DE1211290B

DE1211290B - Sendevorrichtung zur UEbertragung amplitudenmodulierter Schwingungen

Info

Publication number: DE1211290B
Application number: DEN21571A
Authority: DE
Inventors: Theodorus Jozef Van Kessel; Joannes Maria Albertus Uijen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-05-16
Filing date: 1962-05-12
Publication date: 1966-02-24
Also published as: NL109535C; NL112133C; US3295072A; AT259624B; SE339497B; NL264824A; US3274492A; OA00846A; NL287705A; GB976235A; AT245620B; FI41041B; US3409832A; DK118295B; US3378772A; NL127219C; CH436402A; BE642324A; CH414772A; DE1218018B

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 a4 -14/01

Nummer: 1211290

Aktenzeichen:. N 21571IX d/21 a4

Anmeldetag: 12. Mai 1962

Auslegetag: 24. Februar 1966

' Die Erfindung betrifft eine Sendevorrichtung zur Übertragung amplitudenmodulierter Schwingungen, bei der der Informationsinhalt im wesentlichen in nur einem Seitenband konzentriert ist und die mit einem von den zu übertragenden Signalen gespeisten Amplitudenmodulator und einem zugeordneten Trägerwellenoszillator und Ausgangsfilter versehen ist, wobei dem Amplitudenmodulator die Trägerwellenschwingung sowie eines der Seitenbänder zur weiteren Übertragung entnommen werden. Die Sendevorrichtung nach der Erfindung ist vorteilhaft für Rundfunkzwecke anwendbar.

Vorrichtungen der angegebenen Art weisen in sendertechniseher Hinsicht wichtige Vorteile auf. Erstens kann bei gleichbleibender Senderleistung die Amplitude der übertragenen Informationssignale gegenüber der Trägerwellenamplitude wesentlich gesteigert werden, insbesondere beträgt bei normaler Amplitudenmodulation die Amplitude eines jeden Seitenbandes bei maximaler Modulation die Hälfte der Trägerwellenamplitude, und demnach beträgt bei maximaler Modulation die Amplitude der übertragenen Informationssignale die Hälfte der Trägerwellenamplitude, während bei Übertragung nur eines Seitenbandes die Amplitude des Seitenbandsignals gleich der Trägerwellenamplitude gemacht werden kann, so daß hier die maximale Amplitude der übertragenen Informationssignale gleich der Trägerwellenamplitude ist. Außerdem ergibt sich dabei eine Bandbreiteersparnis und kann auf diese Weise zwischen frequenzbenachbarten Sendern ein Frequenzraum erspart werden, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung dieser Sender weitgehend herabgesetzt werden kann.

Die Erfindung bezweckt, eine Sendevorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der unter Beibehaltung der erwähnten Vorteile der Empfang der von der Sendevorrichtung übertragenen Signale in einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger in einer ausgezeichneten Wiedergabequalität resultiert.

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß auf den zuerst genannten Am- -plitudenmodulator ein zweiter Amplitudenmodulator folgt, in dem das dem zuerst genannten Amplitudenmodulator entnommene Signal als Trägerwellenschwingung von demselben Signal als Modulationssignal in der Amplitude moduliert wird, und weiterhin die Sendevorrichtung mit einem Ausgangsfilter versehen ist, das nur die im Signalband liegenden Signale mit der doppelten Trägerwellenfrequenz durchläßt.

Sendevorrichtung zur Übertragung
amplitudenmodulierter Schwingungen

· Anmelder: . .

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande) -

Vertreter:

■

Dr.rer.nat. P.Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Theodoras Jozef van Kessel,
. Joannes Maria Albertus Uijen,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

, Niederlande vom 16. Mai 1961 (264 824)

Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In

F i g. 1 ist eine Sendevorrichtung nach der Erfindung blockschematisch dargestellt;

Fig. 2 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Sendevorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt eine detaillierte ausgearbeitete Sendevorrichtung nach F i g. 1;

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausarbeitung einer Sendevorrichtung nach der Erfindung, bei der die Wiedergabequalität beim Empfang in einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger verbessert wird;

Fig. 5 zeigt einige Frequenzdiagramme zur Erläuterung der Vorrichtung nach Fig. 4;
F i g. 6 zeigt eine andere Ausarbeitung einer Sendevorrichtung nach der Erfindung mit verbesserter Wiedergabequalität, die vorzugsweise angewendet ΛνηχΙ, und

F i g. 7 zeigt ein Frequenzdiagramm zur Erläuterung der Vorrichtung nach F i g. 6.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Sendevorrichtung zur Übertragung von Sprachsignalen im Band 'von bis 3400Hz werden von einem Mikrophon 1 herrührende Signale über ein Tiefpaßfilter 2 und einen Niederfrequenzverstärker 3 einer Modulatorstufe 4 mit einem Trägerwellenoszillator 5 von z. B. 40OkHz zugeführt, wobei mit dem Ausgangskreis

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3 4

der Amplitudenmodulatorstufe ein Atisgangsfilter 6 plitude 'der Biformationssignale beträchtlich gestei-

verbunden ist, das z, B..das im Band von 400,3. bis gert werden kann und weiterhin dabei eine Frequenz-

403,4 kHz liegende obere Seitenband und die Träger- ersparnis erzielt wird, aber demgegenüber steht, daß

Wellenschwingung von 400 kHz durchläßt. Das Aus- beim Empfang der vom Sender emittierten Schwin-

gangssignal des Amplitudenmodulators 4 wird über 5 gungen in einem .normalen' Amplitudenempfanger

eine noch zu besprechende Vorrichtung, nach erfolg- wesentliche Signalyerzerrungen auftreten, .was .an

ter Verstärkung und etwaiger Frequenzumsetzung in Hand des in Fig. 2b dargestellten Vektordiagramms

einer Sendestufe 7, von einer Antenne 8 emittiert. näher erläutert wird.

Wenn in der angegebenen Sendevorrichtung eine In dieser Figur stellt der Vektor T wieder die Trä-

einzige sinusförmige Sprachschwingung mit einer io gerwellenschwingung dar, um welche mit einer Fre-

Frequenz ρ übertragen wird, tritt am Ausgang der quenz ρ die sinusförmige Sprachschwingung α rotiert,

Modulatorstufe nebst der übertragenen Trägerwellen- und der Summenvektor E dieser Vektoren beschreibt

schwingung T mit der Frequenz ω das Sprachseiten- die Umhüllende der emittierten Schwingungen, die,

band ω+ρ auf; diese Schwingungen sind in Fig. 2a wie es aus dem in Fig. 2c dargestellten Zeitdia-

in einem Frequenzdiagramm dargestellt, in dem die 15 gramm ersichtlich ist, sich nicht mehr sinusförmig

Amplitude der Trägerwellenschwingung auf einen ändert, so daß bei Detektion dieser Umhüllenden in

Wert 1 herabgesetzt ist und das Sprachseitenband einem normalen Amph'tudenmodulationsempfänger

eine Amplitude α aufweist, die kleiner als die Träger- nebst der gewünschten Sprachfrequenz ρ auch Ver-

wellenamplitude 1 sein muß, um Übermodulation zu Zerrungsprodukte auftreten,

verhüten. 20 Insbesondere wird die Umhüllende in mathema-

Wie bereits im vorhergehenden erwähnt wurde, tischer Form durch folgende Formel dargestellt:

bietet die vorliegende Sendevorrichtung gegenüber ι/τγ~; ίΓΊ—7~=~l—

normalen Amplitudenmodulationssendern den Vor- . £= j/(l + acosptf+a sm pt

teil, daß bei gleichbleibender Senderleistung die Am- oder in einer Reihe entwickelt:

^cos 2pt+l±-a*--^a* j

usw.

Bei Übertragung des in F i g. 2 a dargestellten Fre- tor 9 folgt, in dem das dem zuerst genannten Ampliquenzspektrums treten also am Ausgang eines nor- tudenmodulator 4 entnommene Signal als Trägermalen Amplitudenmodulationsempfängers nebst der 35 Wellenschwingung von demselben Signal als ModugewünschtenSprachfrequenzkomponenteÄCospinoch lationssignal in der Amplitude moduliert wird, und die Verzerrungsprodukte cos 2 pi, cos 3 pi... usw. die Sendevorrichtung weiterhin ein Ausgangsfilter 10 auf, die mit zunehmender Amplitude α der Sprach- besitzt, das nur die im Signalband liegenden Signale komponente in progressiver Weise zunehmen; z.B. mit der doppelten Trägerwellenfrequenz durchläßt, beträgt bei einer maximalen Amplitude a der Sprach- 40 Im angegebenen Ausführungsbeispiel wird dazu das komponente gleich dem 0,7. Teil der Trägerwellen- dem Amplitudenmodulator 4 entnommene Signal amplitude der gesamte Verzerrungspegel 17% ge- einerseits über die Leitung 11 als Trägerwellen- ^genüber dem Trägerwellenpegel, was —15 db ent- schwingung und andererseits über die Leitung 12 als spricht. Modulationssignal zugeführt.

Zur Illustrierung ist in Fig. 2d das am Ausgang 45 Werden im dargestellten Ausführungsbeispiel des Amplitudenmodulationsempfängers auftretende durch die Amplitudenmodulation z.B. die in F ig. 2 a Frequenzspektrum dargestellt, wobei auch die Größe dargestellten Signale emittiert, die aus der Trägerder verschiedenen Frequenzkomponenten angegeben welle T mit einer Amplitude 1 und Frequenz ω soist. Enthält das Sprachsignal mehrere Frequenzkom- wie dem Sprachfrequenzseitenband mit einer Ampliponenten und ist z.B. neben der Sprachfrequenz- 5° tudea und Frequenz«—ρ bestehen, so wird dieses komponente ^ noch die Frequenzkomponenteq vor- durch die Formel handen, so treten neben den Harmonischen jeder «oscoi + α cos (ω + ν) t

der Komponenten ρ und q noch Interferenzprodukte

mit Frequenzen ρ +q, p~q, 2p+q, 2p—q ... usw. gegebene Signal im Amplitudenmodulator mit sich auf. Der aus dem Pegel der harmonischen Verzer- 55 selbst moduliert, woraus sieh mit der doppelten rungen2p, 2q~.. usw. und dem Pegel der Inter- Trägerwellenfrequenz ein Signal ferenzprodukte p+q, p—q... usw. zusammengesetzte gesamte Verzerruagspegel gegenüber dem Jcos2ß>i 4- ßcos{2« + p)t + Ju²cos (2ω + 2p)t Trägerwellenpegel beträgt —14 db bei einer Modu-

lationstiefe von 0,7 und gleichen Pegeln der Sprach- 60 ergibt, das vom Ausgangsfilter durchgelassen wird, komponentenpegel ρ und q. In Fig- 2e sind die emittierten Signale in einem

Die Erfindung bezweckt, eine Sendevorrichtung zu Frequenzdiagramm dargestellt, bei dem wieder die schaffen, bei der unterBeibehaltung der obenerwähn- Amplitude der Trägerwellenschwingung, deren Freten Vorteile die Wiedergabequalität bei Empfang mit quenz 2-ω beträgt, auf den Wert 1 herabgesetzt ist. einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger 65 Durch die Anwendung der Maßnahmen nach der wesentlich verbessert wird. Dieses Ziel wird nach der Erfindung wird {s. F i g. 2e) zusammen mit der Trä-Erfinduag dadurch verwirklicht, daß auf den Ampli- gerwellenschwingung mit der Frequenz 2 ω und Amtudenmodulator 4 ein zweiter Amplitudenmodula- plitude 1 sowie dem Sprachseitenband mit einer Am-

plitude 2 a und Frequenz 2 ω + ρ eine .zusätzliche gen weitgehend herabgesetzt werden. Berechnet man

Frequenzkomponente mit einer Amplitude a² ■ und nämlich auf die im vorhergehenden beschriebene

Frequenz 2 ω+2 ρ übertragen, wodurch bei Empfang Weise die Umhüllende der übertragenen Schwingun-

4er emittierten Schwingungen in einem normalen ,gen, so wird die Umhüllende mathematisch durch

Amplitudenmodulationsempfänger Signalverzerrun- 5 folgende Formel dargestellt:

]/(l + 2 α cos ρ t + a? cos 2p tf + (2 α skip t + α⁸ sin 2p tf,

die nach Umrechnung ergibt: ungünstigsten Fall einer maximalen Modulations-

I + α?+ 2acos pt io tiefe von z. B. 0,7, d. h. daß die Summe der Sprach-

' komponenten 2 α und 2 b gleich 0,7 ist, und von

d.h., daß bei Empfang in einem normalen Ampli- gleichen Amplituden2α und 2b der Sprachkompo-

tudenmodulationsempf anger keine Verzerrungen auf- nentenp und q, so beträgt der gegenüber dem Trä-

treten. Vollständigkeitshalber ist in Fig. 2f das Fre- gerwellenpegel durch dieses Intermodulationsglied

quenzspektrum des umhüllenden Signals dargestellt. 15 charakterisierte Verzerrungspegel etwa 0,06, was

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird also, einem Abstand der Verzerrungsprodukte von —25 db um Signalverzerrungen bei Empfang mit einem nor- entspricht. Naturgemäß ist der mittlere Verzerrungsmalen Amplitudenmodulationsempfänger herabzu- pegel wesentlich kleiner als dieses theoretische setzen, zusammen mit dem Sprachseitenband die Maximum, welches nur unter sehr besonderen Ver-Komponente mit einer Frequenz 2 ω+2 ρ und Am- 20 hältnissen auftreten kann.

plitude a² übertragen, deren Größe, von einer maxi- Bei Empfang der von der Sendevorrichtung nach malen Modulationstiefe nach kleineren Modulations- der Erfindung emittierten Signale mit einem normatiefen ausgehend, infolge ihres quadratischen Charak- len Amplitudenmodulationsempfänger verbleibt von ters in progressiver Weise abnimmt. Zum Beispiel allen Verzerrungsprodukten, wie es in Fig. 21 erbeträgt bei einer maximalen Modulationstiefe von 25 klärt wurde, nur noch ein einziges Intermodulations-0,7, bei der α also 0,35 beträgt, die Amplitude des glied, wodurch der Abstand der Verzerrungspro-Korrekturgliedes 0,12, während bei einer Modula- dukte auf maximal — 25 db herabgesetzt worden ist, tionstiefe von 0,4 seine Amplitude noch nur 0,04 be- was für kleinere Sender für Sprachsignale, z, B. trägt. Infolge des Umstandes, daß bei Sprachsignalen mobile Apparaturen, zulässig ist, jedoch für Rund- und bei Musik die Amplitude der Komponenten des 30 funkzwecke noch zu hoch ist, denn hierfür wird ein Frequenzspektrums nach den höheren Signalfrequen- Verzerrungsabstand von wenigstens 40 db gewünscht, zen in hohem Maße abnimmt, nehmen die Korrektur- Die Fig. 4 und 6 zeigen weitere Ausarbeitungen' der glieder für diese höheren Signalfrequenzen in star- Vorrichtung nach der Erfindung, bei denen die kern Maße ab, und es können die Korrekturglieder Qualitätsanforderungen für Rundfunkzwecke erfüllt für diese höheren, außerhalb des Signalbandes lie- 35 sind, aber bevor auf diese näher eingegangen wird, genden Signalfrequenzen praktisch ohne Beeinflus- wird an Hand der Fig, 3 zunächst eine detaillierte sung der Wiedergabequalität unterdrückt werden, so Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 bedaß in der Vorrichtung nach der Erfindung die Si- sprochen, die in der Praxis besonders vorteilhaft ist, gnalbandbreite ohne Bedenken für die Wiedergabe- In F i g. 3 ist die Modulatorstufe 9 detaillierter qualität eingehalten werden kann. 40 dargestellt, und die übrigen Elemente sind mit glei-

An Hand der in den Fig. 2g, 2h und 2i darge- chen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet,
stellten Frequenzdiagramme wird jetzt das Verhal- In der dargestellten Vorrichtung besteht die Moten der beschriebenen Vorrichtung bei gleichzeitigem dulatorstufe 9 aus einer Mehrgitterröhre in Form Vorhandensein mehrerer Frequenzkomponenten im einer Heptode 13, wobei das Ausgangssignal der Signalband, z. B. wenn neben der Sprachfrequenz ρ 45 Modulatorsfufe 4 dem ersten Gitter und gleichzeitig mit der Amplitude α noch eine Sprachfrequenz q mit dem dritten Gitter zugeführt wird. In der Mehrgitterder Amplitude b emittiert wird, betrachtet. In diesen röhre tritt eine Modulation der dem ersten und drit-Frequenzdiagrammen zeigt Fig. 2g die Frequenz- ten Gitter zugeführten Signale auf, wobei die im Silage der Frequenzkomponenten ρ und q im Aus- gnalband liegenden Signale mit zweimal der Trägergangskreis des Amplitudenmodulators 4, und die 50 Wellenfrequenz zur weiteren Verarbeitung in der Fig. 2h und 2 i zeigen die entsprechenden Frequenz- Sendeapparatur durch ein im Anodenkreis der diagramme der von der Sendevorrichtung übertra- Heptode 13 liegendes Bandfilter 10 selektiert werden, genen Signale bzw. des zugeordneten Umhüllungs- Die beschriebene Modulationsstufe weist für den signals, welches auf die bereits im vorhergehenden angegebenen Zweck den wichtigen Vorfeil auf, daß erklärte Weise berechnet werden kann, 55 der Modulationsvorgang ohne Energieverstärkung

Wie aus Fig.2h ersichtlich, werden neben den durchgeführt werden kann und weiterhin uner-

Sprachseitenbändern 2 ω +ρ und 2 ω+ q mit der wünschte Modulationsprodukte, insbesondere die

Amplitude 2a und 2b noch zusätzliche Frequenz- Modulationsprodukte ungerader Ordnung, weit-

feomponenten2fl>+2p, Ιω+p+q und 2.0+2 q mit gehend herabgesetzt werden kann, indem die Signale Amplituden α², 2 ab und Z>² übertragen, und im ent- 60 zum dritten Gitter gegenphasig gegenüber den Si-

sprechenden Frequenzdiagramm des Umhüllungs- gnalen zum ersten Gitter zugeführt wurden, was in

signals in Fig.2i sind wieder keine harmonischen der angegebenen Vorrichtung durch Anwendung

Verzerrungsprodukte yorhanden, sondern es tritt nur einer als Verstärker geschalteten Pentode 14 be-

noch ein einziges kleineres Intermodulationsprodukt wirkt wird. Es ist dazu vorteilhaft, den Verstärkungs- q—ρ mit der Amplitude 2 a£ auf, dessen Pegel im 65 grad der Verstärkerstufe 14 derart einzustellen, daß

Vergleich zum Pegel der Intermodulationsprodukte die dem ersten und dem dritten Gitter der Heptode

bei der bekannten Vorrichtung außerdem beträcht- 13 zugeführten Signale einander in der Anode der

lieh verbessert ist. Nimmt man z. B, den theoretisch Röhre 13 ausgleichen.

Fig. 4 zeigt blockschematisch eine Sendevorrich^rtung nach der Erfindung, bei der die Qualitätsanforr derungen für Rundfunkzwecke erfüllt sind, d. h., daß T)ei Empfang mit einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger der Abstand der Verzerrungsprodukte unter 46 db gebracht ist. Ebenso wie bei der in Fig. 3 beschriebenen Vorrichtung sind der Fig. 1 entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. ·

In der "beschriebenen Vorrichtung, bei der, wie es an Hand der Fig. 1 und 2 ausführlich erklärt wurde, ein Frequenzspektrum der emittierten Signale sowie ein zugeordnetes·-Umhüllungssignal erzielt ist, die •bereits eine erste Annäherung zur Verwirklichung ^:der Qualitätsanforderungen für Rundfunkzwecke bilden, haben die züm-vollständigen Erfüllen der erwähnten Qualitätsanforderungen dienenden Maßnah- ^:men den Charakter einer Korrektur hinsichtlich des übertragenen-Frequenzspektrums sowie des zugeordneten Umhüllungssignals. Durch diese Maßnahmen zur Verwirklichung der erwähnten Qualitätsanforderungen werden dann die erzielten Vorteile, nämlich die Steigerung der Amplitude der übertragenen Informationssignale "und; die geringere Beeinflussung frequenzbenachbarter Sender, unverändert beibehalten. ■

In der Vorrichtung nach Fig. 4 werden dazu zunächst die bei Detektion der Ausgangssignale des Amplitudenmodulators 9 in einem normalen Amplitudendetektor auftretenden Verzerrungsprodukte durch die Anwendung einer Amplitudenvergleichsvorrichtung 15 erzeugt, die einerseits durch die Ausgangsspannung eines an den Ausgangskreis des Amplitudenmodulators 9 angeschlossenen Amplitudendetektors 16 und andererseits über die Leitung 17 durch die zu übertragenden Niederfrequenzsignale gesteuert wird, und diese Verzerrungsprodukte werden dann nach erfolgter Modulation in einem Gegentaktamplitudenmodulator 18 mit einer den emittierten Signalen entsprechenden Trägerwellenfrequenz 2 ω als Kompensationsglied in der richtigen Phase und Größe mit den Signalen des Amplitudenmodulators 9 von der Sendeantenne 8 emittiert. Hierbei ergeben sich die zu übertragenden Niederfrequenzsignale durch Demodulation der Ausgangssignale des Amplitudenmodulators 4 in einem synchronen Demodulator 19 .mit einem zugeordneten Tiefpaßfilter 20, dem die Trägerwellenschwingüng des Trägerwellenoszillators 5 zur Demodulation zugeführt wird, und weiterhin liegt in der Leitung 17 zur Amplitudenvergleichsvorrichtung 15 ein einstellbarer Amplitudenregler 21 und ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk 22, .die beim Amplitudenvergleich, für die richtige Amplituden- und Phaseneinstellung dienen. Gegebenenfalls können die zu übertragenden Niederfrequenzsignale unmittelbar dem Niederfrequenzverstärker 3 entnommen werden, jedoch das Ableiten der Sprachsignale durch Demodulation der Ausgangssignale des Amplitudenmodulators 4 im synchronen Demodulator 19 hat sich wegen des richtigen Phasenverhältnisses beim Amplitudenvergleich als günstig erwiesen.

Im Gegentaktmodulator 18 mit einem Ausgangsfilter 23 werden die Ausgangssignale der Amplitudenvergleichsvorrichtung 15 mit Trägerwellenunterdrückung einer den. emittierten Signalen entsprechenden Trägerwellenfrequenz 2 ω aufmoduliert, die durch Frequenzverdopplung der Frequenz des Trägerwellenoszillators 5 in einem' Frequenzverdoppler 24 erzielt wird, wobei' die erhaltenen Seitenbänder über einen einstellbaren Amplitudenregler 25 und ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk 26 mit

den Ausganssignalen des Amplitudenmodulators *i9 in einer Addiervomchtung 27 zusammengefügt und

' ν von der Sendeantenne 8 emittiert werden. Bei der richtigen Amplituden- und Phaseneinstellung liefern die beiden Seitenbänder bei Detektion in einem nofmalen Amplitudendetektor ein.Korrekturglied,. das in seiner Größe gleich, aber in seiner Phase den bei Amplitudendetektion der Ausgangssignale, des Amplitudenmodulators 9 auftretenden Verzerrungsprodukten entgegengesetzt ist, so daß die Qualitätsanforderungen für Rundfunkzwecke erfüllt sind; z. B. ist dabei der Verzerrungsabstand auf 46 db herabgesetzt Tvorden.

An Hand der Fig. 5 werden jetzt noch die Frequenzdiagramme der von der Sendevorrichtung nach Fig.4 emittierten Signale sowie des zugeordneten Umhüllungssignals besprochen.

Bei Übertragung einer einzigen Sprachfrequenz ρ treten, wie es im vorhergehenden bereits erläutert wurde, am Ausgang des Amplitudendetektors 16

'25 keine Verzerrungsprodukte auf, so daß die Ausgangsspannungen des Amplitudendetektors 16 und des synchronen Demodulators 19. einander in der Amplitudenvergleichsvorrichtung 15 ausgleichen, so daß über den Gegentaktmodulator 18 der Addiervorrichtung 27 kein .Signal zugeführt wird. Das emittierte Frequenzspektrum entspricht dann der Fig. 2e und das zugeordnete Umhüllungssignal der Fig. 2f. Bei Übertragung mehrerer Sprachfrequenzen, z. B. wenn neben der Sprachfrequenz ρ noch eine zweite

Sprachfrequenz q übertragen wird, entsteht, wie in Tig. 2i illustriert, im Ausgangskreis des Amplitudendetektors 16 ein Verzerrungsprodukt mit der Frequenz q—p, welches über die Amplitudenvergleichsvorrichtung 15 im Gegentaktmodulator 18 mit Trägerwellenunterdrückung der Trägerwellenfrequenz 2 ω aufmoduliert wird, so daß der Addiervorrichtung .27 zwei beiderseits der Trägerwellenfrequenz ■liegende Seitenbandfrequenzen 2 ω — (q — p) und 2 ω + (q — p) zugeführt werden. ■ .

.. Fig. 5a zeigt das von der Sendevorrichtung nach Fig: 4 emittierte Frequenzspektrum, bei der neben dem vom Amplitudenmodulator 9 emittierten Frequenzspektrum (s. Fig. 2h) noch zwei beiderseits der Trägerwellenschwingung liegende Seitenband-"frequenzen 2 ω — (q — p) und 2 ω +. (q — ρ) mit der Amplitude ab übertragen werden. Das emittierte Frequenzspektrum liegt dabei im wesentlichen an einer Seite der Trägerwellenschwingung 2 ω.

Fig. 5b zeigt das Frequenzspektrum des Umhüllungssignals, bei dem Verzerrungen beim Empfang in einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger von den mitemittierten Seitenbandfrequenzen 2 ω — (q — p) und 2 ω+ (q — p) praktisch völlig

. ausgeglichen sind. Zu diesem Zweck ist es- nicht durchaus notwendig, die beiden Seitenbänder 2 ω —(q — p) und 2 ω +(q — p) zu übertragen, sondern das Seitenband 2 ω —(q — p) kann mit !Hilfe eines Filters unterdrückt werden, wobei dann die Amplitude des anderen Seitenbandes 2 ω + (<? — ρ) zweimal vergrößert werden muß, denn eine Amplitudendetektion dieses Seitenbandes mittels der Trägerwelle 2 ω ergibt wieder das gewünschte Kompensationsglied mit der Frequenz (q — p) und

Amplitude 2 ab für die bei Amplitudendetektion auftretenden Verzerrungsprodukte. In diesem Falle hat das emittierte Signal genau den Charakter eines Einseitenbandes.

Bei der dargestellten Vorrichtung wird die für Rundfunkzwecke geeignete Übertragungsqualität mit Hilfe einer durch die übertragenen Niederfrequenzsignale gesteuerten Ausgleichvorrichtung erreicht, welche die Umhüllende der vom Amplitudenmodulator 9 emittierten Signale in ihrer Form praktisch mit dem zu übertragenden Niederfrequenzsignal in Einklang bringt oder das übertragene Umhüllungssignal erneuert, wobei wegen des korrigierenden Charakters der angewendeten Maßnahmen die erreichten Vorteile hinsichtlich der Steigerung der Amplitude der übertragenen Informationssignale und der geringeren Beeinflussung frequenzbenachbarter Sender beibehalten werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Sendevorrichtung nach der Erfindung zur Verwirklichung einer für Rundfunkzwecke geeigneten Wiedergabequalität, die in der Praxis besondere Vorteile bietet wegen der Anwendungsmöglichkeit einer Endstufenmodulation. Ebenso wie bei der Vorrichtung nach F i g. 4 wird dazu das Umhüllungssignal der vom Amplitudenmodulator 9 emittierten Signale erneuert, jedoch die Erneuerung der Umhüllung erfolgt auf ganz andere Weise, nämlich dadurch, daß die Umhüllende des Ausgangssignals des Amplitudenmodulators durch die Umhüllende des ursprünglichen Niederfrequenzsignals ersetzt wird.

Insbesondere wird in dieser Vorrichtung das Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 9 in einem Amplitudenbegrenzer 28 auf einen konstanten Wert begrenzt, und das begrenzte Signal konstanter Amplitude wird nach erfolgter Verstärkung in einem Verstärker 29 einem Endstufenmodulator 30 als Trägerwellenschwingung zugeführt. Das durch Begrenzung erzielte Signal ist ein phasenmoduliertes Signal, dessen Frequenzspektrum in verhältnismäßig einfacher Weise mathematisch berechnet werden kann, nämlich bei Modulation dieses Signals mittels des zugeordneten Umhüllungssignals muß wieder das vom Amplitudenmodulator 9 emittierte Frequenzspektrum erzielt werden.

Zur Illustrierung ist in F i g. 7 das Frequenzspektrum des begrenzten Signals bei der Trägerwellenfrequenz 2 ω dargestellt, wenn nur eine Sprachkomponete mit der Frequenz ρ und Amplitude α emittiert wird.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 6 wird die Umhüllende der vom Amplitudenmodulator 9 emittierten Signale durch das zu übertragende Niederfrequenzsignal ersetzt, das auf die bereits an Hand der Fig. 4 besprochene Weise dem synchronen Demodulator 19 entnommen und über einen einstellbaren Amplitudenregler 31 und ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk 32, nach erfolgter Verstärkung in einem Verstärker 33, als Modulationssignal dem Endstufenmodulator 30 zugeführt wird. Das auf diese Weise im Endstufenmodulator amplitudenmodulierte Signal wird über ein Ausgangsnetzwerk 34 von der Sendeantenne 8 emittiert.

Ebenso wie bei der Vorrichtung nach F i g. 4 wird bei dieser Vorrichtung die Umhüllende des vom Amplitudenmodulator 9 emittierten Signals erneuert, wobei das Frequenzspektrum des Umhüllungssignals bei Übertragung nur einer Sprachfrequenz durch Fig. 2f und bei Übertragung mehrerer Sprachkomponenten, z. B. wenn gleichzeitig mit der Sprachfrequenz ρ die Sprachfrequenz q übertragen wird, durch F i g. 5 b dargestellt werden kann. Bei dieser Vorrichtung kann ein theoretisch verzerrungsfreier Empfang in einem normalen Amplitudenmodulationsempfänger verwirklicht werden.

An dieser Stelle wird bemerkt, daß es bereits vorbekannt ist, ein Einseitenbandsignal mit mitgesandtem Träger auf einen konstanten Wert zu begrenzen, um das auf diese Weise begrenzte Signal als Träger in einer Endmodulatorstufe durch das zu übertragende Niederfrequenzsignal in der Amplitude zu modulieren. Dabei wird das zu übertragende Niederfrequenzsignal durch synchrone Demodulierung des Ausgangssignals des ersten Amplitudenmodulators erzielt und über einen einstellbaren Amplitudenregler und ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk der Endmodulatorstufe zugeführt.

ao Bei dieser bekannten Vorrichtung sind jedoch die Umhüllende des ursprünglichen Einseitenbandsignals und das zu übertragende Niederfrequenzsignal wesentlich verschieden mit der Folge, daß durch die Amplitudenmodulation außerhalb des Frequenzspektrums des ursprünglichen Einseitenbandsignals Frequenzkomponenten mit wesentlichem Pegel auftreten, die sich weit außerhalb des ursprünglichen Frequenzspektrums erstrecken, z. B. um ein Mehrfaches der Bandbreite des ursprünglichen Einseitenbandsignals. Im Gegensatz zu dieser einschneidenden Maßnahme in der bekannten Vorrichtung hat die Maßnahme in der Vorrichtung gemäß F i g. 6 den Charakter einer Korrektur, wodurch außerhalb des Frequenzspektrums des ursprünglichen Einseitenbandes praktisch keine Frequenzkomponenten auftreten, jedenfalls nimmt der Pegel dieser außerhalb des ursprünglichen Einseitenbandsignals auftretenden Frequenzkomponenten gemäß einer derart stark konvergierenden Reihe ab, daß sie nicht mehr störend sind.

Die Frequenzspektren von den durch die Sendevorrichtung gemäß Fig. 6 ausgesandten Signalen stimmen dabei überein mit den Frequenzspektren, wie sie in F i g. 2 e und 5 a illustriert sind, wobei der Pegel der höheren Frequenzkomponenten vernachlässigbar ist.

In Konzeption und Wirkung sind die Maßnahmen nach der bekannten Vorrichtung und die erfindungsgemäßen Maßnahmen wesentlich voneinander verschieden, wozu der sehr wichtige Vorteil hinzukommt, daß durch die angegebene Umhüllendenerneuerung der Einseitenbandcharakter der ausgesandten Signale praktisch erhalten bleibt.
An dieser Stelle sei noch bemerkt, daß durch die in Fig. 6 angegebenen Maßnahmen bestehende Amplitudenmodulationssender in einfacher Weise zu einer Sendevorrichtung nach der Erfindung umgebaut werden können, wobei dann bei gleichbleibender Senderleistung die Amplitude der emittierten Informationssignale vergrößert und die Beeinflussung durch frequenzbenachbarte Sender verringert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Sendevorrichtung zur Übertragung amplitudemnodulierter Schwingungen, bei der der Informationsinhalt im wesentlichen in nur einem

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Seitenband konzentriert ist und die einen von den zu übertragenden Signalen gespeisten Amplitudenmodulator mit einem zugeordneten Trägerwellenoszillator und Ausgangsfilter besitzt, wobei dem Amplitudenmodulator die Trägerwellenschwingung sowie eines der Seitenbänder zur ; weiteren Übertragung entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ersten Amplitudenmodulator ein zweiter Amplitudenmodulator folgt, in dem das dem zuerst genannten Amplitudenmodulator entnommene Signal als Trägerwellenschwingung von demselben Signal als Modulationssignal in der Amplitude moduliert wird, und die Sendevorrichtung weiterhin ein Ausgangsfilter enthält, das nur die im Signalband liegenden Signale mit doppelter Trägerwellenfrequenz durchläßt.

2. Sendevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Amplitudenmodulator aus einer Mehrgitterröhre besteht, wobei die Ausgangssignale des zuerst genannten Amplitudenmodulators einerseits unmittelbar und andererseits über eine Phasenumkehrverstärkerstufe gegenphasig verschiedenen Gittern der Mehrgitterröhre zugeführt wird, und im Anodenkreis der Schirmgitterröhre ein die im Signalband liegenden Signale mit zweimal der Trägerwellenfrequenz durchlassendes Bandfilter liegt.

3. Sendevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad der Phasenumkehrverstärkerstufe derart eingestellt ist, daß verschiedenen Steuergittern der Mehrgitterröhre zugeführte Signale einander in der Anode des von der Mehrgitterröhre gebildeten zweiten Amplitudenmodulators ausgleichen.

4. Sendevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Amplitudenmodulator aus einer Heptode besteht.

5. Sendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zweiten Amplitudenmodulator eine durch die zu übertragenden Niederfrequenzsignale gesteuerte Korrekturvorrichtung folgt, welche die Umhüllende der vom zweiten Amplitudenmodulator emittierten Signale erneuert.

6. Sendevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturvorrichtung zugeführte zu übertragende Niederfrequenzsignale einem an den Ausgangskreis des ersten Amplitudenmodulators angeschlossenen synchronen Demodulator entnommen werden, dem gleichzeitig die vom Trägerwellenoszillator herrührenden Schwingungen zur Demodulation zugeführt werden.

7. Sendevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragenden Niederfrequenzsignale über einen einstellbaren Amplitudenregler und über ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk der Korrekturvorrichtung zugeführt werden.

8. Sendevorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturvorachtung eine Amplitudenvergleichsstufe enthält, der zum Amplitudenvergleich das Ausgangssignal eines an den Ausgangskreis des zweiten Aniplitudenmodulators angeschlossenen normalen Amplitudendetektors sowie die zu übertragenden Niederfrequenzsignale zugeführt werden, wobei das Ausgangssignal der Amplitudenvergleichsvorrichtung in einem Gegentaktmodulator einer der übertragenen Trägerwellenfrequenz entsprechenden Trägerwellenschwingung aufmoduliert wird, und das Ausgangssignal des Gegentaktmodulators in einer Addiervorrichtung mit den Ausgangssignalen des zweiten Amplitudenmodulators zusammengefügt wird.

9. Sendevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Gegentaktmodulators der Addiervorrichtung über einen einstellbaren Amplitudenregler und ein einstellbares phasendrehendes Netzwerk zugeführt wird.

10. Sendevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwellenschwingung für den Gegentaktmodulator dem zur ersten Modulatorstufe gehörigen Trägerwellenoszillator entnommen wird, der dazu über einen Frequenzverdoppler mit dem Gegentaktmodulator verbunden ist.

11. Sendevorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom zweiten Amplitudenmodulator herrührenden Signale einem Amplitudenbegrenzer zugeführt werden, dessen Ausgangssignale konstanter Amplitude als Trägerwellenschwingungen einer Modulatorstufe zugeführt werden, und die zu übertragenden Niederfrequenzsignale als Modulation an diese Modulatorstufe gelegt sind.

12. Sendevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Korrekturvorrichtung in die emittierten Signale eingeführten Seitenbandfrequenzen, welche an der anderen Seite der Trägerwellenschwingung als das Informationsseitenband liegen, mittels eines Filters unterdrückt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 989 707.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen