DE1491912A1 - Perioden-Modulationsschaltung - Google Patents

Description

DR. ING. KARL BOEHMERT .· DIPL-ING. ALBERT BOEHMERT BREMEN . FELDSTRASSE 24 · FERNRUF 49 17 00 DIPL-IHG. 6ÜNTHER EISEMFUHR

Aktenzeichen: NeU&mieldUllg Bremen, den 24«2« 1966

Named. Ann»., BJjXL &. EOVSLI, COMTARY

Mein Zeichen: B 15

BT^LL a HOWELL ΛΟί-ΤΛΚΥ, Chicago 4-5, Staat Illinois (V.St.A.) Perioden-Modulationsjchaltung

Die Erfindung betrifft eine Modulationsachaltung mit einem Tranaiatorpaar mit mit den Kollektorelektroden der Translatoren verbundenen Laatwideratänden, mit oiner 72Ingnngoochaltung zum gleichzeitigen Anlegen einen Eingangssignals an die ISmitterelektrode beider Transistoren, mit itfickkopplungselonenten, die eine die Basiselektrode dee »inen Tranaistora rait dor Kollektorelektrode dee anderen Transistors vorbindende Kapazität aufweiten, und mit Rück-Icoppiungswlenenton, die oine die Pasiaele'ttrode des anderen Tranalatora mit der Kollektoreleictrode des einen Tranaistora vorbindende KapaeltHt nufteiaen. Durch die Erfindung "?ird eine verbesserte Schaltung sum Kraeugen eines

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Trftgersignals geschaffen, dessen Halbperlode direkt proportional zur moaentanen Amplitude eines modulierenden ^r2ingnng8ignale gesteuert wird.

In einer Klteren USA-Anmeldung der Anmelderin, Serial-Hr, 231 916 vom 22, Oktober 1962 ist eine neu« Modulationteohnik beschrieben, die als Perioden-Modulation bezeichnet werden kann. Die Perloden-Modulation, wie sie in der obengenannten Anmeldung beschrieben wird, ist durch die Tatsache gekennzeichnet, daß die Halbperioden-Zelt eines Triigersignala sich direkt proportional zur momentanen Amplitude eines Eingangsmodulationsaignals ändert. Daher unterscheidet sich die Periodenmodulatio" on der bekannten Frequenzmodulation, da sich bei der Frequenzmodulation die Frequenz linear mit der Amplitude des Eingangssignal ändert. In der obengenannten USA-Anmeldung ist eine Modulationsechaltung zum Erzeugen einer leriodenmodulation beschrieben. Die vorliegende Erfindung schlügt eine demgegenüber verbesserte Schaltung zum Erzeugen einer Perlodenmodulation vor, die nur zwei Translatoren und sechs relativ billige Dioden erfordert.

Ausgehend von einer Schaltung, bei der ein im folgenden als aktiver Transistor bezeichneter Transistor als Verstär-

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ker in Baalssohaltung arbeitet, wMhrend der andere, inaktive Transistor gesperrt let, wobei die zwei Transistoren ihre Zustände bei jede« folgenden Rulldurohgang dee Auegangsaignale ändern_v eieht die Erfindung Ankl—leroleaente, s.B. Anklaaaerdioden sub Anklaaaern der Basiselektroden der Transietoren aa ein festes Besugepotentlal und an die Basiselektroden der Transistoren angeschlossene Vorspannelemente vor, die bestrebt sind, duroh Vorspannen der Basiselektroden die Transistoren leitend su aaehen und die Anklejuaeroleaento in Durohlaßriohtung vorsuapannen.

Diese Sehaltung arbeitet wie folgtt während Irgendeiner Halbperlode dor Auegangswelle wird ein an den Kollektor dee Inaktiven Transistors angesohlossener Koppelkondensator auf ein festes Potential aufgeladen; dies geschieht über Schalteleeente niedriger Iapedans in einer la Vergleich tür alnlaalen Halbperiode kursen Zelt. Während derselben Halbperlode wird ein ähnlicher Kondensator aa Kollektor des aktiven Transistors Über einen relajttlv hoohohalgen Widerstand und ein relativ grofies Versorgungspotential linear entladent während glelohseltlg das Besugspotentlal, auf das er surUokgeführt 1st, durch das aa Kollektor des aktiven Transistors liegende Videosignal

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geändert wird. SLa wesentlicher Funkt dabei lot, daß die Amplitude dee Video-Signale la Vergleich su der die lineare Entladung dee Kondeneatore bewirkenden Versorgung·-» spannung genügend klein let« «ο daß die Eatladegeaohwindlgkelt durch da« Videosignal nicht beeinflußt wird.

P Sobald die eich linear über des aktiven Koppelkondenaator Kndernde Spannung und das Besugspotential, an den er aallegt und das, wie oben beβohrleben, durch da· Videosignal gelindert wird, eine solche Sueeenapannung ergeben, dai Aas Baela-Etoltterpotentlal de· inaktiren Transistor· de« sur Durehsolsltung de· Traneistore erforderlichen Potential entspricht, tritt eine RUokkopplungeaohaltung auf, und die Traneietoren rertauaohen Ihre Bollen« d.h. »ie wechseln Ihre Zustände.

Oa sowohl die Aufladung al· auoh die Entladegesohwlndlgkeit der aktiven Kapaaltut Yen der Amplitude des eodulierendea Eingangssignals unberührt bleiben« ergibt sioh eine eohte Perlodenaodulation.

ftw besseren VerstHndale der Srfladuag wird die Schaltung la folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrie-, ben, la der die einaige ilgur ein scheBatlaohes öohaltungs-

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diagramm dor Periodenaodulationschaltung zeigt.

Die Bezugszeiehen 10 und 12 zeigen JHl?-]?l;ichentran si stören _t deren Emitterelektroden geneinsa* über ein Paar von in Serie geschalteten widerständen IA- und 16 an den negativen Pol einer hler nicht geseigten Spannungequelle angeschlossen sind. Der Verbindungspunkt awisehen den in 3erie geschalteten Viderständen 14 und 16 1st Über einen Parallelkondensator 18 un £rde bzw. Uaaae geschaltet. Der Kollektor des ?ranol3tore 10 1st über einen Lastwiderstand 20 an eine hielte der 1 rimfirvricklung oines Ausgangsübertrager a 22 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 12 1st in ähnlicher .Veiue über einen Lastwiderstand 24 an das andere iSnde der Primärwicklung des Ausgangsübertrager« 22 angeachloosen. Der Ausgangsübertrager 22 veiot on aeiner Jekundärvrioklung -einen doppelendigen Ausgang auf.

Die fcittelaneapfung der Priraiirvdcklung des Ausgangsübertragers 2? iut über einen gemeinsamen ßntkopplungawiderotanci 26 Bit dem positiven Pol der «iponnungsquelle verbunden. XIn larallelkondens&tor 28 verbindet die Mittelanzapfung der Primärwicklung des AuegangstransJTormators 22 mit Lias se oder Erde. Ein Diodenpaar 50 und 32 ist parallel

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su den awel Hälften der PrimHrwicklung des Ausgangsübertrager π ?2 geschaltot , um die Spitsenspannunge-Abfälle gleich den normalen Durohlaß-Spannungsabffällen der Dioden tu machen. Die Dioden 50 und 52 sind abwechselnd wHhrend wechselnder Periodenhälften des Sechoelstrom-Ausgangsaignale leitend und schaffen trots der durch das modulierende Eingangssignal erseugten änderungen des Kollektoratromes des leitenden Transistor» eine im wesentlichen konstante Auagangaaaplitude.

Die Basiselektroden der Translatoren 10 und 1? sind Jeweils an das Masse- bzw. "Brdpotential über Dioden V^ und 36 angeklammert. Die Basiselektroden ein'* über relativ hochohnige Widerstände 5Ö und 40 ebenfalls mit dem positiven Pol der ßpannungsquelle verbunden. Die swel TranaiHtoren sind durch eine Kapazität 42 zusamniengekoppelt, die den Kollektor des Transistors 10 mit der Baals des Transistors 12 koppelt, und durch eine Kapazität 44, die den Kollektor des Transistors 12 mit der Basis des Transistors 10 koppelt. Die Dioden 46 und 48 bilden mit deren Serienwiderständen 50 und 32 und dem gemeinsamen Wideretand 54 eine Anklammerschaltung für die Kollektoren der Transistoren 10 und 1?·

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Dae »odullereade Magengesignal wird «a dl· geaelnaaM Y«rblnduag ndaolMNi dea JisltttitUktvtdaa dtr Treneietoraa 10 «ad 12 über «iaan MlatlY hoenohalgen Serlemrider-•Ual 5* aagelegt· Dl« parallel lua Widerstand ·» liegende Fi wgai—t gmi spoaming trMhtlat al·« al· Signalitroa aa 2altt«r d·· l«l%«ad«a Traaelator··

Wlaraad d·· a««rl··· wird «la aodvll*r«ad·· Slgaal« s*B· •la Audi·- «dar YHf algnalt ·» daa Eingang ρ«χ«11·1 aua wld«ra%aad M aag«lagt· Nlaat aaa iuaHohat «a₉ dafi da· Ilagaagaaigaal Voll i·*· ·ο axbaltst dl· Sehaltniag al· Oaalllat·* la d«r Art «la·· Multlrlbrator·, wob«l dl· Iraaalatovaa 10 «ad 12 la aavMaaeladaa Halbptrl«d*a wlluraad der OasUUtovtfttlgk·!« lcltaad «lad· Wtaa dl· Traaalstamm lcltaad aladt ·1·η·η al· «laaa Kollaktoratrea« d«ss«n Stärk· derail dl· wid«rataadawert· d«r Wld^rataad· 14 und 16 «aetlaat letφ Di· uehaltuage«l«a«at· alad ·ο auas«iriUilt₉ daß der Kollektor d·· 1·1 tendon Treaeletore •twe aut 4-9 Volt llegtt *«"» da· üdaganeealgaal Mull let.

Ia folgenden eoll dl· licheltung für dl· Halbperlode betraohtet «erden_v la der der Translator 10 leitend und der Translator 12 gesperrt let· Da der dea Kollektorlaet*

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wld«retand/durohfliefieado stroa den ätroa duroh den

Kollektor -

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lastwiderattuid 24 übersteigt, wenn der Tranaletor XO leitend und der Translator 12 gesperrt let, let die Diode 30 In Durchlaßrichtung und die Diode 32 in Sperrrlohtung vorgespannt« Da die iwel Ittlften der PrInRrwloklung des t^ertragirs 22 «usamnengesehloseen sind, und die Ifittelansapfung über eine Kapami tit 38 von niedrigea Blindwiderstand gegen Srde bsw. llaese geeohaltet let, 1st die Xapedan· «wischen Iflttelaniapfung und dea Ansohluflpunkt der Priaärwicklung an den Wideretand 24 und die Diode 32 etwa gleloh 4er Inpedans der in Durchlaßrichtung geschalteten Diode 30 und daher «ehr niedrig· Die Widerständ-e 24, 52 und 54 und die Diode 48 bilden parallel iur positiven Yereorgungsepannung einen Spannungsteiler niedriger Iapedans. VKhIt nan die Werte der eineeinen Schalt element β, so, wie In de« bevorsugten AuefUhrungebelapiel geselgt, so wird die Kapaaltat 44 sehr rasch auf etwa ♦ 6 Volt aufgeladen· Ss 1st ersichtlich, defl die Kapatltlt 44 an einen Oade durch die Anklaanerdiode 34 an ErA- oder Maaaepotentlal angeklaanert 1st. Der Spannungsabfall Über den widerstand 54 genügt, u» die Ankjilan~ nerdlode 46 in Sperrlohtung voriuapannen, so daß der 3pannungsteilerkrele und die Aufladung der Kapasitat nicht auf den Leststro* des leitenden Translator· 10 einwirkt·

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Dn die Kapazität 42 in ähnlicher VeI se auf 6 Volt während der Halbperiode zuvor aufgeladen worden ist, erniedrigt der € Volt-3pannungsabfall übor dio Kapazität 42 nnfSnglich das Potential der Basiselektrode dts Tranaistore 12 auf -3 Volt, 7-renn der Transistor 10 leitend wird. Dio Kapazität 42 wird danach durch den Widerstand 40 entladen, bis das Basispotontial des Transistors 12 auf den iXinkt angehoben ist, bei dem der Transistors 1? leitend wird. .k>bald der Transistor 12 leitend wird, sinkt natürlich das Kollektorpotontial, und dor Transistor IC wird durch das Spannungsgefälle übor die Kapazität 44 gesperrt. Dadurch wird »In Oszillieren aufrechterhalten, bei dem die Transistoren 10 und 12 abwechselnd leitend sind.

Wenn nun ein Ringangnpotontlal über den .'/iderstand 58 angelegt wird, und nimnt rron wiederum an, daß der Transistor IC iybtond und dor Transistor 12 gesperrt ist, so wirkt der Transistor 10 als Video-VorntUrker in Basisachaltung, so dall das ICollektorpotentinl sich direkt Ijroportional zur änderung dos ^ingangsoiönals gegenüber seinem lJonn>vert ändert. Zb zeigt oich, daß die Zeit, bei dor dio Basiselektrode dee Transistors 12 auf Nullpotentinl gebracht wird und die ernte Halbperiode, bei der der

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Tranaletor 12 gesperrt ist, beendet, eine Punktion sowohl von der Änderung dor über der KapasitÜt 42 bei deren Entladung liegenden Spannung als auch des die Kollektorspannung des lYansi stora 10 beeinflussenden regele des Eingänge signal β ist. -a zeigt sich ebenfalls,, daß eine änderung von + 0,6 Volt am Kollektor des Transistors 10 eine änderung von £ 2C ,<> der Dauer der laufenden Halbperiode ergibt, da die nominelle änderung des Potentiale an dor Basiselektrode des Transistors 12 J5 Volt beträgt, wenn dieser gesperrt ist. Diese änderung der Kollektor spannung iat im Vorgleich zur Veraorgungapannung, gegen die die Kapa&itÜt 42 sich ontladt, so gering Jrst, dalo ihr Einfluß auf die Änderungageschv: tgkeit beim Aufladen vernachlHsslgbar 1st· Daher 1st die seitliche Dauer der Halbperiode direkt proportional zur momentanen Amplitude des Eingangssignal«, wie es für die Art der in der obengenannten Anmeldung nllher beschriebenen Modulation erforderlich ist·

Zb soll fernor darauf hingewiesen werden, daß die erfindungsgemäße Schaltung bei auftretenden Temperaturänderungen oine eelbetkompensierende -irkung besitzt, trenn die Transistoren und Dioden ähnlicher Art, b.b. insgesamt SlliEiuB-HalbleltereleiBente 3ind. Wenn *.B. der Transietor

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10 leitend let, wird jede duroh Teaperaturönderung bedingte Jnderung der Baals-^nltterspatmung dee Translator· 10 duroh eine entsprechende änderung über die leitende Diode yt- kompensiert· Be ergibt el oh also, daß der Etaltterstrosi de· Transistors 10 Ib weeentllohen unabhängig von dar Temperatur konstant gehalten wird. Daher let die erflndungsgeaitfle 3ohaltung als otabller Oeslllator und auch als Modulator Yer*endbar.

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Claims (2)

U91912 a ta ntaaaprfleha

1. Modulator ait eine» Tra&alatorpaar_t alt alt dta Kollaktoralaktroden dar Xraaaletorae verbundenen X*at~ wideratänden, alt eiaer EiagfUttgaaehaltuag «ua glaleh-■altlgaa Aalagaa eic·· felagaagaalgnal» am dia Eeittar« altktredt balder Vraaaiatoras« alt Äückkopplxiaeaelaa·»· tan» dia aiaa dia laalealaktroda daa aiaaa Iraaaletora alt dar KoXXaktoralaktroda daa andaraa Xraaalatom Tarbiadaada Kapaaltät aufwalaan, uad alt alaaantan, dia elaa dia Baaiaalaktroda daa andaraa aiatora alt dar Kollaktoralalctroda daa aiaan Tran si a tore yarbladanda Xapasitit aufwaiaaa, gakatmiaiojb&et durch Isklaaearaleaacta, a.B. Aaklaaaardlodan (94, 356) ma Asklaaaara dar BaalsaXaktrodas dar Traneietoraa (10« 12) aa als faataa Bacugapotaatial und durch aa dia Baaia-•laktrodaa dar £raaaietoran aagaaabloaaaaa Torapaas-•laaanta (3β₉ 4O)₉ dl« baetrabt aind, dureh Vorapwanen dar Baaiealaktrodaa dia Iranaiatorec leitend au aaohua uad dia inkleaaaralaaaata la DarohlaJrictatung

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2, Modulator neon Anspruch X« gekennseichnet durob tinea - chaltkreii ait die Kollektorelektroden der Traasietoren (XO₉ 12) nit den festen BesugspotentiaX verbindenden Dioden (46, 46) und wideretfinden (5Q, 92»

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