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Doppelgegentaktmodulator zur Amplitudenmodulation mit vier Transistoren
Die Erfindung betrifft einen Doppelgegentaktrnodulator mit vier Transistoren, bei
dem ein Eingangsübertrager, ein Trägerübertrager und ein Ausgangsübertrager jeweils
als Symmetrieübertrager ausgebildet sind und bei dem die Kollektoren der Transistoren
paarweise miteinander und mit einem äußeren Anschluß einer symmetrischen Primärwicklung
des Ausgangsübertragers verbunden sind, deren Mittelanzapfung an einem Pol einer
Stromquelle liegt.
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Es sind verschiedene Modulatoren zur Modulation einer Trägerschwingung
durch ein Signal bekannt. Bei der Umsetzung eines solchen Signals, das beispielsweise
in der Trägerfrequenztechnik ein Nachrichtenband mit einer Vielzahl von modulierenden
Einzelscbwingungen umfaßt, treten im allgemeinen außer den gewünschten auch unerwünschte
Modulationsprodukte auf, von denen je nach Modulatorschaltung ein Teil unterdrückt
werden kann.
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Bei verschiedenen bekannten Doppelgegentaktmodulatorenwerdenz.B.Kombinationsfrequenzenvon
der Form p o) ± q.Q, bei denen p und q nicht
gleichzeitig ungerade sind, weitgehend unterdrückt. Durch diese Beseitigung unerwünschter
Modulationsprodukte kann man vermeiden, daß gewisse Kombinationsfrequenzen in das
bei der Modulation entstehende, umgesetzte Nachrichtenband fallen. Außerdem läßt
sich der Aufwand an Filtermitteln zur Aussiebung des umgesetzten Nachrichtenbandes
bei solchen Modulatorschaltungen erheblich verringern.
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Zur Unterdrückung der genannten unerwünschten Kombinationsfrequenzen
ist es bei bekannten Doppelgegentaktmodulatoren erforderlich, die Symmetrie der
Schaltung genau einzuhalten. Bei verstärkenden Modulatoren mit Transistoren, die
auf Grund ihrer Rückwirkungsfreiheit vorteilhaft zu verwenden sind, kann diese gleichmäßige
Ausbildung der Modulatorzweige vor allem im Hinblick auf die Streuung der Transistorkennwerte
und die bei der Schaltung zwangläufig auftretenden Schaltkapazitäten Schwierigkeiten
bereiten. Bei Doppelgegentaktmodulatoren, bei denen paarweise verschiedene Transistorelektroden
auf Nullpotential liegen, ist es deshalb bei besonders hohen Anforderungen an die
Symmetrie erforderlich, daß die Emitter- und Basiskapazitäten verschiedener Transistoren
jeweils gut übereinstimmen. Bei verschiedenen Doppelgegentaktmodulatoren, bei denen
alle Elektroden der Transistoren wechselstrommäßig auf hohem Potential liegen, hängt
die Symmetrie der Schaltung von der erreichbaren übereinstimmung der an diesen Elektroden
wirksamen Schaltkapazitäten ab. Aufgabe der Erfindung ist es, einen verstärkenden
Doppelgegentaktmodulator mit möglichst geringem Einfluß der Schaltkapazitäten auf
die Linearität zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird der Doppelgegentaktmodulator derart ausgebildet,
daß die Basisanschlüsse zweier Transistoren jeweils derart an eine von zwei symmetrischen
Sekundärwicklungen des Trägerübertragers geführt sind, deren Mittelanzapfungen über
eine symmetrische, mit ihrer Mittelanzapfung an dem anderen Pol der Stromquelle
und den damit verbundenen Ernittern aller Transistoren liegende Sekundärwicklung
des Eingangsübertragers miteinander verbunden sind, daß die Basiselektroden zweier
kollektorseitig miteinander verbundener Transistoren jeweils an entgegengesetzten
Wicklungsanschlüssen verschiedener Sekundärwicklungen des Trägerübertragers liegen.
Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß bei einem rückwirkungsfreien
Doppelgegentaktmodulator ein großer Teil der parasitären Kapazitäten für die Symmetrie
der Modulatorschaltung unschädlich ist. Damit läßt sich eine besonders gute Kompensation
unerwünschter Modulationsprodukte und eine hohe Linearität des Modulators erzielen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können ferner die Basis- und
Emitteranschlüsse aller Transistoren jeweils miteinander vertauscht werden, so daß
die Basisanschlüsse sämtlicher Transistoren miteinander verbunden sind. Dabei bleiben
die ge-
nannten Vorteile erhalten.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die Figur zeigt einen Doppelgegentaktmodulator mit vier Transistoren,
deren Emitter miteinander verbunden sind.
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Bei den Übertragern des Modulators sind die Anfänge der Wicklungen
jeweils mit einem Punkt bezeichnet.
Bei dem in der Figur dargestellten
Modulator kann man die Trägerspannung der Frequenzw der Primärwicklung9 des irägerübertragers5
und das Eingangssignal der Frequenz-Q der Primärwicklung 13 des Eingangsübertragers6
zuführen und erhält dabei an der Sekundärwicklung15 des Ausgangsübertragers8 das
Ausgangssignal mit den Frequenzen o) ± Q. Dabei kann jedoch die Trägerspannung
auch dem Eingangsübertrager 6 und das Eingangssignal dem Trägerübertrager
5 zugeführt werden.
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Bei den emitterseitig miteinander verbundenen Transistoren
1, 2,3, 4 sind jeweils die Basisanschlüsse zweier Transistoren
1, 4 bzw. 2, 3 an eine symmetrische Sekundärwicklung 10, 11
des Trägerübertragers 5 geführL Die Mittelanzapfungen dieser Sekundärwicklung
10, 11 sind über die Sekundärwicklung 12 des Signalübertragers
6 miteinander verbunden, deren Mittelanzapfung ihrerseits an der Emitterverbindung
aller Transistoren 1, 2, 3, 4 liegt. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
12 ist ferner über die Stromquelle 7 an die Mittelanzapfung der symmetrischen
Primärwicklung 14 des Ausgangsübertragers 8 geführt, deren äußere Anschlüsse
jeweils mit den Kollektoren zweier, basisseitig an entgegengesetzten Wicklungsenden
verschiedener Wicklungen des Trägerübertragers 5 liegenden Transistoren
1, 3
bzw. 2, 4 verbunden sind. Von den zwei kollektorseitig miteinander verbundenen
Transistoren 1, 3
bzw. 2, 4 ist dabei jeweils die Basis des einen Transistors
mit dem Anfang der einen Sekundärwicklung des Trägerübertragers 5 und die
Basis des anderen Transistors mit dem Ende der anderen Sekundärwicklung verbunden.
Legt man beispielsweise an den Trägerübertrager 5
eine Trägerspannung mit
der Frequenz co an, so werden im Takt der Trägerfrequenz abwechselnd die Transistoren
1, 2 und 3, 4 durchgesteuert. Ein zusätzlich an die Primärwicklung
13 des Eingangsübertragers 6 geführtes Eingangssignal mit der Frequenz
-0. hat zur Folge, daß während der einen Halbwelle, bei der der Anfang der Primärwicklung
13
positiv gegen das Ende ist, die Aussteuerung der Transistoren 2,
3 verkleinert und die der Transistoren 1, 4 vergrößert wird. Sind
z. B. zu einem bestimmten Zeitpunkt gerade die Transistoren 1 und 2 durchgesteuert,
so ergibt sich bei der angenommenen Signalpolarität, daß von den Kollektorströmen
der Kollektorstrom des Transistors 1 überwiegt, d. h., der Ausgangsübertrager
8 wird mit einem resultierenden Strom gespeist, der in die Primärwicklung
14 am Wicklungsanfang hineinfließt. In der anderen Trägerhalbwelle sind anschließend
die Transistoren 3, 4 durchgesteuert, und es überwiegt für dieselbe Halbwelle
der Signalspannung der im Transistor 4 fließende Kollektorstrom gegenüber dem Kollektorstrom
des Transistors 3, d. h., es fließt ein resultierender Kollektorstrom am
Ende der Primärwicklung 14 des Ausgangsübertragers 8 in die Wicklung hinein,
so daß sich eine Umpolung des Ausgangssignals an den Anschlüssen der Sekundärwicklung
15 im Takt der Trägerfrequenz ergibt. Vertauscht man die beiden Modulatoreingänge
miteinander und legt an den Eingangsübertrager 6
eine Trägerspannung mit der
Frequenz o) an, so werden abwechselnd die Transistoren 1, 4 und 2,
3
im Takt der Trägerfrequenz durchgesteuert. Führt man außerdem an die Primärwicklung
9 des Trägerübertragers 5 ein Eingangssignal mit der Frequenz Q, so
tritt während der einen Halbwelle, bei welcher der Anfang der Primärwicklung
9 des Trägerübertragers 5
gegenüber dem Wicklungsende positiv ist,
bei den Transistoren. 1, 2 eine Verkleinerung und bei den Transistoren
3, 4 eine Vergrößerung der Aussteuerung ein. Dies hat zur Folge, daß während
der einen Trägerhalbwelle, bei der die Transistoren 1 und 4 durchgesteuert
sind, der Kollektorstrom des Transistors 4 und während der anderen Trägerhalbwelle,
bei der die Transistoren 2, 3 durchgesteuert sind, der Kollektorstrom des
Transistors 3 gegenüber dem Kollektorstrom des anderen gerade durchgesteuerten
Transistors überwiegt. Dadurch ergibt sich für die Sekundärwicklung 15 des
Ausgangsübertragers 8
wiederum eine Umpolung der Ausgangsspannung im Takt
der Trägerfrequenz.
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Bei dem Modulator werden auf Grund der Doppelgegentaktanordnung alle
Modulationsprodukte von der Form p a) ± q.Q, bei denen
p und q nicht gleichzeitig ungerade sind, unterdrückt.