DE1286147B

DE1286147B - Circuit arrangement for demodulating a single-sided band signal with a suppressed carrier

Info

Publication number: DE1286147B
Application number: DE1965P0036906
Authority: DE
Inventors: Hellbarth Heinz
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1965-05-28
Filing date: 1965-05-28
Publication date: 1969-01-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Demodulation eines Einseiten-Band-Signals mit unterdrücktem Träger mittels eines Transistoroszillators, dessen Frequenz wenigstens annähernd mit der Trägerfrequenz übereinstimmt, wobei das zu demodulierende Signal an der Steuerelektrode zugeführt und das Demodulationsprodukt an der Ausgangselektrode abgenommen wird. Ein solcher Transistoroszillator muß besonders frequenzkonstant sein, und daher sind zusätzliche Maßnahmen zur Stabilisierung der Frequenz erforderlich. So kann z. B. ein elektromechanischer Wandler verwendet werden, der einen stark von der Frequenz abhängigen Widerstand aufweist. Solche Wandler mit Quarz oder Turmalin sind bekannt; sie weisen sowohl Reihen- wie Parallelresonanzen auf, bei denen sie einen minimalen oder maximalen Widerstand zeigen. Man kann dies zur Frequenzstabilisierung ausnutzen, dadurch, daß das Element in den Längszweig oder in den Querzweig eines Rückkopplungsweges gelegt wird: dadurch kann erreicht werden, daß die Rückkopplung nur bei der einen Resonanzfrequenz des Elementes optimal ist und schon wenig außerhalb dieser Frequenz so weit abfällt, daß die Schwingungen abreißen. Die Einschaltung des stabilisierenden Elementes in einen Rückkopplungs-Schaltungszweig bringt jedoch vielfach unerwünschte Kopplungen mit den übrigen Schaltelementen mit sich, durch die die Resonanzfrequenz des stabilisierenden Elementes verändert -und damit die gewünschte Stabilität beeinträchtigt werden kann. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung eines Transistors als Verstärkerelement, der bekanntlich beträchtliche Kapazitäten aufweist und gegenüber Röhrenschaltungen wesentlich abweichende Impedanzen, so daß aus bekannten quarzstabilisierten Röhrenschaltungen nicht ohne weiteres abgeleitet werden kann, wie auch mit einem Transistor eine Optimale Frequenzstabilität erreicht werden kann.The invention relates to a circuit arrangement for demodulating a single-sided band signal with suppressed carrier by means of a transistor oscillator whose frequency at least approximately matches the carrier frequency, the signal to be demodulated being supplied to the control electrode and the demodulation product being taken from the output electrode. Such a transistor oscillator must be particularly constant in frequency, and therefore additional measures are required to stabilize the frequency. So z. B. an electromechanical transducer can be used, which has a strongly dependent on the frequency resistance. Such transducers with quartz or tourmaline are known; they have both series and parallel resonances, in which they show a minimum or maximum resistance. This can be used for frequency stabilization by placing the element in the longitudinal branch or in the transverse branch of a feedback path: in this way it can be achieved that the feedback is only optimal at the one resonance frequency of the element and drops so far just outside this frequency that the vibrations stop. The inclusion of the stabilizing element in a feedback circuit branch, however, often brings with it undesirable couplings with the other switching elements, which can change the resonance frequency of the stabilizing element - and thus the desired stability can be impaired. This is especially true when using a transistor as an amplifier element which has known significant capacity and compared with tube circuits significantly different impedances, so that it can be readily derived from known crystal stabilized tube circuits do not, as well as a transistor having a Optimal will achieve frequency stability n ka nn.

Es ist bereits ein in Dreipunktschaltung betriebener Transistoroszillator bekannt, in dessen Basiszuleitung ein Schwingquarz eingeschaltet ist. Diese bekannte Schaltung ist nicht für die Demodulation von Einseiten-Band-Signalen mit unterdrücktem Träger vorgesehen und hierfür auch nicht geeignet. Der Oszillator enthält nämlich im Emitterzweig einen Widerstand, der für Wechselstrom nicht überbrückt ist. Infolge der hierdurch bewirkten starken Wechselstrom-Gegenkopplung können keine Mischprodukte (des Einseiten-Band-Signals mit dem Oszillatorsignal) auftreten, so daß das Einseiten-Band-Signal nicht demoduliert werden kann.It is already a transistor oscillator operated in a three-point circuit known, in whose base lead a quartz oscillator is switched on. This well-known Circuitry is not designed to demodulate single-sided tape signals with suppressed Carrier provided and not suitable for this. Namely, the oscillator contains a resistor in the emitter branch that is not bridged for alternating current. As a result the resulting strong alternating current negative feedback cannot produce mixed products (of the single-sided tape signal with the oscillator signal) occur, so that the single-sided tape signal cannot be demodulated.

Es ist außerdem bereits eine Schaltung zum Empfang von Zweiseiten-Band-Signalen bekannt, bei der der im Signal vorhandene Träger einen Mitnahmeoszillator synchronisiert, wobei die erzeugten Osziliatorschwingungen mit den beiden Seitenbändern gemischt werden. Diese Schaltung ist für den Empfang von Einseiten-Band-Signalen mit unterdrücktem Träger ungeeignet, weil hierbei nur eine einzige Frequenzkomponente (die Einseiten-Band-Schwingung) vorhanden ist, die den Mitnahmeoszillator synchronisieren würde und damit mit sich selbst gemischt würde. Es entstünden daher nur eine Gleichstromkomponente und eine Schwingung der doppelten Frequenz, jedoch nicht ein demoduliertes Niederfrequenzsignal.It is also already a circuit for receiving bilateral tape signals known, in which the carrier present in the signal synchronizes a driving oscillator, whereby the generated oscillator oscillations are mixed with the two sidebands will. This circuit is for the reception of single-sided tape signals with suppressed Carrier unsuitable because it only has a single frequency component (the one-sided band oscillation) is present that would synchronize the drive oscillator and thus with itself himself would be mixed. There would therefore only be one direct current component and one Double frequency oscillation, but not a demodulated low frequency signal.

Außerdem ist bereits eine Schaltung bekannt, bei der dem ersten Gitter einer Mischhexode das modulierte Signal samt Träger und dem dritten Gitter nur zugeführt wird. Die entstehenden niederfrequenten Mischprodukte werden an der Anode abgegriffen. Weil für das Funktionieren dieser Schaltung das Vorhandensein einer Trägerschwingung Voraussetzung ist, ist auch diese Schaltung für den Empfang von Einseiten-Band-Signalen ungeeignet.In addition, a circuit is already known in which the first grid the modulated signal including the carrier and the third grating are only fed to a mixed hexode will. The resulting low-frequency mixed products are tapped at the anode. Because for the functioning of this circuit the existence of a carrier oscillation This circuit is also a prerequisite for receiving single-sided tape signals not suitable.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß in an sich bekannter Weise der in Dreipunktschaltung betriebene Oszillator ein Element enthält, das bei der Oszillatorfrequenz einen minimalen Widerstand aufweist und daß das zu demoduherende Signal dem Transistor vorzugsweise an seiner Basis zugeführt wird und das demodulierte Signal einer im Frequenzbereich dieses Signals wirksamen Impedanz im Kollektorzweig entnommen wird.The invention is characterized in that in per se known Way, the oscillator operated in three-point connection contains an element that is at the oscillator frequency has a minimum resistance and that the demodulating Signal is preferably fed to the transistor at its base and the demodulated Signal of an impedance effective in the frequency range of this signal in the collector branch is removed.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail.

Im Kollektorzweig eines Transistors 1 des Typs AF 115 liegt ein wenigstens annähernd auf die gewünschte Frequenz von 464 kHz abgestimmter Parallelresonanzkreis aus einem Kondensator 2 von 500 pF und einer Induktivität 3 in Reihe mit einem Widerstand 4 von 4,7 kOhm, der für die erzeugten Schwingungen durch einen Kondensator 5 von 10 nF gegen Erde abgeblockt ist. Der Widerstand 4 ist mit dem negativen Pol der andererseits an Erde liegenden Speisequelle von 9 V verbunden. Der Emitter des Transistors 1 ist über einen Widerstand 6 von 1 kOhm an Erde angeschlossen, der durch einen Kondensator 7 von 600 pF überbrückt ist. Zwischen Kollektor und Emitter des Transistors 1 ist in an sich bekannter Weise ein Rückkopplungskondensator 8 von z. B. 12 pF angebracht. Die Basis ist an die Anzapfung eines Spannungsteilers gelegt, der aus einem Widerstand 10 von 4,7 kOhm nach Erde und einem Widerstand 11 von 22 kOhm nach dem negativen Speisepol besteht.In the collector branch of a transistor 1 of the AF 115 type there is a parallel resonance circuit, tuned at least approximately to the desired frequency of 464 kHz, consisting of a capacitor 2 of 500 pF and an inductance 3 in series with a resistor 4 of 4.7 kOhm, which is responsible for the generated oscillations is blocked by a capacitor 5 of 10 nF to ground. The resistor 4 is connected to the negative pole of the supply source of 9 V which is on the other hand connected to earth. The emitter of the transistor 1 is connected to ground via a resistor 6 of 1 kOhm, which is bridged by a capacitor 7 of 600 pF. Between the collector and emitter of the transistor 1, a feedback capacitor 8 of z. B. 12 pF attached. The base is placed on the tap of a voltage divider, which consists of a resistor 10 of 4.7 kOhm to earth and a resistor 11 of 22 kOhm to the negative supply pole.

Die bisher beschriebene Schaltung schwingt auf der Resonanzfrequenz des Kreises 2, 3, wenn die Basis für diese Schwingungen an Erde liegt.The circuit described so far oscillates at the resonance frequency of circle 2, 3, if the basis for these vibrations is on earth.

Um die Frequenz der erzeugten Schwingungen mit einem Element hoher Resonanzschärfe zu stabilisieren, könnte man dieses in den Emitter-Kollektor-Rückkopplungszweig mit dem Kondensator 8 einschalten, wobei bei der Reihenresonanz des Elementes die Rückkopplung maximal wäre. Da dieser Zweig jedoch eine verhältnismäßig hohe Impedanz aufweist, wirkt sich die Reihenresonanz nur verhältnismäßig gering aus.To increase the frequency of the vibrations generated with an element To stabilize the resonance sharpness, this could be done in the emitter-collector feedback branch turn on with the capacitor 8, with the series resonance of the element Feedback would be maximal. However, since this branch has a relatively high impedance has, the series resonance has only a relatively small effect.

überraschenderweise hat sich ergeben, daß eine vorzügliche Stabilisierung erreicht werden kann, wenn das Element, z. B. ein Schwingquarz 12, zwischen Basis und Emitter des Transistors 1 eingeschaltet ist. Infolge des verhältnismäßig großen Widertandes des Basis-Spannungsteilers 10, 11 ist dann die Verstärkung des Transistors 1 normalerweise gering, so daß die Schwingungen nicht erregt werden. Bei der Reihenresonanz des Quarzes 12 hat dieser jedoch eine sehr niedrige Impedanz, so daß dann die Oszillatorschaltung arbeitet, wenn auch der Kreis 2, 3 wenigstens annähernd auf diese Frequenz abgestimmt ist. Da der Quarz 12 im Basiszweig nur von geringem Strom durchflossen wird, wird er nicht unzulässig beansprucht, was sich für den mechanischen Aufbau und die Frequenzstabilität günstig auswirkt. Es ist daher auch ohne Schwierigkeiten möglich, den Quarz in einer Oberwellen-Serienresonanz zu erregen. Die Schaltung eignet sich auch für wesentlich höhere Frequenzen, z. B. in der Größenordnung von mehreren Megahertz. Auch kann der Kreis 2, 3 auf das Doppelte der Quarzfrequenz abgestimmt sein.Surprisingly, it has been found that an excellent stabilization can be achieved when the element, e.g. B. a quartz crystal 12, between the base and the emitter of transistor 1 is on. As a result of the relatively large Resistance of the base voltage divider 10, 11 is then the gain of the transistor 1 normally small so that the vibrations are not excited. With the series resonance of the crystal 12, however, this has a very low impedance, so that the oscillator circuit works, even if the circuit 2, 3 is at least approximately tuned to this frequency is. Since the quartz 12 in the base branch has only a small current flowing through it, he not inadmissibly claimed, which affects the mechanical structure and the frequency stability has a beneficial effect. It is therefore also possible without difficulty to use the quartz in a Harmonics series resonance to excite. The circuit is suitable also for much higher frequencies, e.g. B. on the order of several megahertz. The circuit 2, 3 can also be tuned to twice the crystal frequency.

Wird ein Einseiten-Band-Signal mit unterdrücktem Träger zusammen mit einer, wenigstens annähernd der Frequenz des unterdrückten Trägers entsprechenden Hilfsschwingung gemischt, so entsteht durch multiplikative Demodulation unmittelbar das Niederfrequenzsignal als Differenz der Einseiten-Band-Schwingung und der wie ein Träger wirkenden Oszillatorschwingung; eine solche Anordnung ist als Produktdetektor bekannt.Becomes a single-sided band signal with suppressed carrier along with one corresponding at least approximately to the frequency of the suppressed carrier Auxiliary oscillation mixed, results directly from multiplicative demodulation the low frequency signal as the difference between the single-sided tape vibration and the how a carrier acting oscillator vibration; such an arrangement is called a product detector known.

Dazu wird in der Schaltung nach der Zeichnung das Einseiten-Band-Signal von einer Klemme 14 über einen kleinen Koppelkondensator 15 von z. B. 3 bis 10 pF der Basis des Transistors 1 zugeführt. Dieses Signal wird in der Schaltung mit den erzeugten Schwingungen gemischt und demoduliert. Der Widerstand 4 wirkt als Arbeitswiderstand für die demodulierten niederfrequenten Schwingungen, die somit den Kollektorkreis zwischen dem Widerstand 4 und dem Kollektor, z. B. direkt am Kollektor, über eine für die Oszillatorschwingungen wirksame Sperre, z. B. eine Längsinduktivität 15 von 1,5 mHy und einen Querkondensator 16 von 4,7 nF, sowie über einen Trennkondensator 17 von 1 RF entnommen werden können.For this purpose, in the circuit according to the drawing, the single-sided tape signal from a terminal 14 via a small coupling capacitor 15 of z. B. 3 to 10 pF of the base of the transistor 1 is supplied. This signal is mixed in the circuit with the generated oscillations and demodulated. The resistor 4 acts as a working resistance for the demodulated low-frequency oscillations, which thus the collector circuit between the resistor 4 and the collector, z. B. directly on the collector, via an effective lock for the oscillator vibrations, for. B. a series inductance 15 of 1.5 mHy and a shunt capacitor 16 of 4.7 nF, as well as an isolating capacitor 17 of 1 RF can be taken.

Grundsätzlich wäre es möglich, die Einseiten-Band-Schwingungen zur Demodulation dem Kollektorkreis des Transistors 1 zuzuführen. Zwar muß für die Demodulation die Amplitude der Einseiten-Band-Schwingungen klein gegenüber der als Träger wirkenden Oszillatorschwingung sein; jedoch ist bei zu kleiner Amplitude der Einseiten-Band-Schwingungen auch die Demodulationsverstärkung und damit die Amplitude der demodulierten Schwingungen klein. Für optimale Verhältnisse muß daher auch die Einseiten-Band-Schwingung eine gewisse Mindestgröße im Vergleich zu den erfolgten Oszillatorschwingungen haben.In principle, it would be possible to use the single-sided tape vibrations To apply demodulation to the collector circuit of transistor 1. It must be used for demodulation the amplitude of the single-sided tape vibrations is small compared to that acting as a carrier Be oscillator vibration; however, if the amplitude is too small, the single-sided tape vibrations also the demodulation gain and thus the amplitude of the demodulated oscillations small. For optimal conditions, the single-sided tape vibration must therefore also have a have a certain minimum size compared to the oscillator oscillations that have taken place.

Führt man jedoch die Einseiten-Band-Schwingungen gemäß der Figur der Basis zu, so wird für die demodulierten Schwingungen die Basis-Kollektor-Verstärkung des Transistors wirksam, so daß man mit einer entsprechend geringeren Amplitude der Einseiten-Band-Schwingungen auskommen kann.However, if the single-sided tape vibrations are carried out according to the figure of FIG Base to, the base-collector gain for the demodulated oscillations becomes of the transistor effective, so that one with a correspondingly lower amplitude the single-sided tape vibrations can get by.

Bei einer derartigen Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden Schaltelemente, die zum Teil in anderen, z. B. mit Röhren bestückten Schaltungen bekannt sind, in einer speziellen Weise zusammen verwendet, um Einseitenband-Schwingungen in einer einzigen selbstschwingenden Transistorstufe zu demodulieren und das Demodulationsprodukt, z. B. ein Niederfrequenzsignal, noch zu verstärken, wobei sich eine vorzügliche Wirkung mit einem Minimum an Schaltelementen ergibt. Dies ist im Hinblick auf engsten Aufbau (Mikrotechnik) und Zuverlässigkeit der Schaltung von großer Bedeutung.In such a circuit arrangement according to the invention Switching elements, some of which are used in others, e.g. B. circuits equipped with tubes are known to be used together in a special way to avoid single sideband vibrations demodulate in a single self-oscillating transistor stage and the demodulation product, z. B. a low frequency signal, still to be amplified, with an excellent one Effect with a minimum of switching elements results. This is closest in terms of Structure (microtechnology) and reliability of the circuit are of great importance.

Claims

Claim: Circuit arrangement for demodulating a single-sided band signal with suppressed carrier by means of a transistor oscillator whose frequency is at least approximately coincides with the carrier frequency, the signal to be demodulated at the control electrode and the demodulation product at the output electrode is removed, characterized in that in a known manner in the three-point circuit operated oscillator contains an element that at the oscillator frequency a has minimal resistance and that the signal to be demodulated is the transistor is preferably fed to its base and the demodulated signal is an im Frequency, range of this signal taken from effective impedance in the collector branch will.