DE1466403C2 - Schaltung zur Regelung der mittleren Trägeramplitude bei einem amphtudenmodu lierten Meßsender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der mittleren Trägeramplitude auf einen konstanten Wert am Ausgang eines Meßsenders für einen weiten Frequenzbereich mit Amplitudenmodulation des Trägers.

Um den Trägerpegel eines Senders, der mit unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlicher Amplitude moduliert ist, bezüglich seiner mittleren Amplitude zu regeln, ist es üblich, die modulierte Ausgangsspannung des Senders zu demodulieren, indem der Träger gleichgerichtet wird. Das Signal am Ausgang der Gleichrichterschaltung ist dann die Hüllkurve des modulierten Trägers und stellt, bezogen auf die Trägerfrequenz, eine »langsam« veränderliche Gleichspannung dar, die als »Meßgleichspannung« mit einer Bezugsgleichspannung verglichen wird. Eine Abweichung des Mittelwertes der Meßgleichspannung von der Bezugsgleichspannung ist dann das Regelsignal, das einem Stellglied für die Trägeramplitude zugeführt wird. Daraus folgt, daß die Zeitkonstante der Gleichrichterschaltung lang sein muß gegenüber der Periodendauer der Trägerfrequenz, jedoch kurz gegenüber der Periodendauer der Modulationsfrequenz. Dies ist nur so lange möglich, solange die Trägerfrequenz und die Modulationsfrequenz um etwa ein bis zwei Größenordnungen auseinanderliegen.

Bei Meßsendern, die einen sehr weiten Frequenzbereich des Trägers aufweisen und einen ebenfalls weiten Bereich der Modulationsfrequenzen, derart, daß bei hohen Trägerfrequenzen die zugehörige Modulationsfrequenz bereits in die Größenordnung der niedrigsten Trägerfrequenz gelangt, ist es nicht möglich, mit dieser bekannten Amplitudenregelschaltung zu arbeiten. Denn Voraussetzung für ihr Funktionieren ist ja, daß die Zeitkonstante des Netzwerkes hinter dem Gleichrichter zwischen beiden Periodendauern liegt; wenn deren Bereiche aber einander überdecken, müßte man dann — unerwünschterweise — das Netzwerk mit umschalten oder kontinuierlich ändern.

Man könnte diese Schwierigkeit umgehen, indem man die Zeitkonstante des Gleichrichternetzwerkes so lang wählt, daß eine Spitzengleichrichtung nicht des Trägers, sondern der Modulationsumhüllenden selbst erfolgt. Die so gewonnene Gleichspannung ist dann freilich nicht mehr dem Mittelwert der Trägeramplitude, sondern dem Spitzenwert proportional mit dem Ergebnis, daß mit sich änderndem Modulationsgrad (»Aussteuerung«) die Trägeramplitude so nachgeregelt wird, daß die maximale Senderamplitude, also die Modulationsspitzen, konstant gehalten werden. Für bestimmte Anwendungsfälle ist dies erwünscht und ausgenützt worden (deutsche Auslegeschrift 1 135 060). Für die Regelung der mittleren Trägeramplitude ist jedoch die Spitzengleichrichtung der Hüllkurve nicht ohne weiteres brauchbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Regelung der mittleren Trägeramplitude auf einen konstanten Wert am Ausgang eines Meßsenders für einen weiten Frequenzbereich mit Amplitudenmodulation des Trägers durch eine Modulationsspannung, deren Frequenz ebenfalls in weiten Grenzen veränderlich ist, mit einer an den Senderausgang angeschlossenen Gleichrichterschaltung und einem Stellglied, dem ein Regelsignal als Ergebnis eines Vergleichs der gleichgerichteten Ausgangsspannung mit einer Bezugsgleichsspannung zugeführt wird, zu schaffen, bei der die Zeitkonstante des Gleichrichternetzwerkes für die Ausgangsspannung auch dann nicht umgeschaltet zu werden braucht, wenn die Trägerfrequenz und die Modulationsfrequenz so weit veränderbar sind, daß der untere Trägerfrequenzbereich in derselben Größenordnung liegt wie der höchste Modulationsfrequenzbereich.

Es versteht sich, daß der konstante Wert, die Sollgröße des Regelkreises also, an sich auch auf andere

ίο Werte von außen einstellbar sein kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gleichrichterschaltung für den modulierten Träger ein Spitzengleichrichter mit gegenüber der längsten Modulationsperiode langer Ladezeitkonstante ist, daß der so gewonnenen Gleichspannung die mittels einer Spitzengleichrichterschaltung gleichgerichtete Modulationsspannung gegengeschaltet ist, und daß die so entstandene Differenzgleichspannung zum Vergleich herangezogen wird. Man erkennt, daß in an sich bekannter Weise von der Spitzengleichrichtung der Hüllkurve Gebrauch gemacht wird. Um jedoch an Stelle der Spitzenamplitude des Trägers deren Mittelwert zu regeln, muß vor dem Vergleich mit der den Sollwert bestimmenden Gleichspannung das gleichgerichtete Ausgangssignal mit dem Modulationssignal selbst in Beziehung gesetzt werden, derart, daß bei zunehmender Aussteuerung das richtige Ist-Signal für die mittlere Trägeramplitude gewonnen wird. Man erkennt, daß die Aussteuerung die Regelung bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht mehr beeinflußt, weil gerade derjenige Anteil der gleichgerichteten Ausgangsspannung, der von der Modulation herrührt, und zwar in Höhe der halben Spitzenamplitude der Modulationsspannung, vor dem Vergleich subtrahiert wird. Es ist selbstverständlich, daß beide Gleichspannungen um denselben Proportionalitätsfaktor vergrößert oder verringert werden können, ohne daß sich an der Wirkungsweise etwas ändert.

Es versteht sich, daß eine ganze Anzahl von Schaltungsanordnungen bekannt sind, bei denen Signale zu Kompensationszwecken einander entgegengeschaltet werden; dieses allgemeine Prinzip der Gegenkopplung hat auch bereits bei der Auslegung von Senderendstufen Anwendung gefunden. So zeigt die deutsche Patentschrift 869 225 eine Schaltung, bei der eine unverzerrte Endstufeneingangsspannung demoduliert wird und in einer Brückenschaltung mit der verzerrten Modulationshüllkurve verglichen wird, die durch Demodulation des Trägers am Senderausgang gewonnen wird. Das so gewonnene Fehlersignal dient zur verzerrungsvermindernden Gegenkopplung. Hier wird weder die mittlere Trägeramplitude geregelt, noch mit Spitzengleichrichtung der Hüllkurve gearbeitet, so daß auch hier unerläßliche Vorbedingung ist, daß Träger und Modulation um Größenordnungen auseinanderliegende Frequenzen aufweisen. Eine ähnliche, auf mehrere Stufen des Senders einwirkende Anordnung zur Herabsetzung der Verzerrungen ist aus der deutschen Auslegeschrift 1123 713 bekannt, und eine weitere auf demselben Prinzip basierende Schaltungsanordnung mit einer Hilfsmodulationsstufe ist durch die deutsche Auslegeschrift 1010 589 bekanntgeworden. Allen drei vorgenannten Schaltungen ist gemeinsam, daß ein den Senderausgang beeinflussendes Gegenkopplungssignal durch Vergleich der verzerrten Modulations-Niederfrequenz mit der unverzerrten gewonnen wird.

und insoweit bestehen Berührungspunkte mit dem Gegenstand der Erfindung, als auch hier das Modulationssignal für die Erzeugung des Regelsignals herangezogen wird, allerdings im gleichgerichteten Zustand.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Abb. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Schaltung gemäß der Erfindung und

Abb. 2 eine Amplituden-Zeit-Darstellung des amplitudenmodulierten Trägersignals.

In der in A b b. 1 dargestellten Schaltung wird ein von einer nicht gezeichneten Modutationsstufe kommendes ungeregeltes amplitudenmoduliertes Trägersignal 1 einem steuerbaren Stellglied 2 zugeführt. Nach, dem Durchlaufen des Stellglieds 2 ist ein Mittelwert 22 (A b b. 2) einer Hüllkurve 19 eines Ausgangsträgersignals 3 bis auf einen geringen Regelrest konstant gehalten. Das Stellglied 2 ist an sich bekannt, es kann aus Röhren- oder Halbleiteranordnungen bestehen, aber auch elektromechanisch oder anderweitig gesteuert werden. Das an einer Ausgangsbuchse 4 stehende Signal wird über eine HF-Diode 5 gleichgerichtet. An einem Ladekondensator 6 steht eine Spannung 7, die noch Reste einer niederfrequenten Modulationssignal-Eingangsspannung IS enthält, was durch den relativ schlechten Sperrwiderstand der zur Zeit bekannten HF-Dioden bedingt ist. Über eine NF-Diode 8 mit hohem Rückflußwiderstand wird ein Kondensator 9 auf eine Spitzenspannung 20 der Hüllkurve 19 (A b b. 2) aufgeladen. Die Kapazität des Kondensators 9 ist so gewählt, daß im linearen Bereich der Dioden die Spannung am Kondensator 9 proportional der Spitzenspannung der Hüllkurve 19 des Ausgangsträgersignals 3 ist. Von der am Kondensator 9 liegenden Spannung wird ein Teil der an einem Kondensator 10 liegenden Gleichspannung subtrahiert, die mit Hilfe der aus einer Diode 11, einem Widerstand 12 und einem Kondensator 13 bestehenden Anordnung aus der Modulationssignal-Eingangsspannung 15 an einem Modulationssignaleingang.14 des Senders erzeugt.

Die so gewonnene Differenzspannung wird an einem Potentiometer 16 abgegriffen und einem Eingang eines als Differenzverstärker ausgebildeten Regelverstärkers 18 zugeführt. An dessen anderem Eingang liegt eine Referenzspannung 17. Vom Regelverstärker 18 wird das Stellglied 2 gesteuert.
, An Hand A b b. 2 werden die zur Erläuterung der Erfindung besonders wichtigen Begriffe nochmals besonders erklärt. Wie bereits erwähnt, kommt es darauf an, den Mittelwert 22 der Hüllkurve 19 konstant

ίο zu regeln. Meßtechnisch erfaßbar ist unter den geforderten Bedingungen die Spitzenspannung 20. Um den Mittelwert 22 zu erhalten, muß von der Spitzenspannung 20 die Hälfte der Amplitude 21 der Hüllkurve 19 abgezogen werden. Eine zu der Hüllkurve 19 proportionale Spannung steht als Modulationssignal-Eingangsspannung 15 am Modulationssignaleingang 14 des Senders zur Verfügung, vorausgesetzt, daß die Modulationsstufe des Senders linear und in der Empfindlichkeit unabhängig von der Frequenz ist.

Claims (1)

1. - Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Regelung der mittleren Trägeramplitude auf einen konstanten Wert am Ausgang eines Meßsenders für einen weiten Frequenzbereich mit Amplitudenmodulation des Trägers durch eine Modulationsspannurig, deren Frequenz ebenfalls in weiten Grenzen veränderlich ist, mit einer an den Senderausgang angeschlossenen Gleichrichterschaltung und einem Stellglied, dem ein Regelsignal als Ergebnis eines VergleichsdergleichgerichtetenAusgangsspännung mit einer Bezugsgleichspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung (5, 6, 8, 9) für den modulierten Träger ein Spitzengleichrichter mit gegenüber der längsten Modulationsperiode langer Ladezeitkonstante ist, daß der so gewonnenen Gleichspannung die mittels einer Spitzengleichrichterschalrung (10,11,12) gleichgerichtete Modulationsspannung gegengeschaltet ist, und daß die so entstandene Differenzgleichspannung zum Vergleich herangezogen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen