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Die Erfindung betrifft einen Dreifach-Gegentakt- Dreifach-Gegentaktmodulator
modulator 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 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 eingefügt oder das dem Modulator
folgende Filter für alle Seitenbänder reell angepaßt werden muß.
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Es ist ferner ein Mehrfach-Gegentaktmodulator 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 Mehrfach-Gegentaktmodulator 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 Mehrfach-Gegentaktmodulatorschaltung 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. Die genannten Schwierigkeiten,
insbesondere störende Rückwirkungen, können zumindest zu einem zusätzlichen Aufwand
führen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen rückwirkungsfreien Dreifach-Gegentaktmodulator
mit drei Eingängen zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile vermieden sind.
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Die bei einem Achtpolmodulator auftretenden Modulationsprodukte haben
alle die Frequenz p col ± q a)2 ± r o)" wobei die Koeffizienten
p, q und r alle reellen ganzen Zahlen annehmen können. Im einzelnen
gibt es im Zusammenhang mit dem Ausdruck p w1 ± q w2 ± r (o.,
für die drei Faktoren p, q und r acht Kombinationen von geraden und ungeraden Zahlen,
wobei jede Kombination für eine ganze Gruppe von Modulationsprodukten gilt.
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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
im allgemeinen die meiste Energie enthalten, zusammen mit den zu denselben Gruppen
gehörenden Modulationsprodukten höherer Ordnung zu unterdrücken.
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Die Hauptmodulationsprodukte sind: ein Gleichstrom, jeweils ein Anteil
der drei Eingangsfrequenzen, die Modulationsprodukte aus jeweils zwei Eingangsfrequenzen
und die Modulationsprodukte aus den drei Eingangsfrequenzen.
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Eine spezielle Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Dreifach-Gegentaktmodulator
zu schaffen, der am Ausgang die Anteile der ersten, zweiten und dritten
Eingangsfrequenz,
die Modulationsprodukte aus der ersten und dritten Eingangsfrequenz, die Modulationsprodukte
aus der zweiten und der dritten Eingangsfrequenz und den Gleichstromanteil unterdrückt.
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Gemäß der Erfindung wird der Dreifach-Gegentaktmodulator für Amplitudenmodulation
derart ausgebildet, daß die Kollektoren zweier zu einem von zwei Transistorpaaren
gehörender Transistoren jeweils miteinander und über eine symmetrische Primärwicklung
des Ausgangsübertragers mit den Kollektoren der zum anderen Transistorpaar gehörenden
Transistoren verbunden sind und daß bei beiden Transistorpaaren der Emitter eines
der Transistoren mit der Basis des anderen Transistors und mit jeweils einem äußeren
Anschluß einer symmetrischen Sekundärwicklung des ersten Eingangsübertragers verbunden
ist und daß die anderen Emitter- und Basiselektroden der Transistoren ein und desselben
Transistorpaares jeweils mit gleichnamigen Eletroden des anderen Transistorpaares
und einem äußeren Anschluß der Sekundärwicklung des dritten Eingangsübertragers
verbunden sind, deren Mittelanzapfung über eine Sekundärwicklung des zweiten Eingangsübertragers
an die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des ersten Eingangsübertragers und über
eine Spannungsquelle an die Mittelanzapfung einer symmetrischen Primärwicklung des
Ausgangsübertragers geführt ist.
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Im Rahmen der Erfindung können auch ein Eingang oder mehrere Eingänge
übertragerfrei ausgebildet sein. Wenigstens einer der Übertrager kann ferner durch
mindestens einen, insbesondere ohmschen Widerstand ersetzt werden.
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Verbindet man die Eingänge I und HI mit je einer Trägerspannungsquelle
und führt dem Eingang 1I eine Signalspannung zu, so läßt sich, 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, gegenüber bekannten Schaltungen eine Verringerung des Aufwandes erzielen,
wobei das Nachrichtenband in vorteilhafter Weise einem auf einfache Weise breitbandig
auszubildenden Übertrager zugeführt wird. Das Modulationsprodukt coi ± cal
läßt sich in vorteilhafter Weise durch die Amplitude einer an den Eingang III gelegten
Spannung regeln.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Dreifach-Gegentaktmodulator
derart ausgebildet, daß der Eingang III als übertragerfreier Eingang, insbesondere
für eine von der Ausgangsspannung abgeleitete Gleichspannung, ausgebildet ist. Da
beim Wachsen der eingangsseitig zugeführten Gleichspannung der Ausgangspegel des
Modulators sinkt, wirkt der Modulator als Presser, wenn die Gleichspannung von der
Ausgangsspannung des Modulators abgeleitet wird. Zur Klirrverminderung können ferner
in den Eingang HI Mittel zur automatischen Erzeugung einer Gleichspannung gelegt
werden.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Dreifach-Gegentaktmodulator mit vier Transistoren
gleichen Leitfähigkeitstyps. i Der in der Figur dargestellte Modulator besitzt als
Achtpolmodulator vier Klemmenpaare, und zwar die Eingänge I, II und IH sowie den
Ausgang IV. Dabei ist der Eingang I für eine Spannung mit der Frequenz coi durch
die Primärwicklung 10 des ersten Eingangsübertragers 1 gebildet. Die Primärwicklung
13 des zweiten Eingangsübertragers 2 liegt am Eingng II für eine Spannung mit der
Frequenz (V2. Eine Spannung mit der Frequenz. co, wird. der Primärwicklung 15 des
dritten Eingangsübertragers 3 zugeführt.
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Je zwei der vier Transistoren bilden ein Transistorpaar. Bei einem
Transistorpaar (Transistoren 5, 6 bzw. 7, 8) sind jeweils die Kollektoren der Transistoren
miteinander mit je einem äußeren Anschluß der symmetrischen Primärwicklung 16 des
Ausgangsübertragers 4 verbunden. Bei jedem Transistorpaar (Transistoren 5, 6 bzw.
7, 8) ist der Emitter eines Transistors 6 bzw. 7 mit der Basis des zweiten Transistors
5 bzw. 8 und mit jeweils einem äußeren Anschluß der symmetrischen Sekundärwicklung
11 des Eingangsübertragers 1 verbunden. Die nicht miteinander verbundenen Emitter-
und Basiselektroden der Transistoren 5, 6 bzw. 7, 8 eines Transistorpaares sind
jeweils mit den gleichnamigen Elektroden des zweiten Transistorpaares verbunden.
Die Basisdurchverbindung der zweiten Transistoren 6, 7 verschiedener Paare ist mit
einem die Emitterdurchverbindung der beiden anderen Transistoren 5, 8 mit dem anderen
äußeren Anschluß der symmetrischen Sekundärwicklung 14 des Eingangsübertragers 3
verbunden. Die Symmetriemitte der Sekundärwicklung 14 des Eingangsübertragers 3
ist über die Sekundärwicklung 12 des zweiten Eingangsübertragers 2 mit der Symmetriemitte
der Sekundärwicklung 11 des Eingangsübertragers 1 und über die Spannungsquelle 9
zur Kollektorstromversorgung mit der Symmetriemitte der Primärwicklung 16 des Ausgangsübertragers
4 verbunden.
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Die Übertrager 1, 2, 3, 4 können auch durch insbesondere ohmsche Widerstände
oder Spannungsteiler ersetzt werden.
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Der Modulator arbeitet als Gegentaktmodulator für alle drei Eingangsfrequenzen,
d. h., an keinem Klemmenpaar tritt das Eingangssignal einer anderen Klemme auf.
Von den acht Hauptmodulationsprodukten werden sechs Produkte an allen Klemmenpaaren
unterdrückt.
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Der Ausgang IV ist, bezogen auf die Eingänge I, TI und I1 T, rückwirkungsfrei.
An den vier Klemmenpaaren. treten jeweils zwei verschiedene der acht Hauptmodulationsprodukte
auf. So tritt am Eingang I von den acht Hauptmodulationsprodukten nur die Frequenz
a)l und das Modulationsprodukt aus der ersten und dritten Eingangsspannung mit den
Frequenzen coi ± w3 auf. Am Eingang II sind nur die Frequenzen der zweiten Eingangsspannung
und das Modulationsprodukt aus dem zweiten und dritten Eingangssignal mit den Frequenzen
a)2 ± co3 vorhanden. Am Eingang III tritt nur ein Gleichstromanteil und die Frequenz
to, auf. Der Modulatorausgang IV liefert die Modulationsprodukte der ersten zwei
Eingangsspannungen, d. h. die Frequenzen coi ± e02 und dasjenige aller drei Eingangssignale
mit den Frequenzen coi ± c02 ± c)3.
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Obgleich am Ausgang IV und am Eingang I 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 I, II und III vom Ausgang IV.
Am Ausgang
IV sind die Modulationsprodukte unterdrückt, für die zugleich
| p, q, r gerade |
| bzw. p ungerade und q, r gerade |
| bzw. q ungerade und p, r gerade |
| bzw. r ungerade und p, q gerade |
| bzw. p, r ungerade und q gerade |
| bzw. q, r ungerade und p gerade |
sind, insbesondere die Hauptmodulationsprodukte mit den Frequenzen co" w2, c'3,
(»i ± (v3, c02 ± (03 und der Gleichstromanteil.