-
Gegentaktmodulator für Amplitudenmodulation Die Erfindung betrifft
einen Gegentaktmodulator für Amplitudenmodulation, der drei Eingänge für die Eingangsspannungen,
und zwar einen Eingang I mit einem ersten Eingangsübertrager, einen Eingang II mit
einem zweiten Eingangsübertrager und einen Eingang III mit einem dritten Eingangsübertrager
besitzt und bei dem am Ausgang Ausgangssignale mit den Summen- und/oder Differenzfrequenzen
der drei Eingangsspannungen entnehmbar sind.
-
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.
-
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 eingefügt oder das dem Modulator
folgende Filter für alle Seitenbänder reell angepaßt werden muß.
-
Es ist ferner ein Mehrfachgegentaktmodulator bekannt, 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.
-
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-Kompander-Systemen,
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 Klemmenpaare 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.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen rückwirkungsfreien
Gegentaktmodulator mit drei Eingängen zu schaffen, der bei geringem Aufwand eine
hohe Linearität aufweist.
-
Die bei einem Achtpolmodulator auftretenden Modulationsprodukte haben
alle die Frequenz p c)1 ± q % ± r«)3, 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.
-
Die 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 Modulationsprodukte mit p gerade, q ungerade,
r gerade; p und q ungerade, r gerade; p gerade, q
und r ungerade
und p, q und r ungerade, insbesondere die Hauptmodulationsprodukte rot, cal
± (02, (02 ± (o, und w1 ± a)2 ± a03 abgibt und die Anteile der ersten
und der dritten Eingangsfrequenz, die Modulationsprodukte aus der ersten und der
dritten Eingangsfrequenz und die Modulationsprodukte aus den geradzahligen Oberwellen
aller drei Eingangsfrequenzen unterdrückt.
Gemäß der Erfindung wird
der Gegentaktmodulator für Amplitudenmodulation zur Lösung dieser Aufgabe derart
ausgebildet, daß eine Sekundärwicklung des ersten Eingangsübertragers und eine Sekundärwicklung
des dritten Eingangsübertragers mit ihren äußeren Anschlüssen über entgegengesetzt
gepolte Basis-Emitter-Strecken zweier Transistoren miteinander verbunden und als
Symmetriewicklungen ausgebildet sind, deren Mittelanzapfungen über eine Sekundärwicklung
des zweiten Eingangsübertragers miteinander verbunden sind, und daß die Mittelanzapfung
der Sekundärwicklung des zweiten Eingangsübertragers über eine Spannungsquelle an
die Mittelanzapfung einer zwischen den Kollektoren beider Transistoren liegenden
Primärwicklung eines Ausgangsübertragers geführt ist.
-
Dabei können die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren 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.
-
Bei beiden Transistoren zugleich können ferner jeweils die Basisanschlüsse
und die Emitter miteinander vertauscht werden.
-
Man kann ferner zwei der Eingänge mit je einer Trägerspannungsquelle
verbinden und dem anderen Eingang eine Signalspannung zuführen.
-
Gegenüber bekannten Schaltungen kann damit eine wesentliche Verringerung
des Aufwandes erzielt werden, wenn zur rückwirkungsfreien Umsetzung einer Frequenz
in eine vorgegebene Frequenzlage eine Trägerfrequenz benötigt wird, die einer vorhandenen
Trägerversorgungseinrichtung nicht 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.
-
Im Rahmen der Erfindung können auch ein Eingang oder mehrere Eingänge
übertragerfrei ausgebildet sein. Wenigstens einer der Übertrager kann ferner durch
einen insbesondere ohmschen Spannungsteiler ersetzt werden.
-
Es ist ferner zweckmäßig, einem der Eingänge 1 oder III eine insbesondere
von der modulierten Trägerspannung abgeleitete Spannung zur Amplitudenregelung zuzuführen,
so daß der Modulator als Pressec im Gegentaktbetrieb arbeitet. Die einem der Eingänge
1 oder 111 zugeführte Spannung kann dabei eine Gleich- oder eine Wechselspannung
sein, Die Erfindung wird an Hand nies in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
-
Der in der Figur dargestellte Modulator besitzt als Achtpohuodulator
vier Klemmenpaare, und zwar die Eingänge 1, 1I und 111 sowie den Ausgang IV, Dabei
ist der Eingang 1 für eine Spannung mit der Frequenz (01 durch die Primärwicklung
S des ersten Eingangsübertragers 1 gebildet. Die Primärwicklung 11 des zweiten Eingangsübertragers
2 liegt am Eingang 11 für eine Spannung mit der Frequenz cv2. Eine Spannung zeit
der Frequenz w3 wird der Primärwicklung 13 des dritten Eingazigsübertragers 3 zugeführt.
-
Von den äußeren Anschlüssen der symmetrischen Sekundärwicklung 9 des
Eingangsübertragers 1 ist der eine mit der Basis des Transistors 5 und der andere
mit dem Emitter des Transistors 6 verbunden. Die symmetrische Sekundärwicklung 12
des Eingangsübertragers 3 ist mit einem äußeren Anschluß an den Emitter des Transistors
5 und mit dem anderen an die Basis des Transistors 6 geführt. Die symmetrische Sekundärwicklung
10 des Eingangsübertragers Z ist zwischen den Symmetriemitten des ersten und des
dritten Eingangsübertragers 1, 3, d. h. den Mittelanzapfungen der Sekundärwicklung
9 und der Sekundärwicklung 12, angeordnet. Die Kollektoren der Transistoren 5, 6
sind jeweils mit einem äußeren Anschluß der symmetrischen Primärwicklung 14 des
Ausgangsübertragers 4 verbunden. Die in der Spannungsquelle '7 erzeugte Kollektorbetriebsspannung
ist zwischen den Symmetriemitten der Sekundärwicklung 10 und der Primärwicklung
14 angelegt.
-
Die Eingangsübertrager können auch durch andere gleichstromdurchlässige,
symmetrische Eingangsschaltungen ersetzt werden.
-
Für w1 = 9 kann. der Eingang T direkt zwischen die Basis des
Transistors 5 und den Emitter des TraA-sistors 6 gelegt werden. Für r)3 = 0 wird
der Eingang III zweckmäßigerwelse direkt an den Emitter des Transistors 5 und die
Basis des Transistors 6 geführt.
-
An der Primärwicklung 11 des Eingangsübertragern 2 und am der Sekundärwicklung
15 des Ausgangsübertragers 4 treten. nur Modulationsprodukte auf, .für die q ungerade
und p, r beliebig sind.
-
Am Eingang 1 und am Eingang III sind für die auftretenden Modulationsprodukte
q gerade und p, r beliebig.
-
Obgleich am Ausgang IV und am Eingang II die gleichen Frequenzen auftreten,
sind die Innenwiderstände dieser beiden Klemmenpaare wie Ein- und Ausgänge von Transistorverstärkern
weitgehend voneinander abhängig, d. h., die Rückwirkungsfreiheit des Modulators
äußert sich durch eine scheinwiderstandsmäßige Entkopplung der Eingänge 1,1z und
III vorn Ausgang IV, Au Ausgang IV sind die Modulationsprodukte unterdrückt, für
die zugleich p, q, r gerade bzw. p ungerade und q, r gerade bzw. r ungerade
und p, q gerade bzw. p, r ungerade und q gerade sind, insbesondere die Hauptmodulationsprodukte
mit den Frequenzen w1, c)3, wr ± tos und der Gleichstromanteil.