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Modulator zur Amplitudenmodulation in Achtpolschaltung Die Erfindung
betrifft einen Modulator für Amplitudenmodulation, der drei Eingänge für die Eingangsspannungen,
und zwar einen Eingang 1 mit einem ersten Eingangsübertrager, einen Eingang
II C CD
mit einem zweiten Eingangsübertrager und einen Eingang III mit einem
dritten Eingangsüb#ertrager, besitzt und bei dem am Ausgang Ausgangssignale mit
den Summen- und/oder Differenzfrequenzen der Eingangsspannungen entnehmbar sind.
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Es sind verschiedene Gegentaktmodulatoren bekannt, die passive Modulationselemente
enthalten. Werden an einen solchen Modulator hohe Anforderungen an den Klirr- und
Rauschabstand zugleich gestellt, so muß mit Rücksicht auf den Klirrabstand der Eingangspegel
möglichst niedrig gewählt und im Hinblick auf den Rauschabstand des nachfolgenden
Verstärkers der Ausgangspegel so hoch wie möglich sein. Die Seitenbanddämpfung derartiger
Modulatoren kann jedoch nicht für alle Anwendungsfälle hinreichend klein gehalten
werden; sie ist vielmehr nur beschränkt frei wählbar.
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Weitere Schwierigkeiten können sich ergeben, wenn ein Teil der Seitenbänder
am Abschluß des Modulators reflektiert und erneut dem Modulator zugeführt wird und
sich dadurch der Klirrfaktor vergrößert, so daß bei extremen Linearitätsforderungen
eine weitere Dämpfung zur Verringerung der Reflexion eingeführt oder das dem Modulator
folgende Filter für alle Seitenbänder reell angepaßt werden muß.
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Es ist ferner ein Mehrfachgegentaktmodulator be# kannt, der gegeneinander
entkoppelte Klemmenpaare für die Trägerfrequenz, die Eingangszeichen und die Ausgangszeichen
aufweist und einen dritten Eingang besitzt, über den die Modulatoreigenschaften
gesteuert werden können. Dieser Mehrfachgegentaktmodulator enthält vier Dioden und
drei jeweils mit mehreren, zum Teil symmetrischen Wicklungen versehene übertrager.
Dabei sind die drei Eingänge und der Ausgang frequenzmäßig gegeneinander entkoppelt.
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Diese bekannte Mehrfachgegentaktmodulatorschaltung kann z. B. zur
Regelung, insbesondere zur automatischen Regelung, der Dämpfung von Tf-Kanälen oder
Kanalgruppen, als Presser- und als Dehnerschaltung in Trägerfrequenz-Kompandersystemen,
als Volumenregler für Senderaussteuerung, als Tastschaltung zur Sperrung von Kanälen
oder zur Impulstastung und zur zusätzlichen Amplitudenmodulation von gleichzeitig
frequenzumgesetzten Schwingungen verwendet werden. Während dabei die gegenseitige
frequenzmäßige Entkopplung der Kleinmenpaare vielfach, wie z. B. beim Anschluß einer
selektiven Trägerquelle, nicht voll ausgenutzt wird, können die genannten Schwierigkeiten,
insbesondere störende Rückwirkungen, zumindest zu einem zusätzlichen Aufwand führen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen wahlweise als Deliner
oder als Presser verwendbaren Gegentaktmodulator mit drei Eingängen zu schaffen,
der eine hohe Rückwirkungsfreiheit aufweist.
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Die bei einem Achtpolmodulator auftretenden Modulationsprodukte haben
alle die Frequenz pcoi + qa) 2 ± roi,
,
wobei die Koeffizienten p, q und r alle reellen ganzen
Zahlen annehmen können. Die Modulationsprodukte, bei denen p, q und
r die Werte Null oder Eins aufweisen, werden im folgenden als Hauptmodulationsprodukte
bezeichnet. Um einen geringen Aufwand von Selektionsmitteln zu erhalten, ist es
zweckmäßig, einen Teil dieser Hauptmodulationsprodukte, die als Modulationsprodukte
niedrigsten Grades häufig die meiste Energie enthalten, zusammen mit den zu denselben
Gruppen gehörenden Modulationsprodukten höherer Ordnung zu unterdrücken.
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Diese Hauptmodulationsprodukte sind: Ein Gleichstrom, jeweils ein
Anteil der drei Eingangsfrequenzen, die Modulationsprodukte aus jeweils zwei Eingangsfrequenzen
und die Modulationsprodukte aus den drei Eingangsfrequenzen. Eine spezielle Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Gegentaktmodulator zu schaffen, der am Ausgang
die Anteile der ersten und der dritten Eingangsfrequenz, die Modulationsprodukte
aus der ersten und der zweiten Eingangsfrequenz und die Modulationsprodukte aus
der zweiten und derdritten Eingangsfrequenz unterdrückt.
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Gemäß der Erfindung wird der Modulator für Amplitudenmodulation zur
Lösung dieser Aufgabe
derart ausgebildet, daß die Sekundärwicklungen
des ersten und des dritten Eingangsübertragers mit den Basis-Emitter-Strecken zweier
Transistoren eine Brückenschaltung bilden, in deren Diagonale eine Sekundärwicklung
des zweiten Eingangsübertragers gelegt ist, und daß in der Verbindung der miteinander
verbundenen Kollektoren. mit den Emittern der Transistoren eine Primärwicklung des,
Ausgangsübertragers und eine dazu in Serie geschaltete.Spannun-gsquelle liegt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Modulator derart
ausgebildet, daß die Sekundärwicklungen des ersten und des dritten Eingangsübertragers,
von denen die eine Sekundärwicklung mit ihren äußeren Anschlüssen an den Bas-iselektroden
der Transistoren liegt und vondenen die andere Sekundärwicklung, deren Mittelanzapfung
über die Spannungsquelle und die Primärwicklung des Ausgangsübertragers an den Verbindungspunkt
der Kollektoren beider Transistoren geführt ist, mit ihren äußeren Anschlüssen an
den Einittem beider Transistoren liegt, als Symmetriewicklungen ausgebildet sind,
deren Mittelanzapfungen über die Sekundärwicklung des zweiten Eingangsübertragers
miteinander verbunden sind.
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Ein derartiger Modulator hat den Vorteil, daß er bei einfachem Schaltungsaufbau
wahlweise als Dehner oder als Presser betrieben werden kann, wobei die Steuerspannung
bei Dehnung einem der Eingänge I oder III und bei Pressung dem Eingang 11 zugeführt
wird. Bei der Verwendung als Presser mit Einspeisung einer Steuerspannung am Modulatoreingan.g
II ergibt sich der besondere Vorteil, daß bei einfachem Schaltungsaufbau der Modulator
als Quasi-Doppelgegentaktinodulator die Träger- und die Signalfrequenzen am Ausgang
unterdrückt werden.
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Mit einem derartigen Achtpolmodulator kann ferner in vorteilhafter
Weise eine Verstärkerstufe eingespart und zugleich eine hohe Rückwirkungsfreiheit
erzielt werden.
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Im Rahmen der Erfindung können auch ein Eingang oder mehrere Eingänge
übertragungsfrei aus-C gebildet sein.
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Zur Regelung der Ausgangssignale mit den Frequenzen W2 ± 0-)..
oder (01 ± 0)2 wird der Eingang I oder IH zweckmäßigerweise als übertragerfreier
Eingang, insbesondere für eine von der Eingangsspannung abgeleitete Gleichspannung..
ausgebildet. Der Modulator wirkt dabei als Dehner.
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Man kann ferner in den Eingang II eine, insbesondere von der modulierten
Trägerspannung abgeleitete Spannung zur Amplitudenregelung einspeisen. Die Amplitude
der Modulationsprodukte mit den Frequenzen co, ± a)" kann bei einer derartigen
Verwendung des Modulators als Presser in vorteilhafter Weise sowohl mit einer Wechselspannung
als auch mit einer Gleichspannung geregelt werden.
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Verbindet man zwei der Eingänge mit je einer Trägerspannungsquelle
und führt dem anderen eine Signalspannung zu, so kann gegenüber bekannten Schaltungen
eine wesentliche Verringerung des Aufwandes erzielt werden, wenn zur rückwirkungsfreien
Umsetzung einer Frequenz in eine vorgegebene Frequenzlage eine Trägerfrequenz benötigt
wird, die einer vorhandenen Trägerversorgungseinrichtungnicht direkt entnommen werden
kann, sich jedoch durch Addition oder Subtraktion zweier vorhandener Frequenzen
erzeugen läßt. Insbesondere läßt sich der Modulator vorteilhaft dazu verwenden,
in -einer Einrichtung zur Trägererzeugung drei Schwingungen in wirtschaftlicher
Weise miteinander zu modulieren. Mindestens einer der übertrager kann ferner durch
wenigstens einen, insbesondere ohmschen Widerstand ersetzt werden.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Der in der Figur dargestellte Modulator besitzt als Achtpolmodulator
vier Klemmenpaare, und zwar die Eingänge I, II und III sowie den Ausgang IV. Dabei
ist der Eingang 1 für eine Spannung mit der Frequenz a)i durch die Primärwicklung
8 des ersten Eingangsübertragers 1 gebildet. Die Primärwicklung
11
des zweiten Eingangsübertragers 2 liegt am Eingang II für eine Spannung
mit der Frequenz co.. Eine Spannung mit der Frequenz w. wird der Primärwicklung
13 des dritten Eingangsübertragers 3 zugeführt. Der Eingang II kann
auch als übertragerfreier Eingang für eine, insbesondere zur Klirrverminderung eingespeiste
Gleichspannung ausgebildet werden.
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Der Modulator enthält die Transistoren 5 und 6
gleichen
Leitfähigkeitstyps, deren Basiselektroden an den äußeren Anschlüssen der symmetrischen
Sekundärwicklung 9 des Eingangsübertragers 1 liegen. Die äußeren Anschlüsse
der Sekundärwicklung 12 des dritten Eingangsübertragers 3 sind an die Emitter
der Transistoren 5 und 6 angeschlossen. Die Mittelanzapfungen der
Sekundärwicklungen 9 bzw. 12 der Eingangsübertrager 1 bzw.
3 sind über die Sekundärwicklung 10 des zweiten Eingangsübertraggers
2 miteinander verbunden.
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Die Kollektoren der Transistoren 5 und 6 sind miteinander
und über die Serienschaltung der Primärwicklung 14 des Ausgangsübertragers 4 und
der Versorgungsspannungsquelle 7 mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung
12 des Eingangsübertragers 3
C
verbunden. Die Basis-Emitter-Strecken
der Transistoren könneu gegebenenfalls mit dazu in Serie liegenden Wicklungsteilen
unter Beibehaltung der Polarität der Basis-Emitter-Strecke und des Wickelsinns des
daran angeschlossenen Wicklungsteiles vertauscht werden. Darüber hinaus können nach
dieser Vertauschung benachbart angeordnete Teilwicklungen zusammengefaßt werden.
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Bei sämtlichen Transistoren zugleich können ferner jeweils die Basiselektroden
und die Emitter miteinander vertauscht werden.
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Führt man den drei Eingängen I, Il und III des Modulators Eingangsspannungen
mit den Frequenzen a)1, (02, bzw. o), zu, so entstehen am Ausgang IV Seitenbänder
mit den Frequenzen von der Form p 0)IJ ± q(02 ± rw", für die
die ganzen Zahlen p, q und r gleichzeitig gerade oder ungerade sind oder für die
p und r gerade und q ungerade oder für die p und r ungerade und q
gerade sind. Die gleichen Frequenzen treten auch am Eingang 11 auf, der mit
dem Ausgang IV frequenzmäßig verkoppelt ist.
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Obgleich am Ausgang IV und am Eingang II die gleichen Frequenzen auftreten,
sind die Innenwiderstände dieser beiden Klemmenpaare voneinander unabhängig,
d. h., die Rückwirkungsfreiheit des Modulators äußert sich durch eine scheinwiderstandsmäßige
Entkopplung
der Eingänge 1, 11 und 11 vom Ausgang IV.
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Am Ausgang IV sind die Modulationsprodukte unterdrückt, für die zugleich
p ungerade und q, r gerade bzw. r ungerade und
p, q gerade bzw. r gerade und P, q ungerade bzw. p gerade und
q, r ungerade ist, insbesondere die Hauptmodulationsprodukte mit den Frequenzen
col, a)3# (01 ± '02 und w2 ± ")3' An den Eingängen I und III,
d. h., an den Primärwicklungen 8 und 13 der Eingangsübertrager
1 bzw. 3
treten die Seitenbänder auf, für die p oder r ungerade
und q beliebige ganze Zahlen sind.