 are determined by equations (18) and (19), not only is the amplification of the modulation arrangement a maximum, but the terminations at the input and output also assume optimal values. The maximum amount of the load resistance is inversely proportional to the parameter B , which is very small for a common base transistor. However, such a high load resistance is usually undesirable. However, it will generally not occur in connection with a maximum output power in the load. It is therefore desirable that the parameter B has an amount such that optimum power gain and maximum output power are achieved.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit Gegenkopplung, durch die man einen größeren Wert von B erhalten ' = V1 + η ■ V2 2 shows an arrangement with negative feedback, by means of which a larger value of B '= V 1 + η · V 2 is obtained

■ν»■ ν »

O = i2' - i2 O = i 2 '- i 2

•μ OV• μ OV

(21)
(22)
(23)
(21)
(22)
(23)

Die beiden ersten obenstehenden Gleichungen stellen die Beziehungen zwischen den neuen Ein- und Ausgangsspannungen V1 und V2 und den Spannungen V1 und V2 dar, während in der Gleichung (23) die Amperewindungen des Transformators gleich Null gesetzt sind, was für den Idealfall zutrifft. Die Spannungen V1, V2 und der Strom /2 werden aus den Gleichungen (21), (22) und (23) eliminiert, und es ergeben sich die modifizierten Netzwerkgleichungen:The first two equations above represent the relationships between the new input and output voltages V 1 and V 2 and the voltages V 1 and V 2 , while in equation (23) the ampere-turns of the transformer are set to zero, which is the ideal case applies. The voltages V 1 , V 2 and the current / 2 are eliminated from equations (21), (22) and (23), and the modified network equations result:

v/ = Z · I1 + (B-Bn+ ή) V2' (24)v / = Z I 1 + (B-Bn + ή) V 2 ' (24)

i2' = (4-An- n) Z1 + (1 - «)* · Y ■ v2' (25) i 2 '= (4-An n) Z 1 + (1 - «) * · Y ■ v 2 ' (25)

Aus dem vorstehenden Gleichungspaar ist ersichtlich, daß der Parameter Z nicht geändert wurde, und da Y früher schon mit dem Wert Null angenommen wurde, ist Y auch in dem modifizierten Netzwerk gleich Null. Die Parameter A und B sind jedoch geändert. Aber für den speziellen Fall der Basisschaltung eines Transistors ist A gleich — 1, woraus zu ersehen ist, daß der Parameter A sich gegenüber früher nicht ändert. Wenn der Parameterß des Netzwerkes N sehr klein und ungefähr in der Größenordnung von η ist, kann man ihn gleich η setzen. Aus Gleichung (19) ersieht man, daß bei positivem Z und negativem A der Wert B positiv sein wird, was bedeutet, daß η ebenfalls positiv wird, was der Fall ist, wenn die beiden Wicklungen des Transformators TR in Serie, aber gegeneinandergeschaltet sind (s. Zeichnung).From the above pair of equations it can be seen that the parameter Z has not been changed, and since Y was previously assumed to be zero, Y is also zero in the modified network. However, parameters A and B have been changed. But for the special case of the basic circuit of a transistor, A is equal to - 1, from which it can be seen that the parameter A does not change compared to earlier. If the parameter β of the network N is very small and approximately of the order of magnitude of η , it can be set equal to η . From equation (19) it can be seen that if Z is positive and A is negative, the value B will be positive, which means that η will also be positive, which is the case when the two windings of the transformer TR are connected in series but against each other ( s. draw).

Wendet man die Gleichungen (18) und (19) mit der Rückkopplungsanordnung nach Fig. 2 auf die Anordnung nach Fig. 1 an, kann man B durch η ersetzenIf one applies the equations (18) and (19) with the feedback arrangement according to FIG. 2 to the arrangement according to FIG. 1, B can be replaced by η

ίοίο

und ein brauchbarer Wert für n, kleiner als Eins, kann gewählt werden, wobei ein gewünschter Betrag für den Lastwiderstand R2 und eine entsprechende Leistungsverstärkung für die Modulationsanordnung erreicht wird. Der Lastwiderstand R2 soll speziell so gewählt werden, daß er einem Optimum entspricht, wodurch eine maximale Ausgangsleistung in Verbindung mit einer maximalen Leistungsverstärkung zustande kommt.and a useful value for n, less than one, can be chosen, achieving a desired amount for the load resistance R 2 and a corresponding power gain for the modulation arrangement. The load resistance R 2 should be specifically chosen so that it corresponds to an optimum, whereby a maximum output power in connection with a maximum power gain is achieved.

die der Demodulator mit den Transistoren T1 und T2 aufweist, kann die genannte Gabelschaltung eine Widerstands-Gabelschaltung sein, die mit einem Verlust von 10,7 Dezibel anstatt einem von 3 Dezibel wie bei einer Spulengabelschaltung behaftet ist.which the demodulator has with the transistors T 1 and T 2 , said hybrid circuit can be a resistor hybrid circuit which is afflicted with a loss of 10.7 decibels instead of 3 decibels as in a coil fork circuit.

Der Gegentaktausgangstransformator TR3 besitztThe push-pull output transformer TR 3 has

noch eine dritte Rückkopplungswicklung, derenMittelanzapfung direkt mit dem ungeerdeten Ende der Sekundärwicklung des Transformators TR2 verbunden Eine ausführliche Ausbildung nach der Erfindung io ist, und die äußeren Enden dieser Rückkopplungsunter Berücksichtigung der Gedanken, die in Ver- wicklung sind an die Basen der Transistoren T1 und bindung mit den Fig. 1 und 2 diskutiert wurden, wird ~
nun an Hand der Fig. 3 beschrieben.
a third feedback winding, derenMittelanzapfung of the transformer TR 2 directly connected to the ungrounded end of the secondary winding of a detailed design according to the invention, io, and the outer ends of these feedback Taking into account the ideas which are development in comparison to the bases of the transistors T 1 and linkage with Figures 1 and 2 discussed is ~
now described with reference to FIG.

Fig. 3 stellt einen Gegentakt-Transistor-Demodulator, Teil einer Kanal-Modulator-Demodulator-Einheit für Trägerfrequenzübertragung dar. Die Eingangsklemmen P1 und P2 sind mit der Primärwicklung T2 geschaltet.3 shows a push-pull transistor demodulator, part of a channel modulator-demodulator unit for carrier frequency transmission. The input terminals P 1 and P 2 are connected to the primary winding T 2 .

Die beschriebene Anordnung entspricht grundsätzlich den Arbeitsprinzipien, die im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläutert wurden. Die Trägerspannung. The described arrangement basically corresponds to the working principles that are related with FIGS. 1 and 2 were explained. The carrier voltage.

die an den Klemmen P3 und P4 liegt, Verwhich is connected to terminals P 3 and P 4 , Ver

eines symmetrischen Eingangstransformators TR1 verbunden. Parallel zu dieser Wicklung liegt der Abursacht, daß die Basen der Transistoren T1 und T2 entweder hinsichtlich der Emitterpotentiale negativ oder positiv werden, so daß beide Transistoren ent-a symmetrical input transformer TR 1 connected. Parallel to this winding is the cause that the bases of the transistors T 1 and T 2 are either negative or positive with regard to the emitter potentials, so that both transistors develop.

stimmkondensator C1, so daß der Eingangskreis auf 20 weder verstärken oder gesperrt sind. Im letzteren Fall die Mittelfrequenz der ankommenden Signale abgestimmt ist, d. h. auf die Kreisfrequenz ων
Die Klemmen P3 und P4 stellen die
tuning capacitor C 1 , so that the input circuit on 20 neither amplify nor blocked. In the latter case, the center frequency of the incoming signals is matched, ie to the angular frequency ω ν
Terminals P 3 and P 4 represent the

Eingangsklemmen für die Trägerspännung mit der Kreisfrequenz CO3 dar. Diese Klemmen sind über die Entkopplungswiderstände R1 und R2 mit der Primärwicklung des Trägereingangstransformators TR2 verbunden. Die Entkopplungswiderstände erlauben auch die Trägerspannung über die Klemmen P3 und P4, über ähnliche Widerstände an den Modulator (nicht gezeigt) zu führen, der ein Teil der Kanal-Modulator-Demodulator-Einheit ist.Input terminals for the carrier voltage with the angular frequency CO 3 represent. These terminals are connected to the primary winding of the carrier input transformer TR 2 via the decoupling resistors R 1 and R 2 . The decoupling resistors also allow the carrier voltage via terminals P 3 and P 4 to be fed via similar resistors to the modulator (not shown), which is part of the channel-modulator-demodulator unit.

Ein Ende der Sekundärwicklung des Transformators 7'.R2 ist direkt mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators TR1 verbunden, und dieser gemeinsame Punkt ist geerdet. Die äußeren Enden der symmetrischen Sekundärwicklung des Transformators TR1 sind mit den Emittern der Transistoren T1 und T2 verbunden, die in bezug auf das Eingangssignal, das an den Klemmen P1 und P2 liegt, im Gegentakt arbeiten. Die Kollektoren dieser beiden Transistoren sind je über eine der beiden Primärwicklungen des Gegentaktausgangstransf ormators TR3 und je über eine der beiden Primärwicklungen eines weiteren symmetrischen Ausgangstransformators TR1 mit dem negativen Pol einer 48-Volt-Batterie verbunden. Jede Hälfte der Primärwicklung des Transformators TR3 ist mit Hilfe der Kondensatoren C2 und C3 auf die Mitten-Ausgangsfrequenz des niederen Sprechfrequenzseitenbandes abgestimmt, d. h. speziell auf die Kreisfrequenz ω, der Trägerwelle.One end of the secondary winding of the transformer 7'.R 2 is connected directly to the center tap of the secondary winding of the transformer TR 1 , and this common point is grounded. The outer ends of the symmetrical secondary winding of the transformer TR 1 are connected to the emitters of the transistors T 1 and T 2 , which work in push-pull with respect to the input signal applied to the terminals P 1 and P 2. The collectors of these two transistors are each connected to the negative pole of a 48-volt battery via one of the two primary windings of the push-pull output transformer TR 3 and each via one of the two primary windings of a further symmetrical output transformer TR 1. Each half of the primary winding of the transformer TR 3 is matched to the center output frequency of the lower speech frequency sideband, ie specifically to the angular frequency ω, of the carrier wave, with the aid of capacitors C 2 and C 3.

Die beiden Primärwicklungen des symmetrischen Ausgangstransformators TR1 sind mit Hilfe der Kondensatoren C6 und C7 auf eine Signalfrequenz abgestimmt, die eine höhere Frequenz als das Sprechfrequenzband hat und über die Sekundärwicklung dieses Transformators TA4 an einen Signalempfänger (nicht gezeigt) gelangt, der an die Klemmen P7 und P8 angeschlossen ist.The two primary windings of the symmetrical output transformer TR 1 are tuned to a signal frequency with the help of capacitors C 6 and C 7 , which has a higher frequency than the speech frequency band and via the secondary winding of this transformer TA 4 to a signal receiver (not shown) that is connected to terminals P 7 and P 8 are connected.

Die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators TR3 hat die Klemmen P5 und P6, an die ein Tiefpaßfilter (nicht gezeigt) angeschlossen ist, womit das gewünschte Seitenband ausgesiebt wird. Der Filterausgang kann an eine Gabelschaltung und diese wiederum an den Modulator (nicht gezeigt) geschaltet sein und außerdem dazu benutzt werden, den Modulator und Demodulator mit einem Zweidrahtkreis zu koppeln. Im Hinblick auf die wesentliche Verstärkung, herrscht zwischen den Klemmen P1/2 und P5/6 eine sehr große Dämpfung.The secondary winding of the output transformer TR 3 has the terminals P 5 and P 6 , to which a low-pass filter (not shown) is connected, with which the desired sideband is filtered out. The filter output can be connected to a hybrid circuit and this in turn to the modulator (not shown) and can also be used to couple the modulator and demodulator with a two-wire circuit. With regard to the essential amplification, there is a very high level of attenuation between terminals P 1/2 and P 5/6.

Die Anordnung nach Fig. 3 ist in Verbindung mit einem Kanaldemodulator von besonderem Interesse. In einem solchen Fall ist die Frequenz der Trägerspannungsquelle ziemlich groß gegenüber der Sprechfrequenzbandbreite, und das Spektrum des Sprechfrequenzbandes liegt nahe bei der Trägerfrequenz. Nach den Ausgangsklemmen P5 und P6 wird das Sprechfrequenz-Seitenband ausgesiebt, das entweder von der Trägerfrequenz oder von einer Frequenz des oberen Seitenbandes sehr verschieden ist. Das bedeutet, daß bei einem mittels der Kondensatoren C2 und C3 auf das gewünschte Seitenband abgestimmten Ausgangskreis ein eventuell verbleibender Trägerrest ebenfalls automatisch reduziert wird. Die Ausgangsklemmen P5 und P6 mögen — wie vorher erwähnt — mit einem Tiefpaßfilter verbunden sein, das bei der Eingangsfrequenzbandbreite eine kleine Impedanz besitzt. Die Trägerfrequenz, die an den Klemmen P3 und P4 liegt, ist automatisch in dem Eingangsfrequenzband enthalten, wenn die Trägerfrequenz nahe bei dem Frequenzbereich der Eingangssignale liegt.The arrangement of FIG. 3 is of particular interest in connection with a channel demodulator. In such a case, the frequency of the carrier voltage source is quite large compared to the speech frequency bandwidth, and the spectrum of the speech frequency band is close to the carrier frequency. After the output terminals P 5 and P 6 , the speech frequency sideband is screened out, which is very different either from the carrier frequency or from a frequency of the upper sideband. This means that if the output circuit is matched to the desired sideband by means of the capacitors C 2 and C 3, any remaining carrier residue is also automatically reduced. The output terminals P 5 and P 6 may - as mentioned before - be connected to a low-pass filter which has a small impedance at the input frequency bandwidth. The carrier frequency applied to terminals P 3 and P 4 is automatically included in the input frequency band when the carrier frequency is close to the frequency range of the input signals.

Es sei festgestellt, daß die Analysis bezüglich Fig. 1 die spezielle Bedingung enthält, daß die Eingangsimpedanz, außer bei der Frequenz der Eingangssignale, den Wert Null und die Ausgangsimpedanz, außer für die Frequenz der gewünschten Ausgangssignale, ebenfalls den Wert Null annimmt.It should be noted that the analysis with respect to FIG. 1 contains the special condition that the input impedance, except for the frequency of the input signals, is zero and the output impedance, except for the frequency of the desired output signals, also assumes the value zero.

Bei der Demodulatoranordnung nach Fig. 3 hingegen kann, während die Ausgangsimpedanz des Demodulators ausgenommen für das gewünschte untere Sprechfrequenz-Seitenband, praktisch noch als Null betrachtet werden kann, die Eingangsimpedanz näherungsweise nur hinsichtlich des gewünschten unteren Seitenbandes als Kurzschluß angenommen werden. Nimmt man z. B. an, daß die Eingangssignale in einem Kanal von 60 bis 64 kHz liegen und daß der Kanalträger 64 kHz ist, so erhält man das untere Seitenband mit 0 bis 4 kHz, während das obere Seitenband in der Frequenzlage 120 bis 124 kHz erscheint. Bei einem auf 60 kHz abgestimmten Eingang kann dieser abgestimmte Eingangskreis für das obere Seitenband nicht mehr als Kurzschluß betrachtet werden, arbeitet aber als solcher hinsichtlich des unteren Seitenbandes. Die Abstimmungsbedingungen, die in Verbindung mit Fig. 1 angenommen werden, sind nicht mehr gültig, eine größere Verstärkung, als in Gleichung (20)In the demodulator arrangement according to FIG. 3, however, while the output impedance of the demodulator except for the desired lower speaking frequency sideband, practically still as zero can be considered, the input impedance approximately only in terms of the desired lower Sideband can be assumed to be a short circuit. If you take z. B. assume that the input signals in a Channel from 60 to 64 kHz and that the channel carrier is 64 kHz, the lower sideband is obtained with 0 to 4 kHz, while the upper sideband appears in the frequency range 120 to 124 kHz. at With an input tuned to 60 kHz, this tuned input circuit can be used for the upper sideband can no longer be viewed as a short circuit, but operates as such with respect to the lower sideband. The voting conditions adopted in connection with Fig. 1 are no longer valid, a greater gain than in equation (20)

109 620/295109 620/295

definiert, kann nun erreicht werden, obgleich die neuen optimalen Werte für den Innenwiderstand .R1 und den Lastwiderstand R2 nicht wesentlich von den Werten, die durch die Gleichungen (18) und (19) definiert sind, abweichen.can now be achieved, although the new optimal values for the internal resistance .R 1 and the load resistance R 2 do not differ significantly from the values defined by equations (18) and (19).

Einer der Vorteile der Transistormodulatoren gegenüber den Gleichrichtermodulatoren ist der, daß im Gegensatz zu den letztgenannten eine sehr kleine Trägerleistung eine viel höhere Signalleistung steuert.One of the advantages of transistor modulators over rectifier modulators is that im In contrast to the latter, a very small carrier power controls a much higher signal power.

Die Fig. 3 zeigt, wie dieser Vorteil bei einem nahezu ideal arbeitenden Modulator verwirklicht ist.FIG. 3 shows how this advantage is realized in a modulator that operates almost ideally.

Ein Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R3 und i?4, ist zwischen den negativen Pol der Batterie und Erde geschaltet. Parallel zu dem Widerstand Rt liegt ein Kondensator C4. Der Verbindungspunkt der Widerstände R3 und i?4 ist über den Gleichrichter GL an die Mittelanzapfung dei Rückkopplungswicklung des Transformators TR3 geführt. A voltage divider consisting of the resistors R 3 and i? 4 , is connected between the negative pole of the battery and earth. A capacitor C 4 is located in parallel with the resistor R t . The connection point of the resistors R 3 and i? 4 is led via the rectifier G L to the center tap of the feedback winding of the transformer TR 3 .

Die Basis-Emitter-Strecke der Transistoren T1 und T2 arbeiten als ein Doppelweggleichrichter in Verbindung mit dem RC-Glied R5ZC5. Da die Transistoren vom pnp-Typ sind, wird der Kondensator C5 negativ aufgeladen, und die Spannung an ihm wird höher negativ, als die Trägerspannung anwächst. Da andererseits die Basen der beiden Transistoren über die Rückkopplungswicklung des Transformators TR3 und den Gleichrichter GL an einen Punktfesten, vorbestimmten, negativen Potentials geführt sind, wird während der negativen Halbwellen der Trägerspannung das Potential an der Kathode des Gleichrichters GL niedriger als das negative Potential an dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und i?4, wodurch dieser Gleichrichter leitend an das Potential an der Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung des Transformators TR3 auf die Vorspannung an dem Verbindungspunkt von R3 und R^ begrenzt wird. Ist der Gleichrichter leitend, liegt an der Sekundärwicklung des Trägertransformators TR2 eine Schaltung, die aus der Impedanz des Gleichrichters in Serie mit der Parallelschaltung aus A3, A4 und C1 und der Parallelschaltung des Widerstandes R5 und des Kondensators C5 besteht. Ein weiteres Anwachsen des Trägerpegels kann durch diese Schaltung (über dem Trägertransformator TR2) verhindert werden.The base-emitter path of the transistors T 1 and T 2 work as a full wave rectifier in conjunction with the RC element R 5 ZC 5 . Since the transistors are of the PNP type, the capacitor C 5 is charged negatively and the voltage across it becomes higher negative as the carrier voltage increases. On the other hand, since the bases of the two transistors are led to a fixed, predetermined negative potential via the feedback winding of the transformer TR 3 and the rectifier G L , the potential at the cathode of the rectifier G L is lower than the negative one during the negative half-waves of the carrier voltage Potential at the junction of resistors R 3 and i? 4 , whereby this rectifier is conductive to the potential at the center tap of the feedback winding of the transformer TR 3 is limited to the bias voltage at the junction of R 3 and R ^ . If the rectifier is conductive, a circuit is connected to the secondary winding of the carrier transformer TR 2 , which consists of the impedance of the rectifier in series with the parallel connection of A 3 , A 4 and C 1 and the parallel connection of the resistor R 5 and the capacitor C 5 . A further increase in the carrier level can be prevented by this circuit (via the carrier transformer TR 2 ) .

Der Normalpegel der Trägerspannung wird vorzugsweise so gewählt, daß er über der Schwelle liegt, bei der der Gleichrichter GL leitend wird, wodurch, verursacht durch die an den Basen der Transistoren T1 und T2 liegenden Spannungen, die Transistoren gleichzeitig leitend werden, wobei die Spannung an den Basen während einer Halbwelle immer gleich dem vorbestimmten Maximalwert des an dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und Ri herrschenden Potentials ist. Die beschriebene Begrenzeranordnung besitzt die Vorteile, daß der Trägerpegel sich nur wenig auf die Verstärkung auswirkt, kleine nichtlineare Verzerrungen auftreten und ein geringes Nebensprechen über der Trägerversorgung — wie schon erwähnt — vorhanden ist. Es kann ein kleiner Einfluß der Trägerpegelschwankungen auf den Emitterstrom der Transistoren angenommen werden, da die Amplitude der Trägerwelle am Transformator TR2 sehr viel kleiner ist als das Potential an dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und Rt, z. B. 0,5VoIt gegenüber -16VoIt. Prozentual gesehen, sind die Schwankungen des Potentials an dem Widerstand R5, die von den Pegelschwankungen des Trägers herrühren, viel kleiner, was auch sehr kleinen Änderungen des Emitterstromes der beiden Transistoren T1 und T2 entspricht.The normal level of the carrier voltage is preferably selected so that it is above the threshold at which the rectifier G L becomes conductive, whereby, caused by the voltages at the bases of the transistors T 1 and T 2 , the transistors become conductive at the same time, whereby the voltage at the bases during a half cycle is always equal to the predetermined maximum value of the potential prevailing at the connection point of the resistors R 3 and R i. The limiter arrangement described has the advantages that the carrier level has only a slight effect on the amplification, small non-linear distortions occur and, as already mentioned, there is little crosstalk over the carrier supply. It can be assumed that the carrier level fluctuations have a small influence on the emitter current of the transistors, since the amplitude of the carrier wave at the transformer TR 2 is very much smaller than the potential at the junction of the resistors R 3 and R t , e.g. B. 0.5VoIt versus -16VoIt. In percentage terms, the fluctuations in the potential at the resistor R 5 , which result from the level fluctuations of the carrier, are much smaller, which also corresponds to very small changes in the emitter current of the two transistors T 1 and T 2 .

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die beschriebenen Schaltungen unter Zugrundelegung des Erfindungsgedankens mannigfach variiert werden können. Zum Beispiel können mehr als zwei Transistoren verwendet werden. Schaltet man je zwei Transistoren parallel, so kann man der Schaltung eine größere Leistung entnehmen, schaltet man je zwei Transistoren in Kaskade, erhält man eine höhere Verstärkung. Wenn es erwünscht ist, irgendwelche Eingangsfrequenzen am Ausgang des Modulators zu unterdrücken, ist es vorteilhaft, vier Transistoren anstatt der zwei in Fig. 3 anzuordnen. Eine solche Unterdrückung bzw. irgendeine wesentliche Dämpfung der Eingangsfrequenzen am Modulatorausgang ist vorteilhaft, da hierdurch die Filteranordnungen am Ausgang wesentlich vereinfacht werden können.From the above description it can be seen that the circuits described are based on the inventive concept can be varied in many ways. For example, more than two can Transistors are used. If you connect two transistors in parallel, you can use the circuit If you draw a higher power, if you connect two transistors in cascade, you get a higher one Reinforcement. If desired, add any input frequencies to the output of the modulator suppress, it is advantageous to arrange four transistors instead of the two in FIG. Such Suppression or any significant attenuation of the input frequencies at the modulator output advantageous, since this allows the filter arrangements at the exit to be significantly simplified.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Gegentakt-Modulator mit einem Gegentaktverstärker, einer Trägerspannungsquelle und einer Modulationsspannungsquelle, die beide so an den Modulator geschaltet werden, daß sie voneinander entkoppelt sind, und bei dem der Gegentaktverstärker aus zwei gleichen Transistoren besteht, deren Emitter mit einer Wicklung eines Gegentakteingangstransformators verbunden sind, dessen Mittelanzapfung an einen Punkt festen Potentials geschaltet ist, während die Trägerspannungsquelle mit einem Pol an den Basen der Transistoren, mit dem anderen an einem Punkt festen Potentials liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangstransformator mit einer symmetrischen Rückkopplungswicklung versehen ist, deren Mittelpunkt mit dem einen Ende der Trägerspannungsquelle verbunden ist, während die äußeren Enden der Rückkopplungswicklung an die Basen der Transistoren geschaltet sind.1. Push-pull modulator with a push-pull amplifier, a carrier voltage source and a modulation voltage source, both of which are connected to the modulator in such a way that they are decoupled from each other, and in which the push-pull amplifier consists of two identical transistors, the emitters of which are connected to a winding of a push-pull input transformer , whose center tap is connected to a point of fixed potential, while the carrier voltage source has one pole at the bases of the transistors and the other at a point of fixed potential, characterized in that the output transformer is provided with a symmetrical feedback winding, the center of which with the one end of the carrier voltage source is connected, while the outer ends of the feedback winding are connected to the bases of the transistors. 2. Gegentakt-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Trägerspannungsquelle über einen Gleichrichter an einen Punkt festen Gleichspannungspotentials geschaltet ist und dieser Punkt für die Frequenz der Trägerspannungsquelle von Erde entkoppelt ist und daß der Gleichrichter so gepolt ist, daß er während der Halbperioden einer Polarität der Trägerwelle leitend wird, so daß bei leitendem Gleichrichter das feste Gleichspannungspotential als Vorspannung an dem Kreis mit hohem Eingangswiderstand liegt.2. Push-pull modulator according to claim 1, characterized in that one end of the Carrier voltage source via a rectifier to a point of fixed direct voltage potential is switched and this point is decoupled from earth for the frequency of the carrier voltage source is and that the rectifier is polarized so that it during the half periods of a polarity of Carrier wave is conductive, so that the fixed DC voltage potential when the rectifier is conductive as a bias on the circuit with high input resistance. 3. Gegentakt-Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Punkt festen Potentials der beiden Spannungsquellen über eine Widerstands-Kondensator-Kombination mit dem Punkt festen Gleichspannungspotentials verbunden ist und die Amplitude der an dem Kondensator liegenden Gleichspannung von dem Pegel der Eingangsträgerwelle abhängig ist.3. push-pull modulator according to claim 2, characterized in that the common point fixed potential of the two voltage sources via a resistor-capacitor combination is connected to the point of fixed direct voltage potential and the amplitude of the capacitor lying DC voltage depends on the level of the input carrier wave. 4. Gegentakt-Modulator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegentakt-Modulator in einem Trägerfrequenzsystem als Kanaldemodulator verwendet wird, wobei der Eingangskreis für die Modulationsspannungsquelle, d. h. der Eingangstransformator, auf die4. push-pull modulator according to claims 1 to 3, characterized in that the push-pull modulator is used in a carrier frequency system as a channel demodulator, the Input circuit for the modulation voltage source, d. H. the input transformer to which Frequenz der Trägerspannungsquelle abgestimmt ist und wobei am Ausgang des Demodulators ein Tiefpaßfilter vorgesehen ist, das zur Aussiebung des niederen Sprachfrequenzbandes dient und außerhalb des Übertragungsbereiches einen kleinen Widerstand darstellt, und daß die Frequenz der Trägerspannungsquelle größer als das Sprach-14 Frequency of the carrier voltage source is tuned and a low-pass filter is provided at the output of the demodulator, which is used to filter out the lower speech frequency band and represents a small resistance outside the transmission range, and that the frequency of the carrier voltage source is greater than the speech 14 frequenzband ist, z. B. 64 kHz bei einem Sprachfrequenzband von 4 kHz.frequency band is, e.g. B. 64 kHz for a voice frequency band of 4 kHz. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 752 409, 945 853, 679;
französische Patentschrift Nr. 1145 796.
Considered publications: German Patent Nos. 752 409, 945 853, 679;
French patent specification No. 1145 796.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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