DE1277375B

DE1277375B - Verfahren zur Frequenzmodulation relativ niedriger Traegerfrequenzen, insbesondere im km-Wellenbereich

Info

Publication number: DE1277375B
Application number: DE1964T0027380
Authority: DE
Inventors: Otto Mayerhofer
Original assignee: TE KA DE FERNMELDEAPP GmbH
Current assignee: TE KA DE FERNMELDEAPP GmbH
Priority date: 1964-11-06
Filing date: 1964-11-06
Publication date: 1968-09-12

Description

Verfahren zur Frequenzmodulation relativ niedriger Trägerfrequenzen, insbesondere im km-Wellenbereich Der Sprechfunkverkehr über Fahrdrahtleitungen, der :im allgemeinen im km-Wellenbereich liegt, also etwa um 100 kHz, arbeitet meist mit Amplitudenmodulation. Da auch die durch Funkenbildung usw. entstehenden Störungen als amplitudenmodulierte Signale auftreten, müssen Senderleistungen eingesetzt werden, die gegenüber denjenigen vergleichbarer anderer Anlagen um wenigstens eine Größenordnung höher liegen.
Bekanntlich lassen sich amplitudenmodulierte Störungen am einfachsten und ohne Erhöhung der Senderleistung durch Anwendung der Frequenzmodulation unwirksam machen. Diesem Verfahren stellen sich aber nach dem gegenwärtigen Stand der Technik andere Schwierigkeiten entgegen. Wie schon A. r m s t r o n g 1933 bewiesen hat (s. deutsche Patentschrift 924 809), muß bei der Frequenzmodulation für eine gegenüber der Amplitudenmodulation bessere übertragungsgute der Hub ein Vielfaches der höchsten vorkommenden Modulationsfrequenz betragen, d. h., der Modulationsindex muß größer als 1 sein. In der Praxis haben sich Modulationsindices von 3 bis 5 als genügend erwiesen. Auf das vorliegende Problem angewandt, ergibt sich daraus bei einer höchsten zu übertragenden Niederfrequenz von 5000 Hz und einem Modulationsindex von 4 ein Hub von 20 kHz. Dies bedeutet, eine Trägerfrequenz von z. B. 100 kHz mit ±201/o oder von 60 kHz mit 33 % zu modulieren. Ein solcher Hub läßt sich jedoch in dem angegebenen Trägerfrequenzbereich mit herkömmlichen Mitteln nicht auf wirtschaftliche Weise mit genügend geringer Verzerrungsfreiheit erzeugen; vor allem tritt ein erheblicher Anteil an unerwünschter Amplitudenmodulation auf.
Das Modulationsverfahren nach der Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß zunächst eine erste Hilfsfrequenz mit den Sprachfrequenzen frequenzmoduliert wird und daß dann das hieraus entstehende Modulationsprodukt mit einer zweiten Hilfsfrequenz gemischt wird, wobei die beiden Hilfsfrequenzen sich um den Betrag der Trägerfrequenz voneinander unterscheiden und daß die erste Hilfsfrequenz um mehr als eine Größenordnung höher ist als die Trägerfrequenz.
Es ist zwar aus der Schaltungstechnik der UKW-Sender des Unterhaltungsrundfunks bekannt, durch Frequenzvervielfacher- und Mischstufen den Hub zu vergrößern (s. Vilbig-Zenneck, »Fortschritte der Hochfrequenztechnik«, Bd. 3, 1954, S.612 bis 620, Abb. 12, 13, 14, 20), jedoch ist mit der Vergrößerung des Hubs eine Erhöhung der Trägerfrequenz verbunden. Gelegentlich wird auch in einer der vielen Stufen die Trägerfrequenz herabgesetzt und der Hub bleibt seiner absoluten Größe nach erhalten. Diese Maßnahme wird jedoch nur getroffen, um den Hub und die Trägerfrequenz in ein solches Verhältnis zueinander zu bringen, daß durch gemeinsames Vervielfachen an der Endstufe des Senders die Trägerfrequenz mit dem gewünschten Hub zur Verfügung steht.
Das Verfahren nach der Erfindung geht gerade den umgekehrten Weg, nämlich durch Herabsetzen der Trägerfrequenz und Beibehalten des Hubes in seinem Absolutwert seinen Prozentwert gegenüber dem Träger anzuheben.
Das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels möge das erfindungsgemäße Verfahren erläutern. Durch die vom Mikrophon M aufgenommene Sprachfrequenz von 300 bis 5000 Hz wird über den Modulator Mo der Oszillator H 0l für die erste Hilfsfrequenz f 1 bei einem Modulationsindex von 4 frequenzmoduliert, so daß der Hilfsfrequenz f 1 ein Hub von ± 20 kHz aufgeprägt wird. Dies entspricht z. B. bei einer Frequenz f 1 von 1 MHz einem Hub-Träger-Verhältnis von 1: 50 oder 2 0/0. Dieser Wert läßt sich mit herkömmlichen Mitteln, wie z. B. Kapazitäts-Variations-Dioden oder Reaktanzröhren ohne Schwierigkeiten erreichen. Das Modulationsprodukt wird dann in einer Mischstufe Mi mit einer zweiten im Oszillator H02 erzeugten Hilfsfrequenz f 2 von z. B. 940 kHz gemischt. Hierbei entsteht neben anderen auch die gewünschte niedrige Trägerfrequenz t von 60 kHz, die noch den der ersten Hilfsfrequenz aufgeprägten Hub von ± 20 kHz aufweist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Hub von mindestens ± 20 % der Trägerfrequenz auf einfache und billige Weise bei genügender Linearität erzielbar ist.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Frequenzmodulation relativ niedriger Trägerfrequenzen (t), insbesondere im km-Wellenbereich, mit Sprachfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine erste Hilfsfrequenz (f 1) mit den Sprachfrequenzen frequenzmoduhert (Mo) wird und daß dann das hieraus entstehende Modulationsprodukt mit einer zweiten Hilfsfrequenz (f 2) gemischt wird (M1), wobei die beiden Hilfsfrequenzen sich um den Betrag der Trägerfrequenz (t) voneinander unterscheiden und die erste Hilfsfrequenz um mehr als eine Größenordnung höher ist als die Trägerfrequenz (t). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 924 809; Vilbig-Zenneck, »Fortschritte der Hochfrequenztechnik«, Bd. 3, 1954, S. 612 bis 620.